壓強與浮力(浮力部分) 2

壓強與浮力（浮力部分）浮力3、方向：總是豎直向上4、計算：阿基米德定律1、定義：浸在液體（或氣體）里的物體，受到液體（或氣體）對它向上托的力，叫做浮力，用F浮表示。2、浮力產(chǎn)生的原因：F浮=F向上—F向下二、阿基米德原理

1.內容：2.數(shù)學表達式：F?。紾排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。3.單位：F浮

——牛頓ρ液——千克/米3v排——米3g——牛頓/千克推導式：

F?。溅岩篤排g＝m液g=ρ液V排g阿基米德

Archimedes

西元前287～212年理解阿基米德原理由公式可知，浮力的大小決定于液體的密度ρ液和排開液體的體積v排，而與物體的密度、形狀、體積、深度等無關。浮力的利用1、利用的方法：要讓密度大于液體的物體能漂浮在液面上，必須把它作成空心的，使它能排開更多的液體，增大可以利用的浮力。浮力利用的實例1、輪船：輪船就是把密度大于水的物體作成空心的，使它漂浮在水面上來利用浮力的。輪船的大小通常用它的排水量（排開水的質量）來表示。當輪船由河流駛入海洋時，由于液體密度變大，而浮力不變，使輪船排開的體積變小，因此會浮起一些。浮力利用的實例2、潛水艇：潛水艇浸沒在水中時，由于排開水的體積不變，所受浮力不變，因此它的上浮和下潛只能通過改變自身的重力來實現(xiàn)的。浮力利用的實例3、氣球、飛艇：里面充裝的是密度小于空氣的氣體，其上升和下降通常是改變自身的體積來改變所受的浮力來實現(xiàn)的浮力利用的實例4、密度計：密度計是用來測量液體密度的儀器，它是利用物體的漂浮條件制成的。同一密度計在不同液體中漂浮時，所受浮力都等于其重力，但排開液體的體積不同，液體密度越大，排開的體積越小，因此密度計越往上，刻度值越小。

討論：死海的密度

人體的密度，人能浮於水面上。魚鰾1．日常生活和生產(chǎn)中，我們常見的以下事例中，屬于減小壓強的是哪一組：(1)駱駝的體重比馬的體重大不了一倍，卻長有馬蹄子面積三倍的腳掌(2)號稱“森林醫(yī)生”的啄木鳥長有長而堅硬的尖喙，便于啄開樹皮(3)用螺栓堅固機器零件時，在螺母下墊墊圈(4)要把圖釘按進較硬的木板，需加更大的力A．(1)(2)B.(1)(3)C.(2)(4)D.(3)(4)練習b2．在紅軍二萬五千里長征中要經(jīng)過一段沼澤地，其中一個士兵雙腳陷入泥潭中，當拔起一只腳時，則另一只腳：A．陷入的深度不變，因為泥潭受到的壓力不變B．陷入的深度不變，因為泥潭受到的壓強不變C．將陷得更深，因為泥潭受到的壓強增大D．將陷的更深，因為泥潭受到的壓力增大C3．如圖一所示，兩手指用力捏住鉛筆，使它保持靜止，下列說法正確的是：圖一A．兩手指受到的壓力相同，左邊手指受到的壓強較大B．兩手指受到的壓強相同，左邊手指受到的壓力較大C．兩手指受到的壓力相同，右邊手指受到的壓強較大D．兩手指受到的壓強相同，右邊手指受到的壓力較大圖一4．如圖二所示，把塑料掛衣鉤的吸盤緊貼在光滑的墻上，就能用它掛衣服或書包，在解釋這個現(xiàn)象時分用以下四句話。①大氣壓強把塑料吸盤緊壓在墻上；②把掛衣鉤的吸盤緊貼在墻上，塑料吸盤與墻壁之間空氣被擠出；③吸盤與墻之間產(chǎn)生一個很大的摩擦力；④所以掛衣鉤可以掛住衣服或書包。按照下列哪個順序排列這四句話，可以把這個現(xiàn)象解釋得最清楚：A．①②③④B．②①③④C．③②①④D．②③①④圖二5．有一個塑料瓶，在側壁上用錐子戳了三個洞，向容器中倒入水后，水從小洞中噴出如圖（三）中，正確的是：

