浮力压强讲义.docx
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浮力压强讲义
压强与浮力模块
第三讲力学综合:
浮力综合计算
考点一：
压力的概念、固体压强、液体压强、大气压强的规律及其应用
例1、
（1）请你帮助小明解决下面有关压强的问题。
A．冰刀与冰的接触面做的很窄。
B．铁路的钢轨铺在枕木上。
C．载重汽车安装了很多轮胎。
D．推土机的前端做的很锋利。
（2）为了探究"液体内部压强与哪些因素有关"，部分同学提出如下猜想：
猜想1：
液体内部压强，可能与液体的深度有关猜想2：
同一深度，方向不同，液体的压强可能不同猜想3：
液体内部的压强，可能与液体的密度有关。
为了难验证上述猜想1和猜想2，他们用压强计研究水内部的压强，得到数据如下表：
（1）请你分析实验数据并回答：
为了验证猜想1，应选序号为_____________________的实验数据；猜想2的结论是______________________________________.
（2）为了验证猜想3是否正确，在上实验的基础上，请你设计实验探究方案，写出实验步骤：
（3）如图是高压锅的结构示意图，锅盖紧扣在锅体上，盖上装有一金属管作排气孔，金属管上方倒扣一个像砝码一样的重锤起限压作用．当锅内蒸汽压强过大时，蒸汽顶起限压阀，通过金属管向外排气．
（1）高压锅煮饭熟得快，原因是：
____________________________．
（2）在保证安全的条件下，为了提高锅内蒸煮时的温度，可采用的方法是（）
A．适当减小锅内容积B．适当增大排气管的直径
C．适当增大限压阀的质量D．适当增大火力蒸煮
（3）现测得限压阀的质量是100g，排气孔截面积约为8mm2。
这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大气压的多少倍？
答案高压锅内部气压高，液体沸点高，食物易熟C2.25倍
变式训练
1、据报道：
“一男子陷在泥沼里，他挣扎着力图把一只脚拔出来，结果下陷的更快更深。
抢救队员在泥沼上铺上木板，从木板上靠近该男子，把绳索递给他。
大家合力把他拉出后，让他平躺在泥沼上以蛙泳姿势移离泥沼。
”
①报道中描述的过程对泥沼的压强增大；
②报道中描述和的过程对泥沼的压强减小，你判断的依据是。
10.如图1—5—10（a）所示的圆柱形容器，底面积为200cm2，里面装有高20cm的水，将一个体积为500cm3的实心铝球放入水中后，球沉底（容器中水未溢出）．
求：
（1）图（b）中水对容器底的压强容器底增加的压力．
（2）图（b）中容器对水平桌面的压强和压力．（不计容器重，
铝＝2.7×103kg/m3，g取10N/kg）
2、小明在学习液体压强时，用压强计做实验，将获得数据填入下表：
序号
液体
深度（cm）
橡皮膜方向
压强计液面高度差（cm）
1
水
3
朝上
2.8
2
6
朝上
5.8
3
9
朝上
8.4
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
3、如右图，在水平桌面上的容器装有某种液体。
液体的体积为2.0×10－3m3，液体深度h1=0.5m，h2=0.3m,若容器重为20N、底面积为2.0×10－3m2，容器底受到液体的压强为5.0×103pa。
求：
（1）液体的密度。
（2）液体对容器底的压力。
（3）容器上部A点的液体压强。
（4）这个装着液体的容器对桌面的压强。
3、将杯子里装满水，用硬纸片将杯口盖严，手按住纸片把杯子倒过来，放手后，纸片不会掉下来，被子里的水不会流出，这表明。
如果将被子倾斜，纸片不掉，水仍流不出来，这表明大气都有压强。
4、我们经常可以看到这种现象：
汽车在马路上快速驶过以后，马路两边的树叶会随风飘动。
如图所示，马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动？
请你猜想并说明理由.。
考点二：
浮力的产生及阿基米德原理
例2、在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图14-17所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。
求：
（1）分析图像可知，圆柱体重力是________N；
（2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是______N；
（3）圆柱体的体积是_________m3；
（4）圆柱体的密度是_________kg/m3；
（5）分析图像BC段，可得结论：
物体浸没液体
之前，浸入液体的深度越深，受到的浮力越________
（选填“大”或“小”）；
（6）分析图像CD段，可得结论：
__________________________________________。
变式训练
5、有甲乙两个质量相等的物体分别悬浮在水面下1m和2m的深处，由此可判断（）
A甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力B甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力
C甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力D无法判断
考点三：
物体的浮沉及其浮力的应用
例3、如图所示，甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙，同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中，在甲杯处于悬浮状态．所受浮力为F甲，在乙杯处于漂浮状态，所受浮力为F乙．可以肯定的是（ ）
A、ρ甲＜ρ乙B、ρ甲＞ρ乙
C、F甲＜F乙D、F甲＞F乙
变式训练
6、在装有液体的甲、乙两烧杯中，同时放入两个完全相同的物体，如图，当物体静止后两烧杯内液面恰好相平．若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是P甲、P乙，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，则对它们的判断正确的是（ ）
A、P甲＞P乙，F甲=F乙B、P甲=P乙，F甲＞F乙
C、P甲=P乙，F甲＜F乙D、P甲＜P乙，F甲=F乙
7．体积是50cm3，质量是45g的物体，将其缓缓放入装满的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是________g．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是________g．（
