免費下載!
[!--downpath--]01 學習目標
1.理解:壓力的概念; 液體浮力的形成; 大氣浮力的大小; 大氣浮力隨高度的變化規律。
2. 意志:解釋浮力在日常生活中的應用; 估計液體浮力; 借助流體浮力與流速之間的關系來分析問題。
3.理解:浮力的概念及其估算; 大氣浮力與沸點之間的關系; 流體浮力與流速之間的關系。
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。
02知識點梳理
1. 壓力
1、壓力:垂直作用于物體表面的力稱為壓力(圖1:杯子放在桌子上的壓力,圖2:鐵塊在斜面上的壓力,圖3:墻上的圖釘)。
(1)壓力并不全是由重力造成的(圖3:圖釘對墻壁的壓力)。 將物體放在桌子上,如果物體不受其他力的影響,則壓力F等于物體上的重力G。
(2)固體可以在不改變尺寸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:p=F/S。 其中,浮力p的單位為帕斯卡(縮寫為Pa),符號為Pa; 壓力F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、斧頭和安全錘都是減少浮力的反例。
2、減小浮力:在受力面積不變的情況下,減小壓力; 圖5:鐵軌、履帶式叉車、象趾都是減少浮力的反例。
2.液體浮力
1、液體浮力形成的原因:液體受重力影響,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)液體在容器的底部和側壁上有浮力,液體內部在各個方向上都有浮力;
(2)在同一深度,液體各方向的浮力相等;
(3)液體的浮力隨著深度的減小而減小(如圖1所示);
(4)在同一高度下,不同液體的浮力與液體的密度有關。
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、底部面積和形狀無關。
5、連接件:下端敞開、上部相連的容器。
(1)原理:當連接器內充有相同的液體且液體不流動時,各容器的液位保持相等(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、船閘等都是根據連接器的原理工作的。
3.大氣浮力
1、大氣浮力:大氣對浸入其中的物體所產生的浮力稱為大氣浮力,簡稱大氣壓; 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:將一根長約1m、一端封閉的玻璃管裝滿水銀,堵住管口,然后倒扣插入水銀罐中,松開堵住管口的右手。 再次增加,此時管內外水銀面高度差約為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的變化而變化)。
4、標準大氣壓:支撐76cm汞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各個方向都相等。
(2)大氣壓力隨海拔高度降低而降低; 而大氣壓的大小與地點、天氣、季節的變化有關。 一般來說,陰天氣壓高于晴天,冬季高于夏季。
(3)大氣壓變化規律:海拔3000米以內,每上升10米,大氣壓就會增加100帕左右。
6、沸點和浮力:所有液體的沸點都隨著氣壓的升高而升高(如在高山上做飯,就煮不好); 它隨著氣壓的降低而降低(例如在高壓鍋中烹飪)。
7、體積和浮力:對于一定質量、體溫恒定的二氧化碳來說,二氧化碳的體積越小,浮力越大; 二氧化碳的體積越大,浮力越小。
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,流速較高的位置浮力較小。
3、客機升力的形成:客機的進氣口一般做成內部凸起、底部平坦的形狀。
4、客機在機場跑道上滑行時,機翼上方流動的空氣速度快、壓力低,機翼下方流動的空氣速度慢、壓力大。
5、噴嘴上下兩側的壓力差產生向下的升力。
03 深度講座
1.(2020·黑龍江)如圖所示,A、B罐均放置在水平桌面上。 罐頂部的浮力更大。 A對桌面的支撐力為80N,與椅子的接觸面積為0.08m2。 則 A 對桌子的浮力為 。
