八年级物理下册 第十章压强和浮力课件 (新版)苏科版.ppt
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1、第十章压强和浮力,1.压力: (1)定义:_作用于物体表面的力。 (2)影响压力作用效果的因素:_和_。,垂直,压力的大小,受力面积,2.压强: (1)物理意义:表示_的物理量。 (2)定义:物体_与_之比。 (3)计算公式:_。 (4)单位:1Pa=_N/m2。,压力作用效果,所受的压力,受力面积,1,(5)增大和减小压强的方法: 增大压强 减小压强 如图,垫上木板后,_增大,对地面的压强_,不 会陷到烂泥地里。,压力一定时,_受力面积 受力面积一定时,_压力,压力一定时,_受力面积 受力面积一定时,_压力,减小,增大,增大,减小,受力面积,减小,1.产生原因: (1)液体具有_。 (2)液
2、体受到_作用。,流动性,重力,2.特点: (1)在同一深度处,液体内部向各个方向的压强大小_; (2)液体内部压强的大小随_的增加而增大,如图a、b所示; (3)在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强_,如 图b、c所示。,相等,深度,越大,1.大气压强: (1)存在证明:_实验等。 (2)测量实验:_实验。 (3)标准大气压:标准大气压=_cm水银柱=_Pa。 (4)变化:大气压强随海拔高度的增加而_。,马德堡半球,托里拆利,76,1.0105,减小,2.流体压强与流速的关系: (1)流体:_和_的统称。 (2)关系:流速越大,流体的压强_。,液体,气体,越小,3.升力的产生: (1)
3、机翼形状:上表面_,下表面_。 (2)产生原因:飞机飞行时,机翼上方的空气流速比下方的空气 流速_,所以机翼上方的空气压强比下方的空气压强_,从而 产生_的压力差,即为升力,如图所示。,凸起,平直,大,小,向上,1.浮力: (1)定义:浸在液体中的物体,受到液体或气体的_的力。 (2)方向:_。,向上,竖直向上,(3)称量法。 用弹簧测力计测物体所受的重力G; 将物体悬挂于弹簧测力计下,读出浸 在液体中时弹簧测力计的示数F; 物体受到的浮力F浮=_。 (4)影响浮力大小的因素:浸在液体中的固体所受浮力的大小 与其_和_有关。,G-F,排开液体的体积,液体的密度,2.阿基米德原理: (1)内容:
4、浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于被_ _。 (2)公式:F浮=G排=_。 (3)适用范围:适用于_和_。,物体排开,的液体所受的重力,液gV排,液体,气体,1.物体的浮沉条件:,=,=,=,2.浮力的应用: (1)轮船:采用“_”的办法增大可利用的浮力。 (2)潜水艇:靠_的方法实现上浮或下潜。,空心,改变自身重力,(1)在海上航行的轮船受到浮力,浮力的 方向。 (2)轮船从海水里行驶到河水里,浮力 ,排开水的体积。 (3)轮船的排水量是1 000t,则在河水中 所受浮力为N。 参考答案:(1)竖直向上 (2)不变变大 (3)107,1.压力的作用效果: (1)物体表面受到压力时会发生形变
5、,形变程度越大,压力的作用效果越明显,所以根据被压物体表面的形变程度可判断压力的作用效果。 (2)压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。,2.压力与重力的区别与联系:,【易错警示】(1)压力并不全是因为物体受到重力作用而产生的,很多情况下压力的产生与重力无关,二者无因果关系。 (2)压力的方向不一定是竖直向下,但一定垂直于接触面。,【典例1】(2013广东中考)如图所示,一木块静止在斜面上,请画出该木块所受重力以及木块对斜面压力的示意图。,【思路导引】按以下思路画力的示意图:,【精讲精析】本题考查力的示意图的画法。木块受到的重力方向竖直向下,故过木块重心画带箭头的线段,方向竖直向下,在箭头附
6、近标出字母G;在斜面上选取木块与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,在箭头附近标出字母F。 答案:如图所示,1.公式: (1)F表示施加在物体上的压力,不能等同于重力。只有当物体 自由放置在水平面上时,压力的大小才等于物体重力的大小。 (2)S是受力面积,是两物体相互接触的面积,不一定是物体的面 积。,2.改变压强的方法: (1)固体压强:根据公式 知,压强的大小与压力大小和受力 面积有关,所以增大和减小压强可采用以下方法:,(2)液体压强:根据公式p=液gh知,液体压强的大小与液体的密度和深度有关,所以改变液体压强的方法有:,(3)大气压强。 大气压随海拔高度
