专题三 密度压强浮力专题
一.中考考点
1.理解压强概念能选择合适的公式比较和计算压强的大小.2.记住并理解液体、大气压强的决定因素.3.知道流体的压强与流速的关系.4.知道浮力的大小与哪些因素有关,能选择合适的公式来计算浮力.5.学会有关密度、压强及浮力的计算题的解题方法
二.知识储备
1、密度的计算公式ρ= 变形公式m= v=
2、压强的计算公式p= (适用于所有压强) p= (适用于液体压强和密度均匀的柱体对水平面的压强)
3、计算浮力的公式有:(1)F浮 = G排= (适用于知道液体密度和能知道排开液体的体积时)(2)F浮 = (适用于知道物重和弹簧测力计的示数时,探究实验中用得较多) (3)F浮 = (适用于漂浮和悬浮的物体)(4)F浮 = (适用于知道压力的题目中)
三.例题
1.某同学在做“用天平测量液体质量”的实验时,砝码盒中共有100克、50克、10克、5克砝码和一个,20克砝码两个。
⑴首先把天平放在水平桌面上,并将游码移至标尺左端的______处后,若发现天平的指针偏向刻度盘的右侧,这时他可以调节横梁右侧的平衡螺母向______(选填“右”或“左”)端旋动,使天平横梁水平。在判断天平横梁是否水平时,眼睛应注意观察_________________。
⑵当调节天平平衡后,使用天平测物体的质量时,被测物体应放在______盘里,按________的顺序在______盘里加减砝码,并调节________在标尺上的位置,直至横梁恢复平衡。
2.有一只广口瓶,它的质量是0.1千克。
⑴当瓶内结满冰时,瓶和冰的总质量是0.37千克。此瓶的容积是多少?
⑵若冰块吸热后,有0.2分米3的冰熔化成水,求水的质量。
⑶若用此瓶来装煤油,最多能装多少千克煤油?
⑷若有2千克煤油,用这样的瓶来装,至少需要用几个瓶子?
⑸若此瓶内有0.2千克水,若向瓶内投入质量为0.01千克的小石子20颗,水面上升到瓶口,这种小石子的密度是多少?
⑹若用此瓶装金属颗粒若干,瓶和金属颗粒的总质量为0.8千克;若在装金属颗粒的瓶中再装满水时,瓶、金属颗粒和水的总质量为0.9千克。则金属颗粒的质量为多少?金属颗粒的密度为多少?
3.为了研究物质的某种特性,某同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验。实验时,他用量筒和天平分别测出甲(或乙)液体在不同体积时的质量。下表记录的是实验测得的数据。
物质 |
实验次数 |
体积(厘米3) |
质量(克) |
|
甲 |
1 |
10 |
18 |
|
2 |
20 |
36 |
|
|
3 |
30 |
54 |
|
|
乙 |
4 |
10 |
8 |
|
5 |
20 |
16 |
|
|
6 |
30 |
24 |
|
⑴为了进一步研究物质的特性,该同学还应设计增加表中第五列(空栏)项目,它是__________。
⑵分析上表的实验次数1与2(2与3、1与3)或4与5(5与6、4与6)的体积及质量变化的倍数关系,可归纳出的结论是________________________________________。
⑶分析上表的实验次数___________________________,可归纳出的结论是相同体积的甲、乙两种液体,它们的质量是不相同的。
⑷分析上表中质量与体积的比值关系,可归纳出的结论是
a __________________________________。b __________________________________。
4.有一长为0.2米,宽0.1米,厚0.05米的长方体铁块,重为70牛,
(1)如把这铁块平放在水平地面上后,另外再对它施加一个大小分别为20牛的力,请你分别计算出铁块对地面可能的压力和压强。
(2)若把这铁块平放在一面积为0.5米2,重为30牛的木板中央时,
①铁块对木板的压强为多少?
②木板对水平地面的压力为多少?木板对水平地面的压强又为多少?
(3)若把第(2)小题中的铁块和木板的位置对换,
①这时木板对铁块的压力和压强分别为多少?
图1 |
②这时铁块对地面的压力和压强分别为多少?
