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文档简介
压强和浮力压强和浮力压强液体压强大气压强流体压强与流速的关系浮力定义公式单位增大减小压强的方法液体压强的特点连通器存在及其原因大小测量流速越大压强越小飞机的升力如何产生的浮力方向计算浮沉条件漂浮条件压力:⑴定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。⑵压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在水平桌面上时,如果物体不受其它力,则压力F=G
⑶固体可以大小方向不变地传递压力。⑷重为G的物体在承受面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。FFFFFGGG+FG-FF-GF重力与压力的区别:(1)重力是由于地球吸引而使物体受到的力,施力物体是地球,受力物体是地面附近的一切物体。(2)压力是垂直作用在物体表面上的力,是由于物体间的挤压形变而产生的,施力物体是施加压力作用的物体,受力物体是被压物体。(3)重力的方向总是竖直向下;压力方向总是垂直于支撑面,由于物体支撑面有不同的方向,所以压力也有不同的方向。研究影响压力作用效果因素的实验:⑴如图乙、丙说明:压力相同时,受力面积越小压力作用效果越明显。如图甲、乙说明:受力面积相同时,压力越大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。和对比法压强:⑴定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。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=ρgh⑷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:1.5×104N⑸灵活运用压强公式进行计算:(1)利用p=F/S计算固体压强的关键是确定受力面积,解题时,要抓住“受力”二字,分析物体表面到底有多大面积受到压力作用,而不能取任意的一个面积代入。(2)解题的思路:①根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力F;②确认受力面积S;③再根据公式p=F/S求出压力对受力面的压强,要特别注意压力和重力的区别。⑹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
)。
1、如图3所示的四种现象中,属于减小压强的是
2、一头质量为6X103kg的大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为
N,它四脚着地时对地面的压强为
Pa。若大象抬起一条腿,如图10所示,它对地面的压强
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
3、完全相同的8块橡皮,每块橡皮的长、宽、高为4:2:1。小明同学在水平桌面上把它们摆放成了如图所示的四种形式,其中对桌面压强相等的是A.甲与乙B.甲与丁C.乙与丙D.丙与丁6X1042.5X105变大液体的压强:(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:⑴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;⑵在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;⑶液体的压强随深度的增加而增大;⑷不同液体的压强与液体的密度有关。对底部有压强对侧壁有压强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:mC、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。
⑷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:如图F=G
F<G
F>G(和规则固体)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。大气压强(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,一般用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、皮碗模拟马德堡半球实验。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=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)④说明:⑴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。⑵本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3m
⑶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。标准大气压:
支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。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:能发现什么规律?①大气压随高度的增加而减小。②大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢6、应用:活塞式抽水机和离心水泵。7、沸点与压强:(1)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。(2)应用:高压锅、除糖汁中水分。流体压强与流速的关系
流体流动时,流速大的地方压强小;流速小的地方压强大。
升力的形成:机翼横截面的形状为上方弯曲,下方近似于直线。上方的空气要比下方的空气行走较长的距离。机翼上方的空气流动比下方要快,压强变小;与其相对,机翼下方的空气流动较慢,压强较大。这一压强差使飞机获得竖直向上的升力或举力。1、图24中平底茶壶的质量是0.4kg,壶底面积是4×10-3m2.内盛0.6kg的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为lm2的水平桌面中央。试求:(1)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力(2)茶壶对桌面的压强。(g=10N/kg)解(1)F=PS=ρghS
=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m×4×10-3m2
=4.8N
(2)P’=F’/S=(0.4+0.6)Kg×10N/kg/4×10-3m2
=4×10-2Pa2、我国举世瞩目的三峡大坝全线建成。拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状,是因为
。三峡大坝的船闸是
在实际中的具体运用,它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行越深的地方产生的压强越大连通器3、小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下.(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是_________(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞__________时,记下弹簧测力计的示数为8.2N.(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为_____cm,计算得到活塞的横截面积为_____cm2.(4)计算得到大气压强的数值为_____Pa.(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小.请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)_____________________________________;将管内的气体排出管外刚滑动时6.000.751.13×105管内的空气没有排空;摩擦力的因素浮力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。物体条件:(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。的浮沉
下沉悬浮
上浮
漂浮
F浮
<GF浮
=GF浮
>GF浮
=Gρ液<ρ物ρ液
=ρ物ρ液
>ρ物
ρ液
>ρ物GF浮GF浮GF浮(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2/3ρ分析:F浮
=G则:ρ液V排g=ρ物Vgρ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<V物④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。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)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
=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)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
=mg;轮船受到的浮力F浮
