压强与浮力知识点及计算题

压强与浮力知识点及计算题⒈压强P：物体单位面积上受到的压力叫做压强。压力F：垂直作用在物体表面上的力，单位：牛（N）。压力产生的效果用压强大小表示，跟压力大小、受力面积大小有关。压强单位：牛/米2；专门名称：帕斯卡（Pa）公式：F=PS【S：受力面积，两物体接触的公共部分；单位：米2。】改变压强大小方法：①减小压力或增大受力面积，可以减小压强；②增大压力或减小受力面积，可以增大压强。⒉液体内部压强：【测量液体内部压强：使用液体压强计（U型管压强计）。】产生原因：由于液体有重力，对容器底产生压强；由于液体流动性，对器壁产生压强。规律：①同一深度处，各个方向上压强大小相等②深度越大，压强也越大③不同液体同一深度处，液体密度大的，压强也大。[深度h，液面到液体某点的竖直高度。]公式：P=ρghh：单位：米；ρ：千克／米3；g=9.8牛／千克。⒊大气压强：大气受到重力作用产生压强，证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验，测定大气压强数值的是托里拆利（意大利科学家）。托里拆利管倾斜后，水银柱高度不变，长度变长。1个标准大气压＝76厘米水银柱高＝1.01×105帕＝10.336米水柱高测定大气压的仪器：气压计（水银气压计、盒式气压计）。大气压强随高度变化规律：海拔越高，气压越小，即随高度增加而减小，沸点也降低。六、浮力1．浮力及产生原因：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它向上托的力叫浮力。方向：竖直向上；原因：液体对物体的上、下压力差。2．阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受重力。即F浮＝G液排＝ρ液gV排。（V排表示物体排开液体的体积）3．浮力计算公式：F浮＝G-T＝ρ液gV排＝F上、下压力差4．当物体漂浮时：F浮＝G物且ρ物ρ液当物体悬浮时：F浮＝G物且ρ物=ρ液当物体上浮时：F浮G物且ρ物ρ液当物体下沉时：F浮G物且ρ物ρ液压强、液体内部的压强、大气压强【知识结构】这部分知识大体上可以划分为三个部分：固体压强、液体内部压强、大气压强一、固体压强1．压力：把垂直压在物体表面上的力叫做压力，压力的特征：（1）压力产生的条件是物体之间相互接触且发生挤压，物体发生形变。（2）压力的方向总是垂直于物体的受力面指向物体内部。（3）压力的作用点在被压物体的受力面上，一般在接触面中心。（4）压力的大小可由物体的平衡条件和相互作用力大小相等这些规律来确定。2．压强：衡量压力的作用效果。计算压强的公式p=F/S，单位：帕斯卡（Pa）3．液体内部压强及其计算公式（1）液体压强产生的原因：a.液体由于重力的作用，对支撑它的容器底产生压强；b.液体没有固定形状，具有流动性，对阻碍作用它流动的容器壁产生压强；c.液体内部由于各相邻部分之间的挤压，液体内部向各个方向都有压强。（2）液体压强的特点和规律a．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。b．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。c．不同液体的压强跟它的密度有关。（3）液体压强的公式：p＝ρgh，从公式可以看出，液体的压强只跟液体的密度和液体的深度有关，而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积无关。4．大气压强及托里拆利实验(1)大气对浸没在它里面的物体的压强叫作大气压强，大气压强产生的原因是空气受到重力的作用，而且能够流动，因而空气对浸在他里面的物体产生压强。（2）托里拆利实验是最早测得大气压值的实验，该实验测得的大气压的值是760mm高水银柱。【方法提示】1．重力与压力的区别（1）重力是由于地球吸引而使物体受到的力，施力物体是地球，受力物体是地面附近的一切物体。（2）压力是垂直作用在物体表面上的力，是由于物体间的挤压形变而产生的，施力物体是施加压力作用的物体，受力物体是被压物体。