压强与浮力(浮力部分) 2

压强与浮力（浮力部分）浮力3、方向：总是竖直向上4、计算：阿基米德定律1、定义：浸在液体（或气体）里的物体，受到液体（或气体）对它向上托的力，叫做浮力，用F浮表示。2、浮力产生的原因：F浮=F向上—F向下二、阿基米德原理

1.内容：2.数学表达式：F浮＝G排浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。3.单位：F浮

——牛顿ρ液——千克/米3v排——米3g——牛顿/千克推导式：

F浮＝ρ液V排g＝m液g=ρ液V排g阿基米德

Archimedes

西元前287～212年理解阿基米德原理由公式可知，浮力的大小决定于液体的密度ρ液和排开液体的体积v排，而与物体的密度、形状、体积、深度等无关。浮力的利用1、利用的方法：要让密度大于液体的物体能漂浮在液面上，必须把它作成空心的，使它能排开更多的液体，增大可以利用的浮力。浮力利用的实例1、轮船：轮船就是把密度大于水的物体作成空心的，使它漂浮在水面上来利用浮力的。轮船的大小通常用它的排水量（排开水的质量）来表示。当轮船由河流驶入海洋时，由于液体密度变大，而浮力不变，使轮船排开的体积变小，因此会浮起一些。浮力利用的实例2、潜水艇：潜水艇浸没在水中时，由于排开水的体积不变，所受浮力不变，因此它的上浮和下潜只能通过改变自身的重力来实现的。浮力利用的实例3、气球、飞艇：里面充装的是密度小于空气的气体，其上升和下降通常是改变自身的体积来改变所受的浮力来实现的浮力利用的实例4、密度计：密度计是用来测量液体密度的仪器，它是利用物体的漂浮条件制成的。同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力都等于其重力，但排开液体的体积不同，液体密度越大，排开的体积越小，因此密度计越往上，刻度值越小。

討論：死海的密度

人體的密度，人能浮於水面上。魚鰾1．日常生活和生产中，我们常见的以下事例中，属于减小压强的是哪一组：(1)骆驼的体重比马的体重大不了一倍，却长有马蹄子面积三倍的脚掌(2)号称“森林医生”的啄木鸟长有长而坚硬的尖喙，便于啄开树皮(3)用螺栓坚固机器零件时，在螺母下垫垫圈(4)要把图钉按进较硬的木板，需加更大的力A．(1)(2)B.(1)(3)C.(2)(4)D.(3)(4)练习b2．在红军二万五千里长征中要经过一段沼泽地，其中一个士兵双脚陷入泥潭中，当拔起一只脚时，则另一只脚：A．陷入的深度不变，因为泥潭受到的压力不变B．陷入的深度不变，因为泥潭受到的压强不变C．将陷得更深，因为泥潭受到的压强增大D．将陷的更深，因为泥潭受到的压力增大C3．如图一所示，两手指用力捏住铅笔，使它保持静止，下列说法正确的是：图一A．两手指受到的压力相同，左边手指受到的压强较大B．两手指受到的压强相同，左边手指受到的压力较大C．两手指受到的压力相同，右边手指受到的压强较大D．两手指受到的压强相同，右边手指受到的压力较大图一4．如图二所示，把塑料挂衣钩的吸盘紧贴在光滑的墙上，就能用它挂衣服或书包，在解释这个现象时分用以下四句话。①大气压强把塑料吸盘紧压在墙上；②把挂衣钩的吸盘紧贴在墙上，塑料吸盘与墙壁之间空气被挤出；③吸盘与墙之间产生一个很大的摩擦力；④所以挂衣钩可以挂住衣服或书包。按照下列哪个顺序排列这四句话，可以把这个现象解释得最清楚：A．①②③④B．②①③④C．③②①④D．②③①④图二5．有一个塑料瓶，在侧壁上用锥子戳了三个洞，向容器中倒入水后，水从小洞中喷出如图（三）中，正确的是：

