专题四压强及浮力大小的比较专题 修订

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1、压强及浮力大小的比较 三岔中学谢磊 一、复习目标： 1、 理解压强概念能选择合适的公式比较和计算压强的大小. 2、 记住并理解液体、大气压强的决定因素. 3、 知道流体的压强与流速的关系. 4、 知道浮力的大小与哪些因素有关，能选择合适的公式来计算浮力. 二、知识储备： 1、压力 定义：垂直压在物体表面上的力。 影响压力大小的因素： （1）压力的大小，受力面积一定时，压力越大，作用效果越明显； （2）受力面积的大小，压力一定时，受力面积越小，作用效果越明显。 2、压强 表示压力作用效果的物理量。 定义：物体单位面积上受到的压力。 公式：P=F/S 特殊固体压强的计算：P=gh 单位：帕斯（Pa

2、）1 Pa =1N/m2 P压强帕斯卡（Pa） F压力牛顿（N ） S受力面积平方米（m 2） 3、液体压强的大小 液体内部压强的规律：液体对容器底和侧壁都有压强，液体的压强 h s 随深度的增加而增大，在同一深度液体向各个方向的压强相等，不 同业体的压强还与液体的密度有关。 如图，容器底受到的压强： P=F/S F=G G=mg m= V V=Sh 为液体的密度， g=9.8N/Kg, h 为深度。 4、连通器 上端开口，下端连通的器。 特点：连通器里的液体不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。 应用：水壶，锅炉水位计、自来水管与水塔、船闸。 5、流体压强与流速的关系 气体压强与流速的关系

3、：大气体和液体中，流速越大的位置压强越大。 飞机的升力： 在相同的时间内，机翼上方气流通过的 路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小； 下方气流通过的路程较短，因而流速较小，它对 机翼的压强大，因而上下表面产生了压强差，这就是向上的升力。 6、浮力 浮力： P=G/S G= （ Sh）g P=gh 浸在液体里的物体受到液体对它向上的作用力。（buoyancy） 方向：竖直向上 产生原因：物体上下表面的压力差。 大小： 阿基米德原理： 浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。 即： F浮=G 排= 液gV排 7、求浮力的方法： （1） 、称重法： F 浮=G （空气的重）

4、- F（弹簧测力计的示数） (2) 、压力差法：F 浮=F 上 F 下 (3) 、阿基米德原理：F 浮=G 排 (4) 、漂浮法： F 浮 =G 物 三、典型例题： 例 1 一个物体重为20 牛，把它放在斜面上，请你用力的示意图画出物体受到的重力和斜面 上受到的压力。 F G 图 1 解析： 重力的作用点在物体的重心，而压力的作用点在受力物体的表面，在斜面上。 答案：如图1。 小结： 解这类题学生最易出错的是：重力的方向和压力的作用点，应注意，重力的方向 是竖直向下的，其作用点在重心（若是规则物体，则在几何中心）。压力的作用点在受力物 体的表面上， 其方向垂直于受力物体的表面。注意压力和重力的

5、关系自然放在水平地面上的 物体对水平面的压力等于重力。 跟踪练习： 1. 在图中，正确表示压力的是（） A B C D 2. 下列说法正确的是（） A. 压力的方向一定是竖直向下的B. 压力的大小一定等于物体所受的重力 C. 压力的方向一定垂直指向接触面D. 压力的大小一定不等于物体所受的重力 答案： 1、 C 2、C 例 2、A、B 两个大理石柱，它们的高和截面积均不一样，hAhB，SA,=,hB，所以 PAPB。 小结：对于形状规则的质地均匀的柱体放在水平地面上气压强可以用pgh 来计算。 跟踪练习： 1、平放在水平地面上的砖，沿竖直方向截去一半，则余下的半块与原来的整块相比（） A、对地

6、面的压强不变B、对地面的压力不变 C、对地面的压强变为原来的一半D、密度为原来的一半 2、一块砖平放在水平地面上，它对地面的压强为P。若将这块砖沿任意方向切开，分成体 积相等的两部分，将其中的一半拿走，剩下的一半对水平地面的压强为( ) A等于 p 或小于 p B小于 p 或大于 p C大于 p 或等于 p D 小于、等于、大于p 都有可能 答案： 1、 A 2 、A 例 3 如图所示 ,一封闭容器中盛满了某种液体.对容器底的压力和压强分别为F1和 p1图 1 中(a), 若把容器倒置后对容器底的压力和压强分别为 F2和 p2图 1 中(b), 则 F1与 F2、 p1与 p2的大小关系是(

