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文档简介

1、 PAGE 10压强百科名片压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量。在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaise pascal而命名的),即牛顿平方米。压强的常用单位有千帕、千克力/平方厘米、托。一般以英文字母p表示。 定义物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫做 HYPERLINK /view/84918.htm t _blank 压力。标准大气压为1.013x105(10的5次方) Pa,大气压的数值相当于大约76cm水银柱所产生的压强,就是大气压的大小。(3)公式:p=F/S (压强=压力受力面积)p压强帕斯卡(单位: HYPERLINK /vi

2、ew/17673.htm t _blank 帕斯卡,符号:Pa) F压力牛顿(单位:牛顿,符号:N)S受力面积平方米F=PS (压力=压强受力面积)S=F/P (受力面积=压力压强)( 压强的大小与受力面积和压力的大小有关)对于压强的定义,应当着重领会四个要点:受力面积一定时,压强随着压力的增大而增大。(此时压强与压力成正比)同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同。受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小。压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积大小无关。压强是物体单位面积受到的压力。压力、压强的单位是有区别

3、的。压力的单位是牛顿,踉一般力的单位是相同的。压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的。在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”。影响压强作用效果的因素1.受力面积一定时,压力越大,压强的作用效果越明显。(此时压强与压力成正比)2.当压力一定时,受力面积越小,压强的作用效果越明显。(此时压强与受力面积成反比)(5)1Pa的 HYPERLINK /view/1973663.htm t _blank 物理意义:1平方米的面积上受到的压力是1N。(1牛顿的力作用在一平方米上)1Pa大小:两张纸对水平桌面的压强,3粒芝麻对水平桌面的压强为1Pa注:等密度柱体与接触面的接

4、触面积相等时,可以用 Pghp HYPERLINK /view/119661.htm t _blank 液体压强Pa.液体密度千克/立方米(kg/m3)g9.8N/kg(通常情况下可取g=10N/kg)有时也取10N/kg 压力和压强任何物体能承受的压强有一定的限度,超过这个限度,物体就会损坏。物体由于外因或内因而形变时,在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力,单位 HYPERLINK /view/270786.htm t _blank 截面上的这种作用力叫做压力。一般地说,对于 HYPERLINK /view/115120.htm t _blank 固体,在外力的作用下,将会产生压(或张)

5、形变和切 HYPERLINK /view/38962.htm t _blank 形变。 垂直作用于物体的单位面积上的压力。若用P表示压强,单位为帕斯卡(1帕斯卡=1牛顿/平方米) 液体压强液体容器底、内壁、内部的压强称为液体压强,简称液压。 液体压强原理(帕斯卡定律)的产生帕斯卡发现了液体传递压强的基本规律,这就是著名的帕斯卡定律所有的 HYPERLINK /view/84954.htm t _blank 液压机械都是根据帕斯卡定律设计的,所以帕斯卡被称为“液压机之父”在几百年前,帕斯卡注意到一些生活现象,如没有灌水的水龙带是扁的水龙带接到自来水龙头上,灌进水,就变成圆柱形了如果水龙带上有几个

6、眼,就会有水从小眼里喷出来,喷射的方向是向四面八方的水是往前流的,为什么能把水龙带撑圆?通过观察,帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验,帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球,球上连接一个圆筒,筒里有可以移动的活塞把水灌进球和筒里,向里压活塞,水便从各个小孔里喷射出来了,成了一支“多孔水枪”帕斯卡球的实验证明,液体能够把它所受到的压强向各个方向传递通过观察发现每个孔喷出去水的距离差不多,这说明,每个孔所受到的压强都相同帕斯卡通过“帕斯卡球”实验,得出著名的帕斯卡定律:加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递。 液体压强(帕斯卡定律)的原理我们知道,物体受到力的作用产生压力,而

7、只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器底部有压力,因此液体对容器壁也存在压强。在初中阶段,液体压强原理可表述为:“液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。” 四 液体内部压强 一、同种液体1、各个方向都有压强2、同一深度处,压强一致3、深度越大,压强越大 二、不同液体同一深度,密度越大,压强越大 HYPERLINK /view/645857.htm t _

