《浮力、大气压》阅读资料

.浮力产生的原因浸入液体中的物体，受到液体的压强和压力，由于物体上、下表面在液体中的深度不同，因此物体上、下表面所受液体的压强不同，下表面受到液体向上的压强大于上表面受到液体向下的压强，从而使物体下表面受到向上的压力大于上表面受到向下的压力，向上和向下的压力差就是物体在液体中受到的浮力。可以表示为：F浮二F向上一F向下对此应注意的是：当物体部分浸入液体中时，F向下二0，则F浮二F向上，如物体漂浮时所受浮力就等于该物体受到的液体对它向上的压力；同一物体浸没在液体的不同深度，因为物体所受的压力差不变，浮力不变。.浸入液体的物体不一定受到浮力由于浮力产生的原因是物体受到液体向上和向下的压力差，如果浸在液体中物体的底部与容器底部密切接触，物体与容器底之间没有液体，物体底部也就不受液体对它向上的压力，即物体不受浮力。如水下的桥墩、拦河坝等，就不受浮力的作用。.物体的浮沉条件浸没在液体中的物体，若物体只受重力和浮力的作用。当F浮〉G物时，物体上浮；当F浮=G物时，物体悬浮；当F浮＜G物时，物体下沉。物体悬浮时处于平衡状态，而物体的上浮、下沉都是运动过程，物体上浮的结果是漂浮在液面上，此时物体所受浮力和重力相等，即F浮二G物；物体下沉的最终结果是静止在液体的底部，此时物体在重力、浮力和底部的支持力作用下处于静止状态，则有G物二F浮+N。漂浮和悬浮虽然都是处于平衡状态，都满足F浮二G，但二者是有区别的：漂浮是物体部分浸入液体，而悬浮是物体完全浸人液体中;漂浮的物体密度小于液体的密度，悬浮的物体密度则等于液体的密度.物体要么漂浮，要么悬浮，不可能既漂浮又悬浮。.可以用弹簧测力计测浮力把物体挂在弹簧测力计下，称出物体的重力G，再把物体浸没在液体中，弹簧测力计的示数为F，物体在重力G、拉力F和浮力F浮的作用下处于平衡状态，则有：F浮二G—F。5.正确理解阿基米德原理浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力，这就是阿基米德原理，用公式表示为：F浮二G排二p液gV排。对阿基米德原理及其公式，应注意理解以下几点：阿基米德原理也适用于气体，浸在大气里的物体受到的浮力为：F浮二G排二p液gV排此时物体排开气体的体积V排就等于物体的体积V物。根据F浮二G排二p液gV排。可知，浮力的大小跟液体的密度p液、物体排开液体的体积V排有关，，而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的浮力不随物体在液体中的深度变化而变化。“排开液体的体积”V排，和“物体的体积”V物，在数值上不一定相等。当物体浸没在液体里时，V排二V物；当物体一部分在液体中，一部分在液面上时，有V物二V排+V露，故V排＜V物。阿基米德原理是一个实验定律，但也可以根据浮力产生的原因推导出来。6.用密度判断物体的浮沉利用阿基米德原理，可把物体的浮沉条件变换成用密度表示的形式，即当p液〉p物，有F浮＞G物，物体上浮；如Up物，有F浮二G物，物体悬浮；当pM＜p物，有F浮＜G物，物体下沉。当物体漂浮在液面时，由于漂浮是上浮的最终结果，故p液〉p物。如果物体是实心的，p物就是组成物体的物质的密度；如果物体是空心的，p物就是物体的平均密度。7.浮力的运用轮船是采用空心的方法来增大排开水的体积，从而增大可以利用的浮力，使其漂浮在水面上，其大小用排水量表示。潜水艇是靠改变水舱中水的多少，即靠改变自身重力来实现上浮或下潜的。气球和飞艇是通过充气、放气调整气囊的体积来改变浮力，实现上升和下降的。密度计是测量液体密度的仪器，是利用物体漂浮在液面的条件F浮二G物来工作的。密度计漂浮在不同液体的液面上，因为重力不变，浮力等于重力，密度计在不同液体中所受浮力相同，对于密度不同的液体，所排开液体的体积就不同，浮在密度小的液面上，排开的液体的体积大，浸人液体中的深度大；浮在密度大的液面上，排开的液体的体积小，浸入液体中深度小些。即密度计的刻度值是“上小下大”。大气压的五种变化大气压是初中物理教学中一个重要的物理概念。在不同的季节，不同的气候条件和地理位置等条件下，地球上方大气压的值有所不同。1、 大气压随地势高低的变化从微观角度看，决定气体压强大小的因素主要有两点：一是气体的密度夕；二是气体的热力学温度T。