专题03 压强和浮力(期末复习讲义)八年级物理下学期新教材苏科版
2026-05-25
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第九章 压强和浮力 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 压强,浮力 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.57 MB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58028319.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题03 压强和浮力(期末复习讲义)
内 容 导 航
考情透视·目标导航 透析期末考向,锚定备考重心
知识梳理·方法技巧 梳理核心脉络,扫除知识盲区
知识点01 压强 知识点02 液体的压强
知识点03 气体的压强 知识点04 浮力
知识点05 物体的浮与沉
典例引领·即时检测 精析典型例题,强化解题能力
考场练兵·分层实战 阶梯实战演练,验收复习成效
考情透视·目标导航
核心考点
内容要点
命题趋势
压强
考查压力的概念、压力与重力的区别;压强公式及计算;增大、减小压强的方法;压强在生活中的应用;常考选择、填空、计算题。
1. 侧重基础计算与应用:期末注重公式运用、单位换算、规范解题,压强与浮力计算为核心难点。
2. 情境化突出:结合生活、工程、自然现象命题,贴合实际应用场景。
3. 强化实验探究:探究压力作用效果、液体压强特点、阿基米德原理实验为期末必考。
4. 综合应用性强:压强、浮力常结合二力平衡、密度知识综合考查,是期末压轴高频考点。
液体的压强
考查液体压强特点;液体压强公式p=ρgh;U形管压强计的使用;连通器原理及生活实例;深度辨析、简单计算。
气体的压强
考查大气压的存在;托里拆利实验;大气压的测量、变化;流体压强与流速的关系;解释生活中流体压强相关现象。
浮力
考查浮力的概念、称重法测浮力;阿基米德原理及公式F浮=G排=ρ液g排;浮力大小计算;实验探究浮力影响因素。
物体的浮与沉
考查物体浮沉条件;漂浮、悬浮、下沉的判断;浮力在轮船、潜水艇、气球等方面的应用;浮沉条件综合计算。
知识梳理·方法技巧
知识点01 压强
一、压力和重力的区别
1、压力: 作用在物体表面上的力叫做压力。
(1)压力产生的条件:压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力。
(2)压力方向:压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体。
(3)压力作用点:压力的作用点在受压物体的表面上。
2、辨析:重力和压力的区别
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而引起的;物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
二、探究影响压力的作用效果的因素
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究压力作用效果与上面因素有关。
(2)实验原理:。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
2、实验器材:小桌子、海绵、砝码。
3、器材作用及图像
(1)小桌子:实验主体。
(2)砝码:提供压力。
(3)海绵:体现压力作用效果。
4、实验步骤
步骤①如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤②如图乙,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤③再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。
5、实验结论及应用
海绵被压下的深度与压力的大小和受力面积的大小有关:
①受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显。
②压力大小一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
三、压强的定义及计算
1、压强: ,数值上等于物体 上受到的压力。
2、压强公式:。
3、压强p的单位是 (简称为帕),符号是 。
四、减小或者增大压强的方法
1、减小压强方法:压力一定,增大受力面积;受力面积一定,减小压力;同时减小压力,增大受力面积。
应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽。
2、增大压强方法:压力一定,减小受力面积;受力面积一定,增大压力;同时增大压力,减小受力面积。
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀;②投向靶盘的飞镖;③用力刹车。
知识点02 液体的压强
一、探究液体压强的特点实验
1、实验目的:探究影响液体内部压强的因素有哪些。
2、实验方法:控制变量法。
3、实验猜想:液体内部压强可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
4、实验器材及图像:压强计;烧杯;食盐;水;刻度尺。
(1)压强计:测量液体压强。
(2)烧杯:盛放水。
(3)食盐:改变液体密度。
(4)水:实验对象。
(5)刻度尺:测量压强计高度差。
5、实验步骤
步骤①将水倒入烧杯,如图甲,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤②如图乙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤③如图丙,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格。
6、实验结论及应用:液体内部向 方向都有压强,压强随液体 的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小 ;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与 有关,密度越大,液体的压强越大。
二、液体压强的特点
1、液体压强产生的原因是由于液体受 的作用,若液体在失重的情况下,将无压强可言。
2、液体压强具有以下几个特点:液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直;在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
3、容器底部受到液体的压力跟液体的重力 相等。
三、液体压强的计算
1、计算液体压强的公式:p=ρgh。
(1)液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(2)运用液体压强的公式计算确定深度时,要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
2、液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关,比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
四、连通器原理
1、上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器。
2、连通器的原理可用液体压强来解释,若在U形玻璃管中装有同一种液体,在连通器的底部正中设想有一个小液片AB,假如液体是静止不流动的,左管中之液体对液片AB向右侧的压强,一定等于右管中之液体对液片AB向左侧的压强,因为连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式p=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等,所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。
知识点03 气体的压强
一、大气压强存在的认识
1、大气压强:大气对 它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示。
(1)产生原因:因为空气受 并且具有流动性。
(2)证明大气压存在实验室马德堡半球实验,该实验也证明了 。
2、大气压的存在现象
(1)覆杯实验:当在一个杯子中装满水,并用一张纸覆盖杯口后倒置,水不会流出,这是因为大气压力大于水的重力,使得纸紧紧贴在杯口上,证明了大气压的存在。
(2)鸡蛋进入瓶子:将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中,然后用酒精灯对瓶子外部进行加热,待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却,使得瓶内气压降低,大气压力将鸡蛋压入瓶中。
(3)吸盘实验:将吸盘紧密贴合在平滑的表面上,然后尝试将其拉起,会发现需要较大的力,这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上,证明了大气压力的作用。
(4)吸饮料和吸盘式挂钩:当我们用吸管吸饮料时,或者使用吸盘式挂钩挂物品时,都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低,使得饮料在大气压力的作用下进入口中;吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。
(5)气压计:通过测量大气压力来显示大气压力的大小,是研究和应用大气压力的重要工具之一。气压计的原理基于大气压力的变化可以反映高度、天气等因素的变化。
二、大气压的大小与测量
1、标准大气压是指在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,也可以记作1atm。
2、托里拆利实验测量了大气压强的值。1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先进行了这个实验,故名托里拆利实验。实验方法:
(1)准备一根1m左右长的玻璃管,一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排除空气。
(2)用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。
(3)待开口端全部浸入水银槽内时放开手指,将管子竖直固定当管内外水银液面的高度差约为760mm左右时,它就停止下降,读出水银柱的竖直高度h,利用公式p=ρ水银gh计算出大气压强的大小。
(4)逐渐倾斜玻璃管,发现管内水银柱的竖直高度不变。
三、估测大气压
1、实验目的:估算大气压强的数值。
2、实验原理:。二力平衡:活塞受到弹簧测力计拉力与大气压力处于平衡状态,这两个力是一对平衡力。
3、实验器材及图像:注射器;弹簧测力计;细线;橡皮帽;刻度尺。
(1)注射器:实验主体。
(2)弹簧测力计:拉动注射器活塞。
(3)细线:连接器材。
(4)橡皮帽:封住注射器的小孔。
(5)刻度尺:测注射器针筒上有刻度部分的长度。
4、实验步骤
步骤①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔。
步骤②用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。
步骤③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
步骤④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
5、实验计算方法
(1)注射器近似圆柱体,由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L。
(2)根据公式p=求出大气压强。
四、大气压的特点与应用
1、空气内部向 都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都 。
2、大气压随高度增加而 ;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
3、大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。
4、沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而 (如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而 (如用高压锅煮饭快)。
5、体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强 ;气体体积越大压强 。
6、大气压的应用:可作气压计;抽水机又名“水泵”。离心式水泵是利用大气压的作用,将水从低处提升至高处的水力机械。抽水机的原理是:先令水面上方的大气压强减小,然后水就在外界大气压的作用下,把水沿抽水机压上来。
五、流体压强与流速的关系
1、根据流体压强与流速的关系“流速大,压强小,流速小,压强大”的原理进行实验。
2、气体、液体都可以流动,流动流体的压强大小跟流体的流速有关系的实验很多,例如:吹不散的气球。
六、飞机升力的产生原因
1、飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。
2、当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度 、压强 ,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。
3、机翼上下方所受的压力差形成向上的 。
知识点04 浮力
一、浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体 的托力叫做浮力。
1、浮力方向: ,施力物体是 。
2、浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。
二、探究影响浮力大小因素的实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究影响浮力大小的因素。
(2)实验原理:F浮=G-F读。
(3)实验方法:称重法、控制变量法。
2、实验器材:弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
(1)弹簧测力计:测量拉力。
(2)细线:连接实验器材。
(3)小石块、金属块:实验对象。
(4)水、盐水:改变液体密度。
(5)烧杯:盛装液体。
3、实验步骤
步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力。
步骤②把石块慢慢浸入水中,直至石块完全没入水中,并观察弹簧测力计读数变化。
步骤③把水换成盐水,重复步骤②。
步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。
步骤⑤记录数据,整理器材。
4、实验结论及应用:浮力大小跟浸入液体(水)中的体积有关;浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟物体所在深度无关;比较步骤二、三可知,浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟液体密度有关,密度大的浮力大。
三、浮力大小的计算
1、阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 的液体受到的 。公式是浸在液体里的物体受的浮力,大小等于物体排开的液体的重力。用公式表示为,式中ρ液表示液体的密度,V排是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
(1)液体对物体的浮力与液体的 和物体排开液体的 有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
(2)适用条件:液体(或气体)。
2、浮力大小的计算方法:
(1)浮力产生的原因是物体在液体或气体中上下表面的压力差,公式为F浮=F向上-F向下。
(2)根据物体受力平衡变换而来的方法,当物体受到竖直向上的拉力时,拉力、重力和浮力三力平衡,向上的拉力加浮力等于向下的重力,所以浮力等于重力减去拉力,公式:F浮=G-F拉。
(3)二力平衡法 F浮=G物。
(4)阿基米德原理法 F浮=G排。
知识点05 物体的浮与沉
一、物体的浮沉条件及其应用
1、前提条件:物体浸没在液体中,且只受 和 。
2、在重力和浮力的作用下,若物体静止在液面上,并有一部分露出液面这种状态称为漂浮;若物体浸没在液体中,处于静止状态则称为悬浮。
3、物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G。
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G。
4、如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉。
5、冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
❈漂浮问题的几个规律:
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力 它受的重力。
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力 。
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积 。
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力 液体对物体增大的浮力。
规律6:完全浸入液体中的物体,物体密度与液体密度之比等于物体的重力与物体在液体中受到的浮力之比,公式表示为。
二、浮力的利用
1、调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。
2、轮船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上。
3、潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
4、气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气),从浮力与重力的大小关系来解释气球升空。
5、密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。
典例引领·即时检测
典例01 压强的简单应用
(24-25八年级下·广东东莞·期末)夏日的北海银滩,游客在水平沙滩上驾驶四轮海滩摩托车,摩托车行驶18km用时30min。
(1)求摩托车在行驶的这段过程中平均速度是多少km/h。
(2)若车和人的总质量为300kg,车轮与沙地接触的总面积为0.02m2,求车对沙地的压力和压强(g取10N/kg)。
解|题|技|巧
1、牢记公式,计算时统一单位:F用N,S用m2。
2、找准受力面积,是两物体实际接触面积,并非物体表面积。
即时检测
1.(24-25八年级下·河北廊坊·期末)一个在水平桌面上的均匀木块,若切去一半,并将其放在另一半上边,如图所示,此时地面受到的压强是原来的( )
A.四倍 B.两倍 C.一半 D.四分之一
2.(24-25八年级下·江西南昌·期末)如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处置有边长为10cm、重20N的正方体,对正方体施加大小均为10N的水平力和竖直力,正方体对水平地面的压力为______N,正方体对竖直墙壁的压强为______Pa。
3.(24-25八年级下·陕西咸阳·期末)如图是春晚机器人扭秧歌的场景,若已知H1型人形机器人的质量为54kg,其双脚站立时与舞台的总接触面积约为,g取,求:
(1)机器人双脚站立时对水平舞台的压力大小;
(2)机器人双脚站立时对水平舞台的压强。
典例02 改变压强的方法及应用
(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图所示的实例中,与刀磨得很锋利目的相同的是( )
A.“嫦娥六号”着陆架下方安装圆盘型“脚”
B.推土机履带做得很宽
C.图钉尖做得很细
D.滑雪板与雪地接触面积较大
解|题|技|巧
1、增大压强:增大压力、减小受力面积;减小压强:减小压力、增大受力面积。
2、生活实例快速区分:刀刃、钉子为增大压强;履带、坐垫为减小压强。
即时检测
1.(24-25八年级下·广东深圳·期末)如题图所示,中医针灸的针尖非常细,其作用是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
2.(24-25八年级下·广西南宁·期末)在“璞玉雕刻”前,雕刻师傅往往会将刻刀磨得非常锋利,这是通过_______(选填“增大”或“减小”)受力面积从而增大压强;在雕刻时,雕刻师傅往往需要用力进行雕刻,这是通过增大_______从而增大压强。
典例03 探究液体内部的压强特点实验
(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图所示,在“探究液体内部压强影响因素”的实验中,小光选用微小压强计和透明圆柱状的容器,容器中分别盛有高度相同的水和浓盐水。
(1)实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管液面________来判断的;
(2)小光通过比较图甲、乙和丙,可以得出,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都________;
(3)小光比较图丙、丁两次实验得出结论:液体压强和液体密度有关,同组小华认为这样比较得出结论是不正确的,她的理由是_________。
解|题|技|巧
1、用U形管压强计液面高度差反映压强大小,高度差越大,压强越大。
2、控制变量:深度相同探究密度影响,密度相同探究深度影响。
即时检测
1.(24-25八年级下·山东临沂·期末)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,如图甲所示,接下来的操作是_____(选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体_____的增加而增大。
(3)小阳保持丙图中探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出“液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是没有控制_____相同,正确操作是应将探头适当_____(选填“上移”或“下移”)。
(4)小光用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有_____(填序号)。
①右侧待测液体到容器底的深度;
②右侧待测液体到橡皮膜中心的深度;
③左侧水到容器底的深度;
④左侧水到橡皮膜中心的深度。
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为_____(用题中的字母和表示)。
2.(24-25八年级下·辽宁辽阳·期末)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验。
(1)实验前,用手指轻压橡皮膜时,如果U形管中液柱升降灵活,说明装置______;
(2)为探究液体内部压强与方向的关系,应该把压强计的探头放入______液体的相同深度,改变_____,通过观察U形管两侧液面高度差即可;
(3)通过比较______两图可知:同种液体内部,压强随液体的深度增加而增大;
(4)增加一个相同的压强计,将两个压强计按如图丁所示方式组装,两个U形管中分别注入染色的水和酒精()。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为和,则U形管A中注入的液体是______。保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,和都变______(填“大”或“小”)。
典例04 连通器原理及利用
(24-25八年级下·江苏镇江·期末)在图所示的实例中,工作原理与连通器无关的是( )
A.高压喷水枪 B.茶壶
C. 船闸 D.回水弯管
易|错|点|拨
1、连通器必须满足上端开口、底部相连通两个条件。
2、只有装入同种液体且静止时,各容器液面才相平。
即时检测
1.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。为了防止下水管中“异味”进入室内,水面必须达到的最低高度是位置( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(24-25八年级下·广东梅州·期末)如图所示的船闸主要应用________原理。离水面100m深的三峡大坝处受到江水的压强为________Pa,该深度处一块面积为20cm2的坝体受到江水的压力为________N。(g取10N/kg,)
典例05 大气压存在的现象与应用
(24-25八年级下·河北保定·期末)下列有关大气压的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验测出了大气压,其大小等于高水银柱产生的压强
B.用吸管喝饮料时,实际上是利用大气压强把饮料“压”上来的
C.用注射器将药液注入肌肉是利用了大气压
D.在高山上用普通锅煮不熟饭,因为高山上大气压大,锅内的水更容易沸腾
易|错|点|拨
1、“吸饮料、吸盘挂钩” 不是吸力,是大气压的作用。
2、大气压随高度升高而减小,高原地区气压低。
即时检测
1.(24-25八年级下·陕西安康·期末)大气压与我们日常生产和生活息息相关,下列说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压的存在
B.医生用注射器把药液注射进肌肉利用了大气压
C.牛顿最早测出大气压强的数值
D.在火车站候车时应站在安全线以外候车是因为流体在流速大的地方压强大
2.(24-25八年级下·云南昭通·期末)同学们想探究大气压是否存在。小文将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,如图所示。小文认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中,得出大气压存在的结论。小聪不同意这个观点,他认为让鸡蛋进入瓶子的力不是大气压力,而是大气压力与鸡蛋所受重力的合力。为排除鸡蛋重力带来的影响,请你利用同样的器材对实验操作进行改进:将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后______,如果______,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
典例06 流体压强与流速的关系
(24-25八年级下·陕西西安·期末)下列对有关实验现象的解释或实验操作的叙述正确的是( )
A.图1中,铁轨下铺设枕木是为了减小压力
B.图2中,手指同时压铅笔两端,右手指感觉较疼是因为受到的压力更大
C.图3中,将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变小
D.图4中,当向玻璃管中吹风时,U形管A管中的水面上升,B管中水面下降
解|题|技|巧
1、核心规律:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
2、应用:飞机升力、列车安全线、喷雾器均用此原理。
即时检测
1.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)下列图片展示的现象中,利用大气压强的是( )
A.自动喂水装置 B.自制喷雾器
C.犬鼠洞穴通风 D.冷热水混合淋浴器
2.(24-25八年级下·吉林长春·期末)如图所示为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速变大,压强变___________;若考虑竖直管壁摩擦,则需要___________(选填“增大”或“减小”)乒乓球上方的风速,乒乓球更容易被发出。
典例07 浮力的概念与产生原因和测量
(24-25八年级下·湖南邵阳·期末)下列情境中提到的物体不受浮力的是( )
A.沉在海底的“潜水艇” B.在太空绕地球做圆周运动的“天宫一号”
C.在空中静止的“热气球” D.在大海上行驶的“辽宁舰”
易|错|点|拨
1、浮力产生原因:液体对物体向上、向下的压力差,底部与容器密合时不受浮力。
2、称重法测浮力:F浮=G-F示,浮力方向始终竖直向上。
即时检测
1.(24-25八年级下·湖北武汉·期末)如图所示,有一个重力为G的长方体悬浮在液体中,其受到的浮力为,液体对长方体向下和向上的压力分别为和。下列说法错误的是( )
A.
