8.1 压力的作用效果
一、预习目标及范围
1、预习目标
(1)知道压力是垂直作用在物体表面上的力;
(2)理解压强的概念是作用在单位面积上的压力;
(3)知道压强的国际单位时N/m2,又叫Pa;
(4)能用压强公式p=F/S,进行简单计算。
(5)知道压强增大和减小的途径。
2、预习范围
教材第8章第一节内容
二、预习要点
1.___________压在物体表面上的力叫压力
2.压力的作用效果与 有关。受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显。
3.压力的作用效果与 有关。压力一定时, ,压力的作用效果越明显。
三、预习检测
1.如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. B.
安全锤的锤头很尖 压路机的碾子很重
C. D.
载重汽车的车轮宽且多 注射器的针头很尖
2.如图所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大
B.两手指压力的作用效果相同,右边手指受到的压力较大
C.两手指受到的压力相同,右边手指压力的作用效果更明显
D.两手指受到的压强相同,左边受到的压力较大
3.第31届里约奧运会将于2016年8月5日至21日首次在南美洲举行.里约奥运会的吉祥物代表了巴西人的快乐和处事的方式.图中吉祥物对地面压强最大的是( )
A. B.
C. D.
探究案
合作探究
1.探究:压力的作用效果与什么因素有关
(1).提出问题
沙滩上的脚印,脚印深浅不同,脚印深的说明压力的作用效果明显,浅得说明压力作用效果不明显。
问题:压力作用的效果为什么会这么的不同呢?它究竟与什么因素有关呢?
(2)、猜想与假设
学生活动:
1)让学生拿出笔,用两个手指头抵住笔尖和笔尾,感受并观察;
提问:有什么不同呢?为什么会不同呢?压力作用效果可能与什么因素有关呢?
(猜想1:压力的作用效果可能与 有关)
2)用大小不同的两个力,把笔尖抵住手指头,感受并观察。
提问:有什么不同呢?为什么会不同呢?它可能与什么因素有关呢?
(猜想2:压力的作用效果可能与 大小有关)
(3)、制定计划与设计实验
1)实验器材:沙、小木桌、钩码
2)设计实验方案:引导学生用控制变量法设计实验
(4)、进行实验与收集证据:学生实验活动,师巡视指导发现问题及时给予指导。
(5)、分析与论证
学生说明探究过程(师在多媒体屏幕上同时显示这一过程),师生共同分析得出结论。
当受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时, 越小,压力的作用效果越明显。
2.压强
(1)、定义
生活中经常会碰到压力和受力面积都不同,让我们比较压力的作用效果。
问题:压力不同、受力面积也不同,应该怎么比较压力的作用效果呢?
给前面提供的物理课本、文具盒加上相关物理量,学生思考交流。
引导学生用压力和受力面积的比值,算出单位面积上受到的压力大小。建立压强的概念
定义: 叫压强。
建立压强概念后让学生自己得出压强的公式、单位及其物理意义。
(2).公式:压强= P = (S是指物体相互接触且受压的面积,单位一定要用m2)
(3).单位:1N/m2=1Pa 帕斯卡 简称 解释1pa的物理意义以及举例使学生对1pa的压强形成具体概念。
(4)、多媒体课件:展示例题
学生活动,老师讲解,指出应注意的问题。
3.增大和减小压强的方法
生活中我们也能看到大货车压坏路面,为什么会发生这种情况呢?怎么做才可以尽量避免这种情况的发生?
引导学生从公式找出增大和减小压强的方法
生活中经常会碰到这种增大压强和减小压强的情况
多媒体课件:(生活中增大和减小压强的方法)
学生补充举例。
二、随堂检测
1.如图所示的四种实例中,属于增大压强的是( )
A. B.
平板车装有很多轮子 切蛋器装有细钢丝
C. D.
铁轨铺在路枕上 穿着宽大的滑雪板滑雪
2.如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. B.
铁轨铺在路枕上 安装滚动轴承
C. D.
气垫船形成气垫 剪刀的刀口锋利
3.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较图示,下列说法错误的是( )
A.本实验用到了控制变量法
B.由甲、乙两图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.由甲、乙两图可知压力的作用效果与压力的大小有关
D.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
参考答案
预习案
C
C
B
探究案
B
A
B
8.2 科学探究:液体的压强
一、预习目标及范围
1、预习目标
(1)理解液体内部压强的规律
(2)能应用液体压强的知识解释简单的生产和生活中的应用问题
(3)认识液体压强的实际应用——连通器,了解生活和生产中形形色色的连通器.
