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第十四章、压强和浮力——压强复习

 霜冷长河598 2011-11-17

第十四章、压强和浮力——压强复习  

2011-11-07 01:11:27|  分类: 默认分类 |  标签: |字号 订阅

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第一课时

一、基础练习

1、压力是指垂直压力物体表面的力

2、压力的方向:垂直于作用面和作用点:接触面表面

3、物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量。

4、压强的计算公式:P< xmlnamespace prefix ="v" /> < xmlnamespace prefix ="o" />

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 ,其中F表示压力S表示受力面积P表示压强。国际标准单位帕斯卡,简称“帕”。1帕=1/2

5增加和减少压强的方法:在受力面积不变时,增大压力可增大压强,减小压力可减小压强在压力不变时,增大受力面积可减小压强,减小受力面积可增大压强

二、复习内容

1、固体的压力和压强:

 1压力:

定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。

压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G

固体可以大小方向不变地传递压力

重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。

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    G       G       F+G     G – F     F-G       F

⑸重力与压力的区别:

1)重力是由于地球吸引而使物体受到的力,施力物体是地球,受力物体是地面附近的一切物体。

2)压力是垂直作用在物体表面上的力,是由于物体间的挤压形变而产生的,施力物体是施加压力作用的物体,受力物体是被压物体。

3)重力的方向总是竖直向下;压力方向总是垂直于支撑面,由于物体支撑面有不同的方向,所以压力也有不同的方向。

 2、研究影响压力作用效果因素的实验:

  ⑴课本P73131-3乙、丙说明:压力相同时,受力面积越小压力作用效果越明显。将图甲图小桌上的砝码去掉,将看到的现象是:泡沫塑料压下深度减小。该现象说明:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。

概括这两次实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时,采用了控制变量法。对比法

3、压强:

⑴ 定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。

⑵ 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量

⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(NS:米m2)。

A、使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。

B、特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh

  ⑷ 压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约.Pa 。成人站立时对地面的压强约为:.5×104Pa 它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:1.5×104N

⑸灵活运用压强公式进行计算:

1)利用p=F/S计算固体压强的关键是确定受力面积,解题时,要抓住“受力”二字,

分析物体表面到底有多大面积受到压力作用,而不能取任意的一个面积代入。

2)解题的思路:①根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力F;②确认受力面积S;③再根据公式p=F/S求出压力对受力面的压强,要特别注意压力和重力的区别。

 应用:当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:缝一针做得很细、菜刀刀口很薄

 4、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:

 处理时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G+G),后确定压强(一般常用公式 p= F/S )。

三、复习过程

1三个质量均为2千克的物体,如图放置,处于平衡状态,试分析它们对接触面的压力和重力的关系?(实物投影,请同学们作出物体对接触面的压力)

 

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分析:本题是让我们区分压力和重力的关系的。注意压力是垂直作用在物体表面上,而重力始终是竖直向下的。

解:设重力为G,对接触面的压力为N

图甲中:物体水平放置,压力竖直向下,和重力相等。

图乙中:物体放在斜面上,压力垂直于斜面,N不等于G

图丙中:物体被压在竖直面上,所以压力垂直于接触面,N的大小和G大小无关,只与水平力F大小有关。

小结:压力和重力是两个不同的物理量,要区分清楚。请看以下对比:

名称

定义

性质

施力物体

方向

作用点

联系

 

压力

垂直压在物体表面上的力叫做压力

弹力

与它接触并挤压的物体

垂直于接触面

受力物体的表面

压力由重力引起时才与重力有关;压力大小不一定等于重力大小,方向不一定相同

 

重力

由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力

引力

地球

总是竖直向下

物体的重心

2   北京市如图3所示的四种现象中,属于减小压强的是  

 

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3  广州市 通常情况下,物体压在同样的泥地上,如果压强相同则压痕深度相同.野生动

物调查员在野外泥地上发现黑熊刚留下的足印.为了估算黑熊的质量,他把一个底面积是

10cm2的容器放在足印附近的泥地上,再慢慢往容器中倒入沙子,直到容器在泥地上留下与

黑熊足印深度相同的痕迹,测出此时装了沙的容器总质量为1.25 kg.(g10Nkg

   l)装了沙的容器对泥地的压强多大?

   2)量出黑熊与地接触的足印痕总面积共800cm2,估算黑熊的质量有多大?