B.
C.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D.若物体悬浮于更深的位置,与图示位置相比,、之差不变
2.(24-25八年级下·安徽宿州·期末)重为5牛的金属块用弹簧测力计吊着浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为3牛,则该金属块受到的浮力是___________牛;此时金属块受到水向上的压力比受到水向下的压力___________(选填“大”或“小”)。
典例08 探究浮力大小的影响因素实验
(24-25八年级下·甘肃庆阳·期末)如图所示,这是某小组同学探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置及过程。
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中时受到的浮力大小为__________;
(2)分析图a、c、d三次实验,得出结论:浸没在液体中的物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的__________无关;
(3)分析图__________三次实验,得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(4)小聪分析图a、b、e三次实验,得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关,同组的小明认为他的结论是错误的,理由是__________________________;
(5)实验结束后同学们联想到压强知识,若、两次实验中物体下表面受到水的压强分别是、,则__________(选填“>”“<”或“=”)。
解|题|技|巧
1、浮力只与液体密度、排开液体体积有关,与浸没深度无关。
2、实验用控制变量法,探究一个因素时保持另一个不变。
即时检测
1.(24-25八年级下·黑龙江佳木斯·期末)小明同学在“探究影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与______的关系,根据A与E两图所示的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力______N。
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而______,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度______。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______
(4)实验中用到的研究问题的方法是______法。
2.(24-25八年级下·广东东莞·期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)。
(1)金属块的重力为___________N,金属块在图C中受到的浮力为___________N。
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的___________越大,它所受的浮力越___________(选填“大”或“小”)。
(3)分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,所受浮力的大小与它浸没后的深度___________(选填“有关”或“无关”);分析比较图A、E、G可知:浮力大小与___________有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,所受浮力将___________(选填“不变”、“增大”或“先增大后不变”)。
典例09 阿基米德原理的理解与计算
(24-25八年级下·吉林长春·期末)我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”,可以承担大型灭火、水上救援等任务。如图所示,“鲲龙-600”静止在水面上,排开水的质量为40t,g取10N/kg,水的密度是。求:
(1)该飞机底部距水面1m处受到的液体压强是多少?
(2)该飞机此时所受的浮力是多少?
易|错|点|拨
1、公式F浮=G排=ρ液gV排,V排是排开液体体积,不是物体体积。
2、只有完全浸没时,V排=V物。
即时检测
1.(24-25八年级下·河北秦皇岛·期末)在图甲中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像,若不计水的摩擦力,则下列说法中正确的是( )
A.石料的质量为1400kg B.石料的密度为
C.石料的体积为 D.石料在水中受到的最大浮力为900N
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,底面积为的足够高的柱形容器,内盛有适量水。现将边长为10cm的正方体实心物块放入水中,物块漂浮,液面上升了5cm。则物块受浮力大小为___________N,物块下表面受到压强为___________Pa、(水密度,g取10N/kg)
3.(24-25八年级下·江苏无锡·期末)如图所示为某景区内乘氦气球升空的观光项目。氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为5000m3(不计球壁的厚度),ρ氦气=0.18kg/m3,ρ空气=1.29kg/m3。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为4×104 N,现有总质量为1640kg的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
典例10 探究浮力的大小与排开液体重力的关系
(24-25八年级下·甘肃平凉·期末)李佳和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由_______两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是______________;(填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序)
(3)实验时,若空桶内装有少量水,则会导致测出的G排____________(选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 (选填字母);
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度_________________。
解|题|技|巧
1、实验顺序:先测空桶重力→物体重力→物体浸入测拉力→测桶和排开液体总重。
2、结论:浸在液体中的物体,浮力大小等于排开液体的重力。
即时检测
1.(24-25八年级下·四川达州·期末)某中学两个物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,发现______(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的原因不可能是______;
A.实验中,按照的顺序进行实验。
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.最初溢水杯中的水未装至溢水口
D.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
(2)方案二,如图乙,小明将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计B的示数______(选填“增大”、“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)的示数变化量,从而证明了;
(3)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铁块,将其缓慢浸入溢水杯中如图丙所示,在铁块浸入水的过程中(始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压强______,电子秤的读数______。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
2.(24-25八年级下·湖北武汉·期末)如图是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
(1)由乙、丙两图可以得出物体受到液体的浮力为______N,再由另外两图得出物块排开液体所受重力。可初步得出结论:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于______。
(2)图乙中的溢水杯装满水,溢水杯对水平桌面的压强为,图丙中的溢水口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为,则______(填“>”“<”或“=”)。
(3)实验时,若图乙中溢水杯未装满水,测出物体的浮力______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)根据实验数据,可以计算出物体的密度______。
(5)如果在图丙中将物体的位置下降一些,使物体浸没水中的深度增加(未触底),物体静止时,读出弹簧测力计的示数,这样做是为了______。
典例11 物体的浮沉条件
(24-25八年级下·山东枣庄·期末)如图所示,水平地面上有一个底面积为的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为5N。(,取)
(1)画出此时正方体物块的受力示意图;
(2)计算木块浸没水中受到的浮力;
(3)细线剪断后,计算物块静止时受到的浮力。
解|题|技|巧
1、受力判断:F浮>G上浮;F浮=G漂浮/悬浮;F浮<G下沉。
2、密度判断:ρ液>ρ物漂浮;ρ液=ρ物悬浮;ρ液<ρ物下沉。
即时检测
1.(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)如图所示,两只相同的气球分别充入氦气和空气,充气后气球体积相同,在地面把它们同时放飞,放飞后只有氦气球飞向空中。下列关于气球受到的浮力F和重力G的关系正确的是( )
A.F氦气球>F空气球 B.F氦气球=F空气球 C.G氦气球>F氦气球 D.G空气球<F空气球
2.(24-25八年级下·黑龙江鸡西·期末)如图所示为小宇同学在家完成趣味小实验时的场景:将一个饮用水瓶的瓶底剪掉,倒置后放入一个乒乓球堵在饮用水瓶的瓶口(饮用水瓶的瓶口直径小于乒乓球直径),向饮用水瓶中倒入水,观察到有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙中流出,但乒乓球并没有在水中浮起来。分析其原因是乒乓球______。当小宇用手掌封住正在漏水的瓶口时,乒乓球迅速上浮,在乒乓球上浮但未露出水面的过程中,乒乓球受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)其受到的重力。
3.(24-25八年级下·江西南昌·期末)如图甲是装有某品牌饮料的瓶子,壁厚忽略不计,空瓶质量为30g,其下半部分可看成底面积为25cm2的圆柱体,瓶中饮料高度为8cm。盖子盖紧后,将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮,此时水槽中水的深度为15cm,瓶子内、外液面高度差为2cm,如图乙所示。(已知,g取10N/kg)求:
(1)瓶中饮料的体积;
(2)水槽底部受到的液体压强;
(3)图乙中饮料瓶受到的浮力;
(4)瓶中饮料的质量多少kg。
典例12 浮力的计算与应用
(24-25八年级下·江西南昌·期末)核潜艇是重要的军事战略装备,中国工程院院士黄旭华团队研制的核潜艇在某次军事演习中执行深海作业,悬浮在海水中(如图)。要使潜艇下潜,应对水舱______(选填“注水”或“排水”)。在下潜过程中,潜艇上下表面的压力差______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
解|题|技|巧
1、四大计算方法:称重法、压力差法、阿基米德原理、平衡法(漂浮悬浮F浮=G)。
2、轮船、密度计利用漂浮原理;潜水艇靠改变自身重力实现浮沉。
即时检测
1.(24-25八年级下·陕西咸阳·期末)拔火罐祛除湿气,是我国中医的一种传统治疗方法。它是以罐为工具,利用燃烧排除罐内空气后扣在相关穴位上(如图所示),罐体就会吸附在皮肤表面,使相应部位产生刺激,以达到治疗疾病的目的。下列现象与拔火罐的原理相同的是( )
A.孔明灯升空 B.吸盘式挂衣钩能“吸”附在墙上
C.医生推动活塞给病人注射药液 D.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙
2.(24-25八年级下·云南昆明·期末)在军事领域,一些轻型护卫舰的排水量也可能在2000吨左右,它们具备一定的作战能力,可执行近海巡逻、护航等任务。一艘排水量为1000吨的护卫舰,满载货物漂浮在水面上,此时,护卫舰受到的浮力为________N;在该护卫舰驶入一片未知水域的过程中,船身在逐渐微微下沉,则护卫舰所受到的浮力________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
考场练兵·分层实战
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·西藏昌都·期末)生活中处处有物理,以下数据最接近生活实际的是( )
A.一个普通鸡蛋重2N B.西藏昌都市市区的大气压约帕斯卡
C.一名中学生的体重约500N D.一个中学生正常站立时对地面的压强约500Pa
2.(24-25八年级下·四川成都·期末)下列是物理知识在人们生产和生活中的应用(如图),其中运用了减小压强知识的是( )
A.用细线切割肥皂 B.眼镜架上的鼻托较宽
C.吸管一端剪为斜口 D.挖百香果的勺子较尖利
3.(24-25八年级上·四川绵阳·期末)三只完全相同的杯子里面装满水,把质量相同的实心铁球、铜球和铝球分别放入杯子里,三个金属球最终都沉底并被水淹没。已知,则( )
A.放铜球的水杯溢出的水最多 B.放铁球的水杯溢出的水最多
C.放铝球的水杯溢出的水最多 D.放铁球的水杯溢出的水最少
4.(24-25八年级下·广东东莞·期末)下列与气压有关的说法正确的是( )
A.注射器把药液注射入病人身体的过程中,利用了大气压
B.高压锅是利用了气压的增加,水的沸点会降低的原理
C.托里拆利实验装置是个连通器
D.吸管吸饮料利用了大气压
5.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A.眼镜架上装有鼻托 B.背包的背带做得较宽
C.安全锤的锤头做得很尖 D.用滑雪板滑雪
6.(24-25八年级下·甘肃临夏·期末)中国海军的发展历程,每一步都坚实而有力,从最初的零基础起步,到如今的壮大,每一次的飞跃都值得我们铭记。如图展示的是我国自主研发的航母,它采用了全球领先的电磁弹射技术。若其满载排水量约为8万吨,则航母满载时所受的浮力约为_____________N;所受浮力的方向是_____________。(g取)
7.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)如图所示,烧杯中重为5N的木块在水中上浮,最终漂浮。木块在上浮且还未露出水面的过程中,受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”);木块最终漂浮在水面上时受到的浮力为______ N。
8.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)潜水艇是靠改变自身的_____实现下潜和上浮的。潜入水下的潜水艇,由水下100m潜到200m,受到水的浮力_____(选填:变大、变小或不变),受到水的压强_____(选填:变大、变小或不变)。
9.(24-25八年级下·重庆·期末)如图所示,为三峡船闸的一部分示意图,船闸的工作利用了______原理;当轮船从长江驶入东海时,它所受浮力______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
10.(24-25八年级下·吉林长春·期末)在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中通过U形管中两侧液面的___________来反映被测压强大小;使用前轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若要比较液体内部压强与液体密度的关系,应选择___________两次实验,根据实验结果可判断:液体内部压强与液体密度___________(选填“有关”或“无关”)。
11.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图甲乙所示是某同学用实验探究浮力大小的实验过程。
(1)物体在图B中所受浮力为_________N;
(2)由图中A、B、C三图可知,浮力大小与排开液体的体积有关;由图中A、C、D三图可知,浮力大小和浸没的深度______关;由图中A、D、E三图可知,浮力大小和_____________有关;
(3)为了使实验结论更具有普遍性,同学们接下来应该怎样操作: 。
A.多次测量取平均值 B.换用其他液体多次实验
12.(24-25八年级下·广东河源·期末)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机,安装了先进的火控系统和多种光电技术应用,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能,坦克重40t,履带与地面接触的总面积为4m2。请利用给出的数据,求:(g取10N/kg)
(1)该坦克受到的重力;
(2)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强;
(3)坦克在河底潜渡时,坦克的顶部距离水面1m,求河水对坦克顶部的压强。(河水的密度ρ=1×103kg/m3)
重难突破练(测试时间:20分钟)
1.(24-25八年级下·甘肃庆阳·期末)如图所示,将同一枚鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态,以下判断正确的是( )
A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大
B.鸡蛋在乙杯中受到的浮力大
C.甲、乙两杯中,鸡蛋受到的浮力相等
D.向乙杯中加入水,鸡蛋会上浮
2.(24-25八年级下·内蒙古乌兰察布·期末)关于浮沉条件的应用,下列说法错误的是( )
A.潜水艇是靠改变自身重力来改变浮沉的
B.气象用的探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C.密度计上刻度示数从下到上逐渐变大
D.人漂浮在死海里所受的浮力等于他所受的重力
3.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在逐一实现。关于如图所示的分析,下列说法正确的是( )
A.甲图:AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度
B.乙图:福建舰航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力变大
C.丙图:C919客机升空时,机翼上方的空气流速大、压强大
D.丁图:祝融号火星车设计有宽大的轮子,这样可以增大压强
4.(24-25八年级下·山东济宁·期末)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,三个完全相同的长方体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时的位置如图所示,三个容器的液面刚好相平。则下列判断正确的是( )
