一、基本概念
1.概念:_______________________________________________叫做浮力。
2.產(chǎn)生的原因:_________________________________________________。
3.阿基米德原理:_______________________________________________
____________________________________________________________。
4.物體的浮沉條件:
設(shè)G為浸沒(méi)在液體中的物體的物重,F(xiàn)浮為浮力,則:
當(dāng)F浮_______G時(shí),物體下沉;當(dāng)F浮_______G時(shí),物體懸浮;當(dāng)F浮_______G時(shí),物體上浮.
5.物體漂浮在液面上的條件:___________________________________。
6.求浮力大小的方法:
⑴ 稱重法(根據(jù)定義):_______________________________________;
⑵ 壓差法(產(chǎn)生原因):_______________________________________;
⑶ 公式法(阿基米德原理):___________________________________;
⑷ 二力平衡法(懸浮、漂浮條件):_____________________________。
7.浮力的應(yīng)用:
(1)密度計(jì):原理: 刻度的分布:
讀數(shù):
(2)潛水艇是通過(guò)改變 來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的;
(3)熱氣球是通過(guò)改變 來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的。
8.物體浮沉的幾種狀態(tài)與過(guò)程
狀態(tài)與過(guò)程F浮與Gρ物與ρ液V排與V物應(yīng)用
漂浮
上浮
懸浮
下沉
沉底
壓力、壓強(qiáng)概念
1. 叫做壓力。壓力作用在 (作用點(diǎn))上,方向 ,壓力的作用效果與 、 有關(guān),物理學(xué)上通常用 來(lái)表示壓力的作用效果的。
2、壓力與重力比較
比較壓力重力
定義
符號(hào)
單位
大小
方向
作用點(diǎn)
力的作用效果
3. 叫做壓強(qiáng)。壓強(qiáng)的計(jì)算公式 ,單位是 。
應(yīng)用公式p=F/S計(jì)算時(shí),單位要統(tǒng)一,特別是面積的單位必須用 .
壓強(qiáng)的大小同時(shí)受 、 兩個(gè)因素影響,壓力大, 不一定大;壓強(qiáng)大, 不一定大。
4.日常生活中根據(jù)需要,有時(shí)要增大壓強(qiáng),有時(shí)要減小壓強(qiáng),增大壓強(qiáng)的方法有:(1) ,(2) 。減小壓強(qiáng)的方法有:(1) ,(2)
5.舉增大壓強(qiáng)和減小壓強(qiáng)的方法各兩例:
6.菜刀用久了要磨一磨是為了 ,書包的背帶要用而寬是為了 鐵路的鋼軌不是直接鋪在路基上而是鋪在在枕木上是為了 ,鋼絲鉗的鉗口有螺紋是為了 。
7.液體由于受 力的作用和具有 性,所以液體給 、 和 都有壓強(qiáng)。
8.液體內(nèi)部壓強(qiáng)向 方向都有壓強(qiáng),在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng) 液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨 的增加而增大,液體內(nèi)部的大小還與 有關(guān),在不同液體的相同深度處 大的壓強(qiáng)大。
9.液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)只與 、 有關(guān),而與液體的 、 等無(wú)關(guān),液體的壓強(qiáng)公式有 。式中ρ液的單位一定要用 ,h的單位要用 ,計(jì)算出壓強(qiáng)的單位是 .
