第十章压强与浮力.docx

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第十章压强与浮力

第十章压强与浮力

压强

【知识点总结】

1、压力

1、观察与作图，如图10.1.1所示

（1）画出锤子对钉子作用力的示意图

（2）画出运动员对平衡木作用力的示意图

（3）归纳：

比较所作两图可知，它们有共同点：

①压力是由于物体产生的.

②压力都是作用于物体表面的.

2、压力

（1）定义：

（2）方向：

压力的方向与物体表面并指向

（3）作用点：

作用在被压物体的.

注意：

①压力属于弹力，压力是由于相互接触的物体之间相互挤压而产生的一对相互作用力.

②压力与重力的比较：

区别

联系

力的类别

压力

重力

力的性质

力的方向

力的作用点

施力物体

③压力的作用效果主要表现为使物体发生.

2、探究压力的作用效果

1、

提出问题：

如图10.1.2所示，体重相同的两个人站在沼泽地上，为何小明陷得比较深？

2、体验与猜想

（1）体验：

如图10.1.3-a所示，一只手压在气球上，另一只手的食指顶住气球，观察气球的形变情况.改变压力的大小，气球的形变有何不同？

图10.1.3-b

图10.1.3-a

如图10.1.3-b所示，将铅笔的一端削尖，用两只手的食指分别压住铅笔的两端，两个手指的感觉有什么不同？

改变压力的大小，多体验几次.

（2）猜想：

猜想1：

压力的作用效果可能与物体的有关.

猜想2：

压力的作用效果可能与物体的有关.

猜想3：

压力的作用效果可能与物体的有关.

.............

3、实验验证

压力的作用效果可以有物体的来反映，即法.由于影响因素可能比较多，所以在实验中，要注意法的应用.

方案一：

器材：

矿泉水瓶、水和海绵

步骤：

方案二：

器材：

装沙的容器、小桌和砝码

步骤：

4、结论：

当受力面积相同时，越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，越小，压力的作用效果越明显.

三、压强

1、压强

（1）物理意义：

.

（2）定义：

（3）定义式和决定式：

注意：

受力面积是指受压力作用的物体与施加压力的物体相互接触，并相互挤压的那部分面积.

（4）单位：

在国际单位制中，压强的单位是，简称，符号是，1Pa=N/m2

注意：

一张报纸平摊在桌面上时对桌面的压强约为Pa

一粒西瓜子平放在桌面上时对桌面的压强约为Pa

一块砖平放在桌面上时对桌面的压强约为Pa

一个人站在地面上时对地面的压强约为Pa

2、压强的推到式

将一密度为ρ、高位h且均匀的柱体静放在水平桌面上，当水平桌面的受压面积与柱体的底面积相等时，求柱体对水平桌面的压强.

由推到式可知，柱体对水平面的压强，只与柱体的和有关，而与柱体的、和等因素无关.

4、估测人站立时对地面的压强

1、原理：

2、方法：

（1）F的测量：

用体重计测出人的质量m，则人站立时对地面的压力F=

（2）

S的测量——割补法（如图10.1.4）

五、增大或减小压强的方法

1、增大压强的方法：

①；②；③

2、减小压强的方法：

①；②；③

【典例展示】

题型一公式

的运用

例1：

如图所示，手指用4N的力压铅笔尖，铅笔对水平桌面的压力是N（铅笔受到的重力忽略不计）.手指对铅笔尖的接触面积是0.5mm2，笔尾端与桌面的接触面积是0.4cm2，手指受到的压强是Pa，桌面受到的压强是Pa.

例2：

如图所示是铺在钦州市新体育馆走廊上的一种花岗岩石块，每一石块长为0.6m，宽为0.3m，厚为0.045m，体积为0.0081m3，质量为21.06kg，这种石块的密度为kg/m3，一石块放在水平地面时，对地面的最小压强为________Pa.

