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初中物理液体压强、浮力、大气压全知识点汇总,期中期末复习必备

【来源:易教网 更新时间:2026-09-01
初中物理液体压强、浮力、大气压全知识点汇总,期中期末复习必备

后台最近被初三的同学挤爆了,都说压强、浮力、大气压这部分知识点太散,公式背了一堆做题还是不会用,考试不是算错深度就是搞混浮沉条件,大气压实验题总踩坑。今天把这块的所有核心考点、易错点、解题方法全给你们捋得明明白白,看完做题直接开窍。

一、液体压强核心要点,深度这个易错点再搞混就亏了

液体压强的计算公式为\( P=\rho gh \),其中\( \rho \)是液体的密度,单位是\( kg/m^3 \),\( h \)是液体的深度,指液体自由液面到液体内部某点的垂直距离,单位是\( m \),液体压强的大小仅由液体密度和深度两个因素决定,和液体的体积、质量、容器形状都没有关系。

比如装有水的长方体水桶和圆柱形水桶,水深都是1m,底部受到的液体压强是完全相同的,哪怕两个桶的水量不一样。液体压强不仅存在于液体底部,液体侧壁也会受到液体的压强,所以水桶侧壁开小孔水会喷出来,就是这个原因。

举个例子,标准大气压能支持约10.3m高的水柱,按照\( P=\rho gh \)计算,\( h=\frac{P}{\rho g}=\frac{1.013\times10^5 Pa}{1.0\times10^3 kg/m^3 \times10N/kg}\approx10.3m \),这也是为什么用吸管喝饮料的时候,吸管高度超过10米就喝不到了,大气压最多只能支持10米左右的水柱。

这里要注意,深度不是物体的高度,也不是液面的高度差,是从自由液面往上数的垂直距离,比如U型管里装水,左边液面比右边高5cm,右边管内某点距离右边液面2cm,那这个点的深度是2cm,不是5cm也不是2cm加上高度差,这个点很多同学搞混,考试经常丢分。

二、阿基米德原理三大易错点,年年都有人踩坑

阿基米德原理的内容是:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,公式表示为\( F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}V_{排}g \),这个原理不仅适用于液体,也适用于气体。第一个易错点:浮力和物体自身的属性没有关系,只和液体的密度、物体排开液体的体积有关。

比如一个铁块和一个木块,体积都是\( 100cm^3 \),都完全浸没在水中,不管铁块是实心还是空心,只要\( V_{排} \)都是\( 100cm^3 \),受到的浮力就是相同的,和铁块、木块的密度、质量、形状都没有关系。

第二个易错点:\( V_{排} \)不是物体的体积,是物体实际排开液体的体积,漂浮的时候\( V_{排} \)小于物体体积,悬浮的时候\( V_{排} \)等于物体体积,沉底的时候\( V_{排} \)也等于物体体积,比如一个\( 200cm^3 \)的木块漂浮在水里,\( V_{排} \)是\( 120cm^3 \),那它受到的浮力是\( F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0\times10^3kg/m^3\times10N/kg\times120\times10^{-6}m^3=1.2N \),不能误用木块的体积\( 200cm^3 \)来计算。

第三个易错点:计算的时候要注意单位统一,\( \rho \)的单位是\( kg/m^3 \),\( V \)的单位是\( m^3 \),\( g \)如果题目没有特殊说明取\( 10N/kg \)就可以,不用纠结9.8还是10,避免算错。

三、漂浮问题“五规律”记熟,90%浮力选择题直接秒解

三、漂浮问题“五规律”记熟,90%浮力选择题直接秒解

规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它自身的重力,也就是\( F_{浮}=G_{物} \),这是二力平衡的结果,物体静止在液面,竖直方向只受重力和浮力,两个力大小相等方向相反。比如轮船漂浮在水面,受到的浮力等于轮船和货物的总重力。