5.在以下几小题中的A、B两个容器中分别盛有液体,液体对容器底部的压强分别为pA和pB,液体对容器底部的压力分别为FA和FB。
(1)如图1所示的两试管完全相同
①若两试管内装有等高的同种液体,则pA______pB。
②若两试管内装有相同质量的不的同种液体,且它们的高度相同,则pA______pB。
③若将试管B由图中的倾斜位置转向竖直放置,则液体对容器底部的压强将_______。
图2 |
(2)在图2所示的两容器的底面积相同,容器的质量也相同
①若两容器中盛有相同质量的同种液体,则液体对容器底部的压强pA______pB,液体对容器底部的压力FA______FB。容器对桌面的压力F’A______F’B,容器对桌面的压强p’A______p’B。
②若两容器中盛有相同质量的不同液体,且液体在容器中的高度也相同,则A、B两容器中可能分别装有的液体可能是A__________,B__________。此时液体对两容器底部的压力的大小FA______FB。
③若两容器中盛有同种液体,且液体对两容器底的压强相同,则液体对容器底部的压力FA______FB。容器对桌面的压力F’A______F’B,容器对桌面的压强p’A______p’B。
④若两容器中盛有等高的不同液体,以下情况中不可能出现的是:
A pA>pB,mA>mB。 B pA<pB,mA<mB。 C pA>pB,mA<mB。 D pA<pB,mA>mB。
练习
1.酒精的密度是0.8×103千克/米3,其物理意义是_________________________________。一瓶酒精如果倒掉一半,则剩下酒精的密度是______千克/米3。
2.实验表明:若甲铝块的质量是乙铝块质量的2倍,则甲铝块的体积是乙铝块体积的2倍;若乙铝块的体积是丙铝块体积的4倍,则乙铝块的质量是丙铝块质量的4倍。从中可得出:铝的__________的质量是一个确定的值。
3.著名的____________实验向人们显示大气压强是很大的,____________实验测定了大气压强的数值。
4.家里用的菜刀,在过了一段时间后常要把它磨一磨,我们这样做的目的是为了减小____________,从而达到增大______的目的。
5.举世瞩目的三峡工程下闸蓄水时,10天内水位上升到海拔135米。若有一块上表面面积为2米2的水平石板被淹没在水面下50米深处,石板上表面受到水的压强为________帕,石板上表面受到水的压力为________牛。
6.某同学测得家用保温瓶胆的最深处为30厘米,装满开水后水对瓶胆底的最大压强为____帕;若将瓶中的开水全部倒入脸盆中,则水对脸盆底的压强_____水对瓶胆底的最大压强。
7.弹簧秤下吊着重力为14.7牛的金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8牛,则水对金属块的浮力为______牛,金属块排开水的体积为______米3。
8.用手把体积为10-4米3的小球浸没在水中,小球受到的浮力为______牛,方向竖直______;若该小球重为1.1牛,放手后,小球将________(选填“上浮”、“静止”或“下沉”)。
9.物体所受的重力为5牛,体积为5×10-4米3。当它浸没在水中时,所受的浮力为______牛;浮力和重力的合力为______牛,方向__________。
10.如图3所示,甲、乙是完全相同的长方体物块,平放在水平地面上,若分别沿图示的对角线切成两块,并拿走其中的一块(乙取走上面的一块),则甲、乙余下部分与地面的接触面积之比为______,对地面的压强之比为______。
11.如图4所示是人们常用的订书机。它的结构设计和工作原理运用了许多物理知识。例如:在底部垫了两块橡皮,可以减小对桌面的压强。请按照样例再写出一个:______________________________。
12.甲、乙两个实心球,甲的体积大于乙的体积。有关甲、乙两球的质量和密度关系,可能存在的情况有:___________________________________________________
____________________________________________________________(写出三种)。
13.顶小底大的实心圆台高为h,其密度为ρ,放置在水平桌面上,如图5所示,它对桌面的压强
A 等于ρgh B 小于ρgh C 大于ρgh D 条件不足,无法判断
14.重力100牛的长方体放在水平地面上,与地面的接触面积为0.1米2,现用一个大小为20牛的力竖直作用在物体中央,则物体对地面的压强
A 一定是1200帕 B 可能是1000帕 C 可能是800帕 D 可能是200帕
15.三个实心正方体对水平地面的压强相同,它们的密度分别为ρ1、ρ2、ρ3,且ρ1>ρ2>ρ3,则这三个正方体对水平地面的压力F1、F2、F3的大小关系是
A F1=F2=F3 B F1<F2<F3 C F1>F2>F3 D 不能确定
16.甲、乙、丙三个实心立方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等,已知ρ甲<ρ乙<ρ丙。若在甲、乙、丙三个立方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个立方体对水平地面的压强大小关系为
A p甲>p乙>p丙 B p甲=p乙=p丙 C p甲<p乙<p丙 D 无法判断