例3：

少林功夫名扬天下，“二指弹”绝活令人称奇。

表演时，人体倒立，只用中指和食指支撑全身的重量，如图所示。

这时两手指对地面的压强最接近于（）

A．3×102PaB．3×104PaC．3×106PaD．3×108Pa

例4：

将质量为7.9kg的正方体实心铁块放在面积为0.5m2的正方形水平桌面正中央，求铁块对桌面的压强.（ρ铁=7.9×103kg/m3，g取10N/kg）

例5：

一块写有校训的花岗岩石料质量为31.8t，密度为2.65×103kg／m3,；立在用用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上，石料与基座的接触面积为2.12m2。

已知砖的密度为2.05×103kg／m3，基座砖缝中水泥砂浆的密度与砖的密度相同。

（g=10N／kg）求：

（1）花岗岩石料的体积；

（2）石料对基座的压强；

（3）石料对基座与基座对地面的压强之比。

例6：

科学兴趣小组的同学们在野生动物园游玩时，发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、密度基本相同的脚印，如何通过脚印来估测大象的质量呢？

同学们找来平底圆柱形容器，将它放在脚印边同样的沙面上，不断往容器中装小钢珠，使容器陷入沙面的深度和脚印深度相等，然后又做了脚印的石膏模型．回到学校后测得该容器的底面积为100cm2，容器和小钢珠的总质量为25kg．把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状，剪下“脚印”，测得质量为40g．在同一张纸上剪下一块边长10cm的正方形，测出质量为10g．

（1）行走（两脚着地）时大象对地面的压强为多少帕？

（2）大象的质量约为多少千克？

题型二推到式p=ρgh的运用

例7：

三种材料的密度之比为3:

2:

1，取其质量之比为1:

2:

3，制成相同高度的圆柱体竖直在水平桌面上，它们对桌面产生的压强之比是（）

A.1:

2:

3B.3:

2:

1C.1:

4:

9D.1:

1:

1

例8：

如图所示，甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上，它们对地面的压强相等，若在两个正方体的上部，沿水平方向分别截去相同高度的部分，则剩余部分对水平地面的压强关系是（　　）

A．p甲＜p乙B．p甲＝p乙　　C．p甲＞p乙　　D．无法判断

题型三公式

和推到式p=ρgh的综合运用

例9：

实心圆柱体A、B质地均匀、粗细相同，放在水平地面上，已知它们的密度之比ρA：

ρB=2:

3,对地面的压强之比pA：

pB=3：

4,.则它们的高度之比

hA：

hB=________,质量之比mA：

mB=__

例10:

水平地面上竖直放有一实心铜圆柱体，它对水平地面的压强为p1，在它底部中央开孔后，它对水平地面的压强为p2，孔的形状和大小如图甲所示，其中EFGH为底部孔口．孔的形状和大小与按图乙所示对称切割正方体形成的几何体的形状和大小一样（具体方法是沿四边形ABFE所在平面和四边形DCGH所在平面将正方体对称截去两块）已知正方体中线段AB的长度为圆柱体髙的一半，AB=EF=2EH．关于P1与P2大小的判断，正确的是（　　）

A．P1＜P2

B．P1=P2

C．P1＞P2

D．以上三种情况都有可能

题型四探究影响压力作用效果的因素

例11：

小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力作用效果与什么因素有关”的实验，如图所示:

（1）实验中小明是通过观察______来比较压力作用效果的．

（2）比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是_____________________________________________．

（3）若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图______所示实验．

（4）小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示．他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：

压力作用效果与受力面积无关．你认为他在探究过程中存在的问题是____________________________________________________________．

【误区警示】

误点1对受力面积的判断考虑不周

例（多选题）：

一个底面积是0.01m2、重为20N、质地均匀的实心正方体，静止在一个面积是1m2的正方体水平桌面上，那么该物体对桌面的压强（）

A.一定是2000PaB.可能是2000PaC.可能是4000PaD.可能是6000Pa

【达标训练】

1、两个体重相同的同学走过烂泥路时的情景如图所示，图中的情景说明

2、

如图所示，用两食指同时压在铅笔的两端，左手受到铅笔的压力为F1、压强为p1，右手受到铅笔的压力为F2、压强为p2，则F1F2，p1p2（＞/=/＜）

3、

细心的小玲同学发现，较重的衣服挂在图中甲衣挂上时更不容易变形，这是因为压力一定时，甲衣挂能增大与衣服的

，从而较小了对衣服的.