ABCD6．“死海不死”的故事說的是：“……將奴隸和俘虜扔進海里，可他們都漂浮在海面上……”以下是幾倍同學對該現(xiàn)象的解釋，其中正確的是：A．奴隸和俘虜是被水平扔進海里的B．海水的密度等于人體的密度，人在海里自然漂浮C．人被扔進海里漂浮在海面上時，浮力總大于其重力D．人被扔進海里漂浮在海面上時，浮力等于其重力8．小華在游泳池游泳，當他從淺水區(qū)走向深水區(qū)，若水底布滿小石頭，則下述體驗與分析合理的是：A．腳底疼痛感覺減弱，因為人越來越輕B．腳底疼痛感覺減弱，因為水對人的浮力越來越大C．腳底疼痛感覺加重，因為人越來越重D．腳底疼痛感覺加重，因為水對人的浮力越來越小7．如圖四所示，魚嘴里吐出的氣泡上升，對氣泡上升時受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是：A．浮力不變，壓強不變B．浮力變小，壓強變小C．浮力變大，壓強變大D．浮力變大，壓強變小9．某同學在一個密閉的玻璃瓶內裝了適量的水，用一個兩端開口的玻璃管穿過瓶塞子插入水中，通過玻璃管向瓶內吹入少量的氣體，管中水面如圖五。如果該同學記錄了在紫金山腳玻璃管中水面的位置，把這個裝置移到山頂玻璃管中水面的位置和在山腳的高度相比較：A．偏高B．相等C．偏低D．無法判斷圖五10．一位同學在結冰的湖面上行走時，突然發(fā)現(xiàn)腳下的冰即將破裂，他應采取的措施是：A、站著不動B、馬上爬伏在冰面上慢慢向岸邊挪動C、立即跑向岸邊D、立即改成單腳站立11．三個大小、形狀都相同的銅、鐵、鋁圓柱體，豎直放在水平桌面上，則這三個圓柱體中對桌面壓強最大的是：A、銅圓柱體B、鐵圓柱體C、鋁圓柱體D、三個一樣大12．裝有水的杯子中，有一塑料球漂浮在水面上，若向燒杯中慢慢加入酒精，同時進行攪拌，若ρ水>ρ塑料>ρ酒精，則塑料球可能：A、在液體中下沉一些，所受浮力增大。B、沉到杯底，所受浮力減小。C、懸浮在液體中，所受浮力增大。D、仍漂浮在液面上，所受浮力減小。1．在一條河流中，河面窄河底淺的地方水流得_____，河面寬河水深的地方水流得_____（填“快”或“慢”）．圖七2．菜的刀刃磨得很鋒利是為了___________________，而在茫茫的雪原上，如圖六所示，兩個人體重相同的人在雪地里（忽略雪橇的質量），行走的人陷到雪地里，而另滑雪的人沒有陷入雪地中，這表明

