課時3大氣壓強、流體壓強與流速的關(guān)系知識梳理1．在歷史上，證明大氣壓強存在的著名實驗是馬德堡半球?qū)嶒?，其他證明大氣壓強存在的實驗還有：瓶吞蛋實驗、覆杯實驗(合理即可)。2.最先測出大氣壓值的科學家是托里拆利。3．一個標準大氣壓相當于760毫米水銀柱產(chǎn)生的壓強，約等于1.01×1054.抽水機也叫水泵，是利用大氣壓把水從低處抽到高處的，日常生產(chǎn)和生活中，人們使用氣壓計測量大氣壓。5．通常大氣壓強隨高度的變化規(guī)律是：離地面越高的地方，那里的大氣壓越低。6．氣壓對沸點有影響，氣壓低的地方，水的沸點相對要低一些。(選填“高”或“低”)。7．在溫度不變的情況下，一定質(zhì)量的氣體，體積減小壓強就變大；體積增大壓強就變小。8.流體在流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大?？键c典例考點1大氣壓現(xiàn)象及應用【例1】小華平時很注意觀察生活。他注意到茶壺蓋和飯店的醬油瓶蓋上都有一個小孔，如圖4.3-1所示。他試著探究其原因：他利用飯店的醬油瓶做了如下實驗。圖4.3-1他的做法是：①用手先堵住小孔，醬油倒出一點后就再也倒不出來；②松開小孔，醬油就可以連續(xù)倒出來了。(1)根據(jù)實驗得出：瓶蓋上有一個小口，當用手堵住小孔時，醬油流出一小部分，導致壺內(nèi)氣壓__________壺外大氣壓，因此倒不出來；當松開小孔，壺內(nèi)外氣壓相同，醬油在__________作用下就可以連續(xù)倒出來了。(2)圖4.3-2所示的四個實例中，與上述實驗原理不相同的是()A.書包帶上的“日”字扣B.瓶吞雞蛋C.拔火罐D(zhuǎn).堵住玻璃管一端取水圖4.3-2【思路分析】本題考查大氣壓現(xiàn)象的識別，了解大氣壓，能分析簡單的氣壓現(xiàn)象。問題(1)解釋：堵住小孔，壺內(nèi)氣壓降低，外界大氣壓不變，使得壺內(nèi)外存在氣壓差，導致醬油倒不出來；松開小孔，內(nèi)外相通，氣壓平衡，醬油就可以在重力作用下倒出來了。問題(2)：與上一問原理相同的是BCD，A屬于增大摩擦，防止打滑。【答案】(1)小于重力(2)A【例2】小華同學利用如圖4.3-3實驗裝置證明大氣壓的存在，他用封帽把注射器的小孔封住，注射器的活塞沒有被重物拉下來，由此他認為是大氣對活塞有向上的壓力從而使活塞不下落，證明大氣存在壓強，你認為這個實驗的缺陷是____________________________________________________________。圖4.3-3【思路分析】由于實驗演示的效果產(chǎn)生的原因不單一，還不能確定是否由于大氣壓的作用，還是因為摩擦力的原因。作為對比，應再演示去掉封帽，活塞立刻被重物拉下來，排除了摩擦力因素的干擾，更能說明大氣壓的作用。利用實驗進行科學探究時，要控制好變量，若無法消除某些因素的影響，可以讓它對實驗結(jié)果不要產(chǎn)生干擾，影響得出正確結(jié)論。【答案】由于實驗演示的效果產(chǎn)生的原因不單一，還不能確定是否由于大氣壓的作用，還是因為摩擦力的原因。作為對比，應再演示去掉封帽，活塞立刻被重物拉下來，排除了摩擦力因素的干擾，更能說明大氣壓的作用?？键c2流體壓強與流速的關(guān)系【例3】小華探究氣體壓強與流速關(guān)系的實驗裝置如圖4.3-4甲所示，其中兩端開口的U形管中有適量的水，U形管的左端通過橡皮管與玻璃管側(cè)壁管口相連通。小華用電吹風機向玻璃管中吹風，U形管內(nèi)液面高度差如圖乙所示;第二次改變風速后，U形管內(nèi)液面高度差如圖丙所示。請你根據(jù)上述實驗現(xiàn)象可知第二次風速__________第一次風速。甲乙丙圖4.3-4【思路分析】本題甲圖中U形管中液面上方?jīng)]有空氣流動，兩側(cè)大氣靜止，氣壓相同，液面不產(chǎn)生高度差。但當U形管兩側(cè)氣體流速不同時，如圖乙、丙，根據(jù)流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，就產(chǎn)生了壓強差，從而形成兩側(cè)液面的高度差，流速越大，壓強差越大，本題丙圖中壓強差小于乙，因此判斷丙圖中U形管左側(cè)空氣流速小，即第二次風速小于第一次風速。【答案】小于【例4】課上，老師演示了這樣一個實驗，實驗中所使用的實驗裝置如圖4.3-5所示。