文档内容
压强浮力综合
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
1.掌握压强、增大减小压强的方法及其应用、压强的计算
2.掌握液体的压强的特点、计算、帕斯卡原理、连通器
3.掌握理解大气压强的概念,掌握大气压强在生活中的应用。
4.掌握流体压强与流速的关系、飞机的升力、浮力产生的原因、阿基米德原理、浮力计算、探
究浮力大小的实验
5.掌握物体沉浮条件、浮力应用
一、固体的压力和压强
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。
G G F+ G G – F F- G F
2.压强:
⑴定义:_______________叫压强。
⑵物理意义:压强是_______________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、长方体等)对桌面的压强
P=ρgh。⑷成人站立时对地面的压强约为: 1 . 5×1 04Pa。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 . 5×1 04N。
⑸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:缝衣针做得很细、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 +G ),后确
容 液
定压强(一般常用公式P=F/S)。
二、液体的压强
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。
4.压强公式:
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 : P a ; g : N/k g ; 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。
D、液体压强与深度关系图象:
5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=ρg h;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。
6连通器:⑴定义:_______________。
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。
三、大气压
1.概念:_______________叫做大气压强,简称大气压,一般有p 表示。说明:“大气压”与
0
“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。
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p =760mmHg=76cmHg= 1 . 01×1 05Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
0
(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为 1 0 . 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。
E、标准大气压: 支持 76c m 水银柱的大气压 叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg= 1 . 01×1 0 5 P a
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
说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。 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:①用塑料吸管从瓶中吸饮料;②给钢笔打水;③使用带吸盘的挂衣勾;④人做吸气运动。
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)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,
_______________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。
下沉 悬浮 上浮 漂浮
F < G F = G F >
浮 浮 浮
G F = G
浮
ρ <ρ ρ =ρ ρ >ρ ρ >ρ
液 物 液 物 液 物 液 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)。
③悬浮与漂浮的比较
相同:F =G: 不同:悬浮ρ =ρ ;V =V 漂浮ρ <ρ ;V 、=、<).
甲 乙
8、质量相同的两个实心正方体A和B,如图3―甲所示,将它们放在水平地面上时,它们对地面产
生的压强P P。当将它们放入水中后分别静止在如图3―乙所示的位置,则它们受到水
A B
的浮力F F(填“大于”“等于”或“小于”)。
A B
9、如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,气泡受到水的压强将 (填
“变大”、“变小”或“不变”);气泡受到水的浮力将 (填“变大”、
“变小”或“不变”)。
10、水平桌面上的甲、乙两圆柱形容器,装有质量相同的水,如图4所示。水对甲、乙两容器底的
压力和压强的大小关系分别是:F ____F ;p ____p 。 (都选填“>”、“<” 或
甲 乙 甲 乙
“=”)
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1、如图1所示,物体悬浮在水中,水对物体向上、向下的压力分别为F和F,下列说法正确的是
1 2
:
A. 由于物体静止不动,F、F是一对平衡力;
1 2B.因为物体上表面的面积较大,所以F<F
1 2;
C. F和F的合力大小等于物体的重力;
1 2
D.物体受到合力的方向是向上的.
2、某学生做以下实验:先在一只玻璃水槽中注入一定量的水,后将盛有小石子的塑料小船放入水
里(如图),测得船底到液面的距离为h;再每隔一定时间向水里加食盐并搅动,直至水中食盐剩
余。在他所绘制的吃水线至船底距离h随加盐量而变化的图象中(如图10)正确的是( )
3、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”起卷入空中(如图所示),
龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( )
A.龙卷风内部的气压远小于外部的大气压
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了
D.龙卷风产生了强大的静电,将物体吸上天空
4、一方形木块体积为2.6×l0-3米3,放入盛有清水的圆柱形容器中,木块浸入水中部分的体积是
1.56×10-3米3,容器的底面积为9×l0-2米2.( =1.0×l03千克/米3,g取10牛/千克)求:
①木块受到的浮力; ②木块的质量和密度;
③木块放入后,容器底部受到水的压强增加多少?
5、小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽,如图所示,带有浮球的直杆AB能绕O点转动。C
为质量与厚度不计的橡胶片, AC之间为质量与粗细不计的直杆,当进水口停止进水时, AC与AB
垂直,杆AB成水平静止状态,浮球B恰没于水中。浮球B的体积为1×10-4m3,此时橡胶片恰好堵住进水口,橡胶片C距槽中水面的距离为 。进水管的横截面积为4cm2,B点为浮球的球心,
OB=6AO。不计杆及浮球的自重(g取10N/kg)。
求:(1)平衡时细杆对橡胶片C的压力大小;
(2)蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米?
6、如下图所示,容器重20N,容器的底面积为200cm ,往容器里倒入80N的水,水的深度为
25cm,平放在面积为1 的水平台面上(g=10m/kg),求:
(1)水对容器底的压强多大?
(2)容器底受到水的压力多大?
(3)台面受到容器的压强多大?
7、某电梯公寓楼高约40m完成此建筑物需要浇制钢筋混凝土1×104m3,用其他建筑材料
3.5×104t,混凝土的密度为2.5×103kg/m3,g取10N/kg。(1)已知自来水的密度为1×103kg/m3,若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需给水施加
多大的压强?
(2)测量表明,该楼的地基所承受的压强不得超过1.2×106Pa,若房基与地面的接触面积为
1×103m2,则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物质及进入大楼的人员的总质量不得超过多
少?
8、赵军同学在家里想知道某种食用油的密度,于是他利用学过的物理知识设计了一种求食用油密
度的方法。他找来一支直径均匀、一端封闭的玻璃管,往玻璃管里放人适量的铁砂,管口朝上放入
水里,玻璃管竖直浮在水中,静止后测出玻璃管露出水面的长度为总长度的 ;再把玻璃管放人待
测的食用油里,玻璃管竖直浮在油中,静止后测出玻璃管露出油面的长度为总长度的 。通过计算
他知道了这种食用油的密度。问这种食用油的密度是多少?
9、物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究。在一个重为4N,底面积为200cm2的圆柱形薄
壁玻璃容器底部,放一个边长为1 0cm。的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。
通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图11所示的图像。
请解答下列问题。
(1)分析图像可知,水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中,物块受到的浮力怎样变化?这一
过程中物块对容器底部的压强又怎样变化?
(2)当容器中水深超过8cm。以后,物块处于什么状态?为什么?
(3)将物块取出后,若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是多少?
(4)物块的密度是多少?10、如图所示,圆柱形容器中盛有水。现将一质量为0.8千克的正方体物块放入容器中,液面上升
了1厘米。此时正方体物块有一半露出水面。已知容器的横截面积与正方体横截面积之比为5∶1,
g取10牛/千克,容器壁厚不计。求:(1)物块对容器底的压强。(2)若再缓缓向容器中注入水,
至少需要加多少水,才能使物块对容器底的压强为零。
课程顾问签字: 教学主管签字: