第十四章 压强和浮力.ppt

第十四章压强和浮力 第一课时压强第二课时浮力 第一课时压强 一 压力 压强二 液体的压强三 大气压强四 流体压强与流速的关系 一 压力和重力二 关于容器的压力 压强问题三 压强公式中受力面积的意义四 压强公式和液体压强公式的区别与运用五 流体的压强与流速的关系 第二课时浮力 一 阿基米德原理二 物体的浮沉条件 1 压力 1 定义 在物体表面上的力 2 作用效果 跟压力的和有关 2 压强 1 定义 物体上受到的压力 2 公式 3 单位及换算 1Pa N m2 4 增大压强的方法 压力一定时 受力面积 受力面积一定时 压力 在减小的同时增大 5 减小压强的方法 压力一定时 增大受力面积 受力面积一定时 减小压力 在压力的同时受力面积 垂直作用 大小 作用面积 单位面积 p F S 1 减小 增大 受力面积 压力 减小 增大 一 压力 压强 二 液体的压强 1 液体压强产生的原因 1 液体由于受到作用 对支持它的容器底有压强 2 液体有 因此对阻碍它流动的也有压强 2 特点 1 方向 液体内部朝都有压强 2 等大 同种液体同一深度 液体向各个方向的压强 3 深度 液体内部压强随深度的增加而 4 密度 液体的压强与液体密度有关 同一深度 液体的密度越大 压强 3 液体压强的计算公式是 其中 p表示 单位是 是 h表示 此公式表明液体的压强与液体的和深度有关 重力 各个方向 容器壁 流动性 相等 增大 密度 p gh 压强 帕 越大 液体深度 密度 4 连通器 1 定义 的容器 2 原理 如果只装一种液体 那么液体时连通器的各个液面总是 3 应用 洗手池下水道的回水管 水塔的供水系统 电热水器的水位计 牲畜自动饮水器 船闸 三 大气压强 1 产生原因 气体具有 受作用 2 定义 在大气内部向存在的压强 3 马德堡半球实验证明了的存在 4 首先测出了大气压的值 即大气压相当于760mm水银柱产生的压强 由公式算出760mm高水银柱的压强为Pa 我们把这个压强叫做 上端开口 下端相连通 静止 相平 流动性 重力 各个方向 大气压强 托里拆利 1 01 105 一个标准大气压 5 大气压随高度的变化 高度越高 大气压强越 测定大气压强的仪器是 6 液体的沸点随液体表面的气压增大而 随气压减小而 四 流体压强与流速的关系1 流体 的统称 2 在流体中 流速越大的位置压强 流速越小的位置压强 3 飞机升力 如图是飞机机翼上的气流截面图 在图中 气流流速大的是区域 流速小的是区域 上下两表面的压强关系 p1p2 产生了而形成了升力 小 气压计 升高 降低 气体和液体 越小 越大 A B 压强差 易错易混点一压力和重力 例1分别判断下图中支持面受到的压力与物体所受的重力的大小关系 易错原因 判断不准哪一种情况下 压力的大小等于重力 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 压力是垂直作用在物体表面上的力 解析 重力与压力是有区别的 从力的性质上看 压力属于弹性力 而重力属于引力性质 是由地球的吸引而使物体受到的力 从施力物体来看 压力的施力物体是相互挤压的物体 而重力的施力物体是地球 从力的作用来看 压力作用在发生相互挤压的两个物体的接触面上 而重力的作用点是物体的重心 从力的方向上看 压力的方向与接触面垂直 而重力的方向总是竖直向下 与水平方向垂直 指向地心 从力的大小来看 重力的大小用公式G mg计算 当g一定时 其大小决定于物体质量的大小 压力的大小决定于相互挤压 发生形变的情况 不一定与重力有关 例如 用手按图钉 图钉尖对墙的压力的大小与其重力大小无关 有时压力与重力有关 它可以是重力产生的 也可以不是重力产生的 支持面上受到的压力其大小等于物体的重力只是一种特殊情况 若仅以这一特殊情况就认为压力总等于重力 显然是错误的 最好的办法是具体情况具体分析 答案 图甲中 地面所受的压力等于物体所受的重力 图乙中 斜面所受的压力小于物体所受的重力 图丙中 墙面所受的压力和物体所受的重力毫无关系 易错易混点二关于容器的压力 压强问题 例2如图所示 一封闭容器中盛满了某种液体 对容器底的压力和压强分别为F1和p1 图甲 若把容器倒置后对容器底的压力和压强分别为F2和p2 图乙 则F1与F2 p1与p2的大小关系是 A F1 F2 p1 p2 B F1 F2 p1 p2 C F1 F2 p1F2 p1 p2 易错原因 求液体对容器的压力 压强问题时 不知道如何运用液体的压强公式和容器的底面积 解析 由液体压强公式p gh可知 甲 乙两种情况下由于液体密度及容器底到液面的深度相等 所以两种情况下容器底受到的液体压强相等 即p1 p2 但是由于静止液体对容器底的压力不一定等于液体所受的重力 