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压强与浮力基础知识

发布时间:2013-09-20 17:19:21  

压强与浮力

一、基础知识总结

1)计算液体对容器底的压力和压强问题:

一般方法:㈠首先确定压强P=ρgh;㈡其次确定压力F=PS。 特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F 用p=F/S 压力:①作图法;②对直柱形容器 F=G。 2)

(1)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。 (2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。

(3)结论:大气压5

(4)说明:A、实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。

B、本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3m。

C、将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。 D、若外界大气压为H cmHg,试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。 3)物体的浮沉条件:

(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。 (2)请根据示意图完成下空。

下沉 悬浮 上浮 漂浮 F浮 < G F浮 = G F浮 > G F浮 = G ρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ

ρ液 >ρ物

(3)说明:

①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。

②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为ρ。

分析:F浮 =G 则:ρ

V排g =ρ

Vgρ物=(V排/V)·ρ液=ρ液

③悬浮与漂浮的比较

相同:F浮 =G:物不同:悬浮ρ液=ρ

;V排=V物漂浮ρ液<ρ物;V排<V物

④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物。

⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物=Gρ/(G-F)。

⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 4.阿基米德原理:

(1)内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 (2)公式表示:F浮 =G排=ρ

V排g,从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排

开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。 (3)适用条件:液体(或气体)

5.漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高)

规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力; 规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;

规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;

规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几; 规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。

6.浮力计算题方法总结:

(1)确定研究对象,认准要研究的物体。 (2)分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。

(3)选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。 计算浮力方法:

①读数差法:F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。

②压力差法:F浮= F向上 - F向下(用浮力产生的原因求浮力) ③漂浮、悬浮时,F浮=G (二力平衡求浮力;)

④F浮=G排 或F浮=ρ液V排g (阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)

⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)

7.如何正确认识液体压强公式P=?gh ⑴公式P=?gh的物理意义:

P=?gh是液体的压强公式,由公式可知,液体内部的压强只与液体的密度、液体 深度有关,而与所取的面积、液体的体积、液体的总重无关。

⑵公式P=?gh的适用范围:

这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等

于?gh,例如:将一密度均匀,高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强:

P=

FS?GS??gVS??gshS

??gh 但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用P=?gh来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用P=?gh计算液体内某一深度的压强。 ⑶公式P=?gh和P=F

S

的区别和联系 P=

F

S

是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体、还是气体都是适用的。而P=?gh是通过公式P=F

S

结合液体的具体特点推导出来的,只适合于计算液体的压强。

⑷由于液体具有流动性,则液体内部的压强表现出另一特点:液体不但对容器底部有压强而且对容器侧壁也有压强,侧壁某一点受到的压强与同深度的液体的压强是相等的,同样是用P=?gh可以计算出该处受到的压强。

二压强与浮力计算题总结

主要是公式的熟练应用

p?FGS?S??Vg

S

??gh)

F浮??V排g?m水g

F浮?G

1、物体状态分析,即受力分析。

漂浮:F浮?G?mg ?物??液 浮力的计算 悬浮:F浮?G?mg ?物??液

沉底:F浮??V排g ?物??液 2、列式计算。主要是公式正确运用。(要求熟记几个公式以及其变形式) 如果不知道用哪个公式,就一个一个试。 注意每个公式各个字母的含义以及单位。 3、正确带入数据计算。

4、答...... 例题分类讲解。

一、已知物体密度,计算浮力等其他物理量。

指导思想:根据物体密度,判断物体在液体中所处状态。运用正确公式计算浮力。

例一、把一密度为0.6×103kg/m3体积为100cm3的木块轻轻地放入一装满水的木桶中, 求(1)木块露出水面的体积;(2)溢出水的质量。

例二、密度为0.9×103kg/m3质量为8.1千克石蜡,(1)放入足量水中,石蜡受到的浮力多

大?(2)若放入密度为0.8×103kg/m3煤油中,浮力是多少?

二、已知物体排出液体质量,体积。求浮力等其他物理量。

指导思想:物体受到的浮力等于排出液体的重力,即F浮?ρ液V排g?m水g,在根据物体在液体中状态,求出物体体积,质量等 。

例三、一质量为100克的物体,放入装满水的杯子中,溢出了40克水,求(1)该物体所受的浮力;(2)该物体的密度是多少?

例四、“五一”期间,小明从上海世博会丹麦馆带回一个“小美人鱼”工艺品,他想知道这个工艺品的密度,于是进行了实验,请你根据如图所示的实验数据推算:(水的密度用ρ水表示,结果用字母表示)

1)工艺品此时受到的浮力。 (2)工艺品的密度。

三、弹簧秤问题。

指导思想:在空气中弹簧秤示数F1,液体中示数F2。则物体重力G?F1,物体受到的

浮力F浮?F1-F2。一般来说涉及到弹簧秤问题,物体重力都大于浮力,即G?F浮

例五、把质量是270g的铝块挂在弹簧秤的挂钩下面,并把铝块浸没在水中,问(1)铝块受到的浮力多大?(2)弹簧秤的示数是多大?(铝的密度是2.7×103kg/m3,取g=10N/kg)。

例六、一个体积是100cm3的铁球挂在弹簧秤上,若将铁球浸没在水中,此时弹簧秤的示数是5N,求:(1)铁球受到的浮力;(2)铁球受到的重力;(3)这个铁球是空心还是实心?(已知ρ铁=7.9×103kg/m3,取g=10N/kg)

例七、在空气中用弹簧秤称某石块所受重力为5牛;浸没在水中称量,弹簧秤的示数为2牛;浸没在另一种液体中称量,弹簧秤的示数为1.4牛,求这种液体的密度。

四、杯子装水。(求压强压力)

指导思想:杯中装水求,水对杯的压强一般用p??gh计算,然后计算通过F?pS计

算压力。求整体对支撑物的压力用p?

G

S

计算。根据题意,灵活选取公式。 例八、在水平桌面上放着一个玻璃杯,水面距杯底10cm,水的质量是0.13kg,玻璃杯重0.5N,玻

璃杯的底面积是,则水对杯底部的压强是___Pa,杯子对桌面的压强是___Pa.(取g=10N/

kg)

例九、水平地面上放有一个边长为30cm的正方体箱子,箱子重50N,其顶

部有一根20cm、横截面积为4cm2竖直的管子与箱子相通,管子重10N,管子和箱子都灌满水,求: (1)箱内顶部受到水的压强和压力;(2)箱内底部受到水的压强和压力; (3)水的重力; (4)箱子对水平面的压力和压强.

例十小明放学回家,看见面积为1平方米的茶几中央放着一个盛有水的平底玻璃杯,于是他利用家中的皮尺测得水深12cm,粗略测出玻璃杯的底面积为0.002平方米;又估测出水和杯子的总质量约为0.4kg;并提出了下列问题,请你同他一起解答这些问题。(g=10N/ kg)

(1)水和杯子的总重力。 (2)水对杯底的压强;

(3)杯子对水平茶几的压强。

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