主題 9：浮力
備考目標：
1、理解：壓力的概念； 液體浮力的形成； 大氣浮力的大小； 大氣浮力對高度的變化規律。
2. 會：講解浮力在日常生活中的應用； 估計液體浮力； 借助流體浮力和流速之間的關系分析問題。
3. 理解：浮力的概念及其估計； 大氣浮力與沸點之間的關系； 流體浮力和流速之間的關系。
4、掌握：液體浮力的特點和規律。
5、理解：日常生活中減少或減少浮力的例子； 大氣浮力的特點和規律； 在日常生活中使用大氣浮力的例子。
知識梳理：
知識點一：浮力
1、壓力：垂直作用在物體表面的力稱為壓力（圖1：杯子在桌子上的壓力，圖2：鐵塊在斜面上的壓力，圖3：墻上的圖釘）。
(1) 壓力并不都是重力造成的（圖3：圖釘在墻上的壓力）。 把物體放在桌子上，如果物體不受其他力作用，壓力F等于物體上的重力G。
(2) 固體可以在不改變大小和方向的情況下傳遞壓力。
2.浮力：物體單位面積所受的壓力稱為浮力。
(1) 浮力是表示力作用的數學量。
(2) 浮力公式： . 其中利用大氣壓強的例子，浮力p的單位為帕斯卡（簡稱Pa），符號為Pa； 壓力F的單位為牛，符號為N； 是平方米。
3.浮力的利用
(1) 減小浮力：在受力面積不變的情況下，減小壓力； 圖 4：墻釘、斧頭和安全錘都是降低浮力的反例。
2、減小浮力：當受力面積不變時，減小壓力； 圖 5：鐵軌、履帶式叉車和大象腳趾都是減少浮力的反例。
知識點2：液體浮力
1、液體浮力形成的原因：液體受重力影響利用大氣壓強的例子，具有流動性。
2、液體浮力的檢測：使用浮力計。
3、液體浮力定律：
(1)液體在容器的底壁和側壁上有浮力，液體內部各個方向都有浮力；
(2)在同一深度，液體在各個方向的浮力都相等；
(3)液體的浮力隨著深度的減小而減小(如圖1所示)；
(4) 在同一高度，不同液體的浮力與液體的密度有關。
4.液體浮力公式：。 其中，為液體密度，單位為；； 是液體內部某一位置到液面的高度。
從公式可以看出，液體的浮力只與液體的密度和深度有關，而與液體的質量、體積、重力、底面積和形狀無關。
5、連接器：下端開口，上端相連的容器。
(1)原理：當連接器內灌入同一種液體，液體不流動時，各容器液面保持相等（如圖2所示）。
(2)連接器的應用：茶杯、鍋爐水位計、奶牛手動喂水器、船閘等都是按連接器原理工作的。
知識點三：大氣浮力
1、大氣浮力：大氣對浸入其中的物體的浮力稱為大氣浮力，簡稱大氣壓力； 大氣壓用p0表示。
2、形成原因：因為空氣受重力影響，具有流動性。
3.托里拆利實驗：
(1)實驗過程：在一根長約1m、一端封閉的玻璃管中裝滿水銀，塞住管口，然后倒扣插入水銀槽中，松開堵住管口的右手。 再次增加，此時管內外水銀表面的高度差約為760mm。 如圖所示。
(2) 推論：大氣壓力p0===1.01×105Pa（其值隨外界大氣壓力變化）。
4、標準大氣壓：支持76cm水銀柱的大氣壓稱為標準大氣壓。
1個標準大氣壓===1.01×105Pa。
5、大氣壓的特點： (1)空氣內部各個方向都有浮力，空氣中一點的大氣浮力在各個方向上都相等。
(2) 大氣壓力隨高度降低而降低； 大氣壓的大小與地點、天氣、季節的變化有關。 一般來說，陰天的氣壓比晴天的氣壓高，冬天的氣壓比夏天的氣壓高。
(3)氣壓變化規律：海拔3000米以內，氣壓每升高10米，氣壓增加約100Pa。
6、沸點和浮力：所有液體的沸點都隨著氣壓的升高而升高（比如在高山上做飯，就不會熟了）； 它隨著氣壓的降低而降低（例如在高壓鍋中烹飪）。
7、體積與浮力：對于質量一定、體溫恒定的二氧化碳，二氧化碳的體積越小，浮力越大； 二氧化碳體積越大，浮力越小。
強調：
(1)實驗方法：在一根長約1m的一端封閉的玻璃管中裝滿水銀，用右手塞住管口，然后倒置插入水銀罐中。 松開中指，當管內的水銀表面長到一定高度時，就不再長了。 此時測出管內外水銀表面的高度差約為76cm。
(2)大氣壓力估算值：P0==ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
因此，標準大氣壓的值為：P0=1.013×l05Pa==。
(3) 以下操作對實驗沒有影響
①玻璃管是否傾斜； ②玻璃管的厚度； ③玻璃管口距水銀面的位置，不離開水銀罐面。
(4) 如果實驗中玻璃管內不慎漏入少量空氣，液面高度降低，則檢測值會小于真實值。
(5) 本實驗采用等價替換的思想和技術。
知識點4：流體浮力與流速的關系
1、流體：液體和二氧化碳。
2、液體浮力與流速的關系：在二氧化碳和液體中，流速大的地方浮力小。
3、客機升力的形成：客機的進氣口一般做成內凸底平的形狀。
4、客機在機場跑道上滑行時，機翼上方的氣流速度快，壓力小，機翼下方的氣流速度慢，壓力大。
5、噴頭上下壓力差產生向下的升力。
主要扣分：
客機升降機的構成：客機的進風口一般做成里面有凸起，下面是直底的形狀。 客機在機場跑道上滑行時，機翼上方的氣流速度快，壓力小，機翼下方的氣流速度慢，壓力大。 噴嘴頂部和底部之間的壓力差產生向下的升力。