第十四章压强和浮力Word格式.docx
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Ⅱ 探究实践
液体内部的压强跟什么因素有关
【实验目的】
【实验器材】
【实验过程】
(请写出实验步骤后进行实验)
1.观察图14-1,探究液体压强和深度关系。
图14-1
(1)________相同时,观察________________
(2)观察现象并记录在下表中。
测量次数
液体种类
探头探入深度/cm
两液面高度差/cm
(3)分析实验数据,得到:
________________________。
2.观察图14-2,探究液体压强和密度关系。
(1)________相同时,观察________________________________________
图14-2
【实验拓展】
实验桌上有两只大烧杯,其中一杯盛有纯净水,另一杯盛有盐水,谈谈你将如何利用压强计区分它们。
探究浮力的大小跟什么因素有关
【进行实验】
1.问题1:
浮力的大小与哪些因素有关?
(1)下面是某同学提出的猜想与假设:
①鸡蛋沉入清水中,然后在水中加盐,直到鸡蛋上浮到液面。
由此猜想:
浮力大小可能与________有关。
②从水中提水,装满水的小桶露出水面越多,提桶用的力越大。
③你还有哪些猜想?
(2)按图14-3和图14-4完成实验,验证假设。
图14-3图14-4
分析图14-3可以得出的结论:
________。
分析图14-4可以得出的结论:
(3)根据上面提示,你是不是知道一种测浮力的方法?
说说看。
(4)一个同学认为物体受到的浮力大小和物体的重力无关。
为了证明自己的想法是否正确,他找到了一个铁块和一个铝块,足够的水,弹簧测力计等工具,你认为,他做实验的时候,应该让铁块和铝块的________相同。
请你写出实验步骤和结论。
步骤:
结论:
2.问题2:
浮力的大小等于什么?
(1)两千多年前,希腊学者阿基米得为了鉴别王冠是否掺假,冥思苦想很久。
一天,他跨进盛满水的浴缸洗澡时,看到浴缸里的水往外溢,他忽然想到:
物体浸在液体中的体积________物体排开液体的体积。
(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)写出实验步骤并进行实验,验证你的猜想。
把数据记录在表格中(参照下表)。
实验
次数
物重
G/N
物体浸没水中时测力计示数F/N
空杯重
G杯/N
杯和水总重G总/N
浮力
F浮/N
排开水
的重力
G排/N
1
2
3
(3)分析实验数据,比较浮力与排开水的重力,你发现什么?
得到结论:
________________
________________________________________。
这就是著名的阿基米得原理。
写出阿基米得原理的数学表达式:
________________。
(4)分析阿基米得原理的数学表达式,可以看出,浮力的大小只和两个因素有关,这两个因素是________和________。
Ⅲ 诊断反馈
第一节压强
(一)
1.向木板上按图钉,钉帽、钉尖的面积分别为40mm2和0.4mm2,手指对图钉帽的压强为1×
106Pa,则钉尖作用在木板上的压力为()
A.400NB.40NC.4ND.0.4N
2.一个人站在水平地上,双脚着地,他对地面的压强最接近于()
A.10PaB.100PaC.103PaD.104Pa
3.关于压力的方向,下列说法正确的是()
A.是竖直向下的B.垂直于受力物体表面
C.可以是竖直向上的D.可以不跟受力物体表面垂直
4.将一均匀的长方体放在水平桌面上,沿图14-5所示的中间线切去一半,则长方体的密度、长方体对桌面的压强和压力将()
A.密度、压强、压力均减小B.密度不变、压强、压力均减小
C.密度、压强不变、压力减小D.密度、压强、压力均不变
5.下列措施中,哪些是为了减小压强()
A.载重汽车装有很多的车轮B.建筑物的门柱下铺有宽大的基石
C.木桩的下端削成尖形D.常在固定零件的螺母下放一个垫圈
6.物理学中把________在物体________上的力,叫做压力。
7.如图14-6中,墨水瓶放在桌面上,画出墨水瓶受到的重力和墨水瓶对桌面的压力的示意图。
其中重力的施力物体是________,受力物体是________;
压力的施力物体是________,受力物体是________。
图14-5图14-6图14-7
8.