规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。因为不管在什么液体里漂浮,浮力都等于物体的重力,物体的重力不变,所以浮力也不变。比如同一块木头放在水里和盐水里都漂浮,两种情况下的浮力是相等的,很多同学误以为盐水密度大浮力就大,其实这是错误的,漂浮时浮力始终等于物体重力。

规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。

根据\( F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} \),漂浮时\( F_{浮}=G_{物} \)是定值,\( \rho_{液} \)越大,\( V_{排} \)就越小,所以木头放在盐水里比放在水里露出的部分更多,就是因为盐水密度大,\( V_{排} \)更小。

规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。

这个结论推导一下就知道:因为\( F_{浮}=G_{物} \),所以\( \rho_{液}gV_{排}=G_{物}gV_{物} \),两边约掉\( g \),就得到\( \frac{V_{排}}{V_{物}}=\frac{\rho_{物}}{\rho_{液}} \)。

比如一个木块漂浮在水里,有3/5的体积浸入水中,那木块的密度就是水的密度的3/5,也就是\( 0.6\times10^3kg/m^3 \),反过来如果知道木块密度是\( 0.6g/cm^3 \),那它漂浮在水里的时候浸入的体积就是总体积的60%。

规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。漂浮时浮力等于重力,全部浸入后浮力变成\( F_{浮}'=\rho_{液}gV_{物} \),所以需要的外力\( F=F_{浮}'-F_{浮}=\rho_{液}gV_{物}-G_{物} \),也就是等于浮力增加的部分。

比如刚才\( 500cm^3 \)的木块漂浮在水里,浮力是\( 3N \),全部按入水中后浮力变成\( 5N \),所以需要向下按的力是\( 2N \),刚好等于浮力增大的数值。

四、浮力的四大实际应用,中考每年都考

四、浮力的四大实际应用,中考每年都考

轮船是用密度大于水的材料制成的,把它做成空心的,就可以排开更多的水,从而获得足够的浮力漂浮在水面。

轮船的排水量是指它满载时排开水的质量,单位是吨,根据阿基米德原理,轮船受到的浮力等于排开水的重力,也就是\( F_{浮}=G_{排}=m_{排}g \),而轮船和货物的总重力\( G=m_{排}g \),所以轮船满载时的总重力等于排水量对应的重力。

比如一艘轮船排水量是\( 10000t \),那它满载时受到的浮力是\( F_{浮}=10000\times10^3kg\times10N/kg=1\times10^8N \),如果水的密度是\( 1.0\times10^3kg/m^3 \),那它排开水的体积是\( V_{排}=\frac{m_{排}}{\rho_{水}}=\frac{10000\times10^3kg}{1.0\times10^3kg/m^3}=10000m^3 \)。

潜水艇的原理是靠改变自身重力来实现下潜和上浮的,潜水艇的体积是固定的,所以它浸没在水中时受到的浮力是不变的,需要下潜的时候水舱进水,自身重力变大,当重力大于浮力时就下沉;需要上浮的时候水舱排水,自身重力变小,当重力小于浮力时就上浮,悬浮的时候重力等于浮力。

气球和飞艇都是利用空气的浮力升空的,气球里充的是密度小于空气的气体,比如氢气、氦气,或者充热空气,加热让空气的密度变小,气球整体的密度小于空气,就会受到向上的浮力升空。为了能定向航行而不随风飘荡,人们在气球基础上加上了动力装置和方向舵,发展成了飞艇,现在飞艇常用于航空观测、广告宣传等领域。

密度计是利用物体的漂浮条件工作的,不管在什么液体里密度计都是漂浮的,所以受到的浮力始终等于它自身的重力,是一个定值。

密度计的下部装有铝粒,能让它直立在液体中,它的刻度是从上到下对应液体密度越来越大,因为根据\( F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} \),浮力不变,液体密度越大,密度计浸入液体的体积\( V_{排} \)就越小,所以液面会对应密度计更靠上的位置,因此上面的刻度对应较小的密度,下面的刻度对应较大的密度,比如测量盐水的时候,密度计浸入的体积小,液面在靠下的位置,对应盐水的密度比水大,符合刻度规律。

