浮力压强复习学案
逍遥右脑 2013-07-31 23:13
浮力概念
一、基本概念
1.概念:_______________________________________________叫做浮力。
2.产生的原因:_________________________________________________。
3.阿基米德原理:_______________________________________________
____________________________________________________________。
4.物体的浮沉条件:
设G为浸没在液体中的物体的物重,F浮为浮力,则:
当F浮_______G时,物体下沉;当F浮_______G时,物体悬浮;当F浮_______G时,物体上浮.
5.物体漂浮在液面上的条件:___________________________________。
6.求浮力大小的方法:
⑴ 称重法(根据定义):_______________________________________;
⑵ 压差法(产生原因):_______________________________________;
⑶ 公式法(阿基米德原理):___________________________________;
⑷ 二力平衡法(悬浮、漂浮条件):_____________________________。
7.浮力的应用:
(1)密度计:原理: 刻度的分布:
读数:
(2)潜水艇是通过改变 来实现浮沉的;
(3)热气球是通过改变 来实现浮沉的。
8.物体浮沉的几种状态与过程
状态与过程F浮与Gρ物与ρ液V排与V物应用
漂浮
上浮
悬浮
下沉
沉底
压力、压强概念
1. 叫做压力。压力作用在 (作用点)上,方向 ,压力的作用效果与 、 有关,物理学上通常用 来表示压力的作用效果的。
2、压力与重力比较
比较压力重力
定义
符号
单位
大小
方向
作用点
力的作用效果
3. 叫做压强。压强的计算公式 ,单位是 。
应用公式p=F/S计算时,单位要统一,特别是面积的单位必须用 .
压强的大小同时受 、 两个因素影响,压力大, 不一定大;压强大, 不一定大。
4.日常生活中根据需要,有时要增大压强,有时要减小压强,增大压强的方法有:(1) ,(2) 。减小压强的方法有:(1) ,(2)
5.举增大压强和减小压强的方法各两例:
6.菜刀用久了要磨一磨是为了 ,书包的背带要用而宽是为了 铁路的钢轨不是直接铺在路基上而是铺在在枕木上是为了 ,钢丝钳的钳口有螺纹是为了 。
7.液体由于受 力的作用和具有 性,所以液体给 、 和 都有压强。
8.液体内部压强向 方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强 液体内部压强随 的增加而增大,液体内部的大小还与 有关,在不同液体的相同深度处 大的压强大。
9.液体产生的压强只与 、 有关,而与液体的 、 等无关,液体的压强公式有 。式中ρ液的单位一定要用 ,h的单位要用 ,计算出压强的单位是 .
10.测量液体压强的工具叫 ,它是根据 来判断液体内部压强的大小的。
11. 、 等日常事例证明了气体存在压强,证明大气压存在的著名实验 。
大气压强会随 增大而 ,大气压强还与 、 有关,冬天的气压比夏天 ,晴天的气压比阴天 。
12.最早较准确测出大气压强值的是 国科学家 ,他认为1标准大气压强相当于 产生的压强,根据液体压强公式,可以算出一标准大气压的值p0= = ,大气压对液体的沸点有影响,具体关系是 。高压锅就是应用了 原理。
13.流速和压强的关系:在液体中流速越大的地方,压强 。
第五单元 浮力
二、重点难点及典型例题
(一)称重法测浮力(受力分析)
1.一个1牛的钩码,挂在弹簧秤钩上, 当钩码浸没在水中时弹簧秤的示数是0.87牛,这个钩码受到水的浮力是_____ 牛; 若钩码受到的浮力是0.1牛时,弹簧秤的示数应是_____牛。
(二)阿基米德原理
