文档内容
第九章 压强和浮力（知识清单）
思维导图
1第1节 压强
2一、压力
1. 压力的概念
（1）定义： 作用于物体表面的力叫作压力，常用F表示。如图所示：
甲 足球对地面的力 乙 物体对斜面的力 丙 手指对墙壁的力
（2）产生条件：两个物体必须相互接触，而且有相互挤压的作用。
（2）作用点：在受压的物体表面，作用点等效在接触面中心。
（3）方向：垂直并指向受压的物体表面。由于受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是倾斜
面，故压力的方向没有固定指向，可指向任何方向，但始终和受力面相 。
（4）大小：取决于物体间的挤压程度，不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在 时，压
力大小才等于物体的重力大小。图甲中，F=G，图乙中，FF 。所以测得的大气压会偏 。
物 大气 物 大气
144. 标准大气压
（1）标准大气压：在托里拆利实验中，若管内外水银面的高度差为760mm，把这样大小的大气压叫
作 大气压，用字母p 表示。
0
根据液体压强的公式，1标准大气压的大小为 p=ρ gh= Pa
0 水银
粗略计算时可取标准大气压为1.0×105 Pa。
（2）大气压的一些单位：帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米水银柱高
（mmHg柱）或厘米水银柱高（cmHg柱）等。
1标准大气压=1.013×105 Pa= 毫米水银柱= 厘米水银柱
4. 气压计
测量大气压的仪器叫作气压计。分为水银气压计和金属盒气压计两种。
（1）水银气压计：在托里拆利实验中，如果玻璃管旁立一个刻度尺，读出水银柱的高度，就知道当时
的大气压了，这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确，但携带不便。
（2）金属盒气压计（又称无液气压计）：它的主要部分是一个波纹状真空金属盒，气压变化时，金属
盒厚度会发生变化，传动装置将这种变化转化为指针的偏转，指示出气压的大小。
（3）自制气压计
①制作与使用：取一个瓶子，装入适量带色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，
使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管的上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升
到瓶口以上。根据玻璃管内水柱的高低，就可以知道外部大气压强的大小，如下图所示。
②自制气压计的测量原理
对玻璃管内的水柱进行压强分析，如图所示：瓶内外的气压差支撑着水柱，即瓶内封闭气体的压强等
于大气压和管内外水柱高度差产生的压强之和。
p =p +p
内 大气压 水
15因为瓶内气压p 基本不变，所以当外界大气压强降低时，玻璃管内水的高度会变 。该气压计
内
会受温度的影响，当温度升高时，瓶内气压P 变大，h 变大。
内 水
5. 大气压与高度的关系
（1）实验探究：拿着自制气压计从一楼到高楼层，观察并记录水面的变化情况。
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
实验现象：拿着自制气压计从一楼到五楼，发现管内水面的高度差变大。
实验结论：大气压随高度增加而 。
（2）大气压与高度的关系
①大气压随高度增加而减小，在海拔3000m以内，每升高10m，大气压大约减小100pa。
②大气压随海拔高度的升高而减小的原因：大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀
薄，空气密度变小，大气重力变小，因此大气压就会降低。当离开地面的高度达到100km时，大气就变得
极其稀薄了。
（3）高度计：因为大气压强随高度的增加而减小，我们可测出不同高度的气压值，把它们的对应关系
刻在无液气压计的刻度盘上即变成了 计。
6. 水的沸点与大气压的关系
【实验探究】向烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，可以看到
水重新沸腾起来。
【现象分析】用冷水浇烧瓶的底部，瓶内气压降低，停止沸腾的水能重新沸腾起来，说明水的沸点
了。
【实验结论】液体的沸点与表面上方的气压有关，气压减小时沸点 ；气压增大时沸点 。
（2）水的沸点与气压值对照表：观察表格可以得出水的沸点与气压之间的关系。
16气压值（×103pa） 1 2 3 5 10 20 30 50 70 101
沸点（℃） 4 16 23 32 46 60 69 81 90 100
①气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。
②在1标准大气压下，水的沸点为 ℃。在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶上，大气压约为
31000pa，水的沸点大约是： ℃（69~75℃间均正确）。
（3）高压锅的原理：高压锅使锅内部的气压 1个大气压，水的沸点 ，要在高于100℃
时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟。
三、流体压强与流速的关系
1 . 流体压强与流速的关系
（1）流体：液体和气体统称为 。流体流动时产生的压强称作流体压强。
（2）实验探究：流体压强与流速的关系
