力学专题二.docx

1、力学专题二力学专题（二） 密度 压强和浮力【知识网络】【典例解析】例1 我国的科学家在南极的一次科考钻探中，发现在100m的雪层下面有冰川，进一步考察证实冰川是由于雪在长期重压下形成的. 若南极雪层的平均密度为0.3103kg/m3，求埋在100m雪层下的冰川10m2的水平面上受到的雪对它的压力和压强. （g取10N/kg）分析：本题综合考查压力作用效果、压强和液体压强等知识，在分析解题时应注意压强和液体压强计算公式的灵活运用，规则形状的固体在条件合适时，使用液体压强计算公式进行解析，会比较方便。解答：冰川10m2的水平面上100m深的雪的质量为 m=V=0.3103kg/m310m2100m

2、=3105kg这些雪受到的重力为 G=mg=3105kg10N/kg=3106N冰川10m2的水平面上受到的雪对它的压力 F=G=3106N冰川10m2的水平面上受到的雪对它的压强为 P=3105Pa或：冰川10m2的水平面上受到的雪对它的压强为 P=gh =0.3103kg/m310N/kg100m =3105Pa 冰川10m2的水平面上受到的雪对它的压力为 F=PS=3105Pa10m2=3106N创新与拓展：2005年3月，大型国宝珍品秦始皇兵马俑在福建博物馆展出。小红参观是发现，秦佣脚下都踩踏着一块正方形或长方形的踏板，如图2-2-1所示。为了了解这种做法的好处，她收集了一尊战立姿态的

3、秦佣的有关数据：体重（含踏板）1600N，踏板面积0.016平方米。、这尊兵马俑（含踏板）的质量是多少？（g取10N/）、这只兵马俑竖放在水平地面上时，对地面的压强是多少？、跳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。解答：例2 在青少年科技创新大赛中，某同学的发明作品浮力秤参加了展评，该作品可方便地称量物体的质量，其构造如图2-2-2所示已知小筒底面积为10cm2，总长为20cm，盘中不放物体时，小筒浸入水中的长度为8cm，问： (1)小筒和秤盘的总重力是多少N? (2)该秤能称出物体的最大质量是多少kg?(3)该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上，为什么刻度是均匀的?(取g=10

4、Nkg)分析：本题目是实验与物理计算相结合的题型，主要考查学生对于物体浮沉条件、质量与密度、重力等相关知识的综合运用，解题时要注意观察插图，分析清楚浮力秤漂浮的条件。解答：(1)由于小筒始终是漂浮体，所受浮力等于重力， G1=08N(2)当盘中放入最大质量的物体时：G2=水gSh2此时放入物体的重力：G=水gS(h2-h1)此时放入物体的质量：m=水S(h2-h1)代入数据可得m=0.12kg(3)由上式m=水S(h2-h1)可得小筒浸入水中长度的变化量h浸=h2-h1由于水、S是定值，h浸跟m成正比，所以秤的刻度是均匀的创新与拓展：家住山区小河边的晓军同学，学了浮力知识后自制了一个救生木筏，

5、其质量为50kg，体积为0.60m3。（g=10N/kg）求：（1）救生木筏漂浮在水面上时，它所受到的浮力多大？（2）当10名同学站在救生木筏上面时，救生木筏刚好完全浸没在水中，则这10名同学的平均质量是多少？解答：（1）救生木筏漂浮时 浮=救 浮=救=50k10/k=500 （2）当10名同学躺在救生木筏，救生木筏刚好完全浸没在水中时 ,浮=救+人 水救=10人g+救g 人=(水救救g)/103=(1103kg/30.603-50kg)/10=55kg【能力测试】一、单项选择1图2-2-3所示的是A、B两种物质的质量m与体积V的关系图像，由图像可知，A、B两种物质的密度A、B和水的密度水之间

6、的关系是 ( ) AB水A BBA水 CA水B D水AB 2一个量程为100ml的量筒竖直放在水平桌面上，lOOml刻度线以上还可以容水15ml。现给量筒盛水100ml，将一物块轻轻放人水中，从量筒溢出25m1的水，物块没有触及量筒底部和筒壁。取g一10Nkg，则物块的密度和重力 ( ) A可能等于1.0103kg/m3， 0.4NB. 可能等于1.0103kg/m3， 0.25NC肯定等于1.0103kg/m3， 0.4ND肯定等于1.0103kg/m3， 0.25N3如图2-2-4 所示，甲、乙两支完全相同的试管分别装有质量相等的液体甲试管竖直放置，乙试管倾斜放置，两试管液面相平。设液体对

