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1.01×105Pa,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2×105Pa ，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=13水12V V ρ）VV（--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 （Vρ--=13水12V 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 =SF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=10-4m2手对图钉帽的压强：p 1=2×105Pa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 = 28m10520N -⨯ = 4×108Pa 答：图钉尖对墙壁的压强是4×108Pa 。

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 =SF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 =SF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=1.2×103pa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 =23m10410N -⨯=2.5×103pa 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＝gρF 水浮＝10N/kgkg/m 1010N 33⨯＝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=球球V m =球gV G =33-m 1010N/kg 15N ⨯＝1.5×103kg/m 3。

∵ρ球＜ρ金属 ∴金属球是空心的。

解法二：求金属球的体积同解法一。

假定小球是实心的，球受到的重力应为G ′＝ρ金属gV 球＝2.7×103kg/m 3×10N/kg ×10-3m 3＝27N 。

∵G ′＞G, ∴金属球是空心的。

解法三：求金属球的体积如解法一，金属球的体积V 球＝10-3m 3。

假定小球是实心的，球内金属的体积应为 V 金属＝g ρG金属=10N/kgkg/m 102.715N 33⨯⨯＝0.6×10-3m 3。

∵V 球＞V 金属，∴金属球是空心的。

例8解析：本题主要考查浮力的计算。

杯子的质量已知，根据重力计算公式就可以求出杯子的重力，根据漂浮条件就可以知道浮力。

再根据阿基米德原理，就可以计算出杯子排开水的体积，杯子的底面积知道，根据数学公式 V=Sh ，就可以计算出杯子浸入水中的深度。

杯子的高度知道，就可以计算出杯子所排开水的最大体积，在由阿基米德原理计算出杯子所受的最大浮力，最大浮力与杯子重力之差就是此浮力秤的最大称量。

解：（1）杯子的质量：m=200g=0.2kg 杯子的重力：G=mg=0.2kg ×10N/kg=2N 杯子漂浮在水面上，有： F 浮=G=2N（2）根据阿基米德原理得杯子排开水的体积：V 排=gρF 水浮 =10N/kgkg/m 102N 33⨯ = 2×10-4m 3杯子的底面积：S=30cm 2=3×10-3m 2杯子浸入水中的深度: S V h 排= = 2334m103m 102--⨯⨯ = 151m （3）杯子的高度：h ′=15cm=0.15m杯子所排开水的最大体积:V 排′=Sh ′=3×10-3m 2×0.15m=4.5×10-4m 3杯子所受最大浮力为：F 浮=ρ水gV 排′=103kg/m 3×10N/kg ×4.5×10-4m 3=4.5N 最大称量为:4.5N-2N=2.5N 三、综合练习1、坦克安装履带是为了_____ ；刀刃磨得很薄是为了_____ ；铁路的钢轨铺在枕木上是为了_____ ；汽车轮胎上有花纹是为了_____ 。

2、如图14-6所示，物体A 在水平推力F 的作用下，从甲图位置匀速运动到乙图位置。

在此过程中， A 对桌面的压力将____________，A 对桌面的压强将 __ （填“变大”、“不 变” 或“变小”）图14-6 图14-73、在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中，小明利用小桌、砝码、泡沫塑料等器材设计了如图14-7所示的甲、乙、丙三个实验。

(1)在实验中，小明同学是通过观察泡沫塑料的 来比较压力作用效果的。

(2)图中 两个实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的； 两个实验是用来研究压力的作用效果与压力是否有关的。