内容正文:
第八章压强和浮力
第一节压强
考点1压力
1.压力
(1)概念:垂直作用在物体表面上的力叫作压力。
(2)产生的条件:①两个物体必须接触;②物体间要有挤压作用使物体发生形变。
(3)性质:属于弹力。
2.压力的作用效果:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著;当压力大小相同时,受力面积越
小,压力的作用效果越显著。
【易错提醒】压力不是重力,只有当物体处于水平面且在竖直方向上只受重力和支持力
时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同。如图是斜面上压力和重
力的示意图。
L-
考点2压强
1.压强:作用在物体上的压力大小与受力面积的比叫作压强。
F
2.压强的计算:p=S,单位Pa。p:压强,F:压力大小,S:受力面积;推导公式:F=pS。
注意:公式中S是指受力面积,即施力物体与受力物体之间相互接触挤压的面积,如图甲中受
力面积为S2,图乙中受力面积为S,。如果涉及轮子或脚的情况要注意几个轮子或几只脚
着地。
考点3增大、减小压强的方法
1.增大压强的方法:(1)压力一定时,减小受力面积;(2)受力面积一定时,增大压力;(3)增大压力,同时减小
受力面积。
2.减小压强的方法:(1)压力一定时,增大受力面积;(2)受力面积一定时,减小压力;(3)减小压力,同时增大
受力面积。
典例1:一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边相齐(如图所示)。在木板的
右端施一水平力F使木板A右端缓缓地离开桌边(不掉落),在木板A移动过程中,下列说法正确的是(
A.对桌面的压力不变,压强变小
B.对桌面的压力不变,压强变大
C.对桌面的压力变小,压强变小
D.对桌面的压力变小,压强变大
答案:B
【易错提醒】要注意“水平桌面”一词。在水平面上,物体在竖直方向上只受重力和支持力时,物体对桌面的
压力的大小等于物体重力的大小,而分析压强大小的变化时除考虑压力大小变化外,还要考虑受力面积的
大小变化。
典例2:(海南)如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左
到右逐步增大,对地面的压强分别为P1P2和P3,则下列关系正确的是(
A.P1=P2=P3
B.P1<P2<P3
C.P1>P2>P3
D.缺少条件,无法判断
答案:B
【方法点拔】质量分布均匀、形状规则的“柱形”物体对水平面的压强,可用=
F G mg pVg pShg
=pgh
进行分析计算。
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第二节
液体压强
考点液体压强的特点
1.液体压强产生原因:由于液体受重力作用,且具有流动性,所以液体对阻碍它下落的容器底和阻碍它散开的
容器壁都会产生压强。容器内部各部分液体之间也会相互挤压,从而产生压强。
2.液体内部压强的特点:液体内部各处都存在压强。在液体内部同一深度处,各个方向的压强都相等。液体
内部的压强随深度的增加而增大。液体内部的压强跟液体的密度有关。
【易错提醒】液体的压强与液体的密度和液体的深度有关,不能说成“液体的压强与液体的密度和液体的高
度有关”。
考点2液体压强的大小
液体压强计算公式:p=Pgh,使用该公式解题时,p的单位是kg/m3,h的单位是m,P的单位是Pa。
注意:利用液体压强公式进行计算时,除了注意国际制单位的换算外,还要注意深度是某液面的竖直高度,不
要带错数据。
规律总结
压强
F
公式
P=S
p=pgh
适用范围
通用公式:固、液、气均适用(一般常用于固体)
适用于液体
F
一般思路
水平面:F=G,p=S
①液体压强p=Pgh
②液体对容器底部的压力F=pS
规则容器装液体后对水平桌面的压强:
特殊思路
FG液+G客器
质量分布均匀、形状规则的“柱形”固体
p=
对水平面的压强:P=Pgh
SS
典例(南充)一密封的圆台形容器,其截面如图所示,内装一定质量的水,若把它倒置,则水对容器底面的作
用情况是(
A.压强减小,压力增大
B.压强减小,压力减小
C.压强增大,压力增大
D.压强增大,压力减小
答案:D
【方法点拨】上窄下宽的容器,水对容器底的压力大于水的重力;上宽下窄的容器,水对容器底的压力小于
水的重力。
【易错提醒】液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与容器的形状无关;但计算液体对容器底部的
压力时要注意容器的形状。
第三节
探寻连通器
考点认识连通器
1.概念:上部开口、底部连通的容器叫作连通器。
图1
图2
2.特点:在连通器中装入同一种液体时,不论容器如何放置,液体静止时连通器各部分中的液面总是相平的。
(如图1)
3.连通器的原理:证明:小液片静止,F左=F右P左=P右Pgh左=Pgh右,则h左=h右。(如图2)