小華記錄下老師的操作方法和實驗現(xiàn)象：圖4.3-5(1)當止水閥門關(guān)閉時，分別與A、B管相連細玻璃管C和D中的水柱的高度相同；(2)當打開止水閥門，觀察發(fā)現(xiàn)相連通的細玻璃管A和B中水的流速不同，C、D兩玻璃管水柱的高度也不相同。(3)小華又進一步仔細觀察發(fā)現(xiàn)：B管中水的流速比A管__________(選填“快”或“慢”)；D管中水柱比C管__________。(選填“高”或“低”)(4)根據(jù)上述實驗現(xiàn)象可知：老師探究的是流體壓強與__________的關(guān)系。【思路分析】本題考查流體壓強與流速關(guān)系的實驗，通過觀察橫截面積SA>SB，流速vA<vB,根據(jù)流速大的地方壓強小，所以【答案】(3)快低(4)流速基礎(chǔ)訓練一、單項選擇題1.用空易拉罐來證明大氣壓強存在，下列操作能達到目的的是()A．將空易拉罐密封后放入深水中，易拉罐變癟了B．手捏易拉罐，易拉罐變癟C．將易拉罐從高處釋放，下落后撞擊地面，易拉罐變癟D．用抽氣機抽取密封的易拉罐中的空氣，易拉罐變癟答案：D2.有關(guān)大氣壓強，下列說法正確的是()A．在同一地點大氣壓強的值是固定不變的B．茶壺利用了連通器原理，茶壺蓋上小孔的巧妙設(shè)計與大氣壓無關(guān)C．歷史上是用馬德堡半球?qū)嶒炇紫葴y出了大氣壓強的值D．大氣壓強隨海拔高度的增加而減小答案：D3.(2016·東城一模)以下選項中,不能用“流體壓強與流速關(guān)系”解釋的是()A．大型客機的升空B．乒乓球運動員拉出的“弧圈球”C．地鐵、火車站的站臺設(shè)置安全線D．樹上的蘋果落向地面答案：D4.氫氣球升到高空時就會破裂，其主要原因是()A．高空大氣壓強增大，氣球體積減小，將氣球壓破B．高空大氣壓強增大，氣球體積增大，將氣球脹破C．高空大氣壓強減小，氣球體積增大，將氣球脹破D．高空大氣壓強減小，氣球體積減小，將氣球壓破答案：C二、填空題5．如圖4.3-6所示，是一種常見的吸盤式掛鉤，這種掛鉤是在__________的作用下，緊緊“吸附”在墻壁上的。圖4.3-6答案：大氣壓(或大氣壓力)6.用抽氣筒將飲料瓶內(nèi)的空氣抽走，飲料瓶由于受到__________作用而壓扁了，將壓扁后的飲料瓶放入真空罩內(nèi)，如圖4.3-7所示，先將真空罩內(nèi)空氣抽出，飲料瓶形狀將__________，再使空氣進入，飲料瓶形狀又會__________。圖4.3-7答案：大氣壓恢復原狀變扁7.如圖4.3-8所示的兩心壺，壺內(nèi)分別裝有紅色、藍色兩種液體，當堵住裝有紅色液體的那個容器的孔，倒出來的是__________色的液體。圖4.3-8答案：藍8.如圖4.3-9所示，向兩個杯口中間吹氣，杯口處的氣體流速比杯內(nèi)的氣體流速__________，杯口處的氣體壓強比杯內(nèi)氣體壓強__________，所以乒乓球向__________運動。圖4.3-9答案：大小杯口9．大家都玩過用玻璃管移水的游戲嗎？如圖4.3-10，桌面上有一個盛水的玻璃杯，玻璃杯中放了一根兩端開口的玻璃管。游戲時，手拿玻璃管，并且用食指堵住玻璃管的上端開口處，然后將玻璃管拿離水杯，此時會看到玻璃管中的水隨著玻璃管一起移動。小明認為，移水時，管中的水是被食指吸住了，你認為：圖4.3-10(1)__________(選填“對”或“不對”)。(2)圖4.3-11A、B、C、D四個實驗中也用到了這個原理的是：__________。A.孔明燈B.筷子提米C.覆杯實驗D.向兩球之間吹氣圖4.3-11答案：(1)不對(2)C10.如圖4.3-12所示，掛衣服的掛鉤緊貼在光滑的玻璃上。若大氣壓強為1×105Pa，掛衣鉤塑料盤的面積為圖4.3-12答案：300N拓展提高1.小米學完大氣壓有關(guān)知識后，自制了一個簡易氣壓計。他是這樣做的：(1)在一個瓶子中裝上適量帶顏色的水，拿一根兩端開口的玻璃管，讓玻璃管穿過橡皮塞插入水中(皮塞與玻璃管和瓶口均不漏氣)，從管子上端向瓶中吹入少量氣體，停止吹氣后，發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水面上升到瓶口以上，這是因為______________________________________________________________________。圖4.3-13(2)在露出瓶塞的玻璃管部分畫上刻度。這樣就制成一個如圖4.3-13所示的簡易氣壓計。小米將此氣壓計由香山的山腳移至山頂。若瓶塞處密閉不漏氣，且移動過程中瓶子的溫度沒有發(fā)生變化，則玻璃管中的水面將__________(選填“升高”“降低”或“不變”)。