多彩的物质世界、压强和浮力复习指导

一、考点透视

宇宙和微观世界的组成，质量的概念和单位，正确使用天平，密度的概念、物理意义、定义式和单位，用天平和量筒测量固体、液体的密度，能够应用密度解决实际问题；压强的概念，压力、压强的大小跟哪些因素有关，了解增大或减小压强的主要方法，压强公式中的各物理量的名称、单位及符号，知道压强的单位、液体内部压强的特点、测量大气压的方法，了解大气压强的大小和单位，气体的压强与流速的关系，生活中跟气体的压强与流速相关的现象，浮力产生的原因，阿基米德原理，物体的浮沉条件等。

（一）宇宙和微观世界

1. 宇宙是由物质组成的。物质是由分子组成的，分子是保持物质原来性质的最小粒子。

2. 物质有三种存在形式：固态、液态、气态。

固态、液态、气态分子组成的特点：

（1）固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力。分子来回振动，但位置相对稳定。因此，固态物质的基本特征是：有一定的形状，有一定的体积，没有流动性。

（2）液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小。因此，液态物质的基本特征是：没有一定的形状，有一定的体积，具有流动性。

（3）气态物质中，分子间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，易被压缩。因此，气态物质的基本特征是：没有一定的形状，没有一定的体积，具有流动性。

（二）质量

1. 质量的概念

物体的质量由其自身材料构成情况和体积大小来决定的。当构成物体的材料和物体的体积确定后，物体的质量也就确定了。质量不会随物体的位置、形状、状态而改变，它是物体的一种属性。

质量的测量工具：生活中常用杆秤、案秤、台秤、电子秤等；实验室里常用托盘天平。

2. 天平的使用

（1）托盘天平的主要构造：横梁、刀口、底板、标尺、游码、平衡螺母、托盘、指针、分度盘。

（2）使用之前应注意：①不能超过“称量”；②加减砝码用镊子；③零刻度和分度值；④潮湿物体和化学药品不能直接放在托盘上。

（3）使用规则：①水平放置；②游码移到标尺左端的“0”刻度处；③调节横梁右端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中央；④“左物右码”，再“从大到小”，“轻拿轻放”砝码；

⑤记录： （单位）。

（三）密度

1. 物理意义：密度是物质的一种特性。一种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值也不同。

2. 定义：单位体积内某种物质的质量叫做这种物质的密度。

3. 单位：：国际单位 ，常用单位 。

4. 记住水的密度

密度是物质的一种特性，与物体质量、体积的大小无关。测量密度的原理： 。

同种物质，密度相同，物体的质量m与体积V成正比，即当 一定时 ；不同物质，质量相同时，体积与密度成反比，即 。

（四）压强

1. 压力：我们把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力的作用效果是使物体发生形变。

2. 压力作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著；当压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。

3. 压强：作用在物体单位面积上的压力叫做压强，用符号“ ”表示。

公式：      压强的单位是帕斯卡，简称帕，用符号“Pa”表示， 。

4. 增大压强的方法是加大压力或减小受力面积；减小压强的方法是减小压力或加大受力面积。

（五）液体内部的压强

1. 液体内部压强的特点

（1）由于液体受重力，对支撑它的容器底产生压强。

（2）由于液体具有流动性，对阻碍它流散开的容器壁产生压强。

（3）液体内部各相邻部分之间的相互挤压，使其内部向各个方向都有压强。

（4）液体内部的压强与深度有关，深度越大，压强越大，在同一深度向各个方向的压强大小相等。

（5）液体内部的压强与液体的密度有关，密度越大，压强越大。

2. 液体内部深度为h处产生的压强为 。式中 ，在粗略计算中可取 ，h的单位是m， 的单位是 ，压强p的单位是Pa。

（六）大气压强

1. 像液体一样，在空气的内部向各个方向也有压强，这个压强叫做大气压强，简称大气压。

2. 大气压的测量

第一次测出大气压数值的实验：托里拆利实验。

向长约1m的一端封闭、一端开口的玻璃管内灌满水银，将管口堵住，倒立在水银槽中，实验中必须保持玻璃管内没有空气，形成真空，这样才能用管内外水银面高度差来表示大气压强值。