4、一个盛水的平底茶杯，质量为450g，底面积为50cm2，放在水平桌面上，杯子和水所受的重力为N，杯子对桌面的压强为Pa.（g取10N/kg）

5、某实心立方体金属块的质量是m，边长是a，则金属块的密度ρ=（用m、a表示）.取6个这样的金属块，分别以如图所示的甲、乙两种方式放置在水平地面上，则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲：

F乙=，压强之比P甲：

P乙=．

6、研究表明，太阳光对被照射的物体也具有力的作用，利用这一现象制成的太阳帆可以为太空飞船提供动力．设一个太阳帆的面积为1×104m2，正对太阳时受到光的压强为9×10-4Pa，则太阳帆受到光的压力为______N．

7、如图所示的实例中，属于增大压强的是（）

8、一块长为L，质量分布均匀的木板A放在水平桌面上，木板A右端与桌边相齐（如图所示）.在木板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开边

，在板A移动过程中，下列说法中正确的是（）

A．A对桌面的压强不变B．A对桌面的压力不变

C．A对桌面的压力不断变小D．A对桌面的压强不断变小

9、高度、材料相同的实心长方体A和B放在水平桌面上，它们的大小如图所示.它们的大小如图所示．它们对桌面的压力分别为FA，FB，压强分别为PA，PB．关于它们的大小关系，正确的是（　　）

A.FA＜FB，PA＜PBB.FA＞FB，PA=PB

C.FA＞FB，PA＞PBD.FA＞FB，PA＞PB

10、如图所示是一本八年级物理教科书，将它平放在水平桌面上的中央，静止时它对桌面的压强最接近（）

A.6PaB.60PaC.200PaD.600Pa

11、将一个质量为2kg，底面积为0.05m2长方体放在某一水平面的中央，水平桌面的面积是0.8m2，则长方体对水平桌面的压强为（g取10N/kg）

A.2.5PaB.25PaC.40PaD.400Pa

12、

如图所示，放在水平地面上的两个实心长方体A、B，已知体积VA＜VB，与地面的接触面积SA＞SB，对地面的压强pA=pB.下列判断正确的是（）

A．A的密度一定大于B的密度B．A的密度可能小于B的密度

C．A的质量一定大干B的质量D．A的质量可能等于B的质量

13、在图中画出人对竖直墙壁压力的示意图.

14、小明同学利用洗手间的肥皂及海面探究“压力的作用效果与哪些因素有关”，实验探究过程如图所示.

⑴分析比较甲、乙两图中的实验现象，得到的结论是什么？

⑵图乙和图丙探究的问题是什么？

⑶小明将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示，由实验现象，他经过分析、论证得到的结论是：

压力的作用效果与受力面积无关。

分析评估他的实验结论。

15、“业余侦探”小星发现两个并拢的“可疑”鞋印.为了估测那个人的体重，小星在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓如图，图中每个小方格的面积是5cm2，（测量时，凡大于半格的都算一格，小于半格的都不算）为了测量压强，他在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片，垫片的重力不计，与地面接触的面积是10cm2，当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时，测力计读数是15N。

