
1、压力:⑴ 定义: 叫压力。
⑵ 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
⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷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。
2、研究影响压力作用效果因素的实验:
⑴说明:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越 。压力相同时、受力面积越小压力作用效果越 。概括这两次实验结论是:压力的作用效果与 和 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:
⑴ 定义: 叫压强。
⑵ 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
⑶ 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2(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=ρgh
⑷ 压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa 。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa 。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:1.5×104N
⑸ 应用:当压力不变时,可通过 的方法来减小压强如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过 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 )。
练习:1. 一个密度为0.5×103 kg/m3、边长为0.2m的实心正方体放置在水平地面上,该物体的质量是 kg,它对地面的压力大小是 N,对地面的压强是 Pa。(取g=10N/kg)
2. 如图7所示,一平底圆柱状杯子放在水平桌面上,杯子的底面积是60cm2.杯子装上8cm高的水后,杯子和水的总质量是0.6 kg则杯子对桌面的压力大小是 N,杯子对桌面的压强是 Pa;水对杯底产生的压强是 Pa(杯壁的厚度忽略不汁,水的密度是1 0 xlO3kg/m3,g取lON/kg)图7
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、仪器:压强计 用途:研究液体内部的压强特点。
3、液体压强的规律:
⑴ 液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向 都有压强;
⑵ 在同一深度,液体向各个方向的压强都 ;
⑶ 液体的压强随深度的增加而 ;
⑷ 不同液体的压强与液体的密度 。
4、压强公式:
⑴ 推导压强公式使用了建立理想模型法(图8-17),前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。
⑵推导过程:(结合课本)
液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh
液片受到的压力:F=G=mg=ρShg .
液片受到的压强:p= F/S=ρgh
⑶液体压强公式p=ρgh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说明这一点。
D、液体压强与深度关系图象:
5、
F=G F 6、计算液体对容器底的压力和压强问题: 一般方法:㈠首先确定压强p=ρgh;㈡其次确定压力F=pS 特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F 用p=F/S 压力:①作图法 ②对直柱形容器 F=G 7、连通器:⑴定义:上端开口,下部相连通的容器 ⑵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 ⑶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。 练习3. 举世瞩目的三峡工程于2003年6月1日开闸蓄水,l0天内水位上升到海拔135 m.一块上表面面积为2 m2的水平石板被淹没在水面下50m深处,石板上表面受到水的压强为 Pa,石板上表面受到水的压力为 N. 4. 如下图,现有甲、乙、丙三个相同规格的容器,给三个容器中分别添加密度不同的三种液体,容器中盛放的三种液体深度相同。知道三个容器中三点a、b、c处液体的压强相等。则三个容器中各液体的密度和液体对容器底部压强的大小关系正确的是( ). A.ρ甲>ρ乙>ρ丙 P甲>P乙>P丙 B.ρ甲<ρ乙<ρ丙 P甲 C.ρ甲<ρ乙<ρ丙 P甲=P乙=P丙 D.ρ甲<ρ乙<ρ丙 P甲=P乙=P丙 5.打开水龙头,使自来水流过如图所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是________处,压强较小的是_______处. 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—— 。 小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。 4、大气压的实验测定: 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=1.01×105Pa(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 。 B本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m C将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差 ,将玻璃管倾斜,高度 ,长度 。 D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)。 H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg E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=1.01×105Pa 2标准大气压=2.02×105Pa,可支持水柱高约20.6m 5、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 Pa 6、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: 练习6.