。圖六六六六3．如圖七所示,如果把書從桌子的邊緣慢慢拉開，但不離開桌面,書對桌面的壓力_______；壓強_________.填“變大”、“變小”或“不變”）圖七4．南京港是我國內河第一大港，已成為我國華東地區(qū)及長江流域地區(qū)江海換裝、水陸中轉、貨物集散和對外開放的多功能的江海型港口。其中有一個重要的功能就是江海換裝，輪船從海里駛往江里，輪船受到的浮力________，船排開水的體積__________。（選填“變大”、“變小”或“不變”）圖八5．如圖八所示，是某同學在做的一個實驗，其中甲：先在瓶底鋪層砂子；乙：然后再放入點燃浸過酒精的棉花；丙：用剝了殼的熟雞蛋堵住瓶口，過一會兒可看到雞蛋將____________。這個實驗也證實了___________________。圖八6．科學家研究表明，陽光照射到物體表面上時會產(chǎn)生壓強，其值約為9×10-6Pa?？茖W家設想制造出“太陽帆”，在太空中利用太陽光的壓力來推動航天器的航行，上海市宇航學會曾設計出邊長為110m的正方形“太陽帆”，該“太陽帆”在太空中所受陽光的壓力為________________N。7．某同學喝軟包裝的冰紅茶，用嘴快速吸吸管，瓶體會變癟。軟包裝變癟的原因是_______________________________________________________。小明同學學習了浮力知識后，想用以下器材對浮力的有關問題進行探究。請你根據(jù)所給器材，幫助小明提出一個與浮力知識相關的物理問題，并按下表要求作答。器材：自制測力計一個、小石塊一個、裝有足量水的塑料桶一個、細線若干。示例：物體在水中是否受到浮力？（此例不可重復列舉）探究的問題實驗的主要步驟實驗結論探究的問題實驗的主要步驟實驗結論圖九某同學在家做家庭小實驗：自制噴霧器(如圖九)。取一根喝牛奶的塑料管，用刀從中間切開軟管（切開一半），把管子的一端插入水杯中，用嘴在另一端吹氣，你猜想一下可以看到什么現(xiàn)象？解釋原因。圖九圖十9-11某同學利用課余時間測自己站立時對地面的壓強，他制作了一張方格紙，每邊長為2.5cm，站在方格紙上并描下鞋底貼地部分的輪廓（如圖十）。他的質量為50kg，則他站立在地面上，對地面的壓強是多大？圖十9-11某同學在實驗室里將體積為1.0×10-3m3的實心正方體木塊放入水中，如圖十一所示，靜止時，其下表面距水面0.06m。請根據(jù)此現(xiàn)象和所學力學知識，計算出兩個與該木塊有關的物理量。(要求寫計算過程，g=10N/kg)圖十一把橡皮泥投入水中會下沉，把它捏成盆的形狀就能浮在水面，并能裝載一些小“貨物”，這是采用了_____的方法增大了可以利用的_____．空心浮力輪船滿載時，船和貨物總重9．8×104N，則船在海洋航行所受浮力是_____N，輪船的排水量是_____．同一艘輪船從河里駛進海洋，受到的重力大小_____，受到的浮力_____，排開水的體積_____（填“不變”“變大”或“變小”），輪船要_____些．（填“沉下”或“浮起”）9．8×1041×104kg不變不變變小浮起圖釘帽的面積是1cm2，圖釘尖的面積是0．04cm2，圖釘重0．02N，用20N的沿水平方向的壓力向豎直的墻上按圖釘，則手對圖釘帽的壓強是_____，圖釘尖對墻的壓力是_____，壓強是_____．如果質量是50kg的物體恰好在水中懸浮，此物體的體積約為_____m3．此物體在空氣中所受浮力是_____．（取g=10N/kg，ρ空氣=1．3kg/m3）8．2×105Pa20N5×108Pa0．05m30．65N一位物理實驗小組的同學利用一只可樂瓶與一只乒乓球做“研究浮力產(chǎn)生原因”的實驗，如圖13—1所示，將一只塑料可樂瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶內，從上面倒入水，觀察到有少量水從乒乓球與瓶頸縫隙中流出（圖甲），但乒乓球并不上浮，這是因為_______________．若用手堵住瓶口（圖乙），可觀察到乒乓球浮起，這是因為_______________________________．乒乓球不受浮力,只受水的壓力乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力當居室前后窗子打開時，“過堂風”會把側面墻上的衣柜門吹開，這是因為衣柜外_____衣柜內________________________．空氣流速大壓強小空氣流速小壓強大質量相同的實心銅球和實心鐵球投入同種液體后，所受浮力大小相等，這種液體一定是A．水 B．水銀 C．酒精 D．鹽水B潛水員由水面下2m深處潛入水面下20m深處的過程中，他受到的壓強、浮力變化情況是A．壓強增大，浮力增大B．壓強增大，浮力不變C．壓強不變，浮力增大D．壓強減小，浮力不變B湖底的一個水泡上浮時（不計溫度影響）A．體積變大 B．體積變小C．體積不變 D．不好判斷