根据以上数据，试求：

（g取10N/kg）

（1）垫片对地面的压强；

第15题图

（2）“可疑”人的质量。

16、2011年2月21日，“雪龙”号极地考察船抵近南极中山站，考察船与中山站之间是一层海冰．科考队员打算驾驶履带车驶过冰层前往中山站，载人履带车的质量为25t，每条履带与冰面的接触面积为2m2．为探测冰层的承受极限，科考队员把质量为280kg、底面积为400cm2的钢锭压在水平冰层上，冰层恰好处于极限状态（有微小裂缝但元明显破裂）．问：

（1）冰层能承受的极限压强是多少？

（g取10N/kg）

（2）通过计算判断履带车能否安全驶过冰层？

液体的压强

【知识点总结】

1、体现液体压强的存在

1、如图10.2.1所示，向玻璃管内加水，玻璃管底部橡皮膜的形状有什么变化？

，说明了.产生原因：

液体受到竖直向下的作用，所以液体对支撑它的容器底部有压强.

2、如图10.2.2所示，用手指触压装满水的塑料袋，手指会有什么变化？

，说明了.产生原因：

液体受到竖直向下的重力作用，且具有性，所以液体对阻碍它散开的容器侧壁有压强.

3、如图10.2.3所示，把下部蒙有橡皮膜的空玻璃管插入水中，橡皮膜的形状有什么变化？

，说明了.产生原因：

液体受到竖直向下的重力作用，且具有流动性，各相邻部分之间相互，所以液体内部朝各个方向都有压强.

图10.2.4

图10.2.1图10.2.2图10.2.3

二、探究影响液体内部压强的因素

1、猜想与假设

猜想1：

液体内部压强可能与有关

猜想2：

液体内部压强可能与有关向下压强比向上压强大

猜想3：

液体内部压强可能与有关

2、设计与实验

（1）观察压强计：

用手指轻轻按压强计上金属盒的橡皮膜，如图10.2.4所示，U形管两侧液面有什么变化？

.

（2）压强计是怎样显示压强大小的？

（3）用压强计研究液体内不同深度、不同方向的压强的大小

①如图10.2.5-a所示，将压强计的金属盒放入水中某一深度处，记录U形管两侧液面的高度差.

②保持金属盒在水中的深度不变，改变它的方向，记录U形管两侧液面的高度差.

③改变金属盒在水中的深度H，重复上述步骤.

④如图所示10.2.5-b，将水槽中的水换成浓盐水，重复上述步骤，将实验记录在下面的表格中.

实验注意事项：

（1）实验前要检查压强计是否.检验方法：

（2）本实验运用的实验方法是：

.为控制橡皮膜在水中或浓盐水中的深度相同，可在手持直杆的某一处用红线做一标记，实验中使水面、浓盐水液面与标记分别相平.

（3）实验中不能让压强计两管液面的高度差过大，以免使部分液体从管中溢出.

3、交流与小节

（1）液体内部各个方向都（有/没有）压强，在液体同一深度处，液体想各个方向的压强大小

（2）液体内部的压强，随深度的增加而；

（3）液体内部的压强还与液体的有关，在不同液体的同一深度，液体的密度越大，压强.

4、

实验结论：

大量实验表明：

液体内部压强随深度的；在同一深度处，液体向各个方向的压强相等，在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，压强.

注意：

深度是指从自由液面到某点的垂直距离，如图10.2.6所示A点的深度为h.

【典例展示】

题型一液体压强的特点

例1:

1648年帕斯卡作出著名的“裂桶实验”，如图所示．他在一个密闭的、装满水的木桶桶盖上插入一根细长的管子，然后在楼房的阳台上往管子里灌水．结果，只灌了几杯水，桶竟裂开了．该实验现象说明了决定水内部压强大小的因素是（）

Ａ．水的密度Ｂ．水的深度Ｃ．水的体积Ｄ．水的重力

例2：

如图所示，底面积相同的甲、乙两容器，装有质量相同的不同液体，则它们对容器底部压强的大小关系正确的是（）

A．P甲＞P乙B．P甲＜P乙

C．P甲=P乙D．条件不足，无法判断

题型二液体对柱形容器底部的压强

例3：

如图甲、乙所示，两只相同的烧杯分别装有质量相等的水和煤油，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