3. 大气压的大小

大气压的数值并不是固定不变的，高度越高，大气压强越小。在海拔2000m以内，每升高12m，大气压强约下降133Pa；在海拔3000m以内，每升高   m，大气压强约下降100Pa。

由于大气压的数值不是固定不变的，通常将等于760mm高水银柱所产生压强的大气压叫做标准大气压。1个标准大气压大小为 。

4. 在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小压强就增大，体积增大压强就减小。

（七）浮力

浮力知识是密度、压强、力的平衡、液体内部压强等知识的综合应用。本部分的重点是物体的浮沉条件。建立浮力的概念、理解物体的浮沉条件及利用浮沉条件求解相关问题是难点。通过本部分的复习，不但要加深对物体浮沉条件等知识的理解，而且同时还要加深对密度、压强、力的平衡等知识的理解。复习时要注意掌握下列知识：

1. 浮力的产生

（1）浮力产生的原因：由于液（气）体对浸入其中的物体有向上的压力 和向下的压力 ，且 ，这两个压力差就是物体受到的浮力。即 。

a. 浸在液体中的物体不一定都受浮力的作用。如竖直打入池塘中的粗细均匀的木桩，因木桩打入泥土中，它没有受到水对其向上的浮力，因而不受浮力。

b. 当物体全部浸入液体中时，若不考虑物体体积（或液体密度）的微小变化，物体所受的浮力与浸没的深度无关。即深度增大或减小时，浮力不变。

c. 用“压力差”法求浮力，一般适用于已知物体在液体中的深度且形状规则的物体，如长（正）方体、竖直漂（悬）浮在液体中的圆柱体等。

d. 浮力的施力物体是液体或气体，受力物体即为浸入液体或气体的物体。

（2）浮力的方向：总是竖直向上的。

2. 阿基米德原理

（1）阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。

a. “浸在”的含义既包含物体全部体积都没入液体里，也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况。“浸没”指物体的全部体积都在液体里。阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体里都适用。  b. 浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而变化。

（2）阿基米德原理的数学表达式： 。

a. 公式中 是物体浸入的液体的密度，不是物体的密度，不要将两者混淆。 是物体排开液体的体积，不是物体体积，即排开液体的体积和物体的体积在数值上不一定相等，只在实心物体浸没时， 才成立。

b. 浮力的大小只决定于液体密度（ ）和物体排开液体的体积（ ），跟物体的质量、体积、密度及液体体积、重力无关。       c. 阿基米德原理也适用于气体。 。

3. 物体的浮沉条件

（1）重力和浮力是沿同一直线作用在同一物体上的力，故可用合力的概念来判断物体的浮沉。

a. 若 的方向与 的方向相同，竖直向上，物体上浮。

b. 若 ，物体在液体中静止，即悬浮（物体浸没在液体中）或漂浮（物体部分浸在液体中）。

c. 若 的方向与 的方向相同，竖直向下，物体下沉。

（2）浸没在液体中的物体由于 ，所以要比较 与 的大小，只要知道 的大小关系，即可判断物体的浮沉。

a. 若 ，物体上浮。

b. 若 ，物体悬浮。

c. 物体下沉。

对于质量分布不均匀的物体，如空心物体，求出其平均密度，也可以用比较密度的方法判断物体的浮沉。

（3）物体悬浮和漂浮的不同点：

a. 排开的液体体积不同：悬浮时，物体浸没在液体中， ；而漂浮时，物体部分浸在液体中， 。

b. 密度不同：悬浮时 ；而漂浮时 。

c. 浮力大小不同：悬浮时， ，物体受到的浮力是它在这种液体中受到的最大浮力；而漂浮时，物体受到的浮力小于它受到的最大浮力。

4. 浮力和浮沉条件的应用

（1）轮船：船从河里开到海里或从海里开到河里，船本身的重力不变，因为浮在液面上，所以 。因此，船在河里或海里，哪种情况是浮起一些还是下沉一些，取决于液体的密度。轮船所受到的浮力 。

