粤教版初二物理浮力和压强教案.docx

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粤教版初二物理浮力和压强教案

学科：

物理任课教师：

授课时间：

2014年7月18日

1、掌握浮力、液体压强的特点

2、会利用公式计算浮力和液体的压强

3、灵活掌握浮力液体压强的计算方法

4、掌握连通器的原理以及应用、掌握浮力实验测量方法。

一、浮力

1．概念：

浸在液体（气体）里的物体受到的液体（气体）对它

向上的托力．

2．浮力的方向：

__竖直向上_．

3．阿基米德原理：

（1）内容：

浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于__它排开液体所受的重力

__．

（2）公式：

F浮＝G排＝___ρ液gV排__．

4．物体浮沉的条件：

（1）受力分析法（物体完全浸没在液体中时）：

当_F浮>G物_时，物体上浮；

当__F浮G物_时，物体下沉；

当_F浮=G物时，物体悬浮在液体中．

（2）比较密度法：

当_ρ液>ρ物_时，物体上浮；

当_ρ液=ρ物_时，物体悬浮在液体中；

当_ρ液<ρ物_时，物体下沉．

5．求浮力大小的方法：

（1）称量法：

F浮＝G－F.（G是物体受到重力，F是物体浸入

液体时弹簧测力计的读数）

（2）压力差法：

F浮＝F向上－F向下．

（3）阿基米德原理：

F浮＝G排或F浮＝ρ液gV排．

（4）二力平衡法：

F浮＝G物．（适合漂浮、悬浮状态）

二、浮力的应用

1．轮船：

采用“空心”的方法来增大_排开水的体积_从而_增大浮力__，使其漂浮在水面上

2．潜水艇：

通过向水舱中充水或排水来改变__自重__，从而实现上浮、悬浮或下潜．

3．气球和飞艇：

其气囊中充的是密度__小于_空气的气体，

因而能够升空；改变气囊中气体的_体积_来改变气球和飞艇受到的浮力大小，从而实现升降．

4．密度计：

测定__液体密度_的仪器，在液体中处在漂浮

状态，同一密度计漂浮在不同的液体中，受到的__浮力相同，密

度计_浸入液体的体积越大_，该液体_密度越小_．

物体浸在液体里，受到的浮力跟液体的密度有关，跟该物体的密度无关．

三、流体压强与流速的关系

1．流体：

气体、液体都可以流动，它们统称为流体．

2．关系：

在气体和液体中，_流速越大__的位置_压强越小_，__流速越小__的位置_压强越大_．

3．飞机的升力：

飞机飞行时，在__相同时间__内，机翼上方的气流通过的__路程长__，因而_速度大_，它对机翼的__压强小_；下方气流通过的路程小，因而速度较小，它对机翼的压强较大．机翼上下表面的_压强差__产生向上的___升力___．飞机的升力不是飞机受到的浮力．

【例1】（2011年铜仁）某同学在“探究浮力大小与什么因素有关”时，做了如图9－1所示的实验．根据要求完成下列探究过程：

（1）石块的重力G＝________N.

（2）石块浸没在水中后测力计的示G′＝________N，由此可得石块所受浮力F浮＝________N.

（3）石块排开水所受到的重力G排＝________N.

