资源描述
专题8:-压强和浮力
专题8: 压强和浮力
考纲要求
1.通过实验探究,学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算;知道增大和减小压强的方法。
2.了解液体压强的特点。
说明:不要求计算不规则容器的繁杂计算和压强问题,但可以有定性的分析。压强只要求应用公式本身及变形公式进行简单计算,不要求与其他公式综合解决计算问题。
3.了解测量大气压强的方法。
说明:测量大气压强,在实验设备和方法上都有一定的难度。课程标准只提出了“了解”的要求。
4.通过实验探究,认识浮力。知道物体浮沉的条件。经历探究浮力大小的过程,知道阿基米德原理。
说明:阿基米德原理不做综合题。抓住两点,一是阿基米德原理本身,即浮力与所排液体所受重力的等量关系;二是浮沉条件,即物体的浮沉决定于浮力与物重的关系,它是二力平衡条件的延伸。只限于这两个条件的直接运用。过多的综合计算会冲淡学生对这两个重要物理规律的认识。
5.通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。
说明:要用流体的压强与流速的关系解释实际应用问题。
命题导向
纵观全国各地近几年的中考试题,考查有关本章知识所涉及的内容有:实例辨别是增大压强还是减小压强,如何运用压强公式进行简单计算,实例辨别连通器,用有关压强的知识解释生产、生活中的现象,大气压强的应用,物体的浮沉条件及其应用,利用浮力知识设计实验,根据阿基米德原理进行简单计算等.对本章的考查,一是考查应用技能,如增大或减小压强的方法、浮力的计算等,二是对探究式实验的考查.题型以填空题、选择题、计算题和实验探究题为主,试题难度以中等为主.本章内容在中考中所占比例约是12%,属于重点、难点内容。
知识架构
压强与浮力
浮力
浮沉条件
浮与沉
重力与浮力的大小
物体的密度与液体的密度
悬浮
下沉
上浮
漂浮
定义:一切浸在气体或液体中的物体受到气体或液体对其的向上的托力,这个力叫做浮力。
方向:浮力方向总是竖直向上的(物体在空气中也受到浮力)。
注意:无论是浮在液体中的物体还是沉底的物体都受到浮力作用。
产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
浮力的大小
浮力
称重法:下沉物体所受到的浮力
阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。(浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力)
阿基米德原理公式:F浮= G排液 ,F浮=ρ液V排液g 。
浮力大小
计算浮力方法有:
浮力利用
(1)称量法:F浮= G — F ,
(G是物体受到重力,F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)
(2)压力差法:F浮=F向上-F向下
(3)阿基米德原理:
(4)平衡法:F浮=G物 (适合漂浮、悬浮)
(1)轮船:用密度大于水的材料做成空心,使它能排开更多的水。
(2)潜水艇:通过改变自身的重力来实现沉浮。
(3)气球和飞艇:充入密度小于空气的气体。
压强
压力
压力的大小
受力面积的大小
定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
方向:垂直于受力物体表面。(与重力方向不同)
影响压力作用效果的因素
大气压强
压强
基本概念
物理意义:表示压力作用效果的物理量。
定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。用符号p表示。
计算公式: (F—物体受到的压力大小,S—物体的受力面积)
单位:帕斯卡 符号:Pa,简称:帕,1帕=1牛/米2,F单位是:牛;S单位是:米2
大气压强:大气对浸入其中的物体有压强,这种压强叫做大气压强。
证明大气压强存在的实验是:马德堡半球实验。
生活中的大气压:吸盘,吸管等
大气压的影响因素:高度(大气压强随高度的增大而减小即高度越大,气压越低)天气
沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
测定大气压强值的实验是:托里拆利实验。
测定大气压的仪器是:气压计,常见气压计有水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)。
标准大气压:1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
增大压强:
增大与减小压强的方法
(1)S不变,F↑;
(2)F不变,S↓
(3) 同时把F↑,S↓。
减小压强:与增大压强方法则相反。
液体压强
体验液体压强的存在
装有液体的容器的形变
压强计:U型管两侧液面高度差来反映压强大小
原因:是由于液体受到重力作用。
液体压强特点:
(1)液体对容器底和壁都有压强,
(2)液体内部向各个方向都有压强;
(3)液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
根据液体压强公式:可得,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关。
计算公式:P=ρg h,
ρ是液体密度,单位是千克/米3;
g=9.8牛/千克;
h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是米。
让学习变得简单
核心考点解密
一、压强
1、压强
垂直压在物体表面上的力叫压力。压力并不都是由重力引起的,一般压力不等于重力。把物体放在水平桌面上时,如果物体不受其他力,则压力等于物体的重力。
研究影响压力作用效果因素的实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。
物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是表示压?ψ饔眯Ч奈锢砹俊?
