《压力与压强》全章复习与巩固(提高)知识讲解.docx

压液体压强强大气压强压力与压强全章复习与巩固（提高）【学习目标】1、理解密度的概念，能够用密度知识解决实际问题，能够解释生活实际中与密度有关的物 理现象；掌握密度的测量方法；2、理解压力的概念、压强的概念单位和公式；3、固体压强的计算，增大减小压强的办法及应用；4、液体压强的特点及相关计算；5、大气压强与流体压强；6、阿基米德原理及浮力的应用；7、知道轮船，潜水艇，气球，飞艇的浮沉原理。【知识网络】定义：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度公式：p=密度j密度： 单位：g/cm3测量用量筒测体积、用天平测质量，用公式计算密度应用：求质量、求体积、鉴别物质定义：物体单位面积上受到的压力叫压强压强分才.f = f抬单位：Pa IFa=1Nt成增大或遍小压强的方法液体内部各个方向上都有压弼特点 J同一深度各个方向上的压强相等L液体压强随深度的增加而噌大公式：p = p骸J应用：隹通器特点：随海拔的增加而减小J大气压强的测量；托里拆利实验一应用：抽水机特点；流速小的位置压强大，流速大的位置压强小应用：飞机的升力L产生原因：络二线1上一坨下浮 浮力的方向：竖直向上H阿基米德原理：/ =51力物体的浮沉条件：下沉；上浮；%二%,悬浮口l应用：轮船' 潜水艇、密度计' 飞艇等.【要点梳理】要点一、密度单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。要点诠释：2、单位：国际单位:TLIIkg/m3,常用单位g/cm3。单位换算关系：1g/cm3=10 3kg/m31kg/m3=10-3g/cm3。水的密度为1.0x 103kg/m3,其物理意义为1立方米的水的质量为 1.0X103千克。3、理解密度公式：同种材料，同种物质,Va不变,m与V成正比；物体的密度P与物体的质量、体积、形状无关，但与质量和体积的比值有关；密度随温度、压强、状态等改变而改变，不同 物质密度一般不同，所以密度是物质的一种特性。质量相同的不同物质，体积与密度0成反比;体积相同的不同物质质量与密度p成正比。4、图象：如图所示:甲5、测固体的密度：m傥理P=7T；工具：天平衡入水中:形 状r不 规 则工具（量筒、水上细线）芳源:点番衙/商人至主码永;破.在而 小| 2、用细线系好物体，漫浸在嚎筒中，读出总 i体积%,物体体积g%-%浮在水面tM针压法（工具：量筒、水、大头针）B,沃隆法：（工具量筒、水、的线、石块）形状规则；刻度尺说明：在测不规则固体体积时,采用排液法测量，这里采用了一种科学方法-等效代替法。6、V；测液体密度：原理：p =m/V方法：用天平测液体和烧杯的总质量m1;把烧杯中的液体倒入量筒中一部分，读出量筒内液体的体积称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ;得出液体的密度p =（m1-m2）/V。7、密度的应用：鉴别物质：密度是物质的特性之一，不同物质密度一般不同，可用密度鉴别物质。求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量但不便测量质量，用公式m= p V可以算出它的质量。求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量但不便测量体积，用公式V=m/ p可以算出它的体积。判断空心实心。要点二、压强压强是表示压力作用效果的一个物理量。要点诠释：(一)压强1. 压力：产生原因：由于物体相互接触挤压而产生的力。压力是作用在物体表面上的力。方向：垂直于受力面。压力与重力的关系：力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。2. 压强(1) 它的大小与压力大小和受力面积有关。(2) 压强的定义：物体单位面积上受到的压力叫做压强。(3)公式：P=F/S。式中P表示压强，单位是帕斯卡；F表示压力，单位是牛顿；S 表示受力面积，单位是平方米。(4) 国际单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa。 1Pa=lN/m 2，其物理意义是：lm2的面积上受到的压力是 1N。3. 增大和减小压强的方法(1)增大压强的方法：增大压力；减小受力面积。(2)减小压强的方法：减小压力；增大受力面积。(二)液体压强1. 液体压强的特点(1) 液体向各个方向都有压强。(2) 同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。(3) 同种液体中，深度越深，液体压强越大。(4) 在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。2. 液体压强的大小(1) 液体压强与液体密度和液体深度有关。