ABCD6．“死海不死”的故事说的是：“……将奴隶和俘虏扔进海里，可他们都漂浮在海面上……”以下是几倍同学对该现象的解释，其中正确的是：A．奴隶和俘虏是被水平扔进海里的B．海水的密度等于人体的密度，人在海里自然漂浮C．人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力总大于其重力D．人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力等于其重力8．小华在游泳池游泳，当他从浅水区走向深水区，若水底布满小石头，则下述体验与分析合理的是：A．脚底疼痛感觉减弱，因为人越来越轻B．脚底疼痛感觉减弱，因为水对人的浮力越来越大C．脚底疼痛感觉加重，因为人越来越重D．脚底疼痛感觉加重，因为水对人的浮力越来越小7．如图四所示，鱼嘴里吐出的气泡上升，对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是：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9．某同学在一个密闭的玻璃瓶内装了适量的水，用一个两端开口的玻璃管穿过瓶塞子插入水中，通过玻璃管向瓶内吹入少量的气体，管中水面如图五。如果该同学记录了在紫金山脚玻璃管中水面的位置，把这个装置移到山顶玻璃管中水面的位置和在山脚的高度相比较：A．偏高B．相等C．偏低D．无法判断图五10．一位同学在结冰的湖面上行走时，突然发现脚下的冰即将破裂，他应采取的措施是：A、站着不动B、马上爬伏在冰面上慢慢向岸边挪动C、立即跑向岸边D、立即改成单脚站立11．三个大小、形状都相同的铜、铁、铝圆柱体，竖直放在水平桌面上，则这三个圆柱体中对桌面压强最大的是：A、铜圆柱体B、铁圆柱体C、铝圆柱体D、三个一样大12．装有水的杯子中，有一塑料球漂浮在水面上，若向烧杯中慢慢加入酒精，同时进行搅拌，若ρ水>ρ塑料>ρ酒精，则塑料球可能：A、在液体中下沉一些，所受浮力增大。B、沉到杯底，所受浮力减小。C、悬浮在液体中，所受浮力增大。D、仍漂浮在液面上，所受浮力减小。1．在一条河流中，河面窄河底浅的地方水流得_____，河面宽河水深的地方水流得_____（填“快”或“慢”）．图七2．菜的刀刃磨得很锋利是为了___________________，而在茫茫的雪原上，如图六所示，两个人体重相同的人在雪地里（忽略雪橇的质量），行走的人陷到雪地里，而另滑雪的人没有陷入雪地中，这表明

