压强和浮力Word格式文档下载.docx

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它表示：

人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：

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

　　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。

　　4．压强公式：

　　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。

　　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：

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。

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．

F=G 

F<

F>

G　　　　　　　

　　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。

　　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）。

HcmHg 

（H+h）cmHg 

（H-h）cmHg 

（H-h）cmHg（H+h）cmHg 

（H-h）cmHg（H-h）cmHg

　　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，每上升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：

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。

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，向上、向下的压力差即浮力。

　　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浮 

<

G 

=G 

>

G 

=G

ρ液<

ρ物 

ρ液=ρ物 

ρ液>

ρ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）。

　　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

ρ。

　　分析：

=G则：

ρ液V排g=ρ物Vg

　　ρ物=（V排／V）·

ρ液=

ρ液

　　③悬浮与漂浮的比较

　　相同：

=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）。

　　⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。

　　5．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：

=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）

　　6．漂浮问题“五规律”：

（历年中考频率较高）

　　规律一：

物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；

　　规律二：

同一物体在不同液体里，所受浮力相同；

　　规律三：

同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；

　　规律四：

漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；

　　规律五：

将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。

　　7．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=m；

轮船受到的浮力F浮 

=mg，轮船和货物共重G=mg。

（2）潜水艇：

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。

　　（4）密度计：

　　原理：

利用物体的漂浮条件来进行工作。

　　构造：

下面的铝粒能使密度计直立在液体中。

　　刻度：

刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大。

　　8．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称量法：

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）。

一、影响压力作用的效果

　　例1 

为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上，进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。

实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。

表一 

表二 

表三

实验序号

压力（N）

受力面积（cm2）

实验

序号

1

6．0

10

4

3．0

7

20

2

9．0

15

5

4．5

8

30

3

12

6

9

40

　　⑴分析比较实验序号1与4（或2与5、3与6）及观察到的现象，可得出的初步结论是________。

　　⑵分析比较_______及观察到的现象，可得出的初步结论是：

当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。

　　⑶请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论。

　　①分析比较得_______；

②分析比较得_______。

本题除考查同学们对压力作用效果的掌握程度外，着重考查了同学们对数据表格的分析和处理能力。

另外还考查同学们对控制变量法的理解和运用，即在分析压力的大小影响作用效果时，必须控制受力面积不变；

在分析受力面积的大小影响作用效果时，必须控制压力的大小不变。

　　答案：

⑴受力面积相同，压力越大，产生的效果越显著；

⑵1、6、9；

⑶①受力面积相同，压力越大，压力产生的效果越显著；

②压力相同，受力面积越小，压力产生的效果越显著。

　　学法指导：

控制变量法是研究物理问题的重要方法之一，在研究某物理量可能与两个和两个以上的因素有关时都要考虑变量控制。

如：

实验研究影响液体蒸发快慢的因素；

通过导体的电流与导体两端的电压及导体的电阻关系；

液体压强与液体密度及液体深度关系等都用到了控制变量法。

同学们在解答这类题目时，需先分析要研究的是什么量，影响该量的因素可能有哪些，若有两个或两个以上的影响因素，就要考虑用控制变量法来研究。

　　二、测量大气压

　　例2 

在测量大气压的实验中，某同学将玻璃板放在桌子上，用吸盘贴在玻璃板上面，用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉，直到吸盘脱离板面。

问：

（1）实验原理是什么？

（2）某同学做实验时发现弹簧测力计的量程太小，不能测出吸盘脱离板面时的拉力。

请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合，测出吸盘脱离板面时的拉力，要求写出用到的器材和方法。

本题取材于《大气压强》“想想做做”实验，其原理包括平衡力和压强知识，如图1所示，吸盘受到两个力的作用：

一是大气作用在吸盘上的大气压力F大，其大小始终不变；

另一个是弹簧测力计对吸盘向上的拉力F拉，其大小随吸盘被缓慢上拉的同时逐渐增大，F大和F拉是同直线上反方向的两个力，当F拉略大于F大时，（粗略认为F拉等于F大，即平衡）吸盘被拉离玻璃板，读出此时弹簧测力计的示数，便间接得出F大（F大 

=F拉），用尺测出吸盘的直径D，算出其面积S=πD2/4，即大气压的作用面积，借助压强公式P=F/S可以粗略算出大气压P=4F拉/πD2。

　　若吸盘面积较大，吸盘受到的大气压力F大将较大，超过了常用弹簧测力计的量程，这就需要辅助于省力机械来测量，本题第

（2）问就是针对可能出现的这种情况设计的。

（1）实验原理：

二力平衡的条件F大=F拉和压强公式P=F/S。

（2）法

（一）：

如图2所示取一轻质杠杆（质量忽略不计），为使OA、OB分别为阻力臂L2和动力臂L1以便测量，须让杠杆处于水平位置，人手作用于玻璃板上向下缓慢拉动，读出拉开玻璃板时弹簧测力计的示数F1，便可算出F大=F2=F1L1/L2。