(2)公式：P=pgh。式中，P 表示液体压强单位帕斯卡(Pa) ；P表示液体密度，单位是千克每立方米(kg/m 3);h 表示液体深度，单位是米(m)。3. 连通器液体压强的实际应用(1) 原理：连通器里的液体在不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。(2) 应用：水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。(三)大气压强1. 大气压产生的原因：由于重力的作用，并且空气具有流动性，因此发生挤压而产生的。2. 证明大气压存在：马德堡半球实验，覆杯实验，瓶吞鸡蛋实验。3. 大气压的测量托里拆利实验(1)实验方法：在长约1m 一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测出管内外水银面高度差约为76cm。(2)计算大气压的数值：Po=P 水银=pgh=13.6 x 103kg/m3x 9.8N/kg x 0.76m=1.013 x 105Pa。所以，标准大气压的数值为：P°=1.013 X 10 5Pa=76cmHg=760mmHg(3)以下操作对实验没有影响玻璃管是否倾斜；玻璃管的粗细；在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气，液体高度减小，则测量值要比真实值偏小。(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。3 .影响大气压的因素：高度、天气等。在海拔3000m以内，大约每升高10m,大气压减小100Pa。4 .气压计一一测定大气压的仪器。种类：水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。5 .大气压的应用：抽水机等。(四)液体压强与流速的关系6 .流速越大的位置压强越小。7 .飞机的升力的产生：飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机 场跑道上滑行时，流过机翼上方的空气速度快、压强小，流过机翼下方的空气速度慢、 压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。要点三、浮力当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力，这个力就是浮力。要点诠释：(一)浮力1 . 一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。2 .浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数，即F钎G-F'。3 .阿基米德原理：浸在液体里的物体受的浮力，大小等于它排开的液体受的重力。用公式表本为；F s=G排。(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式；F浮=G排=m液g= p液gV排。(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。(二)浮力的应用1 .浸在液体中物体的浮沉条件(1)物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面。(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力，在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中。上浮漂浮悬浮下沉p物V p液p物V p液p物=p液P物 P液G物v F浮G物=F浮G物=F浮G物 F浮2.应用(1)轮船原理：把密度大于水的钢铁制成空心的轮船，使它排开水的体积增大，从而来增 大它所受的浮力，故轮船能漂浮在水面上。排水量：轮船满载时排开的水的质量。(2)潜水艇原理：潜水艇体积一定，靠水舱充水、排水来改变自身重力，使重力小于、大于或 等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。（3） 气球和气艇原理：气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体（氢气、氨气、热空气），通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积，从而改变所受浮力大小。3.浮力的计算方法称量法：F uG-F拉平衡法：Fs=G物（悬浮或漂浮）压力差法：Fff=F±-F向下阿基米德原理法：F =G排=p液gV排【典型例题】类型一、密度 1、分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体，它们的体积和质量的关系如图所示，由图可知下列说法正确的是（）A、a物质的密度最大B、b物质的密度是1.0X103kg/m3C、c物质的密度是a的两倍2 Ad、c的密度与它们的质量、体积有关【乡之!