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第十章
压强和浮力复习
1、压力F
(1)定义:
(2)方向:
垂直作用于物体表面的力
垂直于接触面并指向受力物体
B
A
A
B
B
压力与重力不同。压力的方向垂直于物体的接触面;压力的大小不一定等于重力的大小,当物体放在水平桌面时,压力等于物体重力即F=G。重力的施力物体是地球。
F压
F压
F压
如图5-1-1所示,请在下面三幅图中画出B面所受压力的示意图.
(3)压力与重力的区别:
提示:方向 大小 作用点 施力物体
练习
如图5-1-2所示,正方体金属块重20 N,F恒为5 N,则支承面所受到的压力分别是: Fa=_____,Fb=_____,Fc=_____,F d=_______.
图5-1-2
5 N
15 N
25 N
=20 N
F压
F压
=5 N
F压
=15 N
F压
=25 N
20N
(4)压力的作用效果
(4)压力的作用效果与受力面积大小及压力大小有关。
在探究”压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供
的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了如图(a)(b)两个实验,通过观察(a)(b)
后得到“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论。此后小
华把小桌挪动到一块木板上,发现小桌对木板的压力效果不够明显,如(c)所示
。通过对(a)(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越
不明显”的结论。请你根据已学过的压强的知识分析:
(1)、小明和小华是根据 _________的现象来比较压力的作用效果的。
(2)、造成前后两个结论不一致的原因是____________________________
(3)、设图(b)中小桌对海绵的压强是Pb,图(c)中小桌对木板的压强是Pc,
则Pb_________ Pc(选“<”“>”“=”)
(4)、比较图(b) 和(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的
条件是___________________________________________
练习
受力面的形变程度
前后两次受力面的材料不同
等于
必须在相同材料的物体表面的情况下进行比较
变式:看题11
2、压强:表示压力作用效果的物理量。
(1)定义:物体单位面积上受到的压力
(2)公式:p=F/S
(3)单位:帕斯卡(1帕的物理意义: )
(4)增大、减小压强的方法
质量为1 kg底面积为20 cm2的物体A放在水平地面上,将质量为0.5 kg底面积为 10 cm2的物体B叠放在A上面,如图5-1-6所示,求:
(1)B对A的压强为多大
(2)地面受到的压强为多大 (g=10 N/kg)
【答案】(1)5000 Pa (2)7500 Pa
练习
图5-1-6
实验
一本初中物理书平放在水平桌面上,如何测定它对桌面的压强 请写出你所选择的器材 、实验步骤及压强的表达式
器材:___________________.
步骤:_______________________________________
_____________________________________ 表达式:_____________.
天平、刻度尺
①用刻度尺测得物理书的长为(a)和宽为(b); ②用天平测 得物理书的质量为m;
实验
如何测量人站立时对地面的压强 请写出你所选择的器材 、实验步骤及压强的表达式
器材:___________________.
步骤:_______________________________________
_____________________________________
表达式:_____________.
