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平衡力
相互作用力
不同点
变化情况
状态(或运动)
没限制
作用的物体
个物体
相同点
两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上
典例例14月18日,我国铁路第六次大提速正式拉开了序幕。
我国的新型列车也正式投入使用。
这种新型列车在动力、材料和内部结构上都使用了最新的机车技术,其中减速采用再生制动技术,从时速200km/h减到90km/h左右,完全靠电机反向旋转,这样就可将列车巨大的能转化为电能。
例2许多高档轿车中都安装了安全气囊,特定情况下它会“蹦”出来,以免身体直接撞到车身上而受伤,如图2-4所示。
安全气囊最有可能“蹦”出来的情况是轿车在()
A.高速公路上疾速行驶时B.盘山公路上缓慢行驶时
C.刚开始突然起动时D.与前方物体发生猛烈碰撞时
例3在四川汶川抗震救灾中,空降兵乘飞机空降到灾区。
伞兵跳下飞机后,人和伞在匀速下落的过程中,以下说法正确的是()
A.人和伞受到的重力等于空气阻力B.人和伞受到的重力大于空气阻力
C.人受到的重力大于伞对人的拉力D.人受到的重力小于伞对人的拉力
考点实训
1.如图所示,第24届世界大学生冬季运动会吉祥物冬冬在进行冰壶比赛,掷出的冰壶能在冰面滑行,是由于冰壶具有,而冰壶最终会停止下来,是因为。
2.质量为50kg的小宇,在体育课上进行爬杆训练,当他沿竖直杆匀速下滑时,杆对手的摩擦力大小为N,方向。
3.在图2-9所示的四种情形中,两个力能够平衡的是()
4.轮滑是青少年喜爱的一种运动,轮滑比赛时运动员到了终点不能马上停下来(如图2-10),是因为人体具有()
A.浮力 B.摩擦C.惯性 D.压力
5.重10N的物体漂浮在水面上静止不动,请在图中作出物体所受力的示意图。
6.(2014-历下一模)1982年我国空降兵就自主研制出抗风性能强、着陆速度小的“伞兵-X伞型”。
伞兵跳下飞机后,人和伞在匀速下落的过程中,以下说法正确的是
A.人和伞受到的重力等于空气阻力B.人受到的重力小于伞对人的拉力
C.人对伞和伞对人的力是对平衡力D.人下落过程中合力方向一定向下
7.(2014-历下一模)跳远运动员助跑后,可以提高成绩,小刚用下面的四句话解释了这一过程:
在空中继续向前运动,落在远的地方提高成绩;
跳远运动员助跑后,可以提高自身的运动速度;
由于具有惯性,他的身体保持原来的运动状态;
他用力向后蹬地获得向前的力,从而离开地面。
这四句话最合理的排列顺序是
A.②①④③B.②④①③C.②③④①D.②④③①
真题演练
1.(09·
襄樊)同学们在球场上踢球。
张军用力把足球踢出去时,他感到脚有点疼,这是因为是相互的。
足球离开脚以后还能向前滚动一段距离,这是因为物体都具有。
2.(09·
兰州)如图2-15所示,锤头松动时,用力敲锤柄是利用使锤头套紧;
许多机器的轴上都装了滚动轴承,这是因为在压力相同的情况下。
3.某同学在超市购物时,用20N的水平力推着购物小车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的阻力是N。
突然他发现前面有位老人,于是马上用50N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车所受到的合力为N。
4.(09·
丽水)如图2-17是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪,其原理是:
将空心金属球放在通电的线圈上,电磁场在金属球表面产生涡流,涡流与磁场作用形成磁力,从而实现地球仪的悬空静止。
地球仪悬空静止的原因是()
A.只受到磁力的作用B.由于惯性的作用C.没有受到重力的作用D.磁场的磁力和重力相互平衡
5.下列事例中与惯性有关的是()
A.汽车行驶一段时间后必须换机油B.比赛时运动员常用干毛巾擦乒乓球
C.刀的把柄一般都做得较粗大一些D.运动员猛转几圈后将铁饼投掷出去
6.(09·
荆门)右图表示在空中飞行的足球,画出它所受重力的示意图。
第八章《压强》
基本知识
一、压强的概念及增大压强和减小压强的方法
1.压强:
物体上受到的力。
表示压力的。
所以,影响压力作用效果的因素:
和。
压强大小的计算公式:
。
二、液体内部压强的规律
2.利用,通过实验探究发现,影响液体压强大小的因素是及在液体中所处的。
