2019-2020八年级物理下册第8章压强与浮力单元总结(含解析北师大版)
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2019-2020八年级物理下册第8章压强与浮力单元总结(含解析北师大版)

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资料简介
1 第 8 章 压强与浮力单元总结 一、压强 1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力。 (1)压力并不都是由重力引起的。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则 压力 F 等于物体受到的重力 G。 (2)固体可以大小、方向不变地传递压力。 2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。 (1)压强是表示力的作用效果的物理量。 (2)压强公式: 。其中,压强 p 的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是 Pa;压 力 F 的单位是牛,符号是 N;S 是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米 2,符号是 m2。 3.压强的利用 (1)增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力 增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如图一:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例 子。 2.减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同 时增大受力面积都可以减小压强。如图二:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强 的例子。 二、液体内部压强 1.液体压强产生的原因:液体受重力作用且具有流动性。 2.液体压强的测量:使用压强计。 3.液体压强的规律: (1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强; (2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等; (3)液体的压强随深度的增加而增大; (4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。 Sp F=2 4.液体压强公式: 。其中, 是液体密度,单位是 ; ; 是液体内部某位置到液面的高度。 从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、 重力、容器的底面积、容器形状均无关。 三、连通器 1.连通器:上端开口,下端连通的容器。 2.连通器特点:底部互相连通;容器上端都开口;与形状无关。 3.连通器中的水在不流动的时候,尽管三个容器的粗细形状不同,各个容器中的水总是 相平的。 四、大气压强 1.大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用 p0 表示。 2.产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。 3.托里拆利实验: (1)实验过程:在长约 1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在 水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度 差约为 760mm。如图所示。 (2)结论:大气压 p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变 化)。 4.标准大气压:支持 76cm 水银柱的大气压叫标准大气压。 1 个标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。 ghp ρ= ρ 3/ mkg kgNg /8.9= h3 5.大气压的特点:(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大 气压强都相等。 (2)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一 般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。 (3)大气压变化规律:在海拔 3000 米以内,每上升 10 米,大气压大约降低 100 Pa。 6.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮 不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。 7.体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越 大压强越小。 五、学生实验:探究-影响浮力大小的因素 1.浮力:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。 2.浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。 3.浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向 下的压力差就是浮力。 4.影响浮力大小的因素:通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟物体浸在液 体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。 