A.物体受到的浮力 B.容器对桌面的压力
C.液体对容器底的压强 D.物体下表面受到液体向上的压力
5.(24-25八年级下·山东济宁·期末)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),随着A露出水面,排开水的体积减小,容器中的水面逐渐下降。弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50cm2
C.B的重力为20N D.B的密度为0.75×103kg/m3
6.(24-25八年级下·安徽淮南·期末)小安进行了如下实验操作:在一个大玻璃杯中装入适量的水,将一个小空玻璃杯放入大玻璃杯中,小杯漂浮,如图甲;用玻璃棒将小玻璃杯向下压,使一定量的水进入杯中,移去玻璃棒,小杯仍漂浮,如图乙;用玻璃棒继续将小玻璃杯向下压,使更多的水进入杯中,移去玻璃棒,小杯仍漂浮且小杯口恰好和大杯中水面相平,如图丙。下列分析正确的是( )
A.图乙中杯子所受的浮力等于自身重力
B.甲、乙两图中,小杯排开水的体积相同
C.甲、乙、丙三图中大杯中液面的高度相同
D.丙图小杯杯底所受杯内水的压强大于大杯杯底所受水的压强
7.(24-25八年级下·吉林四平·期末)有一杯水、一杯盐水和一块重为、密度为的塑料块。则该塑料块的体积是___________;该塑料块浸没在水中时所受到的浮力是___________N;若该塑料块在盐水中是漂浮的,浸在盐水中的体积是塑料块总体积的,该塑料块浸在盐水中时所受到的浮力是___________N;则盐水的密度是___________(g取)。
8.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)小刚放学回家发现家里鱼缸中的小金鱼正在水中吐泡泡,小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程浮力逐渐______,小金鱼通过改变其自身所受的______(选填“重力”或“浮力”)来实现上浮或下沉的。
9.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,放在水平地面上的柱形容器中盛有水,漂浮在水面上的木块和冰块的质量均为0.5kg,木块所受的浮力大小为_________N,方向为_________。一段时间后,冰全部熔化成水,与冰熔化前相比,木块受到的浮力将_________,水对容器底部的压强将_________。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.(24-25八年级下·福建泉州·期末)如图(a)所示,实心长方体甲刚好能竖直悬浮在水中,上、下表面受到水的压力分别为F0、3F0,则甲所受浮力为______。如图(b)所示,将甲平放水平地面上,现将其顺时针翻转90°,甲和地面的受力面积由3S变为S,此过程对水平面地面的压强变化量为______。(用题中出现过的物理量符号表示)
11.(24-25八年级下·黑龙江鸡西·期末)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,提出以下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想4:浮力的大小可能与物体的体积有关;
猜想5:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关。
(1)如图甲所示,用手把饮料罐浸入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想______;(填序号)
(2)为了探究猜想1和猜想2,选用了体积和形状均相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N、5N。然后进行如图乙所示的实验;
①在序号a的实验中圆柱体A所受到的浮力为______N;
②比较序号______的三次实验,可得出实验结论:浮力大小与液体密度有关;
③比较序号a、b、c的三次实验,可得出实验结论:浮力的大小与物体的重力______(填“有”或“无”)关;
④已知水的密度为1.0g/cm3,则浓盐水的密度为______kg/m3;
(3)为了探究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成实心的圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验。由此他得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,老师告诉他这个结论不可靠,主要原因是______。
12.(24-25八年级下·陕西榆林·期末)如图所示是我国海军096型号战略导弹核潜艇,它作为海下利器,对我国的国防安全有着重要的意义。水舱排空状态的核潜艇重,体积为,海水密度取取。求:
(1)核潜艇水舱排空漂浮在海面上时排开海水的体积是多少?
(2)核潜艇要想潜入水下航行,至少要向水舱加质量为多少的海水?
(3)潜入水下时,核潜艇受到海水的压强是多少?
13.(24-25八年级下·山西长治·期末)如图所示,由我国自主研发的“极目一号”浮空艇已在青藏高原成功升空,为大气科学观测创造了海拔9000余米的世界纪录。浮空艇内部拥有大量密度小于空气的氦气,下部系有缆绳并与地面相连接进行锚泊,整个浮空艇就像人牵着绳子放飞在空中的巨型气球。
(1)若浮空艇3h内匀速竖直上升9km,则上升速度是多少?
(2)若浮空艇总质量为2600kg,其受到的重力是多少?(取)
(3)当浮空艇上升到9km的高空静止时,若外界空气密度为,浮空艇体积约为,则地面上处于竖直方向的缆绳对它的拉力大小是多少?
综合拓展练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2︰1,甲、乙的密度之比为1︰6,水的密度为,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为2N B.乙受到的浮力为4N
C.甲的密度为 D.容器底部对乙的支持力为4N
2.(24-25八年级下·重庆·期末)水产生的浮力会大于水的重力吗?为了探究该问题,小姝将重24N、边长为10cm的正方体合金块,放在底面积为的薄壁容器中(合金块与容器底部不紧密接触)如图所示,慢慢向容器中加水。当水的深度为5cm时,下列说法中正确的是( )
A.水对容器底部的压强为2400Pa
B.合金块对容器底部的压力为24N
C.若将合金块竖直上拉1cm,容器对桌面的压强变化了1600Pa
D.若想让合金块受到的浮力是水的重力的20倍,可换用底面积为的容器
3.(24-25八年级下·山西晋中·期末)水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为、、,密度分别为、、的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为、、。下列说法中,错误的是( )
A.若,则
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了
4.(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有的煤油溢出;将其取出擦净后,轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有的水溢出。则物块在煤油中受到的浮力大小为______N,物块在水中静止时处于______状态,物块的密度是______。()
5.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,截取、叠放后A、B对桌面的压强随截取高度的变化如图乙所示。则B的边长为___________cm,B的密度为___________kg/m3,A的重力为___________N(g取10N/kg)。
6.(24-25八年级下·陕西西安·期末)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。取
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中:
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______ N,浸入的深度为______ H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______选填“a”“b”或“c”;
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是______。
A.换更大的容器盛放液体做实验
B.在吸管里再加一些铁屑
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______保留2位小数。
7.(24-25八年级下·福建泉州·期末)科创小组设计了水库自动泄洪控制装置,将其制成顶部开有小孔的模型。如图所示,其中A为压力传感器,B是密度小于水且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当圆柱体B有的体积浸入水中时,与模型底面刚好接触且压力为零,恰好处于漂浮状态。当水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积,高,,g取。求:
(1)当模型内水深时,水对模型底部的压强。
(2)圆柱体B的重力。
(3)触发报警装置时,压力传感器A下表面到水面的距离。
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专题03 压强和浮力(期末复习讲义)
内 容 导 航
考情透视·目标导航 透析期末考向,锚定备考重心
知识梳理·方法技巧 梳理核心脉络,扫除知识盲区
知识点01 压强 知识点02 液体的压强
知识点03 气体的压强 知识点04 浮力
知识点05 物体的浮与沉
典例引领·即时检测 精析典型例题,强化解题能力
考场练兵·分层实战 阶梯实战演练,验收复习成效
考情透视·目标导航
核心考点
内容要点
命题趋势
压强
考查压力的概念、压力与重力的区别;压强公式及计算;增大、减小压强的方法;压强在生活中的应用;常考选择、填空、计算题。
1. 侧重基础计算与应用:期末注重公式运用、单位换算、规范解题,压强与浮力计算为核心难点。
2. 情境化突出:结合生活、工程、自然现象命题,贴合实际应用场景。
3. 强化实验探究:探究压力作用效果、液体压强特点、阿基米德原理实验为期末必考。
4. 综合应用性强:压强、浮力常结合二力平衡、密度知识综合考查,是期末压轴高频考点。
液体的压强
考查液体压强特点;液体压强公式p=ρgh;U形管压强计的使用;连通器原理及生活实例;深度辨析、简单计算。
气体的压强
考查大气压的存在;托里拆利实验;大气压的测量、变化;流体压强与流速的关系;解释生活中流体压强相关现象。
浮力
考查浮力的概念、称重法测浮力;阿基米德原理及公式F浮=G排=ρ液g排;浮力大小计算;实验探究浮力影响因素。
物体的浮与沉
考查物体浮沉条件;漂浮、悬浮、下沉的判断;浮力在轮船、潜水艇、气球等方面的应用;浮沉条件综合计算。
知识梳理·方法技巧
知识点01 压强
一、压力和重力的区别
1、压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
(1)压力产生的条件:压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力。
(2)压力方向:压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体。
(3)压力作用点:压力的作用点在受压物体的表面上。
2、辨析:重力和压力的区别
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而引起的;物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
二、探究影响压力的作用效果的因素
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究压力作用效果与上面因素有关。
(2)实验原理:。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
2、实验器材:小桌子、海绵、砝码。
3、器材作用及图像
(1)小桌子:实验主体。
(2)砝码:提供压力。
(3)海绵:体现压力作用效果。
4、实验步骤
步骤①如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤②如图乙,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤③再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。
5、实验结论及应用
海绵被压下的深度与压力的大小和受力面积的大小有关:
①受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显。
②压力大小一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
三、压强的定义及计算
1、压强:压力的作用效果,数值上等于物体单位面积上受到的压力。
2、压强公式:。
3、压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa。
四、减小或者增大压强的方法
1、减小压强方法:压力一定,增大受力面积;受力面积一定,减小压力;同时减小压力,增大受力面积。
应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽。
2、增大压强方法:压力一定,减小受力面积;受力面积一定,增大压力;同时增大压力,减小受力面积。
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀;②投向靶盘的飞镖;③用力刹车。
知识点02 液体的压强
一、探究液体压强的特点实验
1、实验目的:探究影响液体内部压强的因素有哪些。
2、实验方法:控制变量法。
3、实验猜想:液体内部压强可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
4、实验器材及图像:压强计;烧杯;食盐;水;刻度尺。
(1)压强计:测量液体压强。
(2)烧杯:盛放水。
(3)食盐:改变液体密度。
(4)水:实验对象。
(5)刻度尺:测量压强计高度差。
5、实验步骤
步骤①将水倒入烧杯,如图甲,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤②如图乙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤③如图丙,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格。
6、实验结论及应用:液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
二、液体压强的特点
1、液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用,若液体在失重的情况下,将无压强可言。
2、液体压强具有以下几个特点:液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直;在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
3、容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。
三、液体压强的计算
1、计算液体压强的公式:p=ρgh。
(1)液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(2)运用液体压强的公式计算确定深度时,要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
2、液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关,比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
四、连通器原理
1、上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器。
2、连通器的原理可用液体压强来解释,若在U形玻璃管中装有同一种液体,在连通器的底部正中设想有一个小液片AB,假如液体是静止不流动的,左管中之液体对液片AB向右侧的压强,一定等于右管中之液体对液片AB向左侧的压强,因为连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式p=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等,所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。
知识点03 气体的压强
一、大气压强存在的认识
1、大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示。
(1)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
(2)证明大气压存在实验室马德堡半球实验,该实验也证明了大气压很大。
2、大气压的存在现象
(1)覆杯实验:当在一个杯子中装满水,并用一张纸覆盖杯口后倒置,水不会流出,这是因为大气压力大于水的重力,使得纸紧紧贴在杯口上,证明了大气压的存在。
(2)鸡蛋进入瓶子:将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中,然后用酒精灯对瓶子外部进行加热,待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却,使得瓶内气压降低,大气压力将鸡蛋压入瓶中。
(3)吸盘实验:将吸盘紧密贴合在平滑的表面上,然后尝试将其拉起,会发现需要较大的力,这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上,证明了大气压力的作用。
(4)吸饮料和吸盘式挂钩:当我们用吸管吸饮料时,或者使用吸盘式挂钩挂物品时,都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低,使得饮料在大气压力的作用下进入口中;吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。
(5)气压计:通过测量大气压力来显示大气压力的大小,是研究和应用大气压力的重要工具之一。气压计的原理基于大气压力的变化可以反映高度、天气等因素的变化。
二、大气压的大小与测量
1、标准大气压是指在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,也可以记作1atm。
2、托里拆利实验测量了大气压强的值。1643年6月20日,意大利科学家托里拆利首先进行了这个实验,故名托里拆利实验。实验方法:
(1)准备一根1m左右长的玻璃管,一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排除空气。
(2)用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。
(3)待开口端全部浸入水银槽内时放开手指,将管子竖直固定当管内外水银液面的高度差约为760mm左右时,它就停止下降,读出水银柱的竖直高度h,利用公式p=ρ水银gh计算出大气压强的大小。
