压强及浮力大小的比较专题

压强及浮力大小的比较
一、复习目标：
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.
二、知识储备：
1、压力
定义：垂直压在物体表面上的力。

影响压力大小的因素：
（1）压力的大小，受力面积一定时，压力越大，作用效果越明显；（2）受力面积的大小，压力一定时，受力面积越小，作用效果越明显。

2、压强
表示压力作用效果的物理量。

定义：物体单位面积上受到的压力。

公式：P=F/S 特殊固体压强的计算：P=ρgh
单位：帕斯（Pa） 1 Pa =1N/m2
P——压强——帕斯卡（Pa）
F——压力——牛顿（N）
S——受力面积——平方米（m2）
3、液体压强的大小
同业体的压强还与液体的密度有关。

如图，容器底受到的压强：
P=F/S
F=G
G=mg
m=ρV
V=Sh
ρ为液体的密度，g=9.8N/Kg, h为深度。

4、连通器
上端开口，下端连通的器。

特点：连通器里的液体不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。

应用：水壶，锅炉水位计、自来水管与水塔、船闸。

5、流体压强与流速的关系
气体压强与流速的关系：大气体和液体中，流速越大的位置压强越大。

飞机的升力：
在相同的时间内，机翼上方气流通过的
下方气流通过的路程较短，因而流速较小，它对
机翼的压强大，因而上下表面产生了压强差，这就是向上的升力。

6、浮力
P=G/S
G=ρ·（Sh）g
P=ρgh
浮力：
浸在液体里的物体受到液体对它向上的作用力。

（buoyancy）
方向：竖直向上
产生原因：物体上下表面的压力差。

大小：
阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。

即：F浮=G排=ρ液gV排
7、求浮力的方法：
（1）、称重法：F浮=G（空气的重）- F（弹簧测力计的示数）
(2)、压力差法：F浮=F上– F下
(3)、阿基米德原理：F浮=G排
(4)、漂浮法：F浮=G物
体的表面上，其方向垂直于受力物体的表面。

注意压力和重力的关系自然放在水平地面上的物体对水平面的压力等于重力。

跟踪练习：
1. 在图中，正确表示压力的是（）
A B C D
2. 下列说法正确的是（）
A. 压力的方向一定是竖直向下的
B. 压力的大小一定等于物体所受的重力
C. 压力的方向一定垂直指向接触面
D. 压力的大小一定不等于物体所受的重力
答案：1、C 2、C
例2、A 、B 两个大理石柱，它们的高和截面积均不一样，h A >h B ，S A <S B ，那么它们对地面的压
强是P A _______P B 。

（>,=,<）
解析：因为截面积和高度均无具体数值，所以不好直接计算，我们可以先从一般情况
来进行推导：设大理石的密度为ρ，那么圆柱的体积为hs ，质量为ρv=ρhs ，重力为mg=ρghs ，
所以对地面的压力 ，可见圆柱形大理石柱对地面的压强只与密度和高度成正比关系，因为
h A >h B ，所以P A >P B 。

小结：对于形状规则的质地均匀的柱体放在水平地面上气压强可以用p ＝ρgh 来计算。

跟踪练习：
1、平放在水平地面上的砖，沿竖直方向截去一半，则余下的半块与原来的整块相比（ ）
A 、对地面的压强不变
B 、对地面的压力不变
C 、对地面的压强变为原来的一半
D 、密度为原来的一半
2
A ．等于p 或小于 C ．大于p 或等于答案：1、A 2、A
例3．如图所示,p 1[图1中(a)],F 2和p 2[图1中(b)],则F 1与F 2、p 1A. F 1＝F 2 , p 1＝p 2 B.F 1＞F 2C.F 1＝F 2 , p 1＜p 2 D. F 1＞F 解析：由液体压强公式p ＝ρ液面的深度都相等,的压强与容器底面积的乘积,即, F 1F 2. a 即应选D.
跟踪练习：
1.如图2所示，别为F 1和p 1p 2，比较F 1，F 2和p 1，p 2A. 21F F >，21p p <C. 21F F >，21p p > D. 1F <2、图6是液体的压强p 与深度h ρ乙的大小关系是（ ）
A. ρ甲＜ρ乙
B. ρ甲＝ρ乙
C. ρ甲＞ρ乙
D. 无法判断
答案：1、A 2、A
例4：将质量相等的水、煤油、水银分别装入底面积相同的不同容器中，且容器放在水平桌
面上，如图5所示，试比较三容器底部受到液体压强的大小关系( )
A.P 水 >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=ρgh 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S
F P =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。

跟踪练习：
1、三个底面积相同，但形状不同的容器放在水平地面上，其内分别装有质量相等的水、饱
和食盐水和酒精三种液体，它们的液面等高，则容器底受到的压强是：（ ）
A. 甲的最大
B. 乙的最大
C. 丙的最大
D. 一样大
2、如图所示的两个容器底面积相等，内装有质量相等的水，两容器底部所受水的压强分别
为p 甲、p 乙，所受水的压力分别为F 甲、F 乙。

下面判断正确的是（ ）
A.
p p F F 甲乙甲乙、== B. p p F F 甲乙甲乙、>> C 、p p F F 甲乙甲乙、<< D.
p p F F 甲乙甲乙、>< 答案：1、A 2、B
例5：将形状、体积相同的四个球分别浸在煤油和水中，图1为各物体静止时的情况。

由图
可知，这四个物体中受到浮力最小的是__________，重力最小的是_________。

分析：根据阿基米德原理，浮力的大小
浸浮gV F ρ=
浸在同一液体中的物体，所受到的浮力大小可根据它们排开液体的体积来比较。

甲、乙
两球放在煤油中，由图可知，甲球浸入煤油中的体积较小，因此甲球受到的浮力较小，即
乙甲F F <
同理，丙、丁浸在水中的体积相同，所以受到的浮力相等，即丁丙F F =。

浸在不同液体中的物体，如果它们排开液体的体积相同，则可根据液体的密度来比较所受浮
力的大小。

由图知乙在煤油中，丙在水中，它们排开液体的体积相同。

而水煤油ρρ<，故丙乙F F <
综上可得，丁丙乙甲F F F F =<<，甲受到的浮力最小，并且等于自身重力。

又因为丁丁丙丙乙乙，＝，G F G F G F ≤=所以 甲的重力也是最小的。

注：比较浮力大小，要灵活地进行横向比较和纵向比较。

跟踪练习：
1. 甲、乙、丙三个体积相同的实心小球，静止在液体中如图8所示，关于三个小球下面说
法正确的是（ ）
A. 三个球受到的浮力关系为F 甲＝F 乙＞F 丙
B. 三个球受到的浮力关系为F 甲＜F 乙＝F 丙
C. 三个球的密度关系为ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
D. 三个球的密度关系为ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
2、有木球、铁球和铜球，它们在水中静止情况如图11所示，____________球一定是空心，
_____________球受的浮力小于它受的重力。

答案：1. AD 2. 铁，铜
例6：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 。

分析：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等于其自身的重力，即F 浮=ρ液gV
排=mg。

当不断向水中加入食盐后，食盐溶液的密度ρ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。

跟踪练习：
1、如图，金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡，在升至水面的过程中体积逐渐变大，这个过程中气泡所受浮力将（）
A. 不变
B. 变大
C. 变小
D. 无法确定
2、潜水艇从潜行变为上浮，在浮出水面之前，所受海水的压强和浮力变化情况正确的是（）
A. 压强减小，浮力不变
B. 压强增大，浮力不变
C. 压强不变，浮力变大
D. 压强不变，浮力变小
3. 如图4所示体积相同，形状不同的铜球、铁板和铝块，浸没在水中的不同深度，关于三个物体受到的浮力下面说法正确的是（已知ρ铜＞ρ铁＞ρ铝）（）
A. 因为铜球浸入的最深，所以受到的浮力最大
B. 因为铝块的密度最小，所以受到的浮力最小
C. 因为铁板的面积最大，所以受到的浮力最大
D. 三个物体受到的浮力一样大
4. 把完全相同的两只简易密度计，分别放入两种不同的液体中，如图5所示，两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙，则（）
A. ρ甲＝ρ乙
B. ρ甲＜ρ乙
C. ρ甲＞ρ乙
D. 两个容器中液面不一样高，无法判定
答案：1、B 2、A 3. D 4. B
四、达标测试：
（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。

2.一艘轮船由东海驶入长江，所受到浮力________(填“变大”或“变小”或“不变”)，该船在南京港卸下货物前后，船的吃水线深度减小0.2m，该船在水面附近的水平横截面积平均为4500m2，则卸下的货物的质量约为________t。

３．请选择下列选项代码填空（代码可重复选用）
a.升高；
b.降低；
c.温度较高；
d.温度较低；
e.良导体；
f.不良导体；
g.水中的溶解氧不足；
h.水中的溶解氧气充足
气象预报对人们的生活及工、农业生产和军事、科研等各行各业都具有重要的意义，当前的气象预报已发展到利用超级计算机进行长期天气预报。

但人们也可以观察自然现象来进
行短期气象预报，如观察水塘中鱼类的浮游状态，当发现水塘中大量的鱼浮上水面，并大口
呼吸时，往往预示着即将下大雨，因为要下雨的地方，往往大气压_________，使氧气在水
中的溶解度_________，迫使鱼类上浮水面进行呼吸。

但这种情况往往在夏天快下雨时的水
塘中出现，而在冬天快下雨时的水塘中则很少见，这是因为夏天水塘中的水温度较高
_____________，而这种情况在水很深的湖泊中夏天也很少见，这是因为水是热的________，
湖泊深处的水夏天仍_______、_______。

４．10—1所示，在盛水容器中，有4个体积完全相同的物体：A
是一浮于水面的正方体木块；B是用线吊着浸没在水中的长方体铁
块；C是悬浮在水中的空心钢球；D是圆台形石蜡块，它沉于容器
底面并与容器底无缝隙紧密结合，试比较分析A、B、C、D所受浮
力的情况
５．如图所示，三个完全相同的容器，里面分别装有质量相等的三种不同液体，三个容器都
是圆柱形，那么
（1）这三个容器底受到液体的压强p a_____p b_____p c（填“＜”“＝”“＞”）；
（2）三种液体的密度相比较ρa____ρc____ρb；（3）三容器对桌面的压强p A____p B____p C。

6、长颈鹿是个子最高的动物，平均高4.3米，血液密度约为1.05×103Kg／m3.当长颈鹿的
心脏收缩把血液压到比心脏高3米的脑子里去时，压强至少是 Pa .
（二）、选择题：
7、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.压力增大
B.压强增大
C.压强不变
D.压力不变
8、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0.2N
C一定为0.5N D可能为0.4N
9.如图10—11所示打捞江底的沉船，下面采取的措施，不合理
．．．的是（）
A.使沉船与水底淤泥尽量分离
B.使用费力的机械把沉船拉起来
C.清除船体中的泥沙，使船变轻
D.将浮筒与船绑在一起，再排出浮筒内的水
10、如图10所示，在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体；将三个完全相同的
铜球，分别沉入容器底部，当铜球静止时，容器底受到铜球的压力大小关系是F甲＞F乙＞F
丙，则液体密度相比较（）。

图10
A．甲的最小B．乙的最小C．丙的最小D．一样大
11、在水平桌面上有高度相同的铜、铁、铝三个圆柱体，它们的质量分别是7千克、5千克、3千克，它们对桌面压强 ( )
A、铜圆柱体最大
B、铁圆柱体最大
C、铝圆柱体最大
D、条件不足，无法判断大小
12、青藏铁路已全线贯通，即将投入运营的高原列车有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统，这样做是因为（）
A．高原空气稀薄，大气压强小 B．高原空气稀薄，大气压强大
C．高原空气稠密，大气压强小 D．高原空气稠密，大气压强大
13、小明看到鸡蛋浮在盐水面上，
他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下
沉．在此过程中，鸡蛋受到的浮
力F随时间t的变化图像可能是下
图中的( )
14、一个充气的气球下面挂一个金属块，把它们放
入水中某处恰能静止，如图所示.如果把金属块及
气球的位置轻轻向上移一些，则金属块和气球( )
A.仍能静止
B.向下运动
C.向上运动
D.上下晃动
15、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
16、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
17、如图所示，质量均匀的物体悬浮在水中，现将它
沿图示虚线切为大小不等的两块后仍放在水中，则（）
A、大块下沉，小块上浮
B、大块悬浮，小块上浮
C、两块都悬浮
D、两块都下沉
18、游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石
子，则（）
A、脚越来越疼，因为水对脚的压力越来越大
B、脚疼得越为越轻，因为河底对人的支持力越来越小
C、脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大
D、脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小
（三）、实验探究：
19、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
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
⑴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。

⑵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：__________________。

20、在探究“影响浮力大小因素”的实验中，
小宇同学利用体积相同的铁块A 和铝块B 及
图示器材，做了如图7所示的若干实验。

⑴若要探究物体所受浮力的大小
是否与物体的密度有关，应选用的操
作是_________________(填写序号)；
这一实验操作中，应控制的变量是
_______________。

⑵根据以上实验，如何判断浮力的大小是
否与物体的密度有关？
⑶将操作①③⑤组合起来，可探究浮力的大小是否与__________有关。

21、科学家通过实验探究，
某一定质量的气体在体积不变的情况下，压强随温度的变化规律得到如下数据：
分析数据，给出p 与t 的关系式________________________________。

（四）、阅读解答题：
22、物体在流体(液体和气体)中运动时，受到的阻碍物体运动的力，叫流体阻力.这种阻力的大小与哪些因素有关呢？
(1)请仔细观察如图如图10—16所示所示的应用实例,对影响流体阻力的因素提出一种猜想： [题(3)中的猜想除外]；
(2)根据你的猜想,请设计一个实验方案来验证；
(3)小刚同学猜想：流体阻力可能与运动物体表面粗糙程度有关.
他设计了如下的实验方案：
①用弹簧秤拉一艘底面光滑的船模型在水中运动，记下弹簧秤的示数F 1；
②用弹簧秤拉另一艘底面粗糙的船模型在水中运动，记下弹簧秤的示数F 2；
③通过比较F 1与 F 2的大小，就能得出物体受到流体阻力是否与物体表面粗糙程度有关. 请你对小强同学的实验方案中存在的问题,进行评估(只需写出一条评估意见):
23、空的可乐瓶、矿泉水瓶随处可见。

我们可以利用它们来做很多物理实验。

（1）双手挤压矿泉水瓶可以使瓶子变形。

如果要使瓶子变形程度加大，你所施加的力就要_____（填“增大”或“减小”或“不变”）。

这个现象表明力的作用效果跟力的____有关系。

（2）在空可乐瓶侧壁的三个不同高度的地方扎三个小孔。

再往里面倒水。

这里你可以观察到水从三个小孔流了出来。

其中_______孔流出的水喷得最远，从______孔流出的水喷得最近。

这表明______孔处水的压强最大，也就是说，液体中的压强随深度的增大而_______。

（3）请你再设计一个利用空可乐瓶或空矿泉水瓶进行的物理实验。

24、如图8-6-8盛水容器中浮着一装水的小杯A ，倒扣一小杯B ，给容
器加热并使容器中的水沸腾，继续加热时，A 、B 中的水能否沸腾？为
什么？
（五）、计算题：
25、如图6所示，在圆柱形筒内装有适量的水，水对筒底的压强为
p,将质量为50g 的木块浸没在水中，用细线拴在筒底，此时水对筒底的压强为1.5p ，线对
木块的拉力是放入木块之前水对筒底压力的14。

求： (1)木块的密度。

(2)剪断细线，待木块静止后，筒底受到的压力。

（g=10N/kg ）
26、一个体积是 1.0×10-3m 3的铁球挂弹簧秤上，若将铁球浸没在水中，此时弹簧秤的示数
是铁球在空气中示数的4/5，求：（1）铁球受到的浮力；（2）铁球受到的重力；（3）这个铁
求是空心的还是实心的？空心的体积多大？（g=10N/kg ，ρ铁=7.9×103kg/m 3）
答案：（一）1、1000Pa 、1000Pa 、500Pa 、1000Pa 。

２、不变、900 ３、b ，b ，g ，f ，d ，h ４、 ５、（1）＝＝（2）＞＞（3）＝＝ 6、31500
（二）7、B 8、D 9、B 10、A 11、A 12、A 13、A 14、C 15、D 16、D 17、C 18、B （三）19、⑴公式是P=ρgh;空格处填2×105；⑵差异约1.0×105 Pa；原因是小明计算时未考虑大气压。

20、⑴选①②③④、液体密度和浸没的体积；⑵若①③弹簧秤示数的差与②④弹簧秤示数的差相等，则说明浮力与物体的密度无关；反之，则有关。

⑶液体的密度。

21、p=0.4t+100
（四）22、(1)流体的阻力与物体的形状、正截面积大小、物体相对于流体的速度、流体的性质等有关；(2)(略)；(3)实验方案中存在的问题有：①没有控制使用同一艘船模型；
②没有说明船应做匀速直线运动；③没有说明弹簧秤应对船施加水平力方向的力；④没
有控制船的运动速度相同；⑤船模型在水中低速运动时，两艘底面粗糙程度不同的船受到的阻力差别可能不大，弹簧秤读数无法显示差异.
23、（1）增大；大小（2）最低处；最高处；最低处；增大（3）装一些水后，然后把它倒掉，可以做惯性实验。

24、都不沸腾，A中水温能达到沸点，但不能继续吸热 B中水温不能达到沸点
（五）25、（1）0.5×103kg/m3；（2）3N。

26、11N，55N，空心，2.8×10-4m3。