浮力与压强讲解.docx

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浮力与压强讲解

黄冈三心教育个性化辅导教案

学生姓名

孙静怡

教师姓名

蔡老师

日期；时段

2016-05-07

19：

00-21：

00

年级

初二

科目

物理

学校

南海外国语学校

课题

浮力与压强

考点

分析

浮力与压强

教

学

步

骤

及

教

学

内

容

、一、内容讲解：

知识点一：

压强

（1）固体的压力和压强

（2）液体的压强

（3）大气压

知识点二：

浮力

二、课堂小结

三、作业布置。

备

注

教导处签字：

日期：

年月日

课后

评价

一、学生对于本次课的评价

○特别满意○满意○一般○差

学生签名：

二、教师评定

1、学生上次作业评价：

○好○较好○一般○差

2、学生本次上课情况评价：

○好○较好○一般○差

作业

布置

教学后记

教师签字：

家长留言

家长签字：

日期：

年月日

讲义

浮力和压强

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压力并不都是由重力引起的，通常把物体放在桌面上时，如果物体不受其他力，则压力F=物体的重力G

⑶固体可以大小方向不变地传递压力。

⑷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。

F

F

F

F

F

GGF+GG–FF-GF

2、研究影响压力作用效果因素的实验：

⑴课本甲、乙说明：

受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。

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和受力面积有关。

本实验研究问题时，采用了控制变量法。

和对比法

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）。

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：

对于放在桌子上的直柱体（如：

圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强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应用：

当压力不变时，可通过增大受力面积的方法来减小压强如：

铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。

也可通过减小受力面积的方法来增大压强如：

缝一针做得很细、菜刀刀口很薄

4、一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题：

处理时：

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）。

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、液体压强的规律：

⑴液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强；

⑵在同一深度，液体向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。

4、压强公式：

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。

p

h

D、液体压强与深度关系图象：

5、

F=GFG

6、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

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

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、皮碗模拟马德堡半球实验。

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=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa（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，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=1.01×105Pa

2标准大气压=2.02×105Pa，可支持水柱高约20.6m

5、大气压的特点：

（1）特点：

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。

大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、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。

（2）大气压变化规律研究：

在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa

6、测量工具：

定义：

测定大气压的仪器叫气压计。

分类：

水银气压计和无液气压计

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、应用：

活塞式抽水机和离心水泵。

8、沸点与压强：

内容：

一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。

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。

☆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

四、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（实质）：

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。

4、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。

下沉悬浮上浮漂浮

F浮GF浮=G

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。

5、阿基米德原理：

（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）

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：

利用物体的漂浮条件来进行工作。

构造：

下面的铝粒能使密度计直立在液体中。

刻度：

刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大

8、浮力计算题方法总结：

（1）、确定研究对象，认准要研究的物体。

（2）、分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态（看是否静止或做匀速直线运动）。

（3）、选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。

计算浮力方法:

①称量法：

F浮= G－F（用弹簧测力计测浮力）。

②压力差法：

F浮=F向上－F向下（用浮力产生的原因求浮力）

③漂浮、悬浮时，F浮=G（二力平衡求浮力；）

④F浮=G排或F浮=ρ液V排g（阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）

⑤根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）

课堂练习：

一、选择题

1．如图2所示，重5N的石块浸没在水中称时为3N，则石块受到的浮力为

A．2N　　　

B．3N　

C．5N

D．8N

2.“辽宁舰，，航母已

正式列入中国人民解放军海军系列，其满载时排水量（满载时排开水的质量）为6．75万n屯。

则满载时其受到的浮力为

A。

6．75×IO8NB．6．75x107N

C．6．75×104ND．6．75x103N

3．下列有关浮力的说法正确的是

A．物体的密度越大，受到的浮力越大B.物体的体积越大，受到的浮力越大

C．物体没入水中越深，受到的浮力越大D．浸没在水中的物体，可能不受浮力

4．小张看到鸡蛋浮在盐水面上，如图所示，他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉。

在此过程中，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的（）

5.如图5所示，三个相同的容器内水面高度相同，甲容器内只有水，乙容器内有木块漂浮在水面上，丙容器中悬浮着一个小球，则下列四种说法正确的是（）

A．三个容器对水平桌面的压力相等

B．三个容器中，丙容器对水平桌面的压力最大

C．如果向乙容器中加人盐水，木块受到的浮力变大

D如果向丙容器中加人酒精，小球受到的浮力不变

6．一长方体铁块按图所示，从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置。

能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图像是（　　）b1.Com

7．如右图所示，向盛水的烧杯中陆续加盐，并轻轻搅拌，鸡蛋将

A．下沉，浮力不变B．上浮，浮力不变

C．下沉，浮力变小D．上浮，浮力变大

8.端午节那天，小明发现煮熟的咸鸭蛋有的沉在水底，有的浮在水面（如图所示）。

若甲的体积比乙小，则下列分析合理的是答案：

A.甲的质量比乙大B．甲受到的浮力等于重力

C．甲的密度比乙大D．乙受到的浮力大于重力

9、在水平桌面上，有两个相同圆柱形容器，内盛有相等质量的盐水。

将同一鸡蛋分别放人其中，鸡蛋静止时如图7所示。

鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F1和F2，盐水对容器底部压强分别为p1和p2，则（ ）

 A．F1>F2   p1>p2    B．F1=F2   p1>p2

 C．F1

10.一下说法正确的是答案：

A.轮船的排水量是指满载货物时排开的水的体积

B.在水面以下的潜水艇是靠改变它所受的浮力大小来实现上浮和下沉的

C.飞机机翼上下表面产生的压强差就是它前进的动力

D.三峡船闸是世界上最大的人造连通器

11.把密度为0.6×103kg／m3、重为12N的木块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是

A.漂浮，F浮＞12NB.漂浮，F浮=12N

C.沉底，F浮＜12ND.沉底，F浮=12N

12.现有量杯、小酒杯（能浮在量杯中的水面上）、水和形状不规则的小石块，通过实验测石块：

①体积，②在水中受到的浮力，③质量，④在水中受到的压强。

能完成的是．

A．①B．①②C．①②③D．①②③④

13.如图所示“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。

“蛟龙号”载人深潜器在海水中匀速竖直下潜过程中，下列说法正确的是

第20题图

A．所受海水的压强增大

B．重力小于浮力

C．动能增大

D．重力是维持匀速下潜的原因

14.图示为我国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器。

2012年6月30日，“蛟龙号”成功挑战7000m深度。

不考虑海水密度的变化及水的阻力，关于“蛟龙号”的下列说法正确的是

A.下潜过程中所受压强增大

B.下潜过程中所受浮力增大

C.匀速下潜时，其重力大于浮力

D.下潜过程中没有被压扁，是因为舱内气体压强与舱外液休压强相等，

15.甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一只鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两杯中液面相平，鸡蛋所处的位置如图7所示。

则下列说法正确的是（）

A.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大．

B.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大

C.乙杯底部所受液体的压强较大

D.甲杯底部所受液体的压力较大

二、填空题

16.普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，它所受的浮力逐渐　　（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若潜水艇悬浮在海水中，当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时，潜水艇将　　（选填“上浮”或“下沉”）；在露出海面之前，潜水艇所受的浮力将　　（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

17.一艘排水量为3000吨的轮船在河水中航行，满载时船及所装的货物共重　　N；当这艘轮船从河里驶入海里时，它排开水的体积　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

18.如图，自制潜艇模型下沉过程中受到水的压强将　　（选填“增大”、“不变”或“减小”）．当模型排开的水所受到的重力为0.2N时，它受到的浮力浮

力为　　N．

19．如图8所示，中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰，舰长304m、舰宽70.5m，满载时排水量达67500t。

