八年级物理下册?苏科版
第1课时
第十章 压强和浮力 单元复习
意想不到的作用
坦克为什么能驶过沼泽地?
铁路的钢轨为什么要铺在路枕上?
潜水艇在水中为什么既能下潜
又能上浮?
飞机为什么能在空中飞行?
让我们一起来寻找答案吧!
八年级物理下册?苏科版
第十章 压强和浮力—单元复习(第1课时)
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致老师同学们:
①视频总结——《第1节 压强》
②视频总结——《第2节 液体的压强》
③视频总结——《第3节 气体的压强》
第十章 压强和浮力
复习内容导览
第1节
压强
第2节
液体的压强
第3节
气体的压强
第4节
浮力
第5节
物体的浮与沉
第十章 压强和浮力
本章知识结构
阿基米德原理
增大或减小压强的方法:
改变受力面积、压力的大小
流体的压强与流速的关系
影响液体压强大小的因素:液体的密度和深度
浮 力
浮力的大小
物体的浮沉条件
固体压强
应用
液体压强
应用
应用
气体压强
大气压及其变化
应用
应用
作用于物体表面的力
压 力
压强
p=F/s
01
压 强
02
探究影响压力作用效果的因素
03
增大和减小压强的方法
本节知识点
第1节 压强
⑥增大压强的方法:增大受力面积、减小 .
作用于物体表面的力叫作压力.
①物理意义:表示压力 强弱的物理量.
②定义:物体所受的压力与 之比叫作压强.
③公式:
压强 =
压力
受力面积
p =
F
s
④压强的国际单位: 1Pa =1N/m2
⑤增大压强的方法:减小 、增大压力.
压强
压力
帕(Pa)
作用效果
受力面积
垂直
受力面积
压力
压力的作用效果与 和 有关.
压力
受力面积
知识结构
第1节 压强
压 强
①压力:垂直作用在物体表面的力叫压力,用字母 F 表示。
②压力的方向:垂直于受力面。
③压力作用点:作用在接触面上。
F
木块对斜面的压力F ,其方向与斜面垂直,作用点在斜面上.
F
1. 压力
④压力的大小:
压力与重力是性质不同的两种力,大小不一定相等。
茶杯对水平地面的压力F方向
与地面垂直,作用点在地面上.
压力F=G
压力F<G
G
G
知识点一、压力
第1节 压强
重力G
压力F
示意图
2. 压力与重力的区别
产生原因
地球吸引
推、挤、压等都能产生
方向
竖直向下
垂直受力面指向被压物体
作用点
重心
作用在被压物体表面
定义
由于地球吸引而使
物体受到的力
垂直作用在物体表面的力
知识点一、压力
第1节 压强
【例题1】一本书放在水平桌面上,下列有关书对桌面的压力,说法正确的是( )
A.书对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
B.书对桌面的压力是作用在书上的
C.书对桌面的压力和书受到的重力是相互作用力
D.书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的
D
AD.书对桌面的压力,施力物体是书,是由于书的形变而产生的,故A错误,D正确;
B.书对桌面的压力,受力物体是桌面,作用在桌面上,故B错误;
C.书对桌面的压力发生在书和桌面之间,而书受到的重力发生在地球和书之间,二力不是相互作用力,故C错误。
所以选D.
第1节 压强
1. 体验与猜想
①体验
如图所示,铅笔对两个手指的压力大小相同,但与铅笔尖接触的指腹凹陷得深,增大两个手指对铅笔的压力;指腹凹陷得更深.
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
②猜想
猜想1:压力的作用效果可能与物体受力面积的大小有关,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
猜想2:压力的作用效果可能与压力的大小有关,压力越大,压力的作用效果越明显。
… …
第1节 压强
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
2. 实验验证
现有如图所示的器材:用钉子做腿的小桌、海绵、砝码、木板、盛有适量水的矿泉水瓶、装有沙子的容器等。
试选择合适的器材设计实验,验证你的猜想.
①方案一
(a)把灌满水的矿泉水瓶正立于海绵上,观察海绵形变的情况.
(b)再将灌满水的瓶倒立于海绵上,观察海绵形变的情况.
(c)将矿泉水瓶中的水倒出部分后倒立在海绵上,观察形变情况。
第1节 压强
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
器材:装沙的容器、小桌和砝码.
步骤:
(a)将小桌的四条腿放在沙面上,观察小桌下陷的程度;
(b)再把砝码放在小桌的桌面上,观察小桌下陷的程度;
(c)把小桌翻转过来后,将它的桌面放在沙面上,加上同样的砝码,观察小桌下陷的程度。
②方案二
第1节 压强
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
①转换法:
压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。
②控制变量法:
探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系,采用该法进行。
实验器材:海绵、小桌、砝码。
实验方法:
③方案三(以该方案进行讲解)
设计并进行实验
第1节 压强
③保持小桌与海绵的接触面积不变,在小桌上放一个砝码,改变压力,比较海绵两次形变的程度,如图甲、乙所示,记入表中。
④控制压力不变,改变小桌与海绵的接触面积(小桌一次桌面朝上正放,一次桌面朝下倒放),比较海绵两次形变的程度,如图乙、丙所示,记入表中。
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
第1节 压强
实验
序号
压 力
受力面积
压力作用
效果
甲
小桌重力
4个桌脚(小)
不明显
乙
小桌+砝码重力
4个桌脚(小)
明显
丙
小桌+砝码重力
桌面(大)
极不明显
实验现象与记录
设计并进行实验
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
第1节 压强
分析与论证
在受力面积相同时,压力越大,则压力的作用效果越显著。
①甲、乙两次实验,受力面积相同,乙图压力大于甲,乙图海绵的凹陷程度大于甲,故可以得出结论:
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
第1节 压强
②乙、丙两次实验,压力大小相同,但是丙图受力面积大,海绵的凹陷程度很小,故可以得出结论:
在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
实验结论:
知识点二、探究影响“压力作用效果”的因素
第1节 压强
【例题2】如图所示,为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。
解析见下页
①本实验中小木桌对海绵的压力改变了海绵的________(选填“运动状态”或“形状);
②为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的_____两次实验进行比较得出结论,E、F两图可初步得到的结论是:________;
③请在F图中画出海绵所受压力的示意图_________;
④在D、F两次实验中,_____(选填“D”、“F”或“无法判断”)压力的作用效果更明显。
见解析
形状
DE
见上图
D
第1节 压强
①实验中小木桌对海绵的压力使海绵向下凹陷,改变了海绵的形状。
②为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,要控制受力面积相同,压力大小不同,应该通过图中的D、E实验进行比较得出结论。
两图中,压力大小相同,E图中受力面积较小,压力作用效果比较明显,可以得到压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
③图F海绵受物体施加压力,从接触面上沿垂直于接触面向下的方向画出压力的示意图,如图所示.