1、探究实验
(1).如图所示,小明用弹簧测力计和溢水杯设计了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,可以通过观察弹簧测力计示数来获得所要探究的数据,请将图中测量的有关数据填入表格中:
物体的重力/N物体在水中时测力计的读数/N物体受到的浮力/N物体排开水的重/N
(1)分析表中的数据,可以得出的结论是: 。
(2).一块橡皮泥分三次捏成形状不同的三个圆柱体、球体和长方体,分别将橡皮泥浸没在水中,橡皮泥受到的浮力 (填“圆柱体大”、“球体大”、“长方体大”或“一样大”)。再将同一块橡皮泥浸没在水中的不同深度,则橡皮泥受到的浮力 (填“变大”、“变小”、“不变”或“无法判断”)。
2、阿基米德原理运用
(3).质量为316克的实心铁球,浸没在水中时受到的浮力是多大?若将该铁球浸没在某种液体中,受到的浮力是0.3136牛,则这种液体的密度是多少?(ρ铁=7.9×103千克/米3)
(4).如图3所示,将一个挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(容器中的水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图中所示能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是( )
2.完全相同的石块,用细线系住,分别浸没在水和酒精中,由于线上拉力的作用,石块都静止在液体中,此时线上拉力分别为F1、F2,则两个拉力大小关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法比较
3.某根绳子能承受39.2牛的拉力,用它拉住一个浸没在水中体积为2分米3的实心铝球,如铝块在水中匀速上升 ,求: ⑴铝块全部浸没在水中时绳对它的拉力是多大? ⑵铝块露出水面多少体积时绳恰好断掉?(水的阻力不计,ρ铝=2.7×103千克/米3)
(三)物体的沉浮条件
1.如图所示:甲、乙、丙、丁是四个材料、体积、形状互不相同的物体,图中注明了它们的浮沉情况及其每个物体受到的重力G,在图中画出每个物体受到的浮力F浮
潜水艇
2.重27牛、体积为3分米3的铝球放入水中静止时受到的浮力是多大?浸入水的体积是多大?(g=10N/Kg)
3.一只新鲜的鸡蛋,沉在盛有水的烧杯里,要使鸡蛋离开杯底上浮,那么可以采用的办法是
A.加水 B.加石块 C.加食盐 D.加酒精
4.一均匀的实心物体恰能悬浮在水中,若将此物体切成大小不等的两块,则: ( )
A.大的一块下沉,小的一块上浮 B.大的一块上浮,小的一块下沉
C.两块都漂浮 D.两块都仍能悬浮在水中
(四)漂浮条件
1.一木块漂浮在水面上时有3/5的体积浸入水中,当它浮在另一种液面上时有1/3的体积露在液面外,求:⑴木块的密度。⑵液体的密度。
2.将一木块放入水中,当木块上再放上9.8牛的重物并处于静止时,木块恰好全部浸没水中;若拿出重物,木块露出水面1/4体积后又处于静止状态,求:木块的体积。
(五)比较浮力的大小
1、同种液体中
(1).如图所示,四个体积相同和形状一样的小球,放入盛水的容器中,浮沉情况如图示,待四个小球静止时,受到浮力最小的球是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2、同一物体在不同的液体中
(1)密度计,轮船
①把同一支密度计分别浮在水、煤油和盐水中,静止时密度计受到的浮力是: A.在水中最大 B.在煤油中最大 C.在盐水中最大 D.一样大 ( )
②上题中,密度计浸入液体中的体积是: ( )
A.在水中最大 B.在煤油中最大 C.在盐水中最大 D.一样大
③.一块木块漂浮在水面,露出水面的体积为V1,它漂浮在酒精中露出液面的体积为V2,( )
A.一定是V1<V2,说明水对木块的浮力较小 B.V1>V2,说明水对木块的浮力较大
C.V1=V2,但木块两次受到的浮力一样大 D.V1>V2,但木块两次受到的浮力一样大
