教学讲义(压强与浮力)江辉.doc

使命 责任 学习环球雅思教育集团学科教师讲义授课日期：_ 时段：_ 辅导科目： 物理 学员姓名： 年 级：八年级 学科教师： 江辉 课时数： 第_次课课 题压强与浮力教 学 目 标l 了解压强的概念。理解什么是压力，什么是物体的受力面积。l 理解压强的大小与哪些因素有关。l 了解压强公式中各个物理量的名称、单位及符号，知道压强单位的物理意义和由来。l 了解压强的增大与减小的主要方法。l 了解液体内部存在压强，以及液体内部压强听方向。l 了解液体压强大小跟什么因素有关。l 认识压强的实际应用-连通器，了解生活和生产形形色色的连通器。l 了解由于大气压强的客观存在而产生的现象。l 了解测量大气压强的方法，了解大气压强的大小和单位。l 了解抽水机的工作原理。l 了解生活中利用大气压强的现象。l 了解气体的压强跟流速的关系。l 了解飞机的升力是怎样产生的。l 了解生活中跟气体的压强与流速相关的现象。l 了解浮力是怎样产生的。l 理解浮力的大小等于什么？l 知道浮力的应用。教 学 重 点l 压强的大小跟压力的大小和受力面积的大小有关l 液体压强的特点l 大气层的测量l 气体压强与流速的关系l 阿基米德原理教 学 难 点l 压强的计算及单位l 液体压强的特点l 大气层的测量l 气体压强与流速的关系l 阿基米德原理教 学 内 容【知识框架导入】【知识点梳理】 压强一、压强1、压力：产生原因：由于物体相互接触 挤压而产生的力。压力是垂直作用在物体表面上的力。方向：垂直于接触面。压力与重力的关系：力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。压力与重力关系：情景图F1F1F1F1F1压力大小F=GFF1 G2=F2 G3F3（注意：只有上下一致的规则形状容器才有：G=F）（5）、比较容器对水平面的压力： F11F21F31（6）、比较容器对水平面的压强： P11P21P31连通器:1定义：上端开口、下端连通的容器叫做 连通器 。连通器如果只装一种液体,在液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。2连通器的特点：连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面总是相平的。3应用：水位计 自来水供水系统 船闸是利用连通器原理工作的，是最大的连通器。三、大气压强证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。大气压强产生的原因：空气受到重力作用，具有流动性而产生的，测定大气压强值的实验是：1、托里拆利实验（最先测出）：实验中玻璃管上方是真空，管外水银面的上方是大气，是大气压支持管内这段水银柱不落下，大气压的数值等于这段水银柱产生的压强。（做托里拆利实验时，如果管子倾斜一点、由粗换成细的、换成长的或短的、直的换成弯曲的、把管子提一点或深入一点不会影响测量结果；管子中混入少量空气，会影响测量结果，会使测量值偏小。） 2、课堂实验：用吸盘测大气压：（原理：二力平衡F=大气压力p=F/s）（测量结果通常比真实值小，因为吸盘内残留少量空气）测定大气压的仪器是：气压计。常见气压计有水银气压计和无液（金属盒）气压计。标准大气压：把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013105pa。大气压的变化：和高度、天气等有关；大气压强随高度的增大而减小；在海拔3000m以内，大约每升高10m,大气压减小100pa。（沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高）。抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处的。在1标准大气压下，能支持水柱的高度约 10.3m高。四、流体压强与流速的关系在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。飞机的升力：飞机前进时，由于机翼上下不对称，机翼上方空气流速大，压强较小，下方流速小，压强较大，机翼上下表面存在压强差，这就产生了向上的升力。例1.液体内部压强的特点：（1）液体内部向各个方向_（填“有”或“没有”）压强。（2）在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小_。（3）液体内部的压强，随深度的增加_。（4）液体内部的压强跟液体的密度_。思路解析：因为液体受重力作用，并且具有流动性，所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都有压强。实验表明液体内部向各个方向有压强；在液体同一深度，液体向各个方向的压强大小相同；液体内部的压强，随深度增加而增大；液体内部的压强还跟液体的密度有关系，密度越大压强也越大。答案：（1）有（2）相等（3）而增大（4）有关系例2.液体由于受到_而对容器底及浸在液体内部的物体产生压强，由于液体还具有_性，所以对侧壁也产生压强。思路解析：由于液体受重力作用，且具有流动性，所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都有压强。答案：重力流动例3.图14-2-1所示的各图中，探究液体内部压强的实验是（）图14-2-1思路解析：不同的实验有各自的实验装置，是惯性实验；B是用天平测质量；C是测液体内部压强的实验；D是平面镜成像实验。答案：C例4.下列日用器具中利用连通器原理工作的是（）A.喷泉 B.钢笔吸水 C.