10.測(cè)量液體壓強(qiáng)的工具叫 ,它是根據(jù) 來(lái)判斷液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小的。
11. 、 等日常事例證明了氣體存在壓強(qiáng),證明大氣壓存在的著名實(shí)驗(yàn) 。
大氣壓強(qiáng)會(huì)隨 增大而 ,大氣壓強(qiáng)還與 、 有關(guān),冬天的氣壓比夏天 ,晴天的氣壓比陰天 。
12.最早較準(zhǔn)確測(cè)出大氣壓強(qiáng)值的是 國(guó)科學(xué)家 ,他認(rèn)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于 產(chǎn)生的壓強(qiáng),根據(jù)液體壓強(qiáng)公式,可以算出一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值p0= = ,大氣壓對(duì)液體的沸點(diǎn)有影響,具體關(guān)系是 。高壓鍋就是應(yīng)用了 原理。
13.流速和壓強(qiáng)的關(guān)系:在液體中流速越大的地方,壓強(qiáng) 。
第五單元 浮力
二、重點(diǎn)難點(diǎn)及典型例題
(一)稱重法測(cè)浮力(受力分析)
1.一個(gè)1牛的鉤碼,掛在彈簧秤鉤上, 當(dāng)鉤碼浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧秤的示數(shù)是0.87牛,這個(gè)鉤碼受到水的浮力是_____ 牛; 若鉤碼受到的浮力是0.1牛時(shí),彈簧秤的示數(shù)應(yīng)是_____牛。
(二)阿基米德原理
1、探究實(shí)驗(yàn)
(1).如圖所示,小明用彈簧測(cè)力計(jì)和溢水杯設(shè)計(jì)了“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),可以通過(guò)觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)來(lái)獲得所要探究的數(shù)據(jù),請(qǐng)將圖中測(cè)量的有關(guān)數(shù)據(jù)填入表格中:
物體的重力/N物體在水中時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)/N物體受到的浮力/N物體排開(kāi)水的重/N
(1)分析表中的數(shù)據(jù),可以得出的結(jié)論是: 。
(2).一塊橡皮泥分三次捏成形狀不同的三個(gè)圓柱體、球體和長(zhǎng)方體,分別將橡皮泥浸沒(méi)在水中,橡皮泥受到的浮力 。ㄌ睢皥A柱體大”、“球體大”、“長(zhǎng)方體大”或“一樣大”)。再將同一塊橡皮泥浸沒(méi)在水中的不同深度,則橡皮泥受到的浮力 (填“變大”、“變小”、“不變”或“無(wú)法判斷”)。
2、阿基米德原理運(yùn)用
(3).質(zhì)量為316克的實(shí)心鐵球,浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是多大?若將該鐵球浸沒(méi)在某種液體中,受到的浮力是0.3136牛,則這種液體的密度是多少?(ρ鐵=7.9×103千克/米3)
(4).如圖3所示,將一個(gè)掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中(容器中的水足夠深),在圓柱體接觸容器底之前,圖中所示能正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和圓柱體下表面到水面距離h關(guān)系的圖像是( 。
2.完全相同的石塊,用細(xì)線系住,分別浸沒(méi)在水和酒精中,由于線上拉力的作用,石塊都靜止在液體中,此時(shí)線上拉力分別為F1、F2,則兩個(gè)拉力大小關(guān)系是( 。
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.無(wú)法比較
3.某根繩子能承受39.2牛的拉力,用它拉住一個(gè)浸沒(méi)在水中體積為2分米3的實(shí)心鋁球,如鋁塊在水中勻速上升 ,求: ⑴鋁塊全部浸沒(méi)在水中時(shí)繩對(duì)它的拉力是多大? ⑵鋁塊露出水面多少體積時(shí)繩恰好斷掉?(水的阻力不計(jì),ρ鋁=2.7×103千克/米3)
(三)物體的沉浮條件
1.如圖所示:甲、乙、丙、丁是四個(gè)材料、體積、形狀互不相同的物體,圖中注明了它們的浮沉情況及其每個(gè)物體受到的重力G,在圖中畫出每個(gè)物體受到的浮力F浮
潛水艇
2.重27牛、體積為3分米3的鋁球放入水中靜止時(shí)受到的浮力是多大?浸入水的體積是多大?(g=10N/Kg)
3.一只新鮮的雞蛋,沉在盛有水的燒杯里,要使雞蛋離開(kāi)杯底上浮,那么可以采用的辦法是
A.加水 B.加石塊 C.加食鹽 D.加酒精
4.一均勻的實(shí)心物體恰能懸浮在水中,若將此物體切成大小不等的兩塊,則: ( )
A.大的一塊下沉,小的一塊上浮 B.大的一塊上浮,小的一塊下沉
C.兩塊都漂浮 D.兩塊都仍能懸浮在水中
(四)漂浮條件
1.一木塊漂浮在水面上時(shí)有3/5的體積浸入水中,當(dāng)它浮在另一種液面上時(shí)有1/3的體積露在液面外,求:⑴木塊的密度。⑵液體的密度。
2.將一木塊放入水中,當(dāng)木塊上再放上9.8牛的重物并處于靜止時(shí),木塊恰好全部浸沒(méi)水中;若拿出重物,木塊露出水面1/4體積后又處于靜止?fàn)顟B(tài),求:木塊的體積。
(五)比較浮力的大小
1、同種液體中
