中考物理复习 第十四章 压强和浮力课件.ppt

第十四章压强和浮力复习 知识点1 压力 1 定义 垂直作用在被压物体表面上的力 2 压力的三要素 1 作用点 在被压物体上 2 方向 垂直被压物体表面并指向被压物体 3 大小 当物体放在水平面时 物体对水平面的压力大小等于物重 即f g mg 1 画压力的示意图时 要注意压力的作用点应画在受压物体上 2 压力不一定等于重力 只有孤立 静止在水平面上的物 体产生的压力大小才等于重力 例 请在下列各图中 画出物体的重力和物体对支持面 的压力的示意图 思路点拨 重力的作用点在物体的重心 方向竖直向下 压力的作用点在被压物体上 方向垂直接触面 图42 探究压力的作用效果跟哪些因素有关 实验器材 沙槽 小桌 大砝码 实验方法 1 控制变量法 2 转化法 通过观察沙面的凹陷程度来比较压力的作用效果 知识点2 实验步骤 1 把小桌正放在沙槽上 如图14 1 2甲所示 观察小桌下陷的深度 2 在小桌上放一个大砝码 观察小桌下陷的深度 3 把放有一个大砝码的小桌倒放在沙槽上 观察小桌下陷的深度 图14 1 2 实验结论 压力的作用效果跟压力大小和受力面积有关 1 由甲 乙两图可得 受力面积相同时 压力越大 压力 作用效果越明显 2 由乙 丙两图可得 压力相同时 受力面积越小 压力 作用效果越明显 例 小明同学为探究压力的作用效果与哪些因素有关时 用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵 做了如图14 1 3所示的三个实验 1 该探究实验用到的实验方法是 2 观察三个实验 比较甲图和 图所示实验 说明 受力面积相同时 压力越大 压力的作用效果越明显 3 观察三个实验 比较甲图和丙图所示实验 说明 相同时 越小 压力的作用效果越明显 图14 1 3 控制变量法 乙 压力 受力面积 知识点3 压强 1 定义 物理学上 把物体单位面积上受到的压力叫压强 压强是表示压力作用效果的物理量 2 容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力 不可忽略液体的重力 例3 质量为60kg的人 如果他每只鞋的鞋底面积是300cm2 求他站立和走路时对地面的压强有多大 取g 10n kg 思路点拨 人站立或走路时对地面的压力都等于人的重力 即f g mg 人站立时与地面的接触面积为两鞋底的面积 人走路时与地面的接触面积为一只鞋底的面积 解题时要注意单位的统一 0 005 或5 10 3 例1 50cm2 m2 20dm2 m2 例2 一木箱重100n 放在水平地面上 与地面接触的面积为1m2 则木箱对地面的压强为 0 2 100pa 例4 如图 图钉尖的面积是5 10 8m2 图钉帽的面积是1 10 4m2 松木能承受的最大压强是5 106pa 以下说法正确的是 a 手指至少要用500n的力 图钉尖才能进入松木b 手指至少要用0 25n的力 图钉尖才能进入松木c 图钉静止时 它受到水平向左的力大于水平向右的力d 图钉静止时 它受到水平向左的力小于水平向右的力 b 例5 图是甲 乙两种物质的质量和体积的关系图像 若用质量相等的甲 乙两种物质分别制成实心正方体a b 把它们平放在水平地面上 则两正方体a b对水平地面的压强之比为 a 8 1b 4 3c 1 2d 4 1 d 知识点4 减小和增大压强的方法 例 下列所示的实例中 目的是为了增大压强的是 思路点拨 减小压强的方法有 压力一定时 增大受力面积 受力面积一定时 减小压力 a 知识点5 液体的压强 1 产生 1 由于液体受到重力作用 所以液体对容器底部有压强 2 由于液体具有流动性 因此液体内部朝各个方向都有压强 2 特点 1 同种液体中 液体的深度越深 产生的压强越大 2 深度相同时 密度越大的液体 产生的压强越大 3 在同种液体的同一深度 液体朝各个方向的压强都相等 例1 液体由于受到 作用而对容器底部及浸在液体内部的物体产生压强 由于液体还具有 所以对侧壁也产 生压强 重力 流动性 侧壁 深度 例2 如图14 2 1所示 在瓶的a b两处各扎一个小孔 并将孔封住 在瓶中注满水 打开a b两孔后观察到图示的情况 这说明 水对容器的 有压强 液体压强随 的增加而增大 14 2 1 例3 小聪在探究液体内部压强的规律时 