8、blank 公式:P=gh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg, h的单位是m , 的单位是kg/m3 , 压强P的单位是Pa.。如果题中没有明确提出g等于几,应用g=9.8N/kg,再就是题后边基本上都有括号,括号的内容就是g和的值。公式推导:压强公式均可由基础公式:P=F/S推导P液=F/S=G/S=mg/S=液Vg/S=液Shg/S=液hg=液gh由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的 HYPERLINK /view/82174.htm t _blank 压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了 HYPERL

9、INK /view/84929.htm t _blank 液体内部压强地规律。深度是指点到自由液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关. 液体压强的特点1.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用。若液体在失重的情况下,将无压强可言。2.由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强。固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等。(3)计算液体压强的公式是P=gh。可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度)和深度h,而和

10、液体的质量、体积没有直接的关系。(4)密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递。3.容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。容器底部受到液体的压力F=PS=ghS,其中“h”底面积为S,“hS”为高度为h的液柱的体积,“ghS”是这一液柱的重力。因为液体有可能倾斜放置。 所以,容器底部受到的压力其大小可能等于,也可能大于或小于液体本身的重力。 液U形管压强计体压强的测量液体压强的测量仪器叫“U形管压强计”,利用液体压强公式P=phg,h为两液面的高度差,计算液面差产生的压强就等于液体内部压强大气压强 定义大气对浸在它里面的物体产生的 HYPERLINK /view/82

11、174.htm t _blank 压强叫大气压强,简称 HYPERLINK /view/33387.htm t _blank 大气压或气压。1654年格里克在 HYPERLINK /view/3762.htm t _blank 德国马德堡作了著名的 HYPERLINK /view/25406.htm t _blank 马德堡半球实验,有力的证明了大气压强的存在,这让人们对大气压有了深刻的认识,但大气压到底有多大人们还不清楚。11年前意大利科学家托里拆利在一根1米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降了24厘米后就不再下降了。这24厘米的空间无空气进入,是真空。

12、 HYPERLINK /view/27923.htm t _blank 托里拆利据此推断大气的压强就等于 HYPERLINK /view/30596.htm t _blank 水银柱的 HYPERLINK /view/87781.htm t _blank 长度,这就是著名的 HYPERLINK /view/27914.htm t _blank 托里拆利实验。 关于大气压强的几个解释:大气压强是指地球上某个位置的空气产生的压强.地球表面的空气受到重力作用,由此而产生了大气压强气体和液体都具有流动性,它们的压强有相似之处、大气压向各个方向都有,在同一位置各个方向的大气压强相等.但是由于大气的密度不

13、是均匀的,所以以 大气压强的计算不能应用 HYPERLINK /view/119661.htm t _blank 液体压强公式被密封在某种容器中的气体,其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的大气压强计算公式:P=gh 地面上 HYPERLINK /view/66423.htm t _blank 标准大气压约等于760毫米高水银柱产生的压强。由于测量地区等条件的影响,所测数值不同。根据液体压强的公式P=gh,水银的密度是13.6103千克/立方米,因此76厘米高水银柱产生的标准大气压强是:P =13.6103千克/立方米9.8牛顿/千克

14、0.76米=1.013105牛顿/平方米=1.013105 HYPERLINK /view/17673.htm t _blank 帕斯卡 大气压产生的原因地球周围包着一层厚厚的空气,它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的,通常把这层空气的整体称之为大气它上疏下密地分布在地球的周围,总厚度达1000千米,所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强,就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样大气压产生的原因可以从不同的角度来解释课本中主要提到的是:空气受重力的作用,空气又有流动性,因此向各个方向都有压强讲得细致一些,由于地球对空气的吸引作用,空气压在地面上,就要靠地面或

15、地面上的其他物体来支持它,这些支持着大气的物体和地面,就要受到 HYPERLINK /view/17809.htm t _blank 大气压力的作用单位面积上受到的大气压力,就是大气压强;第二,可以用分子运动的观点解释(分子运动论的知识将来初三会学到)因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成,而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞每次碰撞,空气分子都要给予物体表面一个冲击力,大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力,从而形成大气压若单位体积中含有的分子数越多,则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多,因而产生的压强也就越大利用分子运动论的观点可以解释:为什

