中考物理 压强和浮力专项练习

压强和浮力

例1、如图14-1所示，正方体金属块重20 N ，F 恒为5 N ，当金属块静止不动时，则支承面所受到的压力分别是： F A =_____, F B =_____, F C =____, F D =_____。

例2、我们经常可以看到这种现象：汽车在马路上快速驶过以后，马路两边的树叶会随风飘动。如图14-2所示，马路两边的树叶会沿着A 、B 、C 哪一个方向飘动？请你猜想并说明理由.。

例3、小明想用如下的方法测量大气压强：将一个面积为1×10-3m 2

的吸盘按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，用最大刻度值是5N 的弹簧测力计测

量大气压力（如图14-3所示），然后计算大气压强。若大气压强为1.01×105

Pa,则吸盘受到的大气压力是__________N 。小明发现不能用这个测力计完成测量，其原因是__________ _____。

例4

：给你足够的水，量筒一只，怎样测定小瓷酒杯的密度（酒杯的直径小于量筒的直径）请写出主要实验步骤及密度表达式。

例5、向墙壁上按图钉，已知图钉帽的面积是1cm 2，图钉尖的面积是0.05mm 2

，手对图钉帽的压

强是2×105

Pa ，求图钉尖对墙壁的压强。

例6、平底茶壶的质量是400g ，底面积是40cm 2，内盛0.6kg 的开水，放置在面积为1ｍ2

的水平桌面中央,如图14-4所示。试求：

⑴水对茶壶底部的压力；

⑵茶壶对桌面的压强。 图14-4

例7、一个金属球，在空气中称时，弹簧测力计的读数为15N ；浸没在水中称时，弹簧测力计的

图14-2 图14--3 A B C D

图14-1

读数为5N。已知金属的密度为2.7×103kg/m3，问这球是实心的还是空心的？

例8、“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图14-5所示。已知玻璃杯的质量为200g，底面积为30cm2，高度为15cm。（g＝10N/kg）。求：

（1）将杯子开口向上竖直放入水中时（注：水未进入杯内），杯子受到的浮力。

（2）此时杯子浸入水中的深度（即为该浮力秤的零刻度位置）。

（3）此浮力秤的最大称量（即量程）。

例1解析：图A中支持面是水平面，金属块静止在水平面上，F的方向沿水平方向，因此金属块对支持面压力的大小等于金属块重力的大小，即：F A=G=20N。

图B中支持面是竖直面，F的方向与竖直

面相垂直，因此金属块对支持面压力的大小等于F的大小，即：F B=F=5N。

图C中支持面是水平面，金属块静止在水平面上，F的方向与金属块重力的方向相反，因此金属块对支持面压力的大小等于金属块的重力G与F的差，即：F C=G-F=15N。

图D中支持面是水平面，金属块静止在水平面上，F的方向与金属块重力的方向相同，因此金属块对支持面压力的大小等于金属块的重力G与F的和，即： F D=G+F=25N。

例2分析：本题提供的问题情景既是生活实际情景，又是教学过程中实验探究的情景迁移。联想生活经验，汽车在马路上快速驶过，会带动周围空气快速向前运动；再对照物理知识“流体的流速越大，压强越小”就不难解答了。

答案：猜想：马路两旁的树叶会沿着A方向飘动。

理由：因为汽车快速行驶时，马路中间的空气流速大，空气压强小，所以两边的气压就把树叶压向中间。

例3解析：由公式F=pS可估算出大气对吸盘的压力F=1.01×105Pa × 1×10-3m2 =101N，因为弹簧测力计的量程5N远小于101N，所以不能用这个测力计完成测量。

解答：（1）由公式F=pS可估算出大气对吸盘的压力F=1.01×105Pa × 1×10-3m2 =101N。

（2）因为所需测量的力大于弹簧测力计的量程．

说明；物理新教材要求同学们具有评估探究过程和探究结果的意识，能注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题，从评估中吸取经验教训并尝试改进探究方案。