。图六六六六3．如图七所示,如果把书从桌子的边缘慢慢拉开，但不离开桌面,书对桌面的压力_______；压强_________.填“变大”、“变小”或“不变”）图七4．南京港是我国内河第一大港，已成为我国华东地区及长江流域地区江海换装、水陆中转、货物集散和对外开放的多功能的江海型港口。其中有一个重要的功能就是江海换装，轮船从海里驶往江里，轮船受到的浮力________，船排开水的体积__________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）图八5．如图八所示，是某同学在做的一个实验，其中甲：先在瓶底铺层砂子；乙：然后再放入点燃浸过酒精的棉花；丙：用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口，过一会儿可看到鸡蛋将____________。这个实验也证实了___________________。图八6．科学家研究表明，阳光照射到物体表面上时会产生压强，其值约为9×10-6Pa。科学家设想制造出“太阳帆”，在太空中利用太阳光的压力来推动航天器的航行，上海市宇航学会曾设计出边长为110m的正方形“太阳帆”，该“太阳帆”在太空中所受阳光的压力为________________N。7．某同学喝软包装的冰红茶，用嘴快速吸吸管，瓶体会变瘪。软包装变瘪的原因是_______________________________________________________。小明同学学习了浮力知识后，想用以下器材对浮力的有关问题进行探究。请你根据所给器材，帮助小明提出一个与浮力知识相关的物理问题，并按下表要求作答。器材：自制测力计一个、小石块一个、装有足量水的塑料桶一个、细线若干。示例：物体在水中是否受到浮力？（此例不可重复列举）探究的问题实验的主要步骤实验结论探究的问题实验的主要步骤实验结论图九某同学在家做家庭小实验：自制喷雾器(如图九)。取一根喝牛奶的塑料管，用刀从中间切开软管（切开一半），把管子的一端插入水杯中，用嘴在另一端吹气，你猜想一下可以看到什么现象？解释原因。图九图十9-11某同学利用课余时间测自己站立时对地面的压强，他制作了一张方格纸，每边长为2.5cm，站在方格纸上并描下鞋底贴地部分的轮廓（如图十）。他的质量为50kg，则他站立在地面上，对地面的压强是多大？图十9-11某同学在实验室里将体积为1.0×10-3m3的实心正方体木块放入水中，如图十一所示，静止时，其下表面距水面0.06m。请根据此现象和所学力学知识，计算出两个与该木块有关的物理量。(要求写计算过程，g=10N/kg)图十一把橡皮泥投入水中会下沉，把它捏成盆的形状就能浮在水面，并能装载一些小“货物”，这是采用了_____的方法增大了可以利用的_____．空心浮力轮船满载时，船和货物总重9．8×104N，则船在海洋航行所受浮力是_____N，轮船的排水量是_____．同一艘轮船从河里驶进海洋，受到的重力大小_____，受到的浮力_____，排开水的体积_____（填“不变”“变大”或“变小”），轮船要_____些．（填“沉下”或“浮起”）9．8×1041×104kg不变不变变小浮起图钉帽的面积是1cm2，图钉尖的面积是0．04cm2，图钉重0．02N，用20N的沿水平方向的压力向竖直的墙上按图钉，则手对图钉帽的压强是_____，图钉尖对墙的压力是_____，压强是_____．如果质量是50kg的物体恰好在水中悬浮，此物体的体积约为_____m3．此物体在空气中所受浮力是_____．（取g=10N/kg，ρ空气=1．3kg/m3）8．2×105Pa20N5×108Pa0．05m30．65N一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验，如图13—1所示，将一只塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出（图甲），但乒乓球并不上浮，这是因为_______________．若用手堵住瓶口（图乙），可观察到乒乓球浮起，这是因为_______________________________．乒乓球不受浮力,只受水的压力乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力当居室前后窗子打开时，“过堂风”会把侧面墙上的衣柜门吹开，这是因为衣柜外_____衣柜内________________________．空气流速大压强小空气流速小压强大质量相同的实心铜球和实心铁球投入同种液体后，所受浮力大小相等，这种液体一定是A．水 B．水银 C．酒精 D．盐水B潜水员由水面下2m深处潜入水面下20m深处的过程中，他受到的压强、浮力变化情况是A．压强增大，浮力增大B．压强增大，浮力不变C．压强不变，浮力增大D．压强减小，浮力不变B湖底的一个水泡上浮时（不计温度影响）A．体积变大 B．体积变小C．体积不变 D．不好判断

某海滨浴场，水底布满石头，在海水中游泳的人由深水走向浅水的过程中，以下体验和分析合理的是A．脚越来越疼，是因为水底对人的支持力越来越大B．脚越来越疼，是因为人受到的重力越来越大C．脚不疼，是因为人越来越轻D．脚不疼，是因为水底对人的支持力越来越大AA一个很薄的塑料袋装满水，袋口扎紧后挂在弹簧秤下，读数是6N，若使塑料袋体积的2/3浸在水中称，弹簧秤的读数接近于A．0N B．6NC．4N D．2ND把装满水的量筒，口朝下浸在水中，如图13—3所示，抓住筒底向上提，在筒口离开水面前，量筒露出水面部分A．充满水 B．有水但不满C．没有水D．依次出现上述过程A在瓶内点燃浸过酒精的棉花，然后用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口，鸡蛋会A．从瓶口出来 B．保持不动C．进入瓶内 D．都有可能

