（整理版）初二物理專題三壓強(qiáng)與浮力科技

1、初二物理專題三：壓強(qiáng)與浮力科技版【本講教育信息】一、教學(xué)內(nèi)容：專題三：壓強(qiáng)與浮力二、考點點撥：1. 掌握浮力，壓強(qiáng)根本知識，進(jìn)而形成系統(tǒng)的知識體系。2. 同學(xué)經(jīng)過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，形成解答問題的根本思路。能夠在解決實際問題時聯(lián)系運用所學(xué)知識解答問題，提高解答問題的能力。三、跨域障礙1、浮力巨型的輪船為什么會漂在水平面上而不下沉，熱氣球為什么會騰空而起，這些現(xiàn)象都與浮力有關(guān)。液體和氣體對浸入其中的物體有豎直向上的托力，物理學(xué)中把這個托力叫做浮力。浮力產(chǎn)生的原因：液體對物體向上和向下的壓力差。，方向豎直向上2、阿基米德原理浸在液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力大小。

2、表達(dá)式：   注意：公式 中， 是液體的密度，不是物體的密度；是物體排開的液體的體積，而不是物體的體積，僅當(dāng)完全浸沒時，才有 與，有關(guān)，當(dāng)一定時，與物體的運動狀態(tài)，形狀，密度無關(guān)。阿基米德原理也不適用于氣體，物體在氣體中所受浮力的大小： 3、物體的浮沉4漂?。篺浮g物體的一局部浸入液體中說明：1物體上浮、下沉是運動過程，此時物體受非平衡力作用。下沉的結(jié)果是沉到液體底部，上浮的結(jié)果是浮出液面，最后漂浮在液面。2漂浮與懸浮的共同點都是浮力等于重力，在平衡力的作用下靜止不動。但漂浮是物體在液面的平衡狀態(tài)，物體的一局部浸入液體中。懸浮是物體浸沒在液體內(nèi)部的平衡狀態(tài)，整個物體浸沒在液體中。上面

3、是物體的浮沉條件的一種表述合力表述；物體的浮沉條件還有另一種表述密度表述。結(jié)合合力所述與阿基米德原理，我們可以證明如下：1當(dāng)物體漂浮時，f浮g物又因為f浮液gv排 g物物v物g所以液gv排 物v物g也就是液v排 物v物由于物體處于漂浮狀態(tài)，其必然有一局部體積露出水面，也就是說v排v物，所以液物。2當(dāng)物體上浮時，f浮g物又因為f浮液gv排 g物物v物g所以液gv排物v物g也就是液v排 物v物由于物體處于上浮狀態(tài)，還沒有露出液面外，其必然全部浸沒有液體中，也就是說v排 v物，所以液 物。3當(dāng)物體懸浮時，f浮g物又因為f浮液gv排 g物物v物g所以液gv排 物v物g也就是液v排 物v物由于物體處于懸

4、浮狀態(tài)，其必然全部浸沒在液體中，也就是說v排 v物，所以液 物。4當(dāng)物體下沉?xí)r，f浮g物又因為f浮液gv排 g物物v物g所以液gv排 物v物g也就是液v排 物v物由于物體處于下沉狀態(tài)，其必然全部浸沒在液體中，也就是說v排v物，所以液 物。如下圖，在盛水容器中，有4個體積完全相同的物體：a是一浮于水面的正方體木塊；b是用線吊著浸沒在水中的長方體鐵塊；c是懸浮在水中的空心鋼球；d是圓臺形石蠟塊，它沉于容器底面并與容器底無縫隙緊密結(jié)合，試比擬分析a、b、c、d所受浮力的情況. 點撥：a、b、c、d四個物體，雖然它們的形狀不同，組成的物體種類不同，有的是實心的、有的是空心的，浸入水中的深度也不同，但這

5、些不同條件跟浮力的大小均無關(guān)，所以無需加以考慮. 浮力的大小只跟液體的密度與排開液體的體積有關(guān). 因為它們是浸在同一種液體中，所以浮力的大小由 而定，但d物體與容器底緊密結(jié)合，故浮力為零. 由此可知，此題中a、b、c、d四個物體所受浮力大小可以用下式來表示，即 。例2、體積相等的甲、乙兩物體，其密度分別是×103千克/米3和×103千克/米3，同時投入水中，靜止后所受浮力之比為_；如果甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，那么在水中靜止后所受浮力之比為_.點撥：該題應(yīng)首先分析判斷密度不同的甲、乙兩物體在水中靜止所處的不同狀態(tài)，然后根據(jù)不同狀態(tài)下的不同特點，運用適宜的公式求解.甲的密度r甲