2、预习范围
教材第8章第二节内容
二、预习要点
1.同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都________。
2.同种液体内部压强,深度越深,______________。
3.深度相同时,液体密度越大,液体内部压强________。
三、预习检测
1如图所示,玻璃管两端开口处蒙有绷紧程度相同的橡皮膜.将此装置放入水中,图中能正确反映橡皮膜凹凸情况的是( ).
A. B. C. D.
2.在水底飘摇的海草看似随意摆动,其实它的叶片也承受着十分巨大的压强呢!假如现有一株在近海区生长的海草,它叶片的基部与海面距离为10m,且此片海域中海水的密度为1.025×103kg/m3,则它叶片的基部所受的压强为(g取10N/kg)( )
A.102.5Pa B.10.25Pa C.102500Pa D.10250Pa
3.如图所示各种现象中,属于连通器应用的是( )
A. B.
用低压吸盘搬运玻璃 船通过船闸
C. D.
用注射器吸取药液 用活塞式抽水机抽水
探究案
合作探究
一、液体的压强
1.提出问题:液体的压强可能与哪些因素有关?
液体的压强可能与容器的底面积、装液体容器的形状、液体的深度、液体的密度等因素有关。
(a)探究深度、密度相同时,液体底面积不同对压强的影响,如图1
小结:液体的压强与液体的底面积 。
(b)探究深度相同时,密度不同的液体对压强的影响,如图3
小结:液体的压强与液体的密度有关,其他条件相同时,密度越大的压强
(c)探究同一深度时,液体中不同方向受到的压强,哪个压强最大,如图4
小结:同种液体同一深度各个方向上受到的压强 。
(d)探究液体的压强与深度的关系,如图5
小结:液体的压强与深度有关,液体的深度越深,压强
总结:液体内部各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而 ;同种液体在同一深度的各处、各个方向压强大小 。不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的 ,密度越大,液体的 。
讨论交流:引导学生阅读课本“信息窗”,帕斯卡裂桶实验说明不是几杯水的重力把桶压裂了,而是几杯水的高度很高,所产生的压强很大,正是这几杯水所产生的压强把木桶压裂了。
2.液体压强的大小
(1)推算液体压强公式
S平面上方的液柱对平面的压力
F=G=mg=p=ρvg=ρshg
平面受到的压强:P==ρgh 因此,液面下深度为h处液体的压强为P=
2.想想议议:同学们思考下面两个问题
(1)工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状?
(2)带鱼生活在深海中。为什么我们在鱼市上看不到活带鱼?
三.与液体压强相关的应用实例
1.连通器
演示:将水片模型置于U形管内,加水使之下移,再从另一管口加水调整水片位置,使之停在U形管底部的正中间。提示学生注意两边水面的关系。
(1)连通器的定义: 叫连通器。
(2)连通器的原理(特点): 静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一高度。
船闸、U形管、茶壶、奶牛自动喂水器、锅炉的水位计、洒水壶等
2.船闸
a.船闸要解决的问题:人类为获取电能,往往会拦河筑坝兴修水电站,譬如长江上著名的葛洲坝工程,闻名于世的三峡工程,但横在江中的堤坝阻断了水上交通,怎么办?船闸也就应运而生。
b.出示船闸的挂图,分析船闸的构造。
c.船闸是怎样将上游的船只运送到下游,将下游的船只运送到上游的?