答案：(1)瓶內(nèi)氣壓大于瓶外大氣壓(2)升高2.醫(yī)院給病人輸液時，要求藥液均勻地滴下再注入血管，為使整個輸液過程基本保持勻速下滴，應采用如圖4.3-14所示的四種裝置中的() ABC D圖4.3-14答案：B實戰(zhàn)演練1．下列說法中正確的是()A．大氣壓隨海拔的升高而增大B．三峽船閘在工作過程中利用了連通器原理C．用吸管將杯中飲料吸入口中是利用了連通器的原理D．飛機的機翼能獲得升力，是利用了流速越大的地方壓強越大的原理答案：B2.(2015·懷柔二模)如圖4.3-15所示，下列現(xiàn)象中能說明氣體的壓強跟流速有關(guān)的是() A.用吸管吸飲料，飲料上升 B.吸盤上掛物體，吸盤在豎直墻壁上靜止 C.向兩紙片中間吹氣，紙片合攏 D.放松筆膽，墨水被吸到筆膽中圖4.3-15答案：C3.下列說法正確的是()A．船閘利用液體壓強隨深度增加而增加的原理B．用吸盤掛鉤掛衣服，是利用了大氣壓的作用C．坐沙發(fā)比坐木凳舒服，利用了減小壓力來減小壓強的道理D．制造形狀上下不對稱的機翼，利用了流體壓強與流速的關(guān)系答案：BD4．(2015·西城一模)在無風的天氣，汽車在公路上快速駛過以后，路兩邊的樹葉會隨之飄動。如圖4.3-16所示，汽車快速向左行駛，車后方路兩邊的樹葉會()圖4.3-16A．向A方向飄動 B．向B方向飄動C．向C方向飄動 D．條件不足，無法判斷答案：A5．中國科學技術(shù)館探索與發(fā)現(xiàn)A廳有個展品叫做“香蕉球”，描述的是足球比賽中罰任意球的場景。守方在離球門一定距離處用人墻擋住球門，而攻方隔著人墻將足球以旋轉(zhuǎn)的方式發(fā)出，利用足球的自旋使足球兩側(cè)空氣流速不同形成壓強差，使足球走出一條香蕉狀的路徑，繞過人墻而射門。圖4.3-17給出了甲、乙、丙、丁四種足球自旋方向與飛行路徑的示意圖，下列說法正確的是() 甲乙 丙 丁圖4.3-17A．四個圖都是正確的 B．甲、丙兩圖是正確的C．甲、乙兩圖是正確的 D．甲、丁兩圖是正確的答案：D6．2015年臺灣發(fā)生強烈地震，為了搜尋掩埋在廢墟下的生命，使用了很多最新高科技設(shè)備進行救援。其中有一個小氣墊，它使用新型高強度材料制成，比枕頭大不了多少。沒充氣時，將它塞進倒塌樓板間很小的縫隙中，然后充氣使其內(nèi)部壓強達到8個大氣壓。用它可以頂起很重的樓板。若小氣墊與樓板的接觸面積為0.3m2用它可以頂起__________噸的樓板(取大氣壓強p0=1×105Pa答案：247.小華參觀中國科技館“探索與發(fā)現(xiàn)”A廳“運動之律”展廳，看了“球吸”這個展項，如圖4.3-18所示，他做了如下操作：圖4.3-18(1)按下“啟動”開關(guān)，風從出風口往上吹，風從兩球中間吹過時，兩球會互相__________(選填“靠近”或“遠離”)；(2)調(diào)節(jié)“距離調(diào)節(jié)”旋鈕，將兩球距離調(diào)小，發(fā)現(xiàn)兩球靠得更近了，將兩球距離調(diào)大，發(fā)現(xiàn)兩球靠得比原來遠了一些，根據(jù)以上操作和現(xiàn)象，小華探究的問題是__________。答案：(1)靠近(2)流體壓強與流速大小是否有關(guān)？(合理即可)8.(2016·海淀一模)我們常常會遇到乒乓球被壓癟的現(xiàn)象。將壓癟的乒乓球放在熱水中，如圖4.3-19甲所示。過一會兒，乒乓球就恢復了原狀，如圖乙所示。 甲 乙圖4.3-19(1)請根據(jù)上述現(xiàn)象提出一個可探究的科學問題：__________。(2)你提出的上述問題中，因變量是__________。(3)針對你提出的問題，寫出你的猜想：__________。你猜想的依據(jù)是：______________________________。答案：(1)氣體的壓強與溫度有關(guān)嗎?(2)氣體的壓強 (3)氣體的壓強與溫度有關(guān)乒乓球鼓起來應是球內(nèi)氣壓的作用，在熱水中球鼓起來，表明在熱水中球內(nèi)的氣壓變大了9.(2016·昌平二模)如圖4.3-20所示，密閉的玻璃罩內(nèi)放有三個小實驗裝置：一個是彈簧測力計測重力，一個是裝滿水的杯子，杯口用塑料薄片覆蓋并倒置懸掛在玻璃罩內(nèi)，另一個是充氣的氣球。