(1)345cm2=________m2
(2)4×
106m2=________cm2
(3)1.96×
105Pa=________N/m2(4)6MPa=________Pa
9.重200N的木板底面积为0.5m2。
放在水平地面上,则它对水平地面产生的压强是________Pa。
10.30N的压力作用在0.5cm2的面积上产生的压强是________Pa。
如果受力面积不变,要产生8×
105Pa的压强,压力应为________N。
11.水平桌面的面积为1m2,上面放着一个质量为5kg的物体,物体与桌面接触面积是10dm2。
物体对桌面的压力为________N,对桌面的压强为________Pa。
12.在建立压强概念时,我们做了如图14-7所示“影响压力作用效果”的实验。
(1)比较甲、乙两图所示的实验,表明了在________一定时,________越大,压力的作用效果越明显。
(2)比较乙、丙两图所示的实验,表明了在________一定时,________越小,压力的作用效果越明显。
13.在图14-8中,画出物体A对各支持面B压力的示意图。
图14-8
14.有一个质量为7.8kg的正方体物块,把它放在1m2的水平桌面中央,物块产生的压强为7.8×
103Pa。
求:
桌面受到的压力和受力面积各是多少?
(g=10N/kg)
15.图钉尖端的截面积为0.8×
10-3cm2,钉帽的面积是0.4cm2。
若作用在钉帽上的压强是4.9×
106Pa,那么图钉尖端的压强是多大?
第一节压强
(二)
1.如图14-9所示,两手指用力压住铅笔两端,使它保持静止。
关于左、右两手指受到压力、压强的情况,下列说法正确的是()
A.压力相同,左边手指受到的压强较大B.压强相同,左边手指受到的压力较大
C.压力相同,右边手指受到的压强较大D.压强相同,右边手指受到的压力较大
2.一块砖平放、侧放、竖放在水平地面上,对地面的压力和压强的关系是()
A.压力相等,压强相等B.侧放压力大,竖放压强大
C.竖放压力大,压强也大D.压力相等,竖放压强大
3.有底面积和高度都相同的铜、铁、铝三个圆柱体,把它们放在水平桌面上,比较三者对桌面的压强()
A.铜柱最大B.铁柱最大C.铝柱最大D.一样大
4.一长方体铁块放置在水平地面上,沿其中间竖直切成两半,将两块铁块又叠起来,放在水平地面上,则对地面的压力和压强变化是()
A.压力不变,压强是原来的四倍B.压力不变,压强是原来的两倍
C.压力是原来的两倍,压强不变D.压力是原来的两倍,压强是原来的四倍
5.甲物体的质量是乙物体的3倍,将它们放在水平地板上,甲物体跟地板的接触面积是乙物体的2倍。
则甲、乙对地板的压强之比是()
A.6∶1B.3∶2C.1∶1D.2∶3
6.水平地面上放一块砖A,然后在它上面再放半块同样的砖,如图14-10所示,则B对A的压强和A地面的压强之比是()
A.2∶3B.1∶1C.1∶2D.1∶3
图14-9
图14-10图14-11
7.如图14-11所示,用50N的力把重20N的木块,紧压在竖直墙上,这时墙壁受到的压力是________N。
8.在上题中,若物体与墙的接触面积是100cm2,则墙壁受到的压强是________Pa。
9.质量是60kg的人,每只脚与地面的接触面积是200cm2,当他在水平地面上行走时,地面受到的压力为________N,压强为________Pa。
10.减小压强的方法是:
保持受力面积不变,减小________________;
或保持压力不变,增大________。
履带式坦克之所以不易陷入泥中,主要是利用了________________的方法来减小压强的。
11.两物体所受压力之比是2∶3,受力面积之比是2∶5,两物体所受压强之比是________。
12.质量是2.7kg正方体铝块放在1m2水平桌面中央,桌面受到的压强为1000Pa,则说明铝块受到竖直向上的拉力是多大?
