初中物理910章.docx
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初中物理910章
《第九章 压强》
知识点
9.1、压强:
㈠压力
1、定义:
垂直压在物体表面的力叫压力。
2、方向:
垂直于受力面
3、作用点:
作用在受力面上
4、大小:
只有当物体在水平面时自然静止时,物体对水平支持面的压力才与物体所受的重力在数值上相等,有:
F=G=mg但压力并不是重力
㈡压强
1、压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
2、物理意义:
压强是表示压力作用效果的物理量。
3、定义:
物体单位面积上受到的压力叫压强.
4、公式:
P=F/S
5、单位:
帕斯卡(pa) 1pa = 1N/m2
意义:
表示物体(地面、桌面等)在每平方米的受力面积上受到的压力是1牛顿。
6、增大压强的方法:
1)增大压力 举例:
用力切菜易切断
2)减小受力面积 举例:
磨刀不误砍柴功
7、减小压强的方法:
1)减小压力 举例:
车辆行驶要限载
2)增大受力面积 举例:
铁轨铺在路枕上
9.2、液体压强
1、产生原因:
液体受到重力作用,对支持它的容器底部有压强;
液体具有流动性,对容器侧壁有压强。
2、液体压强的特点:
1)液体对容器的底部和侧壁有压强, 液体内部朝各个方向都有压强;
2)各个方向的压强随着深度增加而增大;
3)在同一深度,各个方向的压强是相等;
4)在同一深度,液体的压强还与液体的密度有关,液体密度越大, 压强越大。
3、液体压强的公式:
P=ρgh
注意:
液体压强只与液体的密度和液体的深度有关, 而与液体的体积、质量无关。
与浸入液体中物体的密度无关(深度不是高度)
当固体的形状是柱体时,压强也可以用此公式进行推算
计算液体对容器的压力时,必须先由公式P=ρgh算出压强,再由公式 P=F/S,得到压力 F=PS 。
4、连通器:
上端开口、下端连通的容器。
特点:
连通器里的液体不流动时, 各容器中的液面总保持相平, 即各容器的液体深度总是相等。
应用举例:
船闸、茶壶、锅炉的水位计。
9.3、大气压强
1、大气对浸在其中的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压。
2、产生原因:
气体受到重力,且有流动性,故能向各个方向对浸于其中的物体产生压强。
3、著名的证明大气压存在的实验:
马德堡半球实验
其它证明大气压存在的现象:
吸盘挂衣钩能紧贴在墙上、利用吸管吸饮料。
4、首次准确测出大气压值的实验:
托里拆利实验
一标准大气压等于76cm高水银柱产生的压强,即P0=1.013×105Pa,在粗略计算时,标准大气压可以取105帕斯卡,约支持10m高的水柱。
5、大气压随高度的增加而减小,在海拔3000米内,每升高10m,大气压就减小100Pa;大气压还受气候的影响。
6、气压计和种类:
水银气压计、金属盒气压计(无液气压计)
7、大气压的应用实例:
抽水机抽水、用吸管吸饮料、注射器吸药液。
8、液体的沸点随液体表面的气压增大而增大。
(应用:
高压锅)
9.4、流体压强与流速的关系
1.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
3.应用:
1)乘客候车要站在安全线外;
2)飞机机翼做成流线型,上表面空气流动的速度比下表面快,因而上表面压强小,下表面压强大,在机翼上下表面就存在着压强差,从而获得向上的升力
练习题
1.如图4所示,两手指同时压住铅笔两端,大拇指受到的压力为F1、压强为p1,食指受到的压力为F2、压强为p2,则下列判断正确的是
A.F1<F2B.F1>F2
C.p1<p2D.p1>p2
2.如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像。
若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为()
A.8︰1
B.4︰3
C.4︰1
D.1︰2
3、如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有高度、质量均相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A、P甲>P乙 B、P甲<P乙