压强公式:p=F/ S,其中:
p——压强——帕斯卡(Pa);
F——压力——牛顿(N)
S——受力面积——米2(m2)。
2、增大或减小压强的方法
增大压强的方法:增大压力、减小受力面积、同时增大压力和减小受力面积。
减小压强的方法:减小压力、增大受力面积、同时减小压力和增大受力面积。
二、液体的压强
1、液体压强特点
液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
液体压强的特点:⑴液体内部朝各个方向都有压强;⑵在同一深度,各个方向的压强都相等;⑶ 深度增大,液体的压强增大;⑷液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
2、液体压强的大小
液体压强公式:p=ρgh。
说明:
⑴公式适用的条件为:液体。
⑵公式中物理量的单位为:p——Pa;ρ——kg/m3;g——N/kg;h——m 。
⑶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。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。
3、连通器
上端开口,下部连通的容器叫连通器。
原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持总是相平的。
应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等。
三、大气压强
1、大气压的存在
实验证明:大气压强是存在的,大气压强通常简称大气压或气压。
2、大气压的测量——托里拆利实验。
⑴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在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
⑵原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
⑶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)。
⑷说明:
a实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
b本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
c将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
标准大气压——支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa ,可支持水柱高约10.3m
大气压的变化:大气压随高度增加而减小,大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢,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。
大气压的测量:测定大气压的仪器叫气压计。气压计分为水银气压计和无液气压计。
大气压的应用:活塞式抽水机和离心水泵。
四、流体压强与流速的关系
1、流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。
2、飞机的升力
机翼的上下表面存在的压强差,产生了向上的升力。
五、浮力
1、浮力的大小
浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力,这就是著名的阿基米德原理(同样适用于气体)。
2、浮力的公式:F浮= G排=ρ液V排g
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。
3、浮力的产生
浮力是由液体(或气体)对物体向上和向下压力差产生的。
六、浮力的应用
1、物体的浮沉条件
浸没在液体中物体,当它所受的浮力大于重力时,物体上浮;当它所受的浮力小于所受的重力时,物体下沉;当它所受的浮力与所受的重力相等时,物体悬浮在液体中。
漂浮在液面上的物体受到的浮力等于受到的重力。
2、浮力的应用
轮船:采用空心的办法增大排水量。排水量——轮船按设计的要求满载时排开的水的质量。
潜水艇:改变自身重来实现上浮下沉。
气球和飞艇:改变所受浮力的大小,实现上升下降。
经典例题突破
(2011·山东临沂)9.根据某建筑工程需要制成了一体积为1m3的正方体大理石块,经测定大理石块的质量为2.7×103kg。(g取10N/kg)
(1)该大理石的密度是多少?
(2)该大理石块放在水平地面上对地面的压强是多少?
【解题思路】(1)已知大理石的质量和体积,根据公式可求密度。
(2)知道大理石的质量,可以求对地面的压力F=G=mg,又知道正方体的体积可求其边长,然后可求受力面积s,再根据压强公式求解;
【答案】解:(1)大理石密度
ρ=
(2)大理石对水平地面的压力为
F=mg=2.7×103kg×10N/kg=2.7×104N
体积1m3的正方体大理石块底面积为S=1m2
大理石对水平地面的压强为
【点评】本题考查密度和压强的计算,关键是考查密度公式和压强公式的应用,难度较大。
(2011·浙江绍兴市·9题·4分)小敏利用海绵、桌子和砝码进行了如图探究实验。下列对整个探究活动的分析不正确的是( )
[来中教网]
A.探究的问题:压力的作用效果与什么因素有关
B.探究的方法:控制变量法
C.探究过程分析:通过观察海绵凹陷面积大小判断受力效果
D.探究的结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关
【解题思路】此题主要通过控制变量法探究出影响压力作用效果的因素。通过甲、乙两图得出压力的作用效果与压力的大小有关,乙、丙两图说明压力的作用效果与受力面积有关。故答案为C。
【答案】C
【点评】此题通过控制变量法探究出影响压力作用效果的因素,考查了学生实验探究能力和分析问题得出实验结论的能力。解答时知道转换法和控制变量法的应用。是一道基础的实验探究题。
(2011·广东湛江)22.2010年12月30日通车的湛徐高速,使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时,从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”.
