压强和浮力的专题复习Word格式文档下载.doc
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这些知识的熟练掌握和运用对解浮力问题也起到很关键的作用。
(4)解决较难的浮力问题时,要明确解题思路,掌握一般浮力问题的解题步骤:
①分析物体的状态;
②对物体进行受力分析,并画出力的示意图;
③根据力的平衡原理列方程求解。
(5)较复杂的浮力问题:
物体所处的状态往往是变化的。
无论物体所处状态发生几次变化,都要根据物体受力的不同状态,分别进行受力分析,列出几个对应的力的平衡方程,并逐个求解。
(二)例题解析:
例1、如图所示,物体受到的重力为9.8N,用29.4N的力垂直于墙压住物体,则墙壁受的压力是( )
A、9.8N B、19.6N C、29.4N D、39.2N
分析与解:
本题关键是能正确区别压力和重力,明确压力不一定都是由于重力产生的,墙壁受到的压力与重力无关,压力等于29.4N。
答案:
正确的选项是C。
说明:
(1)压力不是重力,要通过对比将压力与重力区别开。
(2)要会作压力示意图。
例2、图钉尖的面积是0.3mm2,图钉帽的面积是0.75cm2,往墙上按图钉时,手对钉帽的压力是15N,求:
(1)手对钉帽的压强是多少?
(2)钉尖对墙的压强是多大?
分析:
这是一道固体压强的问题:
利用P=F/S解题时,应先在已知条件里将单位统一成国际单位。
本题中墙受到钉尖的压力与手对钉帽的压力相等,是重要的隐含条件,是解此题的关键。
已知=0.3mm2=0.3×
10-6m2
=0.75cm2=0.75×
104m2
求:
(1)
(2)
解:
=15N/0.75×
10-4m2=2×
105Pa
=15N/0.3×
10-6m2=5×
107Pa
答:
手对钉帽的压强是2×
105Pa,钉尖对墙的压强是5×
107Pa。
(1)由压强公式P=F/S和本题的计算结果可知,当压力F一定时,压强跟受力面积成反比,受力面积越小压强越大。
钉帽的面积是钉尖面积的250倍,钉尖对墙的压强是钉帽受到手的压强的250倍。
图钉尖的面积做的小,是为了增大尖对墙的压强,图钉帽的面积大,是为了减小手指受到的压强。
实际生活中,剪子、斧头等用过一段时间要磨一磨,就是在压力一定时,减小受力面积,以增大压强。
坦克、拖拉机有宽宽的履带、铁路的钢轨辅在枕木上,就是在压力一定时增大受力面积,以减小对地的压强。
(2)在压力一定时,也可以用比例法求钉尖对墙的压强。
∵,
∴,,
=×
2×
105Pa=5×
例3、甲、乙两个大小、形状相同的容器都放在水平面上,如图所示。
(1) 若两容器内装满水时,水对容器底的压强分别为P甲、P乙,水对容器底的压力分别为F甲和F乙,则P甲______P乙,F甲_______F乙。
(填“>
”“<
”或“=”)
(2)若两个容器装入质量相等的水,水未装满,此时水对容器底部的压强分别为P甲'
,P乙'
,对容器底部的压力分别为F甲'
,F乙'
,则P甲'
______P乙'
;
F甲'
_____F乙'
。
(1)当容器装满水时,甲、乙两个容器底部所在的深度相同,又装的是同一种液体,密度一定,由公式P=ρgh可知P甲=P乙。
再根据F=P·
S,甲容器的底面积大于乙容器底面积,所以F甲>
F乙。
(2)若甲、乙两容器装有质量相同的水,但水未装满时如图所示,甲容器底所在的深度小于乙容器底所在的深度,h甲<
h乙,因为ρ液一定,所以P甲'
<
P乙'
,又因为S甲>
S乙,用F=P·
S无法比较出F甲'
、F乙'
的大小,在这种情况下,可用容器内的液量G液作中间量,因为F甲'
>
G液,F乙'
G液,两容器内液重G液相同,所以,F甲'
F乙'
(1)比较或计算上、下粗细不同的容器底部的压力和压强,一般的解法先用P=ρgh求压强,再用公式F=P·
S求压力。
(2)比较容器底部受的压力还可以用容器内的液体重为中间量,比较容器底的压力F与液体重G液的大小。