题型三有关液体压强的图像题

例4：

如图所示是甲、乙两种液体内部压强p与深度h关系的图像，设液体甲的密度为ρ甲，液体乙的密度为ρ乙，则ρ甲与ρ乙的关系是（）

A.ρ甲与ρ乙B.ρ甲与ρ乙C.ρ甲与ρ乙D.无法确定

题型四液体压强和固体压强的综合

例5：

如图所示，设液体对瓶子底部的压强为p，瓶子对桌面的压强为p′，将瓶子从正放变为倒放，则p与p′的变化情况是（）

A．P变小P′变大B．P变大P′变小

C．P变小P′变小D．P变大P′变大

题型五探究影响液体内部压强大小的因素

例6：

在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中：

（1）如图甲用手按压强计的橡皮膜，U型管内水面出现高度差；将橡皮膜放入酒精中，U型管内水面也出现高度差，这说明；这种研究问题的方法是法；

（2）若在使用压强计前发现U型管中有高度差，通过________方法可以进行调节。

①从U型管内向外倒出适量水；②拆除软管重新安装；③向U型管内加适量水；

（3）比较乙、丙实验可知，液体内部压强与液体的_______有关；比较丙、丁实验可知，液体内部压强与液体的___________有关。

【误区警示】

误点对深度的概念认知有误

例如图所示，盛有盐水的容器置于水平桌面上，容器底部A、B、C三点的压强PA、PB、PC大小关系是

【达标训练】

1、如图所示，在瓶的a、b两处各扎一个孔，并将孔封住.在瓶中注满水，打开a、b两孔后观察到图示的情况，这说明：

水对容器的______有压强；液体压强随______的增加而增大.

2、如图所示，容器中盛有一定量的水，静止放在斜面上，容器底部A、B、C三点的压强PA、PB、PC的大小关系是

3、如图所示，水平桌面上的甲、乙两圆柱形装有相同质量的水，水对甲、乙两容器底的压力和压强的大小关系分别是：

F甲F乙，p甲p乙.（＞/=/＜）

4、下列说法中正确的是（）

A.

液体内部没有压强B.液体对容器底部有压强，对容器侧壁没有压强

C.液体内部同一深度处，各个方向压强相等

D.液体压强与深度有关，跟液体密度无关

5、如图所示，液体压强使坝底的水喷射而出，那么决定坝底水的压强大小的是（）

A．坝的宽度B．水的深度C．水的体积D．坝的高度

6、如图所示，关于液体中a、b、c、d四点压强的说法中正确的是（）

A.a的压强最大B.b点的压强最大C.c点的压强最大D.d点的压强最大

7、如图所示，有甲、乙两桶煤油，底面积S乙=3S甲.甲、乙两桶煤油对桶地面的压强分别为p甲、p乙，两桶煤油对桶底面的压力分别为F甲、F乙，则下列关于p甲、p乙和F甲、F乙关系的说法中，正确的是（）A．p甲＞p乙B．p甲＝p乙C．F甲=F乙D．F甲>F乙

8、下列各图中，能正确描述液体压强p与深度h关系的是（）

ABCD

9、在图中，底面积不同的甲、乙两圆柱形容器（S甲＞S乙）分别装有不同的液体，两液体对甲、乙底部的压强相等。

若从甲、乙中抽取液体，且被抽取液体的体积相同，则剩余液体对甲、乙底部的压力F甲、F乙与压强p甲、p乙的大小关系为

A．F甲p乙B．F甲

C．F甲>F乙，p甲>p乙D．F甲>F乙，p甲

10、有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签，小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水.小唐则采用压强计进行探究：