7、的增加而降低,所以人在高山上或高空中感到不适。 大气压也随天气、季节的变化而变化。一般情况下,在同一地区,冬天的大气压比夏天高,晴天的大气压比阴天高。,(4)流体压强。 规律:流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。 现象及应用。 a.向两张下垂的纸片中间吹气,两纸片会靠拢; b.用力从漏斗管口向下吹气,放在漏斗口处的乒乓球不会下落; c.飞机升力的产生; d.两船不能高速并排行驶。,【易错警示】(1)压力的受力面积不是受力物体的表面积,而是 指两个物体相互接触部分的面积。如图所示,杯子底部与桌面 相互接触的那部分面积,即图甲中“ ”内的面积。 (2)h指研究点到液面的竖直距离,不是点
8、到点的距离或点到容 器底的距离,如图乙。,【拓展延伸】伯努利是瑞士物理学家、数学家,他通过实验得 出:流体在做稳定流动时,一定的流线上(或细流管内)各点的量 满足:p+ v2+gh=恒量 这就是著名的伯努利方程。式中p、v分别为流体的压强、 密度和速度,h为流线上的点相对于零势能面的竖直高度, g=9.8N/kg。由伯努利方程可知:流体中流速大的地方压强小, 流速小的地方压强大(但并非反比关系)。,【典例2】(2013盐城中考)如图所示,置于海绵上的木块,高 为0.05m,底面积为0.02m2,质量为0.6kg,g取10N/kg。求: (1)木块的重力大小。 (2)木块的密度。 (3)木块对海
9、绵的压强。,【思路导引】,【精讲精析】本题综合考查重力、密度和压强的计算。 (1)木块的重力G=mg=0.6kg10N/kg=6N; (2)木块的体积V=Sh=0.02m20.05m=110-3m3,所以 = =0.6103kg/m3 (3)因为木块放在水平面上,所以F压=G=6N,木块对海绵的压强 p= =300 Pa 答案:(1)6N (2)0.6103kg/m3 (3)300Pa,【失误档案】应用公式 ,易出现以下失误 (1)没有注意p与F和S相对应,乱代数据。 (2)将质量错代为重力。 (3)计算时遗漏公式,计算过程中忘带单位。,【变式训练】(2012宁夏中考)一个质量为60kg的人,
10、若仰躺在硬板床上产生的压强是6103Pa,躺在“席梦思”床上,身体与床的接触面积为0.3m2。请你通过计算说明:为什么睡在“席梦思”床上更舒服。(g=10N/kg,写出主要计算步骤),【解析】本题考查了压力、重力、压强的计算。在水平面上, 物体对水平面的压力等于物体的重力,即压力为:F=G=mg =60kg10N/kg=600N,睡在“席梦思”床上的压强为 p软= =2103Pa,人仰躺在硬板床上产生的压强为 p=6103Pa,因p软p,所以,人睡在“席梦思”床上更舒服一 些。 答案:见解析,1.托里拆利实验: (1)装置及现象如图所示: (2)实验时,应先向玻璃管中灌满汞,将玻璃 管内的空气
11、全部排出。 (3)影响玻璃管内汞柱高度的因素。 随外界大气压的变化而变化;若玻璃管内 混入少量空气,则管内汞柱的高度会减小。 与管的粗细、倾斜程度、管的长度及将玻璃管提起还是下 压、汞液槽内汞面的高低等因素无关。如果把玻璃管倾斜放置, 汞柱的高度不会改变,汞柱的长度却要增加。,2.估测大气压: 如图所示,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽 堵住注射的小孔。当注射器中的活塞刚被拉动时,弹簧测力计 的示数为F,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为l,则大气压 强,3.大气压的应用: (1)利用大气压“吸”或“抽”(其实是压)液体。如:钢笔吸墨水,吸管吸饮料,抽水机、离心式水泵抽水等。 (
12、2)液体的沸点随液体表面的气压增大而升高,随气压的减小而降低。如利用高压锅煮饭菜容易熟。,【典例3】(2012淮安中考)如图所示,塑料 瓶中灌满水,用一张纸覆盖瓶口,压紧后倒置, 瓶中的水和纸都不会下落,是因为的 作用。若此时在瓶底用针扎一小孔,观察到的 现象是。,【思路导引】解答本题可按以下思路进行:,【精讲精析】本题考查大气压的存在。大气压约为1.0105Pa,它相当于10m高的水产生的压强。纸片下面受到向上的大气压,瓶底无孔时,纸片上面受到的压强等于水产生的压强与瓶底产生的压强之和,纸片的上下面受到的压强相等,故不会落下;瓶底有孔时,瓶内水与大气相通,纸片上面受到的压强等于水产生的压强与
