壓強(qiáng)

1、固體的壓力和壓強(qiáng)

1、壓力：

⑴ 定義：垂直壓在物體表面上的力叫壓力。

⑵ 壓力并不都是由重力引起的，通常把物體放在桌面上時(shí)，如果物體不受其他力，則壓力F = 物體的重力G

⑶ 固體可以大小方向不變地傳遞壓力。

⑷ 重為G的物體在承面上靜止不動(dòng)。指出下列各種情況下所受壓力的大小。

2、研究影響壓力作用效果因素的實(shí)驗(yàn)：

⑴ 課本甲、乙說(shuō)明：受力面積相同時(shí)，壓力越大壓力作用效果越明顯。乙、丙說(shuō)明壓力相同時(shí)、受力面積越小壓力作用效果越明顯。概括這兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：壓力的作用效果與壓力和受力面積有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)研究問(wèn)題時(shí)，采用了控制變量法和對(duì)比法。

3、壓強(qiáng)：

⑴ 定義：物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。

⑵ 物理意義：壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量

⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的單位分別是：p：帕斯卡（Pa）；F：牛頓（N）S：米2（m2）。

A、使用該公式計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，關(guān)鍵是找出壓力F（一般F=G=mg）和受力面積S（受力面積要注意兩物體的接觸部分）。

B、特例：對(duì)于放在桌子上的直柱體（如：圓柱體、正方體、長(zhǎng)放體等）對(duì)桌面的壓強(qiáng)p=ρgh

⑷ 壓強(qiáng)單位Pa的認(rèn)識(shí)：一張報(bào)紙平放時(shí)對(duì)桌子的壓力約０.５Pa 。成人站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)約為：１.５×104Pa 。它表示：人站立時(shí)，其腳下每平方米面積上，受到腳的壓力為：１.５×104N

⑸ 應(yīng)用：當(dāng)壓力不變時(shí)，可通過(guò)增大受力面積的方法來(lái)減小壓強(qiáng)如：鐵路鋼軌鋪枕木、坦克安裝履帶、書(shū)包帶較寬等。也可通過(guò)減小受力面積的方法來(lái)增大壓強(qiáng)如：縫一針做得很細(xì)、菜刀刀口很薄

4、一容器盛有液體放在水平桌面上，求壓力壓強(qiáng)問(wèn)題：

處理時(shí)：把盛放液體的容器看成一個(gè)整體，先確定壓力（水平面受的壓力F=G容+G液），后確定壓強(qiáng)（一般常用公式 p= F/S ）。

2、液體的壓強(qiáng)

1、液體內(nèi)部產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因：

液體受重力且具有流動(dòng)性。

2、測(cè)量：壓強(qiáng)計(jì)

用途：測(cè)量液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。

3、液體壓強(qiáng)的規(guī)律：

⑴ 液體對(duì)容器底和測(cè)壁都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；

⑵ 在同一深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等；

⑶ 液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；

⑷ 不同液體的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)。

4、壓強(qiáng)公式：

⑴ 推導(dǎo)壓強(qiáng)公式使用了建立理想模型法，前面引入光線的概念時(shí)，就知道了建立理想模型法，

⑵推導(dǎo)過(guò)程：（結(jié)合課本）

液柱體積V=Sh ；質(zhì)量m=ρV=ρSh

液片受到的壓力：F=G=mg=ρShg

液片受到的壓強(qiáng)：p= F/S=ρgh

⑶液體壓強(qiáng)公式p=ρgh說(shuō)明：

A、公式適用的條件為：液體

B、公式中物理量的單位為：p：Pa；g：N/kg；h：m

C、從公式中看出：液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān)，而與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無(wú)關(guān)。著名的帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)充分說(shuō)明這一點(diǎn)。

D、液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系圖象：

5、

6、計(jì)算液體對(duì)容器底的壓力和壓強(qiáng)問(wèn)題：

一般方法：

① 首先確定壓強(qiáng)p=ρgh；

② 其次確定壓力F=pS

特殊情況：

壓強(qiáng)：對(duì)直柱形容器可先求F　用p=F/S

壓力：

①作圖法

②對(duì)直柱形容器　F=G

7、連通器：

⑴ 定義：上端開(kāi)口，下部相連通的容器

⑵ 原理：連通器里裝一種液體且液體不流動(dòng)時(shí)，各容器的液面保持相平

⑶ 應(yīng)用：茶壺、鍋爐水位計(jì)、乳牛自動(dòng)喂水器、船閘等都是根據(jù)連通器的原理來(lái)工作的。

3、大氣壓

1、概念：

大氣對(duì)浸在它里面的物體的壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱(chēng)大氣壓，一般有p0表示。說(shuō)明：“大氣壓”與“氣壓”（或部分氣體壓強(qiáng)）是有區(qū)別的，如高壓鍋內(nèi)的氣壓——指部分氣體壓強(qiáng)。高壓鍋外稱(chēng)大氣壓。

