压强和浮力复习教案正式版.docx

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压强和浮力复习教案正式版

压强和浮力教案

一．教学目的

1.教学重点

固体压强的计算，液体压强特性，气体压强，浮力的作用与计算。

2.教学难点

液体压强，浮力的计算，物体的浮与沉。

二.知识点回顾

（一）固体的压力和压强

（1）压力

①定义：

垂直压在物体表面上的力叫压力。

②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。

③固体可以大小方向不变地传递压力。

压力的作用效果与压力的大小以及受力面积有关。

④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。

例：

如图，正确表示压力的是（）

（2）压强

①定义：

物体单位面积上受到的压力叫压强。

②物理意义：

压强是表示压力作用效果的物理量。

③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）。

注意：

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）。

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。

④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：

1．5×10^4Pa。

它表示：

人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：

1．5×10^4N。

⑤增大与减少压强的方法及应用：

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。

⑥一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）。

例：

一次龙卷风发生时，屋外气压急剧降到90kPa，当时门窗紧闭，可以认为室内气压是标准大气压，粗略取作100kPa，若室内屋顶的面积为100m3，这时屋顶受到的内外压力的差可达_______N，方向_________.

例.如图3所示，甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上，它们各自对地面的压强相等。

若分别在甲、乙上沿水平方向截去高度相等的部分后，则剩余部分的

A甲的体积可能等于乙的体积。

B甲的质量可能小于乙的质量。

C

甲对地面压强一定等于乙对地面的压强。

D甲对地面压力一定大于乙对地面的压力。

（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：

　　①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。

　　②在同一深度，液体向各个方向的压强都相等。

　　③液体的压强随深度的增加而增大。

　　④不同液体的压强与液体的密度有关。

（4）液体压强公式：

p=ρgh

说明：

①公式适用的条件为：

液体。

　　②公式中物理量的单位为：

P：

Pa；g：

N/kg；h：

m。

　　③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。

F=G   FG

（6）计算液体对容器底的压力和压强问题：

　　一般方法：

首先确定压强P=ρgh；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。

例：

如图（3），放在水平桌面上的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度h1=0.8m；其顶部和底部的面积均为0.1m2，顶部到底部的高度h2=0.6m，容器中的液体密度为1.2×103kg/m3，则液体对容器底部的压力为________N。

（g取10N/kg）

例：

如图所示，将两端开口（上口较小）的玻璃管A的下端用薄轻质板抵住后放入装水的烧杯中，当缓慢地向A中注入150g水时，下端的薄板恰好下落，问在下列情况下，能使薄板下落的是（）

A.缓慢注入150g酒精

B.缓慢注入150g水银

C.轻轻放入150g砝码

D.以上三种情况都恰好能使薄板下落

【练习】

1.甲、乙两种液体的压强P与深度h关系图像，由图可知，甲液体的密度ρ甲与乙液体的密度ρ乙大小关系是（）

A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲=ρ乙

C.ρ甲<ρ乙D.无法判断

2.一个密封的墨水瓶内装有一定量的墨水，若把它倒置，则墨水对瓶口盖的作用情况是（　　）

A.压力增大　B.压强增大　　C.压强不变　D.压力不变

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，标准大气压一般用p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。

（4）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。

（5）大气压的实验测定：

托里拆利实验。

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。

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。

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）

（6）说明

①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。

②本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3m。

③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。

④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）。

⑤标准大气压：

支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。

　标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa

（7）大气压的特点

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。

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 

（8）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。

（9）应用：

活塞式抽水机和离心水泵。

（10）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。

（11）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。

例：

做托里拆利实验时，测得水银柱高度是742mm，而当时的大气压实际是750mm水银柱，其原因是（）

A.玻璃管太粗B.玻璃管倾斜

C.玻璃弯曲D.玻璃内混进了少许空气

例：

如果是普通的氢气球在上升过程中由于_________，最后会________。

1.下列说法正确的是（）

A.气体压强总是随体积增大而增大B.气体压强总是随体积增大而减小

C.打气筒是利用气体压强跟体积的关系制成的

D.利用打气筒打气时，人向上和向下拉压活塞都是增大气体压强

解析：

同学们很易忽视结论成立的条件，可能不假思索地选B。

因只有一定质量的气体，在温度不变时，体积增大时压强减小；体积减小时压强增大。

所以，选项A、B都不对。

用打气筒打气，人向上拉活塞时，密闭的气体体积增大，压强会减小，所以，选项D也不对。

因而，正确的答案只能是C。

2.如图6所示，外界为75cmHg的大气压，管内封闭的水银柱高是40cm，

若在管顶开一个小孔，则（）

A.管内水银会向上喷出B.管内水银柱高度不变

C.内水银柱稍有下降D.管内水银柱下降到与管外水银面相平

3.用塑料管吸瓶子中的饮料，当饮料沿胶管上升时（）

A.口中的空气压强一定小球外面的大气压B.口中的空气压强一定大于外面的大气压

C.口中的空气压强一定等于外面的大气压D.以上三种情况都有可能

4.如图所示，在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手指托住乒乓球，然后从漏斗口向下用力吹气，并将手指移开，这时乒乓球不会下落．这是因为乒乓球上方气体（　　）

