对压强和浮力的探究

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1、Ⅸ．对压强和浮力的探究【例1】小亮在探究压力的作用效果跟什么因素有关时，做了如图9-1所示的实验：(1)甲、乙两图所示的实验可以用来说明；(2)丙、丁两图所示的实验可以用来说明；(3)根据(1)(2)的结果可以看出，压力的作用效果跟和有关。【解析】仔细观察分析实验过程可知，甲、乙两图受力面积相同，不同的是乙图中的压力大，所以，这两幅图可以说明压力作用效果跟压力大小的关系。当压力变大时，压陷深度增大．说明压力效果明显。丙图和丁图中压力相同，受力面积不同，由这两幅图可以说明压力作用效果跟受力面积大小的关系。当受力面积减小时，压陷深度增大，说明压力作用效果明显。【答案】(1)

2、受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显。(2)压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。(3)压力受力面积【注意】(1)压力作用的效果跟压力的大小和受力面积的大小都有关，进行探究实验时，要利用控制变量法。(2)运用控制变量法进行科学探究是获取正确结论的一种有效方法，运用时要始终记住，在研究一个物理量对某个现象的影响时，一定要保持其他物理量不变，要分析清楚保证了哪些物理量不变，哪一个是变化的物理量。【例2】小亮同学在实验室做“探究液体内部压强规律”的实验，图9-2是其中一次的实验和分析。他将压强计的探头(金属盒)放进盛水的容器中的同一深度，改变探头的朝向，发现探

3、头朝向各个方向时，u形管两侧的液面都出现高度差，并且发现在同一深度，探头不论朝向哪个方向，u形管两侧的液面的高度差都保持不变。(1)根据图中的情景可知道，小亮同学的这次实验操作的主要目的是()A．说明液体内部的压强随深度的增加而增大B．探究同一深度处液体向各个方向的压强的大小关系C．研究液体内部压强和密度的关系D．以上说法都不对(2)在上述的实验中，要观察到上述实验现象，必须控制的实验条件有：①同一种液体；②；(3)比较图9-2中所示的实验现象，可以得到的实验结论是。【解析】从图中可以看出，和压强计连接的探头的橡皮膜所处的深度是相同的，只是方向改变了。这是在研究同一深度

4、，液体向各个方向的压强。由于液体的压强跟深度和密度这两个因素有关，要研究此问题，就必须运用控制变量法，即控制密度一定(同一种液体)，且在同一深度，然后改变橡皮膜在水中的朝向。图9-2中所示的实验现象是：探头朝向各个方向时，u形管两侧的液面都出现了高度差，在同一深度，探头不论朝向哪个方向，u形管两侧的液面的高度差都保持不变，这说明液体向各个方向的压强相等。【答案】(1)B(2)同一深度(3)在同一深度，液体向各个方向的压强相等【注意】压强计是测量液体内部压强的仪器。当探头的橡皮膜受压强作用时，u形管左右两侧液面产生高度差，高度差的大小反映橡皮膜所受压强的大小：高度差越大，

5、受到的压强越大。【例3】已知1个标准大气压的值约为l05Pa，小亮同学想通过实验探究大气压究竟有多大。他设计的实验方案是：将沾水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平玻璃板上，挤出里面的空气。用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离玻璃板。记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数，这就是大气对吸盘的压力。再设法量出吸盘与玻璃板的接触面积，然后算出大气压。(如图9-3所示)他选择的实验器材是量程为5N的弹簧测力计，底面积为5cm2吸盘。(1)这种通过测量拉力和接触面积来计算大气压强的方法是否可行?(2)如果上述实验方案可行，小亮同学选择的器材能否测出大气压的值?请你进行分析和评估。【解析

6、】(1)大气的压强是不能直接测量的，利用吸盘来测大气压强，是运用了转换替代的方法。吸盘吸在玻璃上(吸盘内无空气)，大气压把吸盘紧紧地压在玻璃板上，依据二力平衡条件，当外力拉吸盘的力小于大气压力时，吸盘不能被拉开。当拉力等于大气压力时，吸盘刚好能被拉开。通过测出F拉和吸盘面积S，根据p大气=F拉／S能计算出大气压强。由题中提供的数据，量程5N的弹簧测力计，能否满足实验的需要，需进行计算后才能进行判断。【答案】(1)小亮的方法是可行的。(2)根据公式p=F／S得F=Ps=105Pa×5x10-4m2=50N而弹簧测力计的量程只有5N，所以小亮同学选择的器材不能测出大气压的值

7、。【注意】(1)由题中计算数据可知，该实验需要量程达到50N的弹簧测力计，但题中没有提供，那么，如何用小量程的弹簧测力计测量大气压呢?可用弹簧测力汁下悬挂重物来替代大量程的弹簧测力计。如图9-4所示，当挂的钩码加一个或减去一个少时，再用弹簧测力计拉，则大气压力等于拉力加钩码重。(2)用此方法测大气压的值的实际实验过程中，要受到吸盘内的空气未全都排出，吸盘面积计算不精确，吸盘和桌面分离的瞬间弹簧测力计的读数不一定准确等因素的影响。用这种方法只能估测出大气压的值，不很准确。【例4】人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