某海濱浴場，水底布滿石頭，在海水中游泳的人由深水走向淺水的過程中，以下體驗和分析合理的是A．腳越來越疼，是因為水底對人的支持力越來越大B．腳越來越疼，是因為人受到的重力越來越大C．腳不疼，是因為人越來越輕D．腳不疼，是因為水底對人的支持力越來越大AA一個很薄的塑料袋裝滿水，袋口扎緊后掛在彈簧秤下，讀數(shù)是6N，若使塑料袋體積的2/3浸在水中稱，彈簧秤的讀數(shù)接近于A．0N B．6NC．4N D．2ND把裝滿水的量筒，口朝下浸在水中，如圖13—3所示，抓住筒底向上提，在筒口離開水面前，量筒露出水面部分A．充滿水 B．有水但不滿C．沒有水D．依次出現(xiàn)上述過程A在瓶內點燃浸過酒精的棉花，然后用剝了殼的熟雞蛋堵住瓶口，雞蛋會A．從瓶口出來 B．保持不動C．進入瓶內 D．都有可能

在盛水的玻璃杯的上面浮著一塊冰，當冰完全熔化后，玻璃杯中的水面A．升高 B．降低C．不變 D．無法確定CC一塊石頭和一個小氣球捆在一起，當把它們浸沒在水中并在水中向下運動的過程中，下列說法正確的是A．受到的浮力逐漸變大B．受到的浮力逐漸變小C．受到的浮力不變D．受到的浮力先變大后變小B打乒乓球時，對于上旋球的解釋正確的是A．由于球的旋動使球上方的空氣流速小，壓強大B．由于球的旋動使球下方的空氣流速大，壓強小C．球的上方和下方壓強一樣大D．球轉動很快，上、下方的壓強大小說不清什么地方大如圖13—4所示的裝置中，兩端開口的U型管內注入一定量的水，將A管向右傾斜時，下面說法中正確的是A．A管中的水面高于B管中的水面B．A管中的水面比B管中的水面相低C．U形管底C點的壓強不變D．U形管底C點的壓強將變小ABD有關大氣壓的變化，下面說法正確的是A．大氣壓的值在不同地方一般不同B．大氣壓的值在同一地方也能發(fā)生變化C．大氣壓的值離海平面越高越小D．大氣壓的值是固定不變的關于物體的浮沉與受到的浮力，下列說法正確的是A．把懸浮在水中的物體分割成體積大、中、小不相等的三塊時，則大塊的一定下沉，中塊的懸浮，小塊的一定下沉B．一只密度計在鹽水中受到的浮力和在水中受到的浮力一樣大C．當物體在液體中受到的浮力等于重力時，物體一定浮在液面D．質量相同的木球和石塊，一起放入水中，木塊漂浮在液面，石塊下沉，最后木球受到的浮力比石塊大ABCBD如圖13—5所示，同一物體放在甲、乙兩種不同液體中，比較物體在兩種液體中所受浮力F甲與F乙及兩種液體的密度ρ甲和ρ乙的大小，下列說法正確的是A．ρ甲=ρ乙B．ρ甲>ρ乙C．F甲=F乙D．F甲>F乙BC找一個飲料吸管，用小刀從管的中間割一個口，有稍微一部分連接，然后彎成直角，將管的一端插入盛有水的燒杯中，從另一端向管內吹氣，如圖13—6所示，會有什么現(xiàn)象發(fā)生？試試看，并解釋原因．水會噴出來．因為向管內用力吹氣時，管上方空氣的流速大，壓強??；水面上空氣的流速小，壓強大，所以水會從管中噴出來．把同一個長方體木塊先后放在軟泡沫塑料的表面上，出現(xiàn)三種不同情況，如圖13—7所示，比較三種不同情況下泡沫塑料表面的壓痕，可得到的正確結論是：（1）甲圖和乙圖表明，在_____相同時，_____越小，壓強越_____．（2）乙圖和丙圖表明，在_____相同時，_____越大，壓強越_____．（1）壓力受力面積大；（2）受力面積壓力大用一根能承受2t物體的拉力的鋼繩，能否把沉沒在水中、體積為1m3、密度是2．6×103kg/m3的大石塊提起？如果能提起，當石塊提到露出水面多大體積時，繩子就要斷？能提起，0．4m3某工廠要制造一種特殊用途的鋼罐，要求在鋼罐內表面牢牢地壓接上一層0．25mm厚的鋁膜。技術人員聯(lián)合攻關提出了以下方案：先把鋁膜緊貼到鋼罐內表面，排出鋁膜與鋼罐之間的空氣，再向鋼罐內灌滿水并插入冷凍管使水結冰，鋁膜就可以與鋼罐接觸牢了。對于使鋁膜與鋼罐接牢的原因主要是（

