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資源介紹

一、壓力的概念

站在地面的人對地面的力跟杯子放在桌面上對桌面的力是類似的.

杯子對桌面有一個向上的斥力，這個力垂直作用在它所處物體的表面上，桌面是受力物體,一般被稱為受力面，桌面所受的力稱作壓力。

杯子桌面受壓力示意圖

化學學中把垂直作用在物體表面上的力稱作壓力.

二、壓力的三要素

1、壓力的大小

（1）人站在地面上、茶杯置于桌面上，人對地面和杯子對桌面的壓力都是重力形成的，壓力的方向與重力的方向正好一致，所以，壓力的大小跟重力的大小相等.即：F=G=mg

水平面上其它物體跟人站在地面上和杯子置于桌面上類似，壓力的大小跟重力的大小也相等.

鐵塊桌面受壓力示意圖

（2）置于斜面上的物體，遭到要遭到重力、支持力、摩擦力三個力的作用.

同時物體對斜面同樣也有壓力，壓力跟支持了是一對互相斥力，大小相等，但壓力大于物體的重力.F＜G

斜面受壓力示意圖

（3）在豎直墻壁上，外墻遭到壓力方向跟物體遭到重力方向垂直，物體對墻壁的壓力大小，取決于水平方向右手按壓力的大小.F=F按

判定壓力大小跟重力有沒有關(guān)系，就要看受力面的受力情況來確定.

常見壓力、重力的三種情況示意圖

A、大?。簤毫Σ皇侵亓?。它們完全不是一回事！有時兩者大小有一定關(guān)系，有時毫無關(guān)系。

2、壓力的方向：跟受力面垂直.（做圖時要標上垂足）

3、壓力的作用點：在物體受力面上.

作用點：在受力物體的受力面上，不要畫在施力物體上，通常情況下也不要畫在受力物體的重心上。

三、壓力的作用療效

壓力最常見的作用療效就是使物體發(fā)生形變，因為受力面不同，形成的療效有的很顯著，有的不顯著。

比如：冬天走在雪地上，會留下不同的痕跡，這種痕跡就是壓力作用的療效.

右圖表明壓力有時可以形成巨大的破壞力：

這個太厲害了！

實驗表明壓力的作用療效不但跟壓力的大小有關(guān)，還跟受力面積大小有關(guān)。

上圖表示，壓力能形成如何的療效，只描述壓力的大小還是不夠的，只有同時考慮壓力及受力面積能夠決定形成哪些樣的療效。

實驗采用了兩種方式：

1、用海棉的凹坑程度來說明壓力的作用療效是轉(zhuǎn)換法.

2、比較壓力的作用療效用控制變量法.

當受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用療效越顯著。

當壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用療效越顯著。

一、壓強

1、壓強的概念

在影響壓力療效的實驗中，假如小桌對海棉的壓力是12N，四條桌腿的面積是3cm2,每cm2的壓力就是12N/3cm2=4N/cm2.

為何要引入浮力這個概念呢？浮力這個概念是干哪些的呢？

浮力是拿來表示壓力作用療效的數(shù)學量。

如圖所示：

假如小桌對海棉的壓力是12N，桌面的面積是30cm2,每cm2的壓力就是

12N/30cm2=0.4N/cm2.

如圖所示：

在化學學中，把物體所受的壓力與受力面積之比稱作浮力.

也就是說，浮力是物體單位面積上遭到的壓力.

浮力表示壓力的作用療效.

2、壓強公式：

p=F/S變式：F=pSS=F/p

3、符號的意義及單位

p——壓強——帕斯卡（Pa）

F——壓力——牛頓（N）

S——受力面積——平方米（m2）

4、壓強單位的意義

由于：P=F/S所以，浮力單位是N/m2,

因為浮力的單位有專用的名稱叫帕斯卡，簡稱帕。1Pa=1N/m2

所以：1N/m2稱作1帕斯卡，也叫1帕.

比如：某物體遭到的浮力是100Pa，就表示物體每平方米的受力面積上遭到100N的壓力。

用帕表示浮力的單位，是為了記念英國科學家帕斯卡.

帕斯卡

二、壓強的估算

例題:

比較芭蕾舞藝人和小象對地面的浮力。

（1）芭蕾舞藝人體重475N，觸地面積9.5cm2，估算芭蕾舞藝人對地面的浮力。

解：芭蕾舞藝人對地面的壓力

F?=G?=475N,觸地面積S?=9.5cm2=9.5×10-4m2

按照浮力公式：

P?=F?/S?=475N/9.5×10-4m2=5.

（2）小象體重,每只手掌的面積是600cm2,估算小象對地面的浮力.

解：小象對地面的壓力F?=G?=,觸地面積S?=600cm2×4=0.24m2.

按照浮力公式：

P?=F?/S?=/0.24m2=2.5×105Pa.

由于P?＞P?

