第七章压强和浮力复习提纲.docx

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第七章压强和浮力复习提纲

《压强和浮力》复习提纲

一、固体的压力和压强

1、压力：

⑴定义：

垂直压在物体表面上的力叫压力。

⑵压力方向总是与物体接触面垂直，并且指向受力物体。

（3）作用点：

在受力物体表面上。

（4）压力并不都是由重力引起的，压力不同于重力，通常把物体放在水平桌面上时，如果物体不受其他力，则压力F=物体的重力G

（5）压力的相互作用力——支持力

（6）固体可以大小方向不变地传递压力。

（7）重为G的物体在承面上静止不动。

指出下列各种情况下所受压力的大小。

GGF+GG–FF-GF

2、探究：

影响压力作用效果因素的实验：

亲身体验：

两个手指以不同的力夹住削好的铅笔，两个手指有什么感觉？

猜想：

压力作用效果因素：

压力、受力面积

⑴本实验研究问题时，采用了控制变量法和对比法

（2）比较甲、乙说明：

受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。

比较乙、丙说明：

压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。

概括这两次实验结论是：

压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。

3、压强：

⑴定义：

物体单位面积上受到的压力叫压强。

⑵　物理意义：

压强是表示压力作用效果的物理量

⑶　公式p=F/S其中各量的单位分别是：

p：

帕斯卡（Pa）；F：

牛顿（N）S：

米２（m2）。

注意：

A．使用该公式计算压强时，关键是找出压力F（一般F=G=mg）和受力面积S（受力面积要注意两物体的接触部分）。

B．特例：

对于放在水平桌子上的直柱体（圆柱体、正方体、长放体等）对水平桌面的压强p=ρgh

　　⑷　压强单位Pa的认识：

一张报纸平放时对桌子的压力约０.５Pa。

成人站立时对地面的压强约为：

１.５×104Pa。

它表示：

人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：

１.５×104N

⑸增大和减小压强的方法及应用

5．增大和减小压强的方法

（1）增大压强的方法：

a、在受力面积一定时，增大压力

b、在压力一定时，减小受力面积。

例如：

缝一针做得很细、菜刀刀口很薄，盲道凹凸不平

c、同时增大压力和减小受力面积

（2）减小压强的方法

a、当压力不变时，可通过增大受力面积：

铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。

b、在受力面积一定时，减小压力：

c、同时减小压力和增大受力面积

补充：

1、一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题：

处理时：

当求容器对水平桌面的压力和压强时，把盛放液体的容器看成一个整体，先确定压力（水平面受的压力F=G容+G液），后确定压强（一般常用公式p=F/S）。

2、将一密度均匀，高为h的柱体放在水平桌面上，柱体对水平面的压强只与柱体的密度和高度有关。

Ｐ＝

二、液体的压强

1、液体内部产生压强的原因：

液体受重力且具有流动性。

2、测量：

压强计用途：

测量液体内部的压强。

3、探究液体压强的规律（液体压强的影响因素）：

提出问题：

液体压强的影响因素？

猜想：

影响液体压强的因素：

方向、深度、液体密度

设计和进行实验：

方法：

控制变量法

器材：

压强计、刻度尺、水、食盐、烧杯

介绍测量液体压强的仪器：

压强计

压强计原理：

（转化法）

当探头浸入液体时，橡皮膜受到液体压强时，U形管两边液面出现高度差，两边高度差的大小表示液体此处的液体压强的大小。

橡皮膜所受液体压强越大，液面高度差也越大。

分析数据总结：

液体内部压强的特点：

⑴液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强；

⑵同种液体，在同一深度各个方向的压强都相等；

⑶液体的压强随深度的增加而增大；

⑷不同液体的压强与液体的密度有关，同一深度，液体密度越大，压强越大。

4、液体压强的大小：

⑴推导压强公式使用了建立理想模型法，前面引入光线的概念时，就知道了建立理想模型法，这个方法今后还会用到，请认真体会。

⑵推导过程：

（结合课本）

液柱体积V=Sh；

质量m=ρV=ρSh

液片受到的压力：

F=G=mg=ρShg.

