《壓強》1、壓強
一、壓力
1.理解壓力
(1)壓力定義:垂直作用在物體表面上的力稱為壓力。
(2)作用療效:使受壓物體發生形變。
(3)壓力的方向:垂直于接觸面并指向被壓物體。
(4)作用點:在所壓物體表面上。
2.壓力與重力的區別及關系
(1)壓力是因為互相接觸的兩個物體相互擠壓發生形變而形成的彈力,是一種療效力,性質上屬于彈力;重力是因為月球吸引而使物體遭到的力,是一種性質力。
(2)壓力的方向仍然與被壓物體表面垂直,并指向被壓物體內部;重力的方向總是豎直向上的。
(3)壓力可以由重力造成,也可以由其它性質的力形成。
(4)當物體靜置在水平面上且無其它外力作用時,它所遭到的重力與它施加于另一物體的壓力大小相等;當物體放到斜面上時,壓力的大小將不再等于物體自身重力大小,當物體被壓在豎直面上時,壓力的大小與物體自身重力大小無關。(各類情況下的壓力見右圖)
二、探究壓力的作用療效
1.實驗設計:
2、常考要點:
①如何判定壓力作用療效(轉換法的應用)?實驗選擇易變型的物體作為被壓物體,目的是通過被壓物體的形變程度來顯示壓力的作用療效。
②控制變量法的應用:研究壓力作用療效與壓力的關系時,要保持受力面積相同,改變壓力的大小:研與受力面積的關系時,要保持壓力相同,改變受力面積的大小。
3、實驗推論:
①當受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用療效越顯著;
②當壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用療效越顯著。
三、壓強
1、引入浮力的目的:表示壓力的作用療效。
2、定義:單位面積上遭到的壓力。
3、公式:P=F/S
4、單位:
國際單位:帕斯卡(帕),符號:Pa。
1Pa表示物體在1m2面積上遭到的壓力是1N。
記住兩個浮力值:
①一張紙平鋪對桌面的浮力約為0.5Pa;
②成年人腳跟躺臥對地浮力1.5X104Pa。
5、變形公式:F=PS,S=F/P,知二求一。
四、增大和減少浮力
《壓強》
2.液體浮力
一、液體浮力的特征
1、液體對容器頂部有浮力;
2、液體對容器側壁有浮力;
3、液體內部向各個方向都有浮力;
4、在深度相同時,液體的密度越大,液體浮力越大;
5、在液體密度相同時,深度越深,液體浮力越大。
二、液體浮力的估算
1、公式推論:
S平面上方的液柱對平面的壓力F=G=mg=ρVg=ρShg。
平面遭到的浮力P=F/S=ρgh
液面下深度為h處液體的浮力為:P=ρgh
2、公式P=ρgh的理解
①ρ為液體密度,h為所處液體深度。
②根據公式可知,液體浮力只與ρ、h有關。
③與液體的質量、重力、體積以及容器的形狀,底面積等毫無關系!
3、液體對容器底的壓力與液體遭到的重力的關系
液體內部的浮力是因為液體遭到重力作用且具有流動性而形成的,液體內部浮力的大小不是由液體遭到的重力決定的。對于柱形容器,液體對容器底的壓力等于液體遭到的重力,此時也可用P=F/S來求浮力;當容器的形狀不規則時,液體對底面的壓力不等于液體遭到的重力,此時只能按照P=ρgh求浮力。
容器
剖析
推論
v<v液
F=PS
=ρghS
=ρgV
<ρgv液
F<G
v=v液
F=pS
=ρghS
=ρgV
=ρgv液
F=G
v>v液
F=PS
=ρghS
=ρgV
>ρgv液
F>G
4、P=ρgh與P=F/S的區別
(1)液體對頂部的壓力不一定等于重力(上表)。
①只能先根P=ρgh求浮力;
②再按照F=PS求壓力。
(2)固體對頂部的壓力等于重力
①只能先根椐F=G=mg
=ρvg=pshg求壓力:
②再根P=F/S求浮力。
(3)固體和液體浮力、壓力的估算
三、實驗:探究液體浮力特征
1、實驗裝置及實驗過程
2、常考要點:
(1)研究液體浮力的儀器——U形管浮力計。
(2)檢測U形管浮力計是否漏水,先用手按壓橡皮膜,觀察U形管兩側的液面高度差是否變化,若不變,說明漏水。
(3)轉換法的應用:借助兩管液面高度差來判定液體浮力的大小。
(4)控制變量法的應用:
①研究同一液體同一深度各處、各方向浮力的特性時,應選用液體種類相同,金屬盒所處的深度相同,轉動全屬盒,使橡皮膜朝向不同方向。
②研究液體浮力與深度的關系時,應選用液體種類相同,金屬盒所處液體中的深度不同。
③研究液體浮力與液體的密度關系時,[數學教學云]應使金屬盒所處的深度相同,選用密度不同的液體進行實驗。
3、實驗注意事項:
要換用密度不同的液體,多次重復實驗,能夠得出規律。
四、連通器
1、定義:下端開口,上端連通的容器。
2、連通器原理:
連通器里的液體不流動時,各個容器里的液面高度總是相同的。
3.連通器應用:茶杯、鍋爐水位計、排水管的“回水彎”、船閘等。
(1)水閘
(2)手動喂水器
(3)回水彎
《壓強》
3.大氣浮力
一、大氣壓的存在
1、大氣壓:大氣會對處于其中的物體形成強。我們稱它為大氣浮力流體壓強與流速的關系原理,簡稱大氣壓。
2、產生緣由:因為大氣遭到重力,并且大氣具有流動性。
3、大氣壓存在例子:馬德堡半球實驗、吸盤、吸管、覆杯實驗等。
二、密閉容器內的氣壓
1、容積:體積減小,氣壓喊小:
2、質量:質量降低,氣壓降低:
3、溫度:氣溫下降,氣壓減小。
三、大氣壓的檢測
1、準確檢測數值的實驗:托里拆利實驗。
2、通常把等于760毫米高水銀柱的大氣壓的值稱作1標準大氣壓。
3、標準大氣壓數值估算:
P=ρ水銀gh
=13.6×103×9.8×0.76Pa
=1.0129×105Pa
≈1.013×105Pa。
4、粗略檢測大氣壓
器材:彈簧測力計、刻度尺、玻璃板、吸盤或注射器等
原理:P=F/S
注:因為空氣不能排凈,檢測結果偏小。
5、標準大氣壓能支撐火柱高度約10.34米。
ρ水gh水=ρ水銀gh水銀
1×103×h水=13.6×103×0.76
解得:h水≈10.34米
6、影響大氣壓的誘因:
①大氣壓隨高度減小而降低
②晴天比晴天高;冬天比夏季高。(水蒸汽密度比空氣)
四、沸點與氣壓有關
1、氣壓越高,沸點越高,高壓鍋就是借助這一原理。
2、涉及高壓鍋的估算題:
P內S=P0S+mg
P內=P0+mg/s
S為氣孔的面積
五、大氣壓的應用
1、吸啤酒
2、活塞式抽水機
3、注射器吸藥水
《壓強》
4.流體浮力與流速
一、流體
1、流體:
液體和二氧化碳都具有流動性,也稱為流體。
2、流體浮力:
流體流動時形成的浮力叫做流體浮力。
二、流體浮力與流速的關系
流速越大浮力越小。
三、飛機的升力
1、機翼結構→流速不同→壓強不同→壓力不同→壓力差→升力。
2、上凸下平,下流速慢,壓強悍,向下的壓力大流體壓強與流速的關系原理,有向下的壓力差即客機的升力。