（2）潜水艇：潜水艇在水里， 始终不变，受到的浮力 不变。通过改变 ，使 与 相互之间满足某个浮沉条件而使整个潜水艇能在水中上浮、下沉和悬浮。

（3）气球和飞艇：在气球和飞艇内充入氢、氦等比空气密度小的气体，*气囊内的气体密度小于球外空气密度，使 而上升。当高空空气密度减小到等于气囊内所充气体的密度时， ，气球便悬浮在这个高度不再上升了。

二、考题透析

质量、密度、压强和浮力一直是中考力学的重点知识，其考查题型常常涉及到选择题、填空题、实验探究题、计算题。

（一）考查基础

例1. 2006年5月31日，吉林省发改委对吉林省6~8月份的汽油价格进行了微小调整。和大多数物质一样，汽油也有热胀冷缩的性质，随着气温的上升，汽油密度会__________________________（选填“变大”或“变小”），受此因素影响，在每吨汽油价格不变的情况下，每升（每立方分米）汽油的价格会__________________________（选填“上调”或“下调”）。

例2.为了保护塑胶跑道，一些学校禁止在跑道上使用带长钉子的运动鞋。这是因为运动员穿上该种钉子鞋后对跑道的压力几乎不变，但跑道的（    ）

A. 受力面积减小，压强减小        B. 受力面积增大，压强增大

C. 受力面积减小，压强增大        D. 受力面积增大，压强减小

例3.小明同学将一只苹果放入水中，苹果在水里处于悬浮状态，则此苹果的密度为__________________________ 。小明从水中取出苹果，分成一个大块和一个小片（如图1所示），再将小片放入水中，发现小片沉入水底，据此现象可以推断：若将大块浸没水中，松手后大块将会_______________________________________（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”），大块的密度_______________________________________小片的密度（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

图1

（二）考查题型

1. 估算题

例4.下列物体的质量最接近2kg的是（    ）

A. 一个苹果          B. 一只公鸡      C. 一本物理书           D. 一张课桌

例5.大气对你一只手掌的上表面的压力最接近以下哪个数值（    ）

A. 10N            B. 100N        C. 1000N                 D. 10000N

例6.假如你两只脚与地面的接触面积为 ，你站立时对地面的压强大约是（    ）

A.              B.           C.               D.

2. 比例题

例7. a、b两个由同种材料制成的圆柱体，它们的高度相同，质量之比 ，把它们竖直放置在水平桌面上，则水平桌面受到圆柱体的压强之比 等于（    ）

A. 1：1                         B. 3：5                        C. 5：3                        D. 9：25

例8.甲、乙两个不溶于水的实心固体球，其密度比为 ，体积比为 =2：3，放入水槽中静止后均漂浮在液面上，关于二者所受到浮力的关系，下列说法中正确的是（    ）

A.    B.   C.   D.

3. 图象题

例9.如图2所示是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体，把它们放在水平面上，则根据图象可知，甲、乙两种物体对水平面的压强之比 为（    ）

A. 8：1              B. 4：1           C. 2：1              D. 1：1

      图2                          图3

例10.如图3所示，开口容器的底部有一个小孔，装水后，水不断从小孔流出。下图中能够粗略反映水流出时，容器底部所受水的压强p与时间t的关系图象是（    ）

例11.如图4所示，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，能正确反应弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h的关系图象是（    ）