6、 ×103千克/米3，小于水的密度，故甲投入水中后上浮直到靜止后漂浮在水面，由浮體性質(zhì)可知，甲所受的浮力與甲的重力相等，即f甲g甲.乙的密度r乙×103千克/米3，大于水的密度，故乙投入水中后下沉直至靜止在容器底部，運用阿基米德原理可求出其所受的浮力：f乙r水gv排甲所受浮力：f甲g甲r甲gv甲乙所受浮力：f乙r水gv排r水gv乙而甲、乙的體積相等：v甲v乙，甲、乙所受浮力之比為：如果甲、乙兩物體不是體積相等而是質(zhì)量相等，那么根據(jù)同樣的分析方法可解得：甲所受浮力：f甲g甲m甲g乙所受浮力：f乙r水gv排r水g 而甲、乙質(zhì)量相等，即m甲m乙，所以甲、乙所受浮力之比：即：應(yīng)填4

7、:5 ; 6:5.例3、如下圖，在燒杯中漂浮著一塊冰，冰中夾著一小塊石子。當(dāng)冰完全熔化為水時，水面將如何變化？點撥：冰化成水，原來冰所排開水的體積被水占據(jù)，只要分析清楚冰未化成水前占有的體積v1、冰化成水的體積v2之間的關(guān)系，即可得知水面的變化情況。假設(shè)v1v2，水面不動；v1v2，水面上升；v1v2，水面下降。如果水面漂浮的是純潔的冰塊，它的重力g冰gv，排開水的體積為v1，有冰gv水gv1；冰化為水后，水的重力等于冰的重力，有冰gv水gv2?？梢钥闯鰒1v2。冰化為水后水面既不上升也不下降，液面高度不變。4、壓力物理學(xué)中將垂直作用在物體外表上的力叫做壓力。例如：物體放置在水平面上時，物體對

8、地面的壓力垂直于兩個物體接觸的外表當(dāng)物體放置在斜面上時，此時物體受到的壓力也是垂直兩個物體接觸的外表。注意壓力的大小并不一定等于重力5、壓強(qiáng)壓強(qiáng)：物理學(xué)中，把單位面積上所受到的壓力大小叫做壓強(qiáng)即 物理上用p表示壓強(qiáng)，用f表示壓力，用s表示受力面積。壓強(qiáng)的單位為力和面積的單位合成，在國際單位制中，力的單位是“牛頓，面積的單位是“米2，壓強(qiáng)的單位是“牛米2”。該單位讀作“牛頓每平方米，也叫做帕斯卡，簡稱帕，用字母“pa來表示。1帕=1牛米2，表示“每平方米面積上受到的壓力是1牛頓。從中我們可以發(fā)現(xiàn)影響壓力作用效果即壓強(qiáng)的因素是壓力大小和受力面積6、增大和減小壓強(qiáng)的途徑與方法生活中往往會有增大壓強(qiáng)和

9、減小壓強(qiáng)的實際應(yīng)用例如：圖釘做的針很尖，菜刀很薄。刀子很鋒利，這都是通過減小受力面積增大壓強(qiáng)；再如用力大和用力小時，圖釘進(jìn)入墻的難易程度不同。用力大時，壓強(qiáng)大。通過以上增大壓強(qiáng)的例子，我們發(fā)現(xiàn)，減小受力面積，增大壓力可以增大壓強(qiáng)。同理如果減小壓強(qiáng)的話，也就從這兩個方面考慮。例如：修建高樓大廈，必須加寬地基，以減小樓房對地面的壓強(qiáng)。7、液體壓強(qiáng)由于液體有重力，所以液體內(nèi)部向下存在壓強(qiáng)，由于液體具有流動性所以液體向氣體方向也具有壓強(qiáng)。由實驗可知：液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)；壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；但在同一深度，液體向各個方向的壓強(qiáng)相等。液體內(nèi)部壓強(qiáng)可由下式計算：pgh應(yīng)用這個公式時要注意以下三個問

10、題：1該公式只計算靜止的液體所產(chǎn)生的液體內(nèi)部的壓強(qiáng)，不包括液面上大氣所產(chǎn)生的壓強(qiáng)。2公式中為液體的密度，h表示液體的深度指研究點到液面的距離而不是距容器底部的高度。3使用此公式時，只有h用米做單位，以千克/米3做單位，求出的壓強(qiáng)單位才是帕斯卡，g為常數(shù)，等于牛頓/千克。8、連通器里如果只有一種液體，在液體不流動的情況下，各容器中的液面總保持相平，如果連通器里裝有密度不同的兩種液體，當(dāng)液體不流動時，密度大的液體的液面總是低于密度小的液體的液面。9、帕斯卡原理及其應(yīng)用液壓機(jī)是由兩個大小不同的液缸組成的，兩個液缸里各有一個可以滑動的活塞，如果在小活塞上加一定值的壓力，根據(jù)帕斯卡定律，小活塞將這一壓力