（1）它满载时所受的浮力为牛（取g=10N/kg）。

（2）2012年9月25日，该舰正式加入中国海军序列。

2012年11月23日，中国航母舰载机歼-15着舰成功。

 当舰载机着舰后，浮力将（选填“不变”、“变小”、“变大”）。

水

酒精

20．如图所示，把一木块放入水中，静止时木块有

的体积浸入水中，木块的密度为kg/m3；如果把该木块放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中，静止时，如图所示。

那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒的关系为

p水p酒（填“大于”、“等于”、“小于”）。

21.用手把体积为5×10-4m3的球浸没在水中，球受到的浮力是N，若该球重为8N，放手后这个球将（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．（g=10N/kg,ρ水＝1.0×103kg/m3）

22． 如题14 图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图AOB 为一杠杆（质量忽略不计），OA:

OB=1:

2。

A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg。

 当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平衡。

则铝球实心部分的体积为m3 ，铝球受到的浮力为N ，铝球空心部分体积为m3。

（ρ铝＝2.7×103kg/m3,g=10N /kg

三、作图、实验探究题

23.某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子，测出了一颗小石块的密度。

测量方法如下：

（1）用细线将小石块拴好，用弹簧测力计测出它的重力，记为G；

（2）再将小石块浸没在水中，用弹簧测力计测出石块受到的拉力，记为F；

利用测出的物理量可得：

小石块在水中受到的浮力是，小石块的密度

ρ=（水的密度用ρ水表示）。

24.在“浮力的研究”实验中。

（1）取一铁块，把它挂在弹簧测力计的挂钩上，如图甲所示。

当铁块浸入水中的体积缓慢增大时，铁块受到浮力大小的变化是。

第32题图

（2）探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程：

①如图乙，用弹簧测力计测出石块的重力为F1；②如图丙，用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2；③如图丁，把石块浸入盛满水的溢杯中，用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水，当石块全部浸入水中时，读出弹簧测力计的示数为F3；④如图戊，用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。

用F1、F2、F3、F4表示，实验中测得石块所受的浮力为，排出水的重力为。

根据该实验的测量数据，可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是。

25.如图19甲,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的水,放在水平桌面上;底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。

小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人圆筒形容器内的水中时（水没有溢出容器）,弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系。

（使用刻度尺测量h,不计细线重）

（1）小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前,分别记下多组F、h,并将测量的结果填写在实验表格中,依据实验表中数据,在图19乙中的方格纸中画出了F与h关系的图象。

①由图象19乙可知,物体A的重力为。

②观察图象19乙,可以得出结论:

在物体A没有浸没之前,当h增大时,弹簧测力计的示数（选填“增大”、“减小”或“不变”）;在物体A浸没后,当增大h时,弹簧测力计的示数（选填“增大”、“减小”或“不变”）,由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度（选填“有关”或“无关”）。

③由图象19乙可知:

当h等于10cm时,物体A受到的浮力为。

（2）物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较,水对容器底产生的压强增加了　　　　P

四．计算题

25.如图11所示，体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中（g=10N/kg，ρ水1.0×103kg/m3,绳子重力不计

）。

求：

（1）木块此时受到浮力。

（2）木块的重力。

（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。

26.用手将一个质量为500g边长为10cm的正方体物块浸没于水中，使物块上表面离水面20cm.

求：

（1）正方体物块下表面受到的压强

（2）正方体物块上下表面受到的压力差

（3）放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力g取10N／kg）

27.如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方

体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中

水深为20cm时，木块A有3/5的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自

然状态，即没有发生形变（已知水的密度为1.0×103kg/m3,不计弹簧所

受的浮力，g取10N/kg）XkB1.com

⑴求此时容器底部受到水的压强；

⑵求木块A的密度；

⑶先向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F1，再打开阀门B缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求F1与F2之比。