压强和浮力知识点

要考试了,最后巩固一下,心里有底.
2024-12-05 14:47:52
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回答(1):

五、压强
⒈压强P:物体单位面积上受到的压力叫做压强。
压力F:垂直作用在物体表面上的力,单位:牛(N)。
压力产生的效果用压强大小表示,跟压力大小、受力面积大小有关。
压强单位:牛/米2;专门名称:帕斯卡(Pa)
公式: F=PS 【S:受力面积,两物体接触的公共部分;单位:米2。】
改变压强大小方法:①减小压力或增大受力面积,可以减小压强;②增大压力或减小受力面积,可以增大压强。
⒉液体内部压强:【测量液体内部压强:使用液体压强计(U型管压强计)。】
产生原因:由于液体有重力,对容器底产生压强;由于液体流动性,对器壁产生压强。
规律:①同一深度处,各个方向上压强大小相等②深度越大,压强也越大③不同液体同一深度处,液体密度大的,压强也大。 [深度h,液面到液体某点的竖直高度。]
公式:P=ρgh h:单位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。
⒊大气压强:大气受到重力作用产生压强,证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验,测定大气压强数值的是托里拆利(意大利科学家)。托里拆利管倾斜后,水银柱高度不变,长度变长。
1个标准大气压=76厘米水银柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高
测定大气压的仪器:气压计(水银气压计、盒式气压计)。
大气压强随高度变化规律:海拔越高,气压越小,即随高度增加而减小,沸点也降低。
六、浮力
1.浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。
2.阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。
即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积)
3.浮力计算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差
4.当物体漂浮时:F浮=G物 且 ρ物<ρ液 当物体悬浮时:F浮=G物 且 ρ物=ρ液
当物体上浮时:F浮>G物 且 ρ物<ρ液 当物体下沉时:F浮ρ液

典型例题】
[例1] 在弹簧秤下挂一个物体。物体在空气中时,弹簧秤的示数为4牛;浸没在水中时,弹簧秤的示数为3牛,求该物体的密度。
分析:固体的密度ρ=m/V,浮力F浮=ρ液gV排,物重G=mg。如果根据物体受力平衡时各力的关系,物体全浸时V=V排的关系等,求出物体的质量m、体积V,便可确定物体的密度。
弹簧秤的示数表示秤对物体拉力的大小。物体在空气中时,可认为秤的示数为物体的重力;物体浸在水中时,可认为秤的示数为物重与浮力的差值。
解答:设物重为G,物体密度ρ、体积V、水的密度ρ水,弹簧秤两次示数F1=4牛,F2=3牛。
G=ρgV=F1 G-ρ水gV=F2
两式相减,得ρ水gV=F1-F2。此式与ρgV=F1相比,得

将F1、F2及ρ水=1.0×103千克/米3代入,可求出

[例2] 将密度为0.9×103千克/米3的物体,放进食盐的水溶液中,物体有的体积露出液面,求:
(1)食盐水的密度是多大?
(2)若将物体放入水中,露出水面的部分是总体积的十分之几?
分析:把物体放入盐水中,有的体积露出液面,那么物体体积的浸入盐水中,由于物体漂浮在盐水液面,从受力情况看,此时应满足:所受浮力与该物体的重量G相平衡。由阿基米德定律: 而
同理,将这个物体放入水中,设露出水面部分的体积为总体积的,此时该物体所受浮力应为,同样应满足。这样便可求出露出水面部分在总体积中所占的比例。
解答:(1)物体排开盐水的体积

(2)设露出水面部分的体积为总体积的

即露出水面部分为总体积的
[例3] 如图所示,体积不同、重力不同的A、B两个物体浸在水中。用绳系住A物,拉力为F时A物静止。用力F压B物,B物静止。若将A、B两物系在一起放入水中,它们将( )

A. 上浮 B. 下沉 C. 悬浮 D. 无法判定
分析:A物平衡,有GA=F+FA。B物静止,有GB+F=FB。
将A、B二物系在一起,重力不变,仍为GA、GB。两物系在一起放入水中,全浸时浮力为FA+FB。分析GA+GB与FA+FB的关系。
将A、B二物平衡时的关系式相加,得GA+GB+F=F+FA+FB
可知GA+GB=FA+FB,两物恰好悬浮在水中。选项C正确。
解答:C
[例4] 如图所示,在烧杯中漂浮着一块冰,冰中夹着一小块石子。当冰完全熔化为水时,水面将如何变化?