7、两试管底的压强分别为P甲和P乙，则（ ）A . P甲 P乙 D 条件不足，无法判断4. 如图2-2-5所示，将一个普通的乒乓球轻轻放人漏斗中，用电吹风从管日向上吹，那么以下分析正确的是 ( )A球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大B球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小C球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大D球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小5. 将一个质量为2kg、底面积为O.05m2的长方体平放在某一水平桌面中央，水平桌面的面积为O.8m2，则长方体对水平桌面的压强为(取g10Nkg) ( )A2.5Pa B25Pa C40Pa D400 Pa6. 如图2-

8、2-6是飞机机翼的截面图，当飞机水平飞行时 （ ）A机翼下方空气速度大，压强小B机翼下方空气速度大，压强大C机翼上方空气速度大，压强大D机翼上方空气速度大，压强小7.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8. 如图2-2-7所示，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉， 在甲露出水面之前，关于它们所受浮力的说法正确的是 A 甲受到的浮力大 B 乙受到的浮力大 C 丙受到的浮力大 D 甲、乙、丙受到的浮力一样大。9.池底的小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压

9、强的变化情况是 ( )A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小10. 如图2-2-8所示，将一只玩具青蛙放入水中，它能漂浮于水面；把它放入另一种液体中，它却沉入底部。则在这两种情况下这只玩具青蛙受到的浮力 大小相比较 ( ) A.在水中受到的浮力较大 B.在液体中受到的浮力较大 C.受到的浮力一样大 D.无法比较浮力大小 二、理解与应用11. 小明在学校运动会上获得一块奖牌，他想知道这块奖牌是否由纯铜制成，于是他用天平和量杯分别测出该奖牌的质量和体积为14g和23，并算出他的密度为 g/3。小明通过查密度表知道，铜的密度为8.9103/m3，

10、由此他判断该奖牌 由纯铜制成的（选填“是”或“不是”）。12. 将体积相同的三个实心小球，分别放入盛有水的A、B、C三个容器中，静止后的位置如图2-2-9所示，若三个小球所受的浮力分别用FA、FB、FC表示，则它们的大小关系是 _ ； _ 容器中的小球密度最大.13. 一块长方体橡皮，重为0.3N，侧放于水平桌面上时，它与桌面的接触面积是1103m2，如图2-2-10所示。它对桌面的压强是 Pa。若沿ab方向竖直向下切去一块，则剩余部分对桌面的压强 （填“变大”或“变小”或“不变”）、橡皮的密度 （填“变大”或“变小”或“不变”）。14. 在课外小组活动中，小刚将一挂在弹簧测力计下的形状不规则

11、的石块分别浸没有水和盐水中，弹簧测力计的示数如图2-2-11所示，石块在水中所受的浮力为N；如果直接将该物体投入水中，该物体将（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）；盐水的密度为 。15. 如图2-2-12所示，A、B为两个圆柱形容器，容器内部的底面积之比为2：1，都装满水。现将质量之比为1：3的木块a、b分别轻轻放入两容器中，水对容器底部的压强之比为_，水对容器底部的压力之比为_.16. 古人称黄河水是“一石水，六斗泥”。创意中学综合实践小组从黄河中取了210-3m3的水，称得质量为2.2kg，由此可知含泥沙的黄河水的密度为_kg/m3。一条货船在黄河中航行时，浸在水中的体积是30m3。船受到的

12、浮力为_N。在码头将货物卸下后，河水对船底压强大小的变化情况是 （本题g取10 N/kg）。三、实验探究17. 木块M漂浮在液面上，处于静止状态，如图所示.请你在图2-2-13中画出木块M所受力的示意图. 18.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2-2-14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.19.下表是小莉同学用如图2-2-15所示装置分别测得水和盐水在不同深度时，压强计（U形管中是水）两液柱的液面高度情况。序号液体深度(mm)压 强 计左液面（mm）右液面（mm）液面高度差（mm）1水301862142826