(2)同一铁球放入水中和水银中
①.一个体积为V的实心铁球,分别放入足够深的水、酒精以及水银中,已知ρ水银>ρ铁>ρ水>ρ酒精,则铁球在______________中受到的浮力最大,F浮=______;在______中受到的浮力最小,此时F浮=___________。
(六)运用浮力测密度
1.如图4所示,为了测出普通玻璃瓶的密度,小华利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水,做了如下探究实验:
(1)在量筒内倒入50cm3的水;
(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上,如图示。此时水面与80cm3刻度线相平;
(3)让小瓶口朝下,沉没水中,如图示,这时水面与62cm3刻度线相平。
请根据以上探究步骤推算出普通玻璃的密度为多少?(要求有推理的过程)
2.弹簧秤下悬挂一物体,在空气中称时弹簧秤的示数是392牛,浸没在水中时弹簧秤的示数是342牛,则物体受到的浮力是_______,物体的体积是________,物体的密度是__________;
例用弹簧秤、溢水杯、水、细线和小金属块等器材,测定小金属块的密度,实验步骤如下:
⑴、用细线把小金属块拴好,挂在弹簧秤下,称出金属块重为G,用公式__________算出小金属块的质量m。
⑵、把小金属块全部浸入水中,读出弹簧秤的示数G', 小金属块受到水的浮力
F浮=___________。
⑶、根据阿基米德原理,可计算出金属块体积V=____________。
⑷、利用密度公式_______________算出小金属块的密度ρ=________。
3、漂浮法(密度计)
(1).图14所示,为了探究某种液体的密度ρ2,给你一只粗细均匀的圆柱体平底玻璃管,一些小石块,两个烧杯,一个烧杯盛有适量的水,一个盛有待测液体,如图所示,已知水的密度为ρ水。(1)要测出待测液体的密度,还需要的实验器材是 。(2)写出简单的探究步骤,并写出待测液体的密度表达式。
5、悬浮法
二、拓展题
1.下列关于浮力的理解正确的是: ( )
A.浮力就是物体排开液体所受到的重力
B.浮力就是液体对浸在液体内的物体向上和向下的压力差
C.重1牛的水不可能产生大于1牛的浮力 D.浮力的方向是竖直向下的
压力、压强
一、基本概念
二、重点难点及典型例题
(一)压力与重力的关系
1、中考指南
2.画出下列各图中物体A受到物体B压力的示意图。
(二)影响压力的作用效果的因素
1、实验探究
(1).某研究小组为探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,设计了如1图所示的探究方案。甲图是研究小组将小木凳放入沙盘中,乙图是在小木凳上增加一个重物,丙图是将小木凳翻转过来,倒置于沙盘中,并在凳上仍然放置一个等重的重物。根据甲、乙图的分析,可以得到的结论是 ;根据乙、丙图的分析,可以得出的结论是 。
2、实验的设计
(1).给你如图9-甲所示器材,其中A和B是由同种材料制成的均匀圆柱体,C是泡沫塑料。请你根据如图乙所示的场景,设计一个实验,探究压力的作用效果与受力面积的关系。要求写出实验步骤、现象和结论。
(三)增大减小压强的方法和应用
1.下列实例中,增大压强的是( )
A.大型挖掘机宽大的履带 B.切蛋器
C.铁轨铺在枕木上 D.滑雪运动员脚下的滑雪板
2.如图4所示,仔细观察订书机,它的结构应用了许多物理知识,其中哪些地方应用了压强知识?试列举出来。
(四)固体的压强
1、对F、S的正确理解
(1).如图2所示,小华往墙上按图钉时,图钉帽的面积为1cm2,图钉尖的面积为5×10-4cm2,手指对图钉帽的压力是40N,求:图钉尖对墙的压强是手对图钉帽压强的多少倍?
2、对重物叠加问题
(2)小莉同学的质量为45kg,她每只鞋接触地面的面积为1.5×10-2m2,她站在了一块泥地上.为了不让脚陷进泥地,她在水平泥地上放一块重力为200N的木板,当她站在木板中央时,地面受到压强为325Pa.