例4、A、B两物体质量相等,将它们投入水中时,A漂浮,B悬浮,比较它们受到的浮力FA、FB和排开水的体积V1、V2的大小( )。
A、FA=FB,V1<
V2 B、FA<
FB,V1<
V2 C、FA=FB,V1=V2 D、FA>
FB,V1=V2
AB两物体的质量相同,所受的重力相同,投入水中后,A漂浮,B悬浮,根据漂浮和悬浮条件
F浮=G物可知,AB两物体所受的浮力相等,即:
FA=FB,由此结论可以排除B和D。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,A、B两物体浸入同种液体中,ρ液相同,F浮也相同,由此可以推断V排也相同,即A、B两物体排开液体的体积V1=V2。
例5、体积相同的三个物体A、B、C放入水中,物体静止时处于图中所示的状态,A、B、漂浮,C沉底,下列说法正确的是( )。
A、A、B受的浮力一样大。
B、C受的浮力最大。
C、物体C的密度最大。
D、物体A、B的密度一样大。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gh排可以判断A、B、C三物体所受的浮力谁大;
A、B、C都浸入水中ρ液同,三个物体的体积是相同的,A、B漂浮,C沉底,物体C排开水的体积大于A和B,根据阿基米德原理,决定浮力大小的两个因素是ρ液和V排,在ρ液相同时,V排大的物体所受的浮力也大。
因此,选项A、B中正确的是B。
用密度比较法可以判断物体C的密度最大。
因为C沉入水底,说明C的密度大于水,即ρC>
ρ水,又因为AB都漂浮水面,A和B的密度都小于水,由此可知C是对的。
判断物体A、B的密度谁大可用漂浮条件和阿基米德原理,因为A、B都是漂浮,所以A、B所受的浮力都等于重力。
即FA=GA,FB=GB,根据阿基米德原理F浮=ρ液gh排,ρ液相同,V排B>
V排A,所以有FB>
FA,GB>
GA,mB>
mA,即B重大于A重,B的质量大于A,又因为A、B体积相同,所以AB的密度不同,D是错误的。
正确的选项是B和C。
(1)判断浮力大小的方法,一是用阿基米德原理,浮力大小F浮由液体密度ρ液和排开液体的体积V排决定,二是漂浮悬浮条件F浮=G物。
(2)用密度比较法可以比较浸入液体中的物体的密度大小,即:
漂浮时ρ物<
ρ液,悬浮时ρ物=ρ液,下沉时,ρ物>
ρ液。
例6、一木块漂浮在水面上,静止时,浸入水中的体积是360cm3,求:
(1)木块所受的重力是多少N?
(2)若在木块上加2.4N竖直向下的压力,木块恰好全部浸没水中,木块的密度多大?
以木块为研究对象,先分析木块的状态,再分析木块在不同状态下的受力情况,列出力的平衡方程。
(1)木块漂浮时,它受到重力和浮力两个力的作用,G木与F浮是一对平衡力。
已知木块浸入水中的体积V排和水的密度ρ水,可用阿基米德原理求出浮力,再用漂浮条件G物=F浮求出木块重。
F浮=ρ水gV排
=1.0×
103kg/m3×
9.8N/kg×
3.6×
10-4m3
=3.6N
G木=F浮=3.6N
(2)加上2.4N压力后,木块受三个力:
浮力、重力和压力。
木块恰好全部浸没水中V排'
=V木。
F浮'
=F压+G木。
ρ水gV排'
=2.4N+3.6N=6N
ρ水gV木=6N……①
木块漂浮时,G木=F浮
ρ木gV木=3.6N……②
①式÷
②式:
ρ木=0.6×
103kg/m3
(三)练习题:
1、如图:
铜铁两个圆柱体的高度相同,将它们放在水平桌面上,比较桌面受到的压强( )[ρ铜>
ρ铁]
A、铜柱体对桌面的压强大。
B、铁柱体对桌面的压强大。
C、铜、铁柱体对桌面的压强一样大。
D、无法判断。
2、如图所示:
将一个两端开口的玻璃筒的下端盖上一块薄塑料片A,竖直插入水中,塑料片离容器底10cm,容器内水深30cm,缓慢地在玻璃筒里注入煤油,筒里煤油深_______cm时,塑料片将会下落。
(ρ煤油=0.8×
103kg/m3,g取10N/kg)
3、边长1dm的正方体铝块,浸没在水中如图,它的上表面离水面20cm,求铝块受到的浮力是_______N?