A．流速减小，压强变小，压强差使它受到一个向上托的力

B．流速减小，压强变大，压强差使它受到一个向上托的力

C．流速增大，压强变小，压强差使它受到一个向上托的力

D．流速增大，压强变大，压强差使它受到一个向上托的力

（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GF浮G   F浮G   F浮G

ρ液ρ物  ρ液ρ物 ρ液ρ物 ρ液ρ物

（5）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。

③悬浮与漂浮的比较

　相同：

F浮 =G不同：

悬浮ρ液=ρ物；V排=V物漂浮ρ液<ρ物；V排

 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。

（6）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：

F浮 =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） 

（7）漂浮问题的规律（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。

（8）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：

　　工作原理：

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：

　工作原理：

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。

（9）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）。

（10）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）。

例:

一个鸡蛋漂浮在装盐水的烧杯中，在慢慢往烧杯里注入清水的过程中（　　）

A．

鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变小

B．

鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变大

C．

鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力变小

D．

鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力不变

例

：

如图所示，两只完全相同的盛水容器放在磅秤上，用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球，全部没入水中，此时容器中水面高度相同，设绳的拉力分别为T1和T2，磅秤的示数分别为F1和F2，则（） 

A.F1=F2，T1=T2

B.F1>F2，T1

C.F1=F2，T1>T2

D.F1T2

例：

某学生做如下实验：

先在一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中，如图2所示。

测得船底到水面的距离为h。

再每隔一定时间向水里加盐并搅动，直至食盐有剩余。

在他所绘制的吃水线至船底的距离h随溶盐量而变化的图像中，最接近的是（）

例：

边长为20cm的立方体，水平浸入足够多的水中，如果上表面与水面间的距离为5cm，物体所受的浮力（g取10N/kg）（）

A.80NB.60NC.100ND.80N或60N

【练习】

1.重4.5N，体积为500cm3的铝球，放入水中静止时受的浮力多大？

2.给你一根细线、一支吸管、一小块金属、一只盛有足够深水的水槽、一个底端固定一铁块的量筒（量筒放入水中能竖直漂浮）。

请利用上述器材测定小金属块的密度。

①写出主要操作步骤及所测物理量。

②根据测得的物理量，计算小金属块密度的表达式。

答案：

步骤⑴先用细线将金属块系牢放入量筒内，然后将量筒放入盛有水的水槽中，记住水面至量筒外壁的刻线值。

⑵将金属块从量筒中取出，接着用吸管向量筒里注水（量筒仍在水槽中）直至水面到原来的刻线处，根据等效和漂浮原理，此时，量筒内水的质量与金属块的质量相等。

所以，读出量筒内水的体积V1，就能算出金属块的质量m=ρ水V1。

⑶最后，将金属块放入盛有水（仍为吸管注入的水量）的量筒内，读出此时的体积V2，则金属块的体积V=V2－V1。

金属块密度的表达式为

。

3.某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出重为0.3N的水，则它受到的浮力（）

A.一定为0.3NB.可能为0.2NC.一定为0.5ND.可能为0.4N

4.如图所示。

质量为400g，底面积为50cm2的溢水杯，置于水平桌面上，倒入某种液体至溢口，液面高为10cm，此时液体对容器底部的压强为1.176×103Pa。

问：

若将长16cm，密度为0.9×103kg/m3的圆柱形物体竖直放入该液体中（不倾倒），试判断该物体静止时与容器底部是否接触。

5.将一个实心小球先后放入盛有足量的水和足量的酒精的两个容器中，小球静止时受到的浮力分别是4.5N和4.0N，小球的密度比水的密度小，但比酒精的密度大，酒精的密度为0.8×103kg/m3。

（1）试分析说明小球在这两种液体中的浮沉状态。

（2）根据题中所给条件求出与小球有关的物理量。

（g＝10N/kg） 

6.如图所示，在圆柱形筒内装有适量的水，水对筒底的压强为p,将质量为50g的木块浸没在水中，用细线拴在筒底，此时水对筒底的压强为1.5p，线对木块的拉力是放入木块之前水对筒底压力的

。

求：

①木块的密度。

②剪断细线，待木块静止后，筒底受到的压力。

（g=10N/kg）

7.如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有长方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有五分之二的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形变．（不计弹簧受到的浮力，g取10N／kg）

①求此时容器底部受到的水的压强。

②求木块A的密度。

③向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没水中，立即停止加水，此时弹簧对木块A的作用力为F1，在原图上画出此时水面的大致位置。

④打开阀门B缓慢放水，直至木块A刚好完全离开水面时，立即关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求F1、F2之比。