（4）比较F浮和G排的大小，可以发现：

F浮______G排．

【例2】（2012年淮安）小明将重为3N的石块挂在弹簧测力

计下端，先后浸没在水和盐水中．石块静止时弹簧测力计的示

数如图9－3甲、乙所示，则石块在水中所受浮力为______N；

从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的________有关，

若剪断图中的细线，石块将________（填“上浮”、“悬浮”或

“下沉”）．

1.把一个正方体，保持侧面竖直地浸没在液体里的不同深度处，则

A.正方体顶面所受的压力大小不变

B.正方体底面所受的压力大小不变

C.正方体每个侧面所受的压力大小变

D.正方体上、下两面受的压力差不变

2.游客潜入海底观光，在水面下不断下潜的过程中，受到的浮力和压强的变化情况是

A.浮力逐渐变大B.浮力逐渐变小C.压强逐渐变大D压强逐渐变小

3.李明和王聪做了如下实验：

他们分别把一木块和一铁块同时浸没在水中，松手后发现木块上浮，铁块下沉。

对上述现象他俩展开讨论，你认为他们的说法中正确的是（）

A.木块受到的浮力比铁块受到的浮力大

B.铁块受到的浮力比木块受到的浮力大

C.木块受到的浮力大于木块的重力，铁块受到的浮力小于铁块的重力

D.密度大的物体下沉，密度小的物体上浮

4．设想从某一天起，地球的引力减小一半，那么对于漂浮在水面上的船来说，下列说法中正确的是（）

A.船受到的重力将不变，船的吃水深度也不变

B.船受到的重力将减小，船的吃水深度也减小

C.船受到的重力将减小，船的吃水深度仍不变

D.船受到的重力将不变，船的吃水深度将减小

6.质量相同的实心铜球和实心铁球投入同种液体后，所受浮力大小相等，这种液体一定是

A.水B.水银C.酒精D.盐水

8.一均匀物体漂浮在水面上，若将此物体露出水面部分截去，则余下部分将会

A.下沉B.悬浮C.上浮D.都有可能

二、填空题

13.一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验，如图2-3所示，将一只塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出（图甲），但乒乓球并不上浮，这是因为________________________。

若用手堵住瓶口（图乙），可观察到乒乓球浮起，这是因为____________________。

15．用手将一重为6N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N，此时物体受到的浮力为N；放手后物体将（填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），待物体静止时所受浮力为N。

16．图2-5甲中一体积为1.0×10－4m3实心物体A悬挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为2.8N，物体A的密度为　　　kg／m3（g取10N／kg）．若把物体完全浸没在某种液体中时，弹簧测力计的读数变为1.8N如图2-5乙，物体在这种液体中受到的浮力是　　　　N

17.重14.7N的石挂在弹簧秤下端，将它完全没入水中，这时弹簧秤示数是9.8N，则石块受到的浮力大小是_______N，石块排开水的体积是________m3，石块的密度是_______kg／m3。

19.将密度计先后浸入盐水、清水和油中，在这三种液体中密度计所受浮力的大小F盐、F水、F油之间的关系是F盐_____F水_____F油；在此三种情况中密度计浸入液体的深度h盐_____h水_____h油（填“大于”“小于”或“等于”）.

22.A、B和C三个体积相同而材料不同的实心球放入盛有液体的容器中，各球所处位置如图13—26所示，从而可以判断_____球的密度最大，_____球受到的浮力最小，A球受到的浮力_____B球受到的浮力.（填“小于”“大于”或“等于”）

23.在火车站和地铁站台上，都画有一条安全线，当火车快速开过时，人越过这条线就会有危险.这是因为，火车开动时，靠近火车的地方气体_____，压强_____，离站台远的地方气体_____，压强_____，强大的气流会_____。

三、简答题：

24．一艘潜水艇在东海某地执行完任务，返回长江某基地．潜水艇在海面下和江面下悬浮时．所受浮力的大小相等吗?

为什么？

哪种情况所受的重力大呢?

四、探究题：

（每小题6分，共24分）

27．【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2-9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）

（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：

28.图2-10所示的实验是研究浸没在水中的石块所受浮力跟它排开水的重力的关系.

（1）对比乙弹簧测力计两次的示数可知石块受浮力大小是_____N.

（2）对比甲弹簧测力计两次的示数可知石块排开的水重是_____N.

（3）实验得到的结论是石块所受浮力的大小等于______________________________.