【实验一】分不开的纸。如图所示，手握两张纸，让纸自然下垂，在两张纸中间向下吹气。发现两张
纸不但不分开，反而会靠拢。
实验分析：吹气时，两张纸条内侧空气流动 ，压强变 ，而纸条外侧空气的流速基本不
变，气压相对较大，存在压强差，因而有 差，是这个压力差把两纸条压到了一起。
实验结论：在气体中，流速越大的位置，压强越 。
【实验二】吹不开的乒乓球。如图所示，在盛水的浅容器中放入两个乒乓球，使两球间隔一定的距离
且静止。现用一细纸管向两乒乓球中间吹气，两乒乓球会靠拢。
实验分析：两个乒乓球向中间靠拢，说明两球内侧受到液体的压强变小，吹气前后两球外侧受到液体
压强不变，球内外存在 差，因而存在压力差，两球在 作用下向中间靠拢。
实验结论：液体的流速越大，压强越小。
（3）探究归纳：流体的流速越大，压强越小。
2. 用“流体压强与流速的关系”解释现象
（1）火车站台上的安全线：在火车站和地铁站的站台上往往要画一条安全线。原因是：当火车或地铁
进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强 ，
17会产生一个向 侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。
（2）喷雾器的工作原理：喷雾器的小孔处比较细，当有气体流出时，空气流速快，压强 ，容
器里液面上方的空气压强大，液体就沿着细管上升，从管口流出后，受气流的冲击，被喷成雾状。
（3）跑车的气流偏导器
跑车车身形状和机翼类似，高速飞驰时，如果产生向上的力就会发飘，会造成行驶不稳定。所以在跑
车车尾安装了一种“气流偏导器”， “气流偏导器”上表面平直，下表面呈 向下凸，当跑车高速
行驶时，流过它上方的空气速度比下方空气 。此时，上方空气压强比下方空气压强大，这样，
“气流偏导器”受到一个向 的压力差，从而使车轮抓紧地面。
四、飞机的升力
如图所示，飞机机翼的形状基本是 ，机翼的形状对飞机的起飞起了很重要的作用。飞机起飞前，
先在跑道上跑一段距离，空气相对机翼向后运动。因为机翼的形状是上凸下平，所以上方空气流速 ，
压强 ，机翼上、下方存在压强差，产生压力差，这一压力差使飞机获得向 的升力。
第四节 浮力
18一、浮力
1. 浮力：浸在液体或气体中的物体，会受到液体或气体向上托的力，这个力叫作浮力，用F 表示。
浮
浮力的方向是 。
2. 称重法测浮力
（1）用弹簧测力计测出物体（ρ ＞ρ ）的重力G=F ；
物 液 1
（2）将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中，读出弹簧测力计的示数F；
2
（3）则物体在液体中所受浮力的大小 F = ，弹簧测力计减小的示数就是物体受到的浮力。这
浮
种测量浮力的方法叫作称重法。
称重法测浮力 运用力的平衡条件求浮力
3. 运用力的平衡条件求浮力
如图所示，浸没在水中的铝块受到三个力：重力G、弹簧测力计的拉力F 和浮力F 。在这三个力的
拉 浮
作用下铝块处于平衡状态。把F 和F 的合力设为F ，这样就可以认为铝块受F 和G两个力的作用。
拉 浮 合 合
因为铝块静止，故所受力为平衡力，即F =G，又因为F = ，所以F = 。
合 合 浮
二、决定浮力大小的因素
【猜想】猜想1：浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。他的根据是：用手把一个空易拉罐压入
水中，易拉罐浸入的体积越大越费力。
猜想2：浮力的大小跟液体的密度有关。他的根据是：人在水中会下沉，在死海中却能漂浮于水面。
猜想3：浮力的大小跟固体的密度有关。他的根据是：木块在水中漂浮，铁块在水中下沉。
【实验思路】由以上猜想，浮力的大小可能与浸在液体中物体的体积、液体的密度等因素有关。要探
究浮力的大小是否与这些量有关，需要逐次探究，每次探究浮力的大小与其中一个量的关系，其他的量要
保持不变。即用到了控制变量法。
【实验器材】弹簧测力计，物块，盛有水和盐水的容器各一个。
【实验过程】
（1）如图①所示，测出物块所受的重力并记录。
（2）如图②所示，将物块小部分体积浸入水中，观察并记录弹簧测力计示数的变化。
（3）如图③所示，将物块浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。
（4）如图④所示，改变物块浸没在水中的深度，观察并记录弹簧测力计的示数。
（5）如图⑤所示，将物块浸没在盐水中，观察并记录弹簧测力计的示数。
19【实验数据】
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
浸入的液体或气体 空气 水 水 水 盐水
浸入液体的体积 部分 浸没 浸没 全部
弹簧测力计的示数/N 3.2 2.6 2.2 2.2 2.1
浮力大小/N 0.6 1.0 1.0 1.1
【分析论证】
（1）从表中②③次实验数据可以看出，物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关，物体排开
液体的体积越大，受到的浮力越大.
（2）从表中③④两次实验数据可以看出，物体浸没在同种液体时，所受浮力的大小与其在液体中浸
没的深度无关.
（3）从表中③[或④] 两次实验数据可以看出，物体所受浮力的大小与液体的密度有关。当物体排
开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受的浮力越大
⑤
【实验结论】浸在液体中的物体，所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关。液体密度
.