分析与解答:
冰化成水,原来冰所排开水的体积被水占据,只要分析清楚冰未化成水前占有的体积V1、冰化成水的体积V2之间的关系,即可得知水面的变化情况。若V1=V2,水面不动;V1<V2水面上升;V1>V2水面下降。
如果水面漂浮的是纯净的冰块,它的重力G=ρ冰gV,排开水的体积为V1,有ρ冰gV=ρ水gV1;冰化为水后,水的重力等于冰的重力,有ρ冰gV=ρ水gV2。可以看出V1=V2。冰化为水后水面既不上升也不下降,液面高度不变。
如果冰中夹杂一小块石子,在漂浮时有G冰+G石=ρ水gV1,或ρ冰gV+ρ石gV石=ρ水gV1;冰化成水后体积V2,即ρ冰gV=ρ水gV2。两式合并,得ρ水gV2+ρ石gV石=ρ水gV1;或ρ石V石=ρ水(V1-V2)。V1-V2是冰块漂浮时所占体积V1与冰化成水后体积之差。由于石子的密度ρ石比水的密度ρ水大,所以石子的体积V石比冰块化为水填充在原冰排开水的体积内差值V1-V2要小,所以液面会下降。
如果冰中夹有塑料等密度小于水的物体,情况就比较复杂了。若这些密度较小的物体被全浸在水中,水面将上升。若这些物体在冰化后漂浮在水面,或冰中有气泡,冰熔化后溢出水面,结果是水面的高度不发生变化。
[例5] 要打捞沉在水底的一个铁件,当铁件未露出水面时,起重机在匀速起吊的过程中,吊绳上承受的拉力是1.36×104牛。当铁件吊出水面后,匀速起吊时吊绳上承受的拉力是多少?(ρ铁=7.8×103千克/米3)
分析:铁件在未露出水面时,受到水的浮力,当铁件匀速上升时,拉力与浮力之和等于重力。铁件露出水面后匀速上升,拉力与重力平衡。如果不说明物体是实心还是空心,可先按实心求解,再根据给定条件判断这种看法是否正确。
解答:设铁件的体积为V,铁件在水中匀速上升时受到浮力F浮=ρ水gV、重力G=ρ铁gV、拉力F1,有F1+ρ水gV=ρ铁Gv
铁件出水后,受到拉力F2,重力G,匀速上升时F2=G=ρ铁gV,将上面结果代入,有

说明:浸在液体中的物体受到液体向上的浮力,所以提起液体中的物体较为省力。如提在液体中的物体时用力F1、提在空气中的同一物体F2,若物体均保持静止不动,则F2>F1,且F2-F1=F浮,F浮为物体到液体的浮力。
我们可以用弹簧秤测物体的重力、物体放在液体中的“重力”,两者之差为浮力。将后一个重力加引号,是因为这个不等于重力,它等于重力与浮力的差。
一般说来,计算物体所受浮力的大小时,应当明确物体是实心的还是空心的。质量相同的实心物体和空心物体放在液体中时,它们排开液体的体积不同,受到浮力的大小不同。如果题目未明确物体是实心的还是空心的,按情理分析可能是实心的物体(如本题中的铁件),可以先假定该物体是实心物体,得到结果后再考虑是否假设错误。
[例6] 有一体积为1分米3的木块,质量为0.6千克。
(1)如果木块漂浮在水面上,如图(a)所示。这时木块受到的浮力有多大?
(2)如果在木块上放一铁块,这时木块正好全部没入水面下。如图(b)所示,则铁块的重力应为多少牛?