今年“五·一”期间,爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg,车轮与地面的总接触面积为0.09m2,当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,汽车发动机牵引力为1000N,效率为30%,汽油的热值为4.6×107 J/kg(假设汽油完全燃烧,g取10N/kg).求:中国教育出版网]
(1) 汽车静止时对路面的压强.
(2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率.
(3)若汽车按照这种方式行驶,这次旅行全程往返250km,牵引力做的功是多少?李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?
【解题思路】(1)压强的公式P= ,水平路面受到的压力等于汽车的总重力G总,G=mg,所以P== =,代入数据可求出路面受到的压强。(2)根据功率的定义可得牵引力的功率P=,牵引力所做的功W=FS,而速度公式V=St,即:P===FV;(3)汽车发动机工作时,是汽油完全燃烧放出的内能转化为机械能,即发动机牵引力所做的功,可利用公式W=FS进行计算,发动机做功时,一部分内能散失在空气中,还有一部分能量克服摩擦而损失,牵引力做的功占燃料完全燃烧放出的热量的比例即为发动机的效率η。 根据效率的公式η=可得Q放=,再利用燃料的热值公式变形为m= 得出所需要的汽油质量。
【答案】22.解:(1)汽车静止时对地面的压力 F=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
汽车静止时对地面的压强 2×105Pa
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率
P=FV=1000N×25m/s=2.5×104W
(3) 全程往返约250km牵引力所做的功
W=FS=1000N×2.5×105m=2.5×108J
由得
全程往返约250km需要汽油的质量为:
答:(1)汽车静止时对在地面的压强2×105Pa.
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率2.5×104W.
(3)全程往返约250km牵引力所做的功2.5×108J;全程往返约250km需要汽油的质量为18.12kg.
说明:用其他方法解答,正确的同样给分.
【点评】 本题考查了压强P= 、功率P=FV、机械功W=FS、效率η、燃料的热值q、热量Q放等知识点,由于压强和功率的符号相同,容易引起学生的混淆,功率P=FV的公式也比较难理解,效率的问题中,要判断有用功和总功也不是一件容易的事,所以本题难度较大。
(2011哈尔滨)27.边长为4cm、密度为2×103kg/m3的立方体橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当把它捏成一只小船时,便能漂浮在水面上.以下计算结果正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)(
A.橡皮泥块的质量是l2.8 g
B.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28 N
C.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64 N
D.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是l.28×10-4m3
【解题思路】m=ρV=2g/cm3×43cm3=128g,A错;橡皮泥浸没后,排开液体体积等于物体体积,F浮=ρ液gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(4×10-2m)3=0.64N,B错;橡皮泥小船漂浮时,二力平衡F浮=G物=mg=0.128Kg×10 N/kg=1.28N,C错;V排=F浮/ρ液g=1.28N/(1.0×103 kg/m3×10 N/kg)=l.28×10-4m,D对。
【答案】D
【点评】本题考察浮力的相关计算,先分析物体的状态(下沉,漂浮),选择合适的公式,是解决本题关键。本题难度较大。
(2011·广东)12.如图5所示,密度为ρ的液体中有体积均为V的A、B、C三个实心物体,C正在向上运动,B静止,C正在向下运动。此刻它们受到的浮力分别为FA、FB、FC,三者的大小关系是________,请写出B物体所受的浮力表达式FB =______,B物体的密度为_______。