(1).如圖所示,四個(gè)體積相同和形狀一樣的小球,放入盛水的容器中,浮沉情況如圖示,待四個(gè)小球靜止時(shí),受到浮力最小的球是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2、同一物體在不同的液體中
(1)密度計(jì),輪船
①把同一支密度計(jì)分別浮在水、煤油和鹽水中,靜止時(shí)密度計(jì)受到的浮力是: A.在水中最大 B.在煤油中最大 C.在鹽水中最大 D.一樣大 ( )
②上題中,密度計(jì)浸入液體中的體積是: ( )
A.在水中最大 B.在煤油中最大 C.在鹽水中最大 D.一樣大
③.一塊木塊漂浮在水面,露出水面的體積為V1,它漂浮在酒精中露出液面的體積為V2,( )
A.一定是V1<V2,說(shuō)明水對(duì)木塊的浮力較小 B.V1>V2,說(shuō)明水對(duì)木塊的浮力較大
C.V1=V2,但木塊兩次受到的浮力一樣大 D.V1>V2,但木塊兩次受到的浮力一樣大
(2)同一鐵球放入水中和水銀中
①.一個(gè)體積為V的實(shí)心鐵球,分別放入足夠深的水、酒精以及水銀中,已知ρ水銀>ρ鐵>ρ水>ρ酒精,則鐵球在______________中受到的浮力最大,F浮=______;在______中受到的浮力最小,此時(shí)F浮=___________。
(六)運(yùn)用浮力測(cè)密度
1.如圖4所示,為了測(cè)出普通玻璃瓶的密度,小華利用一個(gè)普通玻璃制成的小瓶、一個(gè)量筒和適量的水,做了如下探究實(shí)驗(yàn):
(1)在量筒內(nèi)倒入50cm3的水;
(2)讓小瓶口朝上漂浮在量筒內(nèi)的水面上,如圖示。此時(shí)水面與80cm3刻度線相平;
(3)讓小瓶口朝下,沉沒(méi)水中,如圖示,這時(shí)水面與62cm3刻度線相平。
請(qǐng)根據(jù)以上探究步驟推算出普通玻璃的密度為多少?(要求有推理的過(guò)程)
2.彈簧秤下懸掛一物體,在空氣中稱時(shí)彈簧秤的示數(shù)是392牛,浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧秤的示數(shù)是342牛,則物體受到的浮力是_______,物體的體積是________,物體的密度是__________;
例用彈簧秤、溢水杯、水、細(xì)線和小金屬塊等器材,測(cè)定小金屬塊的密度,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
⑴、用細(xì)線把小金屬塊拴好,掛在彈簧秤下,稱出金屬塊重為G,用公式__________算出小金屬塊的質(zhì)量m。
⑵、把小金屬塊全部浸入水中,讀出彈簧秤的示數(shù)G', 小金屬塊受到水的浮力
F浮=___________。
⑶、根據(jù)阿基米德原理,可計(jì)算出金屬塊體積V=____________。
⑷、利用密度公式_______________算出小金屬塊的密度ρ=________。
3、漂浮法(密度計(jì))
(1).圖14所示,為了探究某種液體的密度ρ2,給你一只粗細(xì)均勻的圓柱體平底玻璃管,一些小石塊,兩個(gè)燒杯,一個(gè)燒杯盛有適量的水,一個(gè)盛有待測(cè)液體,如圖所示,已知水的密度為ρ水。(1)要測(cè)出待測(cè)液體的密度,還需要的實(shí)驗(yàn)器材是 。(2)寫出簡(jiǎn)單的探究步驟,并寫出待測(cè)液體的密度表達(dá)式。
5、懸浮法
二、拓展題
1.下列關(guān)于浮力的理解正確的是: ( )
A.浮力就是物體排開(kāi)液體所受到的重力
B.浮力就是液體對(duì)浸在液體內(nèi)的物體向上和向下的壓力差
C.重1牛的水不可能產(chǎn)生大于1牛的浮力 D.浮力的方向是豎直向下的
壓力、壓強(qiáng)
一、基本概念
二、重點(diǎn)難點(diǎn)及典型例題
(一)壓力與重力的關(guān)系
1、中考指南
2.畫出下列各圖中物體A受到物體B壓力的示意圖。
(二)影響壓力的作用效果的因素
1、實(shí)驗(yàn)探究
(1).某研究小組為探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”,設(shè)計(jì)了如1圖所示的探究方案。甲圖是研究小組將小木凳放入沙盤中,乙圖是在小木凳上增加一個(gè)重物,丙圖是將小木凳翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),倒置于沙盤中,并在凳上仍然放置一個(gè)等重的重物。根據(jù)甲、乙圖的分析,可以得到的結(jié)論是 ;根據(jù)乙、丙圖的分析,可以得出的結(jié)論是 。
2、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
(1).給你如圖9-甲所示器材,其中A和B是由同種材料制成的均勻圓柱體,C是泡沫塑料。請(qǐng)你根據(jù)如圖乙所示的場(chǎng)景,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論。
(三)增大減小壓強(qiáng)的方法和應(yīng)用
1.下列實(shí)例中,增大壓強(qiáng)的是(。
A.大型挖掘機(jī)寬大的履帶 B.切蛋器
C.鐵軌鋪在枕木上 D.滑雪運(yùn)動(dòng)員腳下的滑雪板
2.如圖4所示,仔細(xì)觀察訂書機(jī),它的結(jié)構(gòu)應(yīng)用了許多物理知識(shí),其中哪些地方應(yīng)用了壓強(qiáng)知識(shí)?試列舉出來(lái)。
(四)固體的壓強(qiáng)
1、對(duì)F、S的正確理解
(1).如圖2所示,小華往墻上按圖釘時(shí),圖釘帽的面積為1cm2,圖釘尖的面積為5×10-4cm2,手指對(duì)圖釘帽的壓力是40N,求:圖釘尖對(duì)墻的壓強(qiáng)是手對(duì)圖釘帽壓強(qiáng)的多少倍?