（3）重力的方向总是竖直向下；压力方向总是垂直于支撑面，由于物体支撑面有不同的方向，所以压力也有不同的方向。【例题1】下列说法正确的是〔〕A.压力是由于物体重力引起的B.物体对支撑面的压力总等于重力C.相互接触的物体间必存在压力D.压力的方向不一定竖直向下【解析】重力可以产生压力，但压力并非都是有重力产生，故A是错误的，压力与重力的大小并无直接联系，只有当物体在水平面上，且在竖直方向只有重力与支持力，且处于平衡状态，此时压力大小与重力大小相等。故B错。若两物体相互接触，而无挤压作用不产生压力，因此C错，正确答案应为D。2．灵活运用压强公式进行计算（1）利用p=F/S计算固体压强的关键是确定受力面积，解题时，要抓住“受力”二字，分析物体表面到底有多大面积受到压力作用，而不能取任意的一个面积代入。（2）解题的思路：①根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力F；②确认受力面积S；③再根据公式p=F/S求出压力对受力面的压强，要特别注意压力和重力的区别。【例题2】芭蕾舞演员体重为475N，每只脚掌面积为150cm2，表演时足尖与地面的接触面积为9.5cm2；大象的体重为6×104N，每只脚掌面积600cm2。求：（1）芭蕾舞演员足尖着地表演时和大象四脚着地时各自对地面的压强。（2）芭蕾舞演员和大象是否都能在冰冻的河面上行走？（封冻河面能承受的最大压强是3.4×104Pa）【解析】（1）芭蕾舞演员表演时足尖对地的压强：P1＝F1/S1=G1/S1=5×105Pa大象四脚着地时对地的压强：P2＝F2/S2=G2/S2=2.5×105Pa(2)芭蕾舞演员行走时单脚着地，其对地压强：p2=F2/S2=3.17×104Pa且P2＜3.4×104Pa芭蕾舞演员能在封冻的冰面上行走大象行走时两只脚着地，对地压强：p3=F3/S3=5×105Pa且p3＞3.4×104Pa大象不能在封冻的冰面上行走。解答该题时，要求能够正确运用压强的概念、定义、公式。第二问，判断“人和动物”行走时有几只脚着地”，需要平常细心的观察和体会。3.公式p=F/S和p＝ρgh的综合运用【例题3】如图1所示，放在水平面上容器内装有质量为1kg的水，若水深h＝18cm，容器底面积S＝50cm2，不计容器的质量。求：（1）离容器底8cm处有一个A点，A电处受到水的压强和方向；（2）水对容器底的压力和压强；（3）容器对桌面的压力和压强。【解析】本题将液体压强与固体压强知识综合联系起来，考查学生是否弄清液体压强和固体压强的区别求水对容器底部的压力和压强是液体压强的问题，求液体的压力，压强，应先求出水对容器底的压强，再求水对容器底的压力。求容器对桌面的压力和压强，属于固体的压力、压强问题。求固体的压力、压强，应先求出它对桌面的压强。（1）hA＝18cm－8cm＝10cm＝0.1mpa＝ρ水ghA＝1.0×103×9.8×0.1＝980（Pa）（2）水对容器底的压强：p＝ρ水gh水＝1.1×103×9.8×0.18＝1764（Pa）水对容器底的压力：F＝p水S容＝1764×50×10-4＝8.82(N)（3）容器对桌面的压力F′＝G水＋G容，由于容器质量忽略不计所以F′＝G水＝m水g＝1×9.8＝9.8（N）容器对桌面的压力p′＝F′/S容＝1960（Pa）当遇到容器形状是规则的柱形，可以灵活运用公式p＝F/S与p＝ρgh解决问题，液体对容器底部的压力就等于液体的重力，即F=G,可以利用液体的压强公式：p＝F/S进行分析或计算。4.托里拆利实验与大气压强【例题4】在托里拆利实验中，要使管中的水银的长度增大一点，可以采用〔〕A．将玻璃管向上提一提B.将玻璃管向下插一插C.给水银槽中再加些水银D.将玻璃管倾斜一点【解析】托里拆利实验中，玻璃管中的水银柱的竖直高度所表示的压强相当于当时的大气压强。如果外界大气压不变，那么水银柱的竖直高度也无法改变，因此A、B、C三种做法不能影响管内水银柱的高度，在竖直高度一定的情况下，要想使水银柱的长度增大一点，只有让水银柱倾斜一点，应选D。解此题应抓住托里拆利实验的本质――大气压支持着水银柱，就能准确地判断出外界大气压不变，则其管内水银柱高度也不变。如果“把玻璃管换粗一点”，“管内混有少量空气”、“在管的顶端或侧壁扎个小孔”？