初中物理压强与浮力专题教案.docx
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初中物理压强与浮力专题教案
压强与浮力专题个性化简案
学生姓名:
年级:
科目:
初中物理压强与浮力专题
授课日期:
月日
上课时间:
时分------时分合计:
小时
教学目标
1、能用压强公式进行简单计算,知道增大和减小压强的方法;
2、了解液体压强的特点,能用液体压强公式进行简单计算,
3、认识生产和生活中的连通器.
4、理解阿基米德原理
5、知道问题的浮沉条件和浮力的应用
重难点导航
1、知道压强的定义和计算
2、对阿基米德原理的理解
3、物体的浮沉条件及浮力的应用
教学简案:
1、固体的压强和压力
2、液体的压强及应用分析
3、大气压知识点梳理
4、浮力及阿基米德原理
5、中考真题讲析
授课教师评价:
□准时上课:
无迟到和早退现象
(今日学生课堂表□今天所学知识点全部掌握:
教师任意抽查一知识点,学生能完全掌握
现符合共项)□上课态度认真:
上课期间认真听讲,无任何不配合老师的情况
(大写)□海豚作业完成达标:
全部按时按量完成所布置的作业,无少做漏做现象
审核人签字:
学生签字:
教师签字:
备注:
请交至行政前台处登记、存档保留,隔日无效(可另附教案内页)大写:
壹贰叁肆签章:
个性化教案(内页)
一、固体的压力和压强
1.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.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=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.×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
3.一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:
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。
⑴推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,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。
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。
着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
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。
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:
历史上着名的实验──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。
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=1.01×105Pa(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,则测量结果偏小。
?
B、本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3m。
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。
D、若外界大气压为HcmHg,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)。
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,每升10米,大气压大约降低100Pa?
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:
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。
(一)浮力
(1)定义:
浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)向上托起的力叫浮力。
(2)方向:
无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的。
(3)产生原因:
假设有一个正方体完全浸没在水里,如图1所示则正方体的前后、左右、上下六个表面都要受到水的压强和压力,由于左右两个侧面和前后两侧面对应部分在水中的深度相同,由液体压强公式p=ρgh可知,受到水的压强大小相等;由公式F=ps
可知。
作用在左右、前后侧面上的压力也大小相等,且方向相反,彼此平衡。
但是上下两表面由于在水中的深度不同,受到水的压强也不等,上表面的
深度小,压强小;下表面的深度大,压强大;所以下表面受到的向上的压力
F大于上表面受到的向下的压力F,水对物体向上的和向下的压力差就是
水对物体的浮力,即F浮=F-F.
如果物体浸在其他液体中,所受浮力也是由于该液体对物体向上和向下的压力差产生的.
(4)浸在液体中的物体,无论是全部浸没在液体里,还是只有一部分浸入液体里;无论是正
在上浮还是正在下沉,无论是静止在容器底部还是漂浮在液面,都要受到液体对物体的浮力作用.只有如图2所示的情况中,该长方体的下表面与容器底面
紧密贴合,不受到液体向上的压力,只受到液体向下的压力作用时,
才不受到液体的浮力作用,这是一种特殊情况.图2
(5).漂浮在液面的物体,其上表面不受到液体向下的压力.因此,它受到的浮力就等于液体对物体向上的压力.
2.用弹簧秤测浮力
有一铁块要测量出它在水中所受的浮力,可把铁块用细线系好挂在弹簧秤上,记下此时弹簧秤的示数G,然后把铁块浸入水中,则弹簧秤的示数减少,再记下此时弹簧秤的示数G,那么弹簧秤减少的示数,即两次弹簧秤的示数差,就等于铁块浸入在水中时所受浮力的大小,即:
F浮=G-G.
3.用阿基米德原理计算浮力
(1).阿基米德原理的内容:
浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力.
(2).阿基米德原理的数学表达式:
F浮=G排=?
液gv排
式中G排即为被液体排开的液体的重,单位是牛;?
液是物体所浸入的液体的密度,其单位必须用千克/米3;v排表示被物体排开的液体的体积,单位必须用米3,g=9.8牛/千克(或取10牛/千克).
(3).由阿基米德原理可知,浮力F浮的大小只跟液体的密度?
液、物体排开液体的体积v排有关,跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关,此外和物体在液体中的情况,如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等,都无关.
(4).阿基米德原理也适用于气体,这就是:
浸没在气体里的物体受到的浮力大小,等于它排开的气体所受到的重力.即:
F浮=G排气=ρ气gv排
4.物体漂浮在液面的条件
如图3所示,物体漂浮在液面,则其竖直方向上受到
两个力的作用:
竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮,由
于物体静止在液面,因此它所受的重力G和浮力F浮应是一
对平衡力,它们的大小相等.
所以,物体漂浮在液面的条件是:
F浮=G物.