13、大气压之和,纸片的上面受到的压强大于下面受到的压强,故纸片和水会落下来。 答案:大气压纸片和水下落,【失误档案】解答大气压问题时,容易出现以下失误: (1)用吸管“吸”饮料,靠的是嘴的“吸力”。 (2)吸在墙壁上的挂衣钩能挂住衣服,认为大气压力与衣服的拉力平衡。,【变式训练】(2012长春中考)用手将吸盘紧压在窗户玻璃上, 松手后它还能紧贴在上面,这是因为吸盘受到的作用; 挂上重物,若吸盘随重物匀速下滑,则重物对吸盘的拉力和吸盘 受到的是一对平衡力(吸盘自重不计)。 【解析】吸盘能够“吸”在玻璃上是因为大气压力将吸盘压在 玻璃上,使吸盘受到的摩擦力与重力相等,吸盘受力平衡,静止 在玻璃上;挂上
14、重物,吸盘随重物匀速竖直下滑,此时吸盘受力 平衡,则重物对吸盘的拉力与吸盘受到的摩擦力是一对平衡力。 答案:大气压力 摩擦力,1.浮力的产生: (1)浸在液体中的物体无论是全部浸没,还是只有一部分浸入;无论是正在上浮还是正在下沉;无论是静止在容器底部还是漂浮在液面上,都要受到液体对物体的浮力作用。 (2)浸在气体中的物体也会受到浮力,例如氢气球、热气球等。,2.四种测量浮力方法的比较:,【易错警示】浸在液体中的物体不一定 受到浮力。如图,把乒乓球放入去底的、 瓶口向下的矿泉水瓶内,往瓶内注水,乒 乓球不会浮起,这是因为乒乓球不受液体 对它向上的压力,只受液体对它向下的压 力,乒乓球不受浮力作用
15、。,【典例4】(2012南京中考)用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重为8 N,此时物体受到的浮力为N,放手后物体将(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为N,排开水的体积是 m3。,【思路导引】解答本题分三步走:,【精讲精析】本题考查浮力的计算及浮沉条件。根据阿基米德 原理可知,物体浸没时受到的浮力F浮=G排=8N;放手后,由于F浮 G物,根据物体的浮沉条件可知物体会上浮,最终会漂浮在水面 上;物体在漂浮时受到的浮力等于物体的重力,所以物体静止时 受到的浮力F浮=5N,根据F浮=水gV排得: V排= =510-4m3 答案:8上浮5510-4,小明用弹簧测力
16、计吊着一物块在空气中称时,读数为3N,当把物块浸没在煤油中称时,读数为2.5N,此时物块受到煤油的浮力为 N;把体积为0.01m3的物体浸没在水中时,它受到的浮力是N。 【解析】物块浸没在煤油中受到的浮力F浮=G-F=3N-2.5N=0.5N;体积为0.01m3的物体浸没在水中时受到的浮力F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.01m3=100N。 答案:0.5100,1.正确理解阿基米德原理: (1)原理中“浸入液体中的物体”包括两种情况。 物体浸没液体中,此时V排=V物; 物体部分浸入液体中。例如,漂浮,此时V排V物。 (2)物体受到的浮力大小F浮=G排=m排g=液gV排,由
17、公式可知,浮力的大小只跟液体的密度液和物体排开液体的体积V排两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。,2.阿基米德原理的应用: (1)求物体所受浮力:F浮=液gV排。 (2)求物体排开液体体积:V排= (3)求液体密度:液= 3.阿基米德原理也适用于计算气体产生的浮力,公式为 F浮=气gV排。,【拓展延伸】只用弹簧测力计测固体和液体的密度 (1)用弹簧测力计在空气中称出固体重力G。 (2)让固体浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F。 (3)让固体浸没在待测液体中,记下弹簧测力计的示数F。 (4)固体的密度为 根据F液浮=G-F=液gV
18、排和F水浮=G-F=水gV排可得液体的密度 为,【典例5】(2013泰州中考)如图甲所示,弹簧测力计示数为 5N。如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2N。则小球 受到的浮力为N,小球的体积为cm3。剪断悬吊小 球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为N。(g取 10N/kg),【思路导引】解答本题分三步走:,【精讲精析】本题考查浮力的计算及浮沉条件。根据称重法可 知F浮=G-F拉=5N-2N=3N,因为小球一半浸入水中,所以V物=2V排, V排= =310-4m3=300cm3,故V物 =600cm3,当小球一半体积浸入水中时,受到的浮力是3N,若全部 浸入水中,则排开的水重即浮力增加一