C、P甲 =P乙 D、条件不足,无法判断
4、把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片重量不计),放入水面下16cm处,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103Kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度是( )
A.12.8cm B.8cm C.20cm D.16cm
5,一个未装满饮料的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图4甲),然后反过来倒立放在桌面上(如图4乙),两次放置饮料对杯底的压力和压强分别是F甲、F乙、和P甲、P乙,则下列关系式正确的是()
A.P甲>PF甲>F乙
B.P甲
C.P甲=P乙F甲=F乙
D.P甲>P乙F甲 6、学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如下几种方案。 如图所示,黑色部分为墙面凸出部分,“M”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是( C ) A B C D 7、如图所示,图钉尖的面积是5×10-8m2,图钉帽的面积是1×10-4m2,木块能承受的最大压强是6×108Pa,手指至少要用N的力,图钉尖才能进入木块 8 9 10、重庆市中考试题)甲、乙两个长方体,由不同材料制成.其底面积分别为S甲=40cm2,S乙=30cm2,高度之比h甲∶h乙=3∶2,密度之比 甲∶ 乙=3∶1. 如图1—4—10所示,把甲放在水平桌面上,乙放在甲上,水平桌面受到的压强为7000Pa.把乙取下放在水平桌面上静止不动时,桌面对乙的支持力为多少牛? 《第十章浮力》知识点 10.1浮力(F浮) 1、定义: 浸在液体(或气体)中的物体会受到向上托的力,叫浮力。 2、浮力的方向是竖直向上的。 3、产生原因: 由液体(或气体)对物体向上和向下的压力差。 4、在探究影响浮力大小的因素实验中,注意控制变量法的运用 10.2阿基米德原理 1.实验: 浮力大小与物体排开液体所受的重力的关系 ①用弹簧测力计测出物体所受的重力G1,小桶所受的重力G2; ②把物体浸入液体,读出这时测力计的示数为F1,(计算出物体所受的浮力F浮=G1-F1)并且收集物体所排开的液体; 3测出小桶和物体排开的液体所受的总重力G3,计算出物体排开液体所受的重力 G排=G3-G2。 2.内容: 浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受的重力。 3.公式: F浮=G排=ρ液gV排 4.从阿基米德原理可知: 浮力的只决定于液体的密度、物体排液的体积(物体浸入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。 10.3物体的浮沉条件及应用: 1、物体的浮沉条件: 状态 F浮与G物 V排与V物 对实心物体ρ物与ρ液 上浮 F浮>G物 V排=V物 ρ物<ρ液 下沉 F浮<G物 ρ物>ρ液 悬浮 F浮=G物 ρ物=ρ液 漂浮 F浮=G物 V排 ρ物<ρ液 2.浮力的应用 1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。 轮船的排水量: 轮船满载时排开水的质量。 轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。 2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。 3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来实现升空的;靠改变自身体积的大小来改变浮力的。 4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。 