求:(1)她对木板的压强;(2)木板与地面的接触面积
3、柱状固体的处理
(1).如图6,在水平桌面上放着三个铝制实心的圆柱体,它们的质量分别是100 克、130 克、170 克,它们对桌面的压强大小判断正确的是( )
A .甲最大 B .丙最大
C .一样大 D .条件不足,无法判断
(2)将一正方形竖直、水平、斜切,地面所受压力压强的变化。
(3)一张报纸对地面的压强约为1帕,对折后对地面的压强 ,若撕掉一片后压强
(五)液体的压强
1、实验探究液体压强的特点
(1).如图8—甲所示,此装置叫压强计,其用途是可以测量液体内部的压强。它的构造主要包括U型玻璃管、金属盒、橡胶管和支架等部分。甲图中当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U型管两边的液面会出现高度差;压强越大,液面的高度差也越大。如图8—乙示,若把金属盒放入液体中,U型管内液面出现高度差,说明液体内部存在压强。
小明利用上述装置进行探究液体内部压强规律,下表是小明探究过程中记录的实验数据:
序号液体深度/cm橡皮膜方 向压强计
左液面/mm右液面/mm液面高度差/mm
1水3朝上18621428
23朝下18621428
33朝侧面18621428
4617122958
5915824284
6盐水915424692
(1)小明根据上述数据记录,进行了数据的分析和论证认为,比较序号为 的三组数据可得出结论:液体的压强随深度的增加而增大;(2)比较序号 的三组数据可得出结论:在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(3)比较序号为 的两组数据可得出结论:不同液体的压强还跟液体的密度有关系。
3.如图3所示,瓶中水从小孔A、B处流出,说明液体对容器的 有压强,从B孔射出的水喷得更急些,说明液体的压强随 的增加而增大。
2、液体压强公式的推导及应用
(1). 如图12所示,重为20N的容器放在水平桌面上.容器的底面积S=2×10-2m2,高h=O.4m.当容器装满水时,水的重力为100N,求(1)桌面受到的压力、压强(2)容器底部受到的压力、压强
(2).有两根完全相同的玻璃管A和B,A管内装水,B管内装煤油,两管内的液体上表面在同一水平线上,如图2所示,若A管底部受到水的压强为P1,B管底部所受煤油的压强为P2(已知ρ水>ρ煤油),则( )
A.P1=P2 B.P1<P2 C.P1>P2 D.无法判断
(3).质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器,倒人质量相同、密度不同的三种液体,液面高度相同,如图7所示,三容器底部所受液体的压强pA、pB、pc的关系是___________;三个容器对桌面的压强p’A、p'B、P’c关系是_____________________.
(4).在如图3所示的甲、乙两容器中盛有水,水面相平,之间有斜管相通,K是开关。当K打开后,则( )
A.M处的压强小于N处压强, 水不流动
B.M处的压强大于N处压强,水由甲流向乙
C.M处的压强等于N处压强, 水不流动
D.M处的压强小于N处压强,水从乙流向甲
(六)气体的压强
1、验证大气压存在的实验
2、测量大气压的实验方法
(1)托里拆利
(2)用针筒(课本)
①.小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图11所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒. 当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L.
(1)根据以上实验方案,用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=_________.
(2)按照上述实验方案测得的大气压强的值,往往会比大气压强的实际值偏小.你认为产生这种现象的主要原因是:_________________________________________
(3)用吸盘
3、运用大气压解释有关现象及解决简单问题
(1).在冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时护觉得很紧,不易拔出来,其主要原因是〔 〕
A.软木塞受潮膨胀 B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住 D.瓶内压强减小,大气压把瓶塞压紧
(2). 图2中所示各种应用中,不是应用大气压强的是 ( )
(3).如图9所示,找一端开口的玻璃管(或试管),将其倒置,用酒精灯在管口下方加热一段时间,然后迅速将玻璃管的管口插入盛水的容器,观察管内发生什么现象?试解释成因。
(七)流体压强
1、流体压强的特点
2、应用
11.下列哪种情形不能够运用“气体流速与压强关系”进行解释 ( )
A.乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉 B.将氢气球放手后,它会漂向空中
C.直升飞机能够停在空中一定高度处 D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前
6.在航海里,船只向前航进过程中,如果两艘船靠得很近并肩行驶,如图6所示,两船在近距离并排行驶将会 ,这是因为两船内侧水的流速 于两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强 于外侧水的压强的原因。打开自来水龙头,使自来水流过如图7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。
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