所以，芭蕾舞藝人對地面的浮力比小象對地面的壓強悍。

面積單位的換算與浮力的估算

一、面積的單位換算不同于寬度，但與厚度單位的換算又有一定的關(guān)系。

首先要記憶面積的單位之間的換算關(guān)系：

由于：

1m=100cm=

所以：

(1m)2=(100cm)2=()2

=1m2==

以上關(guān)系一定要理解清楚，記憶牢靠。

二、我們不但要記好公式：p=F/s,

同時還要會進行公式變型（知二求一）：

已知浮力與面積求壓力：F=ps

已知浮力與壓力求面積:s=F/p

浮力與生活

生活當中有時我們要減少浮力，有時要減小浮力，怎么減小或減少浮力呢？

想減小或減少浮力就要曉得浮力跟哪些有關(guān)（壓力與受力面積）

按照浮力的大小與壓力與受力面積都有關(guān)系，所以我們可以通過減小壓力、減小受力面積的方式來減小浮力或通過減少壓力、增大受力面積的方式來降低浮力。看一下，上、下這4幅圖中各是用哪些方式來實現(xiàn)的？

視頻：減小與減少浮力的方式

三、增大與減少浮力的方式

按照“影響壓力作用療效”的實驗推論和浮力公式P=F/S可以曉得：

減小或減少浮力有兩種方式：

1、增大或降低壓力

2、增大或減小受力面積

在通常應(yīng)用中，往往是在壓力一定時，通過減小或減小受力面積，來減小或減少浮力。

比如：

鏟車有厚實的輪式和鋒利的土鏟

厚實的輪式減小了與地面的面積，降低了對地面的浮力。

鋒利的土鏟減少了鏟對土的受力面積，減小了對土的浮力。

書包被帶寬而扁

通過減小受力面積來減少對人手臂的浮力，挎包時覺得舒適些。

啄木鳥旳喙

啄木鳥堅硬狹長旳喙，減小了對樹冠的浮力，容易獲得食物。

“沙漠之舟”駱駝

駱駝體重不到馬的2倍，而手掌卻是馬蹄子的3倍多，厚實的腳減少了對沙地的浮力，使駱駝不會陷得太深。

任何物體能承受浮力都有一定的限度，超過這個限度，物體才會受損。

封凍河面超過了承受浮力限度

【預(yù)習新知】

山峽水壩是世界上最大的水力發(fā)電工程，壩高185米，試驗蓄水最高175米，為水力發(fā)電提供了巨大的浮力.

山峽水壩

蛟龍?zhí)柺怯每箟耗芰軓姷暮窈癜逯瞥?，它可以承受著深度?000多米深處海水的壓力.

蛟龍?zhí)?span style="display:none">mnH物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

潛泳愛好者不須要非常防護，在淺水中潛游自如.

潛泳者

工程師把攔河壩設(shè)計成下寬上窄的形狀，來承受水對壩底的巨大浮力，確保水閘安全。

帕斯卡用了幾杯水，才能把盛滿水的木盆撐破.

，

生活中跟水的浮力有關(guān)的事例好多，只要留心觀察生活，會發(fā)覺好多類似的事例.

后面我們學過的液體浮力和大氣浮力，都是液體或二氧化碳不流動時形成的浮力，它們都是因為液體或二氧化碳的重力和流動性形成。

比如：杯子中的水會對杯壁、杯底形成浮力；靜態(tài)的大氣會對浸沒的物體形成浮力。

水空氣

因為液體、氣體具有流動性，在化學學中，把液體和二氧化碳也稱為流體。

當液體、氣體時會形成另一種浮力，比如：

流動的空氣產(chǎn)生了風，會形成不同于大氣壓的另一種流體浮力；

狂風龍卷風

流動的湖水或自來水也會形成與它在靜態(tài)時不一樣的浮力。

湖水漩渦

不流動液體內(nèi)部浮力跟液體的密度和深度有關(guān)；大氣浮力跟海拔高度和天氣有關(guān)。

這么，處于流動狀態(tài)的液體和二氧化碳的浮力又是如何呢？

一、液體形成浮力的誘因

在上面的學習中曉得，固體遭到重力作用，對支撐它的物體形成壓力，壓力作用在一定面積上形成的療效被稱為浮力。

大氣測量原理壓強公式_大氣壓強的測量原理_大氣壓強測定原理

估算公式：P=F/S=G/S=mg/S

跟固體一樣，液體也遭到重力作用，但是液體還具有流動性，所以液體對盛它的容器有浮力。

【觀察與實驗一】

如右圖，在兩端開口的玻璃管上端，用橡皮膜密封并用細線扎牢，從玻璃管下端管口注入適量的水，發(fā)覺玻璃管上端橡皮膜凹入.

實驗說明:

液體對容器底有浮力.

【觀察與實驗二】

如右圖，在啤酒瓶中注入黃色液體，分別在啤酒瓶側(cè)壁不同的高度開一小孔，發(fā)覺黑色液體從啤酒瓶側(cè)壁小孔噴吐，且小孔距液面越深液體噴吐就越遠.

