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1、压强和浮力专题复习(432000)湖北省孝感市楚环中学 魏科民一、考点热点指津1压强这部分是大纲要求掌握的重点知识内容之一。在历年的中考试题中占的比例都很大。主要考查的知识点有：对压力方向的理解、压强公式的灵活运用、增大和减小压强的方法、液体内部压强规律探究、大气压强产生的原因及其生活中与大气压有关的一些现象和实例等。2考点命题形式非常广泛。包括填空题、选择题、说理解释、实验探究及计算题。对一般基础性知识的考查大多以填空题和选择题的形式出现，对与现实生活相联系的一些现象和实例则多以说理题的形式出现。由于压强这部分知识综合性强，易与浮力、密度、机械功等知识联系起来，所以，与这些知识相联系的综合题
2、多以计算题的形式出现，甚至有些地区把他作为压轴题。3近年来，由于中考命题非常注重同学们对知识的实际应用能力和科学研究方法的考查。对本节知识内容的考查有以下几大热点：加强了对实验探究能力的考查。涉及这种形式考查的内容包括影响压力作用效果的因素；液体内部压强的规律；气体压强大小与体积、温度、质量关系探究等。注重运用数学图像、图表分析和处理物理问题的能力的考查，涉及这方面内容的考查将会是今后中考试题中的一大亮点。运用物理知识和物理原理或规律解释和解决生活中的实际问题。二、典型例题透视例1：(04年吉林)在图1中，正确表示压力的是( )答案： C。透视：本题主要考查对压力方向的理解。因压力的方向总是与
3、物体的受力面垂直，且力的作用点在物体表面。A图虽方向与物体表面垂直，但力的作用点不在物体受力面上，所以A图不对；B图中力的方向与水平地面垂直，但不是与受力面垂直，所以B图也不对；对于D图，因压力的方向是竖直向上的，不存在物体之间的相互挤压，所以不是压力；只有C图才正确显示了压力。例2：(04年上海市)小王同学双脚与地面的面积为4102m2，请根据图2中某些情况下的压强数值估算：小王同学的重力；小王同学平躺时与床面的接触面积；小王同学背着重力为40牛的书包行走时对水平地面的压强。答案：G=F1=P1S1=1.5104Pa4102m2=600N。透视：本题着重考查同学们对压强公式的灵活运用能力。解
4、此题的关键是要注意人站立、行走、躺着时其重力不变，但背着重物时，对地面的压力会增加；且行走时的受力面积是站立时的。例3：(04年北京市)如图3，放在水平桌面上的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度h1=0.8m；其顶部和底部的面积均为0.1m2，顶部到底部的高度h2=0.6m，容器中的液体密度为1.2103kg/m3，则液体对容器顶部的压力为_N。(g取10N/kg) 答案：240N。透视：此题主要考查同学们对压强公式P=gh和的理解和运用，解题的关键是对深度h的理解。若需求容器顶部的压力，就得先求出液体对容器顶部的压强，根据液体压强公式，液体内部某处的深度应该是液面到该处的垂直距离，所
5、以，容器顶部的深度为h=h1h2。则压力：F=PS=ghS=1.2103kg/m310N/kg (0.8m0.6m )0.1m2=240N。例4：两块平整的玻璃合拢后，很难被分开，是什么原因？答案：大气压。透视：玻璃由于很平整，合拢时就将玻璃之间的空气排出，而玻璃的外侧受大气压作用，因此要把玻璃分开，就需用很大的力克服大气压的作用才能将两块玻璃分开。例5：做托里拆利实验时，测得水银柱高度是742mm，而当时的大气压实际是750 mm水银柱，其原因是( )A玻璃管太粗 B玻璃管倾斜C玻璃弯曲 D玻璃内混进了少许空气答案：D。透视：因托里拆利实验中，玻璃管的粗细、长短、弯曲、是否上提、是否倾斜等对
6、实验结果均无影响。所以，只能是玻璃管内混进了少许空气才能使水银柱的高度降低。例6：(05年月考题)为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上，进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。 表一 表二 表三实验序号压力(N)受力面积(cm2)实验序号压力(N)受力面积(cm2)实验序号压力(N)受力面积(cm2)16.01043.01073.02029.01554.51584.5303122066.
7、02096.040分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象，可得出的初步结论是_。分析比较_及观察到的现象，可得出的初步结论是：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论。分析比较_；分析比较_。答案：受力面积相同，压力越大，产生的效果越显著；1、6、9；受力面积相同，压力越大，压力产生的效果越显著；压力相同，受力面积越小，压力产生的效果越显著。透视：本题主要考查同学们对压力产生效果的掌握程度外，着重考查同学们对数据表格的分析和处理能力。另外还考查同学们对控制变量法的理解和运用，即在分析压力的大小
8、影响作用效果时，必须控制受力面积不变；在分析受力面积的大小影响作用效果时，必须控制压力的大小不变。例7：图4是甲、乙两种液体的压强P与深度h关系图像，由图可知，甲液体的密度甲与乙液体的密度乙大小关系是( )A 甲乙 B甲=乙C 甲h乙，并根据液体压强公式变形式：，可知甲P煤油 P水银 B.P水银 P 水 P煤油C.P水 P水银 P煤油 D.无法判断 答案：C。分析：同学们考虑到，虽然水银的密度最大，但深度最小。简单地用公式P=gh考虑，很可能得出无法判断的错误答案D。如果换用一种思维方法考虑，即用压强的定义式考虑此问题，将发现很有效。根据容器的形状，我们会发现，装水的容器底部受到的压力大于水的
9、重力，即F底G水；装煤油的容器底部受的压力 小于煤油的重力，即F底G煤油；装水银的容器底部受的压力等于水银的重力，即F底=G水银。再由三容器的底面积相同和三种液体的质量相等，根据压强的定义式就可得到正确的答案：C。(注：解此题的关键是必须理解和掌握容器底部压力的大小与所装液体重量和容器形状的关系。)例3：如图6所示，外界为75cmHg的大气压，管内封闭的水银柱高是40cm，若在管顶开一个小孔，则( )A管内水银会向上喷出 B管内水银柱高度不变C管内水银柱稍有下降 D管内水银柱下降到与管外水银面相平答案：D。分析：同学们考虑到，由于大气压能支持76 cm高的水银柱，所以管内水银对管顶有36cmH
10、g的压强，若在管顶开一小孔，那么在36cmHg压强的作用下，水银就会向上喷出，于是就选A。同学们在此忽视了在管顶上方仍有大气压的作用，且大气压向下的值为76cmHg，大于36cmHg的压强，所以，开一小孔后，水银不仅不会喷出，而且将会下降到与管外水银面相平。例4：用塑料管吸瓶子中的饮料，当饮料沿胶管上升时( )A口中的空气压强一定小球外面的大气压B口中的空气压强一定大于外面的大气压C口中的空气压强一定等于外面的大气压D以上三种情况都有可能 答案：A分析：有些同学看题后，不认真思考题设情境，简单地认为人口与外界大气相通，同一地点人口内空气的压强与外界大气压相等，于是就武断地认为选项C正确。实际情
11、况下，饮料要到人口里，则塑料管内液面的高一定高于瓶内液面的高，如果人口内空气的压强等于外界大气压，这样，人口内空气的压强与塑料管内液体产生的压强之和就大于外界大气压与瓶内液体产生的压强之和，那么，饮料不仅不会流入到口里，管内液面反而会下降。所以，只有口内空气的压强小于外界大气压，饮料才能被吸入到口里。四、竞赛专题解析例1：某小组同学研究圆柱体上(或下)表面受到液体的压力大小与液体的深度、密度的关系。实验时，该小组同学把一个高为0.1米的实心圆柱体浸没在甲、乙两种液体中(液体甲的密度大于液体乙的密度)，如图7所示，并不断改变它所处的深度。他们利用仪器测得液面到圆柱体上表面的距离及圆柱体上、下表面