在同一杯水中先后 做了如图14 2 2所示的两次实验 这是为了探究 a 液体内部向各个方向是否都有压强b 液体内部的压强跟深度的关系c 在同一深度 向各个方向的压强大小是否相等d 液体内部的压强跟液体密度的关系 b 图14 2 2 例4 如图14 2 3所示 三通玻璃管的两个开口上都蒙有薄橡皮膜 往管中灌入水后 底部的橡皮膜向下凸出 这说明 侧壁的细管口上的橡皮膜向外凸出 这说明 图14 2 3 液体对容器侧壁有压强 液体对容器底部有压强 例5 在研究液体压强的实验中 进行了如图14 2 4所 示的操作 1 实验前 应调整u型管压强计 使左右两边玻璃管中的 液面 2 甲 乙两图是探究液体压强与 的关系 3 要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关 应选择 两图进行对比 结论是 液体压强与盛液体的容器形状 图14 2 4 深度 丙 丁 无关 相平 知识点6 液体压强的大小 1 液体压强计算公式 p 液gh 2 公式来源及式中物理量的意义 几点注意 1 h表示液体的深度 指的是从自由液面到研究点的竖直距离 而不是从容器底部竖直向上到研究点的距离 如图14 2 5所示 各点的深度为 ha 0 hb hc 15cm hd 20cm 图14 2 5 2 p gh只适用于液体和规则形状 质量分布均匀的特定 固体的压强求法 3 液体对容器底部的压力不一定等于容器中液体所受的重力 只有侧壁竖直的容器 底部受到的液体压力才等于容器内的液体重力 4 由公式p 液gh可以看出 液体产生的压强只与液体的密度和深度有关 跟液体的重力 体积 容器的底面积 容器形状均无关 例1 如图14 2 6所示 面积为s 高为h 密度为 的液柱质量为 液柱底面受到的压力为 深度为h处液体的压强为 例2 液体压强的计算公式 30cm高的小水桶装满了水 则水对水桶底部的压强为 pa 取g 10n kg gsh gh sh p 液gh 3 103 图14 2 6 例3 如图14 2 7所示 放在水平桌面上的容器 其顶部和底部的面积为0 1m2 侧壁上有一开口弯管 弯管内的液面离桌面高度为h1 0 8m 容器顶部到底部的高度为h2 0 6m 容器中的液体密度为1 2 103kg m3 则液体对容器顶部的压强为 pa 压力为 n 取g 10n kg 图14 2 7 2400 240 知识点7 连通器 1 定义 上端开口 下端连通的容器 2 特点 连通器里的同一种液体不流动时 各容器中的液面高度总是相同的 3 应用 茶壶 锅炉水位计 过路涵洞 乳牛自动喂水器 船闸等 例 下列事例中 不是利用连通器原理的是 a 知识点8 大气压的存在和应用 1 产生的原因 由于空气具有流动性 所以浸在空气里的物体受到大气对它的压力 从而产生了大气压 2 方向 大气内部向各个方向都有压强 3 证明大气压存在的著名实验 马德堡半球实验 4 应用 挂钩吸盘 吸管吸饮料 钢笔吸墨水 离心式抽水机 例1 我们利用吸管吸饮料时 使吸管里的气压 把饮料压入嘴里 减小 大气压 例2 下列生活现象中 不属于利用大气压的是 a 用吸管吸饮料b 用注射针筒抽取药液c 贴在墙上的吸盘式挂衣钩d 用高压锅煮饭思路点拨 高压锅煮饭是利用了气压越大 水的沸点越高 d 知识点9 大气压的测量 1 粗略测量大气压的方法 用弹簧秤 吸盘测量 原理是 2 著名的测量大气压强的实验 托里拆利实验 1 标准大气压 1标准大气压相当于76cm高水银柱产生的压强 等于1 013 105pa 2 大气压随高度的增加而减小 在海拔3000m以内 每升高10m 大气压减小100pa 3 气压计 1 水银气压计 测量比较准确 不便携带 常用于气象站 和实验室 2 金属盒气压计 无液气压计 1 水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差 不是指 管倾斜时水银柱的长度 2 管内水银柱的高度只随外界大气压的变化而变化 与管 的粗细 长度 倾斜度无关 例1 首先用实验的方法精确地测出了大气压的值 这个实验表明大气大约能支持约 高的水银柱 根据公式 计算 1标准大气压约为 托里拆利 760mm p gh 1 013 105pa 例2 中国登山队在攀登珠峰的过程中 在海拔7028m处建立了营地 图14 3 