在做托里拆利实验时,不小心管内进入了一点空气,测得的结果是730毫米汞柱,而当时实际大气压的值是756毫米汞柱,那么管中水银面上方空气的压强是 毫米汞柱 7.酒精的沸点是78.5℃,如果测出酒精的沸点是78℃,则当地的大气压________于76cmHg。 8.下列实验不能说明大气压存在的是 ( ) 三、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) 叫浮力。 2、浮力方向: ,施力物体: 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, 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。 (2)请根据示意图完成下空。 G F浮 下沉 悬浮 上浮 漂浮 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 (3)、说明: ① 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)。 ②一物体漂浮在密度为ρ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)ρ 分析:F浮 = G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=( V排/V)·ρ液= 2 3ρ液 ③ 悬浮与漂浮的比较 相同: F浮 = G 不同:悬浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物 漂浮ρ液 <ρ物;V排 ⑤ 物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物= Gρ/ (G-F) ⑥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 重力。 (2)、公式表示:F浮 = G排 =ρ液V排g 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的 和物体 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”:(历年中考频率较高,) 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,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= ;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。 [补充说明]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称量法:F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。 ②压力差法:F浮= F向上 - F向下(用浮力产生的原因求浮力) ③漂浮、悬浮时,F浮=G (二力平衡求浮力;) ④F浮=G排 或F浮=ρ液V排g (阿基米德原理,知道物体排开液体的质量或体积时常用) ⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用) 练习9. 一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是 ( ) A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 10.如图10所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在图示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是:( ) A、F1> F2 B、F1=F2 C、F1<F2 D、无法确定 图10 11.如右图所示,一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面,把它放入水中某处恰好处于静止状态,如果往池中缓慢注人一些水,则铅块及气球( ) A.仍能静止 B.向下运动 C.向上运动 D.静止、向上或向下运动都有可能 三、神奇的升力 1、流体压强与流速的关系:流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大。 2、认识升力及应用:升力是由于上下表面的压强差导致的。应用有水翼船、飞机、飞鸟等 1、流体压强与流速的关系:流速大的地方,压强 ;流速小的地方,压强 。 2、认识升力及应用:升力是由于上下表面的压强差导致的。应用有水翼船、飞机、飞鸟等 练习12.农村炉灶里的烟之所以顺着烟农村炉灶里的烟之所以顺着烟囱排到屋外,其原因之一是风吹过烟囱顶端,使那儿空气的流速 ,压强 ,所以烟就顺着烟囱排到屋外。 13、龙卷风的实质是高速旋转的气流.它能把地面上的物体或人畜 “吸”起卷人空中。龙卷风能 “吸”起物体是因为( ) A.龙卷风内部的压强小于外部的压强 B.龙卷风增大了空气对物体的浮力 C.龙卷风使物体受到的重力变小 D.龙卷风内部的压强大于外部的压强 14.将一个普通的乒乓球轻轻放人漏斗中,用电吹风从管口向上吹,那么以下分析正确的是 ( ) A、球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大 B、球被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小 C、球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强大 D、球不会被向上吹起,因为其下方气体流速大,压强小 练习提高: 1.江波同学看到江中停着一艘轮船,他想:如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,这艘轮船的质量和浮沉情况会怎样变化呢?正确的是:质量将________(选填“变大”、“变小”或“不变”),它在水中的位置将________(选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”). 2.