《压力与压强》全章复习与巩固提高知识讲解Word格式.docx
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成正比。
4、图象:
如图所示:
甲>
乙
5、测固体的密度:
(高清课堂《关于密度的实验专题》356740密度的测量(固体))
说明:
在测不规则固体体积时,采用排液法测量,这里采用了一种科学方法--等效代替法。
6、测液体密度:
(高清课堂《关于密度的实验专题》356740密度的测量(液体))
⑴原理:
ρ=m/V
⑵方法:
①用天平测液体和烧杯的总质量m1;
②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体的体积V;
③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2;
④得出液体的密度ρ=(m1-m2)/V。
7、密度的应用:
(高清课堂《和密度有关的计算》356641用密度鉴别物质;
判断空心实心)
⑴鉴别物质:
密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可用密度鉴别物质。
⑵求质量:
由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量,用公式m=ρV可以算出它的质量。
⑶求体积:
由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积,用公式V=m/ρ可以算出它的体积。
⑷判断空心实心。
要点二、压强
压强是表示压力作用效果的一个物理量。
(一)压强(高清课堂《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
(1)它的大小与压力大小和受力面积有关。
(2)压强的定义:
物体单位面积上受到的压力叫做压强。
(3)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。
(4)国际单位:
帕斯卡,简称帕,符号是Pa。
1Pa=lN/m2,
其物理意义是:
lm2的面积上受到的压力是1N。
3.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。
(二)液体压强(高清课堂《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、船闸、下水道的弯管。
(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.证明大气压存在:
马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
3.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,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。
放开手指,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=13.6×
103kg/m3×
9.8N/kg×
0.76m=1.013×
105Pa。
所以,标准大气压的数值为:
P0=1.013×
l05Pa=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。
(四)液体压强与流速的关系
1.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。
要点三、浮力
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。
(一)浮力
1.一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
2.浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′。
3.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。
(二)浮力的应用(高清课堂《浮力的应用》)
1.浸在液体中物体的浮沉条件
(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。
(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。
上浮
漂浮
悬浮
下沉
ρ物<ρ液
ρ物=ρ液
ρ物>ρ液
G物<F浮
G物=F浮
G物>F浮
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
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。
3.浮力的计算方法
称量法:
F浮=G-F拉
平衡法:
F浮=G物(悬浮或漂浮)
压力差法:
F浮=F向上-F向下
阿基米德原理法:
F浮=G排=ρ液gV排
【典型例题】
类型一、密度
1、分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体,它们的体积和质量的关系如图所示,由图可知下列说法正确的是( )
A、a物质的密度最大
B、b物质的密度是1.0×
103kg/m3
C、c物质的密度是a的两倍
D、c的密度与它们的质量、体积有关
【答案】B
【解析】A、比较物质的密度大小关系,可采取两种方法:
①相同体积比较质量,质量大的密度大;
②相同质量比较体积,体积小的密度大;
B、密度是质量与体积的比值,从图象b中找出一组对应的数据然后根据密度公式ρ=mV算出b物质的密度;
C、分别算出a物质和c物质的密度,就能知道c物质的密度是不是a物质的两倍(或取体积相同,看c物质的质量是a物质的几倍,那么c物质的密度就是a物质的几倍);
D、密度是物质的一种特性,与物体的质量、体积都无关。
【总结升华】本题考查了学生对密度公式的应用、密度及其特性的理解,考查了学生根据物理知识分析图象的能力,这类题在试题中经常出现,一定要掌握解答此类题的方法。
举一反三:
【变式】
(2015•钦州中考)如图所示,能正确反映同种物质的质量与体积关系的是( )
2、一个质量为0.25千克的玻璃瓶,盛满水时称得总质量是1.5千克,若盛满某液体时称得总质量是1.75千克,那么某液体的密度是多少?