在用抽氣機不斷抽去罩內(nèi)空氣的過程中，簡述觀察到的現(xiàn)象是：圖4.3-20(1)充氣的氣球______________________________；(2)彈簧測力計的示數(shù)_____________________________；(3)玻璃杯中的水和塑料片______________________________。答案：(1)體積變大 (2)不變 (3)會掉下來10．(2016·西城一模)物理課上，王老師利用傳感器為同學們做“探究流體壓強與流速的關(guān)系”的演示實驗，裝置如圖4.3-21甲所示。裝置中A、B、C三節(jié)直徑不同的塑料管連接在一起，右端與吹風機的尾部相連，當用吹風機抽氣時，在同一時間內(nèi)，通過每個管子的氣體總量相同，則細管內(nèi)氣體流速比粗管內(nèi)氣體流速__________。(選填“大”或“小”) 甲 乙圖4.3-21(1)將三個氣體壓強傳感器探頭分別插入三節(jié)管中，傳感器與電腦相連，打開吹風機抽氣時，電腦屏幕如圖乙所示，已知①②③三條圖線分別對應粗細不同的三節(jié)管中氣體壓強隨時間變化的情況，由圖像可知：平穩(wěn)流動的氣體，流速大處壓強__________。圖線③反映的是裝置__________中塑料管的氣體壓強隨時間變化的情況。(選填“A”“B”或“C”)(2)當王老師將抽氣的吹風機調(diào)換擋位后，圖像中①②③三條圖線出現(xiàn)了下移，由此可以判斷三節(jié)管中氣體的流速__________。(選填“增大”或“減小”)(3)實驗后同學們繼續(xù)研究了飛機機翼的形狀，它上表面彎曲，下表面較平直。當飛機前進時，機翼上、下方氣體流速不同，機翼上、下表面就存在著__________。答案：大 (1)小 C (2)增大 (3)壓強(力)差11．小陽在利用吸管喝飲料時認為“飲料是靠嘴的吸力進入口中的，而不是靠大氣壓進入口中的”，而小明認為他的說法是錯誤的，為此他準備了如下一些器材：一個裝滿水(可以飲用)的玻璃瓶，一個可以塞緊瓶口的塞子，塞子上開有兩個孔，其中一個孔中插有一支吸管并與塞子壓緊。請你幫助小明設(shè)計一個實驗證明小陽的說法是錯誤的。寫出實驗步驟并加以說明。答案：用塞子塞緊瓶口，用一只手堵住塞子上的一個孔，然后通過吸管用力吸飲料，不能把飲料吸上來，松開堵住孔的手，再吸就可以把飲料吸上來了，證明小陽的說法是錯誤的。課時3大氣壓強、流體壓強與流速的關(guān)系課時4浮力知識梳理1．浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力。這個規(guī)律叫做阿基米德原理。2.阿基米德原理的數(shù)學表達式為：F浮=G排=ρ液gV排?？勺冃螢閂3．根據(jù)阿基米德原理可知，浮力的大小與液體密度和排液體積有關(guān)。4.節(jié)日放飛的氣球能飛上天空，是由于受到空氣的浮力作用，其方向是豎直向上。阿基米德原理同樣也適用于氣體。5．浮力的產(chǎn)生是由于浸在液體中物體受到液體向上的壓力大于向下的壓力，二者存在壓力差造成的，浮力大小等于壓力差F浮＝F壓=6.用彈簧測力計測出物體的重力G，將物體浸在液體中，測力計的示數(shù)為F示，則物體受到的浮力F浮=7．在液體中漂浮的物體只受重力和浮力，且兩個力的大小相等。8．我國古代利用浮力原理的典型應用有哪些？答案：孔明燈、浮橋、曹沖稱象、鹽水選種等?？键c典例考點1浮力、阿基米德原理相關(guān)的計算【例1】(2016·石景山一模)在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，小明用彈簧測力計、圓柱體、兩個裝有適量水和鹽水的同樣的燒杯，對浸在液體中的圓柱體所受的浮力進行了探究，實驗裝置和每次實驗中彈簧測力計的示數(shù)如圖4.4-1所示。請按要求回答下列問題： 甲乙丙丁戊圖4.4-1(1)比較圖甲、乙可知：乙圖中圓柱體受到的浮力的大小為__________N。(2)比較圖乙、丙，說明浮力的大小與__________有關(guān)。(3)通過圖乙和戊的探究，不能得到浮力大小與液體密度是否有關(guān)，原因是______________________________。(4)通過圖中數(shù)據(jù)可知：圓柱體的密度是__________kg/m3。(取(5)實驗中所用鹽水的密度是__________kg/【思路分析】本題主要考查用控制變量法探究浮力大小與排液體積和液體密度的關(guān)系及浮力相關(guān)的簡單計算。問題(1)考查用彈簧測力計測量浮力，F(xiàn)浮=G問題(2)乙、丙兩次實驗自變量是排液體積(或物體浸入液體的體積)，彈簧測力計發(fā)生變化，證明浮力與排液體積有關(guān)。