(4)逐渐倾斜玻璃管,发现管内水银柱的竖直高度不变。
三、估测大气压
1、实验目的:估算大气压强的数值。
2、实验原理:。二力平衡:活塞受到弹簧测力计拉力与大气压力处于平衡状态,这两个力是一对平衡力。
3、实验器材及图像:注射器;弹簧测力计;细线;橡皮帽;刻度尺。
(1)注射器:实验主体。
(2)弹簧测力计:拉动注射器活塞。
(3)细线:连接器材。
(4)橡皮帽:封住注射器的小孔。
(5)刻度尺:测注射器针筒上有刻度部分的长度。
4、实验步骤
步骤①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔。
步骤②用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。
步骤③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
步骤④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
5、实验计算方法
(1)注射器近似圆柱体,由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L。
(2)根据公式p=求出大气压强。
四、大气压的特点与应用
1、空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
2、大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
3、大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。
4、沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。
5、体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
6、大气压的应用:可作气压计;抽水机又名“水泵”。离心式水泵是利用大气压的作用,将水从低处提升至高处的水力机械。抽水机的原理是:先令水面上方的大气压强减小,然后水就在外界大气压的作用下,把水沿抽水机压上来。
五、流体压强与流速的关系
1、根据流体压强与流速的关系“流速大,压强小,流速小,压强大”的原理进行实验。
2、气体、液体都可以流动,流动流体的压强大小跟流体的流速有关系的实验很多,例如:吹不散的气球。
六、飞机升力的产生原因
1、飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。
2、当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。
3、机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
知识点04 浮力
一、浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力。
1、浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
2、浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。
二、探究影响浮力大小因素的实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究影响浮力大小的因素。
(2)实验原理:F浮=G-F读。
(3)实验方法:称重法、控制变量法。
2、实验器材:弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
(1)弹簧测力计:测量拉力。
(2)细线:连接实验器材。
(3)小石块、金属块:实验对象。
(4)水、盐水:改变液体密度。
(5)烧杯:盛装液体。
3、实验步骤
步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力。
步骤②把石块慢慢浸入水中,直至石块完全没入水中,并观察弹簧测力计读数变化。
步骤③把水换成盐水,重复步骤②。
步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。
步骤⑤记录数据,整理器材。
4、实验结论及应用:浮力大小跟浸入液体(水)中的体积有关;浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟物体所在深度无关;比较步骤二、三可知,浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟液体密度有关,密度大的浮力大。
三、浮力大小的计算
1、阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。公式是浸在液体里的物体受的浮力,大小等于物体排开的液体的重力。用公式表示为,式中ρ液表示液体的密度,V排是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
(1)液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
(2)适用条件:液体(或气体)。
2、浮力大小的计算方法:
(1)浮力产生的原因是物体在液体或气体中上下表面的压力差,公式为F浮=F向上-F向下。
(2)根据物体受力平衡变换而来的方法,当物体受到竖直向上的拉力时,拉力、重力和浮力三力平衡,向上的拉力加浮力等于向下的重力,所以浮力等于重力减去拉力,公式:F浮=G-F拉。
(3)二力平衡法 F浮=G物。
(4)阿基米德原理法 F浮=G排。
知识点05 物体的浮与沉
一、物体的浮沉条件及其应用
1、前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
2、在重力和浮力的作用下,若物体静止在液面上,并有一部分露出液面这种状态称为漂浮;若物体浸没在液体中,处于静止状态则称为悬浮。
3、物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G。
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G。
4、如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉。
5、冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
❈漂浮问题的几个规律:
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力。
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
规律6:完全浸入液体中的物体,物体密度与液体密度之比等于物体的重力与物体在液体中受到的浮力之比,公式表示为。
二、浮力的利用
1、调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。
2、轮船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上。
3、潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
4、气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气),从浮力与重力的大小关系来解释气球升空。
5、密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。
典例引领·即时检测
典例01 压强的简单应用
(24-25八年级下·广东东莞·期末)夏日的北海银滩,游客在水平沙滩上驾驶四轮海滩摩托车,摩托车行驶18km用时30min。
(1)求摩托车在行驶的这段过程中平均速度是多少km/h。
(2)若车和人的总质量为300kg,车轮与沙地接触的总面积为0.02m2,求车对沙地的压力和压强(g取10N/kg)。
【详解】(1)由题知路程 ,时间
由可知,摩托车在行驶的这段过程中平均速度
(2)由题知,车和人的总质量,车轮与沙地的总接触面积,又因为在水平沙滩上,车对沙地的压力等于总重力,即
对沙地的压强
解|题|技|巧
1、牢记公式,计算时统一单位:F用N,S用m2。
2、找准受力面积,是两物体实际接触面积,并非物体表面积。
即时检测
1.(24-25八年级下·河北廊坊·期末)一个在水平桌面上的均匀木块,若切去一半,并将其放在另一半上边,如图所示,此时地面受到的压强是原来的( )
A.四倍 B.两倍 C.一半 D.四分之一
【答案】B
【详解】因为水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力大小,所以将木块切去一半,并将其放在另一半上边,木块对桌面的压力大小不变,受力面积变为原来的一半,由可知,压强变为原来的2倍,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(24-25八年级下·江西南昌·期末)如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处置有边长为10cm、重20N的正方体,对正方体施加大小均为10N的水平力和竖直力,正方体对水平地面的压力为______N,正方体对竖直墙壁的压强为______Pa。
【答案】 30 1000
【详解】[1]正方体对水平地面的压力F=F2+G=10N+20N=30N
[2]正方体对竖直墙壁的压力
受力面积
正方体对竖直墙壁的压强
3.(24-25八年级下·陕西咸阳·期末)如图是春晚机器人扭秧歌的场景,若已知H1型人形机器人的质量为54kg,其双脚站立时与舞台的总接触面积约为,g取,求:
(1)机器人双脚站立时对水平舞台的压力大小;
(2)机器人双脚站立时对水平舞台的压强。
【详解】(1)水平地面,机器人对舞台的压力大小等于重力
(2)机器人双脚站立时对水平舞台的压强
典例02 改变压强的方法及应用
(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图所示的实例中,与刀磨得很锋利目的相同的是( )
A.“嫦娥六号”着陆架下方安装圆盘型“脚”
B.推土机履带做得很宽
C.图钉尖做得很细
D.滑雪板与雪地接触面积较大
【答案】C
【详解】刀磨得很锋利目的是减小受力面积增大压强;
A.“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”,是增大受力面积减小压强,故A不符合题意;
B.推土机履带做得很宽,是增大受力面积减小压强,故B不符合题意;
C.图钉尖做得很细,是减小受力面积增大压强,故C符合题意;
D.滑雪板与雪地接触面积较大,是增大受力面积减小压强,故D不符合题意。
故选C。
解|题|技|巧
1、增大压强:增大压力、减小受力面积;减小压强:减小压力、增大受力面积。
2、生活实例快速区分:刀刃、钉子为增大压强;履带、坐垫为减小压强。
即时检测
1.(24-25八年级下·广东深圳·期末)如题图所示,中医针灸的针尖非常细,其作用是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
【答案】D
【详解】中医针灸的针尖非常细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(24-25八年级下·广西南宁·期末)在“璞玉雕刻”前,雕刻师傅往往会将刻刀磨得非常锋利,这是通过_______(选填“增大”或“减小”)受力面积从而增大压强;在雕刻时,雕刻师傅往往需要用力进行雕刻,这是通过增大_______从而增大压强。
【答案】 减小 压力
【详解】[1][2]增大压强的方法:在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。在“璞玉雕刻”前,雕刻师傅往往会将刻刀磨得非常锋利,这是通过减小受力面积从而增大压强;在雕刻时,雕刻师傅往往需要用力进行雕刻,这是通过增大压力从而增大压强。
典例03 探究液体内部的压强特点实验
(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图所示,在“探究液体内部压强影响因素”的实验中,小光选用微小压强计和透明圆柱状的容器,容器中分别盛有高度相同的水和浓盐水。
(1)实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管液面________来判断的;
(2)小光通过比较图甲、乙和丙,可以得出,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都________;
(3)小光比较图丙、丁两次实验得出结论:液体压强和液体密度有关,同组小华认为这样比较得出结论是不正确的,她的理由是_________。
【答案】(1)高度差
(2)相等
(3)未控制深度相同
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映液体压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种研究物理问题的方法通常称为转换法。
(2)甲、乙、丙三图中,探头浸在液体的深度相同,液体的密度相同,橡皮膜的方向不同,但压强相等,可得出结论:液体密度和深度相同时,液体向各个方向的压强大小相等。
(3)探究液体压强和液体密度的关系时,要保持液体的深度相同,液体的密度不同,丙、丁两图中没有控制液体在同一深度,故不能得出正确的结论。
解|题|技|巧
1、用U形管压强计液面高度差反映压强大小,高度差越大,压强越大。
2、控制变量:深度相同探究密度影响,密度相同探究深度影响。
即时检测
1.(24-25八年级下·山东临沂·期末)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,如图甲所示,接下来的操作是_____(选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体_____的增加而增大。
(3)小阳保持丙图中探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出“液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是没有控制_____相同,正确操作是应将探头适当_____(选填“上移”或“下移”)。
(4)小光用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有_____(填序号)。
①右侧待测液体到容器底的深度;
②右侧待测液体到橡皮膜中心的深度;
③左侧水到容器底的深度;
④左侧水到橡皮膜中心的深度。
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为_____(用题中的字母和表示)。
【答案】(1)B
(2)深度
(3) 深度 上移
(4) ②④
【详解】(1)调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平;在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,如图甲所示,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
故选B。
(2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,探头在丙中深度较大,U形管两侧液面的高度差较大,即液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
(3)[1][2]研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移。
(4)[1][2]在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左、右液体对橡皮膜的压强相同,即
故需要测量的物理量有:右侧待测液体表面到橡皮膜中心的深度h2,左侧水表面到橡皮膜中心的深度h4,故选②④;此时待测液体密度的表达式为
2.(24-25八年级下·辽宁辽阳·期末)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验。
(1)实验前,用手指轻压橡皮膜时,如果U形管中液柱升降灵活,说明装置______;
(2)为探究液体内部压强与方向的关系,应该把压强计的探头放入______液体的相同深度,改变_____,通过观察U形管两侧液面高度差即可;
(3)通过比较______两图可知:同种液体内部,压强随液体的深度增加而增大;
(4)增加一个相同的压强计,将两个压强计按如图丁所示方式组装,两个U形管中分别注入染色的水和酒精()。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为和,则U形管A中注入的液体是______。保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,和都变______(填“大”或“小”)。
【答案】(1)气密性良好或不漏气
(2) 同种或相同密度 探头的方向
(3)甲乙
(4) 酒精 大
【详解】(1)压强计的橡皮膜与U形管是密封的,当按压橡皮膜时,橡皮膜受到的压力会传递给内部密封的气体,气体压强变大,会推动U形管里的液体升降。实验前,用手指轻压橡皮膜时,如果U形管中液柱升降灵活,则说明装置气密性良好。如果漏气,按压时液面不会灵活升降。
(2)[1][2]探究液体内部压强与方向的关系时,需采用控制变量法,即控制液体相同、深度相同,仅改变探头的方向,以此来观察U形管两侧液面高度差,进行探究实验。
(3)探究液体内部压强与液体深度的关系时,需采用控制变量法,控制其他变量相同,仅改变深度,观察U形管两侧液面高度差,进行探究实验。由图可知,甲乙两实验中,乙中探头深度较深,U形管两侧液面高度差较大,液体压强较大,因此可得出结论:同种液体内部,压强随液体的深度增加而增大。
(4)[1]在同一深度,盐水的压强一定,根据,有。由图丁可知,,因此。由于,所以密度小的是酒精,即U形管A中注入的液体是酒精。
[2]保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,此时液体的重力变大,液体对容器底部的压力变大,容器底面积不变,根据可知,液体对容器底部的压强变大。注水后盐水的密度变小,探头位置不变,即探头到容器底部的深度不变,根据可知,探头到容器底部的压强变小。综上可知,探头位置液体到液面的压强变大,故和都变大。
典例04 连通器原理及利用
(24-25八年级下·江苏镇江·期末)在图所示的实例中,工作原理与连通器无关的是( )
A.高压喷水枪 B.茶壶
C. 船闸 D.回水弯管
【答案】A
【详解】A.高压喷水枪是利用压缩空气等手段使水在枪内获得高压,从而使水能够以较大的压力喷射出去,达到喷水清洗等目的。它主要是依靠压力的产生和传递来工作的,与连通器的原理(同种液体静止时液面相平)毫无关系,故A符合题意;
B.茶壶的壶身和壶嘴上端都开口,底部相连通,是连通器。当向茶壶中倒水,且水不流动时,壶身中的水位和壶嘴中的水位会保持相平,利用了连通器原理,故B不符合题意;
C.船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸,所以船通过船闸使用了连通器原理,故C不符合题意;
D.U形弯管上端开口分别与洗手池和下水道相连通,底部相连通,是连通器。它能起到水封的作用,防止下水道中的异味上返,是利用了连通器中液面相平的原理,当有水流过洗手池时,U形弯管内会存留一定高度的水,阻断异味传播,故D不符合题意。
故选A。
易|错|点|拨
1、连通器必须满足上端开口、底部相连通两个条件。
2、只有装入同种液体且静止时,各容器液面才相平。
即时检测