洒水壶D.液体压强计思路解析：连通器必须是底部相通，上端开口，且盛同种液体，当液体静止时液面相平。符合连通器构造的有喷泉、洒水壶，所以AC选项正确，而BD错。答案：AC1.已知10-1所示的容器中，A点处液体由于重力而产生的压强为1568帕斯卡。该液体的密度为_千克/米。2.图10-2中，A、B两管中都装有水，两管中的水对管底的压强3.图10-3中的U型压强计，金属盒未没入水中时，两管的水面相平，当金属盒没入水中A点时，U管两边水面的高度差为10厘米。若容器中的水改为密度为0.810千克/米的酒精，金属盒仍置于A点，则U型管中的液面高度差应为_厘米，此时A点的压强为_帕斯卡。(g取10牛/千克)4.实验表明液体_ 存在压强，压强随_而增大。但在液体内部_向_的压强相等。5.一个圆柱形容器里装满水，若把一木块放入水中，则水对杯底的压强将_(填“变大”，“变小”或“不变”)6.液体由于受到重力而产生的压强的大小由_和_来决定，跟液体自身所受到的重力_。7.在图10-4中，甲、乙两容器的底面积相等，高度相等，且都装满盐8. 液体内部压强的大小由_和_来决定，液体压强的大小与液体重力_ _关，与容器的形状_ _关，与容器底面积的大小_关。浮力1、 浮力1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上的托力，这个力就是浮力。2.浮力产生的原因：上、下表面受到液体对其的压力差，这就是浮力产生的原因。3.称重法测量浮力：浮力=物体重力-物体在液体中的弹簧秤读数，即F浮=G-F4.决定浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。与浸没在液体中的深度无关。2、 阿基米德原理阿基米德原理：浸在液体里的物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。（浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力）阿基米德原理公式：使用原理时,应注意: 原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上。G排是指被物体排开的液体所受的重力，F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体(或气体)的重力。V排是表示被物体排开的液体(或气体)的体积，当物体全部浸没在液体(或气体)里时，V排=V物；当物体只有一部分浸入液体里时，即V排 V物。由F浮=液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体(或气体)的密度和物体排开液体(或气体)的体积这两个因素有关，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。阿基米德原理也适用于气体。计算浮力方法总结：(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）。常用的四种方法 ：(1)称量法：F浮=G-F ，(G是物体受到重力，F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)(2)压力差法：F浮=F向上-F向下(3)阿基米德原理：4)平衡法：F浮=G物 (适合漂浮、悬浮)三、物体的浮沉条件及应用物体沉浮条件：（开始是浸没在液体中）法一：（比浮力与物体重力大小） (1)F浮 G 上浮（最后漂浮，此时F浮=G） (3)F浮 = G 悬浮（最初全部没入）法二：（比物体与液体的密度大小）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物浮沉条件的讨论（1）上浮和下沉是不平衡态； 悬浮和漂浮是平衡（静止）态（2）上浮、下沉和悬浮：=V； 漂浮：V（3）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平 均密度与液体密度比较浮力的应用1、我国古代对浮力的应用 独木船 、浮桥 、孔明灯 、 以舟称物 、以舟起重等。2、现代应用轮 船（1）工作原理：将钢铁制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。（2）排水量（）：新|课 | 标|第 |一| 网 轮船满载时排开水的质量： = g 则=G += 潜水艇（1）模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起（2）工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。 气球和飞艇：利用空气浮力升空，气囊中充入密度小于空气的气体。（氢气、氦气、热空气）利用密度小于空气的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积，从而改变所受浮力的大小，来实现升降，气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。 密度计：测量液体密度的仪器，它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的，密度计在任何液体里都呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它的重力，根据浮力公式，F浮=G排=液gV排，液体密度较大的时候，密度计露出部分多，反之就少，所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大。