1、固體的壓力和壓強

1、壓力：

⑴ 定義：垂直壓在物體表面上的力叫壓力。

⑵ 壓力并不都是由重力引起的，通常把物體放在桌面上時，如果物體不受其他力，則壓力F = 物體的重力G

⑶ 固體可以大小方向不變地傳遞壓力。

⑷ 重為G的物體在承面上靜止不動。指出下列各種情況下所受壓力的大小。

2、研究影響壓力作用效果因素的實驗：

⑴ 課本甲、乙說明：受力面積相同時，壓力越大壓力作用效果越明顯。乙、丙說明壓力相同時、受力面積越小壓力作用效果越明顯。概括這兩次實驗結論是：壓力的作用效果與壓力和受力面積有關。本實驗研究問題時，采用了控制變量法和對比法。

3、壓強：

⑴ 定義：物體單位面積上受到的壓力叫壓強。

⑵ 物理意義：壓強是表示壓力作用效果的物理量

⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的單位分别是：p：帕斯卡（Pa）；F：牛頓（N）S：米²（m²）。

A、使用該公式計算壓強時，關鍵是找出壓力F（一般F=G=mg）和受力面積S（受力面積要注意兩物體的接觸部分）。

B、特例：對于放在桌子上的直柱體（如：圓柱體、正方體、長放體等）對桌面的壓強p=ρgh

⑷ 壓強單位Pa的認識：一張報紙平放時對桌子的壓力約０.５Pa 。成人站立時對地面的壓強約為：１.５×10^4Pa 。它表示：人站立時，其腳下每平方米面積上，受到腳的壓力為：１.５×10^4N

⑸ 應用：當壓力不變時，可通過增大受力面積的方法來減小壓強如：鐵路鋼軌鋪枕木、坦克安裝履帶、書包帶較寬等。也可通過減小受力面積的方法來增大壓強如：縫一針做得很細、菜刀刀口很薄

4、一容器盛有液體放在水平桌面上，求壓力壓強問題：

處理時：把盛放液體的容器看成一個整體，先确定壓力（水平面受的壓力F=G容 G液），後确定壓強（一般常用公式 p= F/S ）。

2、液體的壓強

1、液體内部産生壓強的原因：

液體受重力且具有流動性。

2、測量：壓強計

用途：測量液體内部的壓強。

3、液體壓強的規律：

⑴ 液體對容器底和測壁都有壓強，液體内部向各個方向都有壓強；

⑵ 在同一深度，液體向各個方向的壓強都相等；

⑶ 液體的壓強随深度的增加而增大；

⑷ 不同液體的壓強與液體的密度有關。

4、壓強公式：

⑴ 推導壓強公式使用了建立理想模型法，前面引入光線的概念時，就知道了建立理想模型法，

⑵推導過程：（結合課本）

液柱體積V=Sh ；質量m=ρV=ρSh

液片受到的壓力：F=G=mg=ρShg

液片受到的壓強：p= F/S=ρgh

⑶液體壓強公式p=ρgh說明：

A、公式适用的條件為：液體

B、公式中物理量的單位為：p：Pa；g：N/kg；h：m

C、從公式中看出：液體的壓強隻與液體的密度和液體的深度有關，而與液體的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。著名的帕斯卡破桶實驗充分說明這一點。

D、液體壓強與深度關系圖象：

5、

6、計算液體對容器底的壓力和壓強問題：

一般方法：

① 首先确定壓強p=ρgh；

② 其次确定壓力F=pS

特殊情況：

壓強：對直柱形容器可先求F　用p=F/S

壓力：

①作圖法

②對直柱形容器　F=G

7、連通器：

⑴ 定義：上端開口，下部相連通的容器

⑵ 原理：連通器裡裝一種液體且液體不流動時，各容器的液面保持相平

⑶ 應用：茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是根據連通器的原理來工作的。

3、大氣壓

1、概念：

大氣對浸在它裡面的物體的壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓，一般有p0表示。說明：“大氣壓”與“氣壓”（或部分氣體壓強）是有區别的，如高壓鍋内的氣壓——指部分氣體壓強。高壓鍋外稱大氣壓。