例4解析：测固体密度的方法有多种，有直接的方法：用天平测质量、量筒（量杯）测体积；有间接的方法：利用物体漂浮时排开液体的重力等于物体的重力，求出物体的质量，再利用排水法测物体的体积，算出物体的密度，本题应使用间接方法测小瓷杯的密度。

解答：实验步骤：1、在量筒里倒入适量的水，记下水面到达的刻度V1。

2、把小酒杯漂浮在水面上，记下水面到达的刻度V2。

3、把小酒杯沉没在水中，记下水面到达的刻度V3。

密度表达式：ρ杯=

1

3水

1

2

V V ρ

）

V

V

（

-

-

密度表达式的推导过程：

图14-5

小酒杯漂浮在水面上时有：F 浮=G 排=ρ水gV 排=ρ水

g （V 2-V 1）==G 杯=m 杯g 。

由上式得酒杯的质量：m 杯=ρ水（V 2-V 1） 小酒杯的体积为：V 杯=V 3-V 1 酒杯的密度：ρ杯 =

杯

杯V m =

1312

水V V ）V （V

ρ--=

1

3水

12

V V ）ρV （V

--

例5解析：使用图钉时，手对图钉帽的压力和图钉尖对墙壁的压力是相等的，已知图钉帽的面积和手对图钉帽的压强，根据p =

S

F

就可以求出压力F ，又知道图钉尖的面积，于是就可以求出图钉尖对墙壁的压强。

解：图钉帽的面积：S 1=1cm 2=10-4m

2

手对图钉帽的压强：p 1=2×105

Pa

手对图钉帽的压F 1＝p 1·S 1＝2×105Pa ×10-4m 2

=20N 图钉尖对墙壁的压力： F 2＝F 1＝20N

图钉尖的面积：S 2=0.05mm 2=5×10-8m 2

图钉尖对墙壁的压强：p 2 =

22S F = 28m

10520N -⨯ = 4×108

Pa 答：图钉尖对墙壁的压强是4×108

Pa 。

例6解析：求水对茶壶底部的压力，应先根据液体压强的计算公式p=ρgh 算出水对茶壶底部的压强，再根据压强的定义式p =S

F

求出水对茶壶底部的压力。茶壶对桌面的压力等于水的重力 与壶的重力之和，由p =

S

F

就可以求出茶壶对桌面的压强。 解： ①壶中水的深度：h=12cm=0.12m

水对壶底的压强；p 1=ρ水gh=103kg/m 3×10N/kg ×0.12m=1.2×103

pa

壶底的面积：S=40cm 2=4×10-3m 2

水对壶底的压力：F=pS=1.2×103pa ×4×10-3m 2

=4.8N ② 壶的质量:m 1=400g=0.4kg 水的质量：m 2=0.6kg

水和壶的总质量:m=m 1+m 2=0.4kg+0.6kg=1kg 水和壶总重:G=mg=1kg ×10N/kg=10N 壶对地面的压力:F=G=10N 壶对地面的压强:p 2=

S F =23m

10410N -⨯=2.5×103

pa 例7解析：本题主要考查综合运用称量法和阿基米德原理求解。解题关键是要明确：

(1)通过假定小球是实心的，计算它的密度与题目所给金属密度比较判定其是空心还是实心； (2)通过假定球是实心的，其密度为已知的，计算出它应受到重力的大小，与题目所给重力比较，判定其是空心还是实心；

(3)通过假定球是实心的，计算出它在应有体积的大小，与它实际体积相比，判定其是空心还是实心。

解答：

解法一：金属球浸没在水中F 浮＝G －F ＝15N －5N ＝10N 。 根据阿基米德原理F 浮＝ρ水ɡV 排，得

V 排＝

g

ρF 水浮＝

10N/kg

kg/m 1010N 3

3⨯＝10-3m 3

由于小球浸没在水中，所以金属球的体积V 球＝10-3m 3

，假设小球是实心的，它的密度应为: ρ

球