它的大小应等于液体对容器底的压强与容器底面积的乘积 即F1 p1S1 F2 p2S2 由于p1 p2 S1 S2 所以可得F1 F2 答案 D 易错易混点三压强公式中受力面积的意义 例3底面积为0 1m2 重力为200N的铝块 放在面积为200cm2的水平小凳面上 铝块把凳面全部盖住 铝块对凳面产生的压强是多少 易错原因 不清楚在利用压强公式p F S时 受力面积该用物体的底面积还是两物体重叠的面积 压强公式p F S中的S是受力面积 而不是物体的底面积或表面积 一般实际受力面积是两物体重叠的面积大小 解析 S铝 0 1m2 S凳 200cm2 0 02m2 因为S铝 S凳 所以S S凳 0 02m2 故p F S G S 200N 0 02m2 104Pa 答案 104Pa 易错易混点四压强公式和液体压强公式的区别与运用 例4如图所示 上边大下边小的厚壁杯 杯重7N 内壁底面积是250cm2 外壁与桌面接触面积是300cm2 杯中装有6cm高重为20N的水 则 1 杯底受到水的压力为多大 2 桌面受到的压强为多大 g取10N kg 易错原因 分不清两公式的具体运用 水的压力不一定等于水的重力 只能先用p水 水hg计算水的压强 再用公式F水 p水S计算水的压力 解析 水杯对桌面的压强就用公式p桌 F桌 S外即可 但要注意此时杯对桌的压力是等于总重力的 因水平放置 千万不要以为是F桌 F水 G杯 20N 7N 27N 1 S内 50cm2 0 025m2 S外 300cm2 0 03m2 p水 水hg 103kg m3 0 06m 10N kg 600Pa F水 p水S内 600Pa 0 025m2 15N 2 因为水平放置 有F桌 G总 20N 7N 27N p桌 F桌 S外 27N 0 03m2 900Pa 答案 1 F水 15N 2 p桌 900Pa 易错易混点五流体的压强与流速的关系 例5如图所示 某同学在探究流速大小对流体压强的影响时 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 当他将手指移开时 乒乓球没有下落 该现象可说明乒乓球上方气体的流速 选填 增大 减小 或 不变 压强 选填 变大 变小 或 不变 易错原因 混淆了流体的压强与流速的关系 液体的压强与流速的关系是流速大的地方压强小 流速小的地方压强大 解析 空气从长颈漏斗中快速流出时 长颈漏斗中的压强小 漏斗下面的压强大 也就是乒乓球上方压强小 乒乓球下方压强大 所以乒乓球不仅不会下落 而且会牢牢地吸附在颈口处 答案 增大变小 1 定义 浸在液体中的物体受到液体对它的浮力 根据平衡力知识可计算浮力大小 如 物体浸在水中 弹簧秤向上拉着物体 此时浮力F浮 G物 F拉 2 阿基米德原理 1 浸在液体里的物体受到液体对它的浮力 浮力的大小等于 2 阿基米德原理也适应于气体 3 阿基米德原理公式表达 根据G mg m V 阿基米德原理的公式表达可写成 F浮 式中 是的密度而非的密度 是的体积 而非的体积 第二课时浮力 竖直向上 竖直向上 排开液体所受到的重力 液gV排 液体 物体 所排开液体 物体 3 1 物体的浮沉条件与应用 2 轮船的排水量是指轮船满载货物时排开水的 潜水艇的下潜和上浮是靠改变来实现的 能升空的气球和气艇里充入的气体的密度要空气的密度 选填 大于 或 小于 质量 自身质量 小于 易错易混点一阿基米德原理 例1木头 小鱼 石块 海螺在水中的位置如图所示 分析它们所受的浮力 下列说法错误的是 A 木头受到的浮力等于它自身的重力 B 小鱼受到的浮力等于它排开的水重 C 石块受到的浮力等于它自身的重力 D 海螺受到的浮力等于水对它的压力差 易错原因 不能透彻理解阿基米德原理 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 解析 木头处于漂浮状态 根据二力平衡 木块所受的浮力应等于它自身的重力 A选项说法正确 根据阿基米德原理 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力 所以B说法正确 海螺上下表面都承受水的压强 因下表面所处位置比上表面所处位置要深一些 这样 海螺下表面受到向上的压力比上表面受到向下的压力大一些 从而形成了压力差 这个压力差就是浮力 D选项说法正确 石块沉到水底 说明所受浮力不足以支持其自身的重力 石块受到的浮力小于它自身的重力 故C说法错误 答案 C 易错易混点二物体的浮沉条件 例2李明和王聪做了如下实验 他们分别把一木块和一铁块同时浸没在水中 松手后发现木块上浮 铁块下沉 对上述现象他俩展开讨论 你认为他们的说法中正确的是 A 木块