第十四章压强和浮力.docx
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第十四章压强和浮力
第十四章 压强和浮力
一、压强
5分钟训练（预习类训练，可用于课前）
1.___________________叫压力。
压力是在物体相互接触并互相挤压时产生的。
所以，压力是__________力的一种。
思路解析：
压力的方向是垂直于被压物体表面，压力是由于相互挤压的物体发生弹性形变而产生的力，因此压力是弹力的一种。
答案：
垂直压在物体表面上的力 弹
2.当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越____________；当压力大小相同时，受力面积____________，压力的作用效果越显著。
思路解析：
压强的定义是物体单位面积上受到的压力。
压强越大作用效果就越显著。
增大压强的方法有两种，一是在单位面积不变时增大压力；二是在压力不变时减小接触面积。
答案：
显著 越小
3.一种无缝钢管能承受的压强是78400kPa，它表示的意义是_______________________。
思路解析：
78400kPa=7.84×107Pa=7.84×107N／m2，根据压强的定义，理解单位的含义。
答案：
1m2面积上能承受的压力为7.84×107N
4.下面说法中正确的是（ ）
A.压力是由物体的重力产生的，压力就是重力
B.压力不是重力，但其大小与重力相等
C.压力的方向垂直指向受力面
D.压力的方向总是竖直向下的
思路解析：
压力与重力是两种性质的力，压力属于弹力，而重力属于引力，压力与重力并无直接关系。
答案：
C
10分钟训练（强化类训练，可用于课中）
1.关于压强的概念，下列哪种说法是正确的（ ）
A.压强就是压力B.压强只和压力有关
C.压强只和受力面积有关D.压强和压力及受力面积都有关
思路解析：
对于压强概念的理解是本节内容的一个重要环节。
压强是描述压力的作用效果的物理量，并不是压力，与压力是两个不同的物理量。
压力的作用效果也就是压强既和压力大小有关，又和受力面积有关。
在受力面积一定时，压力越大，压强越大。
在压力一定时，受力面积越大，压强越小。
答案：
D
2.在图14-11中，正确表示压力的是（ ）
图14-11
思路解析：
压力的作用点应在被压物体表面上，压力的方向是垂直于被压物体表面并指向被压物体。
在图A中作用点位置应在被压物体表面即水平面上。
图B中把物体产生的压力混同为物体所受的重力，压力并不是重力，在此情形中压力的作用点和方向都与重力的不同。
图D中应为物体所受拉力，而不是压力。
答案：
C
3.人坐在沙发上比坐在硬凳上感到舒服，是因为人受到的压力____________（填“变大”“变小”或“不变”），受力面积____________，压强____________的缘故。
思路解析：
人无论坐在硬凳上还是沙发上，压力都与自身重力相等，但坐在沙发上，由于沙发发生较大弹性形变，这样受力面积增大，致使沙发对人的压强大大减小，故而会感到舒服。
答案：
不变 变大 减小
4.一块均匀的砖平放、侧放、竖放对地面的压力____________（填“相同”或“不同”），对地面的压强最大的放法是____________。
思路解析：
压力相同时，压强与受力面积成反比。
竖立时受力面积最小。
答案：
相同 竖放
5.一个重500N的物体，静止在水平地面上，对地面的压力为__________N，若受到100N竖直向上的拉力后，物体对地面的压力为____________N，若将此物体放在一斜面上，对斜面的压力将_________500N（填“大于”“等于”或“小于”）。
思路解析：
静止在水平地面上的物体，对地面的压力和重力大小相等。
当物体受到一个向上100N的力时，合力为500N-100N=400N。