1.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。为了防止下水管中“异味”进入室内,水面必须达到的最低高度是位置( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】为了防止下水管中“异味”进入室内,水面必须要能堵住下水管与厨房连通的地方,防止空气流通,如图水面必须达到的最低高度是位置3,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(24-25八年级下·广东梅州·期末)如图所示的船闸主要应用________原理。离水面100m深的三峡大坝处受到江水的压强为________Pa,该深度处一块面积为20cm2的坝体受到江水的压力为________N。(g取10N/kg,)
【答案】 连通器 2000
【详解】[1]如图所示的船闸上端开口,下端连通,主要应用连通器原理。
[2]离水面100m深的三峡大坝处受到江水的压强为
[3]该深度处一块面积为20cm2的坝体受到江水的压力为
典例05 大气压存在的现象与应用
(24-25八年级下·河北保定·期末)下列有关大气压的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验测出了大气压,其大小等于高水银柱产生的压强
B.用吸管喝饮料时,实际上是利用大气压强把饮料“压”上来的
C.用注射器将药液注入肌肉是利用了大气压
D.在高山上用普通锅煮不熟饭,因为高山上大气压大,锅内的水更容易沸腾
【答案】B
【详解】A.马德堡半球实验直观地证明了大气压的存在且很大,但并没有测出大气压的具体数值,托里拆利实验测出了大气压的大小,其大小等于760mm高水银柱产生的压强,故A错误;
B.用吸管喝饮料时,先把吸管内的空气吸走,使吸管内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,饮料被“压”入吸管进而进入口中,故B正确;
C.用注射器将药液注入肌肉,是利用了手对活塞的推力,将药液推入肌肉中,与大气压无关,故C错误;
D.大气压随高度的增加而减小,高山上大气压小,水的沸点随气压的减小而降低,所以在高山上,水没到100℃就会沸腾,由于沸腾时温度较低,无法将饭煮熟,而不是因为锅内的水更容易沸腾,故D错误。
故选B。
易|错|点|拨
1、“吸饮料、吸盘挂钩” 不是吸力,是大气压的作用。
2、大气压随高度升高而减小,高原地区气压低。
即时检测
1.(24-25八年级下·陕西安康·期末)大气压与我们日常生产和生活息息相关,下列说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了大气压的存在
B.医生用注射器把药液注射进肌肉利用了大气压
C.牛顿最早测出大气压强的数值
D.在火车站候车时应站在安全线以外候车是因为流体在流速大的地方压强大
【答案】A
【详解】AC.历史上,马德堡半球实验证明了大气压的存在,托里拆利利用实验则首次测出了大气压强的值,故A正确,C错误;
B.医生用注射器把药液注射进肌肉时,是依靠手对活塞的推力,将药液压入肌肉中,与大气压无关,故B错误;
D.在火车站候车时应站在安全线以外候车是因为流体在流速大的地方压强小,故D错误。
故选A。
2.(24-25八年级下·云南昭通·期末)同学们想探究大气压是否存在。小文将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,如图所示。小文认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中,得出大气压存在的结论。小聪不同意这个观点,他认为让鸡蛋进入瓶子的力不是大气压力,而是大气压力与鸡蛋所受重力的合力。为排除鸡蛋重力带来的影响,请你利用同样的器材对实验操作进行改进:将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后______,如果______,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
【答案】 将瓶口朝水平方向放置,用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口 熟鸡蛋仍能进入瓶中
【详解】[1][2]将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后,将瓶口朝水平方向放置,用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如果鸡蛋仍被“吞”入瓶中,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。因为将瓶子水平方向放置后,鸡蛋的水平运动不受重力影响,若此时鸡蛋仍能进入瓶子,就可以排除重力对鸡蛋进入瓶子这一现象的影响,从而说明是大气压的作用。
典例06 流体压强与流速的关系
(24-25八年级下·陕西西安·期末)下列对有关实验现象的解释或实验操作的叙述正确的是( )
A.图1中,铁轨下铺设枕木是为了减小压力
B.图2中,手指同时压铅笔两端,右手指感觉较疼是因为受到的压力更大
C.图3中,将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变小
D.图4中,当向玻璃管中吹风时,U形管A管中的水面上升,B管中水面下降
【答案】D
【详解】A.铁轨下铺设枕木,是为了在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,从而保护铁轨和地基不受过大压强的破坏,故A错误;
B.手指同时压铅笔两端,铅笔静止,两手作用在铅笔上的力平衡,大小相等,由于力的作用是相互的,两手指受到的压力相等,右手指感觉较疼是因为受力面积小,压力的作用效果更明显,即压强更大,而不是因为受到的压力更大,故B错误;
C.管内外水银面高度差反映的是大气压强的大小,所以外界大气压不变时,将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,不会造成水银面高度差的变化,故C错误;
D.A管上面的玻璃管比较细,风经过A管上方的流动速度大于B管上方的空气流动速度,流体压强和流速的关系:流速越大的地方压强越小,则A管上方的压强小于B管上方的压强,红墨水被压向A管,所以A管水面上升,B管水面下降,故D正确。
故选D。
解|题|技|巧
1、核心规律:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
2、应用:飞机升力、列车安全线、喷雾器均用此原理。
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1.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)下列图片展示的现象中,利用大气压强的是( )
A.自动喂水装置 B.自制喷雾器
C.犬鼠洞穴通风 D.冷热水混合淋浴器
【答案】A
【详解】A.自动喂水装置利用大气压与瓶内气体压强的平衡关系实现自动出水。当瓶口露出水面时,空气进入瓶内,使瓶内气体压强变大,当瓶内气压和液体压强之和大于外界大气压时,水就会从倒置的瓶口流出;当水面封住瓶口,瓶内气体压强与液体产生的压强之和等于外界大气压时,水停止流出。 属于大气压的直接应用,故A符合题意;
B.自制喷雾器是利用了流体压强与流速的关系。向水平管吹气时,竖直管上方空气流速增大,压强减小,瓶内水在大气压作用下沿竖直管上升,被高速气流冲击雾化,形成喷雾,利用了流体流速大的地方压强小的原理,故B不符合题意;
C.犬鼠洞穴利用两个洞口形状差异导致的空气流速差来实现通风的目的。平坦洞口空气流速慢、压强大,隆起洞口空气流速快、压强小,形成风从平口进、凸口出的“穿堂风”。利用了流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D.冷热水混合淋浴器在混合冷热水的过程中,利用了流体压强与流速的关系。冷水流经细管时流速增大、压强减小,热水在大气压作用下被压入冷水管道与冷水混合,故D不符合题意。
故选A。
2.(24-25八年级下·吉林长春·期末)如图所示为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体流速变大,压强变___________;若考虑竖直管壁摩擦,则需要___________(选填“增大”或“减小”)乒乓球上方的风速,乒乓球更容易被发出。
【答案】 小 增大
【详解】[1][2]在流体中,流速越大的位置压强越小,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,乒乓球上方的气体压强小于下方的气体压强,上、下表面存在压力差,产生向上的升力。若考虑管壁摩擦,乒乓球向上运动,摩擦力向下,则需要增大空气的压力差,所以需要增大乒乓球上方的空气流速。
典例07 浮力的概念与产生原因和测量
(24-25八年级下·湖南邵阳·期末)下列情境中提到的物体不受浮力的是( )
A.沉在海底的“潜水艇” B.在太空绕地球做圆周运动的“天宫一号”
C.在空中静止的“热气球” D.在大海上行驶的“辽宁舰”
【答案】B
【详解】A.沉在海底的“潜水艇”其上下表面所受水的压力不同,受到浮力的作用,故A不符合题意;
B.在太空绕地球做圆周运动的“天宫一号”不受到浮力的作用,因为太空无空气,故B符合题意;
C.在空中静止的“热气球”浸没在空气中,受到空气浮力的作用,故C不符合题意;
D.在大海上行驶的“辽宁舰”漂浮在海水上,受到海水浮力作用,故D不符合题意。
故选B。
易|错|点|拨
1、浮力产生原因:液体对物体向上、向下的压力差,底部与容器密合时不受浮力。
2、称重法测浮力:F浮=G-F示,浮力方向始终竖直向上。
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1.(24-25八年级下·湖北武汉·期末)如图所示,有一个重力为G的长方体悬浮在液体中,其受到的浮力为,液体对长方体向下和向上的压力分别为和。下列说法错误的是( )
A.
B.
C.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
D.若物体悬浮于更深的位置,与图示位置相比,、之差不变
【答案】B
【详解】A.液体压强的大小与深度有关,同一液体中,深度越深,压强越大,所以悬浮在液体中的长方体,上表面受到液体的压强小于下表面受到液体的压强。根据可知,长方体上表面受到液体的压力小于下表面受到液体的压力,即,故A正确,不符合题意;
B.长方体悬浮在液体中,处于平衡状态。对长方体进行受力分析,长方体受到竖直向下的重力G、竖直向下的压力、竖直向上的压力,所以有,故B错误,符合题意;
C.长方体悬浮在液体中时,在相同深度处,长方体相对侧面受到的液体压强相等,根据可知,长方体的相对侧面所受液体的压力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,满足二力平衡的条件,所以长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡,故C正确,不符合题意;
D.若物体悬浮于更深的位置,上下表面的深度差不变,则上下表面受到的压强差不变,受力面积不变,根据可知,所以上下表面受到的压力差不变,即、之差不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.(24-25八年级下·安徽宿州·期末)重为5牛的金属块用弹簧测力计吊着浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为3牛,则该金属块受到的浮力是___________牛;此时金属块受到水向上的压力比受到水向下的压力___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 2 大
【详解】[1]当金属块浸没在水中时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹簧测力计的拉力。这三个力处于平衡状态,即重力等于浮力与拉力之和。已知金属块重5N,弹簧测力计的示数为3N,所以金属块受到的浮力等于重力减去拉力,即金属块受到的浮力
[2]浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差,即浮力等于向上的压力减去向下的压力。因为金属块受到的浮力是2N,所以此时金属块受到水向上的压力比受到水向下的压力大。
典例08 探究浮力大小的影响因素实验
(24-25八年级下·甘肃庆阳·期末)如图所示,这是某小组同学探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置及过程。
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中时受到的浮力大小为__________;
(2)分析图a、c、d三次实验,得出结论:浸没在液体中的物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的__________无关;
(3)分析图__________三次实验,得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(4)小聪分析图a、b、e三次实验,得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关,同组的小明认为他的结论是错误的,理由是__________________________;
(5)实验结束后同学们联想到压强知识,若、两次实验中物体下表面受到水的压强分别是、,则__________(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)2
(2)深度
(3)a、b、c/a、b、d
(4)没有控制物体排开液体的体积相同
(5)小于
【详解】(1)由图a可知,物体的重力为,由图d可知,浸没在水中时的拉力为,物体浸没在水中时受到的浮力大小为
(2)图 a、c、d 中,物体都浸没在水中,排开液体的体积、液体密度相同,只是浸没的深度不同,但弹簧测力计示数相同,浮力相同。因此可以得出结论:浸没在液体中的物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的深度无关。
(3)要探究浮力与排开液体体积的关系,需控制液体密度相同,改变排开液体的体积。图 a、b、c 或a、b、d中,液体都是水,密度相同,物体排开液体体积不同,浮力不同,符合控制变量要求。
(4)分析 a、b、e 三次实验时,物体在b中是部分浸入水中,在e中是完全浸入盐水中,没有控制物体排开液体的体积相同,所以无法得出浮力与液体密度有关的结论。
(5)b、d 两次实验中,液体都是水,密度相同,但d中物体下表面的深度大于b中物体下表面的深度,根据可知,所以、两次实验中物体下表面受到水的压强。
解|题|技|巧
1、浮力只与液体密度、排开液体体积有关,与浸没深度无关。
2、实验用控制变量法,探究一个因素时保持另一个不变。
即时检测
1.(24-25八年级下·黑龙江佳木斯·期末)小明同学在“探究影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与______的关系,根据A与E两图所示的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力______N。
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而______,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度______。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______
(4)实验中用到的研究问题的方法是______法。
【答案】(1) 液体密度 2.4
(2) 增大 无关
(3)
(4)控制变量
【详解】(1)[1]浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关,在C与E两图中,物体都浸没,保持了排开液体的体积不变,但浸入液体的密度不同,所以是研究浮力与液体密度的关系。
[2]由A图可知,物体的重力,由E图可知,浸没在盐水中,弹簧测力计的示数为,根据称重法可知,物体浸没在盐水中所受的浮力
(2)[1][2]由图B和C可知,C图中排开水的体积较大,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大;由C和D可知,物体完全浸没在水中,深度不同,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,浮力不变,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
(3)由A、D、E可知,物体浸没在水中和盐水中受到的浮力分别为
由于物体浸没在水中和盐水中的体积相等,所以有,则,代入数据得,
解得:
(4)浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关,探究浮力大小和液体密度关系时,需控制排开液体的体积不变;探究浮力大小和排开液体的体积关系时,需控制液体密度不变。故该实验采用了控制变量法。
2.(24-25八年级下·广东东莞·期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)。
(1)金属块的重力为___________N,金属块在图C中受到的浮力为___________N。
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的___________越大,它所受的浮力越___________(选填“大”或“小”)。
(3)分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,所受浮力的大小与它浸没后的深度___________(选填“有关”或“无关”);分析比较图A、E、G可知:浮力大小与___________有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,所受浮力将___________(选填“不变”、“增大”或“先增大后不变”)。
【答案】(1) 5 0.6
(2) 体积 大
(3) 无关 液体的密度
(4)先增大后不变
【详解】(1)[1]如图A所示,在空气中弹簧测力计的示数等于物体重力,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为5N,即金属块的重力为
[2]金属块在图C中受到的弹簧测力计的拉力为
所受的浮力为
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可知金属块所受的浮力越大。
(3)[1]分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,深度改变,弹簧测力计示数不变,根据称重法可知金属块所受的浮力不变,可得所受浮力的大小与它浸没后的深度无关。
[2]分析比较图A、E、G可知:金属块排开液体的体积相同,盐水和水的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知金属块所受浮力不同,可得浮力大小与液体的密度有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,开始时排开水的体积不断变大,浸没后排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知所受的浮力先增大后不变。
典例09 阿基米德原理的理解与计算
(24-25八年级下·吉林长春·期末)我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”,可以承担大型灭火、水上救援等任务。如图所示,“鲲龙-600”静止在水面上,排开水的质量为40t,g取10N/kg,水的密度是。求:
(1)该飞机底部距水面1m处受到的液体压强是多少?
(2)该飞机此时所受的浮力是多少?