情况又会怎样？【对应训练】1．载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多，轮胎比普通汽车的轮胎宽，这是为了增大，减小对路面的。2．拖拉机的履带有一块块的金属板连接而成，每块金属块上都有一两条凸起的棱，金属板的作用和物理原理，凸起的棱的作用和物理原理是。3．如图3所示，瓶中水从小孔A、B流出，说明液体对容器的有压强，从B孔射出的水喷的更急，说明液体的压强随增加而增大。4．将杯子里装满水，用纸片把杯口盖严，按住纸片，把杯子倒过来，放手后，纸片不会掉下来，杯子里的水也不会流出来（如图4甲所示），这表明。把杯子放于如图4乙、丙所示位置，纸片都不会掉下来，这说明。5．大气压会随高度变化而变化。青藏高原的大气压比内陆盆地的大气压。登山运动员把气压计从高山顶上拿到山脚下时，气压计的读数将。6.物体A静止在水平桌面上如图5所示。若把A稍微向右水平移动，则A对桌面的压力F、压强p的变化情况是〔〕A．F变大，p变小B.F不变，p变小C.F不变，p变小D.F变大，p变小7.游泳的人潜入水中后，由于水对耳膜的压强作用，耳朵会有胀痛的感觉，下列说法正确的是（）A．潜入水中越深，胀痛的越厉害B.在同一深度，耳朵向着水面下，比向着水面上，胀痛的感觉要好一些C.在水中身体竖直向上时，左右耳朵都不感觉胀痛，因为两侧的压强都抵消了D.以上说法都不正确8.在冬季，剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时护觉得很紧，不易拔出来，其主要原因是〔〕A.软木塞受潮膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小C.瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住D．瓶内气体因温度降低而压强减小，大气压把瓶塞压紧9.氢气球升到高空时会破裂，其主要原因是〔〕A．高空温度低，橡皮膜的耐压能力减弱B.高空中大气压变小，球内气压比外界气压大得多，将气球胀破C．高空大气压较大，将气球压破D．高空温度较低，球内气压较大，将球胀破10．小华往墙上按图钉。已知图钉帽的面积是1cm2，图钉尖的面积是5×10-4cm2，手指对图钉帽的压力是20N，求图钉尖对墙的压强和手对图钉帽的压强。11.今年夏天，爸爸带着小亮第一次去海边游泳，当小亮由浅水处往水的深处走时，感到胸口越来越闷，他问爸爸有没有这种感觉，爸爸说也游，并问他这是什么原因，你能帮小亮回答这个问题吗？12．2003年5月13日，中央电视台播出一则新闻，我国最新生产一种专门用于运送SARS病人的救护车，救护车的驾驶室不仅与救护舱隔离，保障驾驶员不受感染，而且救护舱形成了一个负压区（即气压小于大气压的区域）。请你解释一下：救护舱形成负压区的目的是什麽？可以采用什么方法实现这个目的？【参考答案】1.受力面积压强2.增大受力面积减小对地压强使接触面粗糙增大摩擦力3．侧壁深度4.大气存在压强地区向各个方向都存在压强5.小增大6.B7.A8.B9.B10.4×108Pa5×105Pa11.水越深压强越大12.病人的飞沫不向外传播负压区的气压小于外界大气压例1：图所示，一边长为10cm的立方体木块，在水中静止时，刚好有二分之一露出水面．若g取10N/kg，求：①木块的密度是多大？②用手将木块缓慢压人水中，当木块刚好全部没人水中时，手对木块的压力是多大？分析：（1）利用F浮=G即可求出木块的密度；（2）利用F浮=G+F即可求出作用在木块上的力．解答：已知：a=10cm，V浸没=1/2V，g=10N/kg求：ρ，F（1）由F浮=G得，ρ水g×1/2V=ρ木gVρ木=1/2ρ水ρ木=0.5×103kg/m3；（2）由F浮=G+F得，ρ水gV=ρ木gV+FF=1.0×103×10×10-3N-0.5×103×10×10-3N=5N；答：木块的密度是0.5×103kg/m3，手对木块的压力是5N．例2：如图所示，将一块重为3N，体积为10-4m3的石块，用细线系着浸没在装有水的柱形容器中，求：（1）石块的密度；（2）石块所受浮力；（3）细线受到的拉力；分析：（1）根据