相同，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；液体密度不同，当物体排开液体的体积相同时，液体
的密度越大，物体受到的浮力越大。
三、探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
【猜想与假设】液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，则排开的液体受到的重力越大；另一方
面，液体的密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。所以浮力的大小跟排开液体所受的重
力应该有一定的关系，大小可能 。
【设计实验】
（1）实验器材：弹簧测力计、物体、溢水杯、小桶、细线、水。
（2）用称重法测量浮力：先测出物体在空气中所受的重力G=F ，再读出物体浸在水中时弹簧测力计
2
的示数F，则F =F-F （如下图乙、丙所示）。
3 浮 2 3
（3）用溢水法测量排开水所受的重力：物体排开水所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出（如下
图甲、丁所示）。溢水杯中盛满水，把物体浸在水中，让排开的水流入一个小桶中，桶中的水就是被物体
排开的，用弹簧测力计测出排开的水所受的重力G =F-F 。
排 4 1
20（4）实验数据表格（见下）。
【进行实验与收集数据】
（1）如图甲所示，用弹簧测力计测量空桶所受的重力G =F。将数据记入表格中。
桶 1
（2）如图乙所示，将小石块用细线系住，挂在弹簧测力计的挂钩上，测出小石块所受的重力G=F 。
2
将数据记入表格中。
（3）如图丙所示，将水倒入溢水杯中，使水面恰好到达溢水杯的溢水口，将小桶放在溢水口下水能正
好流入小桶的位置，然后将小石块慢慢地浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F，将数据记入表格中。
3
（4）如图丁所示，测出此时小桶和排开的水所受的总重力F，将数据记入表格中。
4
【分析论证】
（1）根据F = F-F 计算小石块在水中受到的浮力；
浮 3 2
（2）根据G =F-F 计算出排开的水所受的重力。
排 4 1
（3）分别计算实验序号1或2或3中物体受到的浮力和排开的水所受的重力，发现F =G 。即：浸
浮 排
入水中的物体所受浮力的大小等于它 所受的重力。
物体所 小桶和排开水
小桶所受 物体在水中时弹 浮力 排开的水所
次 受重力 所受的总重力
重力 簧测力计的示数 F /N 受的重力G
数 G /N G /N 浮
G /N 物 F /N 总 /N
桶 拉 排
1 1.0 2.2 1.4 1.8 0.8 0.8
2 1.0 1.7 1.1 1.6 0.6 0.6
3 1.0 3.6 2.3 2.3 1.3 1.3
【实验结论】大量的实验结果表明：
浸在液体中的物体所受浮力的大小，等于被物体排开液体所受重力的大小。
【交流与讨论】
（1）若先将物体浸入水中测量浮力，再测物体的重力，由于物体沾水会使所测重力偏大，则所测浮力
偏 ；
（2）先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力，所测桶沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏 。
（3）物块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面与溢水口不平，不会影响浮力的大小，但会导致排
到小桶内的水小于物块排开的水的体积，会得出物体所受浮力 于排开的液体所受重力的错误结论。
上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。
四、阿基米德原理
21（1）内容：浸在液体中的物体所受浮力的大小，等于被物体排开液体所受重力的大小。
（2）数学表达式：F =G 导出式：F =G =m g=ρ gV
浮 排 浮 排 排 液 排
（3）公式中各物理量的意义及单位
ρ 表示液体的密度，单位是 ； V 表示排开液体的体积，单位是 ；
液 排
g表示9.8N/kg；F 表示物体受到的浮力，单位是 。
浮
各物理量全部采用国际单位制。
（4）对阿基米德原理的理解
①影响浮力大小的因素：由公式F =ρ gV 可知，浮力F 的大小只和ρ 和V ，与物体的
浮 液 排 浮 液 排
体积、形状、密度、浸没在液体中的深度等因素 （均选填“有关”或“无关”）。
②适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小也等于它排开的 所受的重力，
也可用F ＝ρ gV 计算。
浮 气 排
③求液体密度、排开液体的体积公式： ρ =F /gV V =F /gρ
液 浮 排 排 浮 液
④理解“浸在液体中的物体”：浸在液体中的物体包括两种情况：一是物体全部浸入液体中，如图中
B物体，也叫浸没；二是一部分体积浸入液体中，如图中A物体。
物体浸没时：V =V =V ；物体部分浸入时：V =V G，气球（飞艇）可上升，若要使气球（飞艇）降回地面，可以放出一部分气体，使排开空气的体积减小，
24浮力减小。
对于热气球，加热时内部空气膨胀，一部分空气排出，球内空气密度变小，使浮力大于重力而上升；
停止加热，热空气冷却，使重力大于浮力而落地。为了能定向航行而不随风飘荡，人们还制成了飞艇，在
大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人装货的吊篮。
热气球 密度计
（4）密度计
①作用：密度计是测量液体密度的仪器。
②构造：密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸。
③原理：密度计放在液体中都是 的，因此受到的浮力始终等于它受到的重力并且是不变的，即
F =G 。根据F =ρ gV 可知，因为浮力F 不变，所以把它放在密度比较大的液体里，它浸入液体
浮 密度计 浮 液 排 浮
的体积 ，上浮一些；把它放在密度比较小的液体里，浸入液体的体积 ，下沉一些。所以密
度计的刻度从下往上的示数是越来越 的。（后三空均选填“大”或“小”）
25