【详解】(1)飞机底部距水面1m处受到的液体压强
(2)根据阿基米德原理,飞机所受的浮力
易|错|点|拨
1、公式F浮=G排=ρ液gV排,V排是排开液体体积,不是物体体积。
2、只有完全浸没时,V排=V物。
即时检测
1.(24-25八年级下·河北秦皇岛·期末)在图甲中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像,若不计水的摩擦力,则下列说法中正确的是( )
A.石料的质量为1400kg B.石料的密度为
C.石料的体积为 D.石料在水中受到的最大浮力为900N
【答案】C
【详解】A.由图乙知道,石料没有浸入水中时,拉力为1400N,由于是匀速下降,所以石料的重力也为1400N,则石料的质量为,故A错误;
BC.由图乙可知,石料完全浸没时在水中受到的浮力
由于完全浸没,石料的体积等于它排开水的体积,根据阿基米德原理得石料的体积为
石料的密度为,故B错误,C正确;
D.石料完全浸没在水中时所受浮力最大,由B可知石料在水中受到的最大浮力为500N,故D错误。
故选C。
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,底面积为的足够高的柱形容器,内盛有适量水。现将边长为10cm的正方体实心物块放入水中,物块漂浮,液面上升了5cm。则物块受浮力大小为___________N,物块下表面受到压强为___________Pa、(水密度,g取10N/kg)
【答案】 8 800
【详解】物块排开水的体积
受浮力大小为
物块下表面的面积
根据浮力产生的原因可知物块下表面所受的压力
根据压强公式可知物块下表面受到压强
3.(24-25八年级下·江苏无锡·期末)如图所示为某景区内乘氦气球升空的观光项目。氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为5000m3(不计球壁的厚度),ρ氦气=0.18kg/m3,ρ空气=1.29kg/m3。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为4×104 N,现有总质量为1640kg的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
【详解】(1)根据密度公式可得:
(2)氦气球在空气中受到向上的浮力
氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重,乘客重力
缆绳对吊篮的拉力,所以,,则
典例10 探究浮力的大小与排开液体重力的关系
(24-25八年级下·甘肃平凉·期末)李佳和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由_______两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是______________;(填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序)
(3)实验时,若空桶内装有少量水,则会导致测出的G排____________(选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 (选填字母);
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度_________________。
【答案】(1)甲、乙
(2)丁、甲、乙、丙
(3)不影响
(4)B
(5)
【详解】(1)根据称重法测浮力可知需要测量的物理量:物体的重力、物体完全浸没后测力计的拉力,即甲、乙两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力。
(2)测出空小桶所受的重力;用测力计测出某物体所受的重力;把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时测力计的示数,同时,用小桶收集物体排开的水;测出小桶和物体排开的水所受的总重力。此过程可以避免实验的重复操作以及物块和容器由于沾水而导致的测量误差,所以合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)实验时,若空桶内装有少量水,根据,则会导致测出的G排不影响。
(4)A.用原来的方案和器材多次测量求平均值,没有改变自变量物体排开液体所受重力的大小,不能得到更普遍的结论,故A不符合题意;
B.通过更换不同物块进行实验,可以验证结论的普遍性,故B符合题意。
故选B。
(5)由阿基米德原理,则物体排开水的体积即物体的体积为
该物块的密度为
解|题|技|巧
1、实验顺序:先测空桶重力→物体重力→物体浸入测拉力→测桶和排开液体总重。
2、结论:浸在液体中的物体,浮力大小等于排开液体的重力。
即时检测
1.(24-25八年级下·四川达州·期末)某中学两个物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,发现______(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的原因不可能是______;
A.实验中,按照的顺序进行实验。
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.最初溢水杯中的水未装至溢水口
D.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
(2)方案二,如图乙,小明将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计B的示数______(选填“增大”、“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)的示数变化量,从而证明了;
(3)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铁块,将其缓慢浸入溢水杯中如图丙所示,在铁块浸入水的过程中(始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压强______,电子秤的读数______。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】(1) > B
(2) 增大 等于
(3) 不变 不变
【详解】(1)[1]方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验,图甲中利用称重法可得石块受到的浮力为
石块排开水的重力为
此时。
[2]A.实验中,按照的顺序进行实验,浮力计算不受影响,而因空桶中有水,导致得出的空桶的质量变大,从而求出的变小;
B.因和是根据测力计示数差得出的,实验过程中,弹簧测力计都没有校零,对实验结果没有影响;
C.最初溢水杯中的水未装至溢水口,排出水的重力变小;
D.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,测力计示数变小,造成浮力变大;
综合分析可知,B选项不会造成浮力比排开液体的重力大的结果,故B符合题意。
(2)[1][2]如图乙,小明将装满水的溢水杯放在升降台C上,当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,受到的浮力变大,排出水的重力变大,弹簧测力计B的示数增大,且弹簧测力计A的示数变化量(即受到的浮力大小)等于B的示数变化量,从而证明了。
(3)[1]对于装满水的溢水杯来说,铁块浸没在水中的过程中,溢水杯中水的深度不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变;由于杯的底面积不会变,所以根据公式可知,水对溢水杯底的压力也不变。
[2]铁块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知铁块受到的浮力等于排开的水重,由于力的作用是相互的,所以产生浮力的同时,铁块对水会有反作用力,即铁块对水有压力,此压力等于浮力;对于电子秤来说,减小了部分水的重,又增加了铁块对水的压力,而排出水的重等于铁块对水的压力,所以电子秤示数不变。
2.(24-25八年级下·湖北武汉·期末)如图是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
(1)由乙、丙两图可以得出物体受到液体的浮力为______N,再由另外两图得出物块排开液体所受重力。可初步得出结论:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于______。
(2)图乙中的溢水杯装满水,溢水杯对水平桌面的压强为,图丙中的溢水口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为,则______(填“>”“<”或“=”)。
(3)实验时,若图乙中溢水杯未装满水,测出物体的浮力______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)根据实验数据,可以计算出物体的密度______。
(5)如果在图丙中将物体的位置下降一些,使物体浸没水中的深度增加(未触底),物体静止时,读出弹簧测力计的示数,这样做是为了______。
【答案】(1) 1 排开液体的重力大小
(2)=
(3)不变
(4)
(5)验证浸没在液体中的物体受到的浮力的大小与深度无关
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力,由乙、丙两图可以得出物体受到液体的浮力为
[2]由甲、丁得出物块排开液体所受重力
可初步得出结论:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体的重力大小。
(2)如果图乙中的溢水杯装满水时,溢水杯对水平桌面的压强为,图乙中的溢水口不再有水溢出时,溢出水的重力等于浮力,而物体对烧杯和液体的压力与浮力是相互作用力,大小相等,故杯子对桌面的压力大小不变,由,则溢水杯对水平桌面的压强不变,即。
(3)实验时,若图乙中溢水杯未装满水,但是测量物重与物体浸于液体中时的拉力不受影响,所以由称重法测出物体的浮力不变。
(4)物体浸没在水中时受到液体的浮力为,根据阿基米德原理,物体排开水的体积,即物体的体积为
计算出物体的密度
(5)如果在图丙中将物体的位置下降一些,使物体浸没水中的深度增加未触底,物体静止时,读出弹簧测力计的示数,因水的密度、排开水的体积不变,由可知它受到的浮力不变,根据,弹簧秤的示数不变,由此说明浸没在液体中的物体受到的浮力的大小与深度无关。
典例11 物体的浮沉条件
(24-25八年级下·山东枣庄·期末)如图所示,水平地面上有一个底面积为的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为5N。(,取)
(1)画出此时正方体物块的受力示意图;
(2)计算木块浸没水中受到的浮力;
(3)细线剪断后,计算物块静止时受到的浮力。
【详解】(1)物块浸没在水中,此时受到竖直向下的重力、沿细线方向产生向下的拉力和竖直向上的浮力的作用,处于静止状态,三个力的作用点画在物体的重心处,如图:
(2)物块浸没在水中时受到的浮力为
(3)因物块浸没在水中,此时受到重力、细线的拉力和浮力的作用,处于静止状态,根据力的平衡关系可知,物块的重力为
由于物块的重力小于浸没后受到的浮力,细线剪断后,物块最终处于漂浮状态,根据浮沉条件可知,物块静止时受到的浮力为
解|题|技|巧
1、受力判断:F浮>G上浮;F浮=G漂浮/悬浮;F浮<G下沉。
2、密度判断:ρ液>ρ物漂浮;ρ液=ρ物悬浮;ρ液<ρ物下沉。
即时检测
1.(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)如图所示,两只相同的气球分别充入氦气和空气,充气后气球体积相同,在地面把它们同时放飞,放飞后只有氦气球飞向空中。下列关于气球受到的浮力F和重力G的关系正确的是( )
A.F氦气球>F空气球 B.F氦气球=F空气球
C.G氦气球>F氦气球 D.G空气球<F空气球
【答案】B
【详解】放飞后只有氦气球飞向空中,说明氦气球的重力小于浮力,即,而空气球的重力大于浮力,即,而两气球充气后气球体积相同,根据可知,两气球所受浮力。故B正确,ACD错误。
故选B 。
2.(24-25八年级下·黑龙江鸡西·期末)如图所示为小宇同学在家完成趣味小实验时的场景:将一个饮用水瓶的瓶底剪掉,倒置后放入一个乒乓球堵在饮用水瓶的瓶口(饮用水瓶的瓶口直径小于乒乓球直径),向饮用水瓶中倒入水,观察到有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙中流出,但乒乓球并没有在水中浮起来。分析其原因是乒乓球______。当小宇用手掌封住正在漏水的瓶口时,乒乓球迅速上浮,在乒乓球上浮但未露出水面的过程中,乒乓球受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)其受到的重力。
【答案】 下方没有水,只受到大气压,而上方受到水压和大气压,压力差向下,所以无法上浮 大于
【详解】[1]当有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙中流出,乒乓球下方没有水,只受到大气压,而上方受到水压和大气压,压力差向下,所以无法上浮。
[2]用手掌封住正在漏水的瓶口时,乒乓球浸没在水中,乒乓球受到的浮力(上下表面产生了压力差)大于重力,所以乒乓球将上浮。
3.(24-25八年级下·江西南昌·期末)如图甲是装有某品牌饮料的瓶子,壁厚忽略不计,空瓶质量为30g,其下半部分可看成底面积为25cm2的圆柱体,瓶中饮料高度为8cm。盖子盖紧后,将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮,此时水槽中水的深度为15cm,瓶子内、外液面高度差为2cm,如图乙所示。(已知,g取10N/kg)求:
(1)瓶中饮料的体积;
(2)水槽底部受到的液体压强;
(3)图乙中饮料瓶受到的浮力;
(4)瓶中饮料的质量多少kg。
【详解】(1)瓶中饮料的体积
(2)水槽底部受到的液体压强
(3)图乙中饮料瓶排开水的体积
则图乙中饮料瓶受到的浮力
(4)图乙中饮料瓶漂浮,则饮料瓶和饮料的总重力
饮料瓶和饮料的总质量
则瓶中饮料的质量
典例12 浮力的计算与应用
(24-25八年级下·江西南昌·期末)核潜艇是重要的军事战略装备,中国工程院院士黄旭华团队研制的核潜艇在某次军事演习中执行深海作业,悬浮在海水中(如图)。要使潜艇下潜,应对水舱______(选填“注水”或“排水”)。在下潜过程中,潜艇上下表面的压力差______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 注水 不变
【详解】[1]潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,则需要重力将大于浮力,所以,此时应对水舱注水。
[2]在下潜过程中,潜水艇上、下表面受到海水对它的压力差等于潜水艇自身受到浮力,由阿基米德原理知道,由于排开水的体积不变,水的密度不变,即浮力保持不变,潜艇上下表面的压力差不变。
解|题|技|巧
1、四大计算方法:称重法、压力差法、阿基米德原理、平衡法(漂浮悬浮F浮=G)。
2、轮船、密度计利用漂浮原理;潜水艇靠改变自身重力实现浮沉。
即时检测
1.(24-25八年级下·陕西咸阳·期末)拔火罐祛除湿气,是我国中医的一种传统治疗方法。它是以罐为工具,利用燃烧排除罐内空气后扣在相关穴位上(如图所示),罐体就会吸附在皮肤表面,使相应部位产生刺激,以达到治疗疾病的目的。下列现象与拔火罐的原理相同的是( )
A.孔明灯升空 B.吸盘式挂衣钩能“吸”附在墙上
C.医生推动活塞给病人注射药液 D.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙
【答案】B
【详解】拔火罐时,先把罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,排除部分空气,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后压强降低,罐内气压小于外面的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压原理。
A.孔明灯升空原理是热空气密度小于周围冷空气密度,孔明灯受到的浮力大于自身重力,属于 “浮力应用”,与大气压无关,故A不符合题意;
B.吸盘式挂衣钩能“吸”附在墙上,是因为吸盘内部接近真空,在大气压的作用下使吸盘式挂衣钩“吸”附在墙上,故B符合题意;
C.医生推动活塞给病人注射药液,利用的是人的推力,与大气压强无关,故C不符合题意;
D.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,与大气压无关,故D不符合题意。
故选B。
2.(24-25八年级下·云南昆明·期末)在军事领域,一些轻型护卫舰的排水量也可能在2000吨左右,它们具备一定的作战能力,可执行近海巡逻、护航等任务。一艘排水量为1000吨的护卫舰,满载货物漂浮在水面上,此时,护卫舰受到的浮力为________N;在该护卫舰驶入一片未知水域的过程中,船身在逐渐微微下沉,则护卫舰所受到的浮力________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 不变
【详解】[1]已知护卫舰的质量
该舰受到的重力
当护卫舰漂浮在水面上时,根据物体浮沉条件可知,所受浮力等于护卫舰的重力,即
[2]进入未知水域后,舰身微微下沉,但仍漂浮在水面上,根据物体浮沉条件可知,所受浮力仍等于护卫舰的重力,由于护卫舰重力没有改变,所以所受浮力也不变。
考场练兵·分层实战
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·西藏昌都·期末)生活中处处有物理,以下数据最接近生活实际的是( )
A.一个普通鸡蛋重2N B.西藏昌都市市区的大气压约帕斯卡
C.一名中学生的体重约500N D.一个中学生正常站立时对地面的压强约500Pa
【答案】C