11、通過液體的壓強(qiáng)傳遞給大活塞，將大活塞頂上去。設(shè)小活塞的橫截面積是s1，加在小活塞上的向下的壓力是f1。于是，小活塞對液體的壓強(qiáng)為。根據(jù)帕斯卡定理：能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞。大活塞所受到的壓強(qiáng)必然也等于p。假設(shè)大活塞的橫截面積是s2，壓強(qiáng)p在大活塞上所產(chǎn)生的向上的壓面積是小活塞橫截面積的倍數(shù)。10、空氣對浸在它里面的物體所產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓。1大氣壓強(qiáng)的實驗測定：托里拆利實驗。2標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值：在緯度45°的海平面上，溫度是0時，相當(dāng)于76厘米水銀柱高的大氣壓，叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。76厘米汞柱760毫米汞柱×105帕斯卡國際單位千克/厘米3工業(yè)大氣壓3大氣壓強(qiáng)

12、隨高度升高而減小，大約每升高12米，大氣壓強(qiáng)降低1毫米汞柱，這是由于空氣的密度隨高度升高而減小的緣故。4由于大氣的深度h不可測定，且大氣的密度又隨高度而變化，所以大氣的壓強(qiáng)不能用液體壓強(qiáng)的關(guān)系式來計算。常用氣壓計來測量。5一切液體的沸點，都是氣壓減小時降低，氣壓增大時升高。例4、將圖所示的長方體，從中間切開變成完全相同的兩塊，并將一塊按照圖中所示放在另一塊的上面。假設(shè)長方體放在水平桌面上，那么長方體對桌面的前、后兩次壓強(qiáng)之比p1：p2為    a. 2：1         &

13、#160;       b. 1：2              c. 1：1              d. 1：4點撥：切開前后，長方體對桌面的壓力不變，均等于重力g。切開前，長方體壓桌面時的受力面積為s；切開后，長方體只有一半壓桌面，受力面積減為s/2。由

14、此可知，p1g/s；p22g/s；p1p212。選項b正確。假設(shè)分析切開后兩塊長方體之間的壓強(qiáng)，那么受力面積只是相互接觸的一局部，比s/2還要小。當(dāng)然，此時壓力也為g/2。應(yīng)當(dāng)注意：受力面積是物體承受壓力的實際面積，而不是受壓物體的總面積。例5、如下圖的托里拆利實驗裝置中，以下哪種情況能使玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差發(fā)生變化  . a. 將管傾斜b. 將玻璃管變粗c. 向水銀槽中參加少量水銀d. 外界大氣壓發(fā)生變化點撥：管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)和外界大氣壓相等。當(dāng)外界大氣壓不變化時，管內(nèi)外水銀面的高度差h就不會發(fā)生變化，所以，當(dāng)管傾斜時，管內(nèi)水銀雖然增多，但管內(nèi)外水銀面的高度差不會變化；向水

15、銀槽中參加少量水銀后，槽中水銀面和管內(nèi)水銀面同時升高，管內(nèi)外水銀面高度差仍然不變；只有當(dāng)外界大氣壓發(fā)生變化時，管內(nèi)外水銀面的高度差才會發(fā)生變化，所以答案為d. 例6、在如下圖的質(zhì)量相等的三個容器中，分別裝入高度相同的同種液體。三個容器的下底面積相同。那么容器底部受到水的壓力的關(guān)系為f甲_f乙，f乙_f丙，f丙_f甲。點撥：由液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式pgh可知，三個容器內(nèi)裝有同種液體，相同；液體的高度相同，也就是下底的深度h相同。結(jié)論是三個容器底部的壓強(qiáng)p相同，壓力fp·s也相同。很容易看出，底面積相同而形狀不同的容器內(nèi)，裝有液體的質(zhì)量、重力是不同的。甲容器內(nèi)的液體重力g甲最大，丙容器內(nèi)的液體