12、受到液体的压强，并利用公式求得上、下表面受到液体的压力，记录数据如表一、表二所示。表一 液体甲 液面到上表面的距离h(米)00.020.040.060.080.10上表面受到液体的压力(牛)00.200.400.600.801.00下表面受到液体的压力(牛)1.001.201.401.601.802.00表二 液体乙液面到上表面的距离h(米)00.020.040.060.080.10上表面受到液体的压力(牛)00.160.320.480.640.80下表面受到液体的压力(牛)0.800.961.121.281.441.60分析比较_数据及相关条件，可得出的初步结论是：在同种液体中圆柱体上表面受
13、到液体的压力与深度成正比。 分析比较表一和表二中的第三列(或第四列、或第五列)数据及相关条件，可得出的初步结论是_ 。请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件，并归纳得出结论。(a)分析比较表一(或表二)中的第二行与第三行数据及相关条件，可初步得出：_；(b)分析比较表一和表二中的第二行与第三行数据及相关条件，可初步得出：_。答案：表一(或表二)中的第一行与第二行；当深度相同时，液体的密度越大，圆柱体上(或下)表面受到液体的压力越大；a圆柱体浸没在同种液体中，下、上表面受到液体的压力差是一个定值； b圆柱体浸没在不同液体中，下、上表面受到液体的压力差是不同的，且液体的密度越大，压力差越
14、大。 解析：此题除了考查同学们对压力、压强的大小关系的掌握程度外，主要考查同学们对实验数据的分析和处理能力，再者就是考查研究物理学的科学方法即控制变量法的掌握程度。此题的更大意义还在于为今后探究影响浮力大小的因素起到了“铺路”的作用。通过分析表格第一行和第二行数据发现，圆柱体上表面的深度每增加0.02m，表格1、2中压力则相应增加0.2N、0.16N，即压力与深度成正比。第、问的分析过程如此类推。例2：如图8所示，将两端开口（上口较小）的玻璃管A的下端用薄轻质板抵住后放入装水的烧杯中，当缓慢地向A中注入150g水时，下端的薄板恰好下落，问在下列情况下，能使薄板下落的是（ ）A.缓慢注入150g
15、酒精B.缓慢注入150g水银C.轻轻放入150g砝码D.以上三种情况都恰能使薄板下落答案：A解析：对此道题，根据现有的知识会发现如下疑难问题：150g的水、酒精、水银三种液体对薄板向下的压力均大于150克力。现用“割补法”分析哪种液体对薄板向下的压力最大。如图9所示，设A玻璃容器内装有一定质量的液体。假定液体内部存在一横截面EF，经过如图割补后使得阴影三角形部分的体积与上端空白三角形部分的体积相等。（注：EF便不在中位线处）这样，就可想象为把“倾斜壁”的液柱变成“竖直壁”的液柱，则液体对底部的压强可根据压强的定义式来讨论。设液体的质量为m，EF处横截面积为S，则容器底部的压强，若在A玻璃容器内
16、装等质量的水、酒精、水银，由于酒精的密度最小，则其体积最大，所以EF的位置最高，即S最小，所以对底部产生的压强最大，因而底部受到的压力也最大。满足的关系式应为：F酒精F水F水银150克力，故正确的答案应选A。例3：如图10所示，一只玻璃杯中盛有两种不相容的液体，它们的密度大小关系是12，这时液体对玻璃杯底面的压强为P甲。再把两种液体搅拌混合均匀（设液体总体积不变）。则玻璃杯底面受到的压强为P乙，则P甲与P乙的大小关系为A.P甲P乙 C.P甲=P乙 D.无法判定答案：B。解析：对于此问题，若用P=gh考虑，很可能要用到圆台的体积公式，若掌握了演算技巧或某些特殊的分析方法，虽能避免用圆台的体积公式