④在D、F两次实验中,虽然压力大小和受力面积都发生了变化,
但根据两图中海绵的凹陷程度可以看出,图D的凹陷程度比图F大,
由转换法可知,D压力的作用效果更明显。
第1节 压强
①物理意义:表示压力作用效果的物理量。
②定义:把物体所受的压力与受力面积之比叫作压强。
③公式:
“1帕”的含义: 1m2的受力面积上受到的压力是1N。
④压强的国际单位:帕斯卡,符号为pa
1pa =1N/m2
一张纸平放时对
桌面的压强约1Pa
成年大象对地面
压强约2?3×105 Pa
中学生站立时对
地压强约1.5×104 Pa
知识点三、压强
1. 压强
第1节 压强
知识点三、压强
2. 柱体产生的压强
????表示密度,单位为kg/m3
?
h表示高度, 单位为m
g=9.8N/kg
p表示压强,单位为Pa
①公式 p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强,不能用于其他形状的物体产生的压强;
②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关,与物体的底面积、重力等无关。
圆柱体
高度h
?
底面积S
p=ρgh
第1节 压强
压力F一定时,
减小受力面积S
受力面积S一定时,增大压力F
减小受力面积S,同时增大压力F
1. 增大压强的方法
车辆安全锤
地铁站台导盲带
知识点四、增大或减小压强的方法
第1节 压强
知识点四、增大或减小压强的方法
压力F一定时,
增大受力面积S
受力面积S一定时,减小压力F
增大受力面积S,
同时减小压力F
2. 减小压强的方法
轨道铺设在枕木上
汽车限重
第1节 压强
知识点五、估测人站立时对地面的压强
1. 实验原理: p=F/S
3. 受力面积的测量:割补法
受力面积是指发生压力作用的面积,测量时可把方格纸铺在平整的地面上,设法使人站上去后,在方格纸上留下较明显的鞋印.
2. 压力的测量:用体重计测量出人的质量m,则人对地面的压力F=mg.
图中鞋印面积=鞋印所占的方格数×每个方格的面积.
计算方格数通常有两种方法:一是数出图中不满一格的方格数,除以2,再加完整的方格数;二是数出图中大于半格的方格数(凡大于半格的都算一格,小于半格的都不算).
4. 鞋底与地面的接触面积与鞋印的面积两者一般不相同,S实?
第1节 压强
【例题3】消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离,这与压强的知识有关。图甲模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为15000Pa;图乙模拟消防员趴在淤泥地上的场景。当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与地面的接触面积为0.5 m2。受困者与消防员的质量分别为60kg和50kg,g取10N/kg。
①受困者双脚与地面的接触面积;
②当受困者完全伏在图乙中消防员背上后,消防员对地面的压强。
解析见下页
第1节 压强
①受困者双脚站立时,对地面的压力等于其重力,即
F1=G1=m1g=60kg×10N/kg=600N
据 p1=????1????1知,受困者双脚与地面的接触面积
????1=????1????1=600N15000Pa=0.04m2
②受困者完全伏在消防员背上后,消防员对地面的压力
F2=G1+G2=600N+50kg×10N/kg=1100N
此时消防员对地面的压强
p2=????2????2=1100N0.5m2=2.2×103Pa
?
第1节 压强
【例题4】为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35cm2,瓶盖面积为
7cm2,并将瓶子装满600mL水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与_________有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1 ,倒放时水对瓶盖的压强为p2,则
p1______p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出______g水。
解析见下页
等于
受力面积
480
第1节 压强
(1)由题意知,瓶子正放和倒放对海绵的压力相等,而海绵的受力面积不同,凹陷程度不同,可以初步得出:压力的作用效果与受力面积有关。
(2)根据p=ρ液gh可知,瓶子正放和倒放时,水的深度相同,所以p1=p2。
(3)瓶内水的质量为 m=ρ水V=1.0×103kg/m3×6×10-4m3=0.6kg
瓶子对海绵的压力 F=G =mg=0.6kg×10N/kg=6N
瓶子正放时对海绵的压强 p1=????????1=6N35×10?4m2=1.71×103Pa
瓶子倒放时对海绵的压强 p2=????????2=6N7×10?4m2=8.57×103Pa
要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,则倒放时水的重力为
G′=F′=p1S2=1.71×103Pa×7×10-4m2≈1.2N
倒出水的重力 ΔG=G-G′=6N-1.2N=4.8N
倒出水的质量为 Δm=Δ????????=4.8N10N/kg=0.48kg=480g
?
第1节 压强
【例题5】小明学过了压强后,决定测算自己双脚站立时对地面的压强。他首先测出自己的质量为50kg,然后站在方格纸上并描出自己站立时一只脚的鞋印,如图所示。
(1)已知方格纸每小格的面积是4cm2,据此可算出这只鞋印的面积约为多少?(计数时凡大于半个格、不满一格的都按一格计算,小于半格的都忽略不计)
(2)请算出双脚站立时小明对地面的压强。(g=10N/kg)
(3)已知人体的密度约等于水的密度,请估算一下小明的身高。
解析见下页
第1节 压强
(1)从表格中可以看出,鞋印的面积大约为35格小格子的面积,
因此这只鞋印的面积约为 s=4cm2×35=140cm2=0.014m2
(2)站在水平面上,对地面的压力 F=G=mg=50kg×10N/kg=500?N
双脚站立时,与地面的接触面积为 s = 0.014m2 ×2= 0.028m2
小明对地面的压强 p=????????=500N0.028m2=1.8×104Pa
(3)人的密度约等于水的密度,小明的体积约为
V=?????????=50kg1×103kg/m3=5×10?2m3
人的横截面积约等于双脚的底面积,小明的身高约为
h=????????=5×10?2m30.028m2=1.79m
?
第1节 压强
本节知识点
第2节 液体的压强
01
液体压强
的特点
02
液体压强
的大小
液体的压强
液体压强
的大小
ρ表示密度,单位kg/m3
h表示深度,单位为m
p表示压强,单位为Pa
计算公式
①液体内部某一点,来自各个方向的压强大小 .
②在同一深度,各点的压强大小 .
增大,液体压强也随之增大.
③液体的压强还与液体的 有关,
在深度相同时,密度越大,压强越大.
U形管
压强计
是探究液体内部压强的仪器。作用在橡皮膜上
的压强越大,U形管两边液面的 也越大。
根据p=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和
深度有关;与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、形状均无关.
p=ρgh
密度
相等
深度
高度差
相等
知识结构
第2节 液体的压强
液体压强
的特点
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
1. U形管压强计
①U形管压强计是探究液体内部压强的仪器。
压强计显示的是金属盒橡皮膜所在位置受到的液体产生的压强;U形管两侧液面的高度差越大,就表示橡皮膜受到液体的压强越大。
实验前要检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气。
检查方法是用一恒定力作用于橡皮膜上一段时间,看压强计两管液面的高度差是否发生变化。如果不变说明不漏气;如果变化则要查出漏气原因,加以修整。修整后,要调节两管使液面相平.
②U形管压强计的使用
H
h
水
设计实验
2. 探究影响液体内部压强的因素
①将压强计的金属盒放入水中某一深度处。记录U形管两侧液面的高度差h.
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,记录U形管两侧液面的高度差.
③改变金属盒在水中的深度H,重复上述步骤.
(1)探究液体内不同深度、不同方向的压强大小
(2)探究深度相同时、不同液体的压强大小
将水槽中的水换成浓盐水,重复上述步骤。
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
深度相同
操作①:保持U形管压强计探头在水中的深度不变;改变探头的方向,分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向,观察并记录U形管液面的高度差Δh 。
进行实验与收集证据
△h
U形管压强计
液面的高度差
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
操作②:保持液体的种类不变(水)、探头在水中的方向不变(水平向下),逐渐改变探头在水中的深度,观察并记录U形管液面的高度差Δh。
进行实验与收集证据
高度差Δh2
Δh1
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
操作③:把压强计的探头分别放入水、盐水中,控制深度相同、探头所对某一方向不变,观察并记录U形管液面的高度差Δh。
深度h不变
高度差Δh盐水
高度差Δh水
进行实验与收集证据
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}金属盒的
深度H/cm
金属盒
的方向
压强计U形管两侧液面的高度差
(金属盒在水中时)
h/cm
(金属盒在浓盐水中时)h'/cm
8
上
5
6.2
下
5
6.2
左
5
6.2
右
5
6.2
14
上
8.3
9.6
下
8.3
9.6
左
8.3
9.6
右
8.3
9.6
分析与论证
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
(1)由操作①可得出:液体内部某一点,来自各个方向的压强大小相等。
(2)由操作②可得出:同种液体,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)由操作③可得出:液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时,密度越大,压强越大。
分析与论证
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
实验结论:
液体内部某一点,来自各个方向的压强大小相等;在同一深度,各点的压强大小相等;深度增大,液体压强也随之增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,密度越大,压强越大.
知识点一、液体压强的特点
第2节 液体的压强
知识点二、液体压强的大小
第2节 液体的压强
F=G=mg=ρVg = ρgsh
p=
F
s
=
ρgsh
s
= ρgh
m=ρV=ρsh
①这个液柱体的体积:
②这个液柱的质量:
V=sh
④平面s受到的压强:
因此,液面下深度为h处液体的压强为
p=ρgh
设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为s的液柱。
(1)理论推导:液体压强的大小
S
h
③这个平面上方的液柱对平面的压力:
知识点二、液体压强的大小
第2节 液体的压强
h 表示液体的深度 ,单位为m
ρ 表示液体的密度,单位kg/m3
g 物理常数,9.8N/kg
(2)液体压强公式中的物理量及其单位
p 表示液体的压强,单位为Pa。
根据p=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
(3)液体压强的特点
由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,大大提高了水的深度h,能对水桶产生很大的压强。这个压强就对桶壁在各个方向产生很大的压力,把桶压裂了。
帕斯卡
破桶实验
p=ρgh
【例题1】一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同,如图所示。从第一次到第二次的过程中,下列说法正确的是( )
A.水对橡皮膜的压强方向不变,大小不变
B.水对橡皮膜的压强方向不变,大小改变
C.水对橡皮膜的压强方向改变,大小不变
D.水对橡皮膜的压强方向改变,大小改变
D
甲瓶口朝上,水对橡皮膜的压强方向向下;乙瓶口朝下,水对橡皮膜的压强方向向上;这两次药瓶在水里的位置相同,故乙中橡皮膜所处水的深度大,由p=ρgh可知,乙图中橡皮膜受到水的压强大,即水对橡皮膜的压强大小改变,故ABC不正确,D正确。
所以选D.
第2节 液体的压强
【例题2】如图所示,小明同学探究“影响液体内部压强大小的因素”。
(1)如图所示,压强计是通过比较______来反映被测液体压强大小的;当金属盒在空气中时,U形管两边的液面应______,而同学却观察到如图所示的情景,此时U形管左管液面上方的压强______右管液面上方的压强(选填“大于”“小于”或“等于”),调节的方法是:_____.(选填“A”或“B”)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
第2节 液体的压强
(1)压强计是通过U形管液面的高度差反映被测压强大小的。
压强计是通过橡皮膜来感受压强的,当橡皮膜不受到压强时,管内压强和大气压相等,U形管两边的液面相平。由图知,左边的液面较低,说明左边液面受到的压强大于右边液面受到的大气压。此时应该将软管卸下来,使管内压强和大气压相等,然后再接上,故A不符合题意,B符合题意。故选B。
相平
U形管两侧液面的高度差
B
大于
第2节 液体的压强
(2)压强计调节正常后,小明同学将金属盒先后浸入到两杯液体中(已知其中一杯为水,另一杯为盐水,两容器液面一样高),如图(b)和图(c)所示,他发现图(b)中U形管两边的液柱高度差较小,由此确定图(b)杯子中盛的是水。小华的结论是______(选填“正确”或“错误”),理由是______。
(2)观察图b和c可知,在(b)中金属盒浸入液体中较深,但压强小,由 p=ρgh可以判断出(b)中液体的密度小于c中液体密度,故(b)杯子中盛的是水。
正确
金属盒浸入液体中较深,但压强小.