2、產(chǎn)生原因：

因?yàn)榭諝馐苤亓Σ⑶揖哂辛鲃?dòng)性。

3、大氣壓的存在——實(shí)驗(yàn)證明：

歷史上著名的實(shí)驗(yàn)——馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。

小實(shí)驗(yàn)——覆杯實(shí)驗(yàn)、瓶吞雞蛋實(shí)驗(yàn)、皮碗模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。

4、大氣壓的實(shí)驗(yàn)測(cè)定：

托里拆利實(shí)驗(yàn)

(1) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

在長(zhǎng)約1m，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中放開(kāi)堵管口的手指后，管內(nèi)水銀面下降一些就不在下降，這時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。

(2) 原理分析：

在管內(nèi)，與管外液面相平的地方取一液片，因?yàn)橐后w不動(dòng)故液片受到上下的壓強(qiáng)平衡。即向上的大氣壓=水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

(3) 結(jié)論：

大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)

(4) 說(shuō)明：

A、實(shí)驗(yàn)前玻璃管里水銀灌滿的目的是：使玻璃管倒置后，水銀上方為真空；若未灌滿，則測(cè)量結(jié)果偏小。

B、本實(shí)驗(yàn)若把水銀改成水，則需要玻璃管的長(zhǎng)度為10.3 m

C、將玻璃管稍上提或下壓，管內(nèi)外的高度差不變，將玻璃管傾斜，高度不變，長(zhǎng)度變長(zhǎng)。

D、若外界大氣壓為H cmHg 試寫(xiě)出下列各種情況下，被密封氣體的壓強(qiáng)（管中液體為水銀）。

E、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：

支持76cm水銀柱的大氣壓叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa

2標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=2.02×105Pa，可支持水柱高約20.6m

5、大氣壓的特點(diǎn)：

(1) 特點(diǎn)：空氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，且空氣中某點(diǎn)向各個(gè)方向的大氣壓強(qiáng)都相等。大氣壓隨高度增加而減小，且大氣壓的值與地點(diǎn)、天氣、季節(jié)、的變化有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高。

(2) 大氣壓變化規(guī)律研究：在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa

6、測(cè)量工具：

定義：測(cè)定大氣壓的儀器叫氣壓計(jì)。

分類(lèi)：水銀氣壓計(jì)和無(wú)液氣壓計(jì)

說(shuō)明：若水銀氣壓計(jì)掛斜，則測(cè)量結(jié)果變大。在無(wú)液氣壓計(jì)刻度盤(pán)上標(biāo)的刻度改成高度，該無(wú)液氣壓計(jì)就成了登山用的登高計(jì)。

7、應(yīng)用：

活塞式抽水機(jī)和離心水泵。

8、沸點(diǎn)與壓強(qiáng)：

內(nèi)容：一切液體的沸點(diǎn)，都是氣壓減小時(shí)降低，氣壓增大時(shí)升高。

應(yīng)用：高壓鍋、除糖汁中水分。

9、體積與壓強(qiáng)：

內(nèi)容：質(zhì)量一定的氣體，溫度不變時(shí)，氣體的體積越小壓強(qiáng)越大，氣體體積越大壓強(qiáng)越小。

應(yīng)用：解釋人的呼吸，打氣筒原理，風(fēng)箱原理。

*列舉出你日常生活中應(yīng)用大氣壓知識(shí)的幾個(gè)事例？

答：

①用塑料吸管從瓶中吸飲料

②給鋼筆打水

③使用帶吸盤(pán)的掛衣勾

④人做吸氣運(yùn)動(dòng)

浮力

1、浮力

1、浮力的定義：

一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對(duì)它豎直向上的力叫浮力。

2、浮力方向：

豎直向上，施力物體：液（氣）體

3、浮力產(chǎn)生的原因（實(shí)質(zhì)）：

液（氣）體對(duì)物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差即浮力。

4、物體的浮沉條件：

(1) 前提條件：物體浸沒(méi)在液體中，且只受浮力和重力。

(2) 請(qǐng)根據(jù)示意圖完成下空。

(3) 說(shuō)明：

① 密度均勻的物體懸?。ɑ蚱。┰谀骋后w中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮（或漂?。?。