(ρ铝=2.7×
103kg/m3)
4、重39.2N的金属球挂在弹簧秤下,将球浸没在水中时,弹簧秤的示数是34.3N,则金属球受的浮力是_______N,它的体积是__________m3,密度是_________kg/m3。
5、一个底面积为200cm2的柱形容器内盛有一定量的水,把它放在水平桌面上,将一个塑料小船放在容器中的水里,小船能漂浮在水面上,这时水对容器底的压强增大了150Pa,如图(甲)所示,若用力将小船压入水中,静止时,容器底对小船的支持力是1.8N,如图(乙)所示,求塑料船的密度?
1、A
2、25
3、9.8
4、4.9N,0.5×
10-3,8×
103
5、
(甲)图中:
小船漂浮在水面上时,水对容器底增大的压力等于船重。
G船=ΔF压=ΔP·
S=150Pa×
200×
10-4m2=3N
(乙)图中,沉入水底的船受三个力,重力、支持力和浮力,且
F浮=G船-N支=3N-1.8N=1.2N
∵船浸没,小船的体积,
∴V船=V排==1.2N/103kg/m3×
9.8N/kg=1.2×
小船的质量m船=G船/g=3N/9.8N/kg
小船密度ρ船=m船/V船=3N/1.2×
10-3kg/m3×
9.8N/kg=2.5×
103kg/m3。
一、填空题
1、 将物体挂在弹簧秤上,在空气中称,弹簧秤的示数是25N;
将物体浸没在水中称,弹簧称的示数是15N,这个物体受到的浮力是 N。
将物体的一半浸没在水中,弹簧秤的示数是 N。
这个物体的总体积是 m3,物体的密度是 kg/m3。
(g取10N/kg)
2、两物体放在水平桌面上,它们质量之比是1:
2,与桌面接触面积之比是2:
1,则它们对桌面的压力之比是____________,对桌面的压强之比是_____________。
3、质量为79kg的铁块,浸没在水中时,铁块排开水的体积是 m3,排开水重为 N,铁块受到的浮力是 N。
(ρ铁=7.9×
103kg/m3)
4、自来水龙头距地面的高度是1m,跟水龙头相连的压强计的读数是3.3×
105pa,那么,水塔里的水面距地面的高度是___________m。
(g=10N/kg)
5、一艘轮船在河里航行时的排水量是105t,它受到的浮力为 N。
从河里开到海里,它受到的浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”),由于河水密度 海水密度,(填“大于”、“小于”、“等于”)船从河里开到海里排开液体体积 (填“变大”、“变小”、“不变”)。
6、针的顶端做得很尖,是因为在压力一定时__________可以__________压强。
载重汽车的车轮比小轿车的车轮多且大,是因为在压力一定时_________可以_________压强。
7、冰块的密度是0.9×
103kg/m3,体积是0.005m3的冰放入水中静止时处于 状态,冰块受到的浮力是 N。
把此冰块放入煤油中(ρ煤油=0.8×
103kg/m3)将 ,(填“漂浮”、“下沉”、“悬浮”)冰块静止时受到的浮力是 N。
8、船底破了一个洞,洞的面积约为10cm2,船底距河底0.5m,水深3m。
为了把洞堵住,堵塞物必须经受得住的压力大小为___________N。
9、重5N,体积是0.6dm3的物体投入水中,静止后,此物体受浮力为 N。
10、如图所示,底面积相同的两个容器A、B,里面装有深度相同的水,现在分别放入质量相同的木块,比较两容器底部增加的压力ΔFA___________ΔFB。
(填:
“>”“<”“=”)
二、选择题
1、用打气筒向盛有沸水的密闭烧瓶内打气,出现的现象是( )
A、水沸腾得更剧烈 B、水停止沸腾 C、水间断性沸腾 D、无法判断
2、潜水艇潜入水下越深,受到水的压强和浮力是( )。
A.压强越大,浮力越小 B.压强越大,浮力不变
C.压强不变,浮力不变 D.压强越小,浮力越大