体重计、方格纸
①用体重计测出人的质量为m; ②用方格纸测 出一只鞋印的面积为s;
1. 一名普通中学生双脚站立时对水平
地面的压力和压强最接近于( )
A、50N 103Pa
B、50N 104Pa
C、500N 103Pa
D、500N 104Pa
D
练习
2.将一均匀长方体放在水平桌面上,如图5-1-4所示,若沿竖直虚线aa′切开拿走左 边的一半,则右边的长方体的密度,长方体对桌面的压强变化是( )
A.密度减小,压强减小 B.密度不变,压强减小
C.密度不变,压强不变 D.密度减小,压强不变
图5-1-4
3.如图5-1-5所示,物体A静止在水平桌面上,若把A稍微向右水平移动,则A 对桌面的压力F、压强P的变化情况是( )
A. F变大,P变大 B. F不变,p变大
C. F变大,P变小 D. F不变,P变小
图5-1-5
C
D
3、液体的压强
1、液体对容器的底和侧壁有压强
2、液体内部也有压强。同种液体,深度越深,压强越大
3、液体压强规律
液体对容器的底部和侧壁都有压强,
液体内部各个方向都有压强。
(1)同一深度,各个方向的液体压强都相等。
液体压强与液体的深度和液体的密度有关。
(2)同一深度,液体密度越大,液体压强越大; (3)同一液体,深度增加,液体压强增大。
1. 如图所示,三个底面积相同的容器甲、乙、丙,分别盛上质量相等的酒精。那么,杯底受到液体的压强( )
A、甲最大 B、乙最大
C、丙最大 D、甲、乙、丙一样大
练习
甲
乙
丙
B
2.如图,甲、乙两支相同的玻璃管盛有等质量的液体,甲竖直放置,乙倾斜放置,两管中液面相平。由此推知,两液体密度关系是 。液体对试管底部的压强关系是 。(比大小)
3.如图所示,甲、乙两个相同量筒放在同一水平面上,甲量筒内盛水,乙量筒内盛酒精,两个量筒内底部所受液体的压强相等。比较两液体内同一高度上A、B两点液体压强的大小,则A点压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)B点压强。
ρ甲> ρ乙
P甲>P乙
小于
4.如图是甲乙两种液体内部的压强与深度关系的图象,设液体甲的密度为ρ甲,乙的密度为ρ乙,则ρ甲、ρ乙的关系为 。
5.据报道,由于长江上游的植被受到破坏,造成大量水土流失,江水浑浊,致使江水的_______增大,故相同深度的江水对堤坝的_______会增大,从而使堤坝受到破坏的可能性增加了。
ρ 甲> ρ乙
密度
压强
4、气体的压强
(1)大气压是存在的
(2)大气压的测量
A、托里拆利测得大气压的值相当于76cm高的水银柱产生的压强。
1标准大气压=1.0×105Pa
B、实验室粗略测量大气压值
器材及注意事项
如图所示是小华做“估测大气压值”的实验示意图。
(1)请将下列实验步骤补充完整;
a.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,——————,然后用橡皮帽
封住注射器的小孔。
b.用细尼龙绳栓住注射器的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,
然后水平向右慢慢拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记
下______ ,即等于大气对活塞的压力F.
c.用刻度尺测出注射器的______________,记为l,读出注射器的容积v,
则活塞的面积s=_________.
d.最后计算出此时大气压的数值p=___________(写表达式)
(2)、实验中,小华正确使用了测量仪器,且读数正确,但她发现测量
结果总比大气压标准值小。其主要原因可能是______________________
(3)请根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整(不要求填入实验记录数据).
大气对活塞的压力F/N 注射器的容积V/m3 活塞的横截面积S/m2
排净桶内空气
弹簧测力计的示数
有刻度线长度
V/L
F.L/V
空气未排尽、漏气等
注射器有刻度线
长度L/m
大气压强
P/Pa
(3)大气压的变化
1.大气压随高度的增加而减小。
2.在温度不变时,一定质量的气体,体积越小,压强越大;在质量体积一定时,温度越高,压强越大。
(4)气压对沸点的影响
气压增加,沸点升高;
气压减小,沸点降低
(5)流体压强与流速的关系
流速越大的地方,压强越小。
据报道:在成都老成仁路琉璃场红砖桥附近的铁路桥道口,一名18岁的女孩在火车急驶而来时,为躲避火车,便坐在距离铁轨很近的石坎上,并低头捂住耳朵,准知强大的气流将女孩的长发卷起,将其拖入车底,女孩当场死亡。造成这一事故的原因是由于火车驶近时,靠近火车的地方空气流速 (选填“大”或“小”,下同),气体压强 ,气体压力差就会将人推向火车,引起事故。
练习
大
小
1、定义:
2、产生原因:
3、方向:
4、浮力的施力物体:
5、阿基米德原理
内容:
表达式:
适用范围:
6、测量:
物体所受的向上和向下的压力差
总是竖直向上的
浸在液体(或气体)里的物体受到液体或气体向上的托力
液体(或气体)
浸在液体里的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力
F浮=G排液=m排液g=ρ液gv排
弹簧测力计
5、浮力
判断物体的浮与沉
比较浮力与重力
比较ρ物与ρ液
物体浸没在液体里
F浮 ﹥ 重力 上浮(最终漂浮在液面上)F浮 = 重力 漂浮
F浮 ﹤ 重力 下沉(最终沉底)
F浮 = 重力 悬浮(可停留在液体内部任何深度处)
物体浸没在液体里
ρ物 ﹤ ρ液 上浮(最终漂浮在液面上)
ρ物 ﹥ ρ液 下沉(最终沉底)
ρ物 = ρ液 悬浮(可停留在液体内部任何深度处)
浮沉条件的实验
利用下列器材,如何测出或计算出物体重力的大小?