2、産生原因：

因為空氣受重力并且具有流動性。

3、大氣壓的存在——實驗證明：

曆史上著名的實驗——馬德堡半球實驗。

小實驗——覆杯實驗、瓶吞雞蛋實驗、皮碗模拟馬德堡半球實驗。

4、大氣壓的實驗測定：

托裡拆利實驗

(1) 實驗過程：

在長約1m，一端封閉的玻璃管裡灌滿水銀，将管口堵住，然後倒插在水銀槽中放開堵管口的手指後，管内水銀面下降一些就不在下降，這時管内外水銀面的高度差約為760mm。

(2) 原理分析：

在管内，與管外液面相平的地方取一液片，因為液體不動故液片受到上下的壓強平衡。即向上的大氣壓=水銀柱産生的壓強。

(3) 結論：

大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大氣壓的變化而變化)

(4) 說明：

A、實驗前玻璃管裡水銀灌滿的目的是：使玻璃管倒置後，水銀上方為真空；若未灌滿，則測量結果偏小。

B、本實驗若把水銀改成水，則需要玻璃管的長度為10.3 m

C、将玻璃管稍上提或下壓，管内外的高度差不變，将玻璃管傾斜，高度不變，長度變長。

D、若外界大氣壓為H cmHg 試寫出下列各種情況下，被密封氣體的壓強（管中液體為水銀）。

E、标準大氣壓：

支持76cm水銀柱的大氣壓叫标準大氣壓。

1标準大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa

2标準大氣壓=2.02×105Pa，可支持水柱高約20.6m

5、大氣壓的特點：

(1) 特點：空氣内部向各個方向都有壓強，且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。大氣壓随高度增加而減小，且大氣壓的值與地點、天氣、季節、的變化有關。一般來說，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高。

(2) 大氣壓變化規律研究：在海拔3000米以内,每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa

6、測量工具：

定義：測定大氣壓的儀器叫氣壓計。

分類：水銀氣壓計和無液氣壓計

說明：若水銀氣壓計挂斜，則測量結果變大。在無液氣壓計刻度盤上标的刻度改成高度，該無液氣壓計就成了登山用的登高計。

7、應用：

活塞式抽水機和離心水泵。

8、沸點與壓強：

内容：一切液體的沸點，都是氣壓減小時降低，氣壓增大時升高。

應用：高壓鍋、除糖汁中水分。

9、體積與壓強：

内容：質量一定的氣體，溫度不變時，氣體的體積越小壓強越大，氣體體積越大壓強越小。

應用：解釋人的呼吸，打氣筒原理，風箱原理。

*列舉出你日常生活中應用大氣壓知識的幾個事例？

答：

①用塑料吸管從瓶中吸飲料

②給鋼筆打水

③使用帶吸盤的挂衣勾

④人做吸氣運動

浮力

1、浮力

1、浮力的定義：

一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對它豎直向上的力叫浮力。

2、浮力方向：

豎直向上，施力物體：液（氣）體

3、浮力産生的原因（實質）：

液（氣）體對物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差即浮力。

4、物體的浮沉條件：

(1) 前提條件：物體浸沒在液體中，且隻受浮力和重力。

(2) 請根據示意圖完成下空。

(3) 說明：

① 密度均勻的物體懸浮（或漂浮）在某液體中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮（或漂浮）。

②一物體漂浮在密度為ρ的液體中，若露出體積為物體總體積的1/3，則物體密度為(2/3)ρ

分析：F浮 = G 則：ρ液V排g =ρ物Vg

ρ物=（ V排／V）·ρ液= 2 /3ρ液

③ 懸浮與漂浮的比較

相同：F浮 = G

不同：懸浮 ρ液 =ρ物 ；V排=V物

漂浮 ρ液 >ρ物；V排<V物

④判斷物體浮沉（狀态）有兩種方法：比較F浮 與G或比較ρ液與ρ物 。

⑤ 物體吊在測力計上，在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中，示數為F則物體密度為：ρ物= Gρ/ (G-F)

