《壓強和浮力》
一、固體的壓力和壓強
1、壓力:
⑴ 定義:垂直壓在物體表面上的力叫壓力。
⑵ 壓力並不都是由重力引起的,通常把物體放在桌面上時,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重爲G的物體在承面上靜止不動。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驗:
⑴課本甲、乙說明:受力面積相同時,壓力越大壓力作用效果越明顯。乙、丙說明壓力
相同時、受力面積越小壓力作用效果越明顯。概括這兩次實驗結論是:壓力的作用效果與壓力和受力面積有關。本實驗研究問題時,採用了控制變量法。和 對比法
3、壓強:
⑴ 定義:物體單位面積上受到的壓力叫壓強。
⑵ 物理意義:壓強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)。 AF=G=mg)和積要注意兩物體的接觸部分)。
B特例:對於放在桌子上的直柱體(如:圓柱體、正方體、長放體等)對桌面的壓強 ⑷ 壓強單位Pa的認識:一張報紙平放時對桌子的壓力約0.5Pa 。成人站立時對地面
的壓強約爲:1.5×104的壓力爲:1.5×104N
⑸ 應用:當壓力不變時,可通過增大受力面積的方法來減小壓強如:鐵路鋼軌鋪枕木、坦克安裝履帶、書包帶較寬等。也可通過減小受力面積的方法來增大壓強如:縫一針做得很細、菜刀刀口很薄
4、一容器盛有液體放在水平桌面上,求壓力壓強問題:
處理時:把盛放液體的容器看成一個整體,先確定壓力(水平面受的壓力F=G容+G液),
後確定壓強(一般常用公式 p= F/S )。
二、液體的壓強
1、液體內部產生壓強的原因:
2、測量:壓強計
3、液體壓強的規律:
⑴ 液體對容器底和測壁都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強;
⑵ 在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;
⑶ 液體的壓強隨深度的增加而增大;
⑷ 不同液體的壓強與液體的密度有關。
4、壓強公式:
⑴ 前面引入光線的概念時,就知道了建立理想模
型法,
⑵推導過程:(結合課本)
液柱體積V=Sh ;質量m=ρV=ρSh
液片受到的壓力:F=G=mg=ρShg .
液片受到的.壓強:p= F/S=ρgh
⑶液體壓強公式p=ρgh說明:
ABC、從公式中看出:液體的壓強只與液體的密度和液體的深度有關,而與液體的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。著名的帕斯卡破桶實驗充分說明這一點。
D、液體壓強與深度關係圖象:
5、
6、計算液體對容器底的壓力和壓強問題:
一般方法:㈠首先確定壓強p=ρgh;㈡其次確定壓力F=pS
特殊情況:壓強:對直柱形容器可先求F 用p=F/S
壓力:①作圖法 ②對直柱形容器 F=G
7、連通器:⑴定義:
⑵原理:連通器裏裝一種液體且液體不流動時,各容器的液麪保持相平
⑶應用:茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是根據連通器的原理來工作的。
三、大氣壓
1、叫做大氣壓強,,一般有p0表示。說明:“大氣壓”與“氣壓”(或部分氣體壓強)是有區別的,如高壓鍋內的氣壓――指部分氣體壓強。高壓鍋外稱大氣壓。
23、大氣壓的存在――實驗證明:
歷史上著名的實驗――馬德堡半球實驗。
小實驗――覆杯實驗、瓶吞雞蛋實驗、皮碗模擬馬德堡半球實驗。
4實驗。
(1)實驗過程:在長約1m,一端封閉的玻璃管裏灌滿水銀,將管口堵住,然後倒插在水銀槽中放開堵管口的手指後,管內水銀面下降一些就不在下降,這時管內外水銀面的高度差約爲760mm。
(2)原理分析:在管內,與管外液麪相平的地方取一液片,因爲液體不動故液片受到上下的壓強平衡。即向上的大氣壓=水銀柱產生的壓強。
(3)結論:大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨着外界大氣壓的變化而變化)
(4)說明:
A實驗前玻璃管裏水銀灌滿的目的是:使玻璃管倒置後,水銀上方爲真空;若未灌滿,
則測量結果偏小。
B本實驗若把水銀改成水,則需要玻璃管的長度爲10.3 m
C將玻璃管稍上提或下壓,管內外的高度差不變,將玻璃管傾斜,高度不變,長度變長。 D若外界大氣壓爲H cmHg 試寫出下列各種情況下,被密封氣體的壓強(管中液體爲水銀)。
H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg
(H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg E標準大氣壓: 支持76cm
水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。
1標準大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
2標準大氣壓=2.02×
105Pa,可支持水柱高約20.6m
5、大氣壓的特點:
(1)特點:空氣內部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。大氣壓隨高度增加而
減小,且大氣壓的值與地點、天氣、季節、的變化有關。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。
(2)大氣壓變化規律研究:在海拔3000米以內,每上升10米,
大氣壓大約降低100 Pa
6、測量工具:
定義:測定大氣壓的儀器叫氣壓計。
分類:水銀氣壓計和無液氣壓計
說明:若水銀氣壓計掛斜,則測量結果變大。 在無液氣壓計刻度盤上標的刻度改成高度,
該無液氣壓計就成了登山用的登高計。
7、應用:活塞式抽水機和離心水泵。
8、沸點與壓強:內容:一切液體的沸點,都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高。
應用:高壓鍋、除糖汁中水分。
9、體積與壓強:內容:質量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強越大,氣體體積越大壓強越小。
應用:解釋人的呼吸,打氣筒原理,風箱原理。
☆列舉出你日常生活中應用大氣壓知識的幾個事例?
答:①用塑料吸管從瓶中吸飲料②給鋼筆打水③使用帶吸盤的掛衣勾④人做吸氣運動
浮力
1、浮力的定義:一切浸入液體(氣體)的物體都受到叫浮力。
2、浮力方向
3、浮力產生的原因(實質)壓力差 即浮力。
4、物體的浮沉條件:
(1)前提條件:物體浸沒在液體中,且只受浮力和重力。
(2)請根據示意圖完成下空。
下沉 液<ρ物>ρ物 ρ液 >ρ物