(ρ铝=2.7×
103kg/m3)
13.在一块质量为20kg,厚度为5cm的松木板上,装上700kg的货物后,放到结冰的河面上。
若冰面能承受的最大压强是7×
104Pa,人拉着木板能否将这些货物安全运过河?
(干松木的密度ρ=0.4×
103kg/m3。
人对冰面的压强小于7×
104Pa)
14.在某个海滩发现了一个罪犯清晰的站立脚印如图14-12,请你想个办法帮公安人员估测一下罪犯的质量,说出你的想法和用具。
图14-12
第二节液体的压强
(一)
1.如图14-13,用压强计来研究液体的压强。
把蒙有橡皮膜的金属盒放入水中后,可以看到压强计U形管两边液面产生的高度差,这表明橡皮膜受到了________。
金属探头放入水中越深,U形管两边的高度差越________,表明同种液体内部的压强随________的增加而增大。
若金属探头深度不变,转动金属探头,使蒙有橡皮膜的一端向上下左右各个方向,U形管两边液面的高度差________,这表明在同一深度,液体________________。
图14-13
2.将压强计的金属探头分别放入水和盐水中的同一深度处,观察到在水中U形管两边液面的高度差________于在盐水中U形管两边的高度差,这表明同一深度处水产生的压强________于盐水产生的压强。
即不同液体的压强还跟液体的________有关系,在同一深度,液体密度越大,压强________。
图14-14
图14-15
3.如图14-14所示,容器中分别装有酒精、水银和水,它们的液面相平。
比较液体内A、B、C三点处压强,其中________点压强最大,________点压强最小。
4.如图14-15中,两容器中均装有12cm深的水,A、B、C、D各点在水中的深度各为________、________、________、________。
5.一个装满水的容器,在侧壁不同处扎三个小孔,水从小孔中喷出,如图14-16所示。
这个实验现象说明了液体压强随着________。
图14-16
图14-17
6.在图14-17中,甲、乙两容器中均装有酒精,丙容器中装有水。
三个容器底受到液体的压强最大的是________,受到液体的压强最小的是________。
第二节液体的压强
(二)
1.如图14-18所示,两端开口的玻璃筒下端扎有橡皮膜,在玻璃筒内灌一定量的水,将它放入盛酒精的容器内。
当筒内外液面相平时,可以观察到薄膜()
图14-18
A.是平的B.向上凹进
C.向下凸出程度变小D.无法判断
2.如图14-19所示,在甲、乙两个形状相同的封闭容器内装满水。
把它们放在水平桌面上,比较容器底部受到水的压强和压力()
A.甲底部受的压强大B.甲、乙底部受的压强相等
C.甲底部受的压力大D.乙底部受的压力大
3.如图14-20所示三个容器的底面积相等,内装同种液体,放在水平桌面上,各容器内液面相平。
比较各容器底部受到液体的压强()
比较各容器底部受到的液体压力()
A.甲最大B.乙最大C.丙最大D.一样大
图14-19
图14-20图14-21图14-22
4.潜水运动员在水面下20m处时,距离水底10m,此时潜水员受到水的压强大约是(g取10N/kg)()
A.3×
104PaB.2×
105PaC.1×
105PaD.1×
104Pa
5.如图14-21所示的容器中,A点液体的压强为1700Pa,液体的密度为________kg/m3。
(g取10N/kg)
6.甲、乙、丙三容器中液体的液面相平,如图14-22所示,已知图中A、B、C三点液体的压强相等,则这三种液体的密度关系是ρ甲________ρ乙________ρ丙。
7.如图14-23,A、B两圆柱体容器中装有深度相同的水,比较A、B容器底部受到水的压力FA________FB;
A、B两容器底部受到水的压强PA________PB。
8.如图14-24所示,当盛有水的试管逐渐倾斜时,水对试管底部的压强将________。
9.长颈鹿是个子最高的动物,平均高4.3m,血液密度约为1.05×
当长颈鹿的心脏收缩可以把血液压到比心脏高3m的脑子里去时,心脏收缩时产生的压强至少是________Pa。
10.如图14-25容器中装有水,A点受到水的压强为________Pa。
图14-23图14-24图14-25图14-26
11.如图14-26,某水电站的水坝高105m,当坝内水面距坝顶5m时,离坝底30m处的A点石块受到水的压强是多大?