【打點】本題考察浮力和液體浮力的概念。 這是一道綜合題,有一定的難度。 本題的關鍵是分析兩個圓筒內液體的深度和壓力的變化。 需要注意的是,物體在水平面上的壓力等于其自身的重力。 首先確定兩種放置方式中液面高度的關系,然后用液體浮力公式p=ρgh進行比較; 然后根據物體對水平面的壓力與自身重力的關系確定桌面上的壓力。
【答案】A; 1000。
【分析】(1)由圖可知,A罐的液位低于B罐的液位,根據p=ρ gh,可知水對A罐頂部的浮力為更大;
(2) 罐體處于水平面上,A對臺面的壓力與臺面對A的支撐力是一對大小相等的相互排斥力,故A對臺面的壓力為80N,
2.(2020·梅山)如圖所示,如果A、B是兩個完全相同的密閉容器,分別裝滿不同的液體大氣壓強存在的實例,放在水平桌面上,則桌面所受到的浮力較大( )。
A。 如果是A,則其液體對容器底部的壓力一定更大;
B. 如果是A,則容器底部液體的浮力一定比較大;
C。 如果是B,則其液體對容器底部的壓力一定更大;
D.如果是B,其液體對容器底部的浮力一定很小
【打點】這題考的是浮力和液體浮力的概念,難度較大。 要回答這個問題,我們需要區分以下幾個問題:(1)用浮力公式來比較壓力。 此時,壓力等于物體的重力; (2)根據液體浮力的概念,比較液體的浮力,從而比較液體對容器頂部的壓力。 壓力大小。
【答案】C.【分析】(1)如果A在桌面上的浮力比較大,由圖可知SA < SB,根據F=pS,A對桌面的壓力不一定大,因為水平面上的壓力與重力相等,所以液體A的重力不一定大,而液體對容器底部的壓力也不一定大,所以A是錯誤的;
由圖可知,液體的體積和深度相同,但由于液體A、B的重力無法確定,因此液體A、B的密度也無法確定,液體對液體的浮力也無法確定。無法確定容器底部,故B錯;
(2)如果B在桌面上的浮力比較大,由圖可知SA < SB,根據F=pS,B對桌面的壓力一定很大,因為水平方向的壓力表面積等于重力,所以液體B的重力一定很大,并且由于液體A的一部分壓在容器壁上,所以液體對容器底部的壓力大于重力,因為力物體之間是相互的,液體B對容器底部的壓力小于液體B的重力,所以液體B對容器底部的壓力一定更大,所以C是正確的;
由圖可知,液體的體積和深度相同,由于液體B的重力小于液體A的重力,根據G=mg=ρgV,液體B的密度小于液體A的密度液體A,又根據p=ρgh,已知液體B對容器底部的浮力一定更大,所以D是錯誤的。 故選:C.
3.(2020·安順)如圖所示,一個空瓷杯懸掛在一個足夠深的水容器中。 現在用牙簽輕輕地將空杯子垂直壓入水底,并落到容器底部休息。 請在答題卡的坐標上畫出容器底部水的浮力p與碗底位置s(碗底到液面的高度)之間的近似關系。從開始按壓碗直到碗底部接觸到容器圖像底部的過程。 (壓的過程中碗口一直下沉,不管溶解到水底的牙簽的體積有多大)
【終結點】本題考察物體下沉和漂浮的情況以及阿基米德原理和液體浮力公式的綜合應用。 將空碗垂直壓入水底并落入容器底部的過程中,正確分析水深變化特征是關鍵。 注意碗開始漂浮時和最終浸沒時水深的關系。 空碗一開始漂浮在海面上。 當用牙簽將空碗輕輕垂直壓入水底時,碗中沸水的體積變大,容器中的海平面上升。 根據碗的形狀,分析液位上升速度的特點。 當碗口與海面相等時,容器內海面高度最大; 當碗浸沒并下沉直至沉到底時,沸水的體積保持不變,液面也沒有變化。 根據物體沉浮情況的比較和阿基米德原理,一開始與浸沒時湖面的高度有關,然后結合物體底部的浮力p=ρgh容器來解決問題。
【分析】空碗一開始漂浮在海面上,它受到的壓力等于它自身的重力。 此時,碗底到液面的高度不為零。
在用牙簽輕輕地將空碗垂直壓入水底的過程中,碗中沸水的體積變大,容器中的海平面上升。
由于碗的形狀是下窄上寬,當碗長到相同高度時,容器內海平面的上升高度會先小后大。
當碗口與海平面相等時,容器內海平面的高度最大。
當碗浸入下沉過程中直至沉到底時,沸水的體積保持不變。 此時遇到的壓力大于自身重力,即大于懸浮時遇到的壓力。
綜上所述,可以看出集裝箱內海平面先緩慢上升,然后快速上升,然后海平面突然上升并保持不變。
由p=ρgh可以看出大氣壓強存在的實例,容器底部水的浮力p隨著碗底位置s的減小先緩慢減小,然后快速減小,然后突然減小并保持不變,如圖如圖: