初中應(yīng)用物理知識競賽輔導(dǎo)講座 壓強(qiáng)與浮力（教師版）

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1、初中應(yīng)用物理知識競賽輔導(dǎo)講座壓強(qiáng)與浮力（教師版）【重點知識解讀】1.物體單位面積受到的壓力叫做壓強(qiáng)，壓強(qiáng)公式：p=F/S。2.液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強(qiáng)，在同一深度，各方向壓強(qiáng)大小相等。液體的壓強(qiáng)只跟液體密度ρ和距液面的深度h有關(guān)，與液體重力、體積及容器形狀、底面積等無關(guān)。3.連通器中同種液體不流動時，各容器中的液面高度總是相同的。4.大氣壓強(qiáng)是由于氣體分子對器壁的碰撞而產(chǎn)生。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓數(shù)值p=1.013×105Pa=760mmhHg?；钊匠樗畽C(jī)和離心式抽水機(jī)都是利用大氣壓工作的。5.在流體中，流速越

2、大的位置，壓強(qiáng)越小。飛機(jī)能夠升空是由于機(jī)翼上下表面空氣流速不同產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。6.浮力是浸在流體中的物體受到流體向上托的力。浮力的方向總是豎直向上的。阿基米德原理：浸入液體（氣體）中的物體受到向上浮力的大小等于它排開液體（氣體）的重力，即F=ρgV排。?！靖傎愔R拓展】1.液體壓強(qiáng)公式：p=ρgh。2.大氣壓隨高度的增加而減小。在海拔3000m以內(nèi)，大約每升高10m，大氣壓減小100Pa。3.密度計是用來測量液體密度的儀器，它根據(jù)漂浮時的受力平衡及阿基米德原理而制成的。液體密度較大時，密度計露出部分多，反

3、之就少。密度計上的刻度數(shù)是上面較小下面較大，密度計上的刻度數(shù)值表示待測液體密度是水密度的倍數(shù)。【經(jīng)典競賽題分析】例1（2011全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題）小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，想自己動手:作一個太陽淋浴器，他買來了一個圓柱形金屬桶，一個壓力傳感開關(guān)，兩個圓柱體以及細(xì)線若干。初步設(shè)計如圖13所示，其中A、B兩個圓柱體通過細(xì)繩與壓力傳感開關(guān)相連。己知:圓柱形金屬桶的底面積Sl=0.5m2，高h(yuǎn)1=50cm;壓力傳感開關(guān)的作用是當(dāng)它受到豎直向下的拉力達(dá)到10N時閉合，通過控制水泵從進(jìn)水口向桶

4、內(nèi)注水，當(dāng)拉力等于4N時斷開，水泵停止向桶內(nèi)注水:兩個圓柱體的底面積S2=40cm2，高h(yuǎn)2=12cm，每個圓柱體重G=6N。要求當(dāng)水桶內(nèi)儲水量達(dá)200L時停止注水，當(dāng)儲水量剩余40L時開始注水。請你幫助小明的父親在其初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，求出滿足上述要求的兩段細(xì)線的長度。(壓力傳感開關(guān)與金屬桶間的距離、細(xì)繩質(zhì)量與體積、計算儲水量時圓柱體排水體積忽略不計)【解析】圓柱形金屬桶內(nèi)儲水量為40L時水深：H1==m=8×10-2m。圓柱體所受浮力大?。篎1=2×6N-10N=2N。圓柱體B排水體積：VB排==m3

5、=2×10-4m3.圓柱體B浸入水中深度：hB==m=5×10-2m.。圓柱形金屬桶內(nèi)儲水量為200L時水深：H2==m=4×10-1m。圓柱體所受浮力大?。篎2=2×6N-4N=8N..。圓柱體AB排水體積：V==m3=8×10-4m3.圓柱體A排水體積：VA排=V-VB=8×10-4m3-40×12×10-6m3.=3.2×10-4m3.圓柱體A浸入水中深度：hA==m=8×10-2m.。由h1=LA+H2+h2-hA解得壓力傳感開關(guān)與圓柱體A間細(xì)線長度：LA=6×10-2m，由h1=LA+H1+L

6、B+2h2-hB解得圓柱體A與圓柱體B間細(xì)線長度：LB=1.7×10-1m?！军c評】此題重點考查浮力、物體平衡條件等重點知識，能力要求較高。例2．(2009全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)科技小組的同學(xué)想利用學(xué)到的浮力知識制作一個浮力秤。他們找來一個瓶身為柱狀體的空飲料瓶，剪掉瓶底，旋緊瓶蓋，在瓶蓋系上一塊質(zhì)量適當(dāng)?shù)氖瘔K，然后將其倒置在水桶里，如圖所示。使用時，只要把被測物體投入瓶中，從水面所對的刻度就可以直接讀出被測物體的質(zhì)量。1．在這里石塊的作用是什么?試應(yīng)用所學(xué)物理知識分析其中的道理。2．這種浮力秤的

7、質(zhì)量刻度是均勻的嗎?為什么?3．經(jīng)測量，該飲料瓶圓柱狀部分的直徑為8.0cm，當(dāng)浮力秤中不放被測物體時，水面所對位置為零刻度(如圖所示)。請根據(jù)圖中標(biāo)明的長度值，通過計算，在1、2、3、4各刻度線右側(cè)給浮力秤標(biāo)明對應(yīng)的質(zhì)量值。(π取3.1，最后結(jié)果只保留整數(shù))解析：1.石塊的作用是使浮力秤能夠豎直地漂浮在水中。石塊受到的重力遠(yuǎn)大于空飲料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心較低，并低于浮力的作用點，如圖答-3所示..。當(dāng)浮力等于重力時，浮力秤將豎直漂浮在水中。（如果沒有石塊，整套裝置的重心將會高于浮力的作用點，

8、在浮力和重力作用下，浮力秤容易歪倒，難以豎直漂浮在水中。）2.質(zhì)量的刻度是均勻的。設(shè)被測物體的質(zhì)量為m，飲料瓶圓柱狀部分的半徑為r，在浮力秤中放入被測物體后，瓶身浸入的深度增加值為h，則：浮力秤再次漂浮時，增大的浮力等于增大的重力：F浮=G即：ρ水gπ2rh=mg可得h=m/(ρ水π2r)因為ρ水、π、r為定值，所以h與m成正比，該浮力秤質(zhì)量的刻度是均勻的。3.因為h=m/(ρ水π2r)，所以m=ρ水gπ2rh。其中ρ水=1.0×103kg