19、倍,故小球受到的浮力是 6N,因为此时浮力大于重力,所以小球会上浮,最终漂浮在水面, 此时受到的浮力等于小球重力,为5N。 答案:36005,【方法归纳】利用阿基米德原理求解浮力问题时应注意以下两点 (1)通常先利用称重法或漂浮的条件计算出浮力F浮,再利用阿基米 德原理的变形公式求V排或液。 (2)物体浸没在液体中时,隐含条件是V物=V排。,【变式训练】(2012泰州中考)小明 同学对一个金属块进行了两次测量: 第一次如图甲所示,用细线系住金属块 挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数 为2.7N。第二次如图乙所示,让金属块 浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计 的读数为1.7N。(g取10N/kg
20、),(1)求金属块在水中受到的浮力; (2)求金属块的体积; (3)通过进一步计算,结合表中所列的“某些金属的密度”,说 明金属块是何种金属。,【解析】(1)金属块在水中受到的浮力可以用称重法求得,即用 空气中的重力减去在水中所受的拉力:F浮=G-F1=2.7N-1.7N= 1N。 (2)因为金属块浸没水中,所以V=V排= =1.010-4m3。 (3)金属块的质量m= =0.27kg,金属块的密度 = =2.7103kg/m3,查“某些金属的密度”表 可知,此金属块是用铝制的。 答案:(1)1N (2)1.010-4m3 (3)铝,(1)利用密度判断物体的浮沉:物体全部浸入液体中时,有V排=
21、 V物;因为F浮=G排=液gV排和G物=m物g=物gV物,所以可将F浮、G物的大小比较转化为液、物的大小比较,有些情况下根据密度判断物体的浮沉更简单。 (2)轮船的原理:采用“空心”的方法,增大排开水的体积,从而增大浮力。,【易错警示】(1)物体悬浮或漂浮时受到的浮力都等于重力,悬浮时物体浸没在液体中,物体密度等于液体密度,漂浮时物体部分浸入液体中,物体密度小于液体密度。 (2)物体逐渐露出液面的过程中,受到的浮力不断减小;漂浮在液面上时,浮力等于重力。,【典例6】(2013潍坊中考)密度计是用来测量液体密度的仪 器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度 计静止时,两种液体的深
22、度相同,如图所示。甲、乙两种液体对 容器底的压强分别为p甲和p乙,密度计受到的浮力分别为F甲和 F乙,则() A.p甲F乙 C.p甲p乙F甲=F乙 D.p甲p乙F甲F乙,【思路导引】解答本题按以下思路进行:,【精讲精析】选A。本题考查漂浮的条件、阿基米德原理以及 液体压强的计算公式。两支密度计完全相同,即重力相同,在两 种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮的条件可知,F浮=G,所以密 度计受到的浮力相等,即F甲=F乙;由题图可知,密度计在甲液体 中排开液体的体积大于在乙液体中排开的液体的体积,根据阿 基米德原理F浮=液gV排可得液= 在浮力相同时,V排大的 液体密度小,即甲乙,又根据液体压强公式p
23、=gh可知,在 两液体深度相同时,液体密度大的对容器底的压强大,即p甲 p乙。,【失误档案】解答此类问题时,容易出现以下失误 (1)忽略了漂浮条件:误认为物体漂浮在密度大的液体中受到的浮力大,漂浮在密度小的液体中受到的浮力小。 (2)忽略液体的密度和排开液体的体积:误认为在液体中上浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小。 (3)根据质量(或重力)大小判断物体的浮沉情况。误认为质量(重力)大的物体在液体中会沉底,质量(重力)小的物体会漂浮在液面上。,【变式训练】(2012株洲中考)一个质量是60g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是N,如果往盐水中注入清水,鸡蛋将(选填“下沉”“上浮”
24、或“不动”)。(g=10N/kg) 【解析】鸡蛋悬浮在盐水中,受到的浮力等于重力,即F浮=G= mg=0.06kg10N/kg=0.6N;如果往盐水中注入清水,盐水密度变小,根据公式F浮=液gV排,由于V排未变,故鸡蛋所受浮力变小,小于鸡蛋的重力,所以鸡蛋会下沉。 答案:0.6下沉,1.实验方法:_。,控制变量法,2.实验步骤:,(1)把小桌放在海绵上。 (2)探究压力的作用效果与压力的关系。 思路:控制_不变,只改变_(甲、乙两图),比较海 绵被压下的深浅。 (3)探究压力的作用效果与受力面积的关系。 思路:控制_不变,只改变_(乙、丙两图),比较海 绵被压下的深浅。,受力面积,压力,压力,
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