第十四章压强和浮力中考复习

第十四章压强和浮力2012年中考总复习［考点提示］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。了解测量大气压强的方法；2通过实验探究，认识浮力。知道物体浮沉条件。经历探究浮力大小的过程。知道阿基米德原理；3通过实验探究，初步了解流体压强与流速的关系。一、压强：(1)压力：①产生原因：由于物体相互接触挤压而产生的力。②压力是作用在物体表面上的力。③方向：垂直于受力面。④压力与重力的关系：力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。(2)压强是表示压力作用效果的一个物理量，它的大小与压力大小和受力面积有关。(3)压强的定义：物体单位面积上受到的压力叫做压强。(4)公式：P=F/S。式中P表示压强，单位是帕斯卡；F表示压力，单位是牛顿；S表示受力面积，单位是平方米。(5)国际单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa1Pa=lN/m2，其物理意义是：lm2的面积上受到的压力是1N。2.增大和减小压强的方法(1)增大压强的方法：①增大压力：②减小受力面积。(2)减小压强的方法：①减小压力：②增大受力面积。考点1.压强［复习指要］该考点是学习各种压力压强的基础，概念性的知识很多，包括压力压强的概念、压力的作用效果、增大和减小压强的方法。学生易错点有三个：①理解分清压力和压强；②压力与重力的联系与区别；③求压强时受力面积的判断。［精题解析］典例为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，小丽同学用控制变量法做了如下图所示实验：(a)一块砖平放在泡沫上(b)两块砖叠放在泡沫上(c)一块砖竖放在泡沫上观察比较(a)、(b)的情况可知压力的作用效果与___有关；比较图(a)、(c)的情况可知压力作用的效果与____有关；用控制变量法还可探究_____实验。(只填一个)二、液体压强1.液体压强的特点(1)液体向各个方向都有压强。(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。(3)同种液体中，深度越深，液体压强越大。(4)在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。2.液体压强的大小(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。(2)公式：P=ρgh。式中，P表示液体压强单位帕斯卡(Pa)；ρ表示液体密度，单位是千克每立方米(kg/m3）；h表示液体深度，单位是米(m)。3.连通器——液体压强的实际应用(1)原理：连通器里的液体在不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。(2)应用：水壶、锅炉水位计、水塔、船闹、下水道的弯管。考点2.液体的压强［复习指要］该考点的重点是液体压强的特点及其实际应用——连通器。难点和易错点是①判断影响液体压强的因素：根据液体压强公式p=ρgh可知，液体压强只跟液体密度与深度有关，与液体的重力、容器的底面积及容器的形状无关，需要强调的是“深度”是液体中某点距液面的垂直距离，不要把“深度”等同为“高度”（某点距液体底部的距离）或“长度”（两个点之间的距离）。②计算容器底部受到的液体压力：利用液体压强求压力F=Ps不易出错，而利用液体的重力求压力F=G时必须满足容器是粗细均匀且液体中没有其它物体。［精题解析］典例如图两只相同的烧杯分别装有质量相等的煤油和水，则两只杯子底部受到液体的压强应该是（）Ａ．P甲＞P乙Ｂ．P乙＞P甲Ｃ．P甲=P乙Ｄ．无法判断［导析］据图可判断得出甲是水，乙是煤油，而ρ水＞ρ煤油、h水＜h煤油，直接根据液体压强公式P=ρ液体gh无法判断液体压强大小。而此容器是粗细均匀容器，可利用F=G得出容器底部受到压力相等，又因为容器的底面积相同，根据P=F/S得压强相等。答案：C。三、大气压强1.大气压产生的原因：由于重力的作用，并且空气具有流动性，因此发生挤压而产生的。2.大气压的测量——托里拆利实验(1)实验方法：在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用于指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。放开于指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测出管内外水银面高度差约为76cm。(2)计算大气压的数值：P0=P水银=ρgh=13.6X103kg/m3X9.8N/kgX0.76m=1.013x105Pa。所以，标准大气压的数值为：P0=1.013Xl05Pa=76cmHg=760mmHg。(3)以下操作对实验没有影响：①玻璃管是否倾斜；②玻璃管的粗细；③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气，液体高度减小，则测量值要比真实值偏小。(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。3.影响大气压的因素：高度、天气等。在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。4.气压计——测定大气压的仪器。种类：水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。5.大气压的应用：抽水机等。考点3.大气压强［复习指要］该处考查大气压强的存在、产生、相关现象的解释，还有大气压的测量、单位、大小（不同高度、不同季节、不同天气大气压值不同），最后还要了解抽水机的工作原理。难点是对托里拆力实验原理的正确理解：细长玻璃管中是真空，大气压强跟管内水银柱产生的液体压强相等，利用p=ρgh计算出水银柱产生的压强就知道了大气压强值。［精题解析］典例据某报报道：在汶川大地震后的第七天，为采访抗震救灾第一线的感人事迹，记者随空军战士乘坐装着空投物资的军用运输机冲向蓝天，五分钟后，飞机上升到3200米的高空．由于气压急剧变化，记者用来做采访记录的签字笔的笔尖在不断地滴出墨水．……报道中“签字笔的笔尖在不断地滴出墨水”的原因是由于大气压随高度的增大而(选填“增大”或“减小”)，笔管内的气压(选填“大于”或“小于”)笔管外的气压。