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第八章 压强与浮力
复习课件
压力
作用
效果
压强
压强
液体压强
大气压强
与压力作用效果有关的因素
公式
增大与减小压强
特点
现象
测量:托里拆利实验
标准大气压105Pa
特点:随高度的增加而减小
应用:活塞式抽水机离心泵
方向
大小p=rgh
方向:垂直指向受压物体表面
单位:帕斯卡(Pa)
连通器原理及应用
压强部分
飞机为什么能上天
-流体压强与流速
流体:气体、液体
特点:流速大的位置压强小
应用:飞机机翼、喷雾器
一、压强
情景图
压力 大小
压力 方向
F=G F竖直 垂直斜 竖直 竖直 竖直 水平
向下 面向下 向下 向下 向上 向左
1.压力和重力
F1
F1
F1
F1
完成以下压力的示意图
F
F
静止于水平桌面F=G
压力由于重力产生,但F≠G
(1)实验时通过观察泡沫塑料_________,显示压力作用的效果。
(2)比较甲、乙,说明压力的作用效果与_________有关。
凹陷程度
压力大小
2.探究影响压力作用效果的因素
(3)比较乙、丙,说明压力的作用效果与_________有关;(4)在此主要应用的研究方法是__________法;
(5)为了表示压力的作用效果引入了_______概念。
控制变量
压强
2.探究影响压力作用效果的因素
受力面积
3.压强
物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强:
数值上等于物体单位面积上所收的压力;
单位:1Pa=1N/m2。
例:小明同学为探究压力的作用效果与哪些因素有关时,用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵,做了如图所示的三个实验。
①该探究实验用到的实验方法是_____。
②观察三个实验,比较甲图和____图所示实验,说明:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
③观察三个实验,比较甲图和丙图所示实验,说明:_______相同时,____越小,压力的作用效果越明显。
控制变量法
乙
压力
受力面积
例:用42N的力把重49N的物体紧压在竖直墙上,物体与墙壁的接触面积为100cm2,则墙受到的压强为多少?
解:100cm2=0.01m2
答:墙受到的压强为4200Pa。
将底面积不同,高度相同,质地均匀的铜块abc放在水平桌面上,如图所示,试比较三个铜块对水平面的压强的大小关系( )
a.pa>pb>pc b.pa=pb=pc
c.pc>pb>pa d.无法判断
B
4.增大、减小压强
例:一块均匀的正方体木块,放在水平地面上,对地面的压强为p,若任意截去1/2;有三位同学对剩下的1/2木块对地面的压强做了如下判断:小红认为可能为p/2;小明认为可能为p;小刚认为可能为2p,则以上判断中( )
A.只有小红正确 B.只有小明正确
C.小刚不正确 D.小红、小明、小刚都正确
D
压强计的构造与使用
同种液体,同一深度内部向各个方向的压强______。
相等
二、液体压强
1.探究液体压强特点
同种液体内部的压强跟___有关,深度增加,压强___。
不同液体内部的压强跟液体的___有关,密度越大,压强___。
深度
增大
密度
增大
8.5
朝下
9
盐水
6
8.2
朝上
9
水
5
5.4
朝上
6
水
4
2.6
侧面
3
水
3
2.6
朝下
3
水
2
2.6
朝上
3
水
1
U型管液面高度差/cm
方向
深度/cm
所用液体
实验次数
根据上表中的数据:比较_____组数据可得:液体的压强随深度增加而增大;比较____组数据可得:在同一深度,液体向各个方向的压强相等;比较___组数据可得:不同液体的压强还跟密度有关。
1、4、5
1、2、5
3、6
2.液体压强计算式:
只需考虑液体密度和深度,不用考虑液体质量、形状等问题。其中深度是指所求点到自由液面的距离。
如下图,竖直放置的一容器,甲、乙端封闭。丙端开口向上,容器中注入水后如图.水中在同一水平线上的a、b、c三点的压强分别为pa、pb、pc,那么这三个压强的大小关系是_______。
相等
如图,一个重4N,底面积为20cm2的薄壁玻璃杯放在水平桌面上,将重5N的水倒入杯中,水面到杯底的距离为10cm,若g=10N/kg,则( )。
A.水对杯底的压强为2500Pa
B.水对杯底的压力为2N
C.盛有水的玻璃杯对桌面的压力为4N
D.盛有水的玻璃杯对桌面的压强为4500Pa
BD
上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
连通器的特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器个部分中的液面总是相平的。
三、连通器
连通器的应用
四、大气压强
1.证明大气压存在
2.测定大气压数值:托里拆利实验。
标准大气压=1.013×105Pa≈105Pa。
3.大气压随高度的增加而减小
气压计
水银气压计:准确但携带不方便
金属盒气压计(无液气压计):
可改装为登山用的高度计。
压力锅出气口的直径d,限压阀的质量为m,大气压强p0,当限压阀刚好被抬起向外喷气时,锅内气体的压强是多大?