32．如图2-11所示，弹簧测力计的量程是0—5N，木块重力大约7N，轻质滑轮重为1N、铁架台、刻度尺、足够大的量杯、足量的水和细棉线（自重不计），图中每种器材各有一件。

请你利用图中的一些器材，设计一个测量木块重力的实验方案：

（1）写出选用器材的名称：

（2）请用文字简要地写出需要测量的物理量及符号：

（3）木块重力的表达式：

五、计算题：

（6分）

31.用一根能承受2t物体的拉力的钢绳，能否把沉没在水中、体积为1m3、密度是2.6×103kg/m3的大石块提起？

如果能提起，当石块提到露出水面多大体积时，绳子就要断？

二、神奇的压强

（二）

（一）知识体系

（二）液体的压强

1、液体压强的特点和规律

　　液体对容器底和侧壁都有压强（由于受到重力和有流动性）

　　液体内部向各个方向都有压强；液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等，液体的密度越大，压强越大。

2、液体压强的计算公式

　　假设：

既然液体内，在同一深度处向各个方向的压强相等，只要计算出向下这个方向的压强，这一深度向各个方向的压强都知道了。

要计算液面下深度为h处A点受到的压强，可设想从水面到A处有一液柱，底部有一液片，其面积S等于该液柱的横截面积，液片在水中所处深度等于液柱长，这个液片受到的向下的压强只与液片上方的圆柱形液柱有关，这个压强是由此液柱的重力产生的。

　　公式推导过程

　　液体压强的计算公式：

　　式中P为液体的压强（帕斯卡）；ρ为液体的密度（kg/m3）

　　g为常数9.8N/kg；h为深度，指液面到该处垂直距离。

　　注意：

在利用液体压强的计算公式p液=ρ液gh时要注意什么？

　　答：

利用液体的压强公式p液=ρ液gh可以用来分析、判断和简单计算。

　　利用该公式计算时应注意以下问题：

（1）式中p液表示液体的压强，ρ液表示液体的密度，h表示液体的深度，g是常量9.8N/kg；尤其是密度ρ这个物理量，是液体的密度而不是物体的密度，一定要记住。

（2）由于压强的单位是Pa，因此式中ρ液的单位必须用kg／m3，h的单位必须用m。

　　（3）式中h表示深度，而不是高度，深度和高度这两个概念是有区别的，深度是指从液体的自由面到物体所在位置之间的竖直距离，即深度是由上往下计量的；高度是指液体中某一点到底部的竖直距离，即高度是由下往上计量的。