13、017122958390158242844盐水9015424692（1）分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是：同种液体的压强随深度的增加而_，比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是：不同液体的压强还跟液体的_有关。（2）为了进一步研究在同一深度，液体向各个方向的压强是否相等，他们应控制的量有_和_ ，要改变的是_。（3）小莉同学在学了液体压强公式后，用公式对以上实验的数据进行分析计算（g=10N/kg），得出金属盒在30mm深处水的压强是_Pa，而从压强计测出的压强为_Pa，由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值，你认为造成的原因是什么？ 。20. 在探究“

14、浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，小雨同学猜想：浮力的大小还可能与物体浸没在液体中的深度有关，请你设计并帮助小雨完成该探究实验。 实验室提供的器材有：弹簧测力计；刻度尺；烧杯：适量的水及盐水；质量相等的实心圆柱体铜块、铁块、木块各一个：长度适当的细线。 (1)你所选择的实验器材：_ (2)主要的实验步骤(需要测量的物理量用字母表示)： (3)分析与论证： 四、分析与计算21. 长颈鹿是地球陆地上目前个子最高的动物，因此它的血压也是在动物中最高的。成年的长颈鹿平均身高可达4.3m，它的质量可达2t，长颈鹿一只脚掌的着地面积为250cm2。 求： (1)长颈鹿站立时，对水平地面产生的压力和压强分

15、别是多大?（2）若长颈鹿的血液密度为1.05 103kgm3，当它的心脏收缩时，需把血液压到比心脏高3m的头部，则长颈鹿心脏收缩时，需产生的压强至少是多大?(收缩压是指心脏收缩时产生的压强，计算时不考虑大气压，本题g取10Nkg)22. 阅读下列短文，回答有关问题： 被封闭的液体有一个重要特点，即加在被封闭液体上的压强能被液体大小不变地向各个方向传递。这个规律被称为帕斯卡原理。帕斯卡原理是液压机的工作基础。 (1)图2-2-16是液压机的工作原理图，小活塞和大活塞的面积分别为S1和S2，当用力F1向下压小活塞时，小活塞下方液体受到的外加压强为F1/S1，此时大活塞受到液体的压强为多大?大活塞受

16、到液体的压力F2为多大?(2)在不增加作用在小活塞上的力的前提下，如何实现使大活塞一端举起更重物体的目的?(至少答出两种具体的方法)23. 打捞沉船时，常先将金属浮箱注满水，沉入水底，再用钢绳将其固定在沉船上，然后向浮箱中压入气体，排出浮箱内的水，这样浮箱就可上浮把沉船拉起。某次打捞作业中，所用的浮箱边长为2m的正方体，自重2000N。当浮箱上表面沉到距水面20m处时。求（g = 10N/kg）：浮箱上表面受到水的压强； 、浮箱受到水的浮力；、当把浮箱内水全部排出，浮箱与沉船一起匀速上浮时，浮箱对沉船的拉力；、当浮箱上表面浮到与水面相平时，此过程中浮力对浮箱做的功。答案力学专题（二）能力测试一

17、、1C 2A 3C 4.D 5.D 6.D 7.D 8.D 9.D 10.D 二、11.7 不是 12. FAFBFC ， C 13300，不变，不变 14.1，下沉，1.1103Kg/m315.1:1, 2:1 16. 1.1103；3.3105；变小三、17.略 18.参照流体压强与流速的关系，流速大，压强小，树叶向A方向飘动。19. （1）增大, 密度；（2）深度, 密度, 金属盒的方向（或方向）；（3）300, 280, 金属盒橡皮膜也要产生压强20.（1）弹簧测力计；刻度尺；烧杯：适量的水；质量相等的实心圆柱体铜块、铁块、木块各一个：长度适当的细线。（2）用细线栓好铜块，挂在弹簧秤下，逐渐浸入水中，观察不同深度时弹簧秤的示数，并作记录。换用铁块和木块分别实验。（3）分析比较每次弹簧秤的示数，得出物体所受浮力与深度无关的结论。四、21. (1) 压力为2104N 压强为2105Pa （2）3.15104Pa22.23. 浮箱上表面受到水的压强p =水gh = 1.0103kg/m310N/kg20m = 2105Pa 浮箱受到的浮力 F浮 =水gV排 = 1.0103kg/m310N/kg23m3 = 8104N浮箱对沉船的拉力F拉 = F浮 G = 8104N2103N = 7.8104N浮力对浮箱做的功 W = F浮h = 8104 N20m = 1.6106J