【答案】B【解析】A、比较物质的密度大小关系，可采取两种方法：相同体积比较质量，质量大的密度大；相同质量比较体积，体积小的密度大；B、密度是质量与体积的比值， 从图象b中找出一组对应的数据然后根据密度公式p =mV算出b物质的密度；C、分别算出a物质和c物质的密度，就能知道 c物质的密度是不是 a物质的两倍（或取体积相同，看c物质的质量是a物质的几倍，那么 c物质的密度就是 a物质的几倍）；D、密度是物质的一种特性，与物体的质量、体积都无关。【总结升华】本题考查了学生对密度公式的应用、密度及其特性的理解，考查了学生根据物理知识分析图象的能力，这类题在试题中经常出现，一定要掌握解答此类题的方法。【变式】如图所示，能正确反映同种物质的质量与体积关系的是（以：匕°V/cn°V/ct0y/cmABC【答案】B 2、一个质量为0.25千克的玻璃瓶，盛满水时称得总质量是时称得总质量是1.75千克，那么某液体的密度是多少？（A.1100千克每立方米B.1200千克每立方米C.1300千克每立方米D.1400千克每立方米【答案与解析】）WeKJ0D1.5千克，若盛满某液体）举一反三：解：水的质量：叽=m*FfL5螃25kg=1 25螃， 水的体积：V一二也艮二1fgy=l 25X10-,、P水 1, 口冥 'OKgfm，由题意可知:V k*=l esxio*-ffi3，液体的质量：m -=m _; -m-T=1. 75kg-0. 25kg= 1.5kg >IHA -1T.液体的密度：凝萍二L"三 r"2K10»m二y 液 1 .25 敢选B .【总结升华】 本题其实还有一个更为简便的方法：依据体积相同的不同物质，质量与密度成正比来求解。由题中的三个数据可以直接算出液体的质量是1.5kg,水的质量是1.25kg,则可知液体质量是水质量的1.2倍，那么液体的密度也是水的密度的1.2倍，由水的密度乘以1.2就可以求出液体的密度。这种方法我们称为比例法，它比我们用公式一步一步去分析计 算要简便的多。在做选择题时，我们就可以采用这种方法。3、甲、乙两球的质量相等，体积关系为V甲=5V乙，构成两球的物质的密度关系为p乙二4p甲，如果两球中只有一个是空心的，则（）A、甲的空心部分体积是4V乙B、甲的空心部分体积是V乙，一，口4，一，口1C、乙的空心部分体积是-VD、乙的空心部分体积是gV乙【答案】B【解析】由题可知：b =m - : F三："二1 ： 4# m-所以有：i,甲头二3y=4 : 1 * 丫工-=4V- ,及因为V三二5V-M乙实詈一-所以可以看出甲的体积比实心的变大了所以甲球是空心的，乙球是实心的， 所以有：¥-=¥ * ¥工时r J 所府七确性心部分的体积但%一=5上5L二.【总结升华】 此题主要考查空心混合物的密度计算，解答时除了灵活运用公式计算外， 还要注意利用两球的质量相等和密度之比先判断出乙球是空心的，这是此题的突破点， 也是此题的难点。举一反三：【变式】甲、乙两个物体质量之比为3 ： 2,体积之比为1 : 3,它们的密度之比为（）A. 1 ： 2 B .2：1 C .2：9 D .9：2【答案】D命 4、仅使用以下各组器材中，不能测出长方体金属块密度的是（）A.刻度尺、天平和祛码B.天平和祛码、量筒、水、细线C.弹簧测力计、刻度尺、细线D.刻度尺、水、细线、烧杯【答案】D【解析】A、用刻度尺可以测量出金属块的边长，计算出体积，用天平和祛码测出金属块的质量，从而可以求出金属块的密度，不符合题意；B、用天平可以测量金属块的质量，用量筒测量金属块的体积，根据公式求得金属块密度， 不符合题意；C、弹簧测力计能测金属块重力， 从而得到质量，刻度尺能测出体积， 故能测出金属块密度， 不符合题意；D、用刻度尺可以测量出金属块的边长，计算出体积，但缺少测量金属块的质量的工具，也 就无法求出长方体金属块密度，符合题意。故选D。【总结升华】测量密度方法多种多样，无论哪种方法都是从测量质量和体积入手。举一反三：【变式】用量筒法测量某个的形状不规则的物体的密度，被测物体应该满足的条件（）A、物体不能溶解于水B、必须是实心的C、且是同种物质构成的D、上述三条必须同时满足【答案】D类型二、压强电了5、如图所示，有三个不同形状的容器A、B、C,它们的底面积相同，盛上同一种液体并使液面在同一高度，若不计容器所受的重力，则下列说法中正确的是（）A.液体对桌面的压强和压力都相同B.液体对桌面的压强相同，压力不同C.液体对容器底部的压强和压力都相同D.液体对容器底部的压强相同，压力不同【思路点拨】1、由容器底面积相同，液面高度相同，求出液体的体积关系，进一步求出质量关系；2、由液体对桌面的压力等于重力，求出液体对桌面的压力关系；由压强的定义式进一步求出液体对桌面的压强关系；3、由液体压强公式求液体对容器底的压力关系，由 F = pS进一步求出液体对容器底的压力关系。