5.阿基米德原理: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受 到的重力。 6. 公式表示: ; 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与 物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。 7. 适用条件:液体(或气体)。 六、物体的沉浮条件 ★物体沉浮的条件 1.前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。 gVGF 排液排浮 ρ==4 2.示意图:重力与浮力的关系如图所示: 如图所示,(1)当 时,物体上浮; 。 当 时,物体悬浮; 。 当 时,物体下沉; 。 当 (物体未完全浸没液体)时,物体漂浮; 。 3. 说明: (1)密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则 大块、小块都悬浮(或漂浮)。 (2)物体漂浮在密度为ρ 的液体中,若露出体积为物体总体积的 ,则物体密度为 ρ。 (3)悬浮与漂浮的比较:相同点: ; 不同点:悬浮时, , ;漂浮时, , 。 (4)判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较 与 G 或比较 与 。 GF 〉浮 物液 ρρ 〉 G=浮F 物液 ρρ = GF 〈浮 物液 ρρ 〈 G=浮F 物液 ρρ 〉 3 1 3 2 物浮 GF = 物液 ρρ = 物排 VV = 物液 ρρ 〉 物排 VV 〈 浮F 液ρ 物ρ5 (5)物体吊在测力计上,在空中重力为 G,浸在密度为 ρ 的液体中,示数为 F,则物 体密度为: 。 (6)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有 铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 4.漂浮问题“五规律”: 规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力; 规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同; 规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小; 规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几 分之几; 规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增 大的浮力。 七、流体压强与流速关系 1.流体:液体和气体。 2.液体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。 3.飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。 4.当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的 空气速度慢、压强大。 5.机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。 FG G −= ρρ物6 知识要点一:压强 压力、压强的概念属于基本概念,也是学习本章的基础;所以,压力和压强的概念在本 章中具有非常重要的地位。因为是新的概念,学生在开始学习时有时感觉无从下手,有时理 解起来也很抽象,但只要学生能抓住其主要问题和知识点,对本节的学习是能够很好掌握的。 本考点有压力和压强的基本概念、压强的简单计算。在本节复习中,大家一定要注意以 下几个方面问题:一、对压力和压强的正确理解;二、压强的应用。在历年中考中,对“压 强”的考查主要有以下几个方面:(1)压强的应用:利用生活中常见的例子,考查学生对 压强概念的理解程度;常见的是增大或减小压强的例子,此类问题也是常考热点;(2)压 强的简单计算:属于简单计算题,主要考查学生对压强概念、单位的掌握程度。 (2019·益阳)家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为 0.01m 2,车重 1.2×104N.驾驶员及乘客共重 3×103N。在水平地面上小轿车对地面的压强是()。 A.3.00×105Pa B.3.75×105Pa C.1.20×106Pa D.1.50×106Pa 【答案】B。 【解析】汽车、驾驶员及乘客共重:G=1.2×104N+3×103N=1.5×104N; 汽车静止在水平地面上时对地面的压力:F 压=G=1.5×104N; 地面的受力面积:S=4×0.01m2=0.04m2; 汽车对水平地面的压强: ;故选 B。 一、(2019·贵港)在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在 紧急情况下使用的逃生安全锤,如图 3 所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的 目的是通过________受力面积的方法,从而________压强来破坏玻璃窗逃生(两空均选填“增 大”或“减小”)。 【答案】减小;增大。 【解析】影响压强大小的因素有二:一是压力大小,二是受力面积大小。增大压强的方 Pam N S Fp 5 2 4 1075.304.0 105.1 ×=×==7 法:增大压力或减小受力面积。若要破坏玻璃窗,则需要增大压强,所以逃生安全锤有一端 设计成锥形的目的是通过减小受力面积来增大压强的。 故答案是:减小;增大。 二、(2019·泰安市中考最后一模)在日常生产和生活中,有时需要增大压强, 有时需要减小压强,如图所示的事例中,属于增大压强的是(  )。 