图4

1.解析：该题将物理知识和最新的社会问题相结合，考查了物理知识的应用。根据题目汽油的热胀冷缩性质，可以得出在汽油的质量不发生变化时，体积会随温度的升高而增大，由 可得汽油密度会变小；在每吨汽油价格不变的情况下，根据 得出每升（每立方分米）汽油的质量会减小，故而价格会下调。答案为：变小，下调。

2.解析：由题意，钉子鞋的特点是与地面的接触面积较小，而这时运动员对地面的压力是一定的，再根据公式 就可得出压强增大。故选C。

3.解析：由题中的苹果处于悬浮状态可得，苹果的密度和水的密度相同，即苹果的平均密度等于水的密度；小片放入水中沉入水底，说明小片的密度大于水的密度，那么剩余部分的平均密度就小于水的密度，若将大块浸没水中，松手后大块将会上浮，即大块的密度小于小片的密度。答案为： ，上浮，小于。

4.解析：估算法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值和数量级进行快速计算和取值，从而合理估测的方法，运用估算法计算的问题称为估算题，估算题是近几年考试中的热点题型。估算法是一种科学的近拟计算，它不仅是一种常用的解题方法和思维方法，而且是一种重要的科学研究方法。该题根据生活经验不难看出应选B。

5.解析：该题考查对数值的估算。我们清楚一个标准大气压的值，再根据公式 ，只要估计出受力面积S（大约是 ），即可求出压力F。故选B。

6.解析：本题考查学生基本生活常识的问题。中学生的正常体重大约在50kg—70kg之间，即中学生站立时，对地面的压力大约在500N—700N之间。可以由每个选项来计算进行对比即可。如A选项：由 得 ，显然不合题意，以此类推。正确选项是C。

7.解析：比例问题一直是中考物理公式的重要考查形式。但是很多同学并没有掌握其解题的方法，因而见到比例题就感到无从下手。其实这类问题有一定的解题技巧。

该题中，圆柱体的材料相同，故质量之比等于体积比，即 ，而圆柱体的高度相同，故圆柱体的底面积 ，利用公式： 得：

巧解：根据 ，两个圆柱体的密度、高度相同，故压强也相同。选A。

8. 解析：根据两个球放入水槽中静止后均漂浮在液面上，故 ，再根据 得：

故选D。

9.解析：图象图表问题既考查了物理知识还涉及到数学知识在物理中的应用，是中考的热点问题。该题中，根据 图象，可得甲乙两种物质的密度之比是8：1，进而根据 ，当 时，可得 ，即 ，所以 。

故选B。

10.解析：该题充分考查了数学知识在物理中的应用。结合物理情景，开始时水流出的速度较快，而后来随着水深度的降低，水的流速变慢。故选B。

11.解析：由于圆柱体金属受到浮力，随着深度的增加，浮力越来越大，因而弹簧测力计的示数将越来越小。但是需要注意的是：当圆柱体金属块全部浸入水中后，弹簧测力计的示数将不再改变。故选A。

b. 密度不同：悬浮时 ；而漂浮时 。

c. 浮力大小不同：悬浮时， ，物体受到的浮力是它在这种液体中受到的最大浮力；而漂浮时，物体受到的浮力小于它受到的最大浮力。

4. 浮力和浮沉条件的应用

（1）轮船：船从河里开到海里或从海里开到河里，船本身的重力不变，因为浮在液面上，所以 。因此，船在河里或海里，哪种情况是浮起一些还是下沉一些，取决于液体的密度。轮船所受到的浮力 。

（2）潜水艇：潜水艇在水里， 始终不变，受到的浮力 不变。通过改变 ，使 与 相互之间满足某个浮沉条件而使整个潜水艇能在水中上浮、下沉和悬浮。

（3）气球和飞艇：在气球和飞艇内充入氢、氦等比空气密度小的气体，*气囊内的气体密度小于球外空气密度，使 而上升。当高空空气密度减小到等于气囊内所充气体的密度时，