［导析］不同高度大气压不同，且高度越高，空气越稀薄，大气压越小。答案：减小大于。四、液体压强与流速的关系1.在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。2.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。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。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。考点4.液体压强与流速的关系［复习指要］该考点内容少，需了解流体压强与流速的关系，并用其解释有关现象。飞机的升力是易错点，大家容易理解飞机是靠浮力上升的。［精题解析］典例如图所示，小纸条靠近水龙头流下的稳定的水流，你预测小纸条的运动情况是怎样的，物理依据是什么？［导析］在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。答案：预测小纸条将向水流靠近。依据空气流速大的地方压强较小，流速小的地方压强大；由于水流动，纸与水流间的空气流动速度较快，纸与水流之间的空气压强较小，纸的另一侧（右侧）空气流速较慢，空气的压强较大；水流与纸条间的空气压强大于纸条右侧的空气压强，两侧的空气压力差将纸条压向水流。（化学实验室里常用的水流抽气机就是利用了此原理，见右图9）五、浮力1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力，这个力就是浮力。2.一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。3.浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数，即F浮=G-F′4.阿基米德原理：浸在液体里的物体受的浮力，大小等于它排开的液体受的重力。用公式表示为；F浮=G排。(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式；F浮=G排=m液g=ρ液gV排。(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。考点5.浮力［复习指要］浮力的知识点多、难度大、灵活性强，是中考题中的重点内容。包括浮力的方向、测量、计算方法、阿基米德原理（重点）及其解释相关现象。浮力的计算方法包括：①液体中下沉物体的浮力可以用测量法：F浮=G－F，G是物体在空气中的称重，F是物体浸没在液体中的称重；②漂浮或悬浮在某液体中的物体的浮力根据平衡条件求出：F浮=G物；③粗细均匀的物体可以利用压力差法计算得出：F浮=F向上－F向下，F向上是物体下表面受到的液体给它向上的压力，F向下是物体上表面受到的液体给它向下的压力；④适用于任何情况的阿基米德原理法：F浮=G排。典例在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：①可能跟物体浸入液体的深度有关；②可能跟物体的重力有关；③可能跟物体的体积有关；④可能跟物体浸入液体的体积有关；⑤可能跟液体的密度有关。为了验证上述猜想，李明做了如图14所示的实验：他在弹簧测力计下端挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中：⑴铁块从位置1－2－3的过程中，弹簧测力计的示数_____，说明铁块受到的浮力；从位置3－4的过程中，弹簧测力计的示数______，说明铁块受到的浮力______。（填“变大”、“变小”或“不变”）⑵通过这一实验可以验证上述猜想______是正确的，猜想_______是不正确的（填上面猜想的序号）。图143214⑶给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐（如图15），请你设计实验验证浮力与液体的密度是否有关。简要写出你的实验验证的方法。［导析］整个实验过程中物体重力、体积和液体密度都没有改变，所以无法验证浮力是否和②③⑤因素有关；根据3－4可知浮力和物体浸入液体中的深度无关；根据1－2－3－4可知浮力和物体浸入液体的体积有关。答案:⑴变小变大不变不变；⑵④正确①不正确；⑶先把鸡蛋放入清水中，鸡蛋会下沉，在向水中放入适量的食盐，鸡蛋会慢慢上浮。说明鸡蛋浸没在清水和盐水中受到的浮力不同，由此验证物体受到的浮力与液体的密度有关。六、浮力的应用1.浸在液体中物体的浮沉条件浮力与物重的关系液体密度与物体密度物体运动状态(1)物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面。如下表：浮力与物重的关系液体密度与物体密度物体运动状态F浮G物ρ液ρ物物体上浮F浮G物ρ液ρ物物体下沉F浮=G物ρ液=ρ物物体悬浮在液体中任何深度处(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力，在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中。如下表：物体所处状态浮力与物重的关系液体密度与物体密度的关系漂浮F浮=G物ρ液ρ物悬浮F浮=G物ρ液=ρ物沉底F浮G物ρ液ρ物2.应用(1)轮船①原理：把密度大于水的钢铁制成空心的轮船，使它排开水的体积增大，从而来增大它所受的浮力，故轮船能漂浮在水面上。②排水量：轮船满载时排开的水的质量。(2)潜水艇原理：潜水艇体积一定，靠水舱充水、排水来改变自身重力，使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。(3)气球和气艇原理：气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气)，通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积，从而改变所受浮力大小。考点6.浮力的利用［考点解读］该考点内容简单、实用性强，包括㈠物体的浮沉条件：浸在液体中的物体受到浮力和重力①当F浮＞G，物体上浮，最终它会露出液面，漂浮于液体表面。②当F浮＝G，物体悬浮，会静止于液体中任何深度。③当F浮＜G，物体下沉，最终它会沉于液体底部；㈡浮力的应用：轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理；㈢密度计：用来测量液体的密度，它总是漂浮在待测液体中。