　　（4）式中g是常数，所以压强p液只与液体密度ρ液和深度h有关。

与浸在液体中的物体的密度、物体的重力、体积、形状等因素均无关，所以在比较液体压强的大小时，要紧紧抓住液体的密度和深度这两个量来讨论。

　　（5）p液=ρ液gh适用于液体的压强，而p＝F/S是压强的定义式，也是计算压强的通用公式，可以同时适用于固体、液体和气体。

　　（6）解题技巧：

在盛有液体的容器中，液体对容器底部的压力、压强遵循液体压力、压强规律；也就是一般先求p液（p液=ρ液gh），然后再求压力F（F＝pS）的大小。

对于形状规则（如柱形、长方形、正方形的容器）时，液体对容器底部的压力等于液体的重力，这时可以先分析压力，再分析压强。

特别提醒：

对于日常生活中容器的形状不能根据经验直接认为是规则的。

如牙杯、热水瓶等就可能不是规则的。

因此，在处理联系生活实际的问题时，一般是不把容器认为是规则的（即将容器当作不规则来处理）。

　　而容器对水平桌面的压力、压强则要遵循固体的压力、压强规律。

一般先分析求出F，然后再根据p＝F/S，求出压强的大小。

注意：

此时压力F=G容器+G液体。

3、公式的物理意义

　　A.对于同一种液体，压强与深度成正比；

　　B.对于不同液体同一深度处，压强与液体密度成正比；

　　C.公式中不包含面积S，表示液体的压强与所取的受力面积大小无关、与容器的形状、液体的质量、重力、体积均无关系。

4、连通器

生活、生产中的许多设备都采用了连通器的原理，因此都可以看成是连通器或连通器模型。

如锅炉水位计、喷泉、千斤顶、给鸡供水的水盆、茶（酒）壶、家中自来水水管、船闸等。

例1、一端蒙橡胶皮膜的玻璃筒，插入水中，在逐渐下插的过程中，橡皮膜将（　）

A．逐渐下凸　　　　　　　　　　　B．逐渐上凸

C．保持不变　　　　　　　　　　　D．不好判断

例2、在探究“影响液体内部压强大小的因素”的过程中，一些同学作了如下猜想：

　　猜想A在同一深度，液体内部向各个方向都有压强，且向各个方向的压强相等；

　　猜想B在深度相同时，不同液体的压强还跟它的密度有关，液体的密度越大，压强越大；

　　猜想C同一种液体的压强随深度的增加而增大。

　　为了检验上述猜想是否正确，某同学进行了图1中各图所示的操作：

（1）比较图中代号为_________的三个图，可以说明猜想A是否正确；

（2）比较代号为_____________的两个图，可以说明猜想B是否正确；

　　（3）比较代号为_____________的三个图，可以说明猜想C是否正确．

例3、三个形状不同的容器A、B、C的底面积都等于S，分别装有相同深度h的同种液体，置于水平桌面上，如图所示。

试比较：

（1）各容器底面所受液体压强的大小；

（2）液体对各容器底面的压力的大小；

　　（3）如果各容器的重力不计，三个容器对水平桌面的压强的大小。

例4、有三根两端开口的玻璃管，形状不同，如图，在它们下端挡一薄塑料片后都插入水中。

当分别注入100克水时，薄塑料片都恰好下落。

如果不注入水而是分别轻轻地放入一个100克的砝码，则薄塑料片不会脱落的是（　）

A.甲管　　　　　　　　　　　B.乙管

C.丙管　　　　　　　　　　　D.乙管和丙管

例5、如图所示是装满某种液体的密封容器，容器底受到液体的压强为

，受到液体的压力为

，容器对桌面的压强为

，压力为

。

若把它倒置过来后，容器底受到液体的压强为

，受到液体的压力为

，容器对桌面的压强为

，压力为

，则

_______

，F1_______F3，p2_______p4，F2_______F4。

例6、若例3中液体没有装满容器，如图所示，则

______

，F1______F3，p2______p4，F2_______F4。

例1、如图，2003年3月下旬，香港淘大花园爆发“SARS”，经香港卫生署及世界卫生组织的调查，发现引起淘大花园“SARS”病毒大面积传播的原因之一是：

当地一些家庭很少使用地漏排泄地面上的污水，从而造成与卫生间地漏相连的U型存水弯头内没有存满足够的水，有的甚至是干的，因此不能正常发挥作用。

　　请你从物理学的角度对上述事件的原因作出简要分析。

例2、举世瞩目的三峡水利工程，2003年6月1日开始关闸蓄水，此工程集防洪、发电、航运于一体。

设计大坝高185m，坝长2309m，最高蓄水位175m，此工程完工投入使用后发电机的总功率达1820万KW；请你围绕此工程提出2个与所学物理知识有关的问题并予以回答。

