1、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
2、强是78 400 kPa,它表示的意义是_。思路解析:78 400 kPa= 7.84107 Pa= 7.84107 Nm2,根据压强的定义,理解单位的含义。答案:1 m2面积上能承受的压力为7.84107 N4.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:C10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
3、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:D2.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
4、的不同。图D中应为物体所受拉力,而不是压力。答案:C3.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500 N的物体,静止在水平地面上,对地面的压力为_N,若受到
5、 100 N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_500 N(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100 N的力时,合力为500 N-100 N=400 N。方向竖直向下,则对地面的压力剩下400 N,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:500400小于6.某同学质量为50 kg,每只鞋底与地面的接触面积为100 cm2,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10Nkg)思路解析:压力与重力相等,即F=G=mg
6、=50 kg10 Nkg= 500 N,双脚站立时受力面积 S=2100 cm2=20010010-4 m2=210-2 m2。p= Pa=2.5104 Pa。答案:5002.5104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
7、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:D2.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:B3.一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.50 N,103 Pa B.50 N,104PaC.500 N, 103Pa D.500 N,104Pa思路解
8、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50 kg,其重力大约就是500 N;普通中学生的一只脚底面积大约是250 cm2,双脚站立时着地面积为500 cm2,所以普通中学生对地面的压强大约为104 Pa。答案:D4.长方体砖块的长、宽、厚之比为421,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.421 B.124C.841 D.111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
9、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:124。答案:B5.两个圆柱形工件,底面积相等,它们密度之比为甲乙98,平台所受压强之比为p甲p乙32(圆柱体都立放时),则它们的高度之比h甲h乙为()A.34 B.43C.2716 D.627思路解析:圆柱体立放时对地面的压强大小可以直接用p=gh(其中指柱体的密度,h是柱体的高度)计算。因此它们的高度之比为h甲h乙=43。答案:B6.(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
10、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14-1-2A.81 B.41C.21 D.11思路解析:由图可知=,设甲边长为a,乙边长为b,则甲a3=乙b3,可得= =,所以=。答案:B7.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
11、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:BCA8.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14-1-49.2010年3月
12、,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)1 600 N,踏板面积1.610-2 m2。问:(1)这尊兵马俑(含踏板)的质量是多少?(g取10 Nkg)(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
13、,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=160 kg。(2)这尊兵马俑竖放在水平地面上时,对地面的压强p=1105 Pa。(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:
14、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4 cm,质量为900 g,又经仪器测试发现达到鞋印同样的深度需要
15、的压强为2.4104 Pa,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=10-3 m3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=0.025 m2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=2.4104 Pa0.025 m2=600 N。答案:罪犯的体重为600 N12.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2 cm。已知方格纸每小格的边长是3 c
16、m,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5 cm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2 cm时,用测力计测出铝块和岩石块的总重为65 N,据此小明算出“野人”的质量为多少?(取g10 N/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2 cm的压强,然后根据F=pS计算出压力,即可得罪犯的体
17、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409 cm2=360 cm2而身高则为93 cm7=277 cm =1.89 m又由于对于铝块和岩石使泥石下沉2 cm的压强为p=2.6 N/cm2“野人”的体重为:G=pS1=2.6 N/cm2360 cm2=93.6 kg。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
18、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
19、析:不同的实验有各自的实验装置,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:C4.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:AC10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
20、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:B2.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:C3.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14-2-3A
21、.只有 B.只有C.只有 D.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:C4.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14-2-4A.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:D5.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
22、度相比较a_c_b;(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a最大,b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1 500 m,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=液gh可以求出海水1 500 m深处的压强。已知 h=1 500 m,液=1.3103 kg
23、/m3,g取10 N/kg,将上述各值代入液体内部压强公式即可求得p=1.95107 Pa。答案:1.95107 Pa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14-2-6A.pA=pB=pC B.pA=pCpBC.pApCpB D.pA=pBpC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
24、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=pBpC ,则ABC选项错,D选项正确。答案:D2.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14-2-7A.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=gh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:B3.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
25、液面应该相平。所以ACD错,B正确。答案:B4.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:B5.一个装满煤的油桶高2 m,在距底0.5 m处有一点M,则M点的压强为(已知油=0.810 3 kg/m3,g取10 Nkg)()A.1.6104 Pa B.1.2104 PaC.0.8104 Pa D.0.4104 Pa思路解析:p
26、=gh=0.8103 kgm3 10 Nkg(2-0.5)m1.2104 Pa。答案:B6.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=gh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: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-
27、11A.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=gh可知p甲p乙。答案:A8.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4.0105 Pa,水的密度为1.0103 kg/m3(g取10 N/km),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是()A.4 m B.40 mC.400 m D.60 m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
28、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=gh变形得h = p/g可求。答案:B9.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:D10.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
29、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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