结合挂图讲解,注意上下游阀门的开关情况与连通器构成情况。
连通器的其他应用———乳牛自动饮水器
二、随堂检测
1.如图,容器A、B内盛有水,水面相平,两容器间用一斜管相连,K是开关,当K打开后,则( )
A.水将由A流向B B.水将由B流向A
C.水不流动 D.无法确定
2.用图示装置探究液体压强的特点,下列做法能使U形管两边液面高度差变小的是( )
A.将金属盒下移
B.金属盒的位置不动,从烧杯中取出部分水
C.将金属盒在原位置转动90°
D.将该装置移到海拔更高的山顶进行
3.连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示事例中不是利用连通器原理工作的是( )
A. B.
活塞式抽水机 茶壶
C. D.
锅炉水位计 三峡船闸
参考答案
预习案
B
C
B
探究案
C
B
A
8.3 空气的“力量”
一、预习目标及范围
1、预习目标
(1)了解大气压是客观存在的;
(2)了解测量大气压的实验——托里拆利实验;
(3)了解大气压强的值和大气压强的单位。
(4)了解大气压强随高度的增加而减小,大气压强值可用气压计来测量;
(5)了解生活中利用大气压的实例。
2、预习范围
教材第8章第三节内容
二、预习要点
1._____________________________________________叫大气压强。
2.标准大气压 p0= _______________.
3.海拔越高,空气越_______,大气压___________。
三、预习检测
1.小华同学想用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作不能达到目的是( )
A.用酒精灯加热空易拉罐一段时间后,将易拉罐封闭
B.将空易拉罐密封后,放入密闭的玻璃钟罩内,用抽气机将钟罩内的气体抽出
C.用吹风机对着空易拉罐口吹风
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气
2(多选).如图所示的是“估测大气压的值”实验,下列关于该实验的分析中错误的是?( )
A.为计算活塞的横截面积,要测出注射器的全部长度
B.测量活塞受到的大气压力时,利用了二力平衡的知识
C.针筒和活塞发生相对运动过程中,活塞相对于地面是静止的
D.如果装置漏气会造成大气压的测量值偏小
3.甲同学做托里拆利实验,测得管内外水银面高度差约为76cm,乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差( )
A.把实验移到高山上去做
B.往水银槽内加少量水银
C.用粗一些的玻璃管做实验
D.将玻璃管倾斜一些角度
探究案
合作探究
1、大气压强
问题:
我们赖以生存的地球周围被厚厚的空气层所包围,即大气层,也有流动性,地球上的物体(包括人)都浸在其中。 那么大气对浸它里面的物体是否有压强呢?说说你的猜想并用你日常所见一些现象来支持你的猜想。
初步分析讨论出结论:从以上的现象,我们可以看到,我们生活其中的大气对我们应该是有压强的.
但是,纯讨论出的结论是否完全正确呢?所以我们还得从科学实验探究中验证是否有大气压强。
科学实验探究:请用给出的仪器,设计一~二个验证是否有大气压强的实验,并解释现象
实验1 把浸过酒精的棉花用火柴点燃投入事先准备好的空瓶中,用剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口,稍后,鸡蛋被吸入瓶内.
实验2 给茶杯中装满水,盖上硬纸片,倒置过来发现水和硬纸片都不下落.
实验3 拿一空铁皮罐,放少许水,罐口打开,放在火上将水烧开。水烧开后,注意观察铁皮罐的形状,然后将铁皮罐罐口用盖子盖紧,小心放入盆内,然后用冷水浇铁皮罐,再仔细观察铁皮罐是否有变化?
实验4 取两个挂东西的小吸盘对接,挤出吸盘内部的空气,然后试图拉开吸盘,注意体验拉开吸盘容易吗?
实验5 马德堡半球实验---它第一次证明了大气压强的存在正确结论:由以上的众多实验证明,我们生活其中的大气对我们确确实实有压强。
那么大气压强产生的原因是什么?
解释大气压强产生的原因:
交流与讨论:空气有质量吗?
我们在上一章里已经知道空气的密度1.29kg/m3 ,可见空气是有质量的,空气体积很大时,其质量也是相当大的。同学们试计算充满我们这间教室的空气的质量有多大。
计算:
我们周围的大气既有质量,同时又要受到地球引力的作用,而且具有流动性,这几个原因就产生了大气压强。
2、大气压强的测量
(1)托里拆利实验
根据奥托·格里克的马德堡半球实验,不仅证明了大气压强的存在,还表明大气压强是很大的。那么大气压强有多大呢?
我们先看看,历史上人们是怎样测量大气压强的?1644年,伽利略的学生托里拆利及其同伴通过实验第一次测出了大气压强的大小。接下来,我们来看看托里拆利是怎样测出大气压强的?