法

（二）：

如图3所示，取一轻质动滑轮，缓慢向上拉动弹簧测力计，读出刚拉开玻璃板时弹簧测力计的示数F1，算出大气压力F大=2F1。

挖掘教材实验进行考查是近年各地中考的重点。

对教材中的每个探究实验，同学们不仅要从整体上了解实验的意图、原理、实验器材及方法，同时要善于剖析实验细节，如实验中可能出现的现象分析，实验方案改进，结论评估等。

　　三、探究液体内部压强

　　例3 

杨扬同学用如图4所示的压强计研究液体内部压强的特点，实验时，他将压强计的橡皮膜置于水中不同深度，并调节橡皮膜在水中的方向，得到如下数据。

橡皮膜朝向

深度

压强计U型管

左液面

右液面

液面高度差

朝上

3cm

9cm

12cm

朝左

朝下

6cm

13．5cm

　　⑴分析表格数据，将漏掉的数据补上。

　　⑵由实验1、2、3，可得出结论：

_________________________________________。

　　⑶由实验_______________，可得出结论：

液体内部的压强随深度的增加而增大。

　　⑷杨扬想完成研究液体内部压强与液体密度关系的实验，请你帮助他设计一个可行的方案。

本题表格数据是学生实验的再现，重在考查学生对实验过程的理解。

压强计的橡皮膜受到压强时，其U型管左右液面出现高度差，反过来当压强计U型管左右液面出现高度差则说明橡皮膜受到了压强，高度差越大则压强越大。

设计研究液体内部压强与液体密度关系的实验方案要采用控制变量法，即橡皮膜在液体中的深度不变。

（1）7．5 

15。

（2）液体内部向各个方向都有压强，同一深度处液体向各个方向的压强都相等。

（3）①如图4取一杯水，将压强计的橡皮膜置于水中一定深度处，记下U型管左右液面高度，算出液面高度差h1；

②将杯中的水换成盐水，将压强计的橡皮膜置于盐水中相同深度处，记下U型管左右液面高度，算出液面高度差h2；

③比较h1与h2的大小得出结论。

物理实验数据大多以表格形式呈现，分析处理表格数据是实验能力的重要方面。

在我们所学的物理知识中，主要有三类表格数据：

一是成正比或反比型的数据，如：

实验研究欧姆定律、物体质量与体积的关系、物体重力与质量的关系、液体压强与深度关系等；

二是比较型的数据，如实验测灯泡的电阻、串联电路的电流关系、并联电路的电压关系、摩擦力大小与压力的关系等；

三是求和（或求积）型数据，如：

实验测串联电路的电压关系、并联电路的电流关系、杠杆的平衡条件等。

　　四、验证阿基米德原理

　　例4 

在《浮力的利用》教学课堂上，王老师做了一个演示实验：

取一块牙膏皮，首先将它揉成团放入盛水的烧杯中，观察到“牙膏皮团”下沉，然后将它展开做成帽形放入水中，观察到“牙膏皮帽”浮于水面上。

王老师提问：

两次不同的实验现象告诉我们什么？

李亮同学马上举手回答：

实验说明物体所受的浮力与物体的形状有关。

（1）你赞同他的观点吗？

简要谈谈你的看法。

（2）若给你一些器材：

弹簧测力计、三个形状不同的小石块、橡皮泥、烧杯、细线和水，你将选择哪些器材实验证明你的观点，写出实验所需器材及你的探究方案。

　　（3）你将如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论。

本题重在考查学生设计实验与归纳分析得出结论的能力。

由阿基米德原理F浮=ρ液gv排得物体所受浮力只与液体密度和物体排开液体的体积有关，而与物体形状无关，改变牙膏皮的形状实质是引起了物体排开液体体积的变化，从而使浮力改变。

在探究物体所受浮力与物体形状是否有关时，要采用控制变量法，即控制体积不变，改变形状，其中可供选择的器材中橡皮泥能满足要求。

此实验的关键在于设计对比性实验，利用两次称量去比较橡皮泥在形状改变时所受浮力大小得出结论。

（1）不赞同。

（2）实验器材：

弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水。

探究方案：

①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥的重G；

②将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F1，算出浮力F浮1=G-F1；

③改变橡皮泥的形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F2，算出浮力F浮2=G-F2；

④再改变橡皮泥的形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F3，算出浮力F浮3=G-F3。

（3）比较三次橡皮泥在水中受到的浮力，若大小相等，说明浮力大小与形状无关；

若大小不等，说明浮力大小与形状有关。

实验探究是课改来中考的重点，本题从实验设计、分析论证、评估三个方面对学生进行科学探究能力考查。

在设计实验时，同学们要注意实验方案的可操作性、准确性和严密性，方案所涉及的实验器材、物理量及表达式都要明确表示出来；

分析论证是对可能发生的现象或实验数据进行归纳，因果推导得出结论的过程，大多可以“如果……，那么……”句式呈现；

评估所涉及的范围很多，如评估实验方案的好坏，评估结论对错，评估实验器材的选择是否恰当等。

在评估时不仅要鲜明表达自己的观点，还要运用物理原理或规律加以分析说明。

　　在学习《压强和浮力》内容时，不仅要注意教材中几个实验的分析与把握，弄清实验原理，掌握实验方法与步骤，理解实验现象与结论。

更要注意加强知识与生产生活、科技社会的联系，这也是近年中考的重心所在。