液片受到的压强：

p=F/S=ρgh

⑶液体压强公式p=ρgh说明：

A、公式适用的条件为：

液体

B、公式中物理量的单位为：

p：

Pa；g：

N/kg；h：

m

C、从公式中看出：

液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。

著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。

D、液体压强与深度关系图象：

说明：

（1）公式Ｐ＝

的适用范围：

这个公式只适用于计算静止液体的压强，不适用于计算固体的压强，尽管有时固体产生压强恰好也等于

，例如：

将一密度均匀，高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强：

Ｐ＝

但这只是一种特殊情况，不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用Ｐ＝

来计算。

但对液体来说无论液体的形状如何，都可以用Ｐ＝

计算液体内某一深度的压强。

（2）公式Ｐ＝

和Ｐ＝

的区别和联系

Ｐ＝

是压强的定义式，也是压强的计算公式，无论对固体、液体、还是气体都是适用的。

而Ｐ＝

是通过公式Ｐ＝

结合液体的具体特点推导出来的，只适合于计算液体的压强。

（3）由于液体具有流动性；液体不但对容器底部有压强而且对容器侧壁也有压强，侧壁某一点受到的压强与同深度的液体的压强是相等的，同样是用Ｐ＝

可以计算出该处受到的压强。

5、计算液体对容器底的压力和压强问题：

一般方法：

㈠首先确定压强p=ρgh；㈡其次确定压力F=pS

特殊情况：

压强：

对直柱形容器可先求F　用p=F/S　

压力：

①作图法　　②对直柱形容器　F=G

6、三种不同形状质量相等的容器底面积相等，装有相同深度的同种液体。

（1）所盛有液体的重力：

G1>G2>G3

（2）容器底部所受液体的压强：

P1=P2=P3

（3）容器底部所受液体的压力：

F1=F2=F3

（4）容器对桌面的压力：

F1’>F2’>F3’

（5）容器对桌面的压强：

P1’>P2’>P3’