17、，但分析和演算过程同样相当复杂。现用压强定义式作定性分析：根据容器的形状知，容器底部受到的压力F等于如图11中容器内两条虚线a、b部分间液体的重力，问题的关键是搅拌混合均匀后，两条虚线a、b间液体的总重力怎么变化？从图11中观察分析后，可得如下关系式： ，根据此关系式，所以，搅拌后，密度为1、2的两种液体除了V1与V2、V3与V4、V5与V6发生混合外，必有V3和V5两部分液体同时与V2部分发生混合，才能混合均匀。由于V3和V5两部分液体的密度较小，而V2部分液体的密度较大，所以，混合后，V1和V2两部分液体的总质量会减小，即两条虚线a、b间部分液体的总重力会减小，而玻璃杯底面受到的压力等于此
18、部分液体的总重力，则玻璃底面受到的压力也就会减小，显然，根据公式考虑，玻璃杯底面受到的压强也减小，所以，选项B才是正确的答案。五、综合能力演练一、填空题：1.重700N、底面积为7000cm2的圆柱体放置在1m2的水平桌面的中央, 则圆柱体底面受到的压强是 ,桌面受到的压强是 ；如果将此圆柱体水平切去一半, 则桌面受到的压强是 ；若将此圆柱体竖直切去一半, 对桌面的压强是 。2.保温瓶中热水不满而盖紧瓶塞，过一段时间，瓶塞不易拔出。此现象表明：体积一定时，气体的温度_，气体的压强_。假定外界大气压为1.0105Pa，瓶口截面积为10cm2，拔出瓶塞至少需要的力是20N，则瓶内气体压强是_ Pa
19、。3.如图1所示，茶壶的壶身与壶嘴一样高，这种结构的好处是茶壶可以装满水，其中利用了_的道理；如果壶身比壶嘴低，这种壶倒水时会出现什么问题？答：_。壶盖上留有一个小孔，作用是使壶内与壶外的大气相通，在_的作用下，水很容易倒出。4.某同学在实验室里将体积为1.0103m3的实心正方体木块放入水中，如图2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（不要求写计算过程，取10N/kg）。 ； 。二、选择题1. 如图3所示的四种动物器官中，具有增大压强功能的是（ ）2.一个密封的墨水瓶内装有一定量的墨水，若把它倒置，则墨水对瓶口盖的作用情况是（）A
20、.压力增大 B.压强增大C.压强不变 D.压力不变3.利用托里拆利实验测大气压时, 可以确认管内进入了少量空气的现象是( )A.管内水银面的高度略小于760 mmB.使管内倾斜时, 管内水银柱长度增加C.无论怎样使管倾斜, 水银都不会充满全管D.将管在水银槽中轻轻上提, 管内水银柱高度不变4.一个充满氢气的玩具气球,松手后升上高空中,在气球上升过程中将不会产生的现象( )A.气球体积变小 B.球内氢气压强减小C.球外空气压强减小 D.气球最终将破裂三、表格分析与设计题1.小明的父亲是一名潜水员。有一天，小明发现了父亲某次潜入水库在水面下各深度处的压强记录，如表1所示：表1深度(m)359121
21、520压强(Pa)1.311051.501051.891052.211052.491053.01105小明很感兴趣，好学的他利用所学的液体压强知识，很快算出水库中对应深度处的压强如表2所示。(g=10N/kg)表2深度(m)359121520压强(Pa)0.31050.501050.91051.21051.5105请按下列要求回答问题：小明计算压强的公式是P=_，小明还有一次压强计算未完成，请你帮他完成，并将计算结果填在表2中的空格处。小明父亲的测量值与小明的计算值在每个相同的深度都有差异，找出差异并分析原因。差异：_，原因：_。2.有两组相同的砖，A组一块，B组两块，每块砖的长、宽、高之比为