（1）若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化    _    _（选填“大"或“小"）。

小唐把调节好的压强计放在空气中时，U形管两边的液面应该    _    _。

（2）小唐把金属盒分别浸入到两种液体中，发现图（甲）中U形管两边的液柱高度差较小，认为图（甲）烧杯中盛的是酒精。

他的结论是不可靠的，因为没有控制金属盒在液体中的    _    _相同。

甲                        乙

（3）小唐发现在同种液体中，金属盒离液面的距离越深，U形管两边液柱的高度差就越    _    _，表示液体的压强越___    _。

 （4）小唐还发现在同种液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差    _    _（选填“不变"或“变化"）。

表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强___    _。

气体的压强

【知识点总结】

一、大气压强的存在

1、体验大气压强的存在

（1）观察与思考（如图10.3.1）：

①在易拉罐中注入少量水；②用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住；③撤去酒精灯，让易拉罐冷却。

现象：

当撤去酒精灯，让易拉罐自然冷却后，会观察到.

实验解释：

罐口堵住后，易拉罐冷却后，罐内水蒸气受冷而液化成水，罐内的气压大为（升高/不变/降低），易拉罐被外界的大气压压瘪

实验结论：

大气压确实存在

（2）试一试：

用所给的器材，再设计一个证明大气有压强的实验

器材：

玻璃杯、水、硬纸片、矿泉水瓶、塑料吸盘、挂钩等

（3）想一想：

在日常生活中，有哪些实例能说明大气又有压强？

2、大气压及其产生原因

地球被厚厚的大气层包围着，大气对处在其中的物体产生的压强称为，简称

由于大气受到重力的作用，且具有流动性，所以大气内任何一处向各个方向都有压强

二、大气压的测量

1、估测大气压的值

（1）原理：

（2）实验器材：

2mL注射器、弹簧测力计、刻度尺等

（3）实验步骤：

①排尽管内空气，用橡皮帽封住注射器小孔.

②如图10.3.2所示装置，水平向右缓慢拉动注射器筒.当注射器内活塞开始滑动时，记录弹簧测力计的示数F（近似等于大气对活塞的压力）

注意：

如图10.3.3所示，当注射器中的活塞与筒底脱离接触，静止或匀速移动时，活塞在水平方向上受到弹簧测力计向左的拉力F′和大气向右的压力F这两个力的作用，此时二力平衡，F=F′,这是一种等效法.

③用刻度尺测出注射器刻度部分的长度

，用注射器的溶剂V除以长度

，可得活塞的横截面积S=

④由公式计算此时大气压的数值.

（4）对该实验的评估

①虽然将注射器内的空气排尽，但或多或少会残留一些空气在注射器内，如图10.3.4所示，留在注射器内的空气也必将对注射器的活塞有向外的作用力F″，此时我们测出的力F=，也就是说此时测出的力是（大于/等于/小于）大气压对活塞的压力，导致测得的大气压值偏（大/小）.

②若活塞与注射器内壁间的摩擦力f较大，如图10.3.5所示，则此时我们测出的拉力F′=，也就是说测出的拉力（大于/等于/小于）大气对活塞的压力，导致测得的大气压值偏（大/小）

（5）该实验如何减小误差？

①注射器小孔要封死，注意气密性；②注射器要保持在水平方向；③要选用分度值的注射器；

④实验中，要使弹簧测力计和注射器在水平方向上

⑤由于活塞与注射器之间有摩擦，实验时记下活塞刚开始向外、向内滑动时测力计的示数F1和F2，则大气对活塞的压力F=

⑥如果活塞与针筒之间摩擦太大，可加少许润滑油.

2、压强计

测量大气压的仪器叫做压强计.

3、大气压的变化

1、影响大气压值得因素

（1）大气压随高度的变化：

大气压是由于大气受到重力的作用而产生的，而大气密度分布不均匀，所以大气压随高度的增加而减小也不是均匀的.

（2）大气压随天气的变化：

天气变化时，大气中的含水量变化，一般来说，空气干燥时，空气密度较大，气压较高。

因