【详解】A.一个普通鸡蛋的质量约为0.05kg,鸡蛋的重力为,故A不符合题意;
B.一个标准大气压约为,西藏地区海拔高,大气压应低于标准大气压,不可能达到,故B不符合题意;
C.中学生的质量通常在50kg左右,重力为,故C符合题意;
D.一个中学生的重力约为500N,双脚站立时与地面的接触面积约,压强为,故D不符合题意。
故选C。
2.(24-25八年级下·四川成都·期末)下列是物理知识在人们生产和生活中的应用(如图),其中运用了减小压强知识的是( )
A.用细线切割肥皂 B.眼镜架上的鼻托较宽
C.吸管一端剪为斜口 D.挖百香果的勺子较尖利
【答案】B
【详解】A.用细线切割肥皂,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.眼镜架上的鼻托较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.吸管一端剪为斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.挖百香果的勺子较尖利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B。
3.(24-25八年级上·四川绵阳·期末)三只完全相同的杯子里面装满水,把质量相同的实心铁球、铜球和铝球分别放入杯子里,三个金属球最终都沉底并被水淹没。已知,则( )
A.放铜球的水杯溢出的水最多 B.放铁球的水杯溢出的水最多
C.放铝球的水杯溢出的水最多 D.放铁球的水杯溢出的水最少
【答案】C
【详解】实心铜球、铁球、铝球的质量相同,即
已知
根据密度计算公式可知,
又因为三个金属球最终都沉底并被水淹没,所以金属球排开水的体积等于金属球的体积,所以
因为三只杯子完全相同且装满水,所以溢出水的体积等于排开的水的体积,所以
即放铜球的水杯溢出的水最少,放铝球的水杯溢出的水最多,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(24-25八年级下·广东东莞·期末)下列与气压有关的说法正确的是( )
A.注射器把药液注射入病人身体的过程中,利用了大气压
B.高压锅是利用了气压的增加,水的沸点会降低的原理
C.托里拆利实验装置是个连通器
D.吸管吸饮料利用了大气压
【答案】D
【详解】A.注射器把药液注射入病人身体的过程中,是由于活塞受到推力的作用,不是利用大气压,故A错误;
B.高压锅是利用了水的沸点随气压的增大而升高的原理工作的,故B错误;
C.托里拆利实验,玻璃管上方是真空的,是密闭的,玻璃管内和管外水银上方并不相通,所以不是连通器,故C错误;
D.用吸管吸饮料时,先把吸管中的空气吸走,吸管内气体压强减小,大气压把饮料压入吸管,进入口腔,故D正确。
故选D。
5.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A.眼镜架上装有鼻托 B.背包的背带做得较宽
C.安全锤的锤头做得很尖 D.用滑雪板滑雪
【答案】C
【详解】ABD.眼镜架上装有鼻托、背包的背带做得较宽、用滑雪板滑雪,都是压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故ABD不符合题意;
C.安全锤的锤头做得很尖,是压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故C符合题意。
故选C。
6.(24-25八年级下·甘肃临夏·期末)中国海军的发展历程,每一步都坚实而有力,从最初的零基础起步,到如今的壮大,每一次的飞跃都值得我们铭记。如图展示的是我国自主研发的航母,它采用了全球领先的电磁弹射技术。若其满载排水量约为8万吨,则航母满载时所受的浮力约为_____________N;所受浮力的方向是_____________。(g取)
【答案】 竖直向上
【详解】根据阿基米德原理,漂浮的航母满载时受到的浮力等于排开水的重力,即
浮力的本质是液体对物体的压力差,所有情况下浮力的方向都是竖直向上。
7.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)如图所示,烧杯中重为5N的木块在水中上浮,最终漂浮。木块在上浮且还未露出水面的过程中,受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”);木块最终漂浮在水面上时受到的浮力为______ N。
【答案】 不变 5
【详解】[1]根据阿基米德原理,木块上浮且未露出水面时,液体密度、g均不变,木块排开水的体积也不变,因此受到的浮力不变。
[2]物体漂浮时,受力平衡,浮力等于自身重力,这是浮沉条件。已知木块重力为5N,因此漂浮时受到的浮力为5N。木块最终静静地漂浮在水面上,此时木块受到水的浮力大小等于木块的重力,为5N。
8.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)潜水艇是靠改变自身的_____实现下潜和上浮的。潜入水下的潜水艇,由水下100m潜到200m,受到水的浮力_____(选填:变大、变小或不变),受到水的压强_____(选填:变大、变小或不变)。
【答案】 重力 不变 变大
【详解】[1]在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,因为,潜水艇的体积不变,当潜水艇完全浸没在水中改变深度时,排开水的体积不变,所以潜水艇受到水的浮力不变,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身的重力,从而改变浮力和重力的大小关系来实现的。
[2][3]浸没在水中的潜水艇当它逐渐下潜时,深度h变大,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到水的浮力不变;根据可知,潜水艇受到水的压强变大。
9.(24-25八年级下·重庆·期末)如图所示,为三峡船闸的一部分示意图,船闸的工作利用了______原理;当轮船从长江驶入东海时,它所受浮力______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 连通器 不变
【解析】【小题1】[1]船闸是连接上下游水位不同的航道的设施,通过调节闸室内的水位,使船只顺利通过。其工作原理是基于连通器原理。连通器是指上端开口、底部相连的容器,当液体不流动时,各容器中的液面保持相平。船闸在运行过程中,通过打开或关闭闸门,使闸室与上游或下游形成连通器,从而实现水位的升降。
[2]轮船始终漂浮在水面上,处于漂浮状态。根据物体的漂浮条件,浮力等于重力,轮船从长江驶入东海时,轮船的质量不变,重力不变,那么浮力也不变。
10.(24-25八年级下·吉林长春·期末)在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中通过U形管中两侧液面的___________来反映被测压强大小;使用前轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若要比较液体内部压强与液体密度的关系,应选择___________两次实验,根据实验结果可判断:液体内部压强与液体密度___________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1) 高度差 不漏气
(2) 丙、丁 有关
【详解】(1)[1][2]根据转换法,实验中通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小;使用前轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降则说明该装置不漏气。
(2)[1][2]若要比较液体内部压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,故应选择丙、丁两次实验,因丁中盐水产生压强大,根据实验结果可判断:液体内部压强与液体密度有关。
11.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)如图甲乙所示是某同学用实验探究浮力大小的实验过程。
(1)物体在图B中所受浮力为_________N;
(2)由图中A、B、C三图可知,浮力大小与排开液体的体积有关;由图中A、C、D三图可知,浮力大小和浸没的深度______关;由图中A、D、E三图可知,浮力大小和_____________有关;
(3)为了使实验结论更具有普遍性,同学们接下来应该怎样操作: 。
A.多次测量取平均值 B.换用其他液体多次实验
【答案】(1)1.6
(2) 无 液体密度
(3)B
【详解】(1)图A中,测力计测量的是物体的重力,此时测力计示数为6N,则物体的重力为;图B中,测力计的分度值为0.2N,示数为4.4N,则此时物体受到的拉力为,根据称重法可得,物体在图B中所受浮力为
(2)[1]由图中A、C、D三图可知,物体浸没的液体密度相同(均为水),物体浸没的深度不同,排开水的体积相同,C、D中测力计的示数相同,根据称重法可知,物体受到的浮力相等,可知,浮力大小和浸没的深度无关。
[2]由图中的A、D、E三图可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,根据称重法可知,物体受到的浮力不同,故可知,浮力大小和液体的密度有关。
(3)多次测量取平均值是为了减小误差,为了使实验结论更具有普遍性,应换用其他液体多次实验,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.(24-25八年级下·广东河源·期末)如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克,它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机,安装了先进的火控系统和多种光电技术应用,使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能,坦克重40t,履带与地面接触的总面积为4m2。请利用给出的数据,求:(g取10N/kg)
(1)该坦克受到的重力;
(2)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强;
(3)坦克在河底潜渡时,坦克的顶部距离水面1m,求河水对坦克顶部的压强。(河水的密度ρ=1×103kg/m3)
【详解】(1)该坦克受到的重力
(2)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压力等于它受到的重力,即
地面的受力面积等于履带与地面接触的总面积,即,则该坦克对地面的压强
(3)河水对坦克顶部的压强p'=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
重难突破练(测试时间:20分钟)
1.(24-25八年级下·甘肃庆阳·期末)如图所示,将同一枚鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态,以下判断正确的是( )
A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大
B.鸡蛋在乙杯中受到的浮力大
C.甲、乙两杯中,鸡蛋受到的浮力相等
D.向乙杯中加入水,鸡蛋会上浮
【答案】C
【详解】ABC.根据物体浮沉条件,鸡蛋在甲杯中漂浮,浮力等于鸡蛋的重力,即,鸡蛋在乙杯中悬浮,浮力等于鸡蛋的重力,即,则,即甲、乙两杯中鸡蛋受到的浮力相等,故AB错误,C正确;
D.向乙杯中加水,乙杯盐水密度会减小,原来乙中,加水后,鸡蛋的密度大于盐水的密度,鸡蛋会下沉,故D错误。
故选C。
2.(24-25八年级下·内蒙古乌兰察布·期末)关于浮沉条件的应用,下列说法错误的是( )
A.潜水艇是靠改变自身重力来改变浮沉的
B.气象用的探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C.密度计上刻度示数从下到上逐渐变大
D.人漂浮在死海里所受的浮力等于他所受的重力
【答案】C
【详解】A.潜水艇通过改变自身水舱的储水量即改变自身重力,实现上浮或下沉,故A正确,不符合题意;
B.气象探测气球所充气体(如氢气、氦气)的密度小于空气密度,才能在空气中上浮,故B正确,不符合题意;
C.密度计的原理是漂浮时浮力等于重力,根据,液体密度越大,密度计排开液体的体积越小,浸入深度越浅,因此密度计刻度是从下到上逐渐变小,故C错误,符合题意;
D.人漂浮在死海时,处于平衡状态,浮力等于自身重力,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在逐一实现。关于如图所示的分析,下列说法正确的是( )
A.甲图:AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度
B.乙图:福建舰航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力变大
C.丙图:C919客机升空时,机翼上方的空气流速大、压强大
D.丁图:祝融号火星车设计有宽大的轮子,这样可以增大压强
【答案】A
【详解】A.飞艇能升空是因为其内部充入了密度小于空气的气体,使飞艇整体密度小于空气,从而浮力大于重力实现升空,该说法是正确的,故A正确;
B.航母漂浮时浮力等于自身总重力,当舰载机起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮条件,其受到的浮力也会随之变小,而非变大,故B错误;
C.飞机升空利用的是流体压强与流速的关系,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的升力原理,故C错误;
D.火星车的宽大轮子,是通过增大受力面积的方式来减小对火星表面的压强,防止车轮陷入土壤,并非增大压强,故D错误。
故选A。
4.(24-25八年级下·山东济宁·期末)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,三个完全相同的长方体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时的位置如图所示,三个容器的液面刚好相平。则下列判断正确的是( )
A.物体受到的浮力 B.容器对桌面的压力
C.液体对容器底的压强 D.物体下表面受到液体向上的压力
【答案】D
【详解】A.根据图示可知,A悬浮,B、C漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故,故A错误;
B.由于A悬浮,故甲容器中液体的密度;B漂浮,故乙容器中液体的密度;C漂浮,故C容器中液体的密度;由于C浸入液体的体积小于B浸入液体的体积,BC漂浮,浮力等于重力,重力相等,浮力相等,由阿基米德原理可知丙中液体的密度大于乙中液体的密度,甲中液体密度最小,故三种液体密度关系
根据图示可知,丙液体的体积最大,由可知丙液体的质量最大,且A、B、C三个物体相同,所以丙容器对桌面的压力最大,其次是乙,最小的是甲,故容器对桌面的压力,故B错误;
C.因为丙中液体的密度最大,并且液体的深度相同,因此由可知,丙容器底所受的压强最大,其次是乙,再次是甲,故液体对容器底的压强,故C错误;
D.因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,因此A下表面受到的压力大于浮力;BC上表面受到的压力为零,因此BC下表面受到液体的压力等于浮力,且相等,即,故D正确。
故选D。
5.(24-25八年级下·山东济宁·期末)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),随着A露出水面,排开水的体积减小,容器中的水面逐渐下降。弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50cm2
C.B的重力为20N D.B的密度为0.75×103kg/m3
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知,拉出水面后,不受浮力时,物体的重力
浸没时,拉力为,根据称重法得到物体A浸没水中受到的浮力
故A错误;
B.物体的体积
A从开始露出水面到全部离开,上升的高度为
由于液面下降,物体的高度大于10cm,A的底面积
故B错误;
C.AB的总体积
整体受到的浮力
根据悬浮的条件可知
物体B的重力
故C错误;
D.B的密度为
故D正确。
故选D。
6.(24-25八年级下·安徽淮南·期末)小安进行了如下实验操作:在一个大玻璃杯中装入适量的水,将一个小空玻璃杯放入大玻璃杯中,小杯漂浮,如图甲;用玻璃棒将小玻璃杯向下压,使一定量的水进入杯中,移去玻璃棒,小杯仍漂浮,如图乙;用玻璃棒继续将小玻璃杯向下压,使更多的水进入杯中,移去玻璃棒,小杯仍漂浮且小杯口恰好和大杯中水面相平,如图丙。下列分析正确的是( )
A.图乙中杯子所受的浮力等于自身重力
B.甲、乙两图中,小杯排开水的体积相同
C.甲、乙、丙三图中大杯中液面的高度相同
D.丙图小杯杯底所受杯内水的压强大于大杯杯底所受水的压强
【答案】C
【详解】AB.甲图中,杯子处于漂浮状态,所受的浮力等于杯子的重力,乙图中杯子处于漂浮状态,所受的浮力等于杯子和水的总重力,所以甲图杯子受到的浮力小于乙图杯子受到的浮力,由可知,甲图小杯排开水的体积小于乙图小杯排开水的体积,故AB错误;
C.若使水进入小玻璃杯中,小玻璃杯仍然漂浮,小玻璃杯排开的水的重力增加量等于进入小玻璃杯中水的重力,小玻璃杯排开的水的体积增加量等于进入小玻璃杯中水的体积,故甲、乙、丙三图中大杯中液面的高度相同,故C正确;
D.由图知,丙图小杯杯底的深度小于大杯杯底的深度,由知,丙图小杯杯底所受杯内水的压强小于大杯杯底所受水的压强,故D错误。
故选C。
7.(24-25八年级下·吉林四平·期末)有一杯水、一杯盐水和一块重为、密度为的塑料块。则该塑料块的体积是___________;该塑料块浸没在水中时所受到的浮力是___________N;若该塑料块在盐水中是漂浮的,浸在盐水中的体积是塑料块总体积的,该塑料块浸在盐水中时所受到的浮力是___________N;则盐水的密度是___________(g取)。
【答案】 0.2 0.22
【详解】[1]根据公式可得,塑料块的质量