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考点2连通器的应用
1.在日常生活中的应用:三连通花瓶、电热水器的水位计、水塔供水、洗手池下水的回水弯、水封地漏等。
2.在社会生产中的应用:船闸。
典例(辉县)向如图所示的敞口容器中加水,水在不流动时,能达到的最高位置是(
A.A容器口
B.B容器口
C.C容器口
D.D点位置
答案:B
【方法点拨】连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各部分中液面总是相平的,为使液体
不溢出,静止后液体能到达的最高位置是连通器最低开口端位置。
第四节大气压强
考点大气压强的存在
1.定义:在大气内部的各个位置都存在着压强,这个压强叫作大气压强,简称大气压。
2.产生原因:大气具有流动性,同时也受到重力的作用。
3.证明大气压存在的实验:马德堡半球实验、覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验。
4.应用:钢笔吸墨水、吸管吸饮料、针管吸药液等。
考点2大气压强的测定
1.托里拆利实验:
说明:当管中的水银柱静止时,作用在槽中水银面上的大气压强与玻璃管内
760mm高水银柱产生的压强相等。大气压强的值p=pgh=13.6×103kg/m3×
中装满水
9.8N/kg×0.76m=1.01×105Pa。
【易错提醒】托里拆利实验中水银柱的高度是指管内水银柱与水银槽内水银面之间的高度差,它不受管的
粗细、是否倾斜、玻璃管上提和下压等的影响,当管中混进少量空气时,会使测量结果偏小。
2.标准大气压:大气压强的值不是固定不变的,通常将与760mm高水银柱所产生的压强相等的大气压叫作
标准大气压。
考点3大气压与人类生活
1.气体压强与体积的关系:一定质量的气体在温度不变的情况下,体积减小,它的压强就增大;体积增大,它的
压强就减小。
2.活塞式抽水机和离心式水泵的工作原理:存在压强差。
3.大气压强的变化:温度越高的地方,大气压强越低;高度越高的地方,大气压强越小。液体的沸点随气压的
减小而降低。
第五节流体压强与流速的关系
考点流体压强及其变化规律
1.流体:在物理学中,像液体和气体这样没有一定的形状且具有流动性的物质,统称为流体。
2.流体压强与流速的关系:流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。例如:弧圈球和香蕉球。
考点2流体压强规律的应用
1.飞机升力产生的原因:飞机飞行时,空气相对飞机向后运动,气流在流经机翼时被分开。由于飞机的机翼都
是上凸下平的形状,所以机翼上方空气流动速度比下方的大。流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的
地方压强大。所以,机翼下方气流压强比上方气流压强大,向上的压力大于向下的压力。这两个压力的合
力就是作用在机翼上的向上的力,这个力叫作举力或升力。
2.流体压强规律的其他应用:水翼船。
典例龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理,与下列现象中的“吸”字相同的是(
A.地球“吸”地面上物体
B.用吸管“吸”杯子中的饮料
C.两船并行相“吸”碰撞
D.橡胶皮碗可以“吸”在光滑的墙上
答案:C
【方法点拨】当刮起龙卷风时,龙卷风内部的空气流动速度增大,压强减小;龙卷风外侧的压强不变,地面上
的物体或人畜被“吸”起卷入空中。
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第六节浮力
考点浮力
1.概念:浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力,这个力叫作浮力。
2.方向:竖直向上。
考点2浮力的成因
浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对其压力的合力,就是液体对物体竖直向上的浮力。
图示
受力面
深度
压强
压力
原因
前、后
相等
相等
F前=F后,二者是一对平衡力
液体对浸在其中的物
左、右
相等
相等
F左=F右,二者是一对平衡力
体产生的上下压力差
上、下
h上<hr
P上<px
F上<F下,F=Fr-F上
【易错提醒】两种特殊情况下的浮力:(1)当物体部分浸入液体中时,上表面受到液体向下的压力为0,则
F浮=F下。(2)若浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触,则液体对物体向上的压力为0,只受向下
的压力,物体将不受浮力作用,如水中的桥墩。
考点3影响浮力大小的因素
物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