問題(3)中排液體積和液體密度均不同，自變量不唯一，無法確定浮力變化是否由液體密度的變化引起，因此不能得到浮力大小與液體密度是否有關(guān)。問題(4)求圓柱體的密度，結(jié)合實驗甲數(shù)據(jù)可知圓柱體的重力G=3N，體積不變，根據(jù)實驗甲和丁，因為浸沒，V物=V排=F所以圓柱體的密度ρ=G物gV物=3N問題(5)根據(jù)實驗甲和戊可知在鹽水中浸沒時浮力為2.2Ｎ，所以ρ鹽水=F浮gV排=【答案】(1)0.6 (2)排液體積 (3)排液體積和液體密度均不同 41.5×103 (5)1.1【例2】小芳要探究金屬圓柱體受到水的浮力與浸在水中深度的關(guān)系，實驗裝置如圖4.4-2所示，將高為9cm的金屬圓柱體緩慢浸入水中(水足夠深)，在金屬圓柱體接觸容器底之前，記下金屬圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的拉力示數(shù)F，實驗數(shù)據(jù)如下表：圖4.4-2(1)第3次實驗時，金屬圓柱體受到的浮力大小為：__________。(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析金屬圓柱體浸在水中受到的浮力大小與浸入水中深度的關(guān)系是__________；【思路分析】本題考查通過數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論的能力。分析探究題目可知，表格中金屬圓柱體下表面所處的不同深度h是自變量，浮力F浮是因變量。實驗中通過F問題(1)分析數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)浮和F拉之和始終等于6.75N，所以第3次F問題(2)分析金屬圓柱體下表面所處的不同深度h逐漸變大，對應所受的浮力F浮在0~8cm逐漸變大；8~14cm浮力F所以結(jié)論應分兩種情況分別表述：完全浸沒水中之前，浮力F浮隨金屬圓柱體下表面所處的不同深度h的增大而增大；完全浸沒水中之后，浮力F浮不隨金屬圓柱體下表面所處的不同深度這里有一個問題是金屬圓柱體高9cm，為什么物體從水面下降8cm就浸沒了呢？原因是當物體下降8cm時，水位同時上升了1cm，所以恰好浸沒?！敬鸢浮?1)1N (2)完全浸沒水中之前，浮力F浮隨金屬圓柱體下表面所處的不同深度h的增大而增大；完全浸沒水中之后，浮力F浮不隨金屬圓柱體下表面所處的不同深度基礎(chǔ)訓練一、單項選擇題1．將重為6N的物體浸沒在裝滿水的杯中，溢出的水重為4N，則物體受到的浮力為()A．10N B．6N C．4N D．2N答案：C2.一個盛有鹽水的容器中懸浮著一個雞蛋，容器放在斜面上，如圖4.4-3所示。圖中畫出了幾個力的方向，你認為雞蛋所受浮力的方向應是()圖4.4-3A．F1 B．C．F3 D．答案：C3．將一石塊浸在水中，所受浮力為12N，則()A．石塊的體積是12cmB．石塊排水重是12NC．石塊所受重力等于12ＮD．石塊重力小于12N答案：B4.如圖4.4-4所示是體積相同的甲、乙、丙、丁四個小球在液體中靜止時的狀態(tài)，其中所受浮力最小的是()圖4.4-4A．甲球 B．乙球 C．丙球 D．丁球答案：A二、填空題5．如圖4.4-5所示，測出了該物塊的體積是__________cm3，這種測體積的方法叫__________法，著名的阿基米德原理也用到了這種方法測出了物體的排水體積，根據(jù)阿基米德原理計算得出該物塊所受的浮力是__________N。用排水法測不規(guī)則物體的體積用到了物理學中的研究方法，它利用水的液體特性，將復雜的固體體積問題變?yōu)楹唵蔚囊后w體積問題，從而提供了一種另辟蹊徑的簡單解決辦法，我國古代有名的__________圖4.4-5答案：20 等效替代 0.2 曹沖稱象三、計算題6．2014年4月14日，為尋找失聯(lián)的MH370航班，啟用了“藍鰭金槍魚-21”(簡稱“金槍魚”)自主水下航行器進行深海搜尋。其外形與潛艇相似(如圖4.4-6所示)，相關(guān)標準參數(shù)為：體積1m3、質(zhì)量750kg，最大潛水深度4500m，最大航速7.4km/h。(不考慮海水密度變化，密度ρ取1.0×103kgm圖4.4-6(1)假設(shè)“金槍魚”上有面積為20cm2的探測窗口，當它由海水下潛至2000m(2)“金槍魚”在水下搜尋時，所受的浮力？答案：14×10拓展提高1．