如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”),________杯中水面升高得多。 3.一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”)。当船由内河驶入大海后,船受到的浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”),船身相对于水面将 (填“上浮”、“下沉”或“不变”)。 4.第二次世界大战时期,德国纳粹一潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅而不能浮起来,这是因为 ( ) A.有浮力,但浮力小于重力 B.有浮力,且浮力等于重力 C.潜水艇底部没有水进入,不产生浮力 D.机器坏了,不产生浮力 5.甲、乙两物体的质量之比是3∶5,密度之比是3∶10,若把它们浸没在同种液体中,则它们所受的浮力之比是( ) A.3∶5 B.3∶10 C.1∶2 D.2∶1 6.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是( ) A.甲受到的浮力 B.乙受到的浮力大 C.丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一样大 7.关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是( ) A. 漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 B.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大。 C. 物体排开水的体积越大受到的浮力越大 D.物体的密度越大受到的浮力越小 8.潜水员从水下15m的地方上浮到距水面lm的地方,则潜水员所受的浮力和压强 ( ) A.压强和浮力都将变大 C.压强和浮力都将变小 B.压强减小,浮力不变 D.压强不变,浮力变小 9.将质量相等的实心铁块、铝块和木块放入水中,静止时,比较它们受到的浮力(ρ铁=7.8g/cm3、ρ铝=2.7g/cm3、ρ木=0.4g/cm3) ( ) A.铁块受到的浮力最小 B.铝块受到的浮力最小 C.木块受到的浮力最小 D.铁块和铝块受到的浮力一样大 10.质量相等的木块和蜡块,漂浮在同一盆水中,它们所受浮力的大小关系是( ) A.木块受浮力大 B.木块和蜡块受浮力相等 C.蜡块受浮力大 D.条件不足,无法比较 11.在弹簧测力计下挂一实心物体,弹簧测力计的示数是F,如果把物体浸没在水,物体静止时弹簧测力计的示数为F/5,则该物体的密度是( ) A.1.0×103kg/m3 B.0.8×103kg/m3 C.1.5×103kg/m3 D.1.25×103kg/m3 12.如图所示,将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时天平平衡。将一木块放在右盘的溢水杯中木块漂浮在水面上,并将溢出的水取走,此时天平 ( ) A.右边上移 B.保持平衡 C.右边下移 D.无法确定 13.潜水艇充满水时,可以悬浮在海水中静止不动.此时,它在竖直方向上受到_______ 力和_________力的作用,这两个力的合力是_________ 。 14.一金属块在空气中称重27N,把它全部浸没在水中称弹簧秤读数为17N,则该金属块受到水对它的浮力是______N,浮力的方向是_________,物体的体积为______m3。 一个重5N的木块漂浮在水面上,它受到的浮力为 ___________ N,它排开水的体积为___________m3. 15.弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0.98N。 求:(1)石块受到的浮力; (2)石块的体积;(3)石块的密度 16、某物体重为0.5N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出0.3N的水,则它受到的浮力( ) A一定为0.3N B可能为0.2N C一定为0.5N D可能为0.4N 17、物体在液体中受到的浮力大小( ) A、和物体本身的重力大小有关 B、和物体的体积大小有关 C、和物体的密度大小有关 D、和物体排开液体的体积大小有关 18、下列情形中,浮力增大的是( ) A.游泳者从海水中走上沙滩 B.轮船从长江驶入大海 C.海面下的潜艇在下潜 D.“微山湖”号补给舰在码头装载货物 19、如图2所示,粗细不均匀的水平水管下面,连接一个U形玻璃管,管内装有水银.当水管中的水不流动时,U形管两管中的水银面是_____的;当管中的水快速稳定流动时,U形管中_____管中的水银柱会上升(填“左”或“右”). 20.秋天树叶落在地面,当一辆高速行驶的汽车行驶时,路旁的树叶() A.从路旁吸向汽车 B.从路中间飞向路边 C.不动 D.只向上飞扬 21.刮大风的天气,我们去上学的路上如果迎风走路或骑车,一阵大风刮过来时,我们无法用嘴或鼻子吸进空气,但可以向外吐气,当风过去后又恢复正常呼吸,其原因是( ) A.风大时,脸前面空气压强变大,压得人难以吸气 B.风大时,脸前面空气压强变小,使得人难以吸气 C.与气压无关,是人缺乏锻炼 D.风大时,脸前面的气压大,所以容易向外吐气 22、电风扇通电后,扇叶高速旋转带动扇叶周围的空气流动,从而形成风,扇叶周围的气体压强与房间里的大气压相比( ) A.大于大气压 B、小于大气压 C、等于大气压 D、无法确定 23、某同学站在火车站或地铁站的站台上,发现离站台边缘1米左右的地方标有一条安全线,人必须站在 安全线以外的位置上候车,这是因为( ) A、快速开行的火车旁的气体压强大,会把人推向火车 B、快速开行的火车旁的气体压强小,会把人推离火车 C、快速开行的火车旁的气体压强小于离火车较远处的气体压强,形成气流,把人推向火车 D、快速开行的火车旁的气体压强大于离火车较远处的气体压强,形成气流,把人推离火车 24.某实心正立方体金属块的质量是m,边长为a,则金属块的密度ρ=____(用m、a表示)。取6个这样的金属块,分别以图6中的甲、乙两种方式放置在水平地面上,则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲:F乙=_____,压强之比P甲:P乙=______。 25.如图20所示是中国女子冰壶队参加2010年冬奥会时的一个情景。冰壶由花岗岩凿磨而成,质量约为19Kg,与冰道接触的底面积约为0.02m2,冰壶的体积约为8X10-3m3。(g取10N/Kg) 求:(1)冰壶的密度 (2)冰壶对水平冰道的压强。 图20