在盛水的玻璃杯的上面浮着一块冰，当冰完全熔化后，玻璃杯中的水面A．升高 B．降低C．不变 D．无法确定CC一块石头和一个小气球捆在一起，当把它们浸没在水中并在水中向下运动的过程中，下列说法正确的是A．受到的浮力逐渐变大B．受到的浮力逐渐变小C．受到的浮力不变D．受到的浮力先变大后变小B打乒乓球时，对于上旋球的解释正确的是A．由于球的旋动使球上方的空气流速小，压强大B．由于球的旋动使球下方的空气流速大，压强小C．球的上方和下方压强一样大D．球转动很快，上、下方的压强大小说不清什么地方大如图13—4所示的装置中，两端开口的U型管内注入一定量的水，将A管向右倾斜时，下面说法中正确的是A．A管中的水面高于B管中的水面B．A管中的水面比B管中的水面相低C．U形管底C点的压强不变D．U形管底C点的压强将变小ABD有关大气压的变化，下面说法正确的是A．大气压的值在不同地方一般不同B．大气压的值在同一地方也能发生变化C．大气压的值离海平面越高越小D．大气压的值是固定不变的关于物体的浮沉与受到的浮力，下列说法正确的是A．把悬浮在水中的物体分割成体积大、中、小不相等的三块时，则大块的一定下沉，中块的悬浮，小块的一定下沉B．一只密度计在盐水中受到的浮力和在水中受到的浮力一样大C．当物体在液体中受到的浮力等于重力时，物体一定浮在液面D．质量相同的木球和石块，一起放入水中，木块漂浮在液面，石块下沉，最后木球受到的浮力比石块大ABCBD如图13—5所示，同一物体放在甲、乙两种不同液体中，比较物体在两种液体中所受浮力F甲与F乙及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小，下列说法正确的是A．ρ甲=ρ乙B．ρ甲>ρ乙C．F甲=F乙D．F甲>F乙BC找一个饮料吸管，用小刀从管的中间割一个口，有稍微一部分连接，然后弯成直角，将管的一端插入盛有水的烧杯中，从另一端向管内吹气，如图13—6所示，会有什么现象发生？试试看，并解释原因．水会喷出来．因为向管内用力吹气时，管上方空气的流速大，压强小；水面上空气的流速小，压强大，所以水会从管中喷出来．把同一个长方体木块先后放在软泡沫塑料的表面上，出现三种不同情况，如图13—7所示，比较三种不同情况下泡沫塑料表面的压痕，可得到的正确结论是：（1）甲图和乙图表明，在_____相同时，_____越小，压强越_____．（2）乙图和丙图表明，在_____相同时，_____越大，压强越_____．（1）压力受力面积大；（2）受力面积压力大用一根能承受2t物体的拉力的钢绳，能否把沉没在水中、体积为1m3、密度是2．6×103kg/m3的大石块提起？如果能提起，当石块提到露出水面多大体积时，绳子就要断？能提起，0．4m3某工厂要制造一种特殊用途的钢罐，要求在钢罐内表面牢牢地压接上一层0．25mm厚的铝膜。技术人员联合攻关提出了以下方案：先把铝膜紧贴到钢罐内表面，排出铝膜与钢罐之间的空气，再向钢罐内灌满水并插入冷冻管使水结冰，铝膜就可以与钢罐接触牢了。对于使铝膜与钢罐接牢的原因主要是（