16、重力g丙最小。為什么g甲g乙g丙，而f甲f乙f丙呢？由以下圖可以看出，容器乙的側(cè)壁是直立的，其底部受到的壓力f乙p乙sghs。容器乙內(nèi)液體的重力g乙gv乙，v乙hs。所以乙容器下底受到的壓力與液體的重力相等。容器甲下底受到的壓力f甲p甲sghs。容器甲內(nèi)液體的重力g甲gv甲。hs為虛線內(nèi)的體積，v甲hs，所以g甲f甲。從物理的角度講，虛線外部的液體壓在側(cè)壁上，使下底部承受的壓力比液體的重力小。容器丙下底受到的壓力為f丙p丙sghs。容器丙內(nèi)液體的重力g丙gv丙。可以看出hsv丙，所以g丙f丙。從物理的角度講，側(cè)壁對水有斜向下的壓強(qiáng)，使下底受到的壓力加大。 【模擬試題】答題時間：60分

17、鐘1、我國的道路交通平安法已于2004年5月1日正式實施. 據(jù)交通管理部門的統(tǒng)計. 有70的道路交通平安事故是由于車輛超限超載引發(fā)的，車輛超限超載還是造成公路受損嚴(yán)重的原因之一. 根據(jù)以上情況請答復(fù)： 1由于汽車超載，使得汽車對路面的 增大，而汽車與路面的接觸面積幾乎不變，因而所產(chǎn)生的 增大而導(dǎo)致路面容易損毀. 2要對機(jī)動車進(jìn)行限速原因是 。2、一塊長方體橡皮，重為0.3n，側(cè)放于水平桌面上時，它與桌面的接觸面積是1×103m2，如下圖。它對桌面的壓強(qiáng)是 pa。假設(shè)沿ab方向豎直向下切去一塊，那么剩余局部對桌面的壓強(qiáng) 填“變大或“變小或“不變、橡皮的密度 填“變大或“變小或“不變。

18、3、如以下圖，a為邊長10厘米的正方體，重5牛頓，b為粗糙水平面，f為豎直作用在a上的力，大小為6牛頓，那么圖甲中b受到的壓強(qiáng)是_帕斯卡，圖乙中b受到的壓力為_牛頓。4、設(shè)長方體磚塊的三條棱長之比為124，如果將兩塊磚a、b按以下圖方式置于水平地面上，那么磚塊a對磚塊b的壓強(qiáng)與它們對地面的壓強(qiáng)之比papb_；磚塊a對磚塊b的壓力與它們對地面的壓力之比fafb_。5. 一個邊長為l米的正方體沒入水中，其上外表離水面h米，那么水對這個正方體上、下外表的壓強(qiáng)差等于_帕斯卡。6. 三個直徑相同的木球、銅球、鐵球放入水中，靜止后的位置如下圖，那么受到浮力最小的是_球，可以肯定_球是空心的。7. 把三個體

19、積相同的鐵球，分別放入煤油、水和水銀中，受浮力最大的是在_中的鐵球；受浮力最小的是在_中的鐵球。二、選擇題1. 如下圖，小魚口中吐出的氣泡在升至水面的過程中，體積會逐漸變大，那么氣泡受到的浮力和氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化情況是 a. 浮力不變，壓強(qiáng)不變 b. 浮力變小，壓強(qiáng)變小c. 浮力變大，壓強(qiáng)變大 d. 浮力變大，壓強(qiáng)變小2. 如下圖，打撈江底的沉船，下面采取的措施，不合理的是 a. 使沉船與水底淤泥盡量別離b. 使用費力的機(jī)械把沉船拉起來c. 去除船體中的泥沙，使船變輕d. 將浮筒與船綁在一起，再排出浮筒內(nèi)的水 3. 把一只空玻璃杯的杯口朝下，豎直按入水中，在杯子按入水中的過程中那么 a. 杯

20、內(nèi)充滿水 b. 水不能進(jìn)入杯內(nèi)c. 水進(jìn)入杯中，杯中空氣壓強(qiáng)越來越小d. 水進(jìn)入杯中，杯中空氣壓強(qiáng)越來越大4. 潛水艇在海底航行時排水量為m1kg，在海面上航行時排水質(zhì)量為m2 kg，設(shè)海水的密度為kgm3，試確定以下說法哪些正確 a. 它在海底航行時所受浮力等于mlm2g n b. 它在海底航行時所受的壓力差是m1m2g nc. 當(dāng)潛艇在海面上航行時，水中局部的體積為 m3d. 要使?jié)撏撊牒Ｋ幸淙雖1m2kg的海水5. 如下圖，將系于繩端質(zhì)量相等的鐵桶和實心鐵球同時浸沒在水中，靜止在圖示位置，繩子對它們的拉力f1和f2的大小關(guān)系是： a、f1 f2 b、f1f2 c、f1f2d、無法確