液体密度越大,在液体中越深,液体压强就越大。
计算公式:
三、大气压强存在
3.由于空气受作用,又具有流动性,所以大气对浸在空气中的物体有压力的作用,这是大气压强产生的原因。
大气内部向方向都有压强。
1标准大气压高水银柱产生的压强=Pa(第一次实验由意大利科学家测得)。
大气压随、气候、天气等因素的变化而变化。
四、流体压强与流速的关系
4.在流体中,越大的地方压强越小;
流速越小的地方压强。
三种压强的比较:
压强
产生原因
实验
影响因素
固体压强
受作用。
①压力的作用效果与有关;
②压力的作用效果与有关。
液体压强
受、作用。
液体压强随深度的增加而;
②随液体密度的增加而。
大气压强
大气压强随高度的增加而。
典例例1图5-1中,采用增大受力面积的方法减小压强的事例是()
例2小明在学习液体压强时,用压强计做了如下实验,获得下表数据:
据表中信息,判断小明研究的问题是()
A.液体压强与液体深度的关系B.液体压强与液体密度的关系
C.液体压强与液体温度的关系D.液体压强与气压的关系
例3下列哪一事例可以说明大气压的存在()
A.用吸管吸牛奶B.棒冰融化C.手握橡皮圈发生形变D.水往低处流
例4生活处处有物理,留心观察皆学问。
厨房中也包含着很多物理知识。
如:
抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。
例5如图5-3,乘坐蓄电池观光游览车游览大明湖,已成为许多游客喜爱的游览项目。
游览车不仅具有低噪音、无污染的绿色环保功能,还具有外形美观、乘坐舒适的特点。
蓄电池观光游览车
部分技术性能参数如右表,求:
游览车满载时对地面的压力多大?
(取g=10N/kg)
如果游览车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为3×
10-2m2,那么其满载时对地面的压强多大?
五一节玲玲在大明湖看到:
由于游客多,限乘6人的游览车上坐了8—10人。
请你运用所学的物理知识,分析游览车超载会有哪些危害。
1.宾馆提供的一次性牙膏出口是密封的,而牙膏帽的帽顶内有一锥体,使用时用它可以很方便地刺破封口,如图5-4所示。
锥体做得比较尖,是为了增大。
帽体表面刻有密密的条形凹槽是为了拧下帽体时增大。
2.一头质量为6×
103kg的大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为N,它四脚着地时对地面的压强为Pa。
若大象抬起一条腿,它对地面的压力(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(g取10N/kg)
3.2004年年底的印度洋地震海啸给人类带来了巨大的灾难,其实在海啸来临之前大自然已经给人类发出了一些警报,如某些海面在海啸来临之前曾出现了因鱼鳔胀破而死亡的深海鱼类。
深海鱼类因受不了海底地震而从深海逃到海面,这些鱼类在海面附近因鱼鳔胀破而死亡的主要原因是()
A.在海面上深水鱼吸入氧气增多B.海面上的气压比深水处的压强小得多
C.海面上的气压比深水处的压强大得多D.海面上的温度比深水处的温度高
4.
如图5-6,2007年12月22日,沉睡800年的宋代沉船“南海一号”,被成功打捞出海,它沉没于水下20米深,亚洲第一吊“华天龙”在缓慢吊起沉船未露出水面前,下列说法正确的是( )
A.所受浮力变大,压强变小B.所受浮力变大,压强变小
C.所受浮力不变,压强变小D.所受浮力不变,压强不变
5.
在探究“液体内部压强与哪些因素有关”时,小华同学将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图5-7所示。
根据现象分析这两种液体的密度大小关系是()
A.甲液体的密度一定大于乙液体的密度B.甲液体的密度一定等于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定小于乙液体的密度D.无法判断
6.下列事例中,利用大气压作用的是()
A.小王将新鲜空气吸入肺里B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中C.小李用图钉把地图钉在墙上D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服
7.