A. 书包带较宽 B. 菜刀刀刃很薄 C. 铁轨上铺枕木 D. 穿滑雪板滑雪 【答案】B。 【解析】A、书包带子做的宽一些,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小 压强,不符合题意; B、切菜刀磨得锋利,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题 意; C、轨道铺在枕木上,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合 题意; D、滑雪时穿上滑雪板,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符 合题意。故选 B。 知识要点二:液体内部压强 液体压强是本章重点,在力学部分中占据非常重要的地位,同时也是中考的常考内容。 本考点主要知识点有液体压强概念和特点,液体压强的计算。液体压强的概念包括:液体压 强产生,影响液体压强大小的因素以及也压强的特点;液体压强的计算包括:液体压强大小 分析和液体压强常规计算。本考点是学生学习力学内容较难的部分,同时液体压强的计算也 经常作为压轴题出现考点,在中考试卷中占据较大比例。所以,对本节学习是学生应重视和 掌握的内容。 在历年中考中,对“液体压强”的考查主要有以下几个方面:(1)液体压强的概念:8 考查学生对液体压强特点、概念的理解;常见考点是液体压强的特点、影响液体压强大小的 因素等,此类问题属于常考热点;(2)液体压强的计算:主要分为简单计算和压轴计算, 主要通过计算考查学生对液体压强的概念、分析和计算能力的掌握程度。 (2019·河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别 装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用 F 甲、F 乙、p 甲、p 乙表 示,则()。 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 【答案】A。 【解析】由题意知,两容器中装有同种液体且液面向平,则液体的密度相同,深度也相 同,根据 p=ρgh 可知,两容器底部受到液体的压强相等,即 p 甲=p 乙; 又因为容器底面积相等,根据 F=pS 可知,两容器底部受到液体的压力相等,即 F 甲=F 乙;故 A 正确,BCD 错误。故选 A。 一、(2017•乌鲁木齐)我国自主建造的世界上压力最大的 8 万吨多向模锻压 机锻造大型工件时,对工件的压力为 8×108N,与工件的接触面积为 4m2,则工件承受的压 强相当于()。 A.2km高水柱产生的压强;B.4km高水柱产生的压强; C.8km高水柱产生的压强;D.20km高水柱产生的压强 【答案】D。 【解析】(1)对工件的压力为 8×108N,与工件的接触面积为 4m2,则工件承受的压强: ; (2)若水产生的压强p2=p1=2×108Pa,9 由 得: ; 故 A、B、C 错误。 二、(2017·东营)如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的 液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有 A、B 两点,已知 A、B 两点压强相等,则烧杯甲、 乙对桌面的压强 p 甲、p 乙大小关系为( )。 A.p 甲<p 乙 B.p 甲>p 乙 C.p 甲=p 乙 D.条件不足,无法判断 【答案】A。 【解析】(1)由图知,A、B 所处的深度 hA>hB,而 A、B 两点压强相等,即 pA=pB, 由 p=ρgh 可知液体密度 ρA<ρB。 (2)设 A、B 距离杯底的高度为 h,烧杯底受到的压强:p 底 甲 =pA+ρAgh,p 底 乙 =pB+ρBgh, 因为 pA=pB,ρA<ρB,所以 pA+ρAgh<pB+ρBgh, 所以烧杯底受到的压强:p 底甲<p 底乙, 因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强 p= = , 设液体重分别为 G 甲、G 乙,烧杯底面积为 S, p 底甲= ,p 底乙= ,可得: < ,两烧杯内液体重 G 甲<G 乙。 (3)因为烧杯对桌面的压力 F=G 杯+G 液,所以甲烧杯对桌面的压力 F 甲=G 杯+G 甲, 乙烧杯对桌面的压力 F 乙=G 杯+G 乙,所以烧杯对桌面的压力 F 甲<F 乙, 因为 p= 、受力面积相同,所以烧杯甲、乙对桌面的压强 p 甲<p 乙。故选 A。 知识要点三:连通器 连通器应用的是液体压强特点,在生活和生产过程中经常会应用到连通器,所以连通器 也是需要了解的内容。在解答有关连通器问题时,必须要清楚连通器的特点和应用规律。主 要考查的问题有:判断是否属于连通器连通器的特点和连通器的应用几个方面。10 (2017·内江)如图所示,下面四幅图中所涉及的物理知识描述正确的是 (  )。 A.甲图:通过增大受力面积来减小压力; B.乙图:利用了连通器原理; C.丙图:利用流体在流速大的地方压强大; D.丁图:可探究液体压强的大小与深度的关系 【答案】D。 【解析】A、人躺在吊床上,是通过增大受力面积来减小压强,所以人感到舒服;故 A 错误。 B、当瓶口在水面以下时,瓶子内的水和空气的压强之和等于外界的大气压强,水不流 出;当瓶口露出水面时,空气进入瓶内,瓶内空气和水的压强之和大于外界的大气压强,水 流出,直到封住瓶口为止,利用的是大气压,不是连通器原理,故 B 错误。 C、往吸管中吹气时,A 管上方空气的流速增大,压强减小,A 管中液体受到向上的压强 大于向下的压强,液面上升;故 C 错误。 D、液体内部向各个方向都有压强,带橡皮膜的玻璃管竖直插入水中,橡皮膜会向上凸; 由于液体压强随深度的增加而增大,所以玻璃管插入水中越深,橡皮膜向上的凸起程度越大, 可探究液体压强的大小与深度的关系,故 D 正确。故选 D。 