一、密度公式:
(ρ與m、V無關),可變形為 和 ,
▲ 對公式的理解①同種物質ρ一定,m與V成正比。當ρ相同時,體積越大,質量越大。
②同質量不同種物質,體積越大,密度越小(或密度越小,體積越大)。
③同體積不同物質,質量越大,密度越大(密度越大,質量也越大)。
▲ 水的密度寫作1.0×103千克/米3;讀作:1.0×103千克每立方米;含義:每立方米水的質量為1000千克。
▲ 單位換算:103千克/米3=1克/厘米3=1千克/分米3=1噸/米3
1噸(t)=103千克(kg);
1千克=103克 ;
1克=103毫克
1米3(m3)=103分米3(dm3)【升(L)】; 1分米3(dm3)【升(L)】=103厘米3(cm3)【毫升(ml)】
? 當由G求ρ時,則用G=ρVg變形得
二、壓強公式:
變形得壓力F=PS 受力面積 (以上公式對固體、液體和氣體都適用)
▲ 單位:帕斯卡(國際單位),簡稱帕,用符號Pa 表示,另有單位:百帕(hPa)、千帕(KPa)、兆帕(MPa)
單位換算:1kPa= 103Pa,1MPa=106Pa
1帕=1牛/米2
1Pa=1N/m2 含義:物體1平方米受力面積上受到的壓力是1牛
▲ 對公式的理解①F是壓力而不是重力,但物體在水平支持面上自由靜止時F=G,此時有:
②S是受力面積——相互接觸的(小)面積。對“多腿物”要分清多少只“腳”的接觸面積。
③壓力F一定時,受力面積S越小,壓強P越大;反之受力面積S越大,壓強P越小。
④受力面積S一定時,壓力F越大,壓強P越大;反之壓力F越小,壓強P越小。
⑤知道其中任意2個量,即可求出第三個量。計算過程單位要統一國際單位。
▲增大和減小壓強的方法:?(1)增大壓強的方法:壓力一定時,減小受力面積。②受力面積一定時,增大壓力。③增大壓力同時減小受力面積。
(2)減小壓強的辦法:?①壓力一定時,增大受力面積。②受力面積一定時,減小壓力。③減小壓力的同時增大受力面積。
▲ 水的壓強:1、水對容器的底部和側面都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強。
2、液體的壓強與液體的深度和密度有關。①液體的壓強隨深度的增加而增大。在同種液體的同一深度,液體向各個方向的壓強相等。②在同一深度,密度越大的液體,壓強就越大。
3、液體壓強公式: (只適用于液體)
液體壓力公式:F=PS
(只要求會用公式判斷液體壓強、壓力的大小,而不要求具體計算)
三、浮力(一)浮力產生的原因:上下表面的壓力差:
若物體的下底面緊貼容器的底部,因為不存在向上的液體的壓力,所以沒有受到浮力。
(二)阿基米德原理:浸在液體(氣體)中的物體,受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體(氣體)受到的重力。即:F浮=G排液=m排液g=ρ液V排液g
理解阿基米德原理:1、“浸在液體里的物體”:或表示物體全部體積在液體里;或表示物體部分體積在液體里,而另一部分體積露出液面。
2、若“浸沒在液體里的物體”則表示物體全部體積都在液體里。
3、V排液表示物體排開液體的體積,它與V物(物體的體積)不一定相等。
(1)當物體浸沒在液體中時:V排液= V物
(2)當物體部分浸在液體中時,V排<V物
,此時V物=V排液+V露
4、F浮=G排液,G排液表示物體排開液體的重力,而不是物體本身的重力
5、由F浮=ρ液V排液g可知,浮力只跟液體的密度(ρ液)及排開液體的體積(V排液)有關,而與跟物體本身的性質(密度)、形狀、質量、體積、液體的質量、深度沒有直接關系。
6、阿基米德原理對氣體亦適用:F浮=G排氣=m排氣g=ρ空氣V排氣g(物體一定全部浸沒在大氣中,此時V排氣=V物)
(三)浮力計算方法:1、公式法:據阿基米德原理F浮=G排液=ρ液V排液g
2、二力平衡法:懸浮或漂浮時F浮=G物 3、壓力差法(定義法):F浮=F向上-F向下(已不要求)
4、稱重法(三力平衡法):F浮=G-F拉(物體在空氣中稱得的為重力G,物體浸入液體中彈簧秤稱得的是拉力F拉) (2、4式不能同時用)
? 當求物體密度時還要結合用到G物=m物g=ρ物V物g(由G物或m物求ρ物)
(四)判斷物體的浮沉:
①上浮F浮>G物或ρ液>ρ物
②下沉F浮<G物或ρ液<ρ物
③懸浮F浮=G物或ρ液=ρ物 ④漂浮F浮=G物或ρ液>ρ物
(五)物體沉浮條件的應用
1、密度計:①采用物體漂浮在液面時F浮=G計和F浮=ρ液V排液g原理工作的
②密度計上的刻度線不均勻,讀數“上(浸得深)小下(浸得淺)大”。
2、船:①輪船用密度大于水的材料制成,必須做成空心,雖然受到的重力不變,但體積增大很多,排開更多的水,達到增大浮力F浮=ρ液V排液g,最終使F浮=G船,浮在水面。
②a、輪船由江河駛入海里:所受的重力不變,浮力不變,輪船將上浮一些(吃水淺些)。
b、輪船由大海駛入江河里:重力不變,浮力不變,輪船將下沉一些(吃水深些)。
3、潛水艇:①采用:浸沒水中后浮力不變,靠改變自身重力(向水艙充水或排水)來實現沉浮。
②潛水艇在水面下無論在上浮、下沉,受到的浮力不變。a當向水艙充水時,潛水艇的重力增大,當重力大于浮力,即ρ平均>ρ水,潛水艇下沉;b當重力等于浮力即ρ平均=ρ水時,潛水艇懸浮;而排水時,重力減小,當重力小于浮力,即ρ平均<ρ水,則潛水艇上浮。
4、氣球和飛艇:①采用充密度比空氣小的氣體(氫氣、氦氣、熱空氣)的辦法,使它受到的浮力大于重力而升空。升空時ρ平均<ρ空氣。
②氣球和飛艇重力不變,靠改變自身的體積來實現浮沉的。如減小體積,則有F浮<G球下降。