4、浮力的计算: 压力差法: F浮=F向上-F向下 称量法: F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法) 漂浮悬浮法: F浮=G物 阿基米德原理法: F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法) 练习题 1.如图所示,在一敞口玻璃瓶甲里盛适量的水,使之能浮在一水槽中,将另一只同样的敞口空玻璃瓶乙瓶口朝下,按入槽内水中,并固定位置,在标准大气压下,对槽内水加热到沸腾时( ) A. 槽内甲、乙瓶内水温都不能达到100℃ B. 甲瓶内水沸腾,乙瓶内水不沸腾 C. 甲瓶内水不沸腾,乙瓶内水沸腾 D. 甲、乙瓶中水都不沸腾 解: 因为水在标准大气压下的沸点是100℃,所以槽中水沸腾时温度是100℃,并保持不变.甲瓶中水从槽内水中吸热,温度升高直到100℃,这样甲瓶中的水温也能达到沸点,不过甲瓶中的水一旦与槽内的水温度相等,甲瓶中的水就无法吸热,当然不能沸腾. 虽然乙瓶中水温同样可达到100℃,但乙瓶上端封闭,瓶内气压大于标准大气压.因为液体沸点随液面上气压的增大而增大,所以乙瓶中水的沸点高于100℃.这样乙瓶中水温达不到沸点,不能沸腾. 故选D. 2.一个物体在甲溶液中处于漂浮状态,在乙溶液中处于悬浮状态,且两溶液中液体的深度相同.则物体受到的浮力分别为F甲和F乙,容器底部受到的压强分别为P甲和P乙的关系是( ) A. F甲<F乙,P甲=P乙 B. F甲=F乙,P甲>P乙 C. F甲=F乙,P甲<P乙 D. F甲>F乙,P甲=P乙 解: (1)物体在甲液体中悬浮,受到的浮力等于物体重力;在乙液体中漂浮,受到的浮力等于物体重力; ∴物体受到的浮力相等,即F甲=F乙; (2)∵在甲液体中漂浮,∴ρ甲>ρ物, ∵在乙液体中悬浮,∴ρ乙=ρ物, ∴ρ甲>ρ乙, ∵p=ρgh,h相同, ∴对容器底部的压强: p甲>p乙. 故选B. 3.把一根蜡烛放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量为4克,若把蜡烛放入盛满水的容器中,则溢出水的质量为(蜡烛的密度为0.9克/立方厘米)( ) A. 4克 B. 5克 C. 4.5克 D. 3.6克 解: (1)蜡的密度比酒精的密度大,在酒精中下沉,完全浸没在酒精中,排开的酒精的体积就是蜡块的体积; 所以蜡块体积V蜡=V排= = =5cm3; 蜡块的质量m蜡=ρ蜡V蜡=0.9g/cm3×5cm3=4.5g. (2)由于蜡的密度比水的密度小,在水中漂浮,因此浮力等于蜡的重力,则排开水的质量和蜡块的质量相等,即4.5g. 故选C 4.重为G的气球在匀速下降的过程中,掉出一个重为G1的小物体后气球又匀速上升,设浮力F和阻力f不变,则下列说法正确的是( ) A. G=F B. F﹣f=G1 C. G1=2f D. F=2G1 解: 当气球匀速下降时,竖直向下受到重力作用,即大小为G,竖直向上受到浮力F和阻力f作用; 由二力平衡条件可得: F+f=G;﹣﹣﹣﹣﹣① 当气球匀速上升时,竖直向下受到重力G﹣G1和阻力f作用,竖直向上受到浮力F作用; 由二力平衡的条件可得: G﹣G1+f=F,﹣﹣﹣﹣② 由①②得: G1=2f. 故选C 5.当物体在足够深的水中处于自由状态时,下列说法中错误的是( ) A. 密度大于水的物体在水中一定下沉到水底 B. 密度大于水的物体在水中也可能漂浮在水面上 C. 密度小于水的物体在水中一定处于漂浮状态 D. 相同质量的木块和实心铁块,木块的浮力大 解: 物体在足够深的水中处于自由状态时: (1)如果物体密度大于水的密度时物体可能下沉,但如果将物体制成空心,增大排开水的体积时,空心物体也有可能漂浮在水中;所以A错,符合题意;B正确,不合题意. (2)如果物体密度小于水的密度物体,无论物体是否是空心,都将漂浮在水面上.所以C正确,不合题意. (3)如果是质量相同的木块和铁块,它们的重力相等.木块密度小于水的密度而漂浮在水面上,木块受到的浮力等于木块的重力;铁块因铁的密度大于水的密度而下沉,铁块受到的浮力小于铁块的重力,所以木块受到的浮力比铁块大.D正确,不合题意. 故选A. 6.一条金鱼在水底吐出了一个小气泡,该气泡从水底上升到水面的过程中,它受到的浮力将( ) A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法判断 解: 气泡在水中上升时,ρ水不变,所处的深度变小、受到水的压强变小,使得气泡的体积变大.