如圖4.4-7所示的甲圖中，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降，直至全部沒入水中。圖乙是鋼繩拉力隨時間t變化的圖像。若不計水的阻力，下列說法中正確的是() 甲 乙圖4.4-7A．石料所受的重力為2300NB．石料所受的浮力為900NC．石料的體積為2.3×10D．石料的密度為2.8×10答案：D2.(2015·朝陽二模)用彈簧測力計豎直向上掛著一物體，將它浸入水中三分之一體積時，彈簧測力計的示數(shù)為4N；將它浸入水中二分之一體積且不接觸容器底時，彈簧測力計的示數(shù)為1N。取下該物體將它放入足量的水中，物體靜止時受到的浮力是__________N。答案：103．如圖4.4-8所示，圓柱形容器的底面積為200cm2，盛有水，一個重力G物=5N的物體在水中靜止，物體受到細線的拉力為3N。(g圖4.4-8(1)求F浮(2)物體的密度ρ；答案：(1)8N2實戰(zhàn)演練1．(2015·北京中考)某個熱氣球充氣后體積為3000m3，則該熱氣球所受的浮力為__________N。(g取10N/kg,空氣的密度取1.29kg答案：3.872.(2016·朝陽一模)重為G的金屬塊A掛在彈簧測力計上且靜止在水面下，如圖4.4-9所示，彈簧測力計的示數(shù)為F。當剪斷連接金屬塊與測力計的細線時，金屬塊所受浮力的大小為()圖4.4-9A．G B．G-F C．G+F D．F答案：B課時5物體的浮沉條件知識梳理1．物體的浮沉條件：前提——浸沒、靜止、只受浮力和重力(1)當ρ液<ρ物時，F(xiàn)?。糋物，物體(2)當ρ液=ρ物時，F(xiàn)?。紾(3)當ρ液>ρ物時，F(xiàn)浮＞G物，物體2.漂浮、懸浮的物體，它們受到的浮力F浮等于物重G物，即區(qū)別：漂浮的物體ρ液<ρ物，V排<V物；懸浮的物體ρ液=ρ物，V排3．輪船：漂浮應用，F(xiàn)浮=G總=4.潛水艇：靠改變自身重力來實現(xiàn)上浮、下潛、懸浮的。5．熱氣球在空中上升時，球內(nèi)氣體密度小于球外氣體密度。6．物體的浮沉可以改變，鋼鐵的密度大于水，但鋼鐵制造的輪船可以浮在水面上，原因是：輪船內(nèi)部是空心的，可以在重力不變的情況下增大排水體積，或在浮力不變的情況下減小自重。7．當同一物體在液體中處于漂浮狀態(tài)時，液體的密度越大，物體排開液體的體積越小；液體的密度越小，物體排開液體的體積越大。人們根據(jù)這個規(guī)律制成了密度計來測量液體密度?？键c典例考點浮沉條件的應用(高頻考點)【例1】洛陽橋又名萬安橋，建于北宋，位于福建省泉州市東郊的洛陽江上，是我國現(xiàn)存年代最早的跨海梁式大石橋。由于當時沒有現(xiàn)代的起運設(shè)備，所以古人利用海潮漲落的規(guī)律來架設(shè)橋面，在漲潮時用浮船將大石板運到架橋位置，在落潮時就自動架設(shè)在橋墩上，巧妙地利用了浮力原理，若浮船和大石板的總質(zhì)量為20t，若要托起它，浮船在水下的體積至少為__________m3。(潮水的密度取1×103kg【思路分析】根據(jù)題意，若要托起浮船和大石板，水提供的浮力至少要等于重力，即F浮=G物，G物=所以V排=F浮ρ水g【答案】20【例2】放在水平桌面上的甲、乙兩個相同的容器盛有不同的液體，現(xiàn)將兩個相同的物塊分別放入甲、乙兩容器中。當兩物塊靜止時，兩容器中的液面恰好相平，兩物塊所處的位置如圖4.5-1所示，則下列判斷正確的是()圖4.5-1A．甲容器中液體的密度較大B．乙容器底部受到的液體壓強較大C．甲容器中物塊排開液體的重力較大D．乙容器中物塊受液體的浮力較大，底部受到的液體壓強較大【思路分析】本題考查漂浮和懸浮狀態(tài)下，對相關(guān)物理量之間的關(guān)系的建立，涉及密度、液體壓強、浮力、等相關(guān)知識，屬于比較綜合的題目。根據(jù)題意和圖4.5-1可知：相同物塊分別在甲、乙兩容器中懸浮和漂浮，液面相平，根據(jù)這些信息，初步建立物理量之間的基本關(guān)系:相同物體表明G物、Ｖ物相等；由懸浮或漂浮條件可知F甲浮=G物、F乙浮=G物；V甲排根據(jù)ρ甲＝ρ物、ρ乙>ρ根據(jù)液體壓強公式p=ρ液gh，h甲=h乙根據(jù)漂浮和懸浮的條件可知F浮=G物；由阿基米德原理可知F浮=G排液，即注意不要想當然認為甲的排液體積大，排開的液重就大而忽略了液體密度不同這個條件?！敬鸢浮緽【例3】(2016·海淀一模)如圖4.5-2所示，長方體木塊甲和裝有適量水的輕質(zhì)薄壁圓柱形容器乙置于水平地面上。