16、么大气层不均匀分布,能造成大气压下高上低的现象 标准大气压强大气压强不但随高度变化,在同一地点也不是固定不变的,通常把1.01325105 Pa的大气压强叫做标准大气压强。它相当于760mm水银柱所产生的压强。标准大气压强的值在一般计算中常取1.01105 Pa(101KPa),在粗略计算中还可以取作105Pa(100KPa)=1atm。 大气压强与海拔高度地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小,密度也小,所以距离地面越高,大气压强越小在海拔3000m之内,每上升10m大气压强约减小1

17、00Pa,在海拔2000m之内,每上升12m大气压强约减小1mmHg。地面上 HYPERLINK /view/10696.htm t _blank 空气的范围极广,常称“大气”。离地面200公里以上,仍有空气存在。虽其 HYPERLINK /view/38960.htm t _blank 密度很小,但如此高的大气柱作用于地面上的压强仍然极大。人体在大气内毫不感觉受到气压的压迫,这是因为人体的内外部同时受到气压的作用且恰好都相等的缘故。 气体压强与体积的关系这里所说的气体压强并不是指大气压强,而是指一定质量的气体的压强.由于气体的压强实质上是大量的做无规则运动的气体分子与容器壁不断碰撞而产生的,

18、因此当其他条件不变的情况下,气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大.在温度不变时,一定质量的气体体积越小,压强越大;体积越大,压强越小. 沸点与大气压的关系实验表明,一切液体的沸点,都是气压减小时减小,气压增大时增大,同种液体的沸点不是固定不变的说水的沸点是100必须强调是在标准大气压下由于气压随高度增加,所以水的沸点随高度降低,例如:海拔1000米处水沸点约97,3千米处约91,在海拔8844.43米的珠穆朗玛峰顶,水在72就可以沸腾,因而在高山上烧饭要用不漏气的高压锅,锅内气压可以高于标准大气压,使水沸点高于100,不但饭熟得快,还可以节省燃料。 活塞式抽水机的工作原理

19、活塞式抽水机是利用活塞的移动来排出空气,造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出,当活塞压下时,进水阀门关闭而排气阀门打开;当活塞提上时,排气阀门关闭,进水阀门打开,在外界大气压的作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口流出这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把水抽出来 离心式水泵的工作原理水泵在起动前,先往泵壳内灌满水,排出泵壳内的空气,使泵内中心部分压强小于外界大气压强,当起动后,叶轮在电动机的带动下高速旋转,泵壳里的水也随叶轮高速旋转,同时被甩入出水管中,这时叶轮附近的压强减小,大气压使低处的水推开底阀,沿进水管泵壳,进来的水又被叶轮甩入出水管,这样一直循环下去,就不断把水抽到了高处

20、活塞式抽水机和离心泵,都是利用大气压,把水抽上来,因为大气压有一定的限度,因而抽水机抽水的高度也有一定的限度,不超过10.3米浮力浮力指物体在流体(包括液体和气体)中,上下表面所受的压力差。浮力的概念浸在液体或气体中的物体受到竖直向上的力,叫浮力。漂浮于流体表面或浸没于流体之中的物体,受到各方向流体静压力的向上合力。其大小等于被物体排开流体的重力。在液体内,不同深度处的 HYPERLINK /view/82174.htm t _blank 压强不同。物体上、下面浸没在液体中的深度不同,物体下部受到液体向上的压强较大,压力也较大,可以证明,浮力等于物体所受液体向上、向下的压力之差。例如石块的重力

21、大于其同体积水的重量,则下沉到水底。浮木或船体的重力等于其浸入水中部分所排开的水重,所以浮于水面。气球的重量比它同体积空气的重力小,即浮力大于重力,所以会上升。这种浸在水中或空气中,受到水或空气将物体向上托的力叫“浮力”。例如,从井里提一桶水,在未离开水面之前比离开水面之后要轻些,这是因为桶受到 HYPERLINK /view/499178.htm t _blank 水的浮力。不仅是水,例如酒精、煤油或水银等所有的液体,对浸在它里面的物体都有浮力。所有液体都一样。当然,浸在气体(与液体一样都是流体)中的物体也受到浮力的作用。浮力的作用点称为 HYPERLINK /view/975837.htm