②一物體漂浮在密度為ρ的液體中，若露出體積為物體總體積的1/3，則物體密度為(2/3)ρ

分析：F浮 = G 則：ρ液V排g =ρ物Vg

ρ物=（ V排／V）·ρ液= 2 /3ρ液

③ 懸浮與漂浮的比較

相同：

F浮 = G

不同：

懸浮 ?ρ液 =ρ物 ；V排=V物

漂浮 ?ρ液 >ρ物；V排<v物< span="">

④判斷物體浮沉（狀態(tài)）有兩種方法：比較F浮 與G或比較ρ液與ρ物 。

⑤ 物體吊在測(cè)力計(jì)上，在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中，示數(shù)為F則物體密度為：ρ物= Gρ/ (G-F)

⑥冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。

5、阿基米德原理：

(1) 內(nèi)容：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。

(2) 公式表示：F浮 = G排 =ρ液V排g 從公式中可以看出：液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。

(3) 適用條件：液體（或氣體）

6、漂浮問(wèn)題“五規(guī)律”：

規(guī)律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；

規(guī)律二：同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同；

規(guī)律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積?。?/p>

規(guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；

規(guī)律五：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力。

7、浮力的利用：

(1) 輪船：

工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開(kāi)更多的水。

排水量：輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位 t 由排水量m 可計(jì)算出：排開(kāi)液體的體積V排= m/ρ液；排開(kāi)液體的重力G排 = m g ；輪船受到的浮力F浮 = m g 輪船和貨物共重G=m g 。

(2) 潛水艇：

工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

(3) 氣球和飛艇：

工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩，人們把氣球發(fā)展成為飛艇。

(4) 密度計(jì)：

原理：利用物體的漂浮條件來(lái)進(jìn)行工作。

構(gòu)造：下面的鋁粒能使密度計(jì)直立在液體中。

刻度：刻度線從上到下，對(duì)應(yīng)的液體密度越來(lái)越大

8、浮力計(jì)算題方法總結(jié)：

(1) 確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體。

(2) 分析物體受力情況畫(huà)出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)(看是否靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng))。

(3) 選擇合適的方法列出等式（一般考慮平衡條件）。

2、計(jì)算浮力方法

1、示重差法：

就是物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即

2、壓力差法：

應(yīng)用F浮=F向上－F-向下求浮力。這是浮力的最基本的原理。

3、公式法：

F浮=ρ液gV排=G排液

例2：將體積是50cm3的物體浸沒(méi)在水中，它受到的浮力多大？若此物體有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（ρ煤油=0.8×103kg/m3）g取10N/kg

4、受力分析法：

如果物體在液體中處于漂浮或懸浮狀態(tài)，則物體受重力和浮力作用，且此二力平衡，則F浮=G物。如果物體受三個(gè)力而處于平衡狀態(tài)。則要分析出重力和浮力以外的第三個(gè)力的方向，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力方向與重力同向時(shí)，則F浮=G物+F3，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力方向與重力方向相反，則F浮=G物-F3。

5、排水量法：

F浮=排水量（千克）×g

輪船的滿載重量，一般是以排水量表示的，即是排開(kāi)水的質(zhì)量，船也是浮體，根據(jù)浮體平衡條件也得：船受到的總F浮=G總，而排水量（千克）×g，就是船排開(kāi)水的重，即是浮力，又是船、貨的總重力。

6、應(yīng)用阿基米德原理和浮沉條件解浮力綜合題

例5：重10N，體積為0.8dm3的物體浸沒(méi)在水中，如果它只受浮力和重力兩個(gè)力的作用，問(wèn)：此物體是上浮、下沉還是懸浮？（g取10N/kg）

例6：將質(zhì)量是890g的銅塊放入水中時(shí)，它受的浮力多大？若將銅塊放入水銀中，當(dāng)銅塊靜止時(shí)所受的浮力多大？（ρ銅=8.9g/cm3， ρ水銀=13.6g/cm3）（g取10N/kg）

實(shí)驗(yàn)探究例

給你足夠的水，量筒一只，怎樣測(cè)定小瓷酒杯的密度（酒杯的直徑小于量筒的直徑）請(qǐng)寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟及密度表達(dá)式。解析：測(cè)固體密度的方法有多種，有直接的方法：用天平測(cè)質(zhì)量、量筒（量杯）測(cè)體積；有間接的方法：利用物體漂浮時(shí)排開(kāi)液體的重力等于物體的重力，求出物體的質(zhì)量，再利用排水法測(cè)物體的體積，算出物體的密度，本題應(yīng)使用間接方法測(cè)小瓷酒杯的密度。

答案：

1. 在量筒里倒入適量的水，記下水面到達(dá)的刻度V1

2. 把小酒杯漂浮在水面上，記下水面到達(dá)的刻度V2

3. 把小酒杯沉沒(méi)在水中，記下水面到達(dá)的刻度V3

4. 計(jì)算：小酒杯漂浮在水面上

小酒杯沉沒(méi)在水中時(shí)，它排開(kāi)水的體積為

即瓷杯自身瓷的體積。