木塊甲的底面積為S1，足夠高的容器乙的底面積為S2。若將物塊A放在木塊甲上表面中央，甲對地面的壓強增大了p1；將物塊A放入乙容器的水中，水對容器底部壓強增大了p2，容器底對地面的壓強增大了p3。已知S1∶S2=2∶1，物塊圖4.5-2A．若p1∶p2=1∶1，則ρA∶ρB．若p1∶p2=1∶2，則ρA∶ρC．若p2∶p3=1∶1，則ρA∶ρD．若p2∶p3=1∶2，則ρA∶ρ【思路分析】本題綜合考查運用壓強和浮力的知識分析解決問題的能力。為了更好地建立物理情景，便于分析，養(yǎng)成畫圖輔助的習慣，降低分析的難度。 圖4.5-3 圖4.5-4Δp甲=p圖4.5-3中：p1S圖4.5-4中a、b、c三種情況下，無論A是漂浮、懸浮還是沉底，水對底部的壓強增加了p2即p圖中a、b、c三種情況下，對桌面壓強增加了p3，即p3可以先根據(jù)密度關(guān)系確定A在液體中的狀態(tài)。再比較壓強關(guān)系，進行判斷。A選項中若ρA∶ρ水=1∶2，則A在水中漂浮，p1∶p2=2∶B選項中若ρA∶ρ水=1∶1，則A在水中懸浮，p1∶p2=2∶C選項中若ρA∶ρ水=1∶1，則A在水中懸浮，p2∶p3=2∶D選項中若ρA∶ρ水=2∶1，則A在水中沉底，F(xiàn)浮A=12GA，所以p2∶p3=【答案】D基礎(chǔ)訓練一、單項選擇題1．某同學不慎將手機掉入水中，手機在水中下沉，造成手機在水中下沉的原因是()A．只受重力 B．重力大于浮力C．重力等于浮力 D．重力小于浮力答案：B二、填空題2.一艘排水量為1000t的貨輪在海上航行，滿載時受到的浮力是__________N(g=10N/kg)；它由海上駛?cè)腴L江后，船體浸入水中的體積__________。ρ海水>ρ答案：107 3．一艘遠洋輪船裝上貨物后，發(fā)現(xiàn)船身下沉了一些，則它受到的浮力__________(選填“變大”“變小”或“不變”)。當輪船從內(nèi)河駛?cè)氪蠛：螃押Ｋ?gt;ρ河水，船受到的浮力__________(選填“變大”“變小”或“不變”)，船身相對于水面將__________答案：變大 不變 上浮一些4.一個重為5N，密度為0.6×103kgm3的空心金屬球投入水中靜止時，它將__________(選填“漂浮”“懸浮”或“沉入水底”)；靜止時所受浮力為__________N；物體排開的水重是__________Ｎ，它排開水的體積為答案：漂浮 55．人們發(fā)明潛水艇的靈感來自可以在水中任意游動的魚。魚在水中的沉浮，是通過魚鰾貯存氣體的體積變化來完成的；當魚要浮起來時，肌肉放松，使鰾變大，鰾內(nèi)充滿了空氣，魚所受到的浮力就__________，魚也就能浮起來；如果收縮肌肉，將鰾內(nèi)氣體排出，魚鰾變小了，浮力減小，魚就__________，鰾內(nèi)一定量的氣體還能使魚體比重與水環(huán)境的密度相等，這樣魚就會在水中__________，不上升也不下降。答案：變大 下沉 懸浮6．如圖4.5-5所示，將兩塊相同的橡皮泥做成實心球形和碗形，分別放入相同的甲、乙兩杯水中，靜止時甲杯中橡皮泥所受的浮力__________(選填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力，__________杯中水面升高得多。甲乙圖4.5-5答案：小于 乙7．大軍將一支密度計分別放入兩種不同的液體中，如圖4.5-6所示。若兩種液體的密度分別ρ甲、ρ乙，靜止時密度計所受浮力分別為F甲、 甲 乙圖4.5-6A．ρ甲>ρ乙，F(xiàn)甲=C．ρ乙<ρ甲，F(xiàn)甲<答案：D8.一個雞蛋沉在容器中的水底，如圖4.5-7所示，下列方法能使雞蛋從水中浮起來的是()圖4.5-7A.加入一些水 B.取出一些水C.加一些濃鹽水 D.加入一些酒答案：C三、實驗探究題9．圖4.5-8所示是驗證阿基米德原理的實驗步驟示意圖，依次讀出甲、乙、丙、丁圖中彈簧測力計的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4。由四個圖中__________兩個圖的彈簧測力計的示數(shù)可以求出石塊受到的浮力；石塊排開液體受到的重力等于__________。依據(jù)測量物理量，如果滿足關(guān)系式__________ 甲 乙 丙 丁圖4.5-8答案：甲、乙 F10．如圖4.5-9所示，某同學把一塊橡皮泥放入水中，橡皮泥會下沉。將橡皮泥從水中撈出，捏成小船形狀，再放入水中，橡皮泥可以漂浮在水面上，因此該同學認為：“橡皮泥受到的浮力與橡皮泥的形狀有關(guān)”，請你指出他的分析有什么問題？