22、 t _blank 浮心,浮心显然与所排开液体体积的形心重合 产生浮力的原因产生浮力的原因,可用浸没在液体内的正立方体的物体来分析。该物体系全浸之物体,受到四面八方液体的压力,而且是随深度的增加而增大的。所以这个正立方体的前后、左右、上下六个面都受到液体的压力。因为作用在左右两个侧面上的力由于两侧面相对应,而且面积大小相等,又处于液体中相同的深度,所以两侧面上受到的压力大小相等,方向相反,两力彼此平衡。同理,作用在前后两个侧面上的压力也彼此平衡。但是上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等。上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体

23、这个压力差,就是液体对物体的浮力。这个力等于被物体所排开的液体的重量。当一个浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力。至于一个位于容器底面上的物体,并和容器底面密切接触,那它就只能受到向下作用于物体表面的液体压力下,所以这个物体不受浮力作用(这是正确的,浮力存在的条件就是固体下方有液体或气体,这样上下才会有压力差)。换句话说:物体与容器底部密切接触,则物体无法对水产生一个竖直向下的弹力。那么此时不存在浮力(压力差)的反作用力,因此浮力(压力差)就不存在。(力的作用是相互的)当然实际生活中这种现象并不多,因为只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压

24、力,物体上下表面有了压力差,物体就会受到浮力。单位为牛顿此时受到浮力就等于木棒下方受到竖直向上的压力。依据:P=液gh。则下方受到的压力为:F=PS=液gh*S=液gV排。阿基米德原理公式:F浮=G排=液gV排。h为浸入液体部分的高度。这个与“至于一个位于容器底面上的物体,并和容器底面密切接触,那它就只能受到向下作用于物体表面的液体压力下,所以这个物体不受浮力作用。”理论不冲突,甚至没有丝毫关系。 浮力公式 浮力公式的推算假设有一正方体沉于水中,F浮=gh2*S-gh1*S =gS*h =gV =mg =G排液当物体悬浮在液体上时(当未受外力时),F 浮G物 说明(1)h2为正方体下表面到水面

25、距离,h1为正方体上表面到水面距离,h为正方体之高。(2)“F浮=液gV排=G排液”最重要。 F浮=液gV排的公式推导:浮力=排开液体所受重力F浮=G排液m排液g =液gV排 (3)给出沉浮条件(实心物体)物液, 下沉 ,G物F浮 物=液, 悬浮 ,G物=F浮 (基本物体是空心的)物液, 上浮,(静止后漂浮)G物F浮 物液, 漂浮,G物=F浮(因为是上浮的最后境界,所以物液)物液, 沉底 ,物=F浮+F杯底对物的支持力(三力平衡) 露排比公式如果漂浮(这是重要前提!), 则:物液=V排V物。 其中,V物=V排+V露 它的变形公式 1 (液-物)液=V露V物 2 物(液-物)=V排V露 证明:漂

26、浮 F浮=G物,即液gV排=物gV物,即液V=物V物,即物液=V排V物(交叉相乘) 其他液体还可以产生比自身重力大的浮力 物体在液体中排开液体的重力等于物体所受浮力但是液体可以产生比自身重力大的浮力排液量是一个抽象的概念,排开的液体是当液体凝固时,将固体拿出,用同种液体将空档填满,用来填充的液体量就是排开的液体量。所以产生十牛的浮力不一定需要十牛重的液体,液体可以产生比自身重力大的浮力例如:一个底面积为30平方厘米的容器中有50牛重的水,将一个底面积为25平方厘米高10厘米的柱体(密度大于水)放入水中沉入水底(主体下方有少量水,忽略不计)。水上升至10厘米高。排水量为250立方厘米,浮力为25

27、0牛,而水只有50牛,产生的浮力是液体本身重力的5倍。当物体在水中完全和地接触是就没有浮力了,因为底部没水就不存在浮力了。 四种公式示重法:F浮=G-G1(空气中重量减去在水中的重量)公式法:F浮=G排=液gV排漂浮法:F浮=G物(又叫平衡法)原理法:F浮=F-F 五、 HYPERLINK /view/621490.htm t _blank 浮力定律 压力差和阿基米德定律在解释浮力产生的原因和大小时,都必须要有物体浸在液体里。 液体没有任何外来物体浸入时,它还会不会有浮力?如果有,我们又应该怎样去解释产生浮力的原因和大小呢? 其实,浮力是液体的一种属性,由液体自身的特点形成的,它不会因外来物体