(g取9.8N/kg)
12.一种潜水服可以承受5.39×
106Pa的压强。
那么潜水员穿上这样的衣服,潜入水中的最大深度是多少?
13.水桶注满水后再加几杯水,一般是不会压坏的。
但是,法国物理学家帕斯卡在1648年做了一个实验,如图14-27所示,用一个封闭的木桶,桶内装满水,上面插一根很细的管子,他从楼上的阳台中向管子里灌水,只用了几杯水,桶就破裂了。
你能用液体压强的知识解释这个现象吗?
图14-27
第二节液体的压强(三)
1.上端开口,下端________的容器叫连通器。
连通器内装________液体,且液体________时,各容器内的液面保持相平。
2.生活中,你在哪些地方遇到过连通器,举出例子:
3.如果让船通过船闸从下游驶向上游,则先使________和闸室构成连通器,船进入闸室,再让________和闸室构成连通器,船可以顺利到达上游水面。
4.自来水龙头离地面1m高,龙头处水的压强为3.136×
105Pa,则水塔的水面离地面的高度是________m。
5.建筑工人在盖房时,为了确定地基的四个墙角是否在同一个水平面上,他们在四个墙角同高处做标记。
然后如图14-28所示,用一根较长的软透明塑料管装入水,一端固定在某一墙角标记处,并使管中水面与标记相平,然后把塑料管的另一端先后靠在另外三个墙角处,并分别比较塑料管中水面的位置和墙上标记。
若墙上标记都跟管中水面相平,则表示四个墙角在同一个水平面上。
请你解释这一做法的道理。
图14-28
第三节大气压强
1.取一个小瓶,用嘴从瓶内吸出一部分空气,小瓶会挂在嘴唇上,你试着做一做这个小实验,并解释这是因为()
A.瓶内气压的作用B.瓶外大气压大于瓶内气体的压强
C.嘴把瓶子吸住了D.不是由于大气压的作用
2.用塑料管能把瓶子里的汽水吸到嘴里,这是因为()
A.嘴用力把水吸上来B.大气压把汽水压上来
C.汽水进入嘴里是连通器的作用D.以上说法都不对
3.大气压强作用在房顶上的压力是很大的,但是大气压强并没有把房子压塌。
这里的主要原因是()
A.房顶建造得牢固B.墙很厚,对地面的压强小
C.房顶上下面受大气压作用平衡D.墙把房顶支撑住了
4.有关大气压的变化,下面说法正确的是()
A.在不同的地方大气压一般不同B.在同一地方,大气压也在不断变化
C.离海平面越高大气压越小D.大气压可以用P=ρ空气gh计算
5.历史上证明大气压存在的著名实验是________实验。
6.伽利略的学生________首先用实验测定了大气压的数值。
76cm水银柱产生的压强是________Pa(取3位有效数字)。
把760mm高水银柱产生的压强叫做________。
7.做托里拆利实验中,玻璃管内水银面上方是________,而管外水银面上受到________的作用,管外水银面的________支持着管内的水银柱,所以水银柱产生的压强就等于________。
8.做托里拆利实验时,已知当时大气压为750mm水银柱,实验过程中,玻璃管始终不离开水银面,则:
(1)将玻璃管竖直向上提1cm,管内外水银面高度差是________;
(2)将玻璃管竖直向下压1cm,管内外水银面高度差是________;
(3)将槽内再注入1cm深的水银,则管内外水银面的高度差是________。
9.大气压的值不是固定不变的。
离地面越高,空气的密度越小,大气压的值越________。
所以山脚下的大气压比山顶上的大气压要________。
如果在山上某处测得大气压可以托起700mm水银柱,则当地的大气压是________Pa。
10.登山运动员在海拔几千米的高山上活动时,运动量不太大,就会感到气喘吁吁,其原因是________。
11.活塞式抽水机和离心式水泵都是利用________把水抽上来的。
在一个标准大气压下,能够抽水的最大高度约是________m。
12.小刚想用水做大气压实验。
他取了一根1m长的玻璃管,装满水后,倒立在水槽里,水柱会下落吗?