=mg轮船和货物共重G=mg。(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: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。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读数差法: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
(阿基米德原理求浮力,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)1、在吸管中间剪一水平切口(吸管未剪断)从切口处折弯吸管,使两段大致成直角。把吸管一端放进水里,从另一端用力吹气。观察到的现象是()A.切口处有水向上喷出
B.切口处有水向前喷出C.水中逸出大量气泡
D.水中吸管内的液面高度保持不变2、随着人民生活水平的提高,轿车已逐渐进入百姓家庭,图是小华家购买的一辆小轿车,他发现轿车的外形类似于飞机的机翼.则轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速
车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强
车子下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力
车的重力.(均填“大于”、“等于”或“小于”)大于小于小于3、某同学帮实验室老师搞卫生,在清洗甲、乙两个体积相等的球时,发现它们在水中静止后处于如图所示的状态,这时甲球受到的浮力
乙球受到的浮力(填“大于”、“等于”或“小于”)。4、【探究目的】初步了解流体的压强与流速的关系
【提出问题】气体的压强是不是与气体的流速有关系?有什么关系?【设计实验和进行实验】(1)如图13所示,取两张白纸,让其平行地自然下垂,向两纸中间用力吹气;(2)你观察到的现象是
;【分析和论证】你通过本实验可以得出的初步结论是:
;【评估与交流】请你联系实际,举出两个生产、生活中与此知识有关的实例:小于两张纸合拢液体压强与流速有关,流速越大,压强越小飞机升力的产生5、小华同学想用弹簧秤来测某液体的密度,由于没有量筒,他找来两个相同的柱形烧杯分别盛滿水和某液体,将一实心圆柱体挂在测力计下,如图甲和乙分别是圆柱体逐渐浸入水和某液体时,弹簧秤的示数与圆柱体下表面离液面的距离关系。0.42.4h/cm123450F/N2.4h/cm1.6甲乙0(1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是_____N(2)图乙中测力计的示数为0时,说明圆柱体在该液体中______(填浮沉状态)。(3)该液体的密度为___________Kg/m32.0漂浮1.5×103(烟台)2.在日常生产和生活中,有时需要增大压强,有时需要减小压强,在图1所示的事例中,属于增大压强的是()B(烟台)5.王伟老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,通过动手动脑,学习物理知识,揭示物理规律.下面的实验(图4)不是揭示流体压强与流速关系的实验是()C6、(锦州)由于长江上游的植被受到破坏,造成水土严重流失,河水中的泥沙含量增加,使得河水的密度____,河水对堤坝的压强____.(以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”)变大变大7、下列现象及其原因分析,错误的是()A.高压锅容易将食物煮熟——液体表面气压增大,液体沸点升高B.台风掀开屋顶的瓦——屋内外空气的流速不同,压强不同C.软包装饮料吸管一端做成尖形——减小受力面积,增大压强D.托里拆利实验测出的大气压值比实际值小——玻璃管倾斜D8、(安溪)将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,如图所示,结果是()A.仍是满罐水;B.水将流出一部分;C.水将全部流出D.以上答案都不对。A10、(东莞)有些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图所示,由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气速度
(选填“大或小”),此时,上方空气压强比下方空气压强
(选填“大或小”),这样,“气流偏导器”受到一个向
(选填“上或下”)的压力差,从而使车轮抓紧地面小大下11、(哈尔滨)某同学利用自制水气压计(如图)观察大气压随高度的变化.他拿着气压计从楼下走到楼上的过程中,细管中的水柱将_________,由此可知__________________________________上升大气压随高度的增加而减小
12、宜昌19.氢气球升到高空时会破裂,其主要原因是高空的大气压________(填“高”或“低”),球内的气压________(填“大于”、“等于”或“小于”)外界大气压,将球胀破。低大于14、(安溪县)用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水),如图(甲),然后将其逐渐浸入水中,图(乙)所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸人水中深度的变化情况,则圆柱体受到的最大浮力是
;圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强是
。图130.6N1200Pa15、(安溪)如图,一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中。已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化为0℃的水后.容器中水面的位置将()A.上升;B.下降;C.保持不变;D.水面的升或降决定于冰和容器内水的体积。A18、(沈阳)在物理实验操作考查中,小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”。他的实验操作步骤如图l7所示,实验过程如下.A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的_________;B.将水倒入溢水杯中;C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时____________________________;D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;E.记录、分析实验数据,得出实验结论;F.整理实验器材。请根据小雨的实验过程回答下面问题:(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤:______________________________。(2)指出上面实验操作中的一处错误:__________________________________。(3)如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验,那么与上述操作不同的一个步骤是_____________(填字母)。重力读出弹簧测力计示数测量空桶的重力在B步骤中,水面没有达到溢水口C19、(安徽蚌埠)如图所示,容器内有水,有一塑料试管下面挂一小铁块,浮在水面上。现将小铁块取下放入试管中,试管仍浮在水面,则【】A.液面上升B.液面下降C.容器底部受到液体的压强不变D.试管外壁上A点受到液体的压强不变c20、(09兰州)如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重,要保持平衡,求:(1)作用于绳端的拉力F是多少?(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是多少?(g=10N/kg)题8图(2011淮安)如图所示,是游玩海底世界时,小华观察到的鱼吐出气泡上升情景。气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体的压强变化情况是A.浮力、压强均变小B.浮力、压强均变大C.浮力变大,压强变小D.浮力、压强均不变
C(2011黄冈)下面是日常生活中有关事例的描述,其中正确的是A.用吸管吸牛奶是利用了嘴的吸力B.高压锅能使食物很快煮熟是因为提高了水的沸点C.水从自来水管流出是因为大气压强的作用D.鸟能在空中滑翔是由于受到浮力的原因B(2011株洲)如图所示,一个重为8N的铁块挂在弹簧测力计上,将它浸没在盛满水的溢水杯中,静止时弹簧测力计的示数为6N,则铁块受到的浮力是
N,溢出水的重力是
________N22(2011株洲)如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙,则下面关系正确的是A.F甲>F乙>F丙B.F甲<F乙<F丙C.F甲=F乙=F丙D.F甲=F乙>F丙C(201l兰州)分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球,将它们放入水中,三个小球静止时位置如图所示,以下判断正确的是()A.甲小球一定是空心的B.乙小球一定是空心的C.丙小球一定是空心的D.三个小球都是实心的
B(2011年杭州市)如右图所示,一船在某水域作业时,将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放,因水太深,铁箱没触碰到水底,此时船的吃水线在A处。换个地方第二次再放,铁箱才接触到水底。下列说法正确的是A.铁箱在船上时,船的吃水线在A处下方B.铁箱接触到水底时,船的吃水线仍在A处C.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之下D.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之上C(2011年福州市)小竹将
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