酒＝0.8×103kg/m3）
8.已知质量相等的两个实心小球A和B，它们的密度之比A∶B＝1∶2，现将A、B放入盛有足够多水的容器中，当A、B两球静止时，水对A、B两球的浮力之比FA∶FB＝8∶5，
则
A＝_______，
B＝_______kg/m3．
9.A、B两个实心球的质量相等，密度之比
A∶
B＝1∶2．将它们分别放入足够的酒精和水中，它们受到浮力，其浮力的比值不可能的是（
酒精＝0.8×103kg/m3）
A．1∶1 B．8∶5 C．2
A∶
水 D．2
酒精∶
B
考点四：
浮力的综合计算
例4、某地在湖面上修建一座大桥，下图甲是使用吊车向湖底投放圆柱形石料的示意图．在整个投放过程中，石料以恒定速度v=0.1m/s下降．图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象（从t=0时刻开始投放到石料刚好接触湖底前）．忽略水的摩擦阻力，g取10N/kg，液体压强公式P=ρgh．求：
（1）小石料的质量；
（2）完全浸没后，石料所受的浮力；
（3）圆柱形石料的密度；
（4）湖底受到水的压强．
变式训练
7、如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有长方体木块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有五分之二体积露出水面，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）求此时容器底部受到的水的压强．
（2）求木块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，此时弹簧对木块A的作用力为Fl，在原图上画出此时水面的大致位置．
（4）打开阀门B缓慢放水，直至木块A刚好完全离开水面时，立即关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求Fl、F2之比．
8、如图1—5—6（a）所示，一个木块用细绳系在容器的底部，向容器内倒水，当木块露出水面的体积是20cm3，时，细绳对木块的拉力为0.6N．将细绳剪断，木块上浮，静止时有
的体积露出水面，如图（b）所示，求此时木块受到的浮力．（g取10N／kg）
课堂测试
1、以下划线部分有利于减小压强的是（）
2、下面四图所描绘的情景中，利用到浮力的是（）
3、一把使用多年的菜刀，没有发生变化的量是（）
A.形状B．体积C.质量D．密度
4、下列现象中，不属于利用大气压强的是
A．自来水笔吸墨水B．用吸管吸饮料
C．活塞式抽水机抽水D．高压锅煮饭
5、关于物体受到的浮力，下列说法中正确的是（ ）
A．漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B．物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C．物体没入水中越深受到的浮力越大
D．物体的密度越大受到的浮力越大
6、很多动物为了适应自身生存的环境，进化出了符合一定物理规律的身体部位，对此，从物理学的角度给出的解释中不正确的是（ ）
A．骆驼的脚很大，可以减小压力，从而使其在沙漠中自如行走
B．啄木鸟的嘴很尖细，可以增大压强，从而凿开树杆，捉到躲藏在深处的虫子
C．壁虎的脚掌上有许多“吸盘”，从而利用大气压使其在天花板上也不会掉下来
D．深水里的海鱼，捕到岸上时会死掉，主要原因是水面上的压强比深水处小得多
7、游泳的人潜入水中后,由于水对耳膜的压强作用,耳朵会有胀痛的感觉,下列说法中正确的是（）
A.潜入水中越深,用痛得越厉害
B.在同一深度,耳朵向着水面下,比向着水面上,胀痛的感觉要好一些
C.在水中身体竖直向上时,左右耳朵都不感觉胀痛,因为两侧的压强都抵消了
D.以上说法都不正确
8、如图所示中的四种河堤的设计中,最不合理的是（）
9、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容器中，当两球静止时，液面相平，球所处的位置如图所示，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
10、大军将一支密度计分别放入两种不同的液体中，如图所示。
若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙，静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙，则（）
A．ρ甲>ρ乙F甲＝F乙B．ρ甲<ρ乙F甲>F乙
C．ρ乙>ρ甲F甲ρ甲F甲＝F乙
11、利用废旧牙膏皮可以做很多小实验。
小华同学把空的牙膏皮剪去尾部做成一个筒状，放入盛有水的脸盆中发现牙膏皮漂浮在水面上；然后在将此牙膏皮卷成小团状后放入水中，牙膏皮沉入水底。
比较前后两种情况，下列说法中正确的是（）
A、牙膏皮漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
B、牙膏皮漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
C、牙膏皮沉底时受到的浮力等于它的重力
D、牙膏皮沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
12、一个充气的气球下面挂一个金属块，把它们放入水中某处恰能静止，如图所示.如果把金属块及气球的位置轻轻向上移一些，则金属块和气球（）
A.仍能静止B.向下运动C.向上运动D.上下晃动
13、如图2所示，在水平的两支筷子中间放上两只乒乓球,通过空心塑料管向两球间用力吹气,会发现两只乒乓球______________。
14、如图3所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相同的甲、乙两杯水中，静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________（“大于”、“小于”或“等于”）乙杯中橡皮泥所受的浮力，杯中水面升高得多。
15、右图是同一艘潜水艇在水中上浮和下潜的情景，其中_______________图的潜水艇正在水中上浮。
这两种情景中，潜水艇所受的浮力分别为F甲、F乙，则F甲___________F乙（选填“>”、“=”或“<”）。
16、在用天平和量筒测固体密度的实验中
（1）调节天平横梁平衡时，应把游码放在称量标尺左端的处，调节横梁右端的螺母，使指针指在分度标尺的处；
（2）称物体质量时，当横梁平衡后，如图所示，则被测物体的质量是____克；
（3）把被测物体放入盛水的量筒中，则被测物体的体积是cm3；