）A．鋁膜與鋼罐之間的水把它們凍牢了B．水結冰時放出的熱量使鋁膜焊接在鋼罐表面上了C．大氣壓的作用把鋁膜壓接到鋼罐上了D．水結冰膨脹產(chǎn)生的壓力把鋁膜與鋼罐緊緊地壓牢在一起了D圖5所示的是醫(yī)院為病人輸液時用的吊瓶，瓶中插入兩條管子，A管是輸液管、B管是空氣管。在輸液的過程中，如果發(fā)現(xiàn)病人的血液沿輸液管回流，可將吊瓶適當?shù)厣撸壕蜁S著藥液重新流入患者的血管而不再回流。這是因為當?shù)跗可吆螅龃罅肆魅牖颊哐芩幰旱腳_____，阻止了血液的流出。B管的作用是_______。使瓶內保持一定的氣壓（與大氣相通）壓強圖12是一種牲畜飲水用自動裝置的示意圖。水箱底部有一出水孔，底蓋A平時頂住水箱的出水孔。一旦飲水槽水位下降，浮球C受到的浮力減小，底蓋A打開，水就通過出水孔從水箱流入飲水槽。設計水箱的最高水位為60cm。水箱出水孔橫截面積是30cm2。底蓋A及豎桿B的總的總質量是400g，浮球c的質量是600g，體積是2dm3，g取10N/kg。（1）寫出此裝置應用到的物理知識(至少說出2條)；(2)通過計算說明，這個自動裝置在水箱蓄滿水時是否能正常工作：(3)若能正常工作，請分析說明影響此自動裝置能否正常工作的因素；若不能正常工作，請?zhí)岢鍪乖撟詣友b置正常工作的改進方案。（２）以ABC為一整體進行受力分析：底蓋A、豎桿B和浮球C受到的重力G=mg=(600×10-3kg+400×10-3kg)×10N/kg=10N水箱中蓄滿水時，由公式p=ρgh及p=F/S得：水箱中的水對底蓋A向下的壓力Ｆ=ρghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m×30×10-4m2=18N由阿基米德原理，可得浮球受到的最大浮力F浮m=ρ水gV排m=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N因為G+Ｆ＞F浮m，所以這個自動裝置在水箱蓄滿水時不能正常工作。（１）此裝置應用了壓強、浮力、連通器、力的平衡等物理知識。（３）從上述計算過程可以看出，該自動裝置能正常工作的條件是要保證浮球受到的向上的浮力不小于底蓋A、豎桿B和浮球C受到的重力及水箱中的水對底蓋Ａ向下的壓力的合力，因此浮球受到的重力（質量）；浮球的體積；底蓋Ａ和豎桿B受到的重力；出水孔橫截面積的大小等都是影響此自動裝置能否正常工作的因素。要使這個自動裝置在水箱蓄滿水時仍能正常工作，可以采取的改進措施有：①適當減小出水孔的橫截面積；②適當降低水箱蓄滿水時的水位高度；③保持浮球質量不變的情況下，適當增大浮球的體積；④在保持浮球體積不變的情況下，適當減小浮球的質量。