7、) A.F1F2 , p1p2 B.F1F2 , p1 p2 C.F1F2 , p1p2 D. F1F2 , p1p2 解析： 由液体压强公式p gh 可知 ,(a)、(b)两种情况下由于液体密度及容器底到液 面的深度都相等,所以两种情况下容器底受到的液体压强相等,即 p1p2. 但是由于静止液体对容器底的压力不一定等于液体的重,它的大小应等于液体对空器底 的压强与容器底面积的乘积,即, F1p1S1, F2p2S2.由于 p1 p2,而 S1S2.所以可得 : F1 F2. a 液体对容器底的压力大于液体的重力,b 液体对容器底的压力小于液体的重力。 即应选 D. 跟踪练习： 1.如图 2

8、所示， 盛有一定质量水的封闭容器放在水平面上，液体对容器底部的压力和压强分 别为 F1和 p1，如果将容器倒过来放在水平面上，液体对容器底部的压力和压强分别为F2 和 p2，比较 F1，F2和 p1，p2，下列说法中正确的是（） ( ) ab( ) A. 21 FF， 21 ppB. 21 FF， 21 pp C. 21 FF， 21 ppD. 21 FF 21 pp 2、图 6 是液体的压强p 与深度h 的关系图象，由图可知，甲液体的密度 甲与乙液体的密 度乙的大小关系是（） A. 甲 乙 B. 甲 乙 C. 甲 乙 D. 无法判断 答案： 1、 A 2 、A 例 4：将质量相等的水、煤油、

9、水银分别装入底面积相同的不同容器中，且容器放在水平桌 面上，如图5 所示，试比较三容器底部受到液体压强的大小关系( ) A.P水P煤油P水银B.P水银P水P煤油C.P水 P水银P煤油D.无法判断 答案 ：C。 分析 ：同学们考虑到，虽然水银的密度最大，但深度最小。简单地用公式P= gh 考虑，很 可能得出无法判断的错误答案D。如果换用一种思维方法考虑，即用压强的定义式考虑此问 题，将发现很有效。根据容器的形状，我们会发现，装水的容器底部受到的压力大于水的重 力，即 F底G水；装煤油的容器底部受的压力小于煤油的重力，即F底G煤油；装水银的 容器底部受的压力等于水银的重力，即F底=G水银。再由三容

10、器的底面积相同和三种液体的 质量相等，根据压强的定义式 S F P就可得到正确的答案：C。 注：解此题的关键是必须理解和掌握容器底部压力的大小与所装液体重量和容器形状的关 系。 跟踪练习： 1、三个底面积相同，但形状不同的容器放在水平地面上，其内分别装有质量相等的水、饱 和食盐水和酒精三种液体，它们的液面等高，则容器底受到的压强是：（） A. 甲的最大B. 乙的最大C. 丙的最大D. 一样大 2、如图所示的两个容器底面积相等，内装有质量相等的水，两容器底部所受水的压强分别 为 p甲、p乙，所受水的压力分别为F甲、F乙。下面判断正确的是（） A. ppFF 甲乙甲乙 、 B. ppFF 甲乙甲乙

11、 、 C、 ppFF 甲乙甲乙 、 D. ppFF 甲乙甲乙 、 答案： 1、 A 2 、 B 例 5：将形状、体积相同的四个球分别浸在煤油和水中，图1 为各物体静止时的情况。由图 可知，这四个物体中受到浮力最小的是_ ，重力最小的是_ 。 分析 ：根据阿基米德原理，浮力的大小 浸浮gVF 浸在同一液体中的物体，所受到的浮力大小可根据它们排开 液体的体积来比较。甲、乙两球放在煤油中，由图可知，甲球浸 入煤油中的体积较小，因此甲球受到的浮力较小，即 乙甲 FF 同理，丙、丁浸在水中的体积相同，所以受到的浮力相等，即 丁丙 FF。 浸在不同液体中的物体，如果它们排开液体的体积相同，则可根据液体的密