1表示了大气压随高度变化的情况 从图中可查得 该营地的大气压强约为 kpa 从图中还可看出 离地面越高 大气压强越 低 41 图14 3 1 例3 如图14 3 2所示 是某日在广州白云山山脚测得的大气压 气压表的读数为 pa 若到山顶测量示数将 填 变大 变小 或 不变 1 0 105 变小 图14 3 2 例4 用一端封闭的足够长的玻璃管做托里拆利实验时 下列哪种情况会影响水银柱的高度 a 略微改变玻璃管的粗细程度b 少许改变玻璃管的倾斜程度c 改变水银槽内水银面的高低d 玻璃管内进入了少许空气思路点拨 当有少量空气混入管中时 管内水银柱上方不再是真空 这些空气就有一定压强作用在管内水银柱上面 会使水银柱降低 d 知识点10 气体压强与流速的关系 1 流体 气体和液体都具有流动性 统称为流体 2 流体压强与流速的关系 气体和液体流动时 流速越大的位置压强越小 流速越小的位置压强越大 因此在流速不同的位置会产生压强差 这个压强差就会产生压力差 气体 例1 物理学中把具有流动性的 和 称为流体 流体的压强跟 有关 流速越大的位置 压强 流速越小的位置 压强 越小 越大 靠拢 小 例2 如图14 4 1所示 用手握住两张纸 让纸自由下垂 在两张纸的中间向下吹气 这时两张纸将 填 分开 或 靠拢 这说明在气体中 流速越大的位置压强越 图14 4 1 液体 流速 例3 如图14 4 2所示 在倒置的漏斗里放一个乒乓球 用手指托住乒乓球 然后从漏斗口向下用力吹气 并将手指移开 那么以下分析正确的是 图14 4 2a 乒乓球会下落 因为其上方气体流速增大 压强变小b 乒乓球会下落 因为其上方气体流速增大 压强变大c 乒乓球不会下落 因为其上方气体流速增大 压强变小d 乒乓球不会下落 因为其上方气体流速增大 压强变大 c 知识点11 飞机的升力 1 实质 气体对机翼上下表面的压力差 2 分析 机翼截面如图14 4 2所示 飞机飞行时 在相同时间内 机翼上方的气流通过的路程较长 因而速度较大 它对机翼的压强较小 下方气流通过的路程较短 因而速度较小 它对机翼的压强较大 因此在机翼的上下表面存在压强差 这就产生了向上的升力 图14 4 2 例1 有些跑车在车尾安装了一种 气流偏导器 如图14 4 5所示 由于 气流偏导器 上表面平直 下表面呈弧形凸起 当跑车高速行驶时 流过它上方的空气速度比下方的空气速度 填 大 或 小 此时 上方空气压强比下方空气压强 填 大 或 小 这样 气流偏导器 受到一个向 填 上 或 下 的压力差 从而使车 轮抓紧地面 图14 4 5 思路点拨 气流偏导器类似于倒置飞机的机翼 分析方法类似 飞机的升力 大 下 小 例2 几十吨重的飞机能够腾空而起 秘密在于机翼 如图14 4 2所示为飞机机翼截面图 飞机起飞过程中 下列说法正 确的是 图14 4 2a 机翼上方空气流速比下方大 上方气体压强比下方大b 机翼上方空气流速比下方大 上方气体压强比下方小c 机翼上方空气流速比下方小 上方气体压强比下方大d 机翼上方空气流速比下方小 上方气体压强比下方小 b 知识点12 浮力 1 定义 浸入液体 或气体 中的物体 受到液体 或气体 向上托的力叫浮力 2 方向 竖直向上 3 称重法测浮力 1 用弹簧测力计测出物体在空气中的重力g 2 把物体浸在液体中 弹簧测力计的示数变为f 3 物体受到的浮力f浮 g f 4 产生的原因 浮力是由于周围液体 或气体 对物体向上和向下的压力差而产生的 即f浮 f向上 f向下 典例1 如图14 5 1所示 图14 5 1 1 将物体悬挂在弹簧测力计下端 如图甲实验所示 物重g n 2 当用手向上托物体时 如图乙实验所示 手对物体向上 的托力f2 n 3 当物体浸入水后 如图丙实验所示 将丙实验与甲 乙实验对照 说明水对物体也有向上的托力 即浮力 水对物体的浮力f浮 n 4 该实验是通过 的物理方法建立起浮力概念的 思路点拨 利用手的托力来理解水对物体的托力 属于类比法 5 3 3 类比 探究浮力的大小 实验猜想 浮力的大小可能与液体的密度 物体排开水的体积 物体浸入液体的深度等因素有关 实验器材 弹簧测力计 溢水杯 小桶 水和石块 实验步骤 如图14 5 2所示 1 2 3 4 5 图14 5 2 知识点13 1 用弹簧测力计测出石块的重力g1 2 用弹簧测力计测出小桶的重力g2 3 