初中物理北师大版八年级下册第八章 压强和浮力综合与测试课文内容课件ppt
展开标准大气压:1.01×105Pa
大气压与人类生活的关系
定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
注意:1. 压力的方向:跟受力面垂直,并指向受力物体的内部。2. 压力的作用点:在被压物体的受力面上,作图时可取受力面的中心。3. 压力产生的条件:相互接触,相互挤压。
地球对物体的吸引而产生的力
压力是弹力,只有相互接触且相互挤压发生形变时才有压力
重力是引力,物体与地球之间不接触时也会受到重力
垂直于受力面,指向被压物体内部
只有当物体放在水平面上且在竖直方向上只受重力和支持力作用时,重力和支持力才是一对平衡力,重力和支持力大小相等。由于物体受到的支持力和物体对水平面的压力是一对相互作用力,故支持力和压力大小相等。此时压力大小等于重力大小。
例1:重为G的物体在承受面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强:数值上等于物体单位面积上所受的压力;单位:1 Pa = 1 N/m2。
增大压强的方法(1)受力面积一定时,增大压力;(2)在压力一定时,减小受力面积;(3)在增大压力的同时减小受力面积。 减小压强的方法(1)受力面积一定时,减小压力;(2)压力一定时,增大受力面积;(3)在减小压力的同时增大受力面积。
例2:用 50 N 的水平力将重 80 N 边长为 10 cm 的正方体物块压在竖直的墙上,则墙壁受到的压力是____N,压强是______Pa。
解析:物块静止在竖直的墙上,对墙壁的压力是 F = 50 N,受力面积是 S = 10 cm×10 cm = 100 cm2 = 0.01 m2,墙壁受到的压强:p = F/S = 50 N / 0.01 m2 = 5000 Pa。
例3:体重为500N的小明双脚站立在水平冰面上时发现冰面有破裂的危险,他及时卧在冰面上匍匐前进,避免了意外的发生。已知两只脚与冰面的接触总面积为400cm2,则小明双脚站立时对冰面的压强为_________Pa,平卧时能避免意外发生的原因是________________________。
增大受力面积,减小压强
例4:南极洲是世界上最为寒冷的地区。2015年11月7日至2016年4月12日,我国完成了第32次南极科学考察。下面是科考队员在南极的一些做法:如图所示是我国科考队员在薄冰上卸载卡特比勒车时的情景,车质量为2.5×104kg,履带与地面接触总面积为2.5m2。(g取10N/kg)
(1)为移动此车,在冰面上铺木板是为了______________________________________________;(2)此车对木板的压强为多少?
增大受力面积以减小压强
解:G = mg = 2.5×104 kg×10 N/kg = 2.5×105 N
液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
测量:压强计 用途:测量液体内部的压强。
1. 液体内部朝各个方向都有压强;2. 在同一深度,各个方向的压强均相等;3. 随着深度增加,液体的压强增大;4. 液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
S平面上方的液柱对平面的压力
因此,液面下深度为h处液体的压强为
例5:在一个重4N,底面积为0.02m2的容器里装18N的水,容器中水的深度为0.06m。把它放在水平桌面上,如图所示(g=10N/kg)。求: (1)水对容器底部的压强和压力; (2)容器对桌面的压力和压强。
解:(1)水对容器底的压强p1 = ρ水gh = 1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m = 600 Pa。水对容器底的压力F1 = p1S = 600 Pa×0.02 m2 = 12 N。(2)容器对桌面的压力F2 = G水 + G容 = 18 N + 4 N = 22 N。容器对桌面的压强:P2 = F2/S = 22 N/0.02 m2 = 1100 Pa。
例6:有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小唐则采用压强计进行探究: (1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化____(选填“大”或“小”)。小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该______。
(2)小唐把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小,认为图甲烧杯中盛的是酒精。他的结论是不可靠的,因为没有控制金属盒在液体中的______相同。
(3)小唐发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越_____,表示液体的压强越_____。(4)小唐还发现在同种液体中,金属盒离液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差_______(选填“不变”或“变化”)。表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强_______。
定义:上端开口,下部相连通的容器。
原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平。
应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