一、(2019·白银市靖远县中考二模)为探究液体压强的规律,某中学课外学 习小组的同学设计制作了如图所示的装置。他们首先向一个大水槽里灌满水,水深为 h= 0.2m,此时水对水槽底部的压强是  Pa。然后松开铁夹,水流入 a、b 两管,稳定后,a11 管中水面的高度为 h1,b 管中水面的高度为 h2,则 h1  h2(选填“>”、“<”或“=”)。 再拔掉软木塞,当水流出时,a 管中水面的高度为 ha,b 管中水面的高度为 hb,则 ha  hb (选填“>”、“<”或“=”)。 【答案】故答案为:2000;=;>。 【解析】(1)p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa; (2)如图所示的装置是一个连通器,所以稳定后,各管中的液面应该是相平的,即 h1 =h2。 (3)拔掉软木塞后,水会向外涌出,由于 b 管底部较细,水的流速较大,产生的压强 小,所以 b 管水面比 a 管水面低,即 ha>hb 故答案为:2000;=;>。 二、(2018•攀枝花)关于液体和气体压强及相关的应用,下列说法中错误的 是(  )。 A.小汽车设计成流线型,是为了在高速行驶时增强对地面的压力; B.青藏高原气压低,水的沸点低,煮饭要用高压锅; C.三峡船闸通行轮船利用了连通器原理; D.二滩电站大坝根据液体压强规律设计成“上窄下宽” 【答案】A。 【解析】A、小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,相同时间内,空气经过上方的 路程比下方路程长,流速大,压强小,汽车在压强差下产生向上的升力,汽车对路面的压力 减小,故 A 错误; B、青藏高原高度高,气压低,水的沸点低,煮饭要用高压锅,故 B 正确; C、连通器至少有两个开口,而且下面是相通的,当连通器里装同种液体且液体在不流 动时液面总是相平的,三峡船闸通行轮船就是利用了连通器原理,故 C 正确; D、因为液体(坝里的水)的压强随深度增大而增大,所以底部的坝受到的压强较大, 所以二滩电站大坝筑成上窄下宽,故 D 正确。故选 A。12 知识要点四:大气压强 大气压强是本章重点知识点,所以大气压强也同样在力学部分中占据非常重要的地位, 中考中考查大气压强的题目出现概率也很高。本节主要知识点有大气压强的概念和特点,大 气压强的利用。大气压强的概念包括:大气压强的产生产生,大气压强的特点以及影响大气 压强大小的因素;大气压强的利用主要包括:生活中利用大气压强和大气压强对生产、生活 的影响。在考点学习中,学生对大气压强的理解是比较困难的,但只要抓住本节主要知识点 就可以很好的掌握其中的主要内容。 大气压强在历年中考中,考查主要有以下几个方面:(1)对大气压强的概念的考查: 考查学生对大气压强特点、概念的理解;常见考点是大气压强的特点、影响大气压强大小的 因素等,此类问题属于常见考点;(2)大气压强的利用:主要是通过实际例子考查学生对 大气压强的理解和掌握程度,属于常考热点。 (2019·海南)用钢笔吸墨水是利用_______把墨水吸进橡皮管;用手拍打衣 服使灰尘与衣服分离,是利用灰尘具有_______。 【答案】大气压、惯性。 【解析】用钢笔吸墨水时,把橡皮管内的空气挤出,橡皮管内的气压变小,外部大气压 便把墨水压进橡皮管;用手拍打衣服时,衣服受力位置发生了改变,但衣服上的灰尘由于惯 性仍然要保持原来的位置,便与衣服分离开来。 一、(2018·滨州)如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入 装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为 h。把这个自制气压计从 1 楼带到 5 楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱 的高度发生了变化,如下表所示,根据实验现象下列判断错误的是(  )。 楼层 1 2 3 4 5 管内与瓶内水面的高度差/cm 5 5.3 5.7 6 6.313 A.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压; B.水柱高度 h 增大,说明大气压降低了; C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响; D.水柱高度 h 越大,瓶内外的气体压强差越大 【答案】A。 【解析】A、从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,则竖直玻璃管 中的水位将上升,故 A 错误; BD、由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压;管内的水面变高;所 以玻璃管内水柱的高度增加,说明大气压随高度增加而变小,故 BD 正确; C、由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化影响实验结果,所以在拿着它上下楼时, 应保持瓶中的水的温度不变,故 C 正确,故选 A。 二、(2018•青岛)下列实验中,能证明大气压强存在的是(  )。 A. 如图,将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中; B. 如图,将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出; C. 如图,将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平; D. 如图,将压强计的探头放入水中,U 形管两边的液面出现高度差 【答案】B。 