分析:浸在水中的木块受到水的浮力,浮力的大小等于木块排开水的重力。讨论木块的上浮、下沉、静止时,必须分析木块受到的各种力。
解答:(1)木块漂浮时,它受到的合力为零。此时木块受到的力有重力和浮力,二力大小相等方向相反。
木块受到的重力为G=ρ水gV=mg,由m=0.6千克,g=9.8牛/千克,得知木块的重力G=5.88牛。
木块受到的浮力大小为F浮=G=5.88牛
(2)根据题意,木块恰好全部没入水面,浸入水中的体积V排=1分米3=10-3米3。浮力大小为F’浮=ρ水gV排=103千克/米3×9.8牛/千克×10-3米3=9.8牛。
木块受到重力G,重力的大小不变,与木块漂浮时相同,G=5.88牛。
木块还受到铁块向下的压力,压力F的大小等于铁块的重力G铁。
木块在压力、浮力、重力作用下平衡,有F’浮=F+G,F=F’浮-G=9.8牛-5.88牛=3.92牛。
铁块的重力为G铁=F=3.92牛。
说明:应当根据物体所受到的力分析其运动情况。通常情况下,物体浸在水中时,受到的作用力有重力、浮力,有时还有其他物体施加的压力或拉力。如果物体静止(或匀速运动),则合力为零;如果物体上浮或下沉,合力就不为零,合力方向与物体上浮或下沉方向相同。反过来,由合力方向、合力是否为零,可判定物体是否上浮、下沉或静止不动。 求解漂浮物(如船)的最大承重等问题,也要用到本题所用的力平衡方程。
[例7] 一铜块A放在木块上时,木块刚好全部浸入水中,若把与A同体积的合金块B挂于同一木块之下,木块也刚好全部浸入水中,试求合金块的密度。(铜的密度为8.9×103千克/米3)
分析:本题叙述了两种情况:铜块A放在木块上,木块刚好全部没入水中;合金块B挂在木块下(也在水中),木块也刚好没入水中。两种情况下,木块都保持静止。可根据物体静止时合力为零的规律,列出联立方程求解。
解答:铜块A压木块时,木块刚好全部浸入水中。木块受到重力G、浮力F及铜块压力F1,三力平衡F=G+F1
合金块B在木块下立方拉木块,木块也刚好全部没入水中。木块受到重力G、浮力F及合金块的拉力F2,三力平衡F=G+F2
铜块A对木块的压力与它的重力相等,即F1=ρ铜gV铜。
合金块B在水中,受到木块拉力F’2、重力ρ合gV合、浮力ρ水gV合,这三个力也平衡,有ρ水gV合+F’2=ρ合gV合
木块对合金块的拉力F’2、合金块对木块的拉力F2是一对作用力、反作用力,它们的大小相等、方向相反,有F2=F’2=ρ合gV合-ρ水gV合
将上述四个方程联立,得到ρ铜gV铜=ρ合gV合-ρ水gV合
因铜块、合金块体积相同,V铜=V合,所以ρ合=ρ水+ρ铜=103千克/米3+8.9×103千克/米3=9.9×103千克/米3。
说明:解决浮力问题,大多用到合力为零、物体平衡的规律。有时,可通过分析,较简便地得到结论。例如,可以从木块分别受到铜块压力F1、合金块拉力F2,效果相同,直接得到F1=F2的结论。
[例8] 如图所示,水面上漂浮一个木块。在木块上放一个M=4千克的物体,木块正好全部没入水中。若在木块下挂一个密度为5×103千克/米3的合金块,木块悬浮在水中,求合金块的质量。

分析:木块浸在水中,受到水的浮力。若在木块上方放置物体,木块受到浮力、重力和物体的压力平衡。木块下挂一个物体,木块受到浮力、重力和下方物体的拉力平衡。
解答:
解法一:在木块上放物体M时,木块漂浮,在重力G物、浮力ρ水gV木、压力Mg三力作用下平衡,有F浮=G物+Mg (1)
在木块下挂物体m时,木块悬浮。由于木块全浸在水中,所以浮力仍为ρ水gV木。木块在浮力F浮、重力G物、m对木块的拉力f三力作用下平衡,有F浮=G物+f(2)
物体m也全浸在水中,受浮力、重力和拉力平衡。浮力F’浮=ρ水gV合,重力mg,拉力f,三力关系为f+F’浮=mg(3)
(1)、(2)两式联立,得Mg=f。代入(3)式得 Mg=mg-F’浮=mg-ρ水gV合
合金m的体积为,代入上式 ,
千克
木块下方挂的合金物体质量为5千克。
解法二:设木块未加物体M时,露出水面的体积为△V。在木块上方加压力Mg,使木块全浸在水中,有ρ水g△V=Mg。
木块下方挂物体m,也使木块下沉,浸入水中体积加大△V,
有ρ水g△ 千克
说明:物体平衡时合力为零的规律,是解决力学问题的主要规律之一。用此规律解题时,必须认真分析各力的大小和方向。有时,还需要根据作用力、反作用力大小相等的规律,求出物体受到的作用力。
本题中,合金物体被浸在液体中,它受到液体的浮力,所以对漂浮木块的拉力小于它的重力。我们可以根据合金物体的受力分析,确定它对木块拉力f、重力G、浮力F间的关系方程,与木块受力关系方程联立求解。
对于同一个问题,一般情况下总有多种解法,要用尽量多的方法求解,提高自己的思维能力。

V=mg-ρ水gV合。两式相比,

回答(2):

初二物理压强基本知识点测试 姓名________

1._________________叫压强,计算公式是_________,压强的单位是_______,简称____,符号是_____,压强是表示______________的物理量。一个西瓜籽平放在水平桌面上对桌面的压强大约是20Pa,它表示_________________________________.