【例题3】如图所示是小明用来研究液体内部压强特点的实验装置。容器中间用隔板分成左右两边,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时会向某一侧凸起。
(1)他在容器两边各倒入深度不同的水,实验现象如图所示。可以判断_____(选填“左”或“右”)侧水产生的压强较大,
这个现象说明液体压强与_________有关;
(2)这种通过橡皮膜形状的改变来判断液体内部
压强大小的研究方法,叫________法;
第2节 液体的压强
(1)在容器两边各倒入适量的水,橡皮膜凹向左边,可判断右侧水的压强大,而右侧水的深度大,故这个现象说明液体压强与深度有关。
(2)本实验利用橡皮膜形状的改变来判断液体内部压强大小,这种研究方法叫转换法。
右
转换
深度
(3)小明在学习了液体压强公式后,想用该实验装置来测量液体的密度,他设计的实验步骤简要如下:
①在容器左边装入适量的水,用刻度尺测量橡皮膜到水面的深度,记为 _______;
②在容器右边逐渐装入待测液体,直到橡皮膜______,用刻度尺测量橡皮膜到液面的深度,记为_______;
③写出所测液体的密度的表达式:_______(水的密度用ρ水表示)。
第2节 液体的压强
(3)实验步骤:①在容器左边装入适量的水,用刻度尺测量橡皮膜在水中的深度,记为h1;②在容器右边逐渐装入待测液体,直到橡皮膜变平,用刻度尺测量橡皮膜在待测液体中的深度,记为h2.
③橡皮膜变平时,说明左右压强相等,故ρ水gh1 =ρ液体gh2
所测液体的密度的表达式 ρ液体= ρ水h1/h2
h1
ρ水h1/h2
h2
变平
本节知识点
第3节 气体的压强
01
体验大气压
的存在
02
测量大气
压强
03
流体的压强与流速的关系
大气压
的存在
大气压
的测量
①实验器材:2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等.
②实验步骤:排净空气;拉注射器筒,记录测力计示数F;
计算活塞的横截面积s=V/l.
③计算:p=F/s=FL/V
①大气压:大气对处在其中的物体有压强,叫作大气压.
④气压计:测量大气压的仪器. 金属盒气压计、自制气压计.
气体的压强
知识结构
第3节 气体的压强
②实验与现象:马德堡半球实验、与“吸”有关的现象等.
大气压
的变化
①大气压随高度变化。海拔越高,大气压越小.
②大气压随天气变化
③标准大气压 1atm=1.0×105Pa
①流体压强与流速的关系:流速越大,流体的压强越小.
②典型应用:飞机的升力。机翼上、下表面气流
速度不同,存在压强差,产生升力.
流体压强与流速的关系
1. 大气压强
大气对处在其中的物体有压强,这种压强叫作大气压强。
知识点一、大气压强
第3节 气体的压强
3. 估测大气压的值
2. 大气压强的存在
马德堡半球实验、“瓶吞鸡蛋”、“覆杯实验” ……等。
①排尽注射器筒内的空气,用橡皮帽封住小孔.
②水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F.
③用刻度尺测出注射器刻度部分的长度l,计算活塞的横截面积 s=V/l.
④计算此时大气压的数值.
p=????????=????????????
?
①测量大气压的仪器叫作气压计.
金属盒气压计
②金属盒气压计
知识点一、大气压强
第3节 气体的压强
4. 气压计
③自制气压计
水
玻璃管
瓶塞
因为瓶内气压基本不变,即水对液片向上的压强 p内基本不变,所以当外界大气压强p大变化时,玻璃管内水柱的高度h水会变化,从而显示出大气压的变化情况。
5. 影响大气压值的因素
(1)大气压随高度变化
大气压随高度的增加而减小是不均匀的。在海拔2km的范围内,可近似地认为高度每增加12m,大气压下降133 Pa.
晴天比阴雨天的气压高,冬天比夏天的气压高。
(2)大气压随天气变化
(3)标准大气压
1atm=1.0×105Pa.
由于大气压的值不是固定不变的,通常把76cm高的水银柱产生的压强称为标准大气压(1atm).
知识点一、大气压强
第3节 气体的压强
知识点二、流体压强与流速的关系
第3节 气体的压强
在气体和液体中,流速越大,流体的压强越小。
1. 流体压强与流速的关系
气体流速越大,
压强越小
液体的流速越大,压强越小
2. 流体压强与流速关系的应用
①飞机的升力
飞机飞行时,气流从机翼的前缘开始分为上下两部分,上方气流比下方气流的流速大,所以下方空气的压强大于上方空气的压强,从而使机翼获得了向上的升力。
F2 >F1
②跑车的“气流偏导器”
它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀。跑车在高速行驶时,“气流偏导器”上方气流的速度小于下方气流的速度,上方受到的气压大于下方受到的气压,使跑车对地面的压力增大,跑车受到地面的摩擦力增大,跑车就不易翻车.
气流偏导器
知识点二、流体压强与流速的关系
第3节 气体的压强
F1 >F2
【例题1】下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
B
第3节 气体的压强
A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.图丙所示高铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
解析见下页
A.对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到两边向内的压力差,所以两张纸被压到一起,能用流体压强与流速的关系来解释,故A不符合题意;
B.底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,是因为液体对容器底和侧壁有压强,不能用流体压强与流速的关系来解释,故B符合题意;
C.当列车驶进站台时,使人和车之间的空气流动速度大于人外侧的空气流动速度,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,所以人必须站在安全黄线外的区域候车,能用流体压强与流速的关系来解释,故C不符合题意;
D.相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,出现压强差,出现了压力差,这个压力差就是机翼向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,故D不符合题意。
所以选B.
第3节 气体的压强
【例题2】如图,在易拉罐中注入少量水,用酒精灯加热到罐口出现白雾,将罐口堵塞。停止加热一会就会发现罐子瘪了,这一现象说明了___________,实验中注入少量水的目的是___________。到云南旅游的北方游客在当地就餐时,常常感觉米饭夹生或不熟,这是因为当地海拔较高,气压较_____(高/低),使水的沸点_________(升高/降低)的缘故。
给易拉罐加热,水吸热汽化生成水蒸气,水蒸气把易拉罐内的空气排出,封住罐口,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,罐内气体温度降低,压强减小,小于大气压,大气压将易拉罐压瘪,故易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在。
实验中注入少量水的目的是利用水汽化,排出罐内空气,使实验现象更明显。
到云南旅游的北方游客在当地就餐时,由于云南海拔较高,气压较低、水的沸点降低,低于100℃,所以,米饭夹生或不熟。
大气压的存在
低
利用水蒸气排出空气?