【解题思路】三个物体的体积相同,都浸没在液体中,根据阿基米德原理可知,它们受到的浮力相等 ,则FA=F B=FC =ρVg,B物体的密度ρB =m/v=G/gv= FB / gv=ρVg/vg=ρ,其实这个地方也可以根据实心物体悬浮时ρ物 =ρ液 判断。
【答案】答案内容FA=F B=FC ρVg ρ
【点评】本题考查物体的浮沉条件以及阿基米德原理的应用,本题难度较大。
(2011北京)12.甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。甲、乙
两容器的底面积分别为S1和S2,且2S1=3S2。甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底
图7
乙
甲
产生的压强为p1。乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p2,且p2=2p1。[源:教#网z#z#s#tep]
将A球浸在甲容器的液体中,B球浸在乙容器的液体中,两容器中均无液体溢出。液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,A、B两球所受浮力分别为F1和F2。则下列判断正确的是( )
A.F1>F2 ,ρ1<ρ2 B.F1 = F2 ,ρ1<ρ2
C.F1<F2 ,ρ1>ρ2 D.F1<F2 ,ρ1<ρ2
解析:甲、乙两个圆柱形容器形状不同,装入液体的密度不同,但液体的深度相同,甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为p1 =ρ1gh;乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p2 = ρ2gh。根据p2=2p1,可推知ρ2 = 2ρ1,故有ρ1<ρ2。当甲、乙两球放入两液体静止后,F甲 = F乙,则有F1 +ρ1ghS1= F2 +ρ2ghS2,因为ρ1ghS1 < ρ2ghS2,所以有F1>F2,
答案:A
思路点拨:本题综合考查了密度、液体的压强、浮力等知识,本题涉及了两个过程,运用对比分析,抓住等量关系列式,是解题的关键。
真题初体验
(2011·山东菏泽)24.(6分)你可以把轮船改装成“水下飞机”吗?参照你对飞机的理解,完成下列问题:
(1).为保证船员的生命安全,必须让这个水下飞机在失去动力时自动浮上水面,舱体设计必须满足的基本条件是:
(2)若没有潜艇的“吸水和排水”装置,如何让水下飞机下沉呢?(要求:用简短文字和简图说明你的设计)
[]
(3)按照你的设计,水下飞机下潜时,会停留在需要的深度做水平前进吗?要能控制水下飞机的下沉速度,并能让它保持一定深度水平前进,你又将怎么改变你的设计呢?(2分难)
【解题思路】本题是一道综合性试题,意在考查液体压强与流速的关系、浮力等知识。
【答案】(1)密封(密闭、空心)等均可(2分)
(2)给轮船安装一对下凸上平的机翼(1分)。机翼截面如图所示(1分)
(3)不能(1分),使机翼的上下表面的弯曲程度可调(或安装活动机翼)(1分)
【点评】根据题意,细心答题即可。
(2011·黑龙江 鸡西)9.杨老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,在动手动脑的过程中学习物理知识,揭示物理规律。下面的实验,不能揭示流体压强与流速关系的是 ( )
【解题思路】A、C、D出现的现象,都能说明流速大的位置压强下。B是利用大气压把饮料吸到嘴里。
【答案】B
【点评】气体流速与压强的知识和大气压的知识容易混淆,同学们一定要透过现象看本质。难度较小。
(2011·福州)19.2010年7月,我国自行设计、研制的载人潜水器“蛟龙号”在南海成功下潜3759m,并通过机械手在海底插上中国国旗,如图8所示,这标志我国已成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。“蛟龙号”潜入水下经过一段时间调试后匀速下潜,在匀速下潜过程中,它的动能____,受到的浮力____。在插旗过程中,国旗相对于海底是____(选填“运动”或“静止”)的。若“蛟龙号”能到达设计的深潜目标7000m处,它受到海水的压强是____Pa。(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【解题思路】由于动能与物体的质量和速度有关,所以在“蛟龙号”潜入水下经过一段时间调试后匀速下潜过程中,动能不变;而浮力与浸入液体中的深度无关,所以受到的浮力不变;在插旗过程中,国旗相对于海底的距离在减小,所以是运动的;p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×700m=7.21×107Pa。
【答案】不变;不变;运动;7.21×107。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式的掌握和运用,反映利用所学知识分析解决实际问题的能力,学了会用。
(2011重庆市)17.有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小唐则采用压强计进行探究:
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化_______(选填“大"或“小")。小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该____________。[§国教§育出§版网]
(2)小唐把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图15(甲)中U形管两边的液柱高度差较 小,认为图15(甲)烧杯中盛的是酒精。他的结论是不可靠的,因为没有控制金属盒在液体中的____________相同。
甲 图15 乙
[]
(3)小唐发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越 _________,表示液体的压强越__________。
(4)小唐还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差___________(选填“不变"或“变化")。表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强___________。
【解题思路】(1)压强计应该有良好的气密性,若气密性差,里面进入空气,则对外界压强的反应不灵敏,加不同压强时,两边液柱的高度差较小,若调节好,两边的液面应该相平;(2)液体的压强不但和液体的种类(密度)有关,还和浸入液体中的深度有关。当比较不同液体的压强时,应控制在液体中的深度相同,否则无法得出正确的结论;(3)同种液体密度不变,离液面越深,压强越大,U形管两边液柱的高度差就越大;(4)同种液体深度相同时,液体向各个方向的压强相等。
【答案】(1)小 相平 (2)深度 (3)大 大 (4)不变 相等[中_教_网
【点评】本题主要考查液体内部压强和压强计的使用,涉及到控制变量法,对结论性的内容的考查相对简单,难度较小。
(2011年无锡市)23. 悬停在空中的直升机受到升力和 ▲ 力的作用,其中升力的施力物体是 ▲ 。
【解题思路】地球上的任何物体都受到地球的吸引即重力作用,直升机停在空中受到的升力作用,是由螺旋桨转动时,螺旋桨上下表面空气产生不同压强差造成的。
【答案】重 空气
【点评】本题考察学生对物体的受力分析的理解,学生易错在认为升力的施力物体是直升机的发动机,难度中等。]
(2011·江苏南京·18题·2分)如图为运载“渣土”的某型号载重车的示意图.
(1)为保证交通安全,交管部门规定“渣土车”在市区行驶的速度不得超过30km/h.在遵守交通规则的前提下,“渣土车”行驶3000m至少需要 h.
(2)图中的6轮“渣土车”装载渣土后总质量为12t,则该车对水平路面的压力为 N.
规定车辆对地面的压强不得超过7×105 Pa,假设每只轮胎与地面的接触面积恒为0.02m2,则该车装载渣土后对地面的压力不得超过 N.(g取10N/kg)
[中国教育出版网]
【解题思路】(1);(2)F=G=mg=1.2×104kg×10N/kg=1.2×105 N;F=PS=7×105 Pa×0.02m2×6=8.4×l04N。
【答案】(1)0.1 (2)1.2×105 8.4×l04
【点评】本题考查了速度、压力和压强的简单计算。易错点:受力面积因为6个轮子的着地面积。试题难度适中。
(2011·江苏南京·20题·2分)如图所示,水平地面上甲、乙两圆柱形容器中的液面相平,A、B、C三点液体的压强分别为 pA、pB和pC.(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
(1)pA、pB和pC的大小关系是 ;:中+教+网z+z+s+tep]
(2)要使水在C点的压强pC变小,可以采取的做法是 (写出一种即可).