2.垂直作用在物体表面上的力叫做压力,压力的方向总是__________________。

3.压强的大小跟______和_________有关,在压力一定时,受力面积越大,压强______;在受力面积一定时,压力越大,压强______。

4.用29.4N的力将图钉按进木板,已知图钉尖的面积是0.2mm2,图钉帽的面积是50mm2,利用公式 ,计算出图钉帽受到的压强是 ,木板受到的压强是 。

5.由于液体受到______的作用,而且液体具有_________,所以液体对容器壁和容器底都有压强,液体内部也有压强,计算公式是________,液体的压强只跟液体的_____和_______有关。

6.某水电站拦河大坝高105米,当坝内水深70米时,离坝底40米处受到水的压强可以用公式__________得出为 。

7.一艘船船底离水面5米,利用公式_________可以计算出水对船底的压强为 ,若船底有一个2cm2的小洞被一塞子堵住,利用公式________可以计算出水对该塞子的压力为 。

8.把_________________容器叫做连通器,连通器的原理是:___________________

________________________.船闸就是根据______________来工作的。

9.空气像液体一样,受到____的作用,而且具有________,所以空气内部向各个方向都有压强。

10.著名的_________________证明了大气压的存在;最早测出大气压数值的科学家是意大利的______.

11.1个标准大气压=____________Pa,它相当于_____ m高的水银柱产生的压强,相当于_____ m高的水柱产生的压强,大气压强随高度的增加而_____。

12.液体和气体,都没有一定的形状,而且容易流动,因此他们统称为流体。实验表明:液体流动时,流速大的地方_________,流速小的地方________。

13.如图所示,一平底玻璃杯放在水平桌面上,内装150 g的水,杯子与桌面的接触面积是10 cm2(g=10 N/kg).(1)求水对杯底的压强;(2)若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103 Pa,求玻璃杯的质量.

附录:

【参考答案】

1.物体单位面积上受到的压力; ;帕斯卡; 帕;Pa;压力的作用效果;1m2的面积上受到的压力是20N。 2. 垂直于受力物体表面的3. 压力; 受力面积; 越小; 越大 4. 5.88×105Pa ;1.47×108Pa 5.重力;流动性; p=ρ液gh; 密度; 深度6. p=ρ液gh; 2.94×105Pa 7. p=ρ液gh; 4.9×104Pa; F=pS;9.8N 8. 上部开口底部连通的; 当连通器里只装一种液体,在液体不流动时,各容器的液面总是相平的; 连通器的原理 9. 重力;流动性 10. 马德堡半球实验;托里拆利 11. 1.01×105Pa;0.76;10.336;减小 12.压强小; 压强大 13.玻璃杯的质量是120g(详细过程略)

回答(3):

五、压强
⒈压强P:物体单位面积上受到的压力叫做压强。
压力F:垂直作用在物体表面上的力,单位:牛(N)。
压力产生的效果用压强大小表示,跟压力大小、受力面积大小有关。
压强单位:牛/米2;专门名称:帕斯卡(Pa)
公式:
F=PS
【S:受力面积,两物体接触的公共部分;单位:米2。】
改变压强大小方法:①减小压力或增大受力面积,可以减小压强;②增大压力或减小受力面积,可以增大压强。
⒉液体内部压强:【测量液体内部压强:使用液体压强计(U型管压强计)。】
产生原因:由于液体有重力,对容器底产生压强;由于液体流动性,对器壁产生压强。
规律:①同一深度处,各个方向上压强大小相等②深度越大,压强也越大③不同液体同一深度处,液体密度大的,压强也大。
[深度h,液面到液体某点的竖直高度。]
公式:P=ρgh
h:单位:米;
ρ:千克/米3;
g=9.8牛/千克。
⒊大气压强:大气受到重力作用产生压强,证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验,测定大气压强数值的是托里拆利(意大利科学家)。托里拆利管倾斜后,水银柱高度不变,长度变长。
1个标准大气压=76厘米水银柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高
测定大气压的仪器:气压计(水银气压计、盒式气压计)。
大气压强随高度变化规律:海拔越高,气压越小,即随高度增加而减小,沸点也降低。
六、浮力
1.浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。
2.阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。
即F浮=G液排=ρ液gV排。
(V排表示物体排开液体的体积)
3.浮力计算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差
4.当物体漂浮时:F浮=G物

ρ物<ρ液
当物体悬浮时:F浮=G物

ρ物=ρ液
当物体上浮时:F浮>G物

ρ物<ρ液
当物体下沉时:F浮
ρ物>ρ液