中新网5月20日转发了一组照片(如图5-8),向人们展示了一只灰鹅独特的飞行技艺。
图5显示的就是这只灰鹅在突遇强风时,身体猛然转过180°
,而头部却保持正常姿态的情形。
使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方空气流速上方空气流速(选填“大于”或“小于”),从而使灰鹅受到一个向的作用力,能迅速降低飞行高度,使飞行更安全。
8.
两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图5-9所示。
甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲、p乙,则它们的关系是()
A.p甲<
p乙B.p甲=p乙C.p甲>
p乙D.无法确定
9.
小明取两个挂东西的小吸盘,按图5-10①对接,挤出吸盘内部的空气,然后拉开吸盘。
拉开吸盘需要用较大的力,这说明了的存在。
小明由此联想到:
把吸盘吸在固定的光滑平面上(如图②所示)可以粗测大气压的值,他需要测量的物理量有、。
10.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如下图5-11甲、乙所示的实验。
实验能够得到的结论是。
若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应再做图_____(填“丙”或“丁”)所示实验。
真题演练1.(09·
丽水)小明同学为了探究“放在斜面上的物体对斜面的压力跟斜面倾斜程度的关系”,进行了实验,步骤如下:
①用双面胶将一个200克的钩码固定在1米长的塑料直尺的中间,将直尺的一头固定在桌子的一端,如图5-13甲所示;
②缓缓抬起右端,让直尺与水平方向有一定的夹角,如图乙所示;
③继续抬高右端,增大直尺与水平方向的夹角,如图丙所示。
该实验中,小明是通过来判断物体对斜面压力的大小;
分析三次实验的现象,可以得出的结论是。
成都)坦克有宽宽的履带,可以减小____;
磁悬浮列车高速行驶时,车体浮在铁轨上,与铁轨间存在微小的空隙,可以减小甚至消除。
3.(09·
江西)如图5-14所示,是我国海军舰艇赴亚丁湾护航时的情景。
护航编队一般采用前后护航形式,而不采用“并排”护航,这是因为流体流速大的地方小,当两船高速并排行驶时,容易发生事故。
4.(07·
济南)我们常常可以见到:
有一些圆珠笔或墨水笔笔杆的手握部分套着一圈柔软且比较粗糙的橡胶圈。
如图5-15所示,它上面有许多小凹坑,这是为了(选填“增大”或“减小”)摩擦;
它还可以使手指握笔时与笔的接触面积大一些,由于(选填“增大”或“减小”)了压强,在书写时手会感觉舒服些。
5.(09·
成都)在1个标准大气压下,水的沸点是100℃,气压越高,沸点也越高。
小敏在实验室观察水的汽化现象时,发现水沸腾后,温度计内液面稳定在图5-16所示的位置,该温度计的示数为___℃,由此可以知道:
小敏所在区域的大气压强____(填“高于”、“等于”或“低于”)1个标准大气压。
福州)如图5-17所示的事例中,属于减小压强的是()
7.(09·
福州)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图5-18A),然后反过来倒立在桌面上(如图5-19B),两次放置橙汁对杯底的压强分别是pA和pB,则()
A.pA>pBB.pA<pBC.pA=pBD.无法判断
8.(09·
济南)如图5-19所示,在实验探究液体的压强时,将压强计的金属盒放入水中,压强计U形管两边的液面就会产生高度差。
对金属盒进行下列操作时,能使高度差增大的是()
A.在原位置转动180°
B.向上移动一段距离C.向下移动一段距离D.放入酒精中的同一深度处
9.(09·
义乌)如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强-------大气压。
下列有关叙述中错误的是()
A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在
B.标准大气压的数值为1.01×
106帕,(760MM汞柱)
C.大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,大气压也越大
D.人的心情通常跟晴天和阴雨天大气压的高低变化有关
10.(09·
台州)你是否有这样的经历:
撑一把雨伞行走在雨中,如图所示,一阵大风吹来,伞面可能被“吸”,严重变形。
下列有关这一现象及其解释,正确的是()
A.伞面被向下“吸”B.伞上方的空气流速大于下方
C.伞上方的空气流速等于下方D.伞上方的空气流速小于下方
11.(09·
烟台)下表是小明同学利用图5-21所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据。
(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为________________;
(2)综合分析上列实验数据,归纳可以得出液体压强的规律:
①____________________,该结论是通过分析比较实验序号____的数据得出来的。