第3节 气体的压强
降低
【例题3】小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是_____________________;
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p=___________;
为了排出注射器中的空气,使注射器密封
第3节 气体的压强
FL/V
(1)把活塞推至注射器筒底端,这时注射器中的空气被排出,
所以这样做的目的是为了排出注射器中的空气,使注射器密封。
(2)注射器的全部刻度的长L,容积V,则活塞的面积s=V/L ,
所以大气压的值可表示为p=F/s=FL/V
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,则测得的大气压值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。请设计实验消除由于摩擦带来的影响:___________;
偏小
见解析
第3节 气体的压强
偏大
(3)如果筒内空气没有排尽,会导致拉力的测量值偏小,根据公式p=F/s 可知,测得的大气压值会偏小。
(4)如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大,会导致拉力的测量值偏大,根据公式p=F/s 可知,测得的大气压值会偏大。
将密封的注射器筒的橡皮帽去掉,然后根据针筒活塞匀速拉动,此时活塞受力平衡,则测力计的示数等于摩擦力大小,将上面实验测得的拉力减去摩擦力的大小,可以消除摩擦力带来的影响。
(5)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用_______(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是___________。
甲
拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程
第3节 气体的压强
(5)甲、乙两个注射器活塞的横截面积分别为
s甲=0.5cm2 = 0.00005m2 s乙= 2cm2 =0.0002m2
当大气压约为105Pa时,若选用乙注射器,则需要的拉力约
F乙=Ps乙=105Pa×0.0002m2=20N
因弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以不能选择乙注射器.
若选用甲注射器,则需要的拉力约 F甲=Ps甲=105Pa×0.00005m2=5N
因为弹簧测力计量程为10N,此时在测力计的量程之内,所以实验时应选用甲注射器。
八年级物理下册?苏科版
第2课时
第十章 压强和浮力 单元复习
复习内容导览
第1节
压强
第2节
液体的压强
第3节
气体的压强
第4节
浮力
第5节
物体的浮与沉
第十章 压强和浮力(2)
本章知识结构
阿基米德原理
增大或减小压强的方法:
改变受力面积、压力的大小
流体的压强与流速的关系
影响液体压强大小的因素:液体的密度和深度
浮 力
浮力的大小
物体的浮沉条件
固体压强
应用
液体压强
应用
应用
气体压强
大气压及其变化
应用
应用
作用于物体表面的力
压 力
压强
p=F/s
第十章 压强和浮力(2)
称重法
压力差法
公式法
平衡法
浮力的大小等于物体的重力减去浸在液体中时测力计的示数.
浮力的大小等于物体受到液体对它上、下表面的压力之差.
浮力的大小等于物体所排开的液体受到的重力大小.
物体漂浮或悬浮时,浮力与重力是平衡力,大小相等.
F浮=G-F
F浮=F2-F1
F浮= G排= ρ液 gV排
F浮= G物
求浮力的几种方法
第十章 压强和浮力(2)
本节知识点
第4节 浮力
01
浮 力
02
阿基米德原理
浮力
②阿基米德原理内容:
浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于
被物体排开的液体所受的重力.
③数学表达式:F浮=ρ液 gV排
④适用范围:适用于液体和气体.
① 影响浮力大小的因素:F浮只和ρ液、V排有关,
与物体的形状、密度及浸没在液体的深度无关.
浮力
①浮力:浸在液体或气体里的物体,受到液体
或气体向上的托力,这个力叫作浮力.
②浮力的方向:竖直向上.
③浮力产生的原因:浸没在液体中的物体,其上、
下表面受到液体对它的压力不同,存在压力差.
阿基米
德原理
知识结构
第4节 浮力
知识点一、浮力的概念
第4节 浮力
3. 浮力的施力物体是液体或气体。
1. 浮力:
浸在液体或气体里的物体,受到液体或气体向上的托力,这个力叫作浮力.
2. 浮力的方向:竖直向上。
F浮
轮船浮在水面上时,受到竖直向下的重力G;因为静止,根据二力平衡条件可知,一定有一个竖直向上的力与重力平衡。
这个力就是浮力F浮。
G
第4节 浮力
知识点二、用“称重法”测浮力
3. 浮力的大小
F浮=F1-F2=2.2N-1.4N=0.8N
这种测量浮力的方法叫“称重法”。
F浮=F1-F2
①物体在空气
中的重力G=F1
F2=1.4N
②物体浸在水中
测力计的拉力F2
1. 测量物体在空气中受的重力G=F1
2. 物体浸在水中弹簧测力计的拉力F2
F1=2.2N
弹簧测力计减小的示数值就是
水对物体的竖直向上的浮力。
第4节 浮力
知识点三、运用力的平衡法求浮力
根据力的平衡条件可知:F浮+F2=G 得出:
1. 铝块在空气中时,受到重力G和弹簧测力计的拉力F1。
2. 铝块浸没在水中时,受到三个力的作用:重力G、浮力F浮和拉力F2。
F浮=F1–F2
F1
G
F浮
F2
G
F1=G
F浮+F2=G
第4节 浮力
知识点四、浮力产生的原因
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}位置
深度
压强 p=ρgh
压力 p=FS
图示
前后
两面
相等
相等
左右
两面
相等
相等
上下
两面
F向后=F向前 ,是一对
平衡力,大小相等
F向右=F向左 ,是一对
平衡力,大小相等
F向上 F向下
F浮=F2 F1
上表面压强小于
下表面压强
上表面深度小于下表面深度
>
–
F浮=F2–F1
第4节 浮力
知识点五、探究影响浮力大小的因素
决定浮力大小的因素
猜 想
猜想1:浮力的大小可能跟液体的密度有关. 因为人能自然浮在死海海面上,而不能自然浮在河水水面上.
猜想2:浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关. 因为从井中提水时,盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大.
猜想3:浮力的大小可能跟物体浸在液体中的深度有关. 因为游泳时人由河边走向深水处的过程中,人感觉自己越来越轻.
设计实验
在探究浮力与固体的密度、液体的密度、固体浸入液体中的体积和深度这几个量其中某一个量的关系时,必须使其他量保持不变,或者确认浮力跟这些量无关。
F浮 =F1 -F2
2. 测量浮力的方法(称重法):
1. 实验方法:控制变量法
F2
F1
第4节 浮力
知识点五、探究影响浮力大小的因素
3. 实验器材:
弹簧测力计、圆柱体、酒精、水、盐水、铝块与铁块等。
第4节 浮力
知识点五、探究影响浮力大小的因素
进行实验收集数据
(a) (b)
①如图(a)所示,用弹簧测力计测出圆柱体所受的重力.
②如图(b)所示,将圆柱体体积一部分浸入水中,观察并记录弹簧测力计的示数.