分析:限压阀刚好抬起时,满足受力平衡。
F′
F
G
1.流体流速越大的位置压强越小。
四、流体压强与流速的关系
2.应用
机翼上下表面的压强差是产生升力的原因。
1.在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币,在硬币前架一个约2cm高的栏杆,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就能跳过栏杆,这是因为( )
A.硬币下方的压强比上方的压强大。
B.硬币后面的压强比前面的压强大。
C.硬币后面的压力比前面的压力大。
D.硬币下方的空气密度比上方的大。
A
2.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强P1、P2大小关系正确的是( )
D
3.如图从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下来.下列说法正确的是( )
A、吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强
B.吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强
C.吸气减小了乒乓球上方气体的压强,吹气增大了乒乓球下方气体的压强
D.吸气增大了乒乓球下方气
体的压强,吹气减小了乒乓球
上方气体的压强
A
浮力部分
产生原因
称重法
浮力及应用
测量方法
阿基米德原理法
沉浮条件
应用
方向
阿基米德原理
气球和飞艇
比重计
密度法
浮力重力比较法
状态法
压力差法
潜水艇
轮船
一、浮力及浮力产生的原因
1.浮力定义:浸在液体(或气体)中的物体都会受到液体(或气体)对它向上的力,这个力叫做浮力。
2.浮力产生的原因液体(或气体)对物体上、下表面的压力差,即F浮=F向上-F向下。
【例题1】物理课上,王老师将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图).然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了.以下分析正确的是( )
A.图中乒乓球静止时没有受到浮力的作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力等于受到的重力
D.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
A
◎易错点:浸在液体中的物体,只有它的下表面受到液体向上的压力时,液体对它才能产生浮力的作用。
3.浮力的测量(称重法)
用弹簧测力计测出物体的重力G,将物体浸入液体中,再读出弹簧测力计的示数F示,则物体所受浮力的大小F浮=G-F示。
二、浮力大小的影响因素
浮力的大小跟液体的密度ρ液、排开液体的体积V排有关;跟物体的密度、形状、体积、物体浸没的深度等均无关。
三、阿基米德原理
阿基米德原理:
1.浸在液体中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:F浮=G排=ρ液gV排。其中ρ液表示液体的密度,单位是kg/m3;V排表示物体排开液体的体积,单位是m3;g一般取10N/kg。
【例题2】(2014·凉山)放在水平桌面上的量筒中盛有120cm3的水,当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒里的水中后,量筒的水面上升到170cm3处,弹簧测力计的示数为3.4N.金属块的体积为_____cm3,所受浮力为____N,金属块受到的重力为____N,密度为________kg/m3.(g取10N/kg)
50
0.5
3.9
7.8×103
◎易错点:理解浮力要注意“浸在”包含两种情况,一种是物体完全浸没在液面下;一种是物体有部分体积露出液面,有部分体积浸没在液面下。“浸没”在液体中的物体受到的浮力大小与其所在的深度无关,只跟被其排开的液体的重力大小有关。
B
◎易错点:小木块与大石块都浸没在水中,比较两者的浮力大小关键看V排。松手后,小木块上浮,大石块下沉都是因为自身受到的重力与浮力不相等。
【例题3】两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉.比较松手时两者所受的浮力( )
A.小木块受到的浮力大 B.大石块受到的浮力大
C.两者受到的浮力一样大 D.条件不足,无法比较
四、物体的浮沉条件
前提条件:物体浸没在液体中,且只受重力和浮力。
1.比较物体受到的浮力F浮和重力G物的大小,判断物体浮沉:
F浮<G物,物体下沉;
F浮=G物,物体漂浮或悬浮;
F浮>G物,物体上浮.
2.比较物体平均密度ρ物和液体密度ρ液的大小,判断物体的浮沉:
ρ液<ρ物,物体下沉;
ρ液=ρ物,物体漂浮或悬浮;
ρ液>ρ物,物体上浮。
五、浮力的应用
(1)轮船
轮船漂浮于水面,F浮=G船+G货.
排水量:轮船满载时排开水的质量,即m排。
根据轮船的排水量,可求出轮船受到的浮力:
F浮=G排=m排g
(2)潜水艇
潜水艇装有水舱,它通过充水或排水改变自重来实现下潜和上浮。
(3)气球和飞艇
通过充入密度小于空气的气体来改变浮力,从而实现升空。
(4)密度计
密度计漂浮于液面,F浮=G物.同一支密度计G物不变,测不同液体密度时的F浮也不变,根据阿基米德原理,F浮一定,V排与ρ液成反比。
漂浮
<
=
【例题4】(2015·广东)如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度______(填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中.将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中,可以判断:ρ1_____ρ2.若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1_____m2.(后两空均填“<”“=”或“>”)
密度计是根据物体的漂浮原理来设计制作的,同一支密度计先后漂浮在不同液体中时,它受到的浮力大小是相等的,故排开不同液体受到的重力大小也相等。
六、浮力的计算
通常计算物体受到的浮力有五种方法,运用的原理及注意事项如下:
(1)“公式法”是F浮=ρ液gV排,通常用在涉及F浮、ρ液、V排的情形中,运用最多、最广。
(2)“平衡法”是F浮=G物=m物g,通常用在物体处于漂浮或悬浮时,计算浮力或物体的重力。
(3)“称重法”是F浮=G物-F示,通常用在已知物重和弹簧测力计示数的情况下;而F示是弹簧测力计下悬挂着的物体浸在液体中时弹簧测力计的示数,这并不是物体在液体中的重力。
(4)“排液法”是F浮=G排=m排g,通常用在已知被物体排开的液体重力或质量的情况下。已知舰船空载、满载的排水量即可计算舰船受到的浮力大小。
(5)“压力差法”是F浮=F向上-F向下,通常用在已知浸在液体中物体的上下表面积、所处深度或所受压强的大小时来计算浮力,此公式运用最少。
【例5】如图所示的是“奥帆赛监测浮标”.浮标质量达2×103kg,漂浮在海面上,可测量风速、风向、气温、海流等数据,能准确提供海洋、气象、水文信息,确保奥帆赛的顺利进行.那么,浮标受到的浮力是多少?它排开海水的体积是多少?(g取10N/kg,ρ海水取1.03×103kg/m3,计算结果保留两位小数)
谢 谢