②_______________________,该结论是通过分析比较实验序号的数据得出来的。
第九章《浮力》
【基本知识】
【考点解析】
一、认识浮力
1.什么是浮力-体和体对浸在其中的物体有的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。
无论物体的形状如何,怎样运动,只要是液体或气体中,都会受到液体或气体对它竖直向上的浮力,施力物体是。
2.浮力的大小与哪些因素探究—物体在液体中所受浮力的大小不仅与有关,还与有关,而与在液体中的深度无关。
3.阿基米德原理—浸在液体中的物体所受等于被物体的液体所受的。
这就是著名的阿基米德原理。
原理的内容写成公式即为。
原理中所说的“浸在液体中的物体”“包含两种情况:
一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体在液体里;
二是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。
阿基米德原理也适用于。
二、物体的浮沉
1.物体的浮沉条件:
浸在液体中的物体,其浮沉取决于它受到的和这两个力的大小比较。
当浮力大于重力时,物体;
当时,物体下沉;
当浮力等于重力时,物体处于悬浮漂浮状态。
物体的浮沉不是只决定于物体受到的浮力大小。
2.浮沉条件的应用
密度计:
利用物体的浮沉条件及阿基米德原理而制成的,密度计在任何液体里都呈状态,所受浮力大小,都等于。
液体密度较大的时候,密度计露出部分,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较而下面较。
盐水选种:
利用物体的浮沉条件,把种子放在一定浓度的盐水里,密度小于盐水密度的种子能在盐水中浮起来,密度大于盐水密度的种子却沉在水底。
潜水艇在水下浮力不变,是通过改变,使其实现上浮,下沉或停留的。
热气球是通过改变球内空气的密度,使其小于外界空气的密度,从而实现上升的。
【重点突破】
1.阿基米德原理及其公式的理解
当物体浸没在液体中时,V排=,当物体部分浸在液体中时,V排<
,(V物=V排+V露)。
阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:
2.计算浮力的一般方法
根据阿基米德原理:
F浮=,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。
根据力的平衡原理:
将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力G物,浮力F浮和竖直向上的拉力F拉。
这三个力平衡:
即
根据漂浮、悬浮条件:
,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。
运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。
3.正确理解漂浮条件
因为F浮=,G物=,又因为(漂浮条件)所以,ρ液V排g=ρ物V物g。
由物体漂浮时V排<
V物可得ρ液ρ物,即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。
根据漂浮条件得:
ρ液V排g=ρ物V物g,
同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变,物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。
ρ液越大,V排。
典例例1两手分别拿着一个小木块和一个大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,受到浮力大的是(
)
A.小木块
B.大石块
C.一样大
D.不能确定
解题思路:
影响浮力大小的因素有液体密度和物体排开液体的体积。
由题意知,大石块和小木块浸没在同种液体中,大石块排开液体的体积大于小木块排开液体的体积,所以大石块所受到的浮力大于小木块所受到的浮力。
通过此题要明白受浮力大的物体不一定漂浮。
例2如图4-1所示,将一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面;
把它放入另一种液体中,它却沉入底部。
则在这两种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较
A.在水中受到的浮力较大
B.在液体中受到的浮力较大
C.受到的浮力一样大
D.无法比较浮力大小
本题的关键在于应用浮沉条件比较物体前后两次受到的浮力与重力的大小关系。
同一物体,在水中漂浮,即在水中受到的浮力等于所受到的重力;
而在另一种液体中沉底,即在液体中受到的浮力小于所受到的重力。
可见玩具青蛙在液体中受的浮力小,在水中受的浮力较大。
例3一物体(长方体)漂浮在液面上,如图4-2(甲)所示,对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置。
已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与h的关系如图(乙)所示。
其中正确的是()
A.
B.
C.
D.