在地球表面随地势的升高，地球对大气层气体分子的引力逐渐减小，空气分子的密度减小；同时大气的温度也降低。所以在地球表面，随地势高度的增加，大气压的数值是逐渐减小的。2、 大气压随地理纬度的变化地球表面大气层里的成份，变化比较大的就是水汽。人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”，把含水汽较少的空气叫“干空气”。有些人直觉地认为湿空气比十空气重，这是不正确的。干空气的平均分子量为28.966,而水气的分子量只有18.106,所以含有较多水汽的湿空气的密度要比十空气小。即在相同的物理条件下，十空气的压强比湿空气的压强大。在地球表面，由赤道到两极，随地理纬度的增加，一方面由于地球的自转和极地半径的减小，地球对大气的吸引力逐渐增大，空气密度增大；另一方面由于两极地区温度较低，所以空气中的水汽较少，可近似看成干空气，所以由赤道向两极，随地理纬度增加，大气压总的变化规律是逐渐增大（因气候等因素影响，局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律）。3、 大气压的日变化对于同一地区，在一天之内的不同时间，地面的大气压值也会有所不同，这叫大气压的日变化。一天中，地球表面的大气压有一个最高值和一个最低值。最高值出现在9〜10时。最低值出现在15〜16时。导致大气压日变化的原因主要有三点。一是大气的运动；二是大气温度的变化；三是大气湿度的变化。日出以后，地面开始积累热量，同时地面将部分热量输送给大气，大气也不断地积累热量，其温度升高湿度增大。当温度升高后，大气逐渐向高空做上升辐散运动，在下午15〜16时，大气上升辐散运动的速度达最大值，同时大气的湿度也达较大值，由于此二因素的影响，导致一天中此时的大气压最低。16时以后，大气温度逐渐降低，其湿度减小，向上的辐散运动减弱，大气压值开始升高；进入夜晚；大气变冷开始向地面辐合下降，在上午9〜10时，大气辐合下降压缩到最大程度，空气密度最大，此时的大气压是一天中的最高值。4、 大气压的年变化同一地区，在一年之中的不同时间其大气压的值也有所不同。这叫大气压的年变化。大气压的年变化，具体又分为三种类型，即大陆型、海洋型和高山型。其中海洋型大气压的年变化刚好与大陆型的相反。通常所说的“冬天的大气压比夏天高”，指的就是大陆型大气压的年变化规律。下面对此略做分析（另外两种情况不做讨论）。由于大气处于地球周围一个开放没有具体疆界的空间之内，这就使它与密闭容器中的气体有着很多区别。夏天，大陆中的气温比海洋上高，大气的湿度也比较大（相对冬天而言），这样大陆上的空气不断向海洋上扩散，导致其压强减小。到了冬天，大陆上气温比海洋上低，大陆上的空气湿度也较夏天小，这样海洋上的空气就向大陆上扩散，使大陆上的气压升高。这就是大陆上冬天的大气压比夏天高的原因（大气温度也是影响大气压的一个因素，但在这里决定大气压变化的因素不是气温，而是大气的流动及大气的密度）。5、 大气压随气候的变化大气压随气候变化的情况比较多，但最为典型的就是晴天与阴天大气压的变化。有句谚语叫“晴天的大气压比阴天高”，反映的就是大气压的这一变化规律。通常情况下，地面不断地向大气中进行长波有效辐射，同时大气也在不断地向地面进行逆辐射。晴天，地面的热量可以较为通畅地通过有效辐射和对流气层的向上辐散运动向外输运。阴天时，云层减少了对流层大气向外的辐散运动。云层这种保存地表和对液层热量的作用称为“温室效应”。这样，阴天地区的大气膨胀就比较厉害，从而导致阴天地区的大气横向向外扩散，使空气的密度减小，同时阴天地区大气的湿度比较大，也使大气的密度减小。因这两个因素的影响，从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。人体与大气压人体与大气有着不可分离的密切关系，这不仅是由于人体需要呼吸和调节体温。就拿呼吸来说，当吸气中枢兴奋时，通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩，胸腔容积扩大，肺气泡也跟着扩大，使其中的气压下降，并低于外部大气压。于是外界空气在大气压