(
)
A.1100千克每立方米
B.1200千克每立方米
C.1300千克每立方米
D.1400千克每立方米
【答案与解析】
【总结升华】本题其实还有一个更为简便的方法:
依据体积相同的不同物质,质量与密度成正比来求解。
由题中的三个数据可以直接算出液体的质量是1.5kg,水的质量是1.25kg,则可知液体质量是水质量的1.2倍,那么液体的密度也是水的密度的1.2倍,由水的密度乘以1.2就可以求出液体的密度。
这种方法我们称为比例法,它比我们用公式一步一步去分析计算要简便的多。
在做选择题时,我们就可以采用这种方法。
3、甲、乙两球的质量相等,体积关系为V甲=5V乙,构成两球的物质的密度关系为ρ乙=4ρ甲,如果两球中只有一个是空心的,则( )
A、甲的空心部分体积是4V乙B、甲的空心部分体积是V乙
C、乙的空心部分体积是
D、乙的空心部分体积是
【解析】
【总结升华】此题主要考查空心混合物的密度计算,解答时除了灵活运用公式计算外,还要注意利用两球的质量相等和密度之比先判断出乙球是空心的,这是此题的突破点,也是此题的难点。
(高清课堂《和密度有关的计算》356641例8)甲、乙两个物体质量之比为3∶2,体积之比为1∶3,它们的密度之比为()
A.1∶2B.2∶1C.2∶9D.9∶2
【答案】D
4、(2014•衡阳中考)仅使用以下各组器材中,不能测出长方体金属块密度的是( )
A.刻度尺、天平和砝码
B.天平和砝码、量筒、水、细线
C.弹簧测力计、刻度尺、细线
D.刻度尺、水、细线、烧杯
【解析】A、用刻度尺可以测量出金属块的边长,计算出体积,用天平和砝码测出金属块的质量,从而可以求出金属块的密度,不符合题意;
B、用天平可以测量金属块的质量,用量筒测量金属块的体积,根据公式求得金属块密度,不符合题意;
C、弹簧测力计能测金属块重力,从而得到质量,刻度尺能测出体积,故能测出金属块密度,不符合题意;
D、用刻度尺可以测量出金属块的边长,计算出体积,但缺少测量金属块的质量的工具,也就无法求出长方体金属块密度,符合题意。
故选D。
【总结升华】测量密度方法多种多样,无论哪种方法都是从测量质量和体积入手。
【变式】用量筒法测量某个的形状不规则的物体的密度,被测物体应该满足的条件( )
A、物体不能溶解于水B、必须是实心的
C、且是同种物质构成的D、上述三条必须同时满足
类型二、压强
5、(2016春•迁安市期末)如图所示,有三个不同形状的容器A、B、C,它们的底面积相同,盛上同一种液体并使液面在同一高度,若不计容器所受的重力,则下列说法中正确的是( )
A.液体对桌面的压强和压力都相同
B.液体对桌面的压强相同,压力不同
C.液体对容器底部的压强和压力都相同
D.液体对容器底部的压强相同,压力不同
【思路点拨】1、由容器底面积相同,液面高度相同,求出液体的体积关系,进一步求出质量关系;
2、由液体对桌面的压力等于重力,求出液体对桌面的压力关系;
由压强的定义式进一步求出液体对桌面的压强关系;
3、由液体压强公式求液体对容器底的压力关系,由
进一步求出液体对容器底的压力关系。
【答案】C
【解析】1、A、B、C三个容器的底面积S相同,液面高度h相同,由图知,液体的体积关系是VA>VB>VC;
同一种液体,密度ρ相同;
质量m=ρV,则三容器中液体质量关系为mA>mB>mC;
2、液体对桌面的压力F=mg,由于mA>mB>mC,则FA>FB>FC;
液体对桌面的压强
,所以pA>pB>pC,故A、B错误。
3、液体对容器底部的压强
,由于ρ、h都相同,所以液体对容器底部的压强相同;
液体对容器底部的压力
,由于p、S都相同,所以压力都相同;
故C正确,D错误,
故选C。
【总结升华】本题考查了:
物质质量与体积、密度的关系,压强的定义式,液体压强公式;
分析与计算量大,是一道难题,同时也是一道好题。
(多选)如图5所示,一杯水静止在水平桌面上,杯中的水所受重力为G1,杯子所受重力为G2,杯中的水对杯底的压力为N1,杯子对桌面的压力为N2,桌面对杯子的支持力为N3,则下列选项正确的是()
A.N1与N2大小相等B.G1、G2之和与N2大小相等
C.N1与N3是一对平衡力D.N2与N3是一对相互作用力
【答案】BD
类型三、浮力
6、小东同学想测出液体B的密度,但手边只有一个弹簧测力计、一根细线,一个小石块、两个烧杯和足量的水,小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤,但不完整,请你将小东的实验步骤补充完整:
①用细线系住小石块,将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中;
②________________;
③用弹簧测力计测出小石块浸没在水中时受到的拉力F;
④________________。
请根据小东测量的物理量表示出液体B的密度
=________________。
【答案】 ②用弹簧测力计测出小石块所受的重力G;
④用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中时受到的拉力
;
【解析】水的密度已知,用弹簧测力计测出小石块所受的重力后,再把小石块浸没在水中用弹簧测力计测量,测出小石块所受的拉力,即可计算出小石块所受的浮力和小石块的体积;
再把小石块浸没在液体B中,用弹簧测力计测量,测出小石块所受的拉力,即可计算出小石块在液体B中的所受的浮力和液体B的密度。
【总结升华】本题是非常规题,难度较大,联系到浮力知识才能解答,以后做题要多读几遍题目,认真思考,培养综合解答问题的能力!
