第二章 密度、压强与浮力
考点解读
一、密度
1.质量:是物体的一种属性,不随外界条件环境变化而变化. 2.密度的定义:某种物质单位体积的质量,公式??3
3
m(定义式). V3
3
3.密度的单位:国际单位,千克/米(kg/m);常用单位,克/厘米(g/cm);
333单位转化,如?水?1.0×10千克/米=1克/厘米.
mm甲甲乙4.密度是物质的一种特性,物质的密度与物质的质量或体积大小无关,对于
m同种物质,其质量与体积成正比.改变物质密度的因素有:物质的状态、温度?甲?甲,?甲??乙V甲压强等.(可以和电阻的性质相类比)
OVV甲5.同种物质的质量-体积图像(m-V图像)是一条过原点的倾斜的直线,直
线的斜率越大,表明该物质的密度越大,如右图所示.
6.测物质的密度:实验室使用托盘天平测量物质质量,使用量筒测量物质的体积(液体和固体不同). 二、压力:由于两接触物体相互挤压而产生垂直于接触面的力.
注意:压力可以由重力引起,也可以是其他力引起的,如下图所示.(F压表示压力)
F压?F?GGF压?FF压?GGFGGFGF压?GG
三、压强
1.物体单位受力面积上所受到的压力叫做压强,反映压力的作用效果的物理量,单位帕(Pa). 2.公式:p?F,注意:这是原始公式,单位要统一使用国际单位,S是受力面积,必须是两个物体相互接S触且有压力存在的那个面.
3.改变压强(压力的作用效果)的一般方法:(1)在受力面积一定时,改变压力大小,改变压强(压力的作用效果);(2)在压力一定时,改变受力面积大小,改变压强(压力的作用效果). 4.液体内部压强的特点
(1)同种液体同一深度,液体向各个方向的压强相等; (2)同种液体内部压强与深度有关,深度越大,压强越大;
(3)同一深度,液体内部压强与液体的密度有关,密度越大,压强越大. 5.液体内部压强的计算公式:p??gh 注意:这是p?F的推导式,p??gh适用于任何形状的容器中液体的压强,h为深度,为液面到液体内某 S
点的竖直距离,同时也适用于密度均匀的柱状固体的压强.中考选择题正方体压强题一般都会用到这个公式.
6.连通器:上端开口或连通,下部连通的容器叫做连通器.连通器里的同一种液体静止时,各容器中的液面是相平的.应用:液位计、茶壶、船闸等. 7.大气压强
(1)两个实验:马德堡半球实验:说明大气压的存在且是很大的;托里拆利实验:第一次测出大气压强的
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值为76厘米汞柱,合1.01×10Pa.
(2)大气压的应用:真空吸盘、用吸管喝饮料、抽水机、吸尘器、钢笔吸墨水等等. 四、浮力
1.产生原因:液体或气体,对浸在其中的物体的下表面向上的压力大于上表面向下的压力,这个压力差就产生了浮力,即F浮=F下﹣F上.
2.用弹簧秤测物体受到的浮力大小: a.弹簧秤竖直方向校零;
b.用细线将物体挂在弹簧秤下,读出弹簧秤在空气中的读数F空,即物体重力G; c.让物体浸在液体中读出弹簧秤的读数T;
d.浮力的大小等于弹簧秤前后两次读数之差,即F浮=G﹣T.
3.阿基米德原理:浸在液体或气体里的物体受到的浮力大小等于物体排开液体或气体所受到的重力,即
F浮?G排??液gV排.
4.浮体或悬浮体:F浮?G物??液gV排
【记忆技巧】浮力是物体上下表面的压力差产生的一个合力,但在受力分析时往往只分析物体受到的浮力,而不再单独去分析上下表面的压力. 【思考】重力和压力的区别,是否有必然的联系?
直击中考
(上海2009中考20)体积为2×10米的金属块浸没在水中.求金属块受到的浮力大小F浮.
(上海2009中考21) “海宝”是2010年世博会的吉祥物,其形象如图所示.在点缀上海街头的各种“海
宝”中,有一座“海宝”(材质均匀、实心)的质量为3.0×10千克,密度为1.5×10千克/米,与水平地面的接触面积为1米,求其
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3
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3
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①体积V. ②重力大小G.