通過改進實驗，利用現(xiàn)有器材證明他的觀點是錯誤的。 甲 乙圖4.5-9答案：該同學實驗中的問題是：沒有保持排液體積相同；改為將橡皮泥分別做成空心球和船狀，使其分別在水中漂浮，兩次浮力都等于重力，但形狀不同，證明浮力與物體形狀無關(guān)。四、計算題11．(2016·朝陽一模)懸浮在海水中的潛艇排開海水的質(zhì)量為3×106kg。(g取10N/kg，海水的密度取1.0×10(1)畫出潛艇的受力示意圖；(2)潛艇所受浮力。答案：(1)如圖4.5-10所示。圖4.5-102G=m排g=3×因為潛艇懸浮，所以F浮=拓展提高1．某同學學習了浮力的有關(guān)知識后，制作了一臺浮力秤，可方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造如圖4.5-11甲所示。已知小筒底面積為0.001m2，小筒和秤盤總重為0.6N。如圖4.5-11甲，當秤盤上不放物體時，水面達到小筒的A處，如果在秤盤上放一物體后，如圖4.5-11乙所示，小筒浸入水中的深度h為0.1m，則該物體的質(zhì)量為__________kg 甲 乙圖4.5-11答案：0.042.(2016·昌平二模)小軍同學要測量一塊礦石的密度，其主要測量步驟如圖4.5-12甲、乙、丙所示。請你看圖讀取天平的測量數(shù)據(jù)，并將讀取數(shù)據(jù)及由此計算出的礦石的密度填入下表中。m石m1m2ρ/(g·cm-(1)120(2)(3) 甲 乙 丙圖4.5-12答案：(1)52(2)140(3)2.63．(2016·順義二模)某深海探測器利用“深海潛水器無動力下潛上浮技術(shù)”，其兩側(cè)配備多塊相同的壓載鐵，當其到達設(shè)定深度時，拋卸壓載鐵，使其懸浮、上浮等，并通過探測器觀察窗觀察海底世界。這種深海探測器在一次海底科考活動中，經(jīng)過下潛、懸浮、上浮等一系列操作后，順利完成任務(wù)。如圖4.5-13所示為該探測器在理想狀態(tài)下觀察窗所受海水壓強隨時間變化的p-t圖像，下列說法正確的是()圖4.5-13A．探測器在第2h和第7h時，所受到的海水壓強相等B．探測器在CD階段處于上浮過程，探測器所受的浮力逐漸增大C．探測器在BC階段處于懸浮狀態(tài)，受到重力、浮力和海水對探測器的壓力D．探測器在AB、BC、CD三個階段，所受重力的大小關(guān)系是GAB＞GBC答案：D4．(多選)圖4.5-14是我國自主研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器，它最大下潛深度可達到7km，擁有無動力下潛、上浮先進技術(shù)，具有近底自動航行和懸停定位等多項先進功能。其中“深海潛水器無動力下潛、上浮技術(shù)”主要是在潛水器兩側(cè)配備4塊壓載鐵，質(zhì)量可以根據(jù)不同深度與要求調(diào)整。1標準大氣壓近似取1.0×105Pa，不考慮海水密度隨深度的變化，海水密度近似取1.0×103kg圖4.5-14A．水下7km處受到水的壓強約為700個標準大氣壓B．潛水器從50m深處下潛到80m深處的過程中，受到的浮力變大C．潛水器在水面下處于懸停狀態(tài)時，它在豎直方向上受到的重力與浮力是一對平衡力D．潛水器在下潛過程中遇到緊急情況需要上浮時，采用拋棄壓載鐵的辦法，在拋棄壓載鐵的瞬間深海潛水器就加速上浮答案：AC5．如圖4.5-15甲所示，一底面積S1=100cm2的圓柱形水槽靜止在水平地面上，水槽底部放有一底面積S2=40cm2的圓柱形木塊，木塊底面與水槽底部用一輕質(zhì)細繩連接。從t=0時刻起往水槽里面勻速且緩慢注水，假設(shè)木塊上浮時保持豎直狀態(tài)，水槽足夠高，木塊最后完全浸沒在水中，如圖乙所示。整個過程中沒有水溢出，細繩也沒有斷裂。水槽底部受到木塊的壓力FN與細繩的拉力FT隨時間變化的圖像分別如圖丙、丁所示。則繩子的長度為__________ 甲乙丙丁圖4.5-15答案：66．(2014·北京中考)桌面上甲、乙兩個圓柱形容器中分別裝有水和酒精，實心木球和實心鐵球的體積相等，如圖4.5-16所示。水、酒精、木球和鐵球的密度分別為ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ鐵。將木球放入水中、鐵球放入酒精中，靜止時木球和鐵球所受浮力的大小分別為F圖4.5-16A.若ρ木＜ρ酒精＜ρ水＜ρ鐵B.若ρ木＜ρ酒精＜ρ水＜ρ鐵C.若ρ酒精＜ρ木＜