12、度来比较所受浮 力的大小。由图知乙在煤油中，丙在水中，它们排开液体的体积相同。 而 水煤油，故丙乙 FF 综上可得， 丁丙乙甲 FFFF，甲受到的浮力最小，并且等于自身重力。 又因为 丁丁丙丙乙乙 ，GFGFGF所以甲的重力也是最小的。 注：比较浮力大小，要灵活地进行横向比较和纵向比较。 跟踪练习： 1. 甲、乙、丙三个体积相同的实心小球，静止在液体中如图8 所示，关于三个小球下面说 法正确的是（） A. 三个球受到的浮力关系为F甲F乙F丙B. 三个球受到的浮力关系为F甲F乙F 丙 C. 三个球的密度关系为甲乙丙D. 三个球的密度关系为甲乙丙 2、有木球、铁球和铜球，它们在水中静止情况如图11

13、 所示， _ 球一定是空心， _ 球受的浮力小于它受的重力。 答案： 1. AD 2. 铁，铜 例 6：某学生做如下实验：先在一玻璃水槽中注入一定量的水，后将盛 有小石子的塑料小船放入水中，如图2 所示。测得船底到水面 的距离为h。再每隔一定时间向水里加盐并搅动，直至 食盐有剩余。在他所绘制的吃水线至船底 的距离 h 随溶盐量而变化的图像中，最接近的是 ( ) 答案 ：D。 分析 ：小船只要是仍浮在液面上，不管是“上浮”还是“下沉”，变化前后所受的浮力 均等于其自身的重力，即F浮= 液gV排=mg 。当不断向水中加入食盐后，食盐溶液的密度 液会逐渐增大， 直至达到饱和， 由于变化过程中，小船受

14、的浮力F浮不变，所以 V排会减小， 即小船会上浮，h 减小。此题的关键是食盐水达到饱和状态后，溶液不再继续溶解食盐，则 溶液的密度不再增大，这样，小船浸入的深度就不会改变。所以，符合此情况的图像应该是 D。 跟踪练习： 1、如图，金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡，在升至水面的过程中体积逐渐变大，这个过 程中气泡所受浮力将（） A. 不变B. 变大C. 变小D. 无法确定 2、 潜水艇从潜行变为上浮，在浮出水面之前，所受海水的压强和浮力变化情况正确的是 （） A. 压强减小，浮力不变B. 压强增大，浮力不变 C. 压强不变，浮力变大D. 压强不变，浮力变小 3. 如图 4 所示体积相同，形状不同的

15、铜球、铁板和铝块，浸没在水中的不同深度，关于三 个物体受到的浮力下面说法正确的是（已知铜铁铝） （） A. 因为铜球浸入的最深，所以受到的浮力最大B. 因为铝块的密度最小，所以受到 的浮力最小 C. 因为铁板的面积最大，所以受到的浮力最大D. 三个物体受到的浮力一样大 4. 把完全相同的两只简易密度计，分别放入两种不同的液体中，如图5 所示，两种液体 的密度分别为甲、乙，则（） A. 甲乙B. 甲乙 C. 甲乙D. 两个容器中液面不一样高，无法判定 答案： 1、 B 2、A 3. D 4. B 四、达标测试： （一）、填空题： 1.重 700N 、底面积为7000cm 2 的圆柱体放置在1m

16、2 的水平桌面的中央, 则圆柱体底面受 到的压强是,桌面受到的压强是；?如果将此圆柱体水平切去一半, 则桌 面受到的压强是；若将此圆柱体竖直切去一半, 对桌面的压强是。 2.一艘轮船由东海驶入长江，所受到浮力_( 填“变大”或“变小”或“不变”)，该 船在南京港卸下货物前后，船的吃水线深度减小0.2m ，该船在水面附近的水平横截面积平 均为 4500m 2，则卸下的货物的质量约为 _t 。 请选择下列选项代码填空（代码可重复选用） a.升高； b.降低； c.温度较高； d.温度较低； e.良导体； f.不良导体； g.水中的溶解氧不 足； h.水中的溶解氧气充足 气象预报对人们的生活及工、农业生产和军事、科研等各行各业都具有重要的意义，当 前的气象预报已发展到利用超级计算机进行长期天气预报。但人们也可以观察自然现象来进 行短期气象预报，如观察水塘中鱼类的浮游状态，当发现水塘中大量