22、421，使这两组砖对水平地面的压强相等，可以怎样放？同学们想出了多种方案，请你至少写出三种：_；_；_。四、实验探究与计算题1.如图4，两个液缸底部相通，内部装有部分水。大、小液缸的横截面积分别是50cm2和20cm2，在大液缸的水面上放有一个轻活塞。应在活塞上放一个多重的砝码才能使活塞向下移动1cm？2.小强在研究一定质量的气体压强时，想到了这样一个问题，气体的体积与压强有什么关系呢？针对这一问题，他提出了猜想：质量一定的气体，体积越大，压强越小；体积越小，压强越大。为了证实猜想，他把某一医用注射器的活塞推至筒身的中部，用手指堵住注射器的前端小孔，这样就在注射器内密封了一定质量的气体。接着他
23、做了如下工作：向筒内压活塞使筒内空气体积缩小，手的感觉：受到很大的压力。向外拉活塞使筒内空气体积增大，手的感觉：手指肚被吸引进去一些。根据这个现象你能得到体积与压强的关系吗？小强的结论是：在质量一定的情况下，气体的体积越小，压强_；气体的体积越大，压强_。能否举例解释一下气体压强是否还与温度、质量有关？小强探究的结论在日常生活中有何应用？请举例说明。六、参考答案一、填空题：1。1000Pa、1000Pa、500Pa、1000Pa。2。降低(或减小)；减小 ；0.8105 Pa。3。连通器；茶壶倒水时，壶身（或壶盖、口）有水溢出；重力和大气压。4。此题答案不唯一：F浮=6N；G木=6N；m木=0
24、.6kg；木=0.6103kg/m3；下表面所受的压力为6N；下表面所受的压强为600Pa。二、1。D；2。B；3。C；4。A；三、1。公式是P=gh;空格处填2105；差异约1.0105 Pa；原因是小明计算时未考虑大气压。2。提示：考虑重叠有多种方案，答案不唯一。四、1。1.47N。2。大；小；提示：物体受热膨胀、自行车打气、人的呼吸等。流体压强与流速、浮力专题复习一、考点热点指津1浮力这部分内容的特点是知识综合性强，应用性广，又是大纲要求掌握的重点知识，在历年的中考试题中占的比例都很大。主要考查的知识点和要求：对流体压强与流速关系的理解和认识，并能解释与之有关的一些现象。对浮力产生原因的
25、理解，深刻领会影响浮力大小的因素及浮力的方向，并能解释和解决生活中的一些实际问题。掌握物体的沉浮条件及其应用。知道在不同的条件下求解浮力大小的方法(“称重法”、“原因法”、“平衡法”、“原理法”)，并能灵活运用不同的求法解决综合性的问题。2中考试题中考查浮力知识的命题形式非常广泛。关于物体在液体或气体中受浮力大小的计算及沉浮条件的应用多见于填空题的形式；而关于物体在液体中受浮力大小的比较、浮力大小的变化及有关浮力理解方面的易错问题则以选择题的形式出现。有关浮力与压强、密度、简单机械及功相联系的综合问题则以计算题的形式出现，近年来，由于中考试题对计算能力的要求有所降低，所以这类试题出现的频率有所
26、减少，今后有关这类复杂的计算可能在竞赛题中出现。有关利用浮力知识测密度和影响浮力大小因素的探究则以实验探究题的形式出现。3由于受新课程标准理念的导向，中考浮力命题的热点逐渐趋向于对知识的应用能力和科学研究方法的考查。且命题的特点不再是通过简单的计算来考查同学们对知识的掌握程度，而是将需考查的知识渗透到一定的生活情境当中，使之感受到运用知识，解决问题获得的乐趣。所以，对本节知识内容的考查有以下几大热点：关于求解浮力大小的情境题。关于讨论浮力大小变化的学科渗透题(主要涉及化学溶液密度的变化、物质反应造成的质量和体积的变化而引起浮力大小的变化等)。关于探究影响浮力大小因素的实验探究题，近年来，由于这
27、类试题非常普遍，考查形式不再仅仅局限于探究影响浮力大小的因素，而是要求同学们对影响浮力大小的因素做出种种猜想(包括给定的和不定的因素)，然后要求同学们设计实验方案，分析数据进行验证等。二、典型例题透视例1：(05年月考题)一次龙卷风发生时，屋外气压急剧降到90kPa，当时门窗紧闭，可以认为室内气压是标准大气压，粗略取作100 kPa，若室内屋顶的面积为100m3，这时屋顶受到的内外压力的差可达_N，方向_，房屋受到的浮力为_。答案： 106N、竖直向上、106N。透视：龙卷风属一种自然现象。龙卷风来临时空气流速加快，那里的压强会减小。而当时门窗紧闭，则室内的压强不会减小，这样就使房顶受到的内外