①可以直接用弹簧测力计测出重力
②可以用天平称出物体的质量,然后根据G=mg求出物体的重力。
你能有几种方法测出或算出物体所受浮力的大小?
①用弹簧测力计测出物体在空气中的重力,然后将物体浸入水中,测出拉力;F浮=G-F拉
②用溢水杯,再测出溢出水的体积。然后根据阿基米德原理求出浮力;F浮=G排水=ρ水gv排
③在量筒中倒入适量的水V1,在将重物放入水中,记下此时液面到达的刻度V2,V2 – V1=V排,然后根据阿基米德原理求出浮力;F浮=ρ水gv排
浮力大小的计算
方法一:
方法二:
方法三:
方法四:
弹簧测力计测量 F浮=G-F拉
阿基米德原理 F浮=G排液=m排液g=ρ液gv排
漂浮或悬浮时 F浮=G物
压力差法 F浮=F向上-F向下
应用——轮船
1、始终漂浮在液面上:F浮=G总=G船+G货
2、排水量(m排) :轮船排开水的质量
3、浮力:F浮=G排=m排g
4、轮船从河里驶往海里
5、装货后?
6、卸货后?
船身上浮一些还是下沉一些?
G总?
m排?
F浮?
v排?
应用——潜水艇
靠改变 实现浮与沉。
在上浮或下沉时,浮力 。
充水:
排水:
潜水艇漂浮水面时:
潜水艇在水里悬浮时:
自重
不变
F浮=G
F浮=G’
G↗,G>F浮 下沉
G↘ ,G<F浮 上浮
G’ >G
潜水艇靠改变重力实现浮与沉。
鱼是通过改变浮力来实现上浮与下沉的。
应用——气球
气球里充的是密度小于空气的气体。
热气球充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气。
可选器材: 弹簧测力计、烧杯、水、细线、
小石块、量筒、盐水
测小石块的密度
器材:
弹簧测力计、烧杯、水、细线、小石块
步骤:
1、测小石块在空气中的重力G
2、测小石块浸没水中时弹簧测力计的拉力F
表达式;
实验
可选器材: 弹簧测力计、烧杯、水、细线、
小石块、量筒、盐水
测盐水的密度
器材:弹簧测力计、细线、小石块、量筒、盐水
步骤:1、测小石块在空气中的重力G
2、量筒内取适量盐水,示数为V1
3、弹簧测力计吊着小石块浸没量筒内的盐水中,记下测力计示数为F,量筒示数V2
表达式:
实验
1.关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是 ( )
A. 漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大。
C. 物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
C
练习
2.甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球,它们静止在某种液体的情况,如下图,那么两球所受的浮力F甲 F乙,两球的密度ρ甲 ρ乙 (填“大于”“小于”或“等于”)
甲
乙
大于
大于
3. 如图3所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,
静止在图示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )
A、F1> F2 B、F1=F2
C、F1<F2 D、无法确定
图3
4. 潜水艇在水面下开始下潜的过程中,潜水艇受到的压强将_________,受到的浮力将___________。
B
增大
不变