3 压强和浮力
考点1 压强
1 .压强:
(1)压力:
①压力:垂直作用在物体表面上的力.
②压力产生条件:物体与物体相互接触,并且接触面之间相互挤压.压力其实是一种弹力.
③压力的方向:垂直并指向受压面.
④物体放在水平面上时,物体对水平面的压力大小等于重力,即F = G.
(2)压强:
①压强是表示压力作用效果的物理量.
②压强:
a压力的作用效果越明显,压强越大.
b.影响压强大小的因素是压力和受力面积.压力越大, 受力面积越小,压强越大.
③压强公式:P=
a.此公式为压强的定义式,适用于所有物体间压强的计算.
b.公式中各物理量的单位:F—“N ”,S—“m2”, p—“Pa”.
压强单位还有千帕(kPa)、兆帕(MPa),lkPa = 103Pa, lMPa = 103kPa .
(3)增大和减小压强的方法:
①增大压强的方法:
压力一定时,减小受力面积;
b .受力面积一定时,增大压力;
c. 增大压力的同时减小受力面积.
②减小压强的方法:
压力一定时,增大受力面积;
b .受力面积一定时,减小压力;
c.减小压力的同时增大受力面积.
2 .液体的压强:
(1)液体压强的特点:
①由于液体有重力,因此对容器底有压强;由于液体能流动,因此对容器侧壁有压强.
②压强计是测量液体内部压强的仪器,如图
所示,当探头的薄膜受压强作用时,CZ型管两侧
液面产生高度差.高度差的大小反映 薄膜所受压
强的大小,高度差越大,薄膜受到的压强越大.
③液体内部压强特点:
液体内部向各个方向都有压强;
b .液体的压强随深度的增加而增大,在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
c.液体的压强还跟密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大.
(2)连通器:
①连通器的定义:上端开口、下端连通的容器.
②连通器的原理:连通器里的水(或其他液体)不流动时,各容器中的水面(或液面)总保持相平.如图所示.
③连通器的应用:a.茶壶.b.锅炉水位计. c.过路涵洞.d.自来水管.e.船闸.
3.大气压:
(1)大气压:由于空气能流动,我们周围存在朝各个方向的大气压强.
(2)大气压产生的原因:空气因重力作用而产生压强.
(3)大气压存在的事例:
①马德堡半球实验;
②“瓶吞蛋”实验:火熄灭后,剥壳熟鸡蛋掉人瓶里;
③“覆杯”实验:纸片能托住水.如图所示.
(4)大气压的特点:
大气向各个方向都有压强,随着高度的增加,大气压逐渐减小.
(5)大气压的测量:
①托里拆利实验:实验装置如下图所示.
玻璃管内水银面上方是真空,而管外水银面上受到大气压强,正是大气压强支持着玻璃管内760mm高的水银柱.也就是大气压强跟760mm高的水银柱产生的压强相等.
②标准大气压:760mm高水银柱产生的压强,其大小为
p0 =1. 013 105Pa.
③大气压的变化:大气压随高度的增加而减小,天气的变化也会影响大气压.在海拔3000m以内,每升高10m,大气压减小约100Pa.
④气压计:测量大气压的仪器.
a.水银气压计:测量准确,不便携带.
b.金属盒气压计:测量不太准确,携带方便.
4 .流体压强与流速的关系:
(1)流体压强与流速的关系:
①流体:气体、液体都可以流动,是流体.
②流体压强与流速的关系:当流体流动时,流速越大的位置其压强越小,流速越小的位置其压强越大.
(2)飞机的升力:
飞机飞行时,机翼的形状决定了
机翼上下表面流动的空气流速是不同的.如图所示机翼周围空气的流向.从机翼横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线.上方的空气要比下方的空气行走较长的距离,机翼上方的空气流动比下方要快,压强变小;与其相对,机翼下方的空气流动较慢, 压强较大.这一压强差使飞机获得竖直向上的升力.
考点2 浮力
1.浮力的大小:
(1)浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力,浮力的方向竖直向上.浮力产生的原因:浸在液体或气体的物体受到的上、下表面压力差.
(2)浮力测量方法:先用弹簧测力计在空气中称出物体重G,再用弹簧测力计测出物体浸在液体中的重力G',测力计两次示数之差就是浸在液体中物体所受的浮力.F浮=G-G'
(3) =阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力,大小 =等于它排开的液体所受的重力.即F浮=G液=液V排g
2.物体的浮沉:
(1)物体的浮沉条件:
①物体的浮沉决定于它受到的浮力和重力的大小.
②浸没于液体里的物体,
当F浮>G物时,上浮;当F浮=G物时,悬浮;当F浮当物体上浮至漂浮时,F浮=G物
(2)浮力的应用:
①轮船:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而增大浮力,使它能够浮在水面上.轮船装满货物时(即满载时)排开水的质量叫做排水量.若已知轮船的排水量和自重,就可以算出它的最大载货量.因为轮船装有货物时,共受三个力的作用:G船、G货、F浮,它们之间的关系为:F浮= G船+G货,则G货= F浮-G船,而F浮=G排= m排g(m排为排开水的质量),由此可以算出轮船的最大载货量.
②潜水艇:是靠改变自身的重力来实现上浮和下潜的. 潜水艇所受浮力不变,它是靠充放水来改变自身的重力,从而改变了G与F浮之间的关系,当G <F浮时,它上浮;当G =F浮时,它悬浮;当G >F浮时,它下潜.
③气球和飞艇:气囊内充有密度比空气小的气体,通过改变气囊里气体的体积来改变所受浮力的大小,从而实现升降.
④密度计:(用来测量液体密度的仪器)是利用物体漂浮在液面的条件来测量的.由于密度计的重力是一定的,漂浮在液面时,所受浮力等于它的重力,但由于不同液体密度不同,因此F排有所不同,越往下密度值越大.
课时作业
完成本课时作业