将溢水杯中的水装到跟溢水口相平 4 将石块浸没在水中 记下弹簧测力计的示数f1 5 用弹簧测力计测出水桶和溢出水的重力g3 表格设计 实验结论 浸在液体中的物体所受的浮力 大小等于它排开的液体所受 的重力 即f浮 g排 这就是著名的阿基米德原理 实验拓展 1 根据f浮 g排 m排g 液gv排可知 浮力的大小与液体的密度和物体排开的液体的体积有关 而与物体浸入液体的深度 物体的密度和重量等因素无关 2 使用f浮 液gv排计算浮力时要注意 液是液体的密度 不是固体的密度 v排是排开液体的体积 不是固体的体积 单位要换算为m3 3 当物体一部分浸入液体中时 则v排 v物 当物体全部浸 入液体中时 则v排 v物 例 小军同学在探究 浮力的大小等于什么 时 用弹簧测力计 塑料块 烧杯 小桶等进行实验操作测量 如图14 5 3甲 乙 丙是其中的三个步骤示意图 还差一个步骤图丁才能完成探究任务 则丁是测量 的 设四个图中弹簧测力计的读数分别是f1 f2 f3 f4 由四个图中 两个图的弹簧测力计的读数可以求出塑料块受到的浮力 被排开液体的重力为 如果关系式 成立 就可以得到著名的阿基米德原理 图14 5 3 空小桶重力 甲 乙 f1 f2 f3 f4 f3 f4 知识点14 浮力的计算方法 1 称重法 先用弹簧测力计测出物体在空气中的重g 然后再将物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数f 如图14 5 10所示 则物体受到的浮力为f浮 g f 图14 5 102 阿基米德原理 f浮 g排 m排g 液gv排 1 使用f浮 液gv排计算浮力时 密度要用液体的密度 不 是物体的密度 2 阿基米德原理也适用于气体 但公式中的 液要改为 气 3 二力平衡法 物体悬浮在液体中或漂浮在液面上时 由于物体静止不动 根据二力平衡可知物体所受浮力与物体所受重力大小相等 即f浮 g物 m物g 4 压力差法 f浮 f下 f上 f下表示液体对物体下表面产生的向上的压力 f上表示液体对物体上表面产生的向下的压力 此方法适用于计算规则物体 正放 时受到的浮力 例1 一石块在空气中称时弹簧测力计示数为24 5n 1 把它全部浸入水中称得弹簧测力计示数为14 7n 则物 体所受的浮力为 n 9 8 19 6 1 10 10 2 如果把物体浸入水中一半 弹簧测力计读数为 n 例2 一金属块的体积为1dm3 全部浸入水中时排开水的体积是 dm3 排开水的重为 n 金属块所受的浮力 为 n 取g 10n kg 1 竖直向上 例3 质量为100g木块漂浮在水中 该木块受到的浮力为 n 浮力的方向 取g 10n kg 例4 体积为2 10 3 m3的金属块浸没在水中 求金属块 受到的浮力大小 思路点拨 金属块浸没在水中 所受到的浮力可直接用f浮 液gv排求解 例5 有一石块重2 6n 用细绳挂在弹簧测力计下端 浸没在水中时 示数为1 6n 取g 10n kg 求 1 石块受到的浮力 2 石块的体积 3 石块的密度 知识点15 物体的浮沉条件 续表 例1 回答下列问题 1 浸没在液体里的物体受到 和 作用 物体的浮沉取决于它们的大小关系 当f浮 g物或 液 物时 物体上浮 当f浮 g物或 液 物时 物体下沉 当f浮 g物或 液 物时 物体悬浮 重力 浮力 2 用手将一重为6n的物体全部压入水中 物体排开的水重为10n 此时物体受到的浮力为 n 放手后物体将 填 上浮 下沉 或 悬浮 待物体静止时所 受浮力为 n 10 上浮 6 3 小华用牙膏探究物体的浮沉 如图14 6 1所示 牙膏悬浮在水中 牙膏所受浮力 填 小于 等于 或 大于 重力 向水中加入食盐并使其溶解 牙膏将 填 上浮 或 下沉 如果不加食盐 将牙膏内部分空气排出 再次放入水中后 牙膏将 填 上浮 或 下沉 等于 上浮 下沉 图14 6 1 例2 弹簧测力计挂着一重为3n的物体a 物体a浸没并静止在水中 如图14 6 2所示 图14 6 2 1 图中弹簧测力计的示数是 n 物体a所受浮力是 n 2 如果测力计不拉着物体a a在水中会 填 下沉 上浮 或 悬浮 判断的依据是 1 2 1 8 下沉 物体的重力大于物体受到的浮力 例3 把重5n 密度为0 9 103kg m3的实心物体投入水中 当物体静止时 物体处于 填 漂浮 悬浮 或 沉在水底 状态 物体所受的浮力是 n 物体排开的水重 n 思维点拨 因为 水 物 所以物体静止时处于漂浮状态 物体受到的浮力等于物体的重力 即f浮 g 5n 漂浮 5 5 例4 如图14 6 3所示 有甲 乙两个质量相同的物 体分别悬浮在水面下1m和2m深处 由此可判定 图14 6 3a 甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力b 甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力c 甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力d 无法判定 b 知识点16 浮力的应用 1 轮船 1 采用 空心 的方法来增大排开水的体积从而增大浮力 使其漂浮在水面上 2 轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量 即排水量 船自身的质量 满载时货物的质量 2 潜水艇 通过向水舱中充水或排水来改变自重 从而实现上浮 悬浮或下潜 3 气球和飞艇 其气囊中充的是密度小于空气的气体 氢气 热空气或氦气 因而能够升空 通过改变气体的多少来改变气球或气囊的体积 从而改变气球和飞艇受到的浮力大小 实现升降 4 密度计 测定液体密度的仪器 在液体中处于漂浮状态 同一密度计漂浮在不同的液体中 受到的浮力相同 密度计浸入液体的体积越大 该液体密度越小 1 轮船利用密度大于水的材料制成 后 能够排开更多的水 在液面上 轮船的排水量是指 时排 开的水的质量 空心 漂浮 满载 不变 不变 重力 2 潜水艇浸没在水中排开水的体积 受到的浮力 要实现上浮和下潜 只能改变潜水艇自身的 3 气球和飞航艇原理 利用 升空 气囊充入密度 填 大于 等于 或 小于 空气的气体 通过改变 来实现升降 小于 自身体积 空气浮力 例1 一艘轮船从海里驶入内河 它受到的浮力 它排开水的体积 两空均填 变大 变小 或 不变 轮船在河里比在海里要 填 上浮 或 下沉 一些 变大 下沉 不变 例2 如图14 6 9所示 潜水艇能够上浮和下沉是通过改变 来实现的 潜水艇在上浮过程中 未露出水面之前 所受的浮力将 填 变大 变小 或 不 变 图14 6 9 思路点拨 潜水艇在未露出水面之前 液体密度一样 它排开液体的体积不变 根据f浮 液gv排可以判断出它所受的浮力不变 它通过排出水舱中的水 减小自重 当浮力大于重力时 它就上浮 不变 自重 专题一 压力和压强的关系 例1 如图14 1所示 水平桌面上有甲 乙两个质量和底面积都相等的容器 向容器中注入高度相等的水 水对容器底部的压强分别为p甲 p乙 装水后的容器对桌面的压力分别为f甲 f乙 则 a p甲 p乙 f甲 f乙b p甲 p乙 f甲 f乙c p甲 p乙 f甲 f乙 d p甲 p乙 f甲 f乙 图14 1 c 专题二 流体压强与流速的关系 例2 如图14 2所示 两只纸船浮在水面上静止不动 用 大注射器向两船之间的水面快速注水 两船将 a 静止不动b 向中间靠拢c 向两侧分开 d 向左或右侧偏移 图14 2 b 专题三 密度 压强 浮力的综合运用 例3 一个质量为0 6kg 边长为0 1m的正方体物块 放置在水平地面上 取g 10n kg 求 1 物块受到的重力 2 物块对地面的压强 3 若将物块浸没在水中后松手 通过计算判断该物块的浮沉情况 易错题1 如图14 3所示 三个材料相同 但粗细 长短都不相同的均匀实心铁制圆柱体竖直放在水平地面上 对地面的 压强最小的是 a 甲铁柱b 乙铁柱c 丙铁柱d 无法确定 图14 3 错误原因 不能灵活地运用公式p gh 来比较圆柱体对水平面的压强的大小关系 答案 a 易错题2 高度 材料相同的实心长方体a和b放在水平桌面上 它们的大小如图14 4所示 它们对桌面的压力分别为fa fb 压强分别为pa和pb 关于它们的大小关系 正确的是 a fa fb pa pbb fa fb pa pb 图14 4 c fa fb pa pbd fa fb pa pb b 易错题3 如图14 5所示 物体a的重力为30n b的重力为15n 物体a的底面积为10cm2 b的底面积为5cm2 则物体a对b的压强是 pa 物体b 对桌面的压强是 pa 图14 5 6 104