28、压强不等，因而产生一个压力差：F=F上F下=(P上P下)S=(100kPa90kPa)100m3=106N，此压力差便是浮力的大小。由于室内的向上的压力大于室外向下的压力，所以，浮力即压力差的方向为竖直向上。例2：(月考题)图1中弹簧测力计下面的物体浸没在硫酸溶液中，弹簧测力计示数为10N，该物体不可能与任何酸、碱、盐发生反应。如果在H2SO4溶液中滴入少量的Ba(OH)2溶液，则弹簧测力计的示数将会( )A大于10N B小于10N C等于10N D无法确定答案：A。透视：这是一道浮力与化学相结合的综合题。要判断测力计的示数是否变化，则需判断物体的重量和物体受到的浮力是否变化。由题设条件可知，
29、物体不可能与任何溶液发生反应，则说明该物体的质量不会变化，即重量不变。又由于硫酸可与氢氧化钡发生反应，生成硫酸钡沉淀和水，这样，硫酸溶液的密度就会变小，根据阿基米德原理，物体受到的浮力会变小，所以，在硫酸溶液中加入氢氧化钡溶液后，弹簧测力计的示数会增大。例3：(陕西)某学生做如下实验：先在一玻璃水槽中注入一定量的水，后将盛有小石子的塑料小船放入水中，如图2所示。测得船底到水面的距离为h。再每隔一定时间向水里加盐并搅动，直至食盐有剩余。在他所绘制的吃水线至船底的距离h随溶盐量而变化的图像中，最接近的是( ) 答案：D。透视：小船只要是仍浮在液面上，不管是“上浮”还是“下沉”，变化前后所受的浮力均
30、等于其自身的重力，即F浮=液gV排=mg。当不断向水中加入食盐后，食盐溶液的密度液会逐渐增大，直至达到饱和，由于变化过程中，小船受的浮力F浮不变，所以V排会减小，即小船会上浮，h减小。此题的关键是食盐水达到饱和状态后，溶液不再继续溶解食盐，则溶液的密度不再增大，这样，小船浸入的深度就不会改变。所以，符合此情况的图像应该是D。例4：(江苏盐城)给你一根细线、一支吸管、一小块金属、一只盛有足够深水的水槽、一个底端固定一铁块的量筒（量筒放入水中能竖直漂浮）。请利用上述器材测定小金属块的密度。(1) 写出主要操作步骤及所测物理量。(2) 根据测得的物理量，计算小金属块密度的表达式。答案：步骤先用细线将
31、金属块系牢放入量筒内，然后将量筒放入盛有水的水槽中，记住水面至量筒外壁的刻线值。将金属块从量筒中取出，接着用吸管向量筒里注水(量筒仍在水槽中)直至水面到原来的刻线处，根据等效和漂浮原理，此时，量筒内水的质量与金属块的质量相等。所以，读出量筒内水的体积V1，就能算出金属块的质量m=水V1。最后，将金属块放入盛有水(仍为吸管注入的水量)的量筒内，读出此时的体积V2，则金属块的体积V=V2V1。金属块密度的表达式为。透视：此题的难点是如何利用改进的量筒测金属块的质量，而关键是如何利用吸管这一附加的器材(平常没有)。根据以上步骤可知，利用吸管可向量筒里注入与金属块等质量的水让量筒漂浮于同一刻度线，则金
32、属块的质量可精确测定。此题的设计很有创新意识，培养了同学们实验探究的兴趣，同时也能提高同学们的思维创新能力。例5：如图3为家用煤气灶灶头的示意图。基本操作是：打开煤气阀，拧动点火装置时，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，有同学担心煤气在进口处是不是会向空气中泄漏，你认为是否会有可能，说明理由？答案：不可能。透视：家用煤气灶的气阀被打开时，在拧动点火装置的瞬间，由于空气进口处有煤气的高速流动而压强小，这样，外面的空气就从进口处被压入，且与煤气混合流向燃烧头被点燃。由于煤气的高速流动使得进口处的压强总小于外面大气压强，所以不必担心煤气会从空气进口处泄漏。例6：在探究“浮力的大小与哪些因素有关