（1）为什么大坝设计成上窄下宽？

（2）为什么船闸能使船顺利通过？

　（3）蓄水达最高水位时，坝底所受压强为多少？

窗体顶端

1、图是潜艇在海中航行时的示意图，那么潜艇受到海水的压强最大的是（　）

A．甲　　　　　　　　　　　B．乙

C．丙　　　　　　　　　　　D．无法判断

2、如图所示两个容器中分别装有等高的水和煤油，两液体中的不同位置的点受到的液体的压强最小的是（　）（煤油密度小于水的密度）

A．a点　　　　　　　　　　　B．b点

C．c点　　　　　　　　　　　D．d点

3、一个盛水的试管由竖直方向逐渐倾斜，在水未从试管流出前，水对管底的压强将（　）

A．逐渐变大　　　　　　　　B．逐渐减小

C．不发生变化　　　　　　　D．先变大后变小

4、如图：

在U形管中间放一薄塑料片，在左右两边同时分别加入等体积的水和食盐水，塑料片将（　）。

A．静止不动　　　　　　　　　B．向左边移动

C．向右边移动　　　　　　　　D．不能判断

5、连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。

图中所示的事例中不是利用连通器原理的是（　）

A．

（1）　　　　　　　　　　B．

（2）

C．（3）　　　　　　　　　　D．（4）

6、如图展示了日常生活或生产技术中的四种情境，其中哪种情境运用了增大压强的知识？

（　）

A．

　B．

C．

　　D．

7、站在地面上的小明想让自己对地面的压强变为最小，他应该（　）

A．抬起一只脚　　　　　　　B．走动

C．坐在地面上　　　　　　　D．平躺在地面上

8、一只底面积为S的箱子，当放在面积为2S的水平桌面中央时，箱子对桌面的压强为P；当放在面积为S/2的水平凳面上时（凳面被箱子全部盖住），箱子对凳面的压强是P′，则P′与P的关系为（　）

A．P′＝4P　　　　　　　　　B．P′＝2P

C．P′＝P　　　　　　　　　D．P′＝P/2

9、在结冰的湖面上行走时,突然脚下的冰将破裂,应采取（　）

A．站住不动　　　　　　　　B．就地爬伏在冰面上慢慢向岸边挪动

C．赶快向岸边跑去　　　　　D．立即改成单脚站立

10、两个完全相同的容器中分别盛有质量相等的水和酒精，如图所示，下列说法正确的是（　）

A．两容器底受到液体的压力相等

B．液面下深度相同的两处a，b所受液体的压强相等

C．盛水容器底部受到液体的压强较大

D．盛水容器底部受到液体的压强较小

10如图所示，两支相同的试管中装有质量相等的不同液体，则液体对容器底部的压强

。

12、某瓷器厂的广告“好茶配好杯，好喝看得见”，并为其配了图3图片，请指出图片中存在的错误之处：

___________________________________________。

三、简答题与计算：

13、密闭的液体有一个重要的特点，即加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递，这个规律被称为帕斯卡原理。

液压机就是根据这一原理工作的。

如图所示为它的工作原理图，其两活塞与同一容器的液体相接触，设小活塞的横截面积为S1,加在它上面的压力为F1，大活塞的横截面积为S2，请你依据帕斯卡原理写出液体对大活塞压力F2的数学表达式，并简要说明使用液压机的好处。

14、已知甲乙计两个煤油柱，甲底面积为1cm2,　高为20cm;乙底面积为9cm2,高为20cm,计算两煤油柱对底面产生的压力和压强。

15、杯子中装有120g水，水深10cm，当杯子底面积为10cm2时，杯子底受到压强为多少？

杯子底受到压力为多少？

（g=10N/kg）

16、如图所示，放在水平桌面的某容器内装有500mL的水，容器质量忽略不计，水面高h1为8cm，容器高h2为10cm，容器底面积为50cm2。

求：

水对容器底的压力和压强、容器对水平桌面的压强（g取10N/kg）

17、目前人类已经探明的海洋中最深的地方是玛利亚纳海沟，深度为11034m，生活在那里的鱼类承受着巨大的压强。

若一条鱼在深度为10000m的地方游动，那么它受到的压强是多少Pa？

（海水密度用1×103kg／m3，g取10N／kg）

18、如图所示的容器，高h=20cm，底面积S=1.0-2m2，图中容积V=4.0×10-3m3，当此容器盛满水时，问：

（1）水对容器底的压强是多少？

（2）水对容器底的压力是多少？

（3）水受到的重力是多少？