第4节 浮力
知识点五、探究影响浮力大小的因素
进行实验收集数据
③如图(c)所示,使圆柱体浸没在水中某一深度,观察并记录弹簧测力计的示数.
④如图(d)所示,改变圆柱体浸没在水中的深度,观察并记录弹簧测力计的示数.
⑤如图(e)所示,将圆柱体浸没在浓盐水中,观察弹簧测力计的示数,并与圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数进行比较.
(c) (d) (e)
第4节 浮力
知识点五、探究影响浮力大小的因素
分析与论证
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
浸入的液体
空气
水
水
水
浓盐水
浸入液体的体积
一部分
全部
全部
全部
弹簧测力计
的示数/N
5.0
4.4
4.0
4.0
3.8
浮力/N
0.6
1.0
1.0
1.2
结论①:从表中(b)、(c)二次实验数据可以看出,物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大.
第4节 浮力
知识点五、探究影响浮力大小的因素
分析与论证
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
浸入的液体
空气
水
水
水
浓盐水
浸入液体的体积
一部分
全部
全部
全部
弹簧测力计
的示数/N
5.0
4.4
4.0
4.0
3.8
浮力/N
0.6
1.0
1.0
1.2
结论②:从表中(c)(d)两次实验数据可以看出,物体浸没在液体中时,所受浮力的大小与其在液体中浸没的深度无关.
结论③:从表中(c)[或(d)](e)两次实验数据可以看出,物体所受浮力的大小与液体的密度有关,当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大.
第4节 浮力
知识点五、探究影响浮力大小的因素
分析与论证
液体的密度ρ液
决定浮力F浮大小的因素
排开液体的体积V排
浸在液体中的物体,所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关.
物体物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
实验
结论
1. 内容:
浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于被物体排开的液体所受的重力。
2. 数学表达式
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
知识点六、阿基米德原理
第4节 浮力
3. 公式中各字母的物理意义与单位
ρ液表示液体的密度,单位:kg/m3
V排表示排开液体的体积,单位:m3
g表示9.8N/kg
F浮表示物体受到的浮力,单位:N
公式表明,物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,所受的浮力就越大。由此,也论证了“探究影响浮力大小的因素”实验所得到的结论.
4. 阿基米德原理的理解与应用
①影响浮力大小的因素
由公式F浮= ρ液 gV排可知:浮力F浮的大小只和 ρ液、V排有关,与物体的密度、体积、形状、浸没在液体中的深度等因素无关。
④适用范围:该定律适用于液体和气体.
????液体?=????浮????????排
?
????排?=????浮????????液体
?
②求液体密度、排开液体的体积
第4节 浮力
知识点六、阿基米德原理
③“浸入”分两种情况:
“物体一部分体积浸入液体中”、 “物体体积全部浸入液体中(浸没)”.
浸没V排=V物
未浸没V排<V物
2. 测量浮力的方法
(称重法):
F浮=F1-F2
设计实验
1. 实验器材:
弹簧测力计、物体
(ρ物>ρ液)、溢水杯、
小桶、细线、水、盐水.
第4节 浮力
知识点七、验证阿基米德原理
3. 测量排开液体所受的重力(溢水法): G排=G总-G空桶
4. 比较 F1-F2 和 G总-G空桶 是否相等.
①用弹簧测力计分别测出小桶的重力G空桶、物体在空气中所受的重力G(弹簧测力计的示数为F1).
进行实验
第4节 浮力
知识点七、验证阿基米德原理
②把物块浸入装满水的溢水杯中,同时用小桶收集物块所排开的水,读出弹簧测力计的示数F2.
③测出小桶和排开水的重力G总.
改变体积不同的金属块再做几次实验,把以上实验数据填入设计的表格中.
由实验序号1可以计算
物体受到的浮力为:
F浮= G- F=1.5N-0.5N=1N
分析与论证
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验次数
物重G/N
物体在水中时
测力计示数F/N
浮力
F浮/N
桶与排出水
总重G总/N
空桶重
G桶/N
排开水重
G排/N
1
1.5
0.5
2.2
1.2
2
1.3
0.7
1.8
1.2
3
1.3
0.4
2.1
1.2
1.0
1.0
0.6
0.6
0.9
0.9
由实验序号1,可以计算
排开液体所受的重力为:
G排= G总-G桶=2.2N-1.2N=1N
结论:F浮= G排
分析实验序号2或3也可得出此结论。
第4节 浮力
知识点七、验证阿基米德原理
【例题1】取个雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(图甲)。用手指堵住瓶口,乒乓球上浮起来(图乙丙)。乒乓球不上浮的原因是:乒乓球上表面______水对它的压强,下表面______(以上两空选填“受到”或“不受”)水对它的压强。乒乓球上浮的原因:水对乒乓球上表面的压强___(选填“>”“<”或“=”)水对乒乓球下表面的压强。
受到
<
不受
甲与乙,乒乓球受到上面水的压强作用,而乒乓球下部没有水,不受向上的压强,故乒乓球不能上浮.
用手堵住瓶口,乒乓球下面瓶口处充满水,下面受到水向上的压强且大于上表面受到向下的压强,产生一个竖直向上的压力差,使乒乓球上浮.
第4节 浮力
【例题2】如图所示,装满水的烧杯放在盘子里,再把空易拉罐按入水中,感受到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘子中,慢慢将易拉罐压入水中,体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察,能够提出的最具探究价值的科学问题是( )
A.浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
C
用手把空易拉罐缓慢地按入水中,在空易拉罐浸没之前,越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,这个实验告诉我们浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
第4节 浮力
【例题3】小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。请你帮助小军同学完成以下问题:
(1)乙图中金属块所受浮力为______N;
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得结论:浮力的大小与_________有关;
(3)设计甲、乙、丙三次的实验目的是:__________________。
解析见下页
0.4
液体密度
是为了探究浮力大小与
排开液体体积的关系.
第4节 浮力
(1)由图甲,物体重力为2.7N,图乙弹簧测力计示数为2.3N,物体所受浮力为 F浮= F-G=2.7N-2.3N=0.4N
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得,物体排开液体中体积相同,液体密度不同,可得图丙中浮力为F浮= F- G=2.7N-1.7N=1.0N
图丁中浮力为F浮= F-G=2.7N-1.9N=0.8N
根据控制变量法可得结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)甲、乙、丙三次实验,液体密度相同,物体排开液体的体积不相同, 根据控制变量法可知:是为了探究浮力大小与排开液体体积的关系。
第4节 浮力
【例题4】某实验小组设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
①实验的最佳顺序是_______________;
②图乙中物体受到的浮力为_____N,
物体排开水的重力可由_____(填实验序号)
两个步骤测出;
丁、甲、乙、丙
1
丙、丁?