33、”的实验中，某同学猜想：浮力大小可能与液体密度的大小、物体浸入液体中体积的大小、物体重力的大小有关。请你设计一个方案，探究浮力的大小与物体的重力大小是否有关？实验提供如下器材：实验桌、弹簧测力计、量筒、烧杯各一个；纯水、盐水、细线适量；一大块橡皮泥；体积相同的铜块和铁块各一块；体积不同的铁块各一块。答题要求：从给定的器材中选出你需要的器材。简要说明实验步骤。说明如何根据实验现象，得出相应的探究结论。答案：选择体积相同的铜块和铁块各一块、细线、弹簧测力计、纯水、烧杯进行实验。先用弹簧测力计测出相同体积铜块和铁块的重力，必存在G铜G铁。然后分别使其浸没水中，读出测力计的示数F1、F2，则两者受到的
34、浮力为G铜F1、G铁F2。因两者的重力不同，若受的浮力也不同，则说明浮力的大小与重力有关；若受的浮力相同，则说明浮力的大小与重力无关。透视：根据以上实验设计方法，由于铜块和铁块的体积相同，利用阿基米德原理，两者受的浮力一定相同，所以可以得到浮力的大小与重力无关的结论。本题的答案开放性很强。考虑的思路可以从相同重力条件下比较浮力；也可以从相同浮力条件下比较重力等来进行设计实验。关键是应如何掌握好控制变量这一科学研究方法，所谓控制变量就是在研究某一结论与哪一个变量有什么关系时，就应该改变这个变量而控制其它相关变量不变。三、常见失误分析例1：重4.5N，体积为500cm3的铝球，放入水中静止时受的浮
35、力多大？答案：4.5N分析：同学们易受思维定势的影响，认为铝的密度比水的密度大，就武断地认为铝球在水中下沉，满足V排=V物，忽视了知识的应用条件，不深入思考就立即用阿基米德原理计算得到错误的答案： F浮=水gV排=1.0103kg/m39.8N/kg510-4m3=4.9N。如果先求出铝球的密度，可发现比水的密度还小，这说明此铝球并不是实心，空心的铝球可漂浮在水面上，所以，正确的答案： F浮=G=4.5N。例2：浸没在液体中的物体在下降过程中，物体受到的浮力一定 ( )A.不变 B.增大 C.减小 D.不确定答案：D。分析：同学们初看题，可能认为物体的体积一定不变，根据阿基米德原理，用公式F浮
36、=液gV排考虑，必定选A。如果仔细审题，由“一定”二字联想到是否有某一特殊情况，即存在某一重物拉着气球在液体中下降，因为气球在下降过程中受到液体的压强会增大，气球的体积要减小，所以气球受到的浮力要减小。由于题设中物体的具体情况不确定，故准确的答案应选D。例3：边长为20cm的立方体，水平浸入足够多的水中，如果上表面与水面间的距离为5cm，物体所受的浮力(g取10 N/kg )( )A 80N B 60N C 100N D 80N或60N答案：D。分析：同学们很可能根据物体悬浮在水面下，求得F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg(0.2m)3=80N，由此，选择答案A。因该题有隐含条
37、件，立方体浸入水中，上表面与水面间的距离为5cm时有两种可能，即物体有悬浮和漂浮。若物体漂浮，则求得浮力： F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg(0.2m)2(0.2m0.05m)=60N。所以，正确的答案应该是D。例4：某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出重为0.3N的水，则它受到的浮力( )A一定为0.3N B可能为0.2NC一定为0.5N D可能为0.4N答案：D。分析：有些同学可能认为溢出0.3N的水一定是物体排开水的重力，根据阿基米德原理，就断定物体受到的浮力为0.3N。因原先烧杯中盛的水是否装满不确定，那么溢出的水量就不一定等于物体排开的水量，所以，只有原