【解题思路】根据液体压强公式P=ρgh,可知同种液体的压强,随深度的增加而增大,故pB<pA。同一深度时,液体的密度越大,液体的压强越大,故<pA<pC。则pB<pA<pC。(2)要使水在C点的压强pC变小,只能减小液体的深度,故可以倒出适量的水。
【答案】(1)pB<pA<pC (2)倒出适量水(其它答案合理亦可)
【点评】本题重点考查了影响液体大小的因素。试题难度适中。
[。zs。]
(2011·江西)25、洋洋同学家的卫生间下水道堵塞了,他爸爸利用吸盘很快就将下水道疏通了,如图16所示,为此他突然联想到所学过的大气压知识,于是,洋洋和瑞瑞同学合作利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案
【方案设计】
(1)用刻度尺测出吸盘的直径D;
(2)将吸盘四周沾上水,挤出里面的空气压在光滑的水平地面上;
(3)用力竖直往上拉吸盘柄,直到吸盘脱离地面,根据经验估测拉托吸盘所需拉力的大小[来
(4)计算出当地大气压强
【评估交流】
洋洋同学说:我们的实验原理是 ,操作过程规范,较方便地估测出了大气压强。
瑞瑞同学说:在操作过程中,我发现存在 、 等问题,尽管我嫩的操作规范,但估测的结果误差较大,洋洋认真思考后,同意了瑞瑞的意见,然后,他们继续一起探讨如何改进方案,尽量减少测量误差。
根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情况,请你回答,洋洋和瑞瑞测出的大气压强
P= (用字母表示);实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水,这样做的目的是 。
要准确测量,应该利用课本中介绍的 进行测量。
【解题思路】根据P=F/S,测出压力F和受力面积S,就可计算出大气压;其中根据二力平衡,利用转换法间接测出压力的大小;实验中主要有两个地方带来较大的误差:拉力的测量和盘内不是真空。
【答案】P=F/S 吸盘中的气体挤不干净(不是真空) 拉脱所需力的大小估测偏差大 4F/3.14D2 防止外面的气体进入吸盘 气压计(托里拆利实验)
【点评】本题注重考查科学探究中的“评估”环节,试题立意新巧,考生对如何测量大气压问题不大,但对误差分析普遍比较欠缺,试题难度中等。
(2011哈尔滨)44.(2分)重8N的木块放在水平桌面上,用2N的水平拉力拉动时,木块做匀速直线运动,当水平拉力增加到3N时,木块受到的合力为 N;若木块与桌面的接触面积为0.02m2,则木块对桌面的压强为 Pa.
【解题思路】当水平拉力为2N时,物体做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,大小相同。又因为滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度和压力大小有关。接触面粗糙程度和压力都没有改变,因此滑动摩擦力大小不变。当拉力增大到3N时,滑动摩擦力仍是2N,两个力方向相反,F合=F拉-f=3N-2N=1N;物体放在水平面上,此时压力大小等于重力大小,根据P=F/S=8N/0.02m2=400Pa
【答案】1 400,
【点评】本题考察学生受力分析能力,通过平衡状态判断平衡力,了解滑动摩擦力大小与哪些因素有关,会求合力,知道重力和压力的区别和联系,会求压强。本题难度较大。
(2011·广东)21.(6分)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图20所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题:
源:中*国教*育出*版网]
(1)压力的作用效果的大小是通过比较海绵的 程度来确定。
(2)分析比较图⒛乙和丙的实验现象,可以得出结论: 。]
(3)分析比较图 的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著.
(4)进一步综合分析图⒛甲、乙、丙和丁的实验现象,并归纳得出结论:
。
【解题思路】力的作用效果有两个:一是改变物体的运动状态,二是改变物体的形状,这里是改变物体的形状,通过海绵的形变大小来反映压力的作用效果。从乙和丙图可以看出,海绵受到的压力相同,但是受力面积不同导致产生的作用效果不同,说明压力的作用效果与受力面积的大小有关。乙和丁图比较发现海绵形变大小不同是由于压力的大小不同产生的。分析所有的图可以看出,压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,而且与受力面积的大小也有关系,进一步分析还可以发现,压力越大,且受力面积越小时,压力的作用效果越显著。
【答案】答案内容形变 当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
乙、丁 压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,压力越大,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【点评】本题考查读图能力以及控制变量法的应用,还考查学生的语言表达能力。本题难度中等。
(2011北京)12.甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。甲、乙