注意区分一些容易混淆的概念1上浮、漂浮、悬浮；2物重G与视重G视；3物重G与物体排开的液重G排液；4物体质量m与物体排开液体的质量m排；5物体的密度物与液体的密度液；6物体的体积V物、物体排开液体积V排、物体露出液面的体积V露。浮力大小的计算方法：称量法：F浮=G-F拉； 压力差法：F浮=F向上-F向下；阿基米德原理法：F浮=G排=m排g=液gV排； 平衡法：F浮=G物（悬浮或漂浮）例1下列说法中正确的是（）A物体浸没在水中越深，受的浮力越大B密度较大的物体在水中受的浮力大C重的物体受的浮力小D同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大精析阿基米德原理的数学表达式为：F浮液gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关根据公式分析题目叙述的内容，问题就可以迎刃而解了解A选项：物体浸没在水中，无论深度如何，V排不变，水的密度不变，F浮不变A选项不正确B选项：物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B选项不正确C选项：重力的大小对物体所受的浮力无影响例如：大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V排大C选项不正确D选项：同体积的铁块和木块，浸没于水中，V排相同，水相同，F浮铁F浮木，铁块和木块受的浮力一样大答案D注意：物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关例2质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm3，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg）精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别计算物体重力：G物gV物计算物体在液体中受的浮力：F浮液gV排可以说：从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同已知：m79g0.079kg铁7.9g/cm3求：m铁、G铁、m排、F浮解m铁0.079kgG铁m铁g0.079kg10N/kg0.79NV排V铁10 cm3m排液gV排1g/cm310 cm310g=0.01kgF浮m浮g0.01kg10N/kg0.1N从上面的计算看出，铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同，但计算方法委相似，关键 是区别液和物，区别V排和V物，在理解的基础上进行计算，而不是死记硬背，乱套公式例3（广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是_m3（已知铜的密度为8.9103kg/m3）已知：G43N，浸没水中F33.2N求：V空解可在求得浮力的基础上，得到整个球的体积，进一步求出实心部分体积，最后得到结果F浮GF43N33.2N9.8NV排1103m3浸没：VV排1103m3球中所含铜的体积V铜 0.49103m3 V空VV铜1103m30.49103m3 0.51103m3答案0.51103m3例4体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图151所示的状态，试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度A、B、C图151精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较解法1由图来判断物体的状态：A、B漂浮，C悬浮由状态对物体进行受力分析：GAF浮A，GBF浮B，GCF浮C比较A、B、C三个物体受的浮力VA排VB排VC排，液相同根据F浮液gV排，可知：F浮AF浮BF浮C，GAGBGC比较物体密度ABC解法2由物体的浮沉条件可知：A、B漂浮A水，B水，C水，A、B漂浮于水面：F浮AGA水gVA排AgV F浮BGB水GvB排BGv由图：VB排V排 BA比较密度：CBA比较出密度后，由GmgVg，就可比较出物体重力：GCGBGA上述分析看出：由物体的状态，作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键答案C的重力和密度最大，B居中，A最小1、有一圆桶，底面积为0.25米2，内盛液体，桶和液体总重为1500牛。为了减少对地面的压强，先在水平地面上放一面积为1米2、重为100中的正方形木板，然后把圆桶置于木板的中央。求：(1)圆桶对木板的压强P1。(2)木板对地面的压强P2。2、将一体积为10-4m3的蜡球轻轻地放入一装满水的容器中后，从容器中溢出的水的体积为5.410-5m3，已知蜡的密度蜡=0.9103千克/米3，求(1)蜡球在水中受到的浮力为多大？(2)蜡球的质量为多少？（10牛/千克）3、一木块重10N，其密度为0.6103千克/米3，将其放入某种液体中，有1/4的体积露出液面，求该液体的密度。4、某热气球的体积为50米3，气球的外壳及壳内气体总重为220牛，求这只气球最多能提升多重的物体？(空气的密度为1.29千克/米3 g=10牛/千克）5、一铁球挂弹簧秤下，弹簧秤示数3.92牛，将铁球完全浸没水中，此时弹簧秤的示数2.94牛，求：铁球受的浮力铁球的体积铁球是空心还是实心？