21、定6. 如下圖，在水平桌面上的盛水容器中漂浮一個質(zhì)量分布均勻的正方體木塊，假設(shè)將木塊露出水面的局部截去并取走，那么    a. 木塊余下局部下沉，容器底所受水的壓強(qiáng)增大b. 木塊余下局部上浮，容器底所受水的壓強(qiáng)減小c. 木塊余下局部上浮，容器對桌面的壓強(qiáng)不變d. 木塊余下局部不上浮也不下沉，容器對桌面的壓強(qiáng)不變7. 如下圖，懸掛著的金屬球a依次浸沒在清水和濃鹽水中，那么a球兩次所受浮力相比擬是    a. 兩次的浮力一樣大         

22、60;         b. 浸沒在鹽水里受的浮力較大c. 浸沒在清水里受的浮力較大     d. 條件缺乏，無法判斷8. 把一根比重計先后放入三種不同的液體中，靜止時如下圖，那么比重計在三種液體中受到的浮力    a. 甲最大                 

23、;          b. 乙最大c. 丙最大                                  d. 甲、乙、丙一樣大9. 甲、乙兩個實心金屬球，它們的質(zhì)量相同，

24、其密度分別是5×103千克/米3和10×103千克/米3。甲球掛在甲彈簧秤下，乙球掛在乙彈簧秤下，并且讓金屬球全部沒入水中，這時    多項選擇題a. 甲乙兩球所受浮力之比是21b. 甲乙兩球所受浮力之比是12c. 甲乙兩彈簧秤示數(shù)之比是89d. 甲乙兩彈簧秤示數(shù)之比是111210. 甲、乙兩物體體積之比為21，它們都浮在水面上，浸入水中局部的體積之比為12，那么它們的密度之比及質(zhì)量之比分別為    a. 甲乙21，m甲m乙11b. 甲乙12，m甲m乙12c. 甲乙41，m甲m乙21d. 甲p乙14，m甲m乙121

25、1. 同一木球漂浮在不同液面上，那么    a. 浸沒的體積較大時受浮力較大b. 露在液面上的體積較大時所受浮力較大c. 不管浸沒的體積多大，所受的浮力一樣大d. 不知木球是實心的還是空心的，因而無法判斷浮力的大小三. 實驗探究題1、小明同學(xué)用u形管壓強(qiáng)計研究甲、乙兩種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)規(guī)律，記錄實驗數(shù)據(jù)如下表所示。液體甲的密度小于液體乙的密度液體甲液體乙實驗序號金屬盒深度/u形管兩側(cè)液面高度差/實驗序號金屬盒深度/u形管兩側(cè)液面高度差/11064107220115201333015630181分析比擬實驗序號1、2、3或4、5、6的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是

26、： 。2分析比擬實驗序號 的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：在相同的深度處，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)也越大。2、圖甲中，小藥瓶裝滿水，沉入水中；圖乙中，小藥瓶裝有適量的水，停留在瓶里任何深度處懸??；圖丙中，小藥瓶裝有少量的水，放入杯底后，它上浮至水面。1圖甲中，因為_，所以小瓶下沉。2圖乙中，因為_，所以小瓶懸浮。3圖丙中，因為_，所以小瓶上浮，直至水面。四、計算題1、把一塊外表很干凈的10×10cm2厚的玻璃板掛在彈簧測力計的下面，測得示數(shù)為2.5n，手持彈簧秤的上端，把玻璃板往下全部放入水中一定深度處，測得彈簧秤示數(shù)為1.5n，再慢慢提起彈簧秤，當(dāng)玻璃板即將離開水面時，彈簧測力計的示數(shù)如圖，玻璃板完全脫離水面后，彈簧秤示數(shù)回到2.5n。試答復(fù)以下問題：1玻璃板浸沒在水中時受到的浮力是_n，玻璃板的密度為_ _。2小明發(fā)現(xiàn)，玻璃板即將離開水面時，彈簧秤的示數(shù)比玻璃板的重力大_n，這說明此時玻璃還受到方向向_的一個力。3關(guān)于這個力的來歷，小明開展了探究。一開始小明猜測所受的是大氣壓力，但他很快否認(rèn)了自己的想法，原因是玻璃板上外表所受的大氣壓力約為_n，但上、下外表受到的大氣壓力平衡。4小明仔細(xì)觀察了玻璃板即將離開水面時，玻璃板與水面的接觸情況，如下圖，由此他想到這個力可能是 。2、如下圖，用細(xì)繩豎直系住體積為3分米3的m物體，使它