3、将一个实心球分别放入水、煤油和水银中,如图所示,该球所受浮力分别用F1、F2、F3表示,它们的大小关系是( )。
A.F1>
F2=F3 B.F1=F2<
F3
C.F3=F1>
F2 D.F2<
F3<
F1
4、如果托里拆利实验不是用水银来做,而是改为用水来做,则玻璃管的长度最短应为( )
A、76cm B、1m C、10.34m D、不能用水来测
5、重15N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了5×
10-4m3的水,此物体将( )。
A.浮在水面上 B.沉在容器底 C.悬浮于水中 D.无法判断
6、.弹簧称下挂一物体。
若将物体浸没在水中,弹簧秤的示数是物体在空气中的1/3,则这个物体的密度是( )。
A.×
103kg/m3 B.×
C.×
103kg/m3 D.3×
7、完全一样的两个物体M,分别在金属块甲、乙的作用下在水中处于静止状态,如图所示,金属块甲用细绳吊于物体M下方,金属块乙放在M上方,恰好使M浸没于水中,则( )。
A.甲的重力小于乙的重力
B.甲的重力大于乙的重力
C.甲的体积大于乙的体积
D.甲的体积可能等于乙的体积
8、一金属块浸没在盛满酒精的杯中时,溢出8g酒精(ρ酒精=0.8×
103kg/m3),若将该金属块的一半体积浸入盛满水的杯中时,溢出水的质量是( )
A、16g B、10g C、8g D、5g
9、有一支长蜡烛的底部粘连一块小铁片,使蜡烛能直立于水中,并有一部露出水面,如图所示,若用刀将露出水面部分的蜡烛切去后再放入水中,则剩余部分将( )
A、下沉 B、上浮 C、悬浮 D、既不下沉也不上浮,断面 刚好与水面平齐
10、有一均匀物块悬浮在酒精和水的混合液中,要使物体上浮,则应( )
A、往量筒内加纯酒精 B、往量筒内加水
C、使量筒倾斜一定的角度 D、把物块分成两半后,再放入量筒内
三、实验题
把图所示实验中观察到的弹簧秤和量筒的示数记录在表格中,并计算出相应的物理量。
物重(N)
物体在水中弹簧秤的示数(N)
物体受到的浮力
(N)
物体排开水的体积
(m3)
物体排开的水重
从实验中得到的结论是 。
四、计算题
1、一个密度为0.6×
103kg/m3的木块,体积为0.01m3,用绳子系在池底如图所示,此时木块受的浮力是多少N?
绳子上的拉力是多少N?
2、如果砖所能承受的最大压强是8.82×
105pa,那么利用密度为1.8×
103kg/m3的砖最多能建多高的大墙?
3、如图所示,有一个底面积为30cm2的容器,内装有8N重的酒精,深为15cm,求容器底部受到的压力和压强各是多少?
(ρ=0.8×
4.把一木块放入酒精中,若在木块上面放质量为500g的物体时,木块恰好全部浸入酒精中,若拿去重物,则木块有2/3的体积浸在酒精中,求木块的体积是多少m3?
密度是多大?
(ρ酒精=0.8×
103kg/m3,g=10N/kg)
答案
一、填空题
1.10,20,10-3,2.5×
103
2.1:
2;
1:
4
3.10-2,98,98
4.34m
5.9.8×
108,不变,小于,变小
6.减小受力面积,增大;
增大受力面积,减小
7.漂浮,44.1,下沉,39.2
8.24.5
9.5
10.>
1.B 2.B 3.C 4.C 5.B 6.C 7.B、D 8.D 9.B 10.B
三、实验题:
1.96 N
0.98N
0.98N
10-4m3
0.98N
结论:
从实验中得到的结论是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的受到的重力
1.98N,39.2N
2.50m
3.3.52N,1176pa
4.1.875×
10-3m3,0.53×
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