说明:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,与物体的体积无关:物体浸没时所受浮力与物体在液体中的
深度无关。
考点4阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。这个规
律叫作阿基米德原理。
2.公式:F浮=G排=m排g=P被V排go
深化理解:
(1)“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时V排=V浸入<V物;二是物体全部浸没液体中,此
时V排=V浸人=V物o
(2)阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小,等于它排开的气体所受的重力,即
F浮=G排=P气V排g。
规律总结:浮力的计算方法
(1)称重法:浮力等于物体的重力减去物体浸入液体中时弹簧测力计的示数,即F浮=G-F示;
(2)压力差法:浮力等于物体受到的液体对它向上和向下的压力差,即F浮=F向上-F向下;
(3)公式法:根据阿基米德原理计算,即F浮=G排=m排g=P液V排g;
(4)平衡法:物体漂浮在液面上或悬浮在液体中时,由二力平衡条件得F¥=G。
典例实心的铝块和铜块质量相同,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,排开的体积和受到的浮力较大的是
(已知P铜>P铝P水>P煤油)()
A.铜块排开的体积大,铜块受到的浮力大
B.铜块排开的体积大,铝块受到的浮力大
C.铝块排开的体积大,铜块受到的浮力大
D.铝块排开的体积大,铝块受到的浮力大
答案:D
【方法点拔】判断浮力大小方法如下:
V#越大,浮力越大
液体密度相等,比较V#
V#越小,浮力越小
两种方法
P越大,浮力越大
排开液体体积相等,比较P
P越小,浮力越小
浮力与物体在液体中的浸没深度无关,当改变物体
的浸没深度时,物体受到的浮力不变
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第七节物体的浮沉条件及其应用
考点
物体的浮沉条件
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
品8
G
P液>P物
P液P物
P液=P物
V持=V斯
P液>P物
V排<V新
P液P物
可以停留在液体内部
是“上浮”过程的最终
处于动态(运动状态不断
是“下沉”过程的最终状态
任何深度
状态
改变),受非平衡力作用
处于平衡状态,受平衡力作用
【易错提醒】根据“密度”判断物体的浮沉:实心物体浸没在液体中时,当P>P液时,物体下沉;当P物印凌时,
物体上浮;当P物=P液时,物体悬浮。对于空心物体和由两种以上物质组成的物体,也可以通过比较密度来
判断浮沉情况,但此时的密度是指物体的平均密度。
考点2
物体浮沉条件的应用
应用
工作原理
轮船
制成空心,增大排开水的体积,增大浮力
潜水艇
通过调节水箱中的储水量,改变自重实现上浮、下潜和悬浮
密度计
密度计在任何液体中都是漂浮的,液体的密度越大,密度计浸入液体中的体积越小
典例(杭州)两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两
球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法不正确的是(
A.小球A的质量小于小球B的质量
B.甲液体的密度小于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
B)
甲
D.在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力
答案:C
【方法点拔】(I)由F浮=P液V排g可判断出两个小球所受浮力的大小关系;
(2)根据浮沉条件,可判断出物体密度和液体密度的大小关系。漂浮,则物体密度小于液体密度;沉底,则
物体密度大于液体密度;
(3)由浮沉条件结合阿基米德原理分析浮力大小;
(4)由受力平衡判断支持力。
第九章机械和功
第一节杠杆
考点杠杆的特点
1.杠杆:利用直杆或曲杆,在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆。
2.五要素:
(1)支点:杠杆绕着转动的固定点。用0表示。
(2)动力:使杠杆转动的力。用F,表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力。用F2表示。
(4)动力臂:支点到动力作用线的距离。用L,表示。
(5)阻力臂:支点到阻力作用线的距离。用L2表示。
3.力臂的画法:①找出支点并用0表示;②通过力的作用点画出力的作用线;③从支点0向力的作用线作
垂线。
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