⑥冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水後液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水後液面下降。

5、阿基米德原理：

(1) 内容：浸入液體裡的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。

(2) 公式表示：F浮 = G排 =ρ液V排g 從公式中可以看出：液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關，而與物體的質量、體積、重力、形狀 、浸沒的深度等均無關。

(3) 适用條件：液體（或氣體）

6、漂浮問題“五規律”：

規律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；

規律二：同一物體在不同液體裡漂浮，所受浮力相同；

規律三：同一物體在不同液體裡漂浮，在密度大的液體裡浸入的體積小；

規律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；

規律五：将漂浮物體全部浸入液體裡，需加的豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力。

7、浮力的利用：

(1) 輪船：

工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開更多的水。

排水量：輪船滿載時排開水的質量。單位 t 由排水量m 可計算出：排開液體的體積V排= m/ρ液；排開液體的重力G排 = m g ；輪船受到的浮力F浮 = m g 輪船和貨物共重G=m g 。

(2) 潛水艇：

工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。

(3) 氣球和飛艇：

工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球裡充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不随風飄蕩，人們把氣球發展成為飛艇。

(4) 密度計：

原理：利用物體的漂浮條件來進行工作。

構造：下面的鋁粒能使密度計直立在液體中。

刻度：刻度線從上到下，對應的液體密度越來越大

8、浮力計算題方法總結：

(1) 确定研究對象，認準要研究的物體。

(2) 分析物體受力情況畫出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀态(看是否靜止或做勻速直線運動)。

(3) 選擇合适的方法列出等式（一般考慮平衡條件）。

2、計算浮力方法

1、示重差法：

就是物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即

2、壓力差法：

應用F浮=F向上－F­向下求浮力。這是浮力的最基本的原理。

3、公式法：

F浮=ρ液gV排=G排液

例2：将體積是50cm3的物體浸沒在水中，它受到的浮力多大？若此物體有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（ρ煤油=0.8×103kg/m3）g取10N/kg

4、受力分析法：

如果物體在液體中處于漂浮或懸浮狀态，則物體受重力和浮力作用，且此二力平衡，則F浮=G物。如果物體受三個力而處于平衡狀态。則要分析出重力和浮力以外的第三個力的方向，當第三個力方向與重力同向時，則F浮=G物 F3，當第三個力方向與重力方向相反，則F浮=G物-F3。

5、排水量法：

F浮=排水量（千克）×g

輪船的滿載重量，一般是以排水量表示的，即是排開水的質量，船也是浮體，根據浮體平衡條件也得：船受到的總F浮=G總，而排水量（千克）×g，就是船排開水的重，即是浮力，又是船、貨的總重力。

6、應用阿基米德原理和浮沉條件解浮力綜合題

例5：重10N，體積為0.8dm3的物體浸沒在水中，如果它隻受浮力和重力兩個力的作用，問：此物體是上浮、下沉還是懸浮？（g取10N/kg）

例6：将質量是890g的銅塊放入水中時，它受的浮力多大？若将銅塊放入水銀中，當銅塊靜止時所受的浮力多大？（ρ銅=8.9g/cm3， ρ水銀=13.6g/cm3）（g取10N/kg）

實驗探究例

給你足夠的水，量筒一隻，怎樣測定小瓷酒杯的密度（酒杯的直徑小于量筒的直徑）請寫出主要實驗步驟及密度表達式。解析：測固體密度的方法有多種，有直接的方法：用天平測質量、量筒（量杯）測體積；有間接的方法：利用物體漂浮時排開液體的重力等于物體的重力，求出物體的質量，再利用排水法測物體的體積，算出物體的密度，本題應使用間接方法測小瓷酒杯的密度。

答案：

1. 在量筒裡倒入适量的水，記下水面到達的刻度V1

2. 把小酒杯漂浮在水面上，記下水面到達的刻度V2

3. 把小酒杯沉沒在水中，記下水面到達的刻度V3

4. 計算：小酒杯漂浮在水面上

小酒杯沉沒在水中時，它排開水的體積為

即瓷杯自身瓷的體積。

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