例7:如图所示,水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为5.0×10-3m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面。在两容器中均加入重为10N的水,则B对桌面的压强为______Pa,A对桌面的压强______(选填“大于”“小于”或“等于”)B对桌面的压强。若A、B容器的同一高度处水中压强分别为pA、pB,则pA______pB(选填“大于”“小于”或“等于”)。
1. 大气压是大气产生的压强,标准大气压等于760 mm 高水银柱产生的压强,其大小为 1.013×105 Pa。(粗略计算可取为 105 Pa) 2. 大气压可用水银气压计或无液气压计来测量。 3. 大气压随高度的升高而降低。(在海拔 2 km 以内,大约每升高 10 m,大气压减小 111 Pa)
例8:如图所示,下列实验不能说明大气压存在的是( )
由于液体对容器底部产生压强。
例9:文文同学在做托里拆利实验时,准确测得水银柱的高度为750mm,此时的大气压值为__________Pa,_____(选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。(水银密度:13.6×103 kg/m3;g取9.8N/kg)
解析:p = ρgh = 13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.75 m = 0.9996×105 Pa。1标准大气压= 1.01×105 Pa。故所求压强低于标准大气压。
六、流体压强与流速的关系
流体流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
升力的形成: 机翼横截面的形状为上方弯曲,下方近似于直线。上方的空气要比下方的空气行走较长的距离。机翼上方的空气流动比下方要快,压强变小;与其相对,机翼下方的空气流动较慢,压强较大。这一压强差使飞机获得竖直向上的升力或举力。
浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力 叫浮力。
施力物体:气体或液体。
受力物体:浸在液体或气体中的物体。
浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力。
1.物体在液体中所受浮力的大小不仅与__________________有关,还与_____________________有关,而与浸没在液体中的________无关。
2.阿基米德原理:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体_____________________________的大小.公式为F浮=G排=_________。
例10:在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示的一系列实验。请你根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题。
(1)物体全部浸入水中受到的浮力是______N。(2)根据图a、c、d实验可得出浮力的大小与_____________有关。(3)根据图_________实验可得出浮力的大小与排开液体的体积有关。
例11:如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓受到的浮力是( )(G取10N/kg) A.0
V排=80cm3-5×10cm3=30cm3
F浮=ρ水 g V排=1×103×10×30×10-6N=0.3N
浸没在液体中的物体,其浮沉主要取决于它所受到的浮力和重力的大小:当浮力______重力时,物体上浮;当浮力______重力时,物体下沉;当浮力______重力时,物体处于悬浮或漂浮状态.
例12:有一木块竖直地浮在水面上,有1/5的体积露出水面,若把露出的体积切掉,则( )。 A.木块将全部浸没在水中 B.木块剩余部分4/5浸没水中 C.木块剩余部分1/5浸没水中 D.木块下沉入水底
木块漂浮 F浮=G ρ水gV排= ρ物gV物 V排/V物= ρ物/ ρ水=4/5∵ ρ物和ρ水不变, ∴V排/V物=4/5 不变
例13:一个大物块甲,先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下,其上表面恰好与水面相平,甲、乙之间用绳连接,如图所示。则下列说法正确的是( ) A.两种情况下,甲物块所受浮力相等 B.绳的拉力与丙物块的重力大小相等 C.乙物块的密度比水小 D.乙物块的质量比丙物块大
制成“空心”增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮
改变自身重力来实现浮沉
改变自身体积来实现升降
浮力计算题方法总结:(1)确定研究对象,认准要研究的物体。(2)分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。(3)选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。计算浮力方法:①读数差法:F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。②压力差法:F浮= F向上 - F向下(用浮力产生的原因求浮力)③漂浮、悬浮时,F浮=G (二力平衡求浮力;)④F浮=G排或F浮=ρ液V排g (阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)
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