因为V排=V气泡变大,所以由F浮=ρ水V排g可得: 气泡受到的浮力变大. 故选A 7.(2005•苏州)一个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图象是( ) A. B. C. D. 解: 铁块在没有完全浸没时,根据公式F浮=ρgV排可知,物体所受浮力随浸没深度的增加而增大,因为浸没的深度越大,排开水的体积越大;当完全浸没后,排开水的体积不再变化,不管浸入多深,所受浮力将不再改变. 故选A. 8.将一实心物体先后投入足量的水和酒精中,物体静止时,所受浮力分别为6N和5N,判定物体在水酒精中的浮沉状态可能是(ρ酒=0.8×103kg/m3)( ) A. 在水中漂浮,在酒精中漂浮 B. 在水中漂浮,在酒精中沉底 C. 在水中悬浮,在酒精中漂浮 D. 在水中沉底,在酒精中沉底 解: A、B、假设物体在水中漂浮,则由物体的浮沉条件可得,物体重为6N,而在酒精中受到的浮力为5N,故在酒精中应下沉,不能漂浮,故A错、B正确; C、假设在水中悬浮,则由物体的浮沉条件可得,物体受到的浮力等于物体重为6N,而在酒精中受到的浮力为5N,故在酒精中下沉,不能漂浮,故C错; D、假设它在水和酒精中都处于沉入底部,全部排开液体的状态,则它受到的浮力分别是: F水=ρ水gv、F酒=ρ酒gv; F水: F酒=5: 4,而现在是6: 5,故D错. 故选B. 9.向一个质量可以忽略不计的塑料瓶中装入密度为ρA的液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,所受浮力分别为F甲、F乙,如图所示,下列判断正确的是( ) A. ρ甲大于ρ乙 F甲大于F乙 B. ρ甲小于ρ乙 F甲等于F乙 C. ρ甲大于ρ乙 ρ乙小于ρA D. ρ甲小于ρ乙 ρ乙大于ρA 解: 塑料瓶在两种液体中都是漂浮,所以所受浮力相等,都等于重力; 由图知,塑料瓶在甲液体中浸入的体积大,由ρ液= 知: 甲液体的密度小于乙液体; 因为塑料瓶在两种液体中都漂浮,所以A液体的密度小于甲、乙. 故选B、D. 11.人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分,更多的还隐藏在表面现象之下.事实上,冰山浮在海水中的确只露“一角”,那么这露出的“一角”到底占冰山大小的多少呢? 请你用物理知识通过计算和简要是文字具体说明. (ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3) 解: ∵ρ冰<ρ水, ∴冰在水中要漂浮,F浮=G冰=ρ冰v冰g 又∵F浮=G排=ρ液v排g, ∴ρ冰v冰g=ρ液v排g ∵V冰=V排+V露, ∴V排=V冰﹣V露 ∴ρ冰v冰g=ρ液(V冰﹣V露)g ∴ = = = ; ∴ =1﹣ ≈12.6%. 答: 露出的“一角”占冰山的12.6%. 11.(2005•宿迁)打捞沉船时,常先将金属浮箱注满水,沉入水底,再用钢绳将其固定在沉船上,然后向浮箱中压入气体排出浮箱内的水,这样浮箱就可上浮把沉船拉起.某次打捞作业中,所用的浮箱边长为2m的正方体,自重2000N.当浮箱上表面沉到距水面20m处时(g取10N/kg),求: (1)浮箱上表面受到水的压强; (2)浮箱受到水的浮力; (3)当把浮箱内水全部排出,浮箱与沉船一起匀速上浮时,浮箱对沉船的拉力. 解: (1)浮箱上表面受到水的压强: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa; (2)由题知,v排=v箱=(2m)3=8m3, 浮箱受到水的浮力: F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N; (3)∵浮箱与沉船一起匀速上浮, ∴浮箱受到的浮力等于浮箱受到的重力加上沉船对浮箱的拉力, 即: F浮=G+F, ∴F=F浮﹣G=8×104N﹣2000N=7.8×104N; ∴浮箱对沉船的拉力: F′=F=7.8×104N. 答: (1)浮箱上表面受到水的压强为2×105Pa; (2)浮箱受到水的浮力为8×104N; (3)浮箱对沉船的拉力为7.8×104N.
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