28、的浸入而增大或减小、存在或消亡。物体在液中的沉浮是物体在浮力作用下反应出的一种自然现象。而我们该如何透过这些现象,去探寻浮力的本质呢? 1、压强与深度的关系 人潜入水里,会感到发闷,是因为受到了水的压强。而水的压强又与深度成正比,所以人要潜入到更深的水里,必须要穿潜水服,而我们到达深海则需要乘坐特制的 HYPERLINK /view/22962.htm t _blank 潜水艇。 2、浮力与压强(深度)的关系 我们常常说的船只搁浅是怎么回事呢?为什么枯水季节有些河道不能通航?浅水港为何不能停靠万吨轮船?其实,所有问题都在告诉我们一个事实,物体受到浮力的大小与液体的深度有关。 当船运载货物时,它

29、的载重量越大,吃水就越深;载重量越小,吃水就越浅。而载重量大需要的浮力也会大,载重量小,需要的浮力也小。因此看来,浮力的大小与船只在水中的深度成正比,又正为水的压强也与它的深度成正比。所以,我们仔细研究会发现,船只产生的最大压强与它同深度的水压是一样的,载重量大的船吃水深就是因为它压强大的缘故。 既然浮力会随着液体的深度增加,为什么我们做实验时,弹簧称的读数并不会随物体在液中位置的深浅而变化呢? 其实,弹簧称称量的物体在液中不但要受到浮力,还同时受到液体对它施加的压力。物体在液中的位置加深时,它受到的浮力增大,而它受到的压力也在同等的增大;当物体在液中的位置变浅,它受到的浮力减小,但它受到的压

30、力也会同等的减小。正是因为浮力和压力同等的增加或减小,弹簧称的读数才不会随物体在液中位置的深浅而变化。 3、浮力与密度的关系 水和植物油都属于液体,但它们的浮力是否相同呢?让我们先把植物油渗进水中,看看会发生什么现象。很快,我们会发现植物油全部浮在水面上,并不与水相溶共存,这是什么原因产生的呢?原来,植物油的密度比水的密度小,它们产生的压强各不相同,密度大的水便会下沉,密度小的油便会上升。轮船从淡水河驶入海里,船身会浮起来一些,就是因为海水密度增大,但浮力不变(都属于漂浮状态,所以同一物体在不同液体中所受的浮力是相等的),船排开的海水体积就会比排开的淡水体积小,所以船身会上浮一些。总结以上规律

31、,得出如下结论: 浮力的大小与液体的压强(深度)成正比,与它的密度成正比,与它受到的压力相等,方向相反。在没有任何外力的作用下,液体保持静止状态。 六、物体的浮沉 铁和石块在水中下沉,乒乓球、木头、救生圈浮在水面上。同样的物体也会因为液体密度的不同而或沉或浮。 是什么原因决定物体在液体中的沉浮呢?是物体的质量和重量么? 我们知道,无论质量多大,多重的木头,它都会浮在水面上,而无论质量多小,多轻的石头,它都会沉入水底,这是为什么呢?这是因为木头的密度比水小,而石头的密度比水大的缘故。 在没有任何外因时,物体的密度大于液体的密度,物体沉下,当物体的密度小于液体的密度,物体浮在液体表面。 为什么物体

32、的沉浮与密度有关呢? 在同一水平面上,液体向各个方向产生的压强相同。而木头的密度小于水,它产生的压强也小于同体积水的压强;石头的密度大于水,它产生的压强也就大于同体积水的压强。当木头或石头沉没水中替换同体积水时,因为木头的压强小于周围水的压强会浮出水面,而石头的压强大于周围水的压强会沉入水底。 压强是决定物体浮沉的重要条件。 当物重大于同体积液重时,在液中的任何深度它产生的压强都大于该位置的液压,物体沉下。 当物重小于同体积液重时,在液中的任何深度,它产生的压强都小于该位置的液压,物体浮起。 当物重等于同体积液重时,在液中的任何深度,它产生的压强都和该位置的液压相同。物体悬浮。 我们把密度大于