由题意知,物体浸没前的下降过程,由于排开液体的体积增大,所以所受的浮力增大。
物体浸没后,浮力不受深度的影响,所以浮力大小不变,故
正确。
由液体内部压强特点知,随深度的增加,液体所产生的压强增大,所以
也是正确的。
例4小明和小华分别利用重为1N的橡皮泥、弹簧测力计、细线、烧杯和水等器材探究浮力大小与物体形状的关系。
他们将各自的橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体进行实验,实验过程及相关数据如图4-3所示。
请你解答下列问题:
(1)图A中橡皮泥所受浮力的大小为_____N。
(2)他们经过交流发现实验结论不一致,你认为_____的实验方案得出的结论更可靠,另一方案得出的结论不可靠的主要原因是_______________________________。
(3)在初中物理学习中与上述实验方法相同的实验有____________。
(只举一例)
(1)由题意知用弹簧测力计空气中的示数(即大小等于重力)与在水中的示数相减,为物体在水中所受到的浮力。
即1N-0.6N=0.4N。
(2)小明想要研究浮力大小与物体形状的关系,不能很好的控制浸入水中的体积相同,所以结论不可靠。
而小华将物体全部浸没在水中,从而保证排开液体的体积相等的前提下,进行比较。
小华较小明在实验中很好控制了变量。
(3)实验方法只要是采用控制变量法的即可。
如探究液体压强的影响因素,探究影响压力作用效果的因素,探究影响电阻大小的因素等。
例5小华想知道他的“福娃”玩具是哪种塑料制成的,他首先从该玩具生产厂家的网站上查到了制作玩具的各种原材料的密度如下表;
然后他用细线把“福娃”拴住挂在弹簧测力计的挂钩上,弹簧测力计的示数为3.5N,如图甲所示;
当把“福娃”浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.5N,如图乙所示。
取g=10N/kg,试问:
(1)玩具的质量。
(2)玩具的体积。
(3)玩具是由哪种塑料制成的?
考点实训1.金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,气泡受到水的压强将____(填“变大”、“变小”或“不变”);
气泡受到水的浮力将____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.下列情形中,浮力增大的是()
A.游泳者从海水中走上沙滩B.轮船从长江驶入大海
C.海面下的潜艇在下潜D.“微山湖”号补给舰在码头装载货物
3.如图4-5所示,是我国科学考察船上使用的的水下探测机器人。
它能将探测到的海底有关信息,传送到海面上考察船的监视系统中。
如果探测机器人在海面下作业时需要继续下潜,则它在下潜过程中()
A.所受浮力变大,压强变大B.所受浮力变大,压强变小
C.所受浮力不变,压强变大D.所受浮力不变,压强不变
4.如图4-6所示,完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况是()
A.浮力不断变大,但小于重力B.浮力不变,但浮力大于重力
C.浮力先不变,后变小,且始终大于重力直至静止时,浮力才等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
5.金属箔是由密度大于水的材料制成的。
小红取一片金属箔做成中空的筒,放在盛有水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后她再将此金属箔揉成团放入水中,金属箔沉入水底。
比较前后两种情况,下列说法正确的是()
A.金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B.金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C.金属箔沉底时受到的浮力等于它受到的重力
D.金属箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
6.潜艇甲和护卫舰乙参加完一次军事演习后,按如图4-7所示的状态由东海返回长江某基地。
则它们在东海和长江中所受到的浮力F甲、F乙的变化情况是()
A.F甲、F乙均不变B.F甲不变,F乙变小C.F甲、F乙均变小D.F甲变小,F乙不变
7.把重5N、体积为0.4dm3的物体投入水中。
若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法中正确的是(g取10N/kg)()
A.物体漂浮,F浮=5NB.物体漂浮,F浮=4N
C.物体悬浮,F浮=5ND.物体沉底,F浮=4N
8.同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中,鸡蛋在甲杯处于悬浮状态,如图4-8甲;
在乙杯处于漂浮状态,如图乙。
可以肯定的是()
A.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度小B.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度大
C.甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力小D.甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力大
9.小明将同一铝块先后放入密度不同的甲、乙、丙三种液体中,如下图4-9所示,铝块所受到的浮力分别为
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