③对地面的压强p.
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(上海2010中考20)小海同学游泳时排开水的体积为0.05米,求他受到的浮力大小.
(上海2010中考24)在“用天平测质量”的实验中,小华填写的实验报告(部分)如下,请完成空格处的内容.
实验名称 ×××××× :用天平测铜块的质量. 实验器材:托盘天平(含砝码)、铜块。 实(上海2010中考20)验步骤:1.将托盘天平放在水平桌面上。 2.移动游码到标尺左端的 刻度处。 3.调节 使横梁水平,指针指在刻度板中央。 4.将铜块放在天平的 盘中。 ……
(上海2011中考14)今夏,我国首台载人潜水器“姣龙号”将“接触”5000m深海,当其排开海水的体积
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为3m时,受到浮力的大小约为____N;当其下潜至1000m深度时,该处海水的压强约为 Pa:该潜水器从1000m深处继续下潜,受到的浮力将 (选填”变大”、“不变”或“变小”)(海水的密度
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近似取:1×10kg/m)
(上海2011中考23)(1)实验室中常用天平来测量物体的 .测量时应将 放在天平的右盘(运填“物体”或“砝码”).
(上海2012中考14)体积为2x10米的金属块浸没在水中,受到浮力的大小为 牛,方向竖直向 .距水面0.1米深处水的压强为 帕.
(上海2012中考21)水平地面上有一个质量为1千克、底面积为1x10米的薄壁圆柱形容器,容器内盛有质量为4千克的水.
① 求水的体积V. ② 求容器对地面的压强p.
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③ 现将一物块浸没在水中,水未溢出,若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压强的增加量,则该物块的密度?物为 千克/米.(本空格不需要写解答过程)
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(上海2012中考19)物体排开水的体积为2×10米,求它所受的浮力F浮.
(上海2012中考21)如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为m的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S、2S.(ρ酒精=0.8×10千克/米)
① 若乙容器中酒精的质量为1.6 千克,求酒精的体积V酒精. ② 求乙容器中O.1米深处酒精的压强P酒精.
③ 现有物体A、B(其密度、体积的关系如下表所示),请在物体A、B和容器甲、乙中各选择一个,当把物体放入容器中后(液体不会溢出),可使容器对水平地面的压力最大且压强最大.求该最大压力F最大和压强P最大.
【参考答案】
(上海2009中考20)F浮=ρ液gV排=ρ液gV物 =1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10?3米3=19.6牛
(2)G=mg=3.0×103千克?9.8牛/千克=2.94×104牛 (3)p=F/S=G/S=2.94×104牛/(1米2)=2.94×104帕
(上海2010中考20)F浮=ρ水gV排=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.05米3=490牛 (上海2010中考24) 实验目的; 零; (平衡)螺母; 左. (上海2011中考23)质量;砝码.
(上海2011中考14)2.94×104; 9.8×106 ;不变.
(上海2012中考14)(16)19.6; (17)上; (18)980.
物体 A B 密度 体积 2V 3
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ρ 3ρ V (上海2009中考21)(1)V=m/?=3.0×103千克/(1.5×103千克/米3)=2米3
(上海2012中考21)① V=m/ρ=4kg/(1.0×103kg/m3)=4×10-3m3 ②F=G=mg=(1kg+4kg) ×9.8N/kg=49N P=F/S=49N/1×10-2m2=4.9×103pa ③1.0×103
(上海2012中考19)F浮=ρ液gV排=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10?3米3=19.6牛 (上海2012中考21)①V酒精=2×10-3m3 ②P酒精=784pa
③F最大=G最大=(3ρV+m)g P最大=F最大/S最小=(3ρV+m)g/s
例题精讲
【题型一·密度】
【例1】(宝山2014一模3)可以用来区分物质的物理量是( )
A 质量 B 密度 C 体积 D 重力 【参考答案】B.
【例2】(宝山2014一模11)阅读下表可知:空气温度为25℃、空气压强为_____帕时,空气密度为11.691
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千克/米,该密度值读作______,它表示的物理意义是____________.分析下表中所有数据可以发现:在空气_______一定时,空气密度的大小会_______.
空气密度值