①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。 ②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),注意受力面积S是指两物体之间的接触面积。
③由公式可知,压强的大小是由压力和受力面积两个因素同时决定,在探讨压强和压力的关系时,一定要有受力面积不变的条件。在探讨压强与受力面积的关系时,一定要有压力不变的条件,所以“压力越大,压强越大”或者“受力面积越大,压强越小”的说法都是错误的。 ④对于放在水平桌面上的直柱体,如:圆柱体、正方体、长方体等,它们对水平桌面的压强可用公式P=ρgh计算。
⑤压强单位Pa的认识:1Pa表示1m2面积上受到的压力为1N。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为1.5×104Pa ,它表示人站立时,脚下1m2面积上,受到脚的压力为1.5×104N。
⑥减小压强的方法是:减小压力或者增大受力面积;增大压强的方法是:增大压力或者减小受力面积。如钢轨铺在枕木上,是通过增大受力面积来减小压强。汽车严禁超载是防止因增大压力而增大对路面的压强。
7、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。测量液体压强用压强计。简易压强计主要由蒙有橡皮膜的金属盒、橡皮管、U形管等组成,作用在橡皮膜上的压强越大,U形管的左、右两管内液面的高度差越大。 2、 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。
3、液体压强的计算公式:P=ρgh ;其中h表示液体的深度,指从液面开始,到指定的“研究位置”之间竖直方向上的距离。公式中各量的单位:P:Pa;g:N/kg;h:m ;
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4、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,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
5、如右图液体对容器底的压力F和液体重力G的关系:粗细均匀的容器F=G;底小口大的容器F
6、计算液体对固体的压力和压强:一般是先用P=ρgh求压强;再用F=PS求压力。 7、计算装液体的容器对桌面的压力和压强:一般先用F=G容+G液求压力,后用P= F/S求压强。 8、连通器是指上端开口,底部连通的容器。其原理: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;应用举例:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、过路涵洞、船闸等 三、大气压
1、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,用P0表示。大气压产生原因: 空气受重力且具有流动性。说明:“大气压”与“气压”是有区别的,如高压锅锅内部分气体的压强称为气压,高压锅锅外大气的压强称大气压。 ☆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 2、证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验。
3、测定大气压的实验是指托里拆利实验,装置如右图所示。
实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,用食指将管口堵住,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再下降, 这时管内外水银面的高度差产生的压强就是当时当地的大气压。
说明:A玻璃管里灌满水银的目的:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未 灌满,水银上方有空气会导致测量结果偏小。B若把水银改成水,则需要玻璃
管的长度约为10.3 m ;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,但长度会变长。
4、通常把760mm高水银柱产生的压强叫一标准大气压,其大小P0=1.013×105Pa
5、大气压的特点:大气压随高度增加而减小,在海拔3000米以内,每升高10米,大气压约降低100 Pa。大气压与地点、天气、季节的变化有关,如晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。 6、测定大气压的仪器叫气压计;一般分为:水银气压计和无液气压计两类。若水银气压计挂斜了,则测量结果会变大。 根据气压与高度的关系,无液气压计可以改制成登山用的高度计。 7、一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
8、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。
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9、估测大气压的方法:①取一个不带针头的注射器,将活塞推到底,封闭注射器的出液空; ②将注射器竖直方向放置且活塞向下,用细线在活塞上不断加挂钩码; ③记下活塞刚好被拉动时钩码的总质量为m;
④用刻度尺测出注射器上带刻度部分的长度为L,并读出注射器的体积为v;
⑤则大气压P0=mg/s=mgL/v。(提示用P=F/ S计算,其中F=mg,注射器的横截面积S=v/L)
第九章 《浮力和升力》
一、浮力的概念
1、浸入液体(或气体)的物体会受到液体(或气体)向上托的力叫浮力。其方向是竖直向上; 2、浮力产生的原因:液体对浸在其中的物体向上的压力大于向下的压力,这两个压力差就是浮力。
3、浸在液体中的物体,受到两个力的作用,分别是浮力和重力。 二、当物体放入液体中时,判断物体浮沉情况的方法: F
F浮 G F浮 浮 G G 下沉 悬浮 上浮 漂浮
F浮 < G F浮 = G F浮 > G F浮 = G ρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物
1.比较浮力F浮 和物体的重力G物
①若F浮 > G物 时,物体会上浮; ②若F浮 < G物 时,物体会下沉;
③若F浮 = G物 时,物体会悬浮或者会漂浮。 2.比较液体的密度ρ液和物体的密度为ρ物
①若ρ液 >ρ物 时,物体会上浮,静止时会漂浮在液面; ②若ρ液 <ρ物 时,物体会下沉;
③若ρ液 =ρ物 时,物体会悬浮。(注意此时不存在漂浮,与上面比较浮力和重力的情况不同)
3.悬浮和漂浮的区别:相同点:受到的浮力都等于其重力即
F浮 = G 不同点:悬浮时V排=V物
即物体全部浸在液体中,它排开液体的体积等于物体的体积;漂浮时V排 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 27 F浮 G 分析:F浮 = G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=( V排/V)·ρ液= 2 3ρ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。 三、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。 其表达式的三种形式:F浮 = G排 或者F浮 = m排 g ,最常用的是F浮 = ρ液g V排 2、适用范围:液体(或气体) 3、公式F浮 = ρ液g V排其中各量选用的单位:F浮 用 N ;ρ液 用kg/m3 ;V排 用m3 公式F浮 = G排 = m排 g中的m排 选用的单位是kg 4、根据F浮 = ρ液g V排 可知浮力的大小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 、浸没的深度均无关。 5、几个常用规律: (1)物体漂浮在液体中,受到的浮力等于其重力; (2)同一物体漂浮在不同液体里,因所受浮力始终等于其重力,故物体受到的浮力的大小不变; (3)同一物体漂浮在不同液体里,在密度大的液体中,排开液体的体积小; (4)物体悬浮或漂浮在液体时,若把物体切成大、小两块,它们仍然会悬浮或漂浮在液体中。 (5)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; (6)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。 四、浮力的计算方法: (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)。 具体方法:(1)二次称量法(也叫实验法): ①用测力计测出物体在空气中的重力为G物; 28