2000年8月12日．在巴倫支海參加軍事演習的俄羅斯北方艦隊“庫爾斯克”號核潛艇（圖14）意外沉沒，所有艙室都灌滿了海水，艇上118名官兵全部遇難。引起了國際社會的普遍關注。已知“庫爾斯克”號核潛艇的質量m=1.4X107kg，海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3．制造潛艇的材料的平均密度取作ρ船=7．0x103kg／m3。g取10N／kg。請回答：（1）核裂變和核聚變是大量獲得核能的兩種途徑，核潛艇中反應堆的核能是通過哪種選徑獲得的?（2）為了精確地探測到潛艇沉沒的位置，在潛艇正上方海面向下發(fā)出超聲波，從發(fā)出信號至接收到由潛艇反射回來的信號經(jīng)歷的時間t=146s，如果超聲波在海水中的傳播速度v=1450m／s，則潛艇沉沒的實際深度h約為多大？（計算結果取整數(shù)）（3）有人提出一種打撈“庫爾斯克”號的方案，就是在潛艇周圍纏滿可充氣的負載量大的浮力袋，若每只浮力袋的質量為50kg，充氣后的體積V0=10m3，試估算要將“庫爾斯克”號核潛艇打撈起來，至少需用多少只浮力袋？（3）設至少需要N個浮子袋才能把潛艇拉離海底。潛艇受到重力、浮力和浮子袋的拉力，要使?jié)撏Ц∑?，潛艇受到的浮力和浮子袋的拉力之和必大于潛艇受到的重力（浮子袋的質量與潛艇的質量相比可忽略）潛艇受到的浮力F浮1=ρ水gV排m=ρ水gm/ρ潛

潛艇受到的浮子袋的拉力可近似為F浮2=ρ水gNV0為了使?jié)撏苌细?，至少應滿足：F浮1+F浮2=mg即ρ水gm/ρ潛+ρ水gNV0=mg，解得：N=1.2×103只（1）核裂變（2）根據(jù)速度公式有測得一個24厘米高壓鍋的限壓閥的質量為0.1千克，排氣孔的內徑為3毫米。如果用它煮水消毒，根據(jù)下面水的沸點與壓強關系的表格，這個高壓鍋內的最高溫度大約是多少？T/℃9095100105110112114116118120122124126128p/千帕7084101121143154163175187199211226239258(1)(2)(3)把(1)、(2)代入(3)式代入數(shù)值得p=2.4×105帕從表中查出，鍋內溫度約為126℃。汽車更換輪胎時需要把車軸抬起來，這時可以使用“油壓千斤頂”。下圖是油壓千斤頂?shù)脑韴D。向下按動手柄，圓柱形小活塞把小油缸中的機油壓向大油缸。大油缸中的油量增多，把圓柱形大活塞向上推，帶著上面的重物上升。實驗表明，加在密閉的液體上的壓強，能夠按照原來的大小向各個方向傳遞（這個規(guī)律叫做帕斯卡定律）。現(xiàn)在有一個油壓千斤頂，有關尺寸如圖所示。如果希望在手柄上用20牛頓的力向下壓時就能在大活塞上舉起1噸的重物，大活塞的直徑至少是多少？已知l1=0.6米，l2=0.06米，F(xiàn)0=20牛小活塞受的力F1=(1)小活塞對液體的壓強(2)液體對大活塞的壓強與大活塞對液體的壓強相等，即(3)其中F2=mg(4)根據(jù)帕斯卡定律p2=p1(5)把(1)、(2)、(3)、(4)式代入(5)式，解出