）A．铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了B．水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了C．大气压的作用把铝膜压接到钢罐上了D．水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢在一起了D图5所示的是医院为病人输液时用的吊瓶，瓶中插入两条管子，A管是输液管、B管是空气管。在输液的过程中，如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶适当地升高，血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后，增大了流入患者血管药液的______，阻止了血液的流出。B管的作用是_______。使瓶内保持一定的气压（与大气相通）压强图12是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔，底盖A平时顶住水箱的出水孔。一旦饮水槽水位下降，浮球C受到的浮力减小，底盖A打开，水就通过出水孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位为60cm。水箱出水孔横截面积是30cm2。底盖A及竖杆B的总的总质量是400g，浮球c的质量是600g，体积是2dm3，g取10N/kg。（1）写出此装置应用到的物理知识(至少说出2条)；(2)通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作：(3)若能正常工作，请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素；若不能正常工作，请提出使该自动装置正常工作的改进方案。（２）以ABC为一整体进行受力分析：底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力G=mg=(600×10-3kg+400×10-3kg)×10N/kg=10N水箱中蓄满水时，由公式p=ρgh及p=F/S得：水箱中的水对底盖A向下的压力Ｆ=ρghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m×30×10-4m2=18N由阿基米德原理，可得浮球受到的最大浮力F浮m=ρ水gV排m=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N因为G+Ｆ＞F浮m，所以这个自动装置在水箱蓄满水时不能正常工作。（１）此装置应用了压强、浮力、连通器、力的平衡等物理知识。（３）从上述计算过程可以看出，该自动装置能正常工作的条件是要保证浮球受到的向上的浮力不小于底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力及水箱中的水对底盖Ａ向下的压力的合力，因此浮球受到的重力（质量）；浮球的体积；底盖Ａ和竖杆B受到的重力；出水孔横截面积的大小等都是影响此自动装置能否正常工作的因素。要使这个自动装置在水箱蓄满水时仍能正常工作，可以采取的改进措施有：①适当减小出水孔的横截面积；②适当降低水箱蓄满水时的水位高度；③保持浮球质量不变的情况下，适当增大浮球的体积；④在保持浮球体积不变的情况下，适当减小浮球的质量。

2000年8月12日．在巴伦支海参加军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇（图14）意外沉没，所有舱室都灌满了海水，艇上118名官兵全部遇难。引起了国际社会的普遍关注。已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m=1.4X107kg，海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3．制造潜艇的材料的平均密度取作ρ船=7．0x103kg／m3。g取10N／kg。请回答：（1）核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径，核潜艇中反应堆的核能是通过哪种选径获得的?（2）为了精确地探测到潜艇沉没的位置，在潜艇正上方海面向下发出超声波，从发出信号至接收到由潜艇反射回来的信号经历的时间t=146s，如果超声波在海水中的传播速度v=1450m／s，则潜艇沉没的实际深度h约为多大？（计算结果取整数）（3）有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案，就是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋，若每只浮力袋的质量为50kg，充气后的体积V0=10m3，试估算要将“库尔斯克”号核潜艇打捞起来，至少需用多少只浮力袋？（3）设至少需要N个浮子袋才能把潜艇拉离海底。潜艇受到重力、浮力和浮子袋的拉力，要使潜艇浮起，潜艇受到的浮力和浮子袋的拉力之和必大于潜艇受到的重力（浮子袋的质量与潜艇的质量相比可忽略）潜艇受到的浮力F浮1=ρ水gV排m=ρ水gm/ρ潜

潜艇受到的浮子袋的拉力可近似为F浮2=ρ水gNV0为了使潜艇能上浮，至少应满足：F浮1+F浮2=mg即ρ水gm/ρ潜+ρ水gNV0=mg，解得：N=1.2×103只（1）核裂变（2）根据速度公式有测得一个24厘米高压锅的限压阀的质量为0.1千克，排气孔的内径为3毫米。如果用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强关系的表格，这个高压锅内的最高温度大约是多少？T/℃9095100105110112114116118120122124126128p/千帕7084101121143154163175187199211226239258(1)(2)(3)把(1)、(2)代入(3)式代入数值得p=2.4×105帕从表中查出，锅内温度约为126℃。汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来，这时可以使用“油压千斤顶”。下图是油压千斤顶的原理图。向下按动手柄，圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸。大油缸中的油量增多，把圆柱形大活塞向上推，带着上面的重物上升。实验表明，加在密闭的液体上的压强，能够按照原来的大小向各个方向传递（这个规律叫做帕斯卡定律）。现在有一个油压千斤顶，有关尺寸如图所示。如果希望在手柄上用20牛顿的力向下压时就能在大活塞上举起1吨的重物，大活塞的直径至少是多少？已知l1=0.6米，l2=0.06米，F0=20牛小活塞受的力F1=(1)小活塞对液体的压强(2)液体对大活塞的压强与大活塞对液体的压强相等，即(3)其中F2=mg(4)根据帕斯卡定律p2=p1(5)把(1)、(2)、(3)、(4)式代入(5)式，解出