33、空气的气球升上天,把密度大于水的钢铁制造成轮船浮于水,都是通过改变物体的压强来实现的。 七、浮力的利用 从漂浮在河流上的树林得到启示,古人把木头挖成空心的独木舟,承载人或货物,这是对浮力的最早利用。 但空心的铁球并不一定浮起,实心的木块它也不会沉下。所以,物体是否空心并不能决定物体的浮沉。 空心只是利用浮力的一种方法。 人们运用这个道理,不但把密度轻于水的树木制造成船只,也把密度大于水的钢铁制造成军舰、轮船。 为什么空心的物体能够利用浮力呢? 这是因为空心的物体在水中增大了体积,增加了高度,并减小了物体的压强。而压强就是决定物体浮沉的重要条件。 空心的牙膏皮和卷成团的牙膏皮它们的重量虽然相同,

34、但前者产生的压强却小于后者,当空心牙膏皮产生的压强小于同高度水深的压强时,它就会浮起。而卷成团的牙膏皮产生的压强大于同体积水产生的压强,所以会在水中沉下。 军事上用的潜水艇就是用进排水的方法,增加或减轻潜水艇的重量,从而改变压强,以此来控制潜水艇的沉浮其实,对于类柱体,浮力就是上表面向下的压力与下表面向上的压力的差。 浮力原理的发现公元前245年,赫农王命令阿基米德(Archimedes)鉴定金匠是否欺骗了他。赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重,但国王还是怀疑金匠掺假了。他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的,但是不允许破坏皇冠。这看起来是件不可能的事情。在

35、公共浴室内,阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。他的大脑中闪现出模糊不清的想法。他把胳膊完全放进水中,全身放松,这时胳膊又浮到水面。他从浴盆中站起来,浴盆四周的水位下降;再坐下去时,浴盆中的水位又上升了。他躺在浴盆中,水位则变得更高了,而他也感觉到自己变轻了。他站起来后,水位下降,他则感觉到自己重了。一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。他把差不多同样大小的石块和木块同时放入浴盆,浸入到水中。石块下沉到水里,但是他感觉到石块变轻。他必须要向下按着木块才能把它浸到水里。这表明浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不是与物体的重量有关。物体在水中感觉有多重一定与它的密度(物体单位体积的质量

36、)有关。阿基米德在此找到了解决国王问题的方法,问题的关键在于密度。如果皇冠里面含有其他金属,它的密度会不相同,在重量相等的情况下,这个皇冠的体积是不同的。把皇冠和同样重量的金子放进水里,结果发现皇冠排出的水量比金子的大,这表明皇冠是掺假的。更为重要的是,阿基米德发现了浮力原理,即水对物体的浮力等于物体所排开水的重量。浮力 1浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。 2 HYPERLINK /view/760.htm t _blank 阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所

37、受重力。 即F浮G液排液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积) 3浮力计算公式:F浮G-T液gV排F上、下压力差 4当物体漂浮时:F浮=G物 且 物液 当物体悬浮时:F浮G物 且 物=液 当物体下沉时:F浮液 浮力F浮=G物G视 G视:物体在液体的重力 浮力F浮=G物 此公式只适用 物体漂浮或悬浮 浮力F浮=G排=m排g=液gV排 G排:排开液体的重力 m排:排开液体的质量 液:液体的密度 V排:排开液体的体积 (即浸入液体中物的体积) 浮力的应用1.如何调节浮力的大小 木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度.把树木挖成“空心”就成了独木舟,独木舟是减小了物体的重力,增大了可利用的浮力,从而可以多装载货物.牙膏卷成一团,沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,说明“空心”可调节浮力与重力的关系.采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上. 2.轮船 轮船能漂浮在水面的原理:钢铁制造的轮船,由于船体做成空心的,使它排开水的体积增大,受到的浮力增大,这时船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面上.它是利用物体漂浮在液面的条件F浮=G来工作的,只要船的重力不变,无论船在海里还是河里,它受到的浮力不变.根据阿基米德原理,F浮=液gV排,它在海里和河里浸入水中的体积不同

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