【答案】CmB>mc； 2、放体对臬囿日勺压力 F=mg, 强 P = F ,所以 Pa>Pb>Pc,故 A、S3、液体对容器底部的压强 p = Pgh , 液体对容器底部的压力 F = pS,由于【解析】1、A、B、C三个容器的底面积 S相同，液面高度h相同，由图知，液体的体积关系 是Va>Vb>Vc；同一种液体，密度 p相同；质量m=pV,则三容器中液体质量关系为mA>由于mA>mB>mc,则Fa>Fb>Fc；液体对桌面的压B错误。由于p、h都相同，所以液体对容器底部的压强相同；p、S者防目同，所以压力都相同；故 C正确，D错误，故选Co【总结升华】 本题考查了：物质质量与体积、密度的关系，压强的定义式，液体压强公式； 分析与计算量大，是一道难题，同时也是一道好题。举一反三：【变式】（多选）如图5所示，一杯水静止在水平桌面上，杯中的水所受重力为Gi,杯子所受重力为 G2,杯中的水对杯底的压力为 Ni,杯子对桌面的压力为N2,桌面对杯子的支持力为 N3,则下列选项正确的是（）A .N i与N 2大小相等C. Ni与N 3是一对平衡力【答案】BDB .GG2之和与心大小相等D. N2与N3是一对相互作用力类型三、浮力©6、小东同学想测出液体 B的密度，但手边只有一个弹簧测力计、一根细线，一个小石块、 两个烧杯和足量的水，小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤，但不完整，请你将小 东的实验步骤补充完整：用细线系住小石块，将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中；用弹簧测力计测出小石块浸没在水中时受到的拉力F;。请根据小东测量的物理量表示出液体B的密度为=。【答案】用弹簧测力计测出小石块所受的重力G；用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中时受到的拉力% p尸QF外【解析】水的密度已知，用弹簧测力计测出小石块所受的重力后，再把小石块浸没在水中用弹簧测力计测量，测出小石块所受的拉力，即可计算出小石块所受的浮力和小石块的体积； 再把小石块浸没在液体 B中，用弹簧测力计测量，测出小石块所受的拉力，即可计算出小 石块在液体B中的所受的浮力和液体 B的密度。【总结升华】 本题是非常规题，难度较大，联系到浮力知识才能解答，以后做题要多读几遍题目，认真思考，培养综合解答问题的能力！ 举一反三：【变式】小红在海边拾到一块漂亮的小石块， 她想测出小石块的密度。小红利用一架托盘天 平、一个烧杯、适量的水和细线设计了一个测量小石块密度的实验方案，以下是她设计的部分实验步骤，请你按照小红的实验思路，将实验步骤补充完整。(1)用调节好的天平称出小石块的质量巾.，mi(2)在烧杯中注入适量的水，用天平称出烧杯和水的总质量巾；I m2(3) ,在天平右盘添加适量的祛码，移动游码，天平平衡后，祛码与游码的总示数为巾；m3(4)已知水的密度为 p水，利用上述测量出的物理量和已知量计算小石块密度p石的表达式为： 口 =。1石【答案】(3)用细线把小石块拴好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，小石块不接触烧杯；(4) m1 P水m3 -m27、(多选)如图所示，在底面积为 S的圆柱形水槽底部有一个金属球，圆柱型的烧杯漂浮 在水面上，此时烧杯底受到水的压力为 Fi。若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水 平漂浮在水中，此时烧杯底受到水的压力为 F2,此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前的 变化量为p,水的密度为p水。根据上述条件可知金属球捞起放入烧杯后()【答案】BD【解析】A、因为圆柱型的烧杯漂浮在水面上，烧杯受到的浮力等于下表面受到的压力F2,故A错；B、将金属球放入烧杯中水平漂浮，此时烧杯受到的浮力等于下表面受到的压力F2,前后浮F-F.力变化 F浮=52干1,由阿基米德原理可知排开水的体积变化V排=一二二二一1，故B正确；C、金属球放在烧杯内时受到的支持力F=G球，故C错；D、水槽底部受到水的压力变化值：F压=pS,故D正确。【总结升华】 本题为力学综合题，涉及到压强定义式、阿基米德原理、物体漂浮条件。要根据题目提供条件分别求出各选项的答案进行判断。>8、（多选）一只小船漂浮在小型游泳池的水面上，一个人从池水中捞出以下几种物体放入 船中，其中能使池中水面升高的是（）A.从池中捞铁块B.从池中捞木块C.从池中捞石块D.