(铁7.8103千克米3)【本章总结】【本节测试】一、填空题1、如图所示，放在水平桌面上的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度危h1=08 m；其顶部和底部的面积均为01 m2，顶部到底部的高度h2=06 m，容器中的液体密度为12103kgm3，则液体对容器顶部的压力为_N(g取10 Nkg)2(2002吉林)如图所示，有三个完全相同的瓶子，里面分别装有质量相等的酱油、水和豆油，则它们对瓶底的压强_(填“相等”、“不相等”)3(2002四川)在“研究液体内部压强”的实验中，把压强计的金属放入图所示液体中的A点后，观察到压强计U形管两边的液面存在高度差，这说明：_；把金属盒移到图中与A点处于同一水平面上的B点时，将观察到压强计U形管两边的液面高度差_(填“增大”“减小”或“不变”)，这说明在液体内同_处，液体压强相等4(2001山东济南)在“研究液体的压强”的实验中，进行了如图各图所示的操作(1)为了顺利的完成该实验，除了图中的各种器材外，还需要用到_(2)比较图中代号为_的三个图，可以得到的结论是：在同一深度，液体向各个方向的压强相等(3)比较代号为_的两个图，可以知道：在深度相同的情况下，不同液体的压强还跟它的密度有关；液体的密度越大，压强越_.(4)比较代号为_的三个图，可以知道：液体的压强随深度的增加而增大5、(2002盐城)如图，在“静止液体内部压强公式的实验验证”实验中，实验原理是_，插入水中的玻璃管必须保持_方向，若将玻璃管缓慢向上提少许，则管外水面到煤油柱底端的深度h将_(选填“变大”、“变小”或“不变”) 6、潜水艇是通过改变_来实现在海中上浮和下沉的，一艘潜水艇从水面下10米深处下潜到110米深处的过程中，浮力 ，受到的压强 ；如果同一艘船从长江驶入海中时，则受到的浮力_，而浸入水中的体积将_。(填“变大”、“不变”或“变小”) 7. 测定人体血液密度的方法是：在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液，再向每支试管内分别滴入一滴血液.若血液在某一支试管内悬浮，那么血液的密度就_（选填“大于”、“小于”或“等于”）该试管内硫酸铜溶液的密度.8 一个不会游泳的人，屏住气也能在水中悬浮，可知人的密度接近 g/cm3 ，质量为50千克的中学生，体积约为 米3 ，浸没在水中时的浮力约为 N。（g=10N/Kg）9. 一个空心的铜球重5牛，体积为0.610-3米3，它在水中将 （填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），这静止时所受的浮力是 。10. 将木桩打入河底，在木桩逐渐浸入水中的过程中，木桩受到的浮力逐渐_；在木桩全部浸入水中后不断下降的过程中，木桩受到浮力_,当木桩打入河底后它受到的浮力_。二、选择题11、1.关于液体内部压强的特点，正确的说法是：（ ）A.液体内部，向各个方向都存在压强 B.液体的同一深度，向上的压强大于向下的压强C.液体的同一深度，向下作用的压强小于向上作用的压强 D.液体内部的压强与深度无关。12.容器内装满水，在它的侧壁的不同深度开三个小孔，水从孔中射出。试判断图10-5中水从孔中喷射正确的画法： （ ）A.甲图正确 B.乙图正确 C.丙图正确 D.丁图正确13.液体内部与压强有关的因素是： （ ）A.液体的重力 B.液体的体积 C.储存液体的容器 D.液体的密度和液体的深度14(2004黄冈)如图所示，甲、乙两个粗细不同的饮水桶，装有同体积的水，其底部装有口径相同的阀门，当两阀门同时开启后( )A甲、乙同时流完B甲先流完C乙先流完D无法确定15.(2010江苏如东模拟模拟)两个完全相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体，将完全相同的两个小球分别放入容器中，当两球静止时，液面相平，球所处的位置如图14-2-11所示，甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲、p乙，则它们的关系是（）图14-2-11A.p甲p乙 B.p甲p乙C.p甲=p乙 D.无法确定16、如右图是一条小鱼吐出的气泡在水中的上升情况示意图，关于气泡受到的水的压强和水的浮力的变化情况，下列说法正确的是 A受到水的压强增大 B受到水的压强不变 C受到水的浮力增大 D受到水的浮力减小17、小华在游泳池游泳，当他从浅水区走向深水区，若水底布满小石头，则下述体验与分析合理的 （ ） A脚底疼痛感觉减弱，因为人越来越轻 B脚底疼痛感觉减弱，因为水对人的浮力越来越大C脚底疼痛感觉加重，因为人越来越重 D脚底疼痛感觉加重，因为水对人的浮力越来越小18.将一小木块分别放入盐水、纯水、酒精中漂浮时，木块受到的浮力情况是( ) A在盐水中最大 B在纯水中最大C在酒精中最大 D在三种液体中一样大 19、一物体在空气中用弹簧测力计测得它的读数为G，把它浸没在水中后弹簧测力计测得它的读数为1/3G，则这个物体的密度为（ ） A0.33103千克/米3 B0.67103千克/米3C1.5103千克/米3 D2103千克/米320、如图所示，水中的大鱼和小鱼在争论，大鱼说：“我的体积大，排开水的体积大，受到的浮力大。”小鱼说：“我在深处，受到的压强大，受到的浮力大。”则 （ ）A大鱼说法正确 B小鱼说法正确 C大鱼、小鱼的说法都错误 D无法判断三、解答题21、我国幅员辽阔，水资源丰富，地势呈阶梯状分布，这为开发利用水能源提供了十分有利的条件，修建水库是开发利用水能的基础建设。图14-2-16（1）我国的地势特点是什么？（2）水库大坝总是建成下宽上窄