1、壓強和浮力教案一. 教學目的1. 教學重點固體壓強的計算，液體壓強特性，氣體壓強，浮力的作用與計算。2. 教學難點液體壓強，浮力的計算，物體的浮與沉。二. 知識點回顧（一）固體的壓力和壓強（1）壓力 定義：垂直壓在物體表面上的力叫壓力。 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 固體可以大小方向不變地傳遞壓力。壓力的作用效果與壓力的大小以及受力面 積有關。 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。例：如圖，正確表示壓力的是（）D 定義：物體單位面積上受到的壓力叫壓強 物理意義：壓強是表示壓力作用效果的物理量 公式：P

2、=F/S其中各量的單位分別是:P：帕斯卡（Pa）; F:牛頓（N） S;米（m）°注意：使用該公式計算壓強時，關鍵是找出壓力F （一般F=G=m）和受力面積S （受力面積要注意兩物體的接觸部分）。特例：對于放在桌子上的直柱體（如：圓柱體、正方體、長方體等）對桌面 的壓強P=p gh。 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. 5X 10八4Pa。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. 5X 10八4N。 增大與減少壓強的方法及應用：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

3、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：縫衣針做得很細、菜刀刀口很薄。 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，先確定壓力（水平面受的壓力F=G容+G液），后確定壓強（一般常用公式 P=F/S）。例：一次龍卷風發生時，屋外氣壓急劇降到 90kPa,當時門窗緊閉，可以認為室內 氣壓是標準大氣壓，粗略取作 100 kPa，若室內屋頂的面積為100m3,這時屋頂受 到的內外壓力的差可達 N方向.例.如圖3所示，甲、乙兩個均勻的實心正方體放在水平地面上，它們各自對地面的壓強相等。若分別在甲、乙上沿水平方向截去高度相等的部分后，貝卩剩

4、余部分 的甲乙111 IIMIIHIIMIIIIIII Hl IFIII Flll l IlliHill圖3A甲的體積可能等于乙的體積。B甲的質量可能小于乙的質量。C 甲對地面壓強一定等于乙對地面的壓D甲對地面壓力一定大于乙對地面的壓力(二)液體的壓強(1) 液體內部產生壓強的原因：液體受重力且具有流動性。(2) 測量：壓強計用途：測量液體內部的壓強。(3) 液體壓強的規律： 液體對容器底和測壁都有壓強，液體內部向各個方向都有壓強。 在同一深度，液體向各個方向的壓強都相等。 液體的壓強隨深度的增加而增大。 不同液體的壓強與液體的密度有關。(4) 液體壓強公式：p=p gh說明：公式適用的條件為

5、：液體。 公式中物理量的單位為：P： Pa; g： N/kg; h： m。 從公式中看出：液體的壓強只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。F=GF<GF>G(6)計算液體對容器底的壓力和壓強問題：一般方法：首先確定壓強 P=p gh;其次確定壓力F=PS特殊情況：壓強：對直柱形容器可先求 F用p=F/S壓力：作圖法；對直柱形容器F=G例：如圖（3）,放在水平桌面上的容器，側壁上有一開口彎管，彎管內的液面高2度hi=0.8m;其頂部和底部的面積均為0.1m，頂部到底部的高度h2=0.6m，容器

6、中的液體密度為 1.2 x 10一個密封的墨水瓶內裝有一定量的墨水，若把它倒置，則墨水對瓶口蓋的作用 情況是（）A.壓力增大B.壓強增大C.壓強不變D.壓力不變kg/m3，則液體對容器底部的壓力為 No （g取例：如圖所示，將