2、對(duì)重物疊加問(wèn)題
(2)小莉同學(xué)的質(zhì)量為45kg,她每只鞋接觸地面的面積為1.5×10-2m2,她站在了一塊泥地上.為了不讓腳陷進(jìn)泥地,她在水平泥地上放一塊重力為200N的木板,當(dāng)她站在木板中央時(shí),地面受到壓強(qiáng)為325Pa.
求:(1)她對(duì)木板的壓強(qiáng);(2)木板與地面的接觸面積
3、柱狀固體的處理
(1).如圖6,在水平桌面上放著三個(gè)鋁制實(shí)心的圓柱體,它們的質(zhì)量分別是100 克、130 克、170 克,它們對(duì)桌面的壓強(qiáng)大小判斷正確的是( )
A .甲最大 B .丙最大
C .一樣大 D .條件不足,無(wú)法判斷
(2)將一正方形豎直、水平、斜切,地面所受壓力壓強(qiáng)的變化。
(3)一張報(bào)紙對(duì)地面的壓強(qiáng)約為1帕,對(duì)折后對(duì)地面的壓強(qiáng) ,若撕掉一片后壓強(qiáng)
(五)液體的壓強(qiáng)
1、實(shí)驗(yàn)探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
(1).如圖8—甲所示,此裝置叫壓強(qiáng)計(jì),其用途是可以測(cè)量液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。它的構(gòu)造主要包括U型玻璃管、金屬盒、橡膠管和支架等部分。甲圖中當(dāng)金屬盒上的橡皮膜受到壓強(qiáng)時(shí),U型管兩邊的液面會(huì)出現(xiàn)高度差;壓強(qiáng)越大,液面的高度差也越大。如圖8—乙示,若把金屬盒放入液體中,U型管內(nèi)液面出現(xiàn)高度差,說(shuō)明液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)。
小明利用上述裝置進(jìn)行探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律,下表是小明探究過(guò)程中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
序號(hào)液體深度/cm橡皮膜方 向壓強(qiáng)計(jì)
左液面/mm右液面/mm液面高度差/mm
1水3朝上18621428
23朝下18621428
33朝側(cè)面18621428
4617122958
5915824284
6鹽水915424692
(1)小明根據(jù)上述數(shù)據(jù)記錄,進(jìn)行了數(shù)據(jù)的分析和論證認(rèn)為,比較序號(hào)為 的三組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大;(2)比較序號(hào) 的三組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;(3)比較序號(hào)為 的兩組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:不同液體的壓強(qiáng)還跟液體的密度有關(guān)系。
3.如圖3所示,瓶中水從小孔A、B處流出,說(shuō)明液體對(duì)容器的 有壓強(qiáng),從B孔射出的水噴得更急些,說(shuō)明液體的壓強(qiáng)隨 的增加而增大。
2、液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)及應(yīng)用
(1). 如圖12所示,重為20N的容器放在水平桌面上.容器的底面積S=2×10-2m2,高h(yuǎn)=O.4m.當(dāng)容器裝滿水時(shí),水的重力為100N,求(1)桌面受到的壓力、壓強(qiáng)(2)容器底部受到的壓力、壓強(qiáng)
(2).有兩根完全相同的玻璃管A和B,A管內(nèi)裝水,B管內(nèi)裝煤油,兩管內(nèi)的液體上表面在同一水平線上,如圖2所示,若A管底部受到水的壓強(qiáng)為P1,B管底部所受煤油的壓強(qiáng)為P2(已知ρ水>ρ煤油),則( )
A.P1=P2 B.P1<P2 C.P1>P2 D.無(wú)法判斷
(3).質(zhì)量相同、底面積相同、形狀不同的三個(gè)容器,倒人質(zhì)量相同、密度不同的三種液體,液面高度相同,如圖7所示,三容器底部所受液體的壓強(qiáng)pA、pB、pc的關(guān)系是___________;三個(gè)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p’A、p'B、P’c關(guān)系是_____________________.