①介绍托里拆利实验装置
②演示:托里拆利实验(课件演示)
③分析:玻璃管内水银面上方是真空,而管外水银面受到大气压强,正是大气压强支持着管内760mm高的水银柱,也就是大气压强跟760mm高水银柱产生的压强相等。
p = ρg h = 13.6 × 10 3kg/m3 × 10N/kg× 0.76m
=1.01 × 10 5 Pa
④应用:人的头顶面积约为0.02m2,请计算大气压对头顶的压力为多少?
(2)测量大气压强的工具:
①水银气压计:
优点:
缺点:
②金属盒气压计:
原理:
优点:
缺点:
二、随堂检测
1.小明全家要外出旅游半个月,为保持家里的盆景有较充足的水分,小明用瓶子装了一些水倒放在盆景的水槽中,如图所示.则在水槽内水面降到恰好与瓶口相平位置的过程中,下列说法正确的是(设外界大气压保持不变)( )
A.瓶内气体压强逐渐变大
B.水槽内的水对水槽底部的压强逐渐变大
C.桌面受到的压力保持不变
D.瓶内、外水面的高度差逐渐减小
2.下列仪器中,不能用来测量大气压的是( )
A.水银气压计 B.无液气压计
C.托里拆利实验装置 D.马德堡半球
3.下列物理学的研究成果与托里拆利有关的是( )
A.发现了光的色散
B.测出了大气压的值
C.发现了杠杆的平衡条件
D.第一个用实验证明大气压的存在
参考答案
预习案
C
AC
A
探究案
D
D
B
8.4 流体压强与流速的关系
一、预习目标及范围
1、预习目标
(1)知道流体的压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;
(2)了解飞机的升力是怎样产生的。
2、预习范围
教材第8章第四节内容
二、预习要点
1.___________________________性,统称为流体。
2.气体在流速大的地方压强________,在流速小的地方压强________。
3.液体在流速大的地方压强______,在流速小的地方压强_______。
三、预习检测
1.(多选)下列实验中,说明“流速对流体压强有影响”的是( )
A. B.
从瓶中吸饮料 吹气时纸条向上飘
C. D.
纸和水不会下落 吸气时乒乓球紧贴漏斗
2.(多选)如图所示的情景中,解释现象的叙述正确的是( )
A. B.
飞机升空是因为机翼受到空气浮力 船闸是利用连通器的原理工作的
C. D.
滑雪板是为了减小压强 茶壶盖上有孔与大气压有关
3.(多选)物理知识在平时的生产生活中有着广泛的作用,下列说法中正确有( )
A.飞机的机翼截面积的形状上下不对称可以使飞机在飞行过程中获得向上的升力
B.壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,利用大气压使其在天花板上不会掉下来
C.“一个巴掌拍不响”所含的物理知识是物体靠振动而发声
D.“磨刀不误砍柴工”的实质是减少刀口的受力面积增大压强
探究案
合作探究
1.液体压强与流速的关系
(1). 是流体.
首先我们来探究流动的气体的压强与流速的关系。
1)、提出问题:
流体压强与流速有什么样的关系?
2)、猜想与假设 :
猜想1:液体和气体流动越快,它的压强越大。
猜想2:液体和气体流动越快,它的压强越小。
猜想3:液体和气体流动越快,它的压强不变。
我们先来探究流动的气体的压强与流速的关系。
3)、设计实验并进行实验
实验一:请同学们站立起来,手握两张纸,让纸自然下垂,在两张纸中间向下均匀的吹气,看见什么现象?
实验二:点燃一支蜡烛,用一细管往蜡烛火焰的旁边均匀持久的吹气,火焰将向哪一边倾斜呢?
实验三:将事先折好的两只小船,放入脸盆内,然后用矿泉水瓶当做水管向船中间的水域冲水,两船如何运动?
老师提示:在做实验时,同学们要注意观察哪里的流体流速快,哪里的压强大。
结论:流动气体的压强,流速较大的位置 。
第二个实验的现象是火焰向吹气一侧偏。根据学生的看法,引导学生讨论得出:往火焰一侧吹气,这一侧空气流速大,压强变小,另一侧的空气流速小压强大,两侧压强差使火焰向吹气一侧偏离。
结论:流动气体的压强,流速较大的位置 。
第三个实验的实验现象是:分开的小船靠在了一起,。
结论:液体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方 。
总结:流体在流速较大的位置压强较小,在流速较小的地方压强较大。
2、升力的产生
教师提问:几百吨重的飞机为什么能腾空而起呢?