實驗說明：

液體對容器側(cè)壁有浮力；側(cè)壁深度越大，液體的浮力就越大.

二、液體浮力規(guī)律

從后面實驗中曉得，因為液體的重力和流動性，使液體對容器底和容器側(cè)壁有浮力。

這么，液體內(nèi)部會不會也有浮力呢？

為了探究液體內(nèi)部是否有浮力大氣壓強的測量原理，實驗室有專門的探究液體內(nèi)部浮力的專用儀器：浮力計.

●認識浮力計

(1)構(gòu)造如圖

【溫馨提示】

浮力計不是連通器.

浮力計是一端開口，另一端封閉的U形管、導(dǎo)管和用橡皮膜密封的探頭構(gòu)成；

連通器是下端開口上端連通的幾個容器組成。

連通器

（2）工作原理

當探頭橡皮膜遭到浮力作用時，U形管左右兩邊液面會形成高度差，液面高度差的大小反映了薄膜所受浮力的大小.這是學習數(shù)學學常用的“轉(zhuǎn)換法”。

（3）浮力計的作用

浮力計是檢測液體內(nèi)部浮力的儀器.

【觀察與實驗三】

探究液體浮力與什么誘因有關(guān).

●實驗過程

（1）把探頭放進盛水的容器中,發(fā)生了哪些現(xiàn)象?這說明了哪些問題?

（2）保持探頭在水底的深度不變,改變探頭的方向,發(fā)生了哪些現(xiàn)象?這說明了哪些問題?

（3）減小探頭在水底的深度,瞧瞧液體內(nèi)部的浮力和深度有哪些關(guān)系？

（4）換用其他液體(比如鹽水、煤油),瞧瞧在深度相同時,液體內(nèi)部的浮力是否與密度有關(guān).

●實驗反省

1.實驗方式：

實驗用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究液體浮力規(guī)律.

2.實驗前用拇指按壓探頭橡皮膜時，若U形管液面出現(xiàn)高度差且變化靈敏，說明實驗裝置配置合格，可以進行實驗；

如右圖所示：

當用拇指按壓探頭橡皮膜時，若U形管液面沒有出現(xiàn)高度差或U形管液面高度差不顯著，說明實驗裝置漏水，難以進行實驗。

如右圖所示：

2.液體內(nèi)部浮力規(guī)律

（1）液體內(nèi)部向各個方向都有浮力.

如右圖所示：

（2）同種液體同一深度液體向各個方向的浮力都相等.

如右圖所示：

（3）液體的浮力隨深度的降低而減小.

如右圖所示：

（4）液體的浮力與液體的密度有關(guān).

如右圖所示：

液體內(nèi)部浮力的特征

探究：研究液體內(nèi)部的浮力特征

器材的使用原理：假如液體內(nèi)部存在浮力，置于液體里的薄膜都會變型，U形管的左側(cè)液面都會形成高度差。

因為液體遭到重力的作用，而且具有流動性，所以液體不但會對容器的頂部形成浮力，并且會對容器的側(cè)壁形成浮力，同時液體內(nèi)部向各個方向都存在浮力。

影響液體浮力大小的誘因

請注意觀察壓力大小、橡皮膜的形狀、深度的變化

實驗表明：液體內(nèi)部存在浮力，但是：

一、用液體內(nèi)部浮力計可以偵測液體內(nèi)浮力與液體的深度有關(guān)，深度越大，形成的浮力越大；

二、而且同一深度的情況下，液體的密度越大，形成的浮力也越大。

三、在同種液體的同一深度液體向各個方向的浮力都相等。

液體浮力的公式

一、那液體形成的浮力怎么估算呢，我們就要引出液體浮力的公式：

高中數(shù)學微課思路是這樣的：先假定瓶子里的密度為ρ的液體中存在一個底面積為s、高度為h、且上表面與杯中液體液手相平的一個小液柱。如右圖，我們把它當做一個固體來看待大氣壓強的測量原理，這么就可以借助固體的浮力公式進行估算浮力：

使用本公式時一定要注意單位要統(tǒng)一使用國際基本單位：

浮力p：pa密度ρ：kg/m3常數(shù)：g=9.8N/Kg深度h：m

二、還要注意的問題是：

要弄清“深度”一詞的含意：某位置所處液體的深度是指該位置與自由液面之間的豎直高度差。如圖所示：

本實驗結(jié)合液體的浮力公式表明：物體遭到液體的浮力只與液體的密度和物體所處的深度有關(guān)，與液體的多少沒有關(guān)系。

典型例題

如圖所示,底面積和質(zhì)量都相同的A、B兩容器,裝有質(zhì)量相同的不同液體,置于水平桌面上,則液體對容器頂部的浮力pApB,容器對桌面的浮力pA′pB′。(均選填“大于”“等于”或“小于”)?

【解析】

本題考查液體浮力的知識。由圖知,VA>VB,質(zhì)量相同,故ρA

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茶杯桌面受壓力示意圖物理學中把垂直作用在哪

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