总结：

不同形状的容器所盛液体对容器底的压力与液体的重力的大小关系：

1、底小口大FG

7、连通器：

⑴定义：

上端开口，下部相连通的容器

⑵原理：

连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平

⑶应用：

茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。

三、大气压强

1、概念：

大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，一般有p0表示。

说明：

“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压——指部分气体压强。

高压锅外称大气压。

2、产生原因：

因为空气受重力作用并且具有流动性。

3、大气压的存在——实验证明：

历史上著名的实验——马德堡半球实验。

小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、铁桶压扁实验、皮碗模拟马德堡半球实验。

☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例？

答：

①用塑料吸管从瓶中吸饮料②给钢笔打水③使用带吸盘的挂衣勾④人做吸气运动

4、大气压的实验测定：

托里拆利实验。

（1）实验过程：

在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。

（2）原理分析：

在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。

即向上的大气压=水银柱产生的压强。

（3）结论：

大气压p0=ρ水银gh=1.013×105Pa（其值随着外界大气压的变化而变化）

（4）说明：

A实验前玻璃管里水银灌满的目的是：

使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满有少量空气，则测量结果偏小。

B本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3m

C将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。

D若外界大气压为HcmHg试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银）。

HcmHg（H+h）cmHg（H-h）cmHg（H-h）cmHg（H+h）cmHg（H-h）cmHg（H-h）cmHg

E标准大气压：

支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。

1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa可支持水柱高约10.34m

5、大气压的特点：

（1）特点：

1.空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。

2.大气压不是固定不变的，随高度增加而减小，在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa。

3.大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。

一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。

6、测量工具：

（1）定义：

测定大气压的仪器叫气压计。

（2）分类：

水银气压计和金属盒气压计（无液气压计）

水银气压计：

测量准确，但携带不方便，常用于气象站和实验室。

金属盒气压计（无液气压计）：

使用方便、广泛，常用在氧气瓶和灭火器上。

说明：

若水银气压计挂斜，则测量结果变大。

在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。

7、大气压应用：

活塞式抽水机和离心式水泵。

8、沸点与压强：

内容：

一切液体，都是气压减小沸点降低，气压增大沸点升高。

应用：

高压锅、除糖汁中水分。

9、体积与压强：

内容：

质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大，气体体积越大压强越小。

应用：

解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。

四、流体压强和流速的关系

1、流体：

具有流动性的液体和气体，统称为流体

2、流体中，流速大的位置压强小，流速小的位置压强大

3、小实验：

4、飞机的升力5.汽车的气流偏导器（导流板）6..鼠洞的“空调系统”7、香蕉球原理

8、火车站台的安全线的作用

9、水流抽气机的结构如图所示．使用时让自来水流入具有内置喷口的T型玻璃管内．由于水流的作用，喷口A处气流的速度将__增大，A处气体的压强将减小，从而使喷口A处的气体和抽气容器内的气体之间产生压力差，以达到抽气的目的．

五、浮力

1、浮力的定义：

一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的托力叫浮力。

2、浮力方向：

竖直向上，施力物体：

液（气）体

3、浮力产生的原因：

液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。

压力差计算浮力法：

F浮=F向上-F向下

4、阿基米德原理：

（探究浮力大小等于什么（浮力的影响因素）？

）

1、提出问题：

浮力大小等于什么（浮力的影响因素）？

2、猜想：

液体密度、排开液体的体积

3、设计和进行实验

（1）、内容：

浸入液体里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）、公式表示：

F浮=G排=ρ液V排g

从公式中可以看出：

液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。

（3）、适用条件：

液体（或气体）

5、物体的浮沉条件：

（1）前提条件：

物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。

（2）请根据示意图完成下空。

上浮漂浮悬浮下沉

F浮>GF浮=GF浮=GF浮

ρ液>ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液<ρ物

（3）、说明：

①密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。

②一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为（2/3）ρ

分析：

F浮=G则：

ρ液V排g=ρ物Vg

ρ物=（V排／V）·ρ液=23ρ液

③悬浮与漂浮的比较

相同：

F浮=G

不同：

悬浮ρ液=ρ物；V排=V物

漂浮ρ液<ρ物；V排

④判断物体浮沉（状态）有两种方法：

比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。

⑤物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中，示数为F则物体密度为：

ρ物=Gρ/（G-F）

⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。

6：

漂浮问题“五规律”：

（历年中考频率较高，）

规律一：

物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；

规律二：

同一物体在不同液体里，所受浮力相同；

规律三：

同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；

规律四：

漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；

规律五：

将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。

7、浮力的利用：

（1）、轮船：

工作原理：

要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。

排水量：

轮船满载时排开水的质量。

单位t

由排水量m可计算出：

排开液体的体积V排=；排开液体的重力G排=mg；轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。

（2）、潜水艇：

工作原理：

潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。

（3）、气球和飞艇：

工作原理：

气球是利用空气的浮力升空的。

气球里充的是密度小于空气的气体如：

氢气、氦气或热空气。

为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。

（4）、密度计：

原理：

利用物体的浮沉条件（二力平衡）和阿基米德原理来进行工作。

构造：

下面的铝粒能使密度计漂浮直立在液体中。

刻度：

刻度线从上到下越密，示数越大，对应的液体密度越来越大，

8、浮力计算题方法总结：

a明确研究对象

b明确研究对象所处的运动状态.（漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等）

c对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图.（除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等）

d列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程（在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等）

e解方程求出未知量.

9.计算浮力方法:

①称重法.利用弹簧测力计两次读数不等来计算浮力.

基本公式F浮＝G－F拉（式中的G和F拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数）

适用范围此式适用于液体中下沉的物体.常用于题中已知用弹簧测力计称物体重的情况.

②压力差法.利用浮力产生的原因来计算浮力.

基本公式F浮＝F向上－F向下=P向上S—P向下S.

适用范围此法用于判断物体是否受到浮力或计算浸没深度已知的规则物体所受的浮力.

③原理法.利用阿基米德原理来计算浮力.

基本公式F浮＝G排液或F浮＝ρ液gV排液.

适用范围普遍适用.

④平衡法.利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力.

基本公式F浮＝G物、F浮＋N支＝G物、F浮＝G物＋F拉.