方向竖直向下，则对地面的压力剩下400N，斜面上的物体对斜面的压力的方向跟重力的方向不同，所以压力不等于重力。
答案：
500 400 小于
6.某同学质量为50kg，每只鞋底与地面的接触面积为100cm2，则他双脚站在水平地面上时，对地面的压力为____________N，压强为____________Pa。
（g取10N／kg）
思路解析：
压力与重力相等，即F=G=mg=50kg×10N／kg=500N，双脚站立时受力面积S=2×100cm2=200×100×10-4m2=2×10-2m2。
p=
=
Pa=2.5×104Pa。
答案：
500 2.5×104
快乐时光
“真没办法，”物理教师在解释教学进度缓慢的原因时说,“现在的学生，连顺时针方向和逆时针方向这类问题，也要花很大气力才讲解得明白。
”“您的意思是一代不如一代？
”校长惊异地问。
“不，是今非昔比，”教师悻悻地答道，“现在学生们戴的全是电子显示手表……”
30分钟训练（巩固类训练，可用于课后）
1.“沙漠之舟”骆驼能在松散的沙漠中顺利行走不陷下去，这是因为（ ）
A.骆驼的重量轻 B.骆驼跑得快
C.骆驼的耐力大有素D.骆驼脚掌面积大压强小
思路解析：
骆驼的脚掌大约是马蹄的3倍，由于受力面积的明显增大，对沙地的压强减小许多，所以骆驼在沙漠里行走自如。
答案：
D
2.某同学在水平公路上骑自行车，骑车时车胎发生了缓慢漏气，那么车胎对路面的（ ）
A.压强变大B.压强变小
C.压强不变D.压力变大
思路解析：
因为同学在水平公路上骑自行车，车胎缓慢漏气，对地面的压力可以认为基本不变。
因为车胎缓慢漏气，所以车胎会变扁，受力面积增大，压强减小。
答案：
B
3.一个普通中学生双脚站立在水平地面上，他对地面的压力和压强最接近于（ ）
A.50N，103PaB.50N,104Pa
C.500N,103PaD.500N,104Pa
思路解析：
本题考查实际应用知识的能力，同时也考查估测能力。
生活中我们要多多观察身边的事物，如普通中学生的质量大约是50kg，其重力大约就是500N；普通中学生的一只脚底面积大约是250cm2,双脚站立时着地面积为500cm2，所以普通中学生对地面的压强大约为104Pa。
答案：
D
4.长方体砖块的长、宽、厚之比为4∶2∶1，将砖块平放、侧放、竖放在水平地面上时，砖块对地面的压强之比为（ ）
A.4∶2∶1B.1∶2∶4
C.8∶4∶1D.1∶1∶1
思路解析：
同一块砖在平放、侧放、竖放在水平地面上时，其对地面的压力总是等于其重力大小，所以将砖平放、侧放、竖放在水平地面上时，压力大小是不变的。
由于砖的长、宽、厚不同，所以不同放置时砖与地面的受力面积不同。
在平放时，受力面积为长×宽；侧放时，受力面积为长×厚；竖放时，受力面积为宽×厚；由p=
可知，压强之比为
∶
∶
，即：
1∶2∶4。
答案：
B
5.两个圆柱形工件，底面积相等，它们密度之比为ρ甲∶ρ乙＝9∶8，平台所受压强之比为p甲∶p乙＝3∶2（圆柱体都立放时），则它们的高度之比h甲∶h乙为（ ）
A.3∶4B.4∶3
C.27∶16D.6∶27
思路解析：
圆柱体立放时对地面的压强大小可以直接用p=ρgh（其中ρ指柱体的密度，h是柱体的高度）计算。
因此它们的高度之比为h甲∶h乙=
∶
=
×
=
=
=
=4∶3。
答案：
B
6.（2010四川）图14-1-2是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。
如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体，把它们放在水平面上，则根据图象可知，甲、乙两种物体对水平面的压强之比p甲∶p乙为（ ）
图14-1-2
A.8∶1B.4∶1
C.2∶1D.1∶1
思路解析：
由图可知
=
，设甲边长为a,乙边长为b，则ρ甲·a3=ρ乙·b3，可得
=
=
，所以
=
=
。
答案：
B
7.如图14-1-3所示，A、B、C三图中是同一物体在三种不同情况下静止时的情形，其中物体对支持面压力大小等于重力的是图________，物体对支持面压力大小小于重力的是图________，物体对支持面压力大小与重力无关的是图________，由此可知，压力有时和重力是无关的。
图14-1-3
思路解析：
压力的产生不一定是由于物体的重力，压力的大小有时与重力有关，例如图B中压力等于重力，图C中压力小于重力；有时又与重力无关，例如图A中，压力与重力无关。
答案：
B C A
8.请将下列四句话中所反映的物理知识填在横线上：
（1）马尾提豆腐——提不起来：
________________________
（2）水中捞月一场空：
________________________
（3）磨刀不误砍柴工：
________________________
思路解析：
根据压强公式，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，减小受力面积可以增大压强。
马尾提豆腐，受力面积小，压强较大，而豆腐所能承受的压强太小，所以马尾提不起豆腐。
同样，磨刀不误砍柴工是通过减小受力面积增大压强。
水中月则是平面镜所成的虚像，当然捞不着。
答案：
（1）在压力一定时，受力面积小压强大
（2）平面镜成虚像
（3）在压力一定时，减小受力面积可以增大压强
图14-1-4
9.2010年3月，大型国宝珍品——秦始皇兵马俑在福建省博物馆展出。
小红参观时发现，秦俑脚下都踏踩着一块正方形或长方形的踏板，如图14-1-4所示。
为了弄清这种制作的好处，她收集了一尊站立姿态兵马俑的有关数据：
体重（含踏板）1600N，踏板面积1.6×10-2m2。
问：
（1）这尊兵马俑（含踏板）的质量是多少?
（g取10N／kg）
（2）这尊兵马俑竖放在水平地面上时，对地面的压强是多大?
（3）踏板面积比双脚面积大，这样制作有什么好处?
请简要说明理由。
思路解析：
已知重力可根据G=mg求质量。
兵马俑静置于水平地面上，对地面的压力等于其重力。
压力一定时使用脚踏板增大受力面积可减小压强，任何材料都有一个承受压强的最大程度，超过这个程度材料就会损坏。
包括博物馆的展厅也只有一定的承受压强的能力，这样制作可以起以保护兵马俑和展厅地面作用。
答案：
（1）这尊兵马俑（含踏板）的质量是m=
=
=160kg。
（2）这尊兵马俑竖放在水平地面上时，对地面的压强
p=
=
=
=1×105Pa。
（3）由于p=
=
，在G不变的情况下，由双脚触地变为踏板着地，由于踏板面积比双脚面积大，从而减小了压强，而达到保护兵马俑及地面的目的。
10.
（1）如图14-1-5所示，物体A、B叠放在一起，画出A对B的压力及B受到的重力的示意图。
图14-1-5图14-1-6
（2）如图14-1-6所示，物体M放在斜面上，静止不动。
画出其所受重力及对桌面压力的示意图。
思路解析：
作用点要画在受力物体上，压力的作用点在被压物表面上，重力的作用点在物体的重心。
压力方向垂直于物体表面，重力方向竖直向下。
答案：
（1）如左下图所示。
（2）如右上图所示。
方法总结：
解答此类问题一定要明确：
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，重力的作用点在物体的重心；垂直作用（压）在物体表面上的力叫做压力，压力的作用点在被压物表面上，方向垂直于物体表面，重力方向竖直向下，作用点要画在受力物体上。
11.在一次刑事案件侦察中，公安人员在海滩上发现了一连串罪犯逃跑时的清晰脚印，公安人员用蜡对其中一只鞋印进行了浇注，测得蜡鞋模的平均厚度为4cm，质量为900g，又经仪器测试发现达到鞋印同样的深度需要的压强为2.4×104Pa，请你帮助公安人员，计算罪犯的体重为多少?