为什么?
你能计算出管中水柱产生的压强吗?
13.如果马德堡半球的横截面积为0.1m2,用水银气压计测出当时大气压为76cm水银柱高。
要想把两个半球拉开,需要用多大的力?
14.用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,气球能把杯子“吸住”。
15.下表给出了大气压随高度而变化的一些数据,请你设计图表表示大气压随高度变化的情况。
把图表画在下面。
并据此总结出大气压随高度变化的具体规律。
若某地的大气压为7×
104Pa,请根据你总结的规律,推测一下当地的高度。
H/km
4
6
8
10
12
P/kPa
101
80
62
47
36
26
19
第四节流体压强和流速的关系
1.流体中,________的位置压强越小,________的位置压强越大。
2.拧开水龙头,使自来水流过如图14-29所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是________处,压强较小的是________处。
3.关于飞机的升力,以下说法正确的是()
A.飞机的升力是因为飞机高速运动产生的,任何一个物体,只要在空气中高速运动都会受到这样的升力
B.飞机的升力如同气球在空气中受到向上的力,是空气对它产生的浮力
C.飞机的升力是因为流过机翼上下方的气流速度不同,使机翼的上下表面受到的压强不同而产生的
D.在太空中环绕地球运动的神州号飞船,也是受到升力的作用
4.如图14-30所示,向两张纸的中间吹气,发生的现象是()
A.纸向两边分开B.纸向中间靠拢
C.保持原来位置不动D.都有可能
图14-29图14-30图14-31
5.想象一下,如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,则下列预想情况不可能出现的是()
A.飞机的机翼截面形状应该反过来
B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C.地铁、火车站的站台不必设置安全线
D.再怎样用力,喷雾器也喷不出雾来
6.有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”如图14-31所示,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,这主要是为了让跑车高速行驶时,车轮能更好地抓紧地面。
请解释其中的道理。
第五节浮力
1.体积相同的实心铜球和实心铝球,铜球受到的重力________于铝球受到的重力。
将它们浸没水中,铜球受到的浮力________于铝球受到的浮力。
将铜球浸没于水中,铝球浸没于煤油中,铜球受到的浮力________于铝球受到的浮力。
这时,铜球受到的浮力与铝球受到的浮力之比为________。
(ρ铜>ρ铝,ρ煤油=0.8×
2.铁块的体积是50cm3,浸没于水中,排开水的体积是_______m3,排开的水重是_______N,受到的浮力是________N。
若铁块的一半体积浸在煤油中,那么它受到的浮力是________N。
3.小刚要测量盐水的密度。
他在弹簧测力计下挂一金属块,将金属块浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F1,再将金属块浸没在待测盐水中,记下弹簧测力计的示数F2,实验结束后,小刚发现无法得出盐水密度,原因是实验中小刚忽略了关键的一步()
A.测出待测盐水的质量
B.测出容器内水的质量
C.测出金属块所受重力
D.测出盐水的体积
4.如图14-32所示,三个完全一样的容器内装有质量相同的不同液体,现将三个完全一样的铁球分别放入三个容器里,三个容器底对铁球的支持力()
图14-32
A.甲的最小B.乙的最小
C.丙的最小D.一样大
5.一个铁块质量是158g。
(1)铁块的体积;
(2)当铁块浸没水中时,铁块受到的浮
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