【解析】A、当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;不能证明大气压 强存在,故 A 错误; B、杯口朝下时,由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压, 故纸片就被大气压给“顶”住了,故 B 正确; C、上端开口、下端连通的容器称为连通器,连通器内盛同种液体且液体不流动时,各14 容器中的液面总保持相平,不能证明大气压强存在,故 C 错误; D、压强计的探头放入水中后,受到了水给予的压强,使 U 形管中产生一定的高度差, 并通过观察高度差的大小来判断压强的大小,故 D 错误。故选 B。 知识要点五:浮力 浮力概念在本章属于基本概念,什么是浮力、浮力产生的原因以及影响浮力大小的因素 均是本节的重点,同时也是学习本章的基础。 阿基米德原理是本章重点,对此规律的理解和记忆对学生来说简单,但难的是如何利用 阿基米德原理进行计算;本节涉及到的计算问题很多,也较难,更重要的是简单计算题、压 轴计算题大都和浮力有关,此部分内容也是拉开分数的试题。 对“浮力”基本概念(产生、方向)的考查也曾出现,但概率不高;对“影响浮力大小 因素”的考查出现概率较高,此类考题经常以实验探究题形式出现。 对“阿基米德原理”的考查属于常见考试方向,并且分值高、问题形式多样。中考主要 题型有选择题、填空题、计算题和实验探究题;选择题和填空题考查阿基米德原理的理解和 简单计算;计算题作为压轴题和其他知识点结合并分值高;实验探究题以考查影响浮力大小 因素和对阿基米德原理的理解居多。 一、(2019·泸州)三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别 与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如 图所示的情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是()。 A.乙球的重力与它受到的浮力相等; B.甲球的重力大于它受到的浮力; C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为 ; D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为15 【答案】AC。 【解析】根据题意可知,乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力; 观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则弹簧对甲球有向下的拉力 F 拉; 丙球下方弹簧长度小于原长,则弹簧对丙球有向上的支持力 F 支; 由题知,三个球处于静止,所以 F 甲=G 甲+F 拉,F 乙=G 乙,F 丙=G 丙-F 支, 比较可知,F 甲>G 甲,F 乙=G 乙,F 丙<G 丙, 已知三个实心球体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,则排开液体的体积相同,根 据 F 浮=ρ 液 V 排 g 可知,它们受到的浮力:F 甲=F 乙=F 丙; 所以三个球的重力关系为:G 甲<G 乙<G 丙; 根据重力公式可知,三个球的质量关系为:m 甲<m 乙<m 丙; 已知三个球的体积相同,根据 ρ= 可知:ρ 甲<ρ 乙<ρ 丙; 由上分析可知:AC 正确,BD 错误。故选 AC。 二、(2019·武威)2018 年 4 月 20 日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号” 首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮 力______(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强______(选填“变 大”、“不变”或“变小”)。 【答案】不变;变大。 【解析】(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开 水的体积不变,根据 F 浮=ρ 液 gV 排可知,潜水器受到的浮力不变。 (2)由于潜水器在水中的深度逐渐增加,所以根据公式 p=ρgh 可知,潜水器受到的压 强增大。 故答案为:不变;变大。 一、(2019·湘潭)如图 1 所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块 A,从 水池中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面以上一定的高度。物块上升的速度为 1cm/s,16 弹簧测力计示数 F 随物块上升的时间 t 变化的图象如图 2 所示。不计阻力及水面高度的变化, 根据图象信息: (1)当 15s 时,测力计示数 F=N。 (2)物块 A 重 N,高度为 cm。 (3)当 t=0 时,A 受到的浮力为 N,此时 A 底部受到水的压强大小为 Pa。 (4)物块 A 的密度为多大? 【答案】(1)15;(2)25;20;(3)20;2.5×10 3Pa;(4)物块 A 的密度为 1.25×103kg/m3。 【解析】由图 2 可知,0~5s,弹簧测力计示数不变,此时物块浸没在水中;5s~25s, 弹簧测力计示数变大,说明物块逐渐露出水面;25s 以后,物体全部露出水面,弹簧测力计 的示数等于物块重力。 (1)由图知,当 t=15s 时,弹簧测力计示数 F=15N; (2)在 25s 后弹簧测力计的示数不变,物体全部露出水面,则物块重 GA=25N; 5s~25s,物块逐渐露出水面,即 5s 时物块的上表面刚好达到水面,25s 时物块的下表 面刚好离开水面, 则可知物块向上移动的距离即为物块的高度,此过程用时 t=25s﹣5s=20s, 物块的高度:h=vt=1cm/s×20s=20cm; (3)当 t=0 时,物块 A 浸没水中,受到的浮力:F 浮=GA﹣F 拉=25N﹣5N=20N; 0~5s,物块上升的高度:h′=vt′=1cm/s×5s=5cm; 则由上图可知,当 t=0 时,A 底部所处的深度:hA=h′+h=5cm+20cm=25cm=0.25m,17 此时 A 底部受到水的压强:p=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa; (4)物块的质量:mA= = =2.5kg, 由 F 浮=ρ 水 V 排 g 可得物块的体积:VA=V 排= = = 2×10﹣3m3, 物块的密度:ρA= = =1.25×103kg/m3。 