因为F浮=?
液gv排,G物=?
物gv物.
可得关系式:
?
液gv排=?
物gv物.
5.物体在液体中的浮沉条件
如图4所示,浸没在液体中的物体,在竖直方向上受到两个力的作用:
竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。
物体在液体中究竟是上浮、下沉还是悬浮,由物体所受的重力G和浮力F浮的大小关系来决定.当F浮与G不平衡时,物体的运动状态就要发生变化:
当F浮>G时,物体上浮,直到F浮与G大小相等时静止在液面,即漂浮时为止;当F浮<G时,物体下沉,直到静止在容器底部时为止.
当F浮=G时,物体所受的浮力和重力是一对平衡力,物体可悬浮在液体中的任意位置,保持静止或匀速直线运动状态.
6.利用物体和液体的密度关系判断物体的浮沉:
由阿基米德原理可得:
F浮=?
液gv排物体的重力大小为:
G物=?
物gv物.
当物体浸没在液体中,v排=v物.?
液gv排=?
物gv物.
整理后可得:
?
液=?
物
同样方法可推得:
当?
液>?
物时,则物体上浮;当?
液<?
物时,则物体下沉.
7.浮力的作用
A.轮船:
轮船是采用“空心”法而浮在水面的,它所受到的浮力等于船的总重.
轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量,即:
排水量=船自身的质量+满载时货物的质量.
B.潜水艇:
靠改变自身的重而实现上浮、下沉或停留在水中.
C.飞球和飞艇:
利用空气的浮力升入高空.
D.密度计:
是利用物体漂浮在液面的条件工作的,即F浮=G物.
密度计上标的刻度是被测液体的密度与水的密度之比,且大的刻度值在下面,小的刻度值在上面.
真题演练
1、下列关于压力和压强的说法中,正确的是()
A.压力越大,支持面所受到的压强就一定越大
B.物体越重对支持面的压力就一定会越大
C.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定越小
D.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定会越大
2、小春同学在学校开田径运动会时,穿钉鞋跑在100m跑道上,若脚对钉鞋的压强为P1,鞋钉对跑道的压强为P2,则()
A.P1>P2B.P1<P2C.P1=P2D.无法确定
3、下列事例中,能够减小压强的是()
A.把背包带做得宽些B.软包装饮料盒中的吸管尖削得很尖
C.刀、斧的刃都磨得很薄D.用细线切割湿、软的肥皂
4、下列日常生活中的器具和现象中不是利用连通器原理工作的是()
A.锅炉水位计B.水壶C.用钢笔吸墨水D.船闸
5、小华在实验课上,将某一液体倒入试管中(试管倾斜,里面有
的液体)若将试管竖直立起,管底受液体压强将会()
A.增大B.减小C.不变D.无法确定
6、关于大气压强,下面几种说法中正确的是()
A.大气压强是由于大气有重力而产生的,所以它的方向总是竖直向下的
B.离地面越高,大气压强越大,所以宇航员需穿特制服装上天
C.同一地点大气压是不变的,因同一地点海拔高度相同
D.以上说都有错误,均不正确
7、在给病人输液时,为了使输液过程中,药液保持匀速下滴,下列装置中最为合适的是()
8、在一个装满水的溢水杯中,轻轻放入一个实心小球后,溢出了100g水,则下列判断正确的是(水的密度为1.0g/cm3):
()
A.小球的体积肯定不会大于100cm3
B.小球的体积肯定等于100cm3
C.如果小球的体积大于100cm3它的质量一定等于100g
D.如果小球的体积大于100cm3它的质量一定大于100g
7.将一满罐纯净水(高约40cm)口朝下放在水中将口打开,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
8.同一个鸡蛋先后放入水和盐水中静止时,鸡蛋在图甲中漂浮、在图乙中沉底,如图4所示。
由此可知()
A.甲图中的鸡蛋受到的浮力大于重力
B.乙图中的鸡蛋受到的浮力小于重力
C.甲、乙两图中鸡蛋受到的浮力大小相等
D.乙图中的液体是盐水
9.如图5所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列四种说法正确的是()
A.三个容器对水平桌面的压力相等
B.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大
C.如果向乙容器中加人盐水,木块受到的浮力变大
D如果向丙容器中加人酒精,小球受到的浮力不变
10.把重为8N,边长为0.1m的正方体物块投入水中,当物块静止时,下列说法正确的是(g取10N/kg)()
A.物块在水中处于悬浮状态B.物块所受的浮力为10N
C.物块下表面所受水的压强为800PaD.物块下表面所受水的压强为1000Pa
11.把重为0.5N的物体放入盛有水的烧杯中,溢出水的重力为0.3N,则物体受到的浮力()
A.可能为0.4NB.可能为0.2NC.一定为0.5ND.一定为0.3N