17.某物体重为0.5牛,把它放入盛有水的烧杯中,溢出重为0.3牛的水,则它受到的浮力
A 一定为0.3牛 B 一定为0.5牛 C 可能为0.2牛 D 可能为O.4牛
18.“世界第一拱”卢浦大桥共需安装钢结构桥面板15块,每块桥面板的质量为390吨。2002年12月2日,卢浦大桥第一块桥面板被专用桥面吊机提高46米后准确地安放在指定位置。求:(1)每块桥面板的重力。(2)每块桥面板所用钢材的体积。(3)吊机将第一块桥面板匀速提高10米所做的功。(已知钢的密度为7.8×103千克/米3)
19.质量为9千克的冰块,密度为0.9×103千克/米3。(1)求冰块的体积。(2)若冰块吸热后,有3分米3的冰熔化成水,求水的质量。
20.有一只玻璃瓶,它的质量是0.2千克,当瓶内装满水时,瓶和水的总质量是0.7千克,用此瓶装植物油,最多能装0.45千克。求:(1)玻璃瓶的容积。(2)植物油的密度。
21.一名全副武装的士兵,人和装备的总质量是90千克,他每只脚接触地面的面积是0.03米2。当该士兵双脚立正时,求:(1)地面受到的压力F。(2)士兵对地面的压强p。
22.有一圆桶,底面积为0.25米2,内盛液体,桶和液体总重为1500牛。为了减少对地面的压强,先在水平地面上放一面积为1米2、重为100中的正方形木板,然后把圆桶置于木板的中央。求:(1)圆桶对木板的压强P1。(2)木板对地面的压强P2。
23.底面积为1×10-2米2的薄壁圆柱形容器内装有水,放在水平桌面中央,水和容器受到的重力为18牛。求:(1)容器对桌面的压强;(2)若在容器中轻轻放下一个物块,水不溢出来,物块排开水的体积为2×10-4米3,容器底部受到水的压强的增加量。
24.在用图6所示的天平测物体的质量时,先要把天平放在水平桌面上,并将________移至零刻度处,然后调节____________,使天平横梁水平。在判断天平横梁是否水平时,眼睛应注意观察________________。
图6 |
图7 |
图8 |
25.用已调节好的托盘天平测铜块的质量,当天平平衡时,右盘中砝码有50克、20克、10克各一个,游码的位置如图7所示,该铜块的质量为________克。如把实验移到金茂大厦顶层进行,则该铜块的质量将__________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
26.如图8所示的仪器叫________________,它可以通过两管中液面的____________来表示橡皮膜所受的压强大小。
27.为了研究物质的某种特性,某同学分别用甲、乙、丙三种不同物质做实验。实验时,他用天平、水和量筒(还有细线)分别测出它们的质量和体积。下列各表记录的是实验测得的数据。
表一甲物质 |
|
表二乙物质 |
|
表三丙物质 |
||||||
实验 次数 |
质量 (克) |
体积 (厘米3) |
|
实验 次数 |
质量 (克) |
体积 (厘米3) |
|
实验 次数 |
质量 (克) |
体积 (厘米3) |
1 |
60 |
100 |
|
4 |
80 |
100 |
|
7 |
270 |
100 |
2 |
120 |
200 |
|
5 |
160 |
200 |
|
8 |
540 |
200 |
3 |
180 |
300 |
6 |
240 |
300 |
9 |
810 |
300 |
(1)分析上表中的实验次数1、2、3(或4、5、6;或7、8、9)的体积及质量变化的倍数关系,可归纳得出的初步结论是________________________________________;
(2)分析上表中的实验次数_________________________________,可归纳得出的初步结论是相同体积的甲、乙、丙三种物质,它们的质量是不同的;
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据,并归纳得出初步结论:
(a)分析比较____________________________________________________________;
(b)分析比较____________________________________________________________。
28.为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个不同物体放在同一水平细沙面上进行实验,他仔细观察沙面的凹陷程度,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。
表一 |
|
表二 |
|
表三 |
|||||||||
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
|
实验序号 |
4 |
5 |
6 |
|
实验序号 |
7 |
8 |
9 |
压力(牛) |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
|
压力(牛) |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
|
压力(牛) |
6.0 |
6.0 |
6.0 |
受力面积(厘米2) |
5 |
10 |
20 |
|
受力面积(厘米2) |
10 |
20 |
30 |
|
受力面积(厘米2) |
10 |
20 |
40 |
下陷深度(厘米) |
2 |
1 |
0.5 |
下陷深度(厘米) |
1.5 |
0.75 |
0.5 |
下陷深度(厘米) |
2 |
1 |
0.5 |
(1)分析比较实验序号1与2、2与3、1与3或4与5、5与6、4与6或7与8、8与9、7与9,可得出的初步结论是:________________________________________________。
(2)分析比较实验序号_________________________________________可得出的初步结论是:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据,并归纳得出结论。
(a)__________________________________________________________________;
(b)__________________________________________________________________。
29.某同学把重力为4.40牛、体积为V米3的圆柱体挂在弹簧秤的下端,分别测量圆柱体在水和酒精中所受的浮力,下表记录了有关的实验数据。(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
液体的种类 |
实验 序号 |
圆柱体排开 液体的体积(米3) |
弹簧秤 示数(牛) |
圆柱体所 受浮力(牛) |
水 |
1 |
2/5V |
2.44 |
1.96 |
2 |
3/5V |
1.46 |
2.94 |
|
3 |
4/5V |
0.48 |
3.92 |
|
4 |
9/10V |
0 |
|
|
酒精 |
5 |
2/5V |
2.84 |
1.56 |
6 |
3/5V |
2.06 |
2.34 |
|
7 |
4/5V |
1.28 |
3.12 |
|
8 |
9/10V |
0 |
|
(1)分析比较表中实验序号1与5或(2与6)或(3与7),可以得出的结论是:_______________________。
(2)分析比较表中实验序号______________,可以得出的结论是:浸在同种液体中的物体,排开液体的体积越大,所受的浮力也越大,且所受浮力与物体排开液体的体积成正比。
(3)试分析实验序号4的数据,产生弹簧秤示数为零的原因(弹簧秤完好)可能是___________________。
(4)试分析实验序号8的数据,产生弹簧秤示数为零的原因(弹簧秤完好)可能是_________________。
(5)在表中的两个空格处分别填上相应的数据。
答案
例题:
1.(1)零刻度;左;指针是否对准刻度盘的中央。 (2)左;从大到小;右;游码。
2.(1)0.3×10-3米3。 (2)0.18千克。 (3)0.16千克。 (4)13个。 (5)2×103千克/米3。 (6)0.7千克;3.5×103千克/米3。
3.(1)单位体积的质量(质量/体积)。 (2)同种物质,质量与体积成正比。 (3)1与4(或2与5,或3与6)。 (4)a同种物质,质量与体积的比值相同;b不同物质,质量与体积的比值不同。
4.(1)①90牛;4500帕;②50牛;2500帕。 (2)①3500帕;②100牛;200帕。 (3)①30牛;1500帕;②100牛;5000帕。
5.(1)①=;②>;③变大。(2)①<;<;=;=;②酒精;水;<;③=;>;>;④C。
练习:
1.每立方米酒精的质量为0.8×103千克;0.8×103千克/米3。
2.单位体积。 3.马德堡半球;托里拆利。 4.受力面积;压强。 5.4.9×105;9.8×105。
6.2940;小于。 7.4.9;5×10-4。 8.0.98;向下;下沉。 9.4.9;0.1;竖直向下。
10.1:2;2:1。 11.手柄较宽可以减小对手的压强。(有理即对)
12.若ρ甲>ρ乙,则m甲>m乙;若ρ甲=ρ乙,则m甲>m乙。若ρ甲<ρ乙,可能m甲>m乙。若ρ甲>ρ乙,可能m甲>m乙。若ρ甲>ρ乙,可能m甲>m乙。(五种选三)
13.B。 14.C。 15.B。 16.A。 17.D。
18.(1)3.822×106牛;(2)50米3;(3)3.822×106焦。19.(1)10-2米3;(2)2.7千克。
20.(1)5×10-4米3;(2)0.9×103千克/米3。21.(1)882牛;(2)14700帕。
22.(1)6000帕;(2)1600帕。23.(1)1800帕;(2)196帕。
24.游码;平衡螺母;指针是否对准刻度盘的中央。
25.81.4;不变。26.U形管压强计;高度差。
27.(1)同种物质,质量与体积成正比。 (2)1与4或7(或2与5或8,或3与6或9)。 (3)表一或表二或表三可知:同种物质,质量与体积的比值相同;表一和表二和表三可知:不同物质,质量与体积的比值不同。
28.(1)在压力相同的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越显著。 (2)2与4或7(或3与5或8)。 (3)压力与受力面积的比值相同,压力的作用效果相同;压力与受力面积的比值越大,压力的作用效果也越显著。
29.(1)在物体排开液体体积相同的情况下,物体所受的浮力与液体的密度有关。 (2)1与2或3(或5 与6或7)。 (3)物体漂浮在水面上