思路解析：
由蜡鞋模的质量和蜡的密度计算出蜡鞋模的体积：
V蜡=
=
=10-3m3
由蜡鞋模的体积和蜡鞋模的厚度，计算出蜡鞋模的底面积，即罪犯一只脚与地面的受力面积：
S=
=
=0.025m2
由罪犯对地面的压强和受力面积，计算出罪犯对地面的压力，即罪犯的体重：
G=F=pS=2.4×104Pa×0.025m2=600N。
答案：
罪犯的体重为600N
12.湖北神农架科学考察队在丛林深处松软平整的泥地上发现“野人”行走时留下的新鲜脚印，队员小明用方格纸描下了“野人”的脚印，如图14-1-7所示，并测出脚印深2cm。
已知方格纸每小格的边长是3cm，则“野人”每只脚的面积为多少平方厘米（不满一格的以半格计）？
一般情况下，人的身高大约是脚长的7倍，照此推算“野人”身高大约为多高？
为了估测“野人”的质量，小明从背包中拿出一个边长为5cm的正方体铝块，放在“野人”脚印旁的平地上，并在铝块上面加岩石块，当铝块陷入泥中的深度也为2cm时，用测力计测出铝块和岩石块的总重为65N，据此小明算出“野人”的质量为多少？
（取g＝10N/kg）
图14-1-7
思路解析：
解决本题基本思想是：
首先通过方格纸获得“野人”的脚的面积，在面积计算中，不足一格的均算半格。
然后通过铝块和岩石的实际获得泥中下陷2cm的压强，然后根据F=pS计算出压力，即可得罪犯的体重。
最后利用G=mg获得其质量。
至于判断“野人”的身高则纯粹是根据信息进行简单计算。
答案：
由图可知“野人”一只脚面积为40×9cm2=360cm2
而身高则为9×3cm×7=27×7cm=1.89m
又由于对于铝块和岩石使泥石下沉2cm的压强为p=
=
=2.6N/cm2
“野人”的体重为：
G=p×S1=2.6N/cm2×360cm2=93.6kg。
二、液体的压强
5分钟训练（预习类训练，可用于课前）
1.液体内部压强的特点：
（1）液体内部向各个方向__________（填“有”或“没有”）压强。
（2）在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小__________。
（3）液体内部的压强，随深度的增加__________。
（4）液体内部的压强跟液体的密度____________。
思路解析：
因为液体受重力作用，并且具有流动性，所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都有压强。
实验表明液体内部向各个方向有压强；在液体同一深度，液体向各个方向的压强大小相同；液体内部的压强，随深度增加而增大；液体内部的压强还跟液体的密度有关系，密度越大压强也越大。
答案：
（1）有
（2）相等 （3）而增大 （4）有关系
2.液体由于受到________而对容器底及浸在液体内部的物体产生压强，由于液体还具有________性，所以对侧壁也产生压强。
思路解析：
由于液体受重力作用，且具有流动性，所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都有压强。
答案：
重力 流动
3.图14-2-1所示的各图中，探究液体内部压强的实验是（ ）
图14-2-1
思路解析：
不同的实验有各自的实验装置，Ａ是惯性实验；B是用天平测质量；C是测液体内部压强的实验；D是平面镜成像实验。
答案：
C
4.下列日用器具中利用连通器原理工作的是（ ）
A.喷泉 B.钢笔吸水C.洒水壶 D.液体压强计
思路解析：
连通器必须是底部相通，上端开口，且盛同种液体，当液体静止时液面相平。
符合连通器构造的有喷泉、洒水壶，所以AC选项正确，而BD错。
答案：
AC
10分钟训练（强化类训练，可用于课中）
1.图14-2-2中，采用减小受力面积的方法增大压强的事例是（ ）
图14-2-2
思路解析：
本题考查影响压强大小的因素。
影响压强的两个因素：
一是压强不变时增大接触面积可以减小压强；而减小接触面积就能增大压强。
二是接触面积不变时增大压力就增大压强；减小压力就减小压强。