学生活动4、用手将一张纸的一端靠近下嘴唇,另一端自然下垂,用嘴对着纸的上方,用力水平吹气,可以看到什么现象?
可以看到纸在吹力的作用下向上翘,这是什么原因?
教师补充:飞机升力的产生是否也是这样?秘密在于机翼。
即学即练:
日常生活中还有哪些现象与我们今天所学的知识有联系呢?你能用今天所学解释以下现象吗?
火车站的站台上的安全线, 火车驶来时严禁人们进入安全线以内的区域?
诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写到:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,请你分析诗中包含的物理道理。
二、随堂检测
1.如图所示是一种水翼船,船体下安装了水翼.当船在高速航行时,水面下的水翼会使船身整体抬高离开水面,从而减小水对船的阻力.则水翼安装正确的是( D )
A. B.
C. D.
2.2009年10月1日是我国建国60周年大庆的日子,在电视转播中将会看到以下一些壮观场面.下列解释不正确的是( )
A. B.
整齐的队列-光的直线传播 战斗机的起飞-浮力大于重力
C. D.
烟花的倒影-光的反射 导弹升空-力的作用是相互的
3.如图,下列现象中能说明气体的压强跟流速有关的是( )
A. B.
C. D.
参考答案
预习案
BD
BCD
ABD
探究案
D
B
A
第八章 压强
一、知识梳理
1.压力是垂直作用在物体表面上的力;压强的概念是作用在单位面积上的压力;压强的国际单位时N/m2,又叫Pa;压强增大和减小的途径。
2.液体内部压强的规律,液体压强的实际应用——连通器,
3.测量大气压的实验——托里拆利实验;大气压强的值和大气压强的单位。大气压强随高度的增加而减小,大气压强值可用气压计来测量。
4.流体的压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;飞机的升力是怎样产生的。
二、题型、技巧归纳
1.下列现象中与大气压有关的是( )
A.水杯中的水对杯底产生压强
B.吸盘可以压在光洁的墙面上
C.熟透的苹果从树上落到地上
D.吊车将重物吊上高楼
2.如图所示,将一开口向上、粗细均匀的,且盛有某种液体的玻璃管由竖直位置稍倾斜一定的角度(液体未溢出),玻璃管中液体对管底的压强( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
3.如图,水平桌面上有一质量分布均匀的木板M,其右端与桌边相齐.木板在水平力F?的作用下被缓慢的向右拉出桌边一小段距离.在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M?对桌面的压强变小,压力不变
B.M?对桌面的压强不变,压力不变
C.M?对桌面的压强变大,摩擦力不变
D.M?对桌面的压强变大,摩擦力变小
归纳小结
1.压力概念:垂直压在物体表面上的力叫压力,压力的作用效果与压力大小有关。受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。压力的作用效果与受力面积有关。压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;压强的定义:物体所受压力的大小与受力面积之比,公式:P=F/S;减小压强可以减小压力或增大受力面积,增大压强可以增大压力或者减小受力面积。
2.液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强相等,不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强也越大,液体对容器底部和容器侧壁都有压强;液面下深度为h处液体的压强为P=ρgh;与液体压强相关的应用实例:连通器、船闸。
3.大气压强确实存在。大气压强简称为大气压或气压,最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利;标准大气压 p0= 1.013×105 Pa;海拔越高,空气越稀薄,大气压越小;天气的变化也会影响大气压的大小。一般来说,阴天、下雨时大气压会低些,天气晴朗、干燥时大气压会高些;
4.气体和液体都具有流动性,统称为流体;在气体中,流速越大的位置压强越小;在液体中,流速较大的位置压强较小,流速较小的位置压强较大;飞机上升的原理,由于机翼的特殊形状,流过机翼上方的空气速度大,下方的空气速度小,机翼上下方所受的压力差形成向上的升力,当飞机的速度达到一定值时,机翼所受的升力超过飞机自重,飞机就起飞了。
参考答案
预习案
B
B
C