两容器的底面积分别为S1和S2,且2S1=3S2。甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底
图7
乙
甲
产生的压强为p1。乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p2,且p2=2p1。[国教育出版网]
将A球浸在甲容器的液体中,B球浸在乙容器的液体中,两容器中均无液体溢出。液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,A、B两球所受浮力分别为F1和F2。则下列判断正确的是( )
A.F1>F2 ,ρ1<ρ2 B.F1 = F2 ,ρ1<ρ2
C.F1<F2 ,ρ1>ρ2 D.F1<F2 ,ρ1<ρ2
解析:甲、乙两个圆柱形容器形状不同,装入液体的密度不同,但液体的深度相同,甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为p1 =ρ1gh;乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p2 = ρ2gh。根据p2=2p1,可推知ρ2 = 2ρ1,故有ρ1<ρ2。当甲、乙两球放入两液体静止后,F甲 = F乙,则有F1 +ρ1ghS1= F2 +ρ2ghS2,因为ρ1ghS1 < ρ2ghS2,所以有F1>F2,
答案:A
思路点拨:本题综合考查了密度、液体的压强、浮力等知识,本题涉及了两个过程,运用对比分析,抓住等量关系列式,是解题的关键。[#教#网z#z#s#tep]
(2011北京)17.意大利科学家托里拆利首先用实验的方法测出了 的数值。
解析:托里拆利首先用实验的方法测出了大气压强的数值。
答案:大气压强
思路点拨:记住托里拆利实验及大气压强的大小是解答此类题的关键。
(2011·山东临沂)7.在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示的一系列实验。请你根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题:
(1)物体全部浸入水中受到的是 N;
(2)根据图(a)、(b)、(c)实验可得出浮力的大小与 有关;
(3)根据图 实验可得出浮力的大小与液体密度有关。
【解题思路】(1)分析图中A、B、C发现,物体逐渐浸入液体中,排开液体的体积逐渐增大,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明浮力大小与排开液体的体积大小有关;物体所受浮力的大小可以用称重法测出,即:物体在空气中的重力减去物体浸入液体中时弹簧测力计的示数。即F浮=G-F拉=3.8N-2N=1.8N.要分析浮力的大小与液体密度有关,前提应该是物体排开液体的体积相同,所以符合的应该是(b) 、(c)或者是(a)、(b) 、(c)。
【答案】(1)1.8 (2)液体密度 (3)(a)、(b) 、(c)(只填(b)、(c)同样给分)
【点评】本题为一道实验探究题,要利用好控制变量法分析问题,难度中等。
(2011·广东湛江)10.我市于2011年6月6日(端午节)成功举办了第五届“中国湛江海上国际龙舟邀请赛”,在划龙舟比赛活动中,下列有关说法中正确的是( )
A.以龙舟上的运动员为参照物,龙舟是运动的
B.龙舟漂浮在水面上时,龙舟所受的浮力大于重力
C.桨往后划,龙舟前进,说明物体间力的作用是相互的
D.停止划桨后,龙舟还会继续前进一段距离,是因为受到惯性力的作用
【解题思路】 龙舟上的运动员坐着的位置不变,龙舟相对于运动员的位置也不变,所以,以龙舟上的运动员为参照物,龙船是静止的,故A错;龙船漂浮在水面上时,在竖直方向上所受到的力是一对平衡力,一对平衡力关系是力的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一受力物体上,所以,龙船所受的浮力等于重力。故B错。桨往后划水时,水也给桨一下向前的力,推动龙舟向前进,这是物体间力的作用是相互的,故C正确。惯性是一种性质,不是力,不能说“惯性力”、“惯性的作用”、“受到惯性力的作用”,所以D是一种科学性的错误。
【答案】 C
【点评】 本题考查了机械运动、平衡力、力的相互作用、惯性的知识点,理解各考点是解决本题的关键,难度中等。
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(2011 山东聊城)6. 2010年12月25日,我国的“远望六号”测量船完成“嫦娥二号”卫星等海上测控任务平安回到祖车,如图所示。“远望六号”测量船满载时排开水的质量为26000t,它采用当今航天、航海气象、通信等领域最新技术,“远望六号”是中国航天活动的护航使者。(g取10N/kg,海水的密度取1.0×103kg/m3,光速为3×108m/s)
(1)满载时,“远望六号”受到的浮力有多大?
(2)若船底某处的声纳系统探测头距海面的深度为7.5m,则该处受到海水的压强是多少?
(3)在航天测量时,通过船载雷达发现了目标。若雷达出电磁波经2×10-3s收到了回波,则目示距“远望六号”的距离是多少?
【解题思路】(1)根据漂浮特征可知,“远望六号”受到的浮力等于满载时的总重力;(
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