38、先烧杯中盛满水时，浮力才一定是0.3N。如果原先烧杯中盛的水不满，则溢出的水量小于物体排开的水量，所以，物体受到的浮力大于0.3N。但必须注意，由于物体不存在与其它物体相互作用，所以，受到的浮力不可能大于其重力0.5N，浮力最大只能等于0.5N。根据以上分析，准确的答案应该是D。例5：如图4所示。质量为400g，底面积为50cm2的溢水杯，置于水平桌面上，倒入某种液体至溢口，液面高为10cm，此时液体对容器底部的压强为1.176103Pa。问：若将长16cm，密度为0.9103kg/m3的圆柱形物体竖直放入该液体中(不倾倒)，试判断该物体静止时与容器底部是否接触。答案：会接触。分析：有些同学很
39、可能根据液体对容器底部的压强值，求得液体的密度为：可知：物水gSh。因hS，才能满足水gSh水gSh，即实现自动定时冲洗。例2：有一根长为l的均匀细棒，一部分浸入密度为0的液体中，浸入部分的长度为b；另一端搁在容器壁上，伸出容器壁的长度为a，如图6所示。则细棒的密度等于( )A B C D答案：A。解析：对细棒进行受力分析：细棒除受器壁对它的支持力外，还受重力和浮力。若把细棒看作能绕器壁搁置点O处转动的杠杆，那么就必须确定重力和浮力的大小、方向和作用点，然后，再根据杠杆的平衡条件列等式求解。问题的关键是重力和浮力的作用点应确定在何处。因重力的作用点在物体的重心，由于棒是均匀的，所以重力的作用点
40、A在棒的处；又细棒只有浸入液体中的部分b才受浮力，所以浮力的作用点B在浸入部分的处。设均匀细棒的横截面积为S，则其重力为G=glS。根据阿基米德原理，浸入液体中部分受到的浮力F浮=0gV排=0gbS由图可知，OA=，OB=，又设重力和浮力的力臂分别为l1、l2，则根据相似三角形的性质得：OAOB= l1l2。由杠杆的平衡条件得：G l1=F浮l2， 即 则：将上式整理后得： 故正确的答案应选A。例3：烧杯中装有水和一块沉底的三棱柱铸铁块。铁块高h=6cm，其横截面是直角三角形，两直角边a=4cm，b=3cm；铸铁密度=7.8103kg/m3，它的最大侧面同杯底紧密接触，如图7所示。若烧杯中水深
41、H=10cm，求铁块对杯底的压力与压强？(g取10N/kg)答案：压力：约5.45N；压强：约1.82103Pa。解析：由于铁块同杯底紧密接触，铁块不受浮力，则铁块对杯底的压力等于铁块的重力与水对铁块向下的压力之和。解题的关键是如何求水对铁块向下的压力。由于与水接触的三棱柱的两侧面是倾斜的，用初中力学知识不便直接求出水对其向下的压力，这里我们可以虚拟铁块受到浮力，并利用浮力产生的原因间接求出铁块受到水的压力。F浮=F向上-F向下， F向下=F向上- F浮=水gHS水gV排。又因最大侧面面积：；铁块的体积：。所以，铁块对杯底的压力：F=G+F向下=代入数值并计算得F5.45N。铁块对杯底的压强：1.82103Pa。五、综合能力演练一、填空题1.在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手托住乒乓球。然后从漏斗口向下用力吹气时，将手移开，发现乒乓球不会下落，反而会贴住漏斗口。其原因是乒乓球上表面空气_而_；而乒乓球下表面受到空气的压强_，由此产生的压力差不会_重力(选填“小于”或“等于”或“大于”)。2.如图1所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙杯中，甲杯中溢出液体的质量