（4）被测物体的密度是==kg／m3。
（写出公式）（代入数据）（得出结果）
17、在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明做了如下图所示的一系列实验，请你从图中，通过分析泡沫塑料的凹陷情况说明你的探究结果，
比较图（a）、（b）得出“受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果_________”
比较图（b）、（c）得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果_________”
该实验探究方法是__________________。
18、如图所示是探究“阿基米德原理”的实验，则：
（1）图甲中木块A重N，图乙中小桶重N；
（2）将木块轻轻放入盛满水的溢水杯中，如图丙所示，木块A受的浮力为_______N则小桶B内水的体积等于______________cm3（g=10N/kg）；
（3）比较图乙、丁可知，木块排开水的重力为N，由此可得出的结论是_____________________。
（2分）
19、一金属块在空气中受到的重力为39N，把它全部浸没在水中称时（金属块未接触底面），弹簧测力计读数为34N。
求（g取10N/kg）
（1）该金属块受到水对它的浮力；
（2）该金属块的体积；
（3）该金属块的密度。
20、某同学用圆柱形容器制作了—个测量物体质量的装置.它的底部较重,可以竖直漂浮在水而,总质量为0.21kg,底面积为3X10-3m2，不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线,如图一1.请解答下列
问题（g取10N/kg）
（1）不放物体时.该装置所受的浮力是多大？
（2）如图一2所示，在该装装置中放入一个体积为1.5XlO-5m3的物块A,它的底部在水面下的深度h=0.11m.此时，该装置受到的浮力是多大？
与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？
（3）物块A的密度是多少？
第20题图
21、如图甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有2/5的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0×10﹣3m2的小柱体，如图乙所示，静止时方木块刚好能全部浸入水中．（g=10N/kg）求：
（1）甲图中木块受到的浮力？
（2）木块的密度？
（3）小柱体放在木块上面时对木块的压强？
23.一个载重气球在空中匀速竖直上升时，受到的浮力是2000N，若在所载重物中再加入20kg的物体，这时气球就能匀速竖直下降（设气球上升或下降时所受到的浮力和阻力大小均不变）
（1）气球上升时受到的重力
（2）气球运动时受到的阻力
24.科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如图10-23所示）,总重为4N,A底部与浮子B用细绳相连。
水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯静止时A浸人水中的深度始终为5cm，排开水的质量为500g，浮子B重0.5N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求：
（1）泡沫塑料A底部受到水的压强是多少？
（2）航标灯静止时，浮子B体积应为多大？
25.图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的质量，厚度不计）。
连接AB是长为0.3m，体积和质量都不计的硬杆。
当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所。
（已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg）
请解答下列问题：
（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？
（2）浮筒A的重力是多少？
（3）水箱中水多深时盖片B又自动关上？
26、底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水，将其竖直放在水平桌面上，把边长为10cm的正方体木块A放入水后，再在木块A的上方放一物体B，物体B恰好没入水中，如图1—5—11（a）所示．已知物体B的密度为6×103kg/m3．质量为0.6kg．（取g＝10N/kg）
求：
（1）木块A的密度．
（2）若将B放入水中，如图（b）所示，求水对容器底部压强的变化．
22、如图所示，是一种牲畜饮水用的自动装置的示意图。
水箱的底部有一出水孔，一旦饮水槽水位下降，浮球C受到的浮力减小，底盖A打开，水就通过出水孔从水箱流入饮水槽。
设计水箱的最高水位为60cm，水箱出水孔横截面积是30平方厘米，底盖A及竖杆B的总质量是400g，浮球C的质量是600g，体积是2立方分米，g取10N/Kg.
1、写出此装置应用到的物理知识：
2、通过计算证明，这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作：
3、若能正常工作，请分析说明影响此装置能否正常工作的因素：
若不能正常工作，请提出使该装置正常工作的改进方案。
26.某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物。
如图10.4-17是这种水箱模型的主要部件的截面示意图。
图中水箱A是一个底面积为200cm2的圆柱桶,桶的深度为60cm，上面敞口。
浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S1为80cm2，高为30cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S2为40cm2，厚度d为1cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻杆与浮筒相连，杆的长度为L。
当水箱中的水深达到H时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开。
求
（1）请求出水箱中的水深H与轻杆L的函数关系。
（2）当L为多长时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开
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