适用范围漂浮体、悬浮体、沉底、连接体等.

其中称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法.其它方法一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答.

10.关于液面升降的问题.

分析其实质是比较变化前后的V排.

例1:

一块冰浮于水面,如图.那么当冰熔化前后,其水面将______（选填“升高”、“降低”或“不变”）

解:

冰熔化前:

由于漂浮,F浮＝G物.则V排＝m冰g/ρ水g＝m冰/ρ水.

冰熔化后:

由于m水＝m冰,由ρ＝m/V得V化水＝m水/ρ水＝m冰/ρ水

因V排水＝V化水,即冰熔化成水后,刚好填满原来被冰排开的水的体积,因此,水面保持不变.

扩展一

①若上题中的冰包含有气泡,则冰熔化后液面将如何变?

②若上题中的冰包有一小木块（ρ物<ρ水）,则冰熔化后液面又将如何?

③若上题中的冰包含有一小石块（ρ物>ρ水）,则冰熔化后又如何?

若上题中的冰漂浮于盐水中,则冰熔化后又如何?

扩展二

1、如图甲,铁块A叠放在木块B上,然后放在水缸中当将铁块从木块上拿下,并放在水缸底部时,水面高度将（）A.上升B.下降C.不变D.无法确定

2、水池中的小船中装有一石块，若将石块抛入水中后，液面将

11.如何用浮力知识来测固体或液体的密度.

A.测固体的密度

例一请利用弹簧测力计、水、烧杯测出一块小石头（ρ物>ρ水）的密度.

①实验原理F浮＝G－F拉（称重法）

②步骤

a用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为G石；

b用弹簧测力计悬吊着小石块,使之浸没在水杯中,并记下此时弹簧测力计的示数为F拉；

c由F浮＋F拉＝G可求得小石块浸没在水中受到的浮力为F浮＝G石－F拉；

d由F浮＝ρ液gV排和G＝mg＝ρ物gV物及V物＝V排得ρ石＝

ρ水

例二利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块（ρ物<ρ水）密度.

①实验原理F浮＝G（漂浮法）

②步骤

a先往量筒中倒入适量的水,记下水的体积为V0；

b然后往量筒中放入小蜡块,待小蜡块静止后,记下水面现在所对应的刻度为V1,即蜡块漂浮时V排＝V1－V0；

c用细针将蜡块全部按入水中,记下现在水面刻度为V2,此时蜡块的体积为V蜡＝V2－V0；

d利用漂浮条件F浮＝G,即ρ水gV排＝ρ蜡gV蜡得出ρ蜡＝

ρ水

B.测液体的密度

例一、原理F浮＝G－F拉和F浮＝ρ液gV排.（称重法）

器材弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体（金属块），测量牛奶的密度.

过程：

1、用弹簧测力计称量金属块的重力G

2、将金属块浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F1，

3、将金属块浸没在牛奶中，记下弹簧测力计的示数F2

4、计算:

ρ牛奶＝（G-F2）ρ水/（G-F1）

例二、原理F浮＝G物（漂浮法）

器材量筒、水、一个密度比水和待测液体小的物体（木块），测量牛奶的密度.

过程：

1、向量筒内倒入适量的水，记下体积V1

2、将木块放入量筒水中，静止漂浮，记下总体积V2

3、将量筒中的水倒掉，再向量筒中倒入适量的牛奶，记下体积V3

4、将木块放入量筒牛奶中，静止漂浮，记下总体积V4

5、计算：

ρ牛奶＝（V2-V1）ρ水/（V4-V3）

例三、现有正立方体木块、玻璃杯、水、植物油、刻度尺，试测出其植物油的密度。

过程与方法：

1、用刻度尺测出正方体木块的边长L；

2、将木块先后放入水中，待静止后，分别测出木块在水中露出的高度h1。

3、将木块先后放入油中，待静止后，分别测出木块在油露出的高度h2。

4．、计算：

ρ油＝（L-h1）ρ水/（l-h2）

由此说明，该方法利用的原理是：

同一物体在两种液体中漂浮时浮力相等。