4  汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展。汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题:

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⑴汽油机是汽车的“心脏”。汽油机工作时               冲程将内能转化为机械能。

)载重汽车都安装了较多的车轮,且轮胎上有凸凹不平的花纹,其目的是                                            

⑶据报道因车辆超载损坏公路,每年给我国造成的经济损失高达300亿元。国家规定,载重车辆的轮胎,对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆重2×104N6轮汽车,如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2,请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少?(g10Nkg)

 

 

 

第二课时

一、基础练习

1、液体内部的压强的规律:液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等不同液体的压强还跟密度有关系

2液体压强的计算公式:P=ρgh。其中:P表示压强,单位,ρ表示液体的密度g9.8/千克。在粗略计算中可取10/千克。H表示深度,强调是自由液面到所研究点的竖直高度

3连通器原理:连通器里的液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的

4大气压强:验证大气压存在的验:马德堡半球实验

5、大气压的测定:托里拆利实验。 标准大气压的值: 105Pa

6、大气压的变化:大气压随高度的增加而减小

二、复习内容

1、液体的压强:

1)液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性

2)测量:压强计  用途:测量液体内部的压强。

3)液体压强的规律:

液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;

在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;

液体的压强随深度的增加而增大;

不同液体的压强与液体的密度有关

4)压强公式:

  ⑴ 推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。

⑵推导过程:(结合课本P78 132-5

液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh

液片受到的压力:F=G=mg=ρShg .

液片受到的压强:p= F/S=ρgh

⑶液体压强公式p=ρgh说明:

A、公式适用的条件为:液体

B、公式中物理量的单位为:pPagN/kghm

C、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。

D、液体压强与深度关系图象:

5

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F=G    F<G     F>G

6)计算液体对容器底的压力和压强问题:

一般方法:㈠首先确定压强p=ρgh㈡其次确定压力F=pS

特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F 用p=F/S  

压力:①作图法  ②对直柱形容器 F=G

2、连通器:

⑴定义:上端开口,下部相连通的容器

⑵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

⑶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。

3、大气压强

1)概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。

说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是
  有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压

2)产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。

3)大气压的存在——实验证明:

历史上著名的实验——马德堡半球实验

     小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。

大气压的实验测定:

4托里拆利实验

①实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm

②原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强

结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)

④说明:

⑴ 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏

⑵ 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m

  将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长

⑷若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。

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 H cmHg  (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg  (H+h)cmHg  (H-h)cmHg  (H-h)cmHg

5)标准大气压:

     支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。

1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa

2标准大气压=2.02×105Pa,可支持水柱高约20.6m

4、大气压的特点:

1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。

2)大气压变化规律研究:(课本16411-9)能发现什么规律?

①大气压随高度的增加而减小。

②大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢

5、测量大气压的工具:

1)定义:测定大气压的仪器叫气压计。

2)分类:水银气压计无液气压计

3)说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变

无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计

6、应用:活塞式抽水机离心水泵

7、沸点与压强:

1)内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。

2)应用:高压锅、除糖汁中水分

8、体积与压强:

1)内容:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。

2)应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。

三、复习过程

1海淀区200624中平底茶壶的质量是0.4kg,成而面积是4×103m2.内盛0.6kg的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为l m2的水平桌面中央。试求:1)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力(2)茶壶对桌面的压强。(g10N/kg

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小结:1)公式P=ρgh用于计算液体由于重力而产生的压强。由公式可知,液体内部的压强只与液体的密度及液体的深度有关,而与液体的重量、液体的体积,容器的形状等无关。

2)公式P=ρgh只适用于计算静止液体的内部的压强,不适用于计算固体的压强。

3)公式P=ρgh中的h表示深度,不能理解为高度。H是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。

2镇江市二○○六年小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下.

1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是____________________________________.

 

2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞__________时,记下弹簧测力计的示数为8.2N

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3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为_____cm,计算得到活塞的横截面积为_____cm2

4)计算得到大气压强的数值为_____Pa.

5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小.请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)_____________________________________________________________;

 

32006年临沂市高强同学的爸爸是—名潜水员;暑假期间他随爸爸参加一次水下考察活动,爸爸告诉他本次考察潜水的最大深度为150m,还告诉他穿耐压低的潜水服比穿耐压高的潜水服活动方便,让他帮爸爸选择潜水服。高强同学发现有两种备用潜水服,第一种最大耐压为2×106Pa,第二种最大耐压为6×106Pa。高强同学通过计算很快帮爸爸选定了其中的一种。请你通过计算说明他选的是哪—种?

4 206北京市有两只大烧杯,其中一杯盛有纯净水,另一杯盛有盐水。老师告诉小敏盐水的密度大于纯净水的密度,希望她用压强计将它们区别开。如图19所示,小敏将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,分别记下压强计U形管两侧的液柱高度差hh她发h小于h,于是认为乙杯子中盛的是盐水。老师指出小敏的实验过程是不正确的。小敏认真思考后发现自己在实验过程中没有控制变量,并提出了新的实验思路如下:将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,压强计U形管两侧的液柱高度差分别用hˊhˊ表示,使hˊhˊ             

比较                                                       

                                的一定是盐水。请你将小敏的实验思路补充完整。

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