(4).在如圖3所示的甲、乙兩容器中盛有水,水面相平,之間有斜管相通,K是開(kāi)關(guān)。當(dāng)K打開(kāi)后,則( 。
A.M處的壓強(qiáng)小于N處壓強(qiáng), 水不流動(dòng)
B.M處的壓強(qiáng)大于N處壓強(qiáng),水由甲流向乙
C.M處的壓強(qiáng)等于N處壓強(qiáng), 水不流動(dòng)
D.M處的壓強(qiáng)小于N處壓強(qiáng),水從乙流向甲
(六)氣體的壓強(qiáng)
1、驗(yàn)證大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)
2、測(cè)量大氣壓的實(shí)驗(yàn)方法
(1)托里拆利
(2)用針筒(課本)
①.小明所設(shè)計(jì)的“估測(cè)大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)方案如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用—個(gè)橡皮帽封住注射器的小孔;
②如圖11所示,用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與固定在墻上的彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連,然后水平向右慢慢地拉動(dòng)注射器筒. 當(dāng)注射器中的活塞剛開(kāi)始移動(dòng)時(shí),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F;
③觀察并記錄注射器筒上所標(biāo)明的容積V,用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度長(zhǎng)度L.
(1)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方案,用測(cè)得和記錄的物理量計(jì)算大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式應(yīng)為p=_________.
(2)按照上述實(shí)驗(yàn)方案測(cè)得的大氣壓強(qiáng)的值,往往會(huì)比大氣壓強(qiáng)的實(shí)際值偏小.你認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是:_________________________________________
(3)用吸盤
3、運(yùn)用大氣壓解釋有關(guān)現(xiàn)象及解決簡(jiǎn)單問(wèn)題
(1).在冬季,剩下半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過(guò)一個(gè)夜晚后,第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)護(hù)覺(jué)得很緊,不易拔出來(lái),其主要原因是〔 〕
A.軟木塞受潮膨脹 B.瓶口因溫度降低而收縮變小
C.瓶?jī)?nèi)氣體溫度降低而把瓶塞粘住 D.瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,大氣壓把瓶塞壓緊
(2). 圖2中所示各種應(yīng)用中,不是應(yīng)用大氣壓強(qiáng)的是 ( )
(3).如圖9所示,找一端開(kāi)口的玻璃管(或試管),將其倒置,用酒精燈在管口下方加熱一段時(shí)間,然后迅速將玻璃管的管口插入盛水的容器,觀察管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象?試解釋成因。
(七)流體壓強(qiáng)
1、流體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
2、應(yīng)用
11.下列哪種情形不能夠運(yùn)用“氣體流速與壓強(qiáng)關(guān)系”進(jìn)行解釋 ( )
A.乒乓球運(yùn)動(dòng)員拉出的弧圈球能急速旋轉(zhuǎn)而下沉 B.將氫氣球放手后,它會(huì)漂向空中
C.直升飛機(jī)能夠停在空中一定高度處 D.船舶航行時(shí)應(yīng)避免兩艘靠近的船并排前
6.在航海里,船只向前航進(jìn)過(guò)程中,如果兩艘船靠得很近并肩行駛,如圖6所示,兩船在近距離并排行駛將會(huì) ,這是因?yàn)閮纱瑑?nèi)側(cè)水的流速 于兩船外側(cè)水的流速,造成了兩船內(nèi)側(cè)水的壓強(qiáng) 于外側(cè)水的壓強(qiáng)的原因。打開(kāi)自來(lái)水龍頭,使自來(lái)水流過(guò)如圖7所示的玻璃管,在A、B、C三處,水的流速較大的是 處,壓強(qiáng)較小的是 處。
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