A、C、D都是增大了面积，故而都是为了减小压强，只有B是减小面积，增大压强。
答案：
B
2.关于液体内部的压强，下面的说法哪一种是对的（ ）
A.在液体内部，液体向各个方向的压强都相等
B.物体在液体内部受到液体的压强，各个方向的压强都相等
C.在液体内部的同一深度，液体向各个方向的压强都相等
D.在液体内部，液体向下的压强总比向上的压强大
思路解析：
在液体内部各个方向上都有压强，同种液体中的同一深度处各个方向的压强相等；深度越大，压强越大。
答案：
C
3.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。
如图1423所示的事例中利用连通器原理的是（ ）
图14-2-3
A.只有①②
B.只有③④
C.只有①③④
D.①②③④
思路解析：
上面的例子中都是生活中有的，除了拦河大坝不是利用连通器原理外，其他都是利用连通器原理。
答案：
C
4.如图14-2-4所示，a、b、c底部互相连通，自b注入水，当图中水不流动时（ ）
图14-2-4
A.a中液面最高B.b中液面最高
C.c中液面最高D.a、b、c中液面一样高
思路解析：
a、b、c构成连通器，水不流动时，各容器中液面保持相平，与容器的形状、大小无关。
答案：
D
5.如图14-2-5所示，三个完全相同的容器，里面分别装有质量相等的三种不同液体，三个容器都是圆柱形，那么
（1）这三个容器底受到液体的压强pa________pb________pc（填“＜”“＝”或“＞”）；
（2）三种液体的密度相比较ρa__________ρc__________ρb；（3）三容器对桌面的压强pA___________pB___________pC。
图14-2-5
思路解析：
根据液体对容器底的压强产生的原因，我们知道，三容器中液体对容器底的压力相等，而受力面积相等，因此压强相等；三容器A容器中液体的体积最小，B容器中液体的体积最大，但它们质量相等，所以ρa最大，ρb最小；由于三容器完全相同，三液体质量相等，故三容器对桌面的压强相等。
答案：
（1）＝ ＝
（2）＞ ＞ （3）＝ ＝
6.一艘潜艇能潜入海水下1500m，问它能承受的压强是多大？
思路解析：
液体内部的压强与深度和液体的密度有关系。
利用液体内部的压强公式p=ρ液gh可以求出海水1500m深处的压强。
已知h=1500m，ρ液=1.3×103kg/m3，g取10N/kg，将上述各值代入液体内部压强公式即可求得p=1.95×107Pa。
答案：
1.95×107Pa
快乐时光
深夜，蒙面劫匪在街上劫住一位衣冠楚楚的人，用枪指着他说：
“把你的钱拿给我！
”那人勃然大怒：
“我告诉你，我可是国会议员！
”“那……把我的钱还给我！
！
”劫匪愤愤地吼到。
30分钟训练（巩固类训练，可用于课后）
1.如图14-2-6盛有某液体，pA、pB、pC分别表示A、B、C三点处液体的压强，则（ ）
图14-2-6
A.pA=pB=pCB.pA=pC＞pB
C.pA>pC>pBD.pA=pB思路解析：
根据液体内部的压强与液面下的深度有关系，与液体的密度有关系。
现在是同一种液体，这就是说只与深度有关系。
A、B的深度一样，所以A、B两点处的压强相等。
C点的深度大于A、B，所以C点处的压强最大。
即：
pA=pB答案：
D
2.如图14-2-7所示，将一盛有水的试管倾斜后，液体对容器底的压强将（液体不流出）（ ）
图14-2-7
A.变大B.变小
C.不变D.无法确定
思路解析：
试管倾斜，液面高度降低，根据p=ρgh可知压强减小。
要深刻理解公式中每一个量的物理意义，液体的深度指的是由液面到该点的竖直高度，而不是液柱的长。
更不是由该点到容器底的深度。
答案：
B
3.图14-2-8中正确的是（ ）
图14-2-8
思路解析：
这是同一种液体，并且不流动，根据连通器原理，上端液面应该相平。
所以ACD错，B正确。
答案：
B
4.在盛满水的容器的侧壁上开有三个小孔，水从小孔中喷出，在如图14-2-9所示的四幅图中正确的是（ ）
图14-2-9
思路解析：