将池中的一些水装入船中【答案】AC【解析】 判断液面升降的具体办法：从水中把物体捞到船上时，若品叫 ,则水面上升；若,则水面高度不变，从船上把物体扔到水中时：若片：°水 ,则水面下降；若 P粉,则水面高度不变。【总结升华】液面的升降取决于变化前后水中物体总的V排的变化。举一反三：0.9X 103kg/m3,浓盐水密度是 1.1 X【变式】有一块冰漂浮在一杯浓盐水中（冰的密度是 103kg/m3）,如果冰块全部熔解后，液面将（）A.不变B.上升 C.下降 D.无法判断【答案】B类型四、压强浮力的综合运用99>木块A的体积为500cm3,质量为器的底面积为100cm2,容器内水面高度为300g,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中，容30cm,如图所示，求：A ,一（1）物体受到的浮力；（2）水对容器底的压强;(3)绳子的拉力T;(4)若剪断绳子后，木块静止时，水对容器底的压强。(g取10N/kg)【答案与解析】解：1)物体受到的浮力F工不力同叩名尺5乂 IT%答：物体受到的浮力为5M(2 )水对容器底的压强F=gh=l。上“m=X10H/k茗乂口 3m=3000Fa答；水对容器底的压强3Q00P福.(3)F：=8T, -T=F.-(5=5N-ni5H-0 3kgXiON/kg=2N答:绳子的拉力为蹲.(4 )若典断绳子后木块漂浮, f £二年吃的% >0,3k£ 3X10-4m:=300cm：" P lOODkg/m'V-斗也：.=500-300 a / 口/ ti%ir/, h= _2icm= 2 cm= 0 * D2m木块静止时，水对容器底的压强F.二二隹(h-h-T、二10叩k廿6x IDH/kgX ( 0.3m-0. 02m >=2000?4F 二答：水对容器底的压强是SQOClFa【总结升华】 本题考查液体压强的计算，二力平衡条件的应用，力的合成与应用，浮力的计 算。举一反三：【变式】如图所示，将一个体积为1.0 XIO-35、重6N的木块用细线系在底面积为400cm?的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，(g=10N/kg )求：(1)木块浸没在水中受到的浮力。(2)剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大。(3)木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少。【答案与解析】(1)由 F 浮=0液丫 排 g 得：F 浮=1.0 X 103kg/m3x 1.0 XIOWx 10N/kg=10N;(2)木块静止在水面时，由于漂浮，所以 F浮=G=6NV排=F 浮/ p 水g=6N/1.0 x 103kg/m3x 10N/kg=6.0 x 104m3,V»=V-V排=1.0 X 103mi-6.0 X10-4m=4.0 X 10-4m3;(3) h 减=V 露/S=4.0 x 10-4n3/400 x 10-4n2=0.01m, 由 P=p 液hg 得：P=1.0 x 103kg/m3x 0.01mX 10N/kg=100Pa。>10、如图所示，底面积为 200cm2的容器底部有一固定轻质弹簧，弹簧上方连有一边长为10cm的正方体木块 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2/5的体积浸在水中，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) 求：(1)此时容器底部受到的水的压强；(2)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，弹簧伸长了 3cm,求此时弹簧对木块 A的作用力Fi是多大？容器底部受到水的压强变化了多少?【答案与解析】解：（11容器底部受到水的压强产p水即1X low*3X lON/kgXO, 2曲二2乂 1。小a ：（2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生准变F =二GU拜dj 21,p十二三。_ =0. 4X lO kg/w J （3）木块纲蜥完全覆没水中?P=F 工-kp才呼-p一呼: 1 X lOg/fn三 X lOM/hX 104X1010N/kSX 10 ：mZ=6M: qAh=zX I0cm+3cm=9cm=0.09m ；,0fim=90OPaip=p gAh=l XlOe/m-XlON/kgXO答：f 1 ）此时容器底部受到的水的压强为工X IQ卬1（2 ）木块帕9密度为，4X ke/晨；（3）此时弹簧对术焕涉作用力陞是6N；容器底部受到水的压强变化了9OOPa.【总结升华】 此题考查了学生对液体压强的大小及其计算，密度的计算，浮力的计算等，此 题中还有弹簧对木块的拉力，总之，此题比较复杂，稍有疏忽。就可能出错，因此是一道易 错题，要求同学们审题时要认真、仔细。