①该实验中,应先测空桶的重力,再测出物体所受到的重力,然后把物体浸在装满水的溢杯中,测出测力计的示数,最后测出桶和排开的水受到的重力,所以最合理的实验顺序是:丁、甲、乙、丙。故选C。
②物体在水中受到的浮力F浮=2.5N-1.5N=1N
物体排开水的重力可由丙丁两个步骤测出 G排=1.5N-0.5N=1N 。
第4节 浮力
③由通过实验可得到初步结论:浸没在水中的物体,受到的浮力
大小等于__________________;
④以下情况会影响结论的是_____;
A.图乙中水面未到达溢水杯的溢口 B. 图乙中物体未全部浸没在水中
排开水的重力
A
③由上可知,F浮= G排,即浸没在水中的物体,受到的浮力大小等于排开水的重力。
④ A.物体放入溢水杯时,先要使水面到达溢水口才可以向外排水;若图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,会影响结论;故A符合题意;
B.图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意。 故选A。
第4节 浮力
⑥将图乙中的水换成浓盐水(ρ盐水=1.1
g/cm3),则物体受到的浮力_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
⑤为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是_____;
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
A
变大
解析见下页
第4节 浮力
⑤ A.本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量找普遍规律;而测量型实验多次测量取平均值可减小误差,该步骤不合理,故A符合题意;
B.用原方案将水换成酒精进行多次实验,避免结论的偶然性,找出普遍规律,所以该步骤合理,故B不符合题意;
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验,避免结论的偶然性,找出普遍规律,所以该步骤合理,故C不符合题意。
所以选A。
⑥将乙图中的水换成浓盐水,液体的密度变大,根据阿基米德原理F浮= ρ液 gV排可知,浮力会变大。
第4节 浮力
【例题5】某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为1N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10?4m3
D.丙图中盐水的密度为1.1×103kg/m3
?
B
解析见下页
第4节 浮力
A.石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲与乙可知,石块在水中受到的浮力为F浮=G -F拉=2N-1N=1N;故B正确.
C.石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
所以C错误;
D.石块在盐水中受到的浮力为F浮=G -F拉= =2N-0.8N=1.2N
盐水的密度为
所以D错误.
第4节 浮力
本节知识点
第5节 物体的浮与沉
01
物体的
浮沉条件
02
物体浮沉
条件的应用
知识结构
第5节 物体的浮与沉
比较浮力
和重力
比较物
液密度
若F浮>G,则上浮(漂浮时F浮=G)
若ρ物<ρ液,则上浮
若F浮=G, 则悬浮
若F浮若ρ物=ρ液, 则悬浮
若ρ物>ρ液,则下沉
是靠改变自身的重力,实现上浮和下潜的。
轮 船
物体的浮与沉
气球和
飞艇
潜水艇
密度计是漂浮的,受到的浮力等于重力且不变
密度计
浮沉条件
的应用
①轮船靠挖“空心”的方法增大浮力。
②排水量:轮船满载时,排开水的质量。
充入密度小于空气的气体,使受到
空气的浮力大于自身的重力而升空。
物体的
浮沉条件
1. 判断物体浮沉的两种方法
知识点一、 物体的浮沉条件
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
上浮
悬浮
下沉
①比较浮力
与重力
②比较物体
与液体密度
把物体(鸡蛋)浸入水中时,受到重力G与浮力F浮两个力的作用。这两个力的方向相反、作用在同一直线上。
F浮>G
F浮=G
F浮<G
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
F浮
G
知识点一、 物体的浮沉条件
漂浮时:受到重力G与浮力F浮 的作用,根据二力平衡条件知,这两个力是一对平衡力。
2. 物体三种状态的受力分析
悬浮时:受到重力G与浮力F浮 的作用,根据二力平衡条件知,这两个力是一对平衡力。
沉底时:受到重力G、浮力F浮 与支持力的作用,这三个力平衡:
F浮=G-F支
悬浮
沉底
F浮
G
F浮
G
F支
漂浮
F浮
G
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物体
原 理
状 态
①轮船
②潜水艇
③气球
④密度计
轮船做成________体,排开的水更多,受到较大的浮力,能漂浮在水面上。大小用________表示。
潜水艇的沉浮靠改变_____________实现的(在水舱充入水或排出水)。
通过充入密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气等),使气球受到的浮力______自身的重力而升空。
密度计在液体中漂浮,浮力F浮等于重力G且不变。根据F浮= ρ液 gV排可知,在密度不同的液体里,它浸入液体的体积________。
漂浮
悬浮或漂浮
悬浮或上浮
漂浮
知识点二、浮力的应用
“空心”
自身重力
大于
不同
排水量
【例题1】一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同,如图所示。从第一次到第二次的过程中,下列说法正确的是( )
A.水对橡皮膜的压强方向不变,大小不变
B.水对橡皮膜的压强方向不变,大小改变
C.水对橡皮膜的压强方向改变,大小不变
D.水对橡皮膜的压强方向改变,大小改变
D
甲瓶口朝上,水对橡皮膜的压强方向向下;乙瓶口朝下,水对橡皮膜的压强方向向上;这两次药瓶在水里的位置相同,故乙中橡皮膜所处水的深度大,由p=ρgh可知,乙图中橡皮膜受到水的压强大,即水对橡皮膜的压强大小改变,故ABC不正确,D正确。
所以选D.
第2节 液体的压强
【例题2】我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练。如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片,当飞机飞回航母后( )
A.航母将浮起一些,所受浮力减小
B.航母将下沉一些,所受浮力增大
C.航母将下沉一些,所受浮力减小
D.航母始终漂浮,所受浮力不变
B
当飞机飞回航母后,航母整体重力变大,航母始终处于漂浮状态,浮力等于自身重力,故当飞机飞回航母后,航母受到的浮力变大;
由 F浮= ρ液 gV排可知,液体密度不变,浮力变大,所以航母排开的液体的体积变大,航母将下沉一些,故ACD错误;B正确。
所以选B
【例题3】如图所示,小华制作了一个简易的密度计:他选择一根长饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口,使吸管在液体中漂浮时能保持在______方向,密度计在液体中漂浮时,受到的浮力_______重力(选填“>”、“=”或“<”).把密度计放入水中,露出水面的长度是8cm,再将密度计放入某液体中,露出液面的长度是7cm,则此液体的密度____ρ水(选填“>”、“=”或“<”).
