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1、压强和浮力一、固体的压力和压强1、压力： 定义：垂直压在物体表面上的力叫压力。 压力并不都是由重力引起的，通常把物体放在桌面上时，如果物体不受其他力，则压力F = 物体的重力G 固体可以大小方向不变地传递压力。重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。FFFFF G G F+G G F F-G F 2、研究影响压力作用效果因素的实验： 课本甲、乙说明：受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是：压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时，采用了控制变量法。和 对比法3、压强： 定义：物体
2、单位面积上受到的压力叫压强。物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是：p：帕斯卡（Pa）；F：牛顿（N）S：米（m2）。A使用该公式计算压强时，关键是找出压力F（一般F=G=mg）和受力面积S（受力面积要注意两物体的接触部分）。B特例：对于放在桌子上的直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强p=gh压强单位Pa的认识：一张报纸平放时对桌子的压力约.Pa 。成人站立时对地面的压强约为：.104Pa 。它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：.104N 应用：当压力不变时，可通过增大受力面积的方法来减小压强如：铁路钢轨铺枕木、坦克安
3、装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如：缝一针做得很细、菜刀刀口很薄 4、一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题： 处理时：把盛放液体的容器看成一个整体，先确定压力（水平面受的压力F=G容+G液），后确定压强（一般常用公式 p= F/S ）。二、液体的压强1、液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。2、测量：压强计 用途：测量液体内部的压强。3、液体压强的规律： 液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强； 在同一深度，液体向各个方向的压强都相等； 液体的压强随深度的增加而增大； 不同液体的压强与液体的密度有关。4、压强公式： 推导压强公式使用了
4、建立理想模型法，前面引入光线的概念时，就知道了建立理想模型法，推导过程：（结合课本）液柱体积V=Sh ；质量m=V=Sh液片受到的压力：F=G=mg=Shg .液片受到的压强：p= F/S=gh液体压强公式p=gh说明：A、公式适用的条件为：液体B、公式中物理量的单位为：p：Pa；g：N/kg；h：m C、从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。phD、液体压强与深度关系图象：5、F=G FG6、计算液体对容器底的压力和压强问题：一般方法：首先确定压强p=gh；其次确定压力F=pS特殊
5、情况：压强：对直柱形容器可先求F用p=F/S 压力：作图法对直柱形容器F=G7、连通器：定义：上端开口，下部相连通的容器原理：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。三、大气压1、概念：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，一般有p0表示。说明：“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压指部分气体压强。高压锅外称大气压。2、产生原因：因为 空气受重力并且具有流动性。3、大气压的存在实验证明：历史上著名的实验马德堡半球实验。小实验覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡
6、半球实验。4、大气压的实验测定：托里拆利实验。(1)实验过程：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。(2)原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。(3)结论：大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)(4)说明：A实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。B本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度
7、为10.3 m C将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。hD若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银）。hhhhhh H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHgE标准大气压： 支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01105Pa 2标准大气压=2.02105Pa，可支持水柱高约20.6m5、大气压的特点：(1)特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都
8、相等。大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。(2)大气压变化规律研究：在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa6、测量工具：定义：测定大气压的仪器叫气压计。分类：水银气压计和无液气压计说明：若水银气压计挂斜，则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。7、应用：活塞式抽水机和离心水泵。8、沸点与压强：内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。应用：高压锅、除糖汁中水分。9、体积与压强：内容：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越
9、大，气体体积越大压强越小。应用：解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例？答：用塑料吸管从瓶中吸饮料给钢笔打水使用带吸盘的挂衣勾人做吸气运动浮力1、浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体3、浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差 即浮力。4、物体的浮沉条件：(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。GF浮GF浮(2)请根据示意图完成下空。F浮GF浮G 下沉 悬浮 上浮 漂浮 F浮 G F浮 = G 液物 液 物(3
10、)、说明： 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。F浮G一物体漂浮在密度为的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为(2/3) 分析：F浮 = G 则：液V排g =物Vg 物=（ V排V）液= 2 3液 悬浮与漂浮的比较相同： F浮 = G 不同：悬浮液 =物 ；V排=V物漂浮液 物；V排V物判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮 与G或比较液与物 。 物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为的液体中，示数为F则物体密度为：物= G/ (G-F)冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有
11、铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。5、阿基米德原理：(1)、内容：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。(2)、公式表示：F浮 = G排 =液V排g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。(3)、适用条件：液体（或气体）6漂浮问题“五规律”：规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律二：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同；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；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
12、度就是液体密度的几分之几；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。7、浮力的利用：(1)、轮船：工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排= m/液；排开液体的重力G排 = m g ；轮船受到的浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。(2)、潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。(3)、气球和飞艇：工作原理：气球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如：氢气、氦气或热空
13、气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。(4)、密度计：原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大8、浮力计算题方法总结：(1)、确定研究对象，认准要研究的物体。(2)、分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。(3)、选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。计算浮力方法:1、示重差法，就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。即。例1：弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是4N，将铁块一半浸入水中时，弹簧秤的示数为3.5N，这时铁块所受
14、的浮力是_N，铁：水=_ 。2、压力差法：应用F浮=F向上F向下求浮力。这是浮力的最基本的原理。 例2：2.如图所示：某物块浸没在水中时，下表面受到水的压力为2.3牛，上表面受到水的压力为1.5牛，则该物块受到水的浮力为_ 牛，方向为_。3、公式法： F浮=液gV排=G排液 例3：将体积是50cm3的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（煤油=0.8103kg/m3）g取10N/kg4、受力分析法：如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，则物体受重力和浮力作用，且此二力平衡，则F浮=G物。如果物体受三个力而处于平衡状态。则要分析出重力和浮力以外的第三个力的
15、方向，当第三个力方向与重力同向时，则F浮=G物+F3，当第三个力方向与重力方向相反，则F浮=G物-F3。例4：把质量是200g的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（g取10N/kg）求：（1）塑料块在水中受到的浮力？（2）塑料块的体积和密度？5、排水量法：F浮=排水量（千克）g 轮船的满载重量，一般是以排水量表示的，即是排开水的质量，船也是浮体，根据浮体平衡条件也得：船受到的总F浮=G总，而排水量（千克）g，就是船排开水的重，即是浮力，又是船、货的总重力。6、应用阿基米德原理和浮沉条件解浮力综合题 例5：重10N，体积为0.8dm3的物体浸没在水中，如果它只受浮力和重力两个力的作用，
16、问：此物体是上浮、下沉还是悬浮？（g取10N/kg）例6：将质量是890g的铜块放入水中时，它受的浮力多大？若将铜块放入水银中，当铜块静止时所受的浮力多大？（铜=8.9g/cm3， 水银=13.6g/cm3）（g取10N/kg）实验探究例1 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。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酒杯的密度。答案：1. 在量筒里倒入适量的水，记下水面到达的刻度2. 把小酒杯漂浮在水面上，记下水面到达的刻度3. 把小酒杯沉没在水中，记下水面到达的刻度4. 计算：小酒杯漂浮在水面上 小酒杯沉没在水中时，它排开水的体积为，即瓷杯自身瓷的体积。9