【变式】小红在海边拾到一块漂亮的小石块,她想测出小石块的密度。
小红利用一架托盘天平、一个烧杯、适量的水和细线设计了一个测量小石块密度的实验方案,以下是她设计的部分实验步骤,请你按照小红的实验思路,将实验步骤补充完整。
(1)用调节好的天平称出小石块的质量
(2)在烧杯中注入适量的水,用天平称出烧杯和水的总质量
(3)_________________________________________________,在天平右盘添加适量的砝码,移动游码,天平平衡后,砝码与游码的总示数为
(4)已知水的密度为
,利用上述测量出的物理量和已知量计算小石块密度
的表达式为:
=______________________________。
【答案】
(3)用细线把小石块拴好,使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中,小石块不接触烧杯;
(4)
7、(多选)如图所示,在底面积为S的圆柱形水槽底部有一个金属球,圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为F1。
若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水中,此时烧杯底受到水的压力为F2,此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前的变化量为p,水的密度为ρ水。
根据上述条件可知金属球捞起放入烧杯后( )
【解析】A、因为圆柱型的烧杯漂浮在水面上,烧杯受到的浮力等于下表面受到的压力F2,故A错;
B、将金属球放入烧杯中水平漂浮,此时烧杯受到的浮力等于下表面受到的压力F2,前后浮力变化△F浮=F2-F1,由阿基米德原理可知排开水的体积变化△V排=
,故B正确;
C、金属球放在烧杯内时受到的支持力F=G球,故C错;
D、水槽底部受到水的压力变化值:
△F压=pS,故D正确。
【总结升华】本题为力学综合题,涉及到压强定义式、阿基米德原理、物体漂浮条件。
要根据题目提供条件分别求出各选项的答案进行判断。
8、(多选)一只小船漂浮在小型游泳池的水面上,一个人从池水中捞出以下几种物体放入船中,其中能使池中水面升高的是( )
A.从池中捞铁块 B.从池中捞木块
C.从池中捞石块 D.将池中的一些水装入船中
【答案】AC
【解析】判断液面升降的具体办法:
①从水中把物体捞到船上时,若
,则水面上升;
若
,则水面高度不变,
②从船上把物体扔到水中时:
,则水面下降;
,则水面高度不变。
【总结升华】液面的升降取决于变化前后水中物体总的V排的变化。
【变式】有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0.9×
103kg/m3,浓盐水密度是1.1×
103kg/m3),如果冰块全部熔解后,液面将()
A.不变 B.上升C.下降 D.无法判断
类型四、压强浮力的综合运用
9、木块A的体积为500cm3,质量为300g,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中,容器的底面积为100cm2,容器内水面高度为30cm,如图所示,求:
(1)物体受到的浮力;
(2)水对容器底的压强;
(3)绳子的拉力T;
(4)若剪断绳子后,木块静止时,水对容器底的压强。
(g取10N/kg)
【总结升华】本题考查液体压强的计算,二力平衡条件的应用,力的合成与应用,浮力的计算。
【变式】如图所示,将一个体积为1.0×
10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。
当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,(g=10N/kg)
求:
(1)木块浸没在水中受到的浮力。
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大。
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少。
(1)由F浮=ρ液V排g得:
F浮=1.0×
1.0×
10-3m3×
10N/kg=10N;
(2)木块静止在水面时,由于漂浮,所以F浮=G=6N,
V排′=F浮/ρ水g=6N/1.0×
10N/kg=6.0×
10-4m3,
V露=V-V排′=1.0×
10-3m3-6.0×
10-4m3=4.0×
10-4m3;
(3)h减=V露/S=4.0×
10-4m3/400×
10-4m2=0.01m,
由P=ρ液hg得:
P=1.0×
0.01m×
10N/kg=100Pa。
10、如图所示,底面积为200cm2的容器底部有一固定轻质弹簧,弹簧上方连有一边长为10cm的正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有2/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变。
(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg)
(1)此时容器底部受到的水的压强;
(2)木块A的密度;
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,弹簧伸长了3cm,求此时弹簧对木块A的作用力F1是多大?
容器底部受到水的压强变化了多少?
【总结升华】此题考查了学生对液体压强的大小及其计算,密度的计算,浮力的计算等,此题中还有弹簧对木块的拉力,总之,此题比较复杂,稍有疏忽。
就可能出错,因此是一道易错题,要求同学们审题时要认真、仔细。
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