五、浮力计算题通用解题步骤,按这个走不会丢分

五、浮力计算题通用解题步骤,按这个走不会丢分

第一步:确定研究对象,明确你要计算的是哪个物体的浮力,不要搞混研究对象,比如求轮船的浮力就不要拿货物的重力来算。

第二步:分析物体的受力情况,画出受力示意图,判断物体在液体中的状态,是静止、做匀速直线运动还是加速下沉,初中阶段的题目一般都是静止或者匀速,属于平衡状态,受力满足平衡条件。

第三步:根据已知条件选择合适的方法列等式,常用的求浮力的方法有五种:①称重法:\( F_{浮}=G-F_{示} \),用弹簧测力计测出物体在空气中的重力\( G \),再测出物体浸在液体中时测力计的示数\( F_{示} \),两者的差值就是浮力,这个方法的适用条件是物体没有沉到容器底部,测力计还拉着物体。②浮力产生原因法:\( F_{浮}=F_{向上}-F_{向下} \),浮力是液体对物体上下表面的压力差,上表面受到向下的压力,下表面受到向上的压力,两者的差值就是浮力,这个方法适合已知物体上下表面压力或者深度、底面积的情况。③二力平衡法:当物体漂浮或者悬浮的时候,竖直方向只受重力和浮力,所以\( F_{浮}=G_{物} \),这个方法适合已知物体重力,且物体处于漂浮或悬浮状态的情况。④阿基米德原理法:\( F_{浮}=\rho_{液}gV_{排} \),这个方法适合已知排开液体的密度和体积的情况,如果物体完全浸没,\( V_{排} \)等于物体的体积,直接代入即可。⑤浮沉条件比较法:根据物体的浮沉状态判断浮力和重力的大小关系,下沉时\( F_{浮}G_{物} \),漂浮时\( F_{浮}=G_{物} \),这个方法适合比较浮力和重力的大小,或者求浮力的范围。

这五种方法没有高低之分,根据题目给的已知条件选最方便的那种就行,比如题目给了物体在空气中的重力和浸在液体中的测力计示数,直接用称重法最快;如果题目给了物体排开液体的体积,直接用阿基米德原理就行。

六、大气压强存在验证实验,这两个实验考点必须掌握

马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在,同时也说明大气压的数值非常大,实验中将两个抽成真空的铜半球合在一起,抽出内部的空气后,需要用很大的力才能把两个半球拉开,直观体现了大气压的强大。

托里拆利实验是测量大气压数值的经典实验,实验过程是:取一根长约1m、一端封闭的玻璃管,在里面灌满水银,用手指堵住管口,然后把玻璃管倒插在水银槽中,放开手指,管内的水银会下降到一定程度后停止下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。

这个高度差是由当时的大气压大小和水银的密度共同决定的,和玻璃管的粗细、形状、长度没有关系,只要玻璃管的长度足够长就行。如果把玻璃管倾斜,水银柱的长度会变长,但管内外水银面的垂直高度差是不变的,这个点经常考,不要搞混长度和高度差。

如果玻璃管里混入了空气,管内水银面上方有空气压强向下压水银柱,会导致高度差小于760mm,这也是实验的易错点。

实验中测得的760mm水银柱对应的压强就是标准大气压,符号是1atm,属于非法定单位,换算成法定单位帕斯卡的话,\( 1atm\approx1.013\times10^5Pa \),这个是常考的换算数值,要记牢。

托里拆利实验用水银来做是因为水银的密度很大,760mm的高度就足够测量,如果用水来做的话,需要约10.3米高的水柱,玻璃管太长操作不方便,所以不用水。

其实这部分知识点是初中力学里逻辑最清晰的模块之一,只要把每个公式的适用条件、每个概念的定义搞明白,不要混淆深度、\( V_{排} \)这些易错点,做题的时候按步骤分析受力、选方法,根本不会丢分。

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