将铜丝从下端塞入作为配重,并用石蜡封口,目的是
使重心降低,让密度计竖直漂浮在液体中.
密度计在液体中漂浮时,浮力等于重力;
因为F浮水=F浮液=G,由F浮=ρgV排知道,
ρ水gS(h液-1cm)=ρ液gSh液 , 所以此液体的密度小于水的密度.
竖直
<
=
(1)图甲,两只纸船浮在水面上静止不动,用注射器在两船之间的水面沿图示方向向前快速喷水,两船将___________(选填“静止不动”“相互分开”或“相互靠近”);
(2)图乙,向外拉注射器活塞,水进入试管,原来悬浮的潜水艇模型将_________(选填“上浮”“下沉”或“静止”);
(3)图丙,水平向右慢慢拉动注射器筒(容积为V,注射器的全部刻度的长为L),当注射器的活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数为F,则大气压的值可表示为p=________,若实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值偏______。
【例题4】用注射器做了以下几个物理小实验。
第2节 液体的压强
相互靠近
FL/V
下沉
解析见下页
甲 乙 丙
小
第2节 液体的压强
(1)两只纸船浮在水面上静止不动,两只纸船两侧压强都相等,用注射器向两船之间的水面快速注水,中间水的流速增大,压强减小,外侧压强不变,两只纸船都在压强差的作用下相互靠近。
(2)向外拉注射器的活塞时,试管内气压变小,水进入试管,试管中的水增多,重力大于浮力,所以潜艇模型将下沉。
(3)当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡;注射器是一个圆柱体形状,因此,活塞的面积为
s=V/L
则大气压的值可表示为 p=F/s= FL/V
实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则弹簧测力计的示数减小,由压强公式 可知,将导致测得的大气压强值偏小。
【例题5】小明在生活中发现,金属块放入水中后会下沉,塑料块浸没在水中后会上浮。为进一步探究物体的浮沉条件,他找来了下列器材:弹簧测力计、一杯水、细线、金属块A、塑料块B和塑料块C(B与A体积相同,C与A质量相同)。
①他按图甲和乙进行了实验,测出金属块受到的浮力大小为_______,
(用测得的物理量表示)并与重力比较,由此得出了物体下沉的条件;
②实验时,他无意中发现增大金属块浸没在水中的深度,某一时刻测力计的示数会突然变小,示数变小的原因是:______;
第2节 液体的压强
F1-F2
金属块触底了
①金属块受到的浮力大小F浮=F1-F2
②增大金属块浸没在水中的深度,测力计的示数突然变小,说明金属块受到另外一个向上的力作用,这是因为金属块接触到容器底部,受到容器底部施加的一个向上的作用力。
③为探究物体上浮的条件,他选择了合适的塑料块,利用现有
器材在题中①实验的基础上,增加一个实验步骤就完成了探究。
(a)选择的塑料块是______(选填“B”或“C”);
(b)增加的步骤是______(用字母表示测得的物理量);
(c)当满足__________条件时(用测得的物理量表示) ,物体上浮;
第2节 液体的压强
(a)浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,根据题目条件,因B与A体积相同,所以选用塑料B,其浸没时受到的浮力大小等于铁块受到的浮力大小,浮力大小都是F1-F2。
(b)根据称重法可知,增加的步骤是用弹簧测力计测出B塑料块的重力G。
(c)根据浮沉条件,当满足F1-F2 >G条件时,物体上浮。
B
F1-F2>G
用弹簧测力计测塑料块B的重力G
④交流讨论:为了寻找普遍规律,同组的)小华找来了体积大约10cm3的实心铁块,也想用图丙所示的弹簧测力计和实验①中方法测量出铁块浸没时受到浮力的大小,请评价他的方法是否可行,你判断的理由是:______。
第2节 液体的压强
④根据阿基米德原理,体积大约10cm3的实心铁块浸没在水中时受到的浮力F浮= ρ水gV排= 1×103kg/m3×10N/kg×10-5m3=0.1N
根据称重法得到测力计的示数F示 =G-F浮 ,若用测力计测铁块浸没时受到的浮力,测力计示数比物体的重力小 ,而测力计分度值为0.2N ,故他的方法不可行。
不可行,理由见解析.
反思与评价
第十章 压强和浮力
问题
途径
相关因素
概念
公式
怎样比较物体运动的快慢
寻找一个能描述物体运动快慢的物理量
路程和
时间
速度
v=s/t
压力的作用效果与什么因素有关
寻找一个能决定压力作用效果的物理量(受压面材料相同)
压力和
受力面积
压强
p=F/s
1. 阅读下表,了解压强与速度概念的定义方法.
想一想,还有哪些概念与速度、压强的定义方法相类似?
在定义速度和压强时,采用了“比值法”.可带领学生回顾在八年级的学习中接触的用“比值法”定义的物理概念。如:密度、功率等。
反思与评价
第十章 压强和浮力
2. 现有下列实验器材:弹簧测力计、大烧杯、小水桶、铝块(附悬挂线)、小垫块和水。请利用这些器材设计实验,验证阿基米德原理.
实验的步骤如下:
①在空气中称出铝块的重力G;
②称出水桶的重力G1;
③将铝块浸没在图(c)的水中,读出此时弹簧测力计的示数G',则铝块受到的浮力F浮=G-G';
④待排出的水流到小桶中后,称出小桶和水的总重G2,则排出的水的重力G水=G2-G1;
⑤若F浮=G2-G1,则阿基米德原理成立.
反思与评价
第十章 压强和浮力
3. 测定人体血液的密度时,不能使用密度计,因为那样做需要的血液量太多。有一种巧妙的方法,具体操作如下:在几支试管中,分别装入密度不等的硫酸铜溶液;然后向每支试管中滴入一滴待测血液;分析人员只要看到哪一支试管中的血滴处于悬浮状态,他就知道被测血液的密度了。这是为什么?
根据悬浮条件可知:血液密度等于该试管中硫酸铜溶液的密度.
遵循的规律
物体体积与排开
液体体积的关系
物体密度与
液体密度的关系
悬浮
漂浮
4. 悬浮和漂浮是物体处在液体中的两种不同的状态,试分析两者有什么异同,并完成下表.
二力平衡条件
二力平衡条件
V物=V排
V物> V排
ρ物= ρ液
ρ物< ρ液
注:物体密度与液体密度的关系,仅对实心物体成立.
反思与评价
第十章 压强和浮力