由公式可得,塑料块的体积
[2]当塑料块浸没在水中时,
根据阿基米德原理可得,塑料块浸没在水中时所受到的浮力
[3]因为该塑料块在盐水中是漂浮的,根据物体的浮沉条件,塑料块受到的浮力
[4]因为塑料块浸在盐水中的体积是塑料块总体积的,故塑料块浸在盐水中的体积
塑料块排开盐水的体积
根据阿基米德原理可得,盐水的密度
8.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)小刚放学回家发现家里鱼缸中的小金鱼正在水中吐泡泡,小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程浮力逐渐______,小金鱼通过改变其自身所受的______(选填“重力”或“浮力”)来实现上浮或下沉的。
【答案】 变大 浮力
【详解】[1]根据阿基米德原理,浮力F浮=ρ液gV排(ρ液为液体密度,g为重力加速度,V排为排开液体体积)。气泡在水中上升时,水的压强随深度减小而减小,气泡体积膨胀,V排增大,而ρ液、g不变,因此浮力逐渐变大。
[2]小金鱼的重力基本不变,它通过改变鱼鳔的体积来调整自身排开水的体积,进而改变所受浮力的大小:当浮力大于重力时上浮,浮力小于重力时下沉。
9.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,放在水平地面上的柱形容器中盛有水,漂浮在水面上的木块和冰块的质量均为0.5kg,木块所受的浮力大小为_________N,方向为_________。一段时间后,冰全部熔化成水,与冰熔化前相比,木块受到的浮力将_________,水对容器底部的压强将_________。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 4.9 竖直向上 不变 不变
【详解】[1]由图可知木块漂浮在水面上,根据浮与沉的条件可知,此时木块受到的浮力等于木块受到的重力可得
[2]根据浮力产生的原因可知,浮力的方向始终是竖直向上的。
[3]冰块在水中熔化后,液体的密度没有发生变化,所以木块仍然漂浮在水面上,受到的浮力大小仍等于木块受到的重力,因此与冰熔化前相比,木块受到的浮力将不变。
[4]冰漂浮在水面上,所以有
又因为冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,所以
故,即冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积,所以冰熔化为水后水的高度不变,根据可知,水对容器底部的压强不变。
10.(24-25八年级下·福建泉州·期末)如图(a)所示,实心长方体甲刚好能竖直悬浮在水中,上、下表面受到水的压力分别为F0、3F0,则甲所受浮力为______。如图(b)所示,将甲平放水平地面上,现将其顺时针翻转90°,甲和地面的受力面积由3S变为S,此过程对水平面地面的压强变化量为______。(用题中出现过的物理量符号表示)
【答案】 2F0
【详解】[1]已知长方体甲刚好能竖直悬浮在水中,上、下表面受到水的压力分别为、,由浮力产生的原因,则甲所受浮力
[2]由沉浮的条件可知,甲处于悬浮状态,甲受到的浮力等于其重力,即
因甲平放水平地面上,受力面积为3S,对地面的压强为
现将其顺时针翻转,压力不变,受力面积为S,则此时甲对地面的压强为
所以甲对地面的压强变化量为
11.(24-25八年级下·黑龙江鸡西·期末)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,提出以下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想4:浮力的大小可能与物体的体积有关;
猜想5:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关。
(1)如图甲所示,用手把饮料罐浸入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想______;(填序号)
(2)为了探究猜想1和猜想2,选用了体积和形状均相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N、5N。然后进行如图乙所示的实验;
①在序号a的实验中圆柱体A所受到的浮力为______N;
②比较序号______的三次实验,可得出实验结论:浮力大小与液体密度有关;
③比较序号a、b、c的三次实验,可得出实验结论:浮力的大小与物体的重力______(填“有”或“无”)关;
④已知水的密度为1.0g/cm3,则浓盐水的密度为______kg/m3;
(3)为了探究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成实心的圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验。由此他得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,老师告诉他这个结论不可靠,主要原因是______。
【答案】(1)5
(2) 1 a、d、e 无
(3)没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)如图甲所示,用手把饮料罐浸入水中,饮料罐浸入水中越深,饮料罐排开水的体积越大,手会感到越吃力。这个事实可以支持猜想5,即浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关。
(2)[1]根据称重法,在序号a的实验中圆柱体A所受到的浮力为
[2]比较序号a、d、e的三次实验,只有液体密度不同,测力计示数不同,根据称重法可知受到的浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
[3]在序号b的实验中圆柱体B所受到的浮力为
在序号c的实验中圆柱体C所受到的浮力为
序号a、b、c的三次实验中,只有物体的重力不同,受到的浮力相同,可得:浮力的大小与物体的重力无关。
[4]在序号a的实验中圆柱体A浸没在水中所受到的浮力为,则圆柱体A排开液体的体积为
在序号e的实验中圆柱体A浸没在浓盐水中所受到的浮力为
则浓盐水的密度为
(3)如图丙所示,物体的形状和排开水的体积均不同,没有控制变量,所以不能探究浮力的大小与物体的形状的关系,结论不可靠。
12.(24-25八年级下·陕西榆林·期末)如图所示是我国海军096型号战略导弹核潜艇,它作为海下利器,对我国的国防安全有着重要的意义。水舱排空状态的核潜艇重,体积为,海水密度取取。求:
(1)核潜艇水舱排空漂浮在海面上时排开海水的体积是多少?
(2)核潜艇要想潜入水下航行,至少要向水舱加质量为多少的海水?
(3)潜入水下时,核潜艇受到海水的压强是多少?
【详解】(1)核潜艇水舱排空漂浮在海面上时受到的浮力为
由阿基米德原理可知,其排开海水的体积为
(2)核潜艇浸没在海水中时受到的浮力为
因为
所以至少要向水舱加海水的重力为
加海水的质量为
(3)潜入水下时,核潜艇受到海水的压强
13.(24-25八年级下·山西长治·期末)如图所示,由我国自主研发的“极目一号”浮空艇已在青藏高原成功升空,为大气科学观测创造了海拔9000余米的世界纪录。浮空艇内部拥有大量密度小于空气的氦气,下部系有缆绳并与地面相连接进行锚泊,整个浮空艇就像人牵着绳子放飞在空中的巨型气球。
(1)若浮空艇3h内匀速竖直上升9km,则上升速度是多少?
(2)若浮空艇总质量为2600kg,其受到的重力是多少?(取)
(3)当浮空艇上升到9km的高空静止时,若外界空气密度为,浮空艇体积约为,则地面上处于竖直方向的缆绳对它的拉力大小是多少?
【详解】(1)浮空艇上升速度
(2)浮空艇受到的重力
(3)浮空艇受到的浮力为
浮空艇静止时,处于平衡状态,其受力分析如下:受到竖直向上的浮力F浮,竖直向下的自身重力G和缆绳的拉力F。根据力的平衡可知缆绳对它的拉力大小为
综合拓展练(测试时间:10分钟)
1.(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2︰1,甲、乙的密度之比为1︰6,水的密度为,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为2N B.乙受到的浮力为4N
C.甲的密度为 D.容器底部对乙的支持力为4N
【答案】C
【详解】A.甲球在竖直向下的重力与拉力和竖直向上的浮力作用下处于静止状态,由平衡条件得,细线对甲的拉力为,故A错误;
B.甲有一半的体积露出水面,甲、乙的体积之比为2︰1,则乙的体积等于甲排开的水的体积,由得,乙的体积为
乙浸没在水中,排开水的体积
乙受到的浮力为,故B错误;
C.甲的体积为
甲的密度为,故C正确;
D.甲、乙的密度之比为1︰6,则乙的密度为
由、得,乙的重力为
乙在竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力、竖直向上的支持力的作用下,处于平衡状态,则容器底部对乙的支持力为,故D错误。
故选C。
2.(24-25八年级下·重庆·期末)水产生的浮力会大于水的重力吗?为了探究该问题,小姝将重24N、边长为10cm的正方体合金块,放在底面积为的薄壁容器中(合金块与容器底部不紧密接触)如图所示,慢慢向容器中加水。当水的深度为5cm时,下列说法中正确的是( )
A.水对容器底部的压强为2400Pa
B.合金块对容器底部的压力为24N
C.若将合金块竖直上拉1cm,容器对桌面的压强变化了1600Pa
D.若想让合金块受到的浮力是水的重力的20倍,可换用底面积为的容器
【答案】D
【详解】A.当水的深度时,水对容器底部的压强
故A错误;
B.当水的深度时,合金块浸入水中的深度也为5cm。 此时,合金块排开水的体积
合金块受到的浮力
合金块静止在容器底部,受到竖直向下的重力G块,竖直向上的浮力F浮和容器底部的支持力F支。则合金块对容器底部的压力
故B错误;
C.水的体积为
将合金块竖直上拉1cm,此时液面高度为
此时合金块受到的浮力为
此时的拉力为
则容器对桌面的压强变化量
故C错误;
D.设水的深度为h'时,合金块排开水的体积
水的体积
水的重力
合金块受到的浮力
若,则,
已知
则
解得,故D正确。
故选D。
3.(24-25八年级下·山西晋中·期末)水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为、、,密度分别为、、的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为、、。下列说法中,错误的是( )
A.若,则
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了
【答案】B
【详解】A.由图可知,小球A漂浮,小球B悬浮,小球C沉底。若,则,因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,所以,小球A和B受到的浮力等于自身的重力,小球C受到的浮力小于自身的重力,则,,即,故A正确,不符合题意;
B.因物体C的密度大于液体的密度,故物体C沉底,所以,将C球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B错误,符合题意;
C.由小球B在液体中悬浮可知,小球B的密度和液体的密度相等,则设液体的密度为,小球A漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即
由可得,小球A排开液体的体积为
只取出A球,容器中液面降低的高度为
故C正确,不符合题意;
D.因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由可得,B球和C球排开液体的体积分别为,
三球放入液体后,排开液体的总体积
容器内液体上升的高度为
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量为
故D正确,不符合题意。
故选B。
4.(24-25八年级下·甘肃兰州·期末)一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有的煤油溢出;将其取出擦净后,轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有的水溢出。则物块在煤油中受到的浮力大小为______N,物块在水中静止时处于______状态,物块的密度是______。()
【答案】 漂浮
【详解】[1][2]由题意可知,同一物体分别放入装满煤油和水的大烧杯后,溢出水的重力大于溢出煤油的重力,由阿基米德原理可知,,即物体在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力,若该物体在水和煤油中都漂浮或在水中漂浮、在煤油中悬浮,则浮力应相等,故不可能是这种情况;由于煤油的密度较小,则该物体在煤油中一定下沉,但物体水中可能是漂浮、悬浮或下沉;该物体在煤油中一定下沉,则由得物块的体积
若物体完全浸没在水中,此时物体所受的浮力
因物体在水中实际受到的浮力2.7N小于完全浸没在水中时的浮力3N,所以物体在水中并未完全浸没,即在水中漂浮。
[3]根据漂浮条件和阿基米德原理可得,则物体的重力为,所以物块的密度
5.(24-25八年级下·湖南长沙·期末)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,截取、叠放后A、B对桌面的压强随截取高度的变化如图乙所示。则B的边长为___________cm,B的密度为___________kg/m3,A的重力为___________N(g取10N/kg)。
【答案】 10 6
【详解】[1]由图乙可知,当时,B剩余部分对水平桌面的压强为0,说明B被完全截取,则正方体B的高度为10cm,即为正方体B的边长。
[2]由图乙可知,当截取高度为0时,B对水平桌面的压强为600Pa,B为质量分布均匀的实心正方体,根据可得,正方体B的密度为
[3]由上述可知,B的重力为
当B截取时,B剩余高度为
B剩余部分对桌面的压强为
将B沿水平方向截取时,其底面积和密度均不变,则根据可知,重力与高度成正比,所以此时B截取部分的重力为
B余下部分对桌面的压强与叠放后A对桌面的压强相等,则……①
由图乙可知,当B全部放到A上方时,A对桌面的压强为800Pa,即……②
联立①②解得。
6.(24-25八年级下·陕西西安·期末)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。取
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中:
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______ N,浸入的深度为______ H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______选填“a”“b”或“c”;
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是______。
A.换更大的容器盛放液体做实验
B.在吸管里再加一些铁屑
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______保留2位小数。
【答案】(1) a
(2) 1
【详解】(1)[1][2]已知密度计总质量为10g,密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,则浮力为
由于密度计在水中和酒精中均漂浮,故在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,即密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,所以有
已知水的密度为,酒精密度为,代入上式可得
[3]密度计在液体中漂浮,则有
可得,当密度计重力,吸管的横截面积一定时,h与成反比,故a图线符合h随变化的规律。
[4]适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,密度计放入酒精中漂浮时,浸入酒精中的深度为,也随之增大,则两条刻度线间的距离会变大,故选B;
(2)[1][2][3]当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,则受到的浮力为,由阿基米德原理有,则有,解得密度计排开水的体积为
与上同理,当密度计质量为27g时,排开水的体积为
此时水面刻度比M低3cm,由此可知吸管的横截面积为
当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,由此可知在盐水中浸入的排开盐水体积为
由前面分析结论
同理,当密度计在盐水中漂浮时有
则盐水的密度为
7.(24-25八年级下·福建泉州·期末)科创小组设计了水库自动泄洪控制装置,将其制成顶部开有小孔的模型。如图所示,其中A为压力传感器,B是密度小于水且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当圆柱体B有的体积浸入水中时,与模型底面刚好接触且压力为零,恰好处于漂浮状态。当水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积,高,,g取。求:
(1)当模型内水深时,水对模型底部的压强。
(2)圆柱体B的重力。
(3)触发报警装置时,压力传感器A下表面到水面的距离。
【详解】(1)水对模型底部的压强
(2)圆柱体B的体积
当圆柱体B有的体积浸入水中时,与模型底面刚好接触且压力为零,则圆柱体恰好处于漂浮状态,浮力等于重力,圆柱体B的重力为
(3)刚触发报警装置时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,因力的作用是相互的,则传感器对圆柱体有向下的压力,且该压力大小也为3N, 由力的平衡条件可知,此时B受到的浮力
此时B排开水的体积
B浸入水中的深度
当B对压力传感器A有压力时,压力传感器A下表面到水面的距离等于圆柱体B露出水面的高度h露。则压力传感器A下表面到水面的距离
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