故答案为:(1)15;(2)25;20;(3)20;2.5×10 3Pa;(4)物块 A 的密度为 1.25×103kg/m3。 二、(2019·贵港)如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与 哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水,图丁容器中装的液体是 酒精,F1、F2、F3、F4 分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题: (1)图甲中,弹簧测力计的示数 F1=________N。 (2)物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。 (3)分析图中乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与________有关;分析 图中________两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。 (4)实验中釆用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为________法。 【答案】(1)4.8;(2)2;(3)物体排开液体的体积;丙和丁;(4)控制变量。 【解析】(1)由图甲知,弹簧测力计的分度值为 0.2N,图中指针指在 4 至 5 之间的第 4 条刻度线处,所以示数为 4.8N; ( 2 ) 由 图 甲 和 图 丙 知 , 物 体 完 全 浸 没 在 水 中 时 所 受 的 浮 力 为 ;18 (3)由乙、丙两图实验数据得,物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关;为 了得出物体所受浮力大小与液体密度有关,需确保物体排开液体的体积相同,而物体所在的 液体的密度不同,所以应分析图丙和图丁两图的实验数据; (4)因为物体在液体中受到的浮力可能受到多个因素影响,所以在探究本实验时,需 要采用控制变量法。 知识要点六:物体的沉浮条件 物体沉浮与阿基米德原理是不可分割的两个内容,它们互为补充又互为利用,所以在本 章中考查物体沉浮时,一定会利用到阿基米德原理、物体密度、物体体积等知识,故在复习 中学生一定要把这两个问题结合起来。 本节同样涉及到的计算问题很多,也较难,更重要的是简单计算题、压轴计算题大都和 浮力、阿基米德原理有关,此部分内容也是拉开分数的试题。为此,能否很好的掌握好物体 沉浮条件、阿基米德原理及其计算是本章学习的重点。本章在力学部分占据非常重要的地位, 内容难学、涉及计算题多,所占分值高,并经常与压强和其他知识点结合以压轴题形式出现 在中考试卷中。 (2019·泸州)庆祝中国人民解放军海军成立 70 周年海上阅兵活动在青岛附 近海域举行,图中 093 改进型攻击核潜艇于 2019 年 4 月 27 日公开亮相,进行了战略巡航。 该潜艇最大核动力功率为 2.8×104kW,完全下潜到海面下后的排水量为 6.8×103t(取海水 密度 ρ=1×103kg/m3、g=10N/kg)。问: (1)该潜艇悬浮时,其上一面积为 0.05m2 的整流罩距海面深度为 200m,此时整流罩受 到海水的压力为多少? (2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为 80%,该潜艇在海面下以最大核 动力功率水平巡航时,受到的水平推力为 1.6×106N,此时潜艇的巡航速度为多少? (3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为 1.5×103m3,此时潜艇的总重量 是多少?19 【解析】(1)潜艇下潜到 200m 深处时,h=200m; 此时整流罩所受海水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa。 整流罩的面积:S=0.05m2, 由 p= 变形得,整流罩所受压力为:F=pS=2×106Pa×0.05m2=1×105N。 (2)最大核动力功率:P 总=2.8×104kW=2.8×107W; 根据 η=可得:有用功率:P 有用=ηP 总=80%×2.8×107W=2.24×107W; 由 P=Fv 得潜艇的巡航速度:v== =14m/s; (3)完全下潜到海面下后的排水量为 6.8×103t, 则 V=V 排= = =6.8×103m3。 潜 艇 浮 出 海 面 处 于 漂 浮 时 , 排 开 水 的 体 积 V 排 ′=V-V 露 =6.8×103m3-1.5×103m3=5.3×103m3, 根据漂浮条件和 F 浮=ρ 液 gV 排可得,此时潜艇的总重量: G=F 浮=ρ 水 gV 排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.3×103m3=5.3×107N。 答:(1)整流罩受到海水的压力为 1×105N;(2)潜艇的巡航速度为 14m/s;(3)该 潜艇浮出海面处于漂浮时,潜艇的总重量是 5.3×107N。 一、(2019·福建)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。 已知石块与气球的总重力为 G 总,则气球受到的浮力 F 浮________G 总(选填“>”“

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