以上实验是为了探究液体压强的特点而设计的，上、中、下三孔所在高度不同，因此，在容器中装满水后三孔在水中的深度不同，由液体压强规律可知：
同一种液体内部，深度越大，压强越大，因此也喷射得更远。
答案：
B
5.一个装满煤的油桶高2m，在距底0.5m处有一点M，则M点的压强为（已知ρ油=0.8×103kg/m3，g取10N／kg）（ ）
A.1.6×104PaB.1.2×104Pa
C.0.8×104PaD.0.4×104Pa
思路解析：
p=ρgh=0.8×103kg／m3×10N／kg×（2-0.5）m＝1.2×104Pa。
答案：
B
6.有4种不同年代的潜水装置，它们潜入海水的最大深度如图14-2-10所示，其中能承受海水压强最大的是（ ）
图14-2-10
思路解析：
都是海水，由液体压强公式p=ρgh可知，越深的地方海水产生的压强越大，因此，潜水装置潜入海水越深，说明能承受海水压强最大。
答案：
Ｄ
7.（2010江苏如东模拟模拟）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14-2-11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（ ）
图14-2-11
A.p甲＞p乙B.p甲＜p乙
C.p甲=p乙D.无法确定
思路解析：
相同的小球在甲液体中没有完全浸没，说明甲液体密度大于乙液体密度。
而甲、乙两种液体深度相同。
由p=ρgh可知p甲＞p乙。
答案：
A
8.潜水员潜入水中的深度有一定的限制，这与潜水员能承受的压强大小有关。
若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×105Pa，水的密度为1.0×103kg/m3（g取10N/km），则该潜水员在水中能下潜的最大深度是（ ）
A.4mB.40m
C.400mD.60m
思路解析：
这是一道关于液体内部压强的应用题。
通过对教材的学习我们已经知道，液体内部的压强与液体的深度有关系。
题干中已经知道潜水员能够承受的最大压强，这样直接应用液体内部压强公式，已知压强和水的密度求水深。
由公式p=ρgh变形得h=p/ρg可求。
答案：
B
9.如图14-2-12所示，半球形容器中都装满水，在水对容器壁的压力示意图中，正确的是（ ）
图14-2-12
思路解析：
压力的方向是垂直于受压物体表面的，半球形容器的内表面是曲面，所以水对其压力方向各不相同，但液体的压强随深度的增加而增大，所以D是正确的。
答案：
D
10.比较A、B、C三点的压强pA__________pB__________pC__________。
如图14-2-13所示，三容器中是同一种液体。
图14-2-13
思路解析：
根据液体内部的压强与液面下的深度有关系，与液体的密度有关系。
现在题目中已知是同一种液体，这就是说只与深度有关系。
A、B、C三点的深度都是h，所以三点处的压强相等。
答案：
= =
11.我国经济快速发展，很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点，纷纷为自己的产品做广告，但有些广告制作却忽视了其中的科学性。
如图14-2-14所示的广告图中有一处科学性的错误，请你找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律。
图14-2-14
错误：
____________________，它违背了______________________________。
思路解析：
茶壶利用的是连通器原理制成的，但是连通器底部连通上部开口，上部水面应该是相平的，而图中壶中水面明显低于壶嘴水面，不符合连通器的工作原理。
答案：
水面低于壶嘴 连通器工作原理
12.图14-2-15中A是小华家的厨房，B是卫生间，A、B两地之间有墙，相互看不到，但是小华家在装修时必须搞清楚；厨房和卫生间的地面哪个高？
高度相差多
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