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1、1,第八章 压强和浮力,2,1、知识与技能目标: (1)说出压力和压强的定义,说明压强的物理意义。 (2)写出压强的公式,单位,会灵活运用压强知识 解决简单的问题。 (3)说明液体压强产生的原因,复述液体内部压强 规律。 (4)写出液体压强公式并会用公式进行简单计算, 会用液体压强知识解决简单实际问题。解释连通 器的原理及应用实例。 (5)进一步了解浮力的现象,加深对阿基米德原理的 理解;知道物体的浮沉条件和浮力的应用。,3,2、过程与方法目标: (1)培养学生运用物理语言分析问题和表达观 点的能力。 (2)学会研究物理问题的科学方法和学习方法。 3、情感、态度与价值观目标:形成积极向上, 团
2、结协作的学习氛围,学会与同伴的合作交流,4,重点和难点 重点: (1)说出压力和压强的定义,说明压强的物理意义。 (2)浮力的应用和物体的浮沉条件。 (3)说明液体压强产生的原因,复述液体内部压强规律。 (4)解释连通器的原理及应用实例。 难点: (1)会灵活运用压强知识解决简单的问题。 (2)液体压强公式并会用公式进行简单计算,会用液体 压强知识解决简单实际问题。,5,压强和浮力,压强 液体压强 大气压强 流体压强与 流速的关系 浮力,定义 公式 单位 增大减小压强的方法 液体压强的特点 连通器 存在及其原因 大小 测量 流速越大压强越小 飞机的升力如何产生的 浮力 方向 计算 浮沉条件 漂
3、浮条件,6,压力: 定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。 压力并不都是由重力引起的,通常把物体 放在水平桌面上时,如果物体不受其它力, 则压力F = G 固体可以大小方向不变地传递压力。 重为G的物体在承受面上静止不动。指出 下列各种情况下所受压力的大小。,7,重力与压力的区别: (1)重力是由于地球吸引而使物体受到的力, 施力物体是地球,受力物体是地面附近的 一切物体。 (2)压力是垂直作用在物体表面上的力,是 由于物体间的挤压形变而产生的,施力物 体是施加压力作用的物体,受力物体是被 压物体。 (3)重力的方向总是竖直向下;压力方向总 是垂直于支撑面,由于物体支撑面有不同 的方向,所以压力
4、也有不同的方向。,8,研究影响压力作用效果因素的实验: 如图乙、丙说明:压力相同时,受力面积越 小压力作用效果越明显。 如图甲、乙说明:受力面积相同时,压力越大 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,9,压强: 定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量 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(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)。
5、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=gh 压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的 压力约.Pa 。成人站立时对地面的压强约为: .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:.104N,10,灵活运用压强公式进行计算: (1)利用p=F/S计算固体压强的关键是确定 受力面积,解题时,要抓住“受力”二字,分析 物体表面到底有多大面积受到压力作用,而不 能取任意的一个面积代入。 (2)解题的思路:根据物体平衡条件和物 体间相互作用规律求出压力F;确认受力面 积S;再根据公式p=F/S求出压力对受力面 的压强,要特别注意压
6、力和重力的区别。 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,11,一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 )。,12,1、如图3所示的四种现象中, 属于减小压强的是,13,2、一头质量为6X103kg的大象,每只脚掌 的面积为600cm2,它的重力为 N,它四 脚着地时对地面的压强为 Pa。若大象抬 起一条腿,如图10所
7、示,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10Nkg),3、完全相同的8块橡皮,每块橡皮的长、宽、高为 4:2:1。小明同学在水平桌面上把它们摆放成了如 图所示的四种形式,其中对桌面压强相等的是 A.甲与乙 B.甲与丁 C.乙与丙 D.丙与丁,6X104,2.5X105,变大,14,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: 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; 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等; 液体的压强随深度的增加而增大; 不同液体的压强与液
8、体的密度有关。,15,4、压强公式: 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。 推导过程: 液柱体积V=Sh ; 质量m=V=Sh 液片受到的压力: F=G=mg=Shg . 液片受到的压强: p= F/S=gh,16,液体压强公式p=gh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。 计算液体对容器底的压力和
9、压强问题: 一般方法:首先确定压强p=gh; 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:如图,F=G FG,17,连通器: 定义:上端开口,下部相连通的容器 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 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。,18,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,一般用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
10、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。,19,托里拆利实验。 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。 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。 结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01105Pa(其值随着外 界大气压的变化而变化) 说明: 实验前玻璃管里水银灌满的 目的是:
11、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。 本实验若把水银改成水,则需 要玻璃管的长度为10.3 m 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。,20,标准大气压: 支持76cm水银柱的大 气压叫标准大气压。,21,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:能发现什么规律? 大气压随高度的增加而减小。 大气压随高度的变化是不均匀的,低空大
12、气压减小得快,高空减小得慢,22,测量大气压的工具: (1)定义:测定大气压的仪器叫气压计。 (2)分类:水银气压计和无液气压计 (3)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。,23,6、应用:活塞式抽水机和离心水泵。,24,7、沸点与压强: (1)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。 (2)应用:高压锅、除 糖汁中水分。,25,流体压强与流速的关系流体流动时,流速大的 地方压强小;流速小的 地方压强大。升力的形成:机翼横截 面的形状为上方弯曲, 下方近似于直线。上方 的空气要比下方的空气
13、行走较长的距离。机翼 上方的空气流动比下方 要快,压强变小;与其 相对,机翼下方的空气 流动较慢,压强较大。 这一压强差使飞机获得 竖直向上的升力或举力。,26,1、图24中平底茶壶的质量是0.4kg, 壶底面积是4103m2.内盛0.6kg的 开水,水面高度在图中已标出,放置 在面积为l m2的水平桌面中央。试求: (1)由于水的重力而使水对茶壶底 部产生的压力(2)茶壶对桌面的压 强。(g10N/kg) 解(1)FPSghS 1.0103kg/m3 10N/kg0.12m 4103m2 4.8N (2)PFS(0.40.6)Kg 10N/kg 4103m2 4102Pa,2、我国举世瞩目的
14、三峡大坝全线建成。拦河大坝之所以 修成“上窄下宽”的形状,是因为 。三峡大坝的 船闸是 在实际中的具体运用,它能让大型轮船在上 下游之间顺利往返航行,越深的地方产 生的压强越大,连通器,27,3、小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值 实验步骤如下 (1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射 器的小孔,这样做的目的是 (2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与 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 的活塞时,记下弹簧测力计的示数为8.2N (3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为cm,计算得 到活塞的横截面
15、积为cm2 (4)计算得到大气压强的数值为Pa. (5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小. 请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条) ;,将内的气体排出管外,刚滑动时,6,0.75,1.13105,管内的空气没有排空;摩擦力的因素,28,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。,29,物体条件: (1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。 (2)
16、请根据示意图完成下空。的浮沉 下沉 悬浮 上浮 漂浮 F浮 G F浮 = G 液物 液 物,30,(3)说明: 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)。 一物体漂浮在密度为的液体中,若露出体 积为物体总体积的1/3,则物体密度为 2/3 分析:F浮 = G 则:液V排g =物Vg 物=( V排V)液= 2/3液 悬浮与漂浮的比较 相同: F浮 = G 不同:悬浮液 =物 ;V排=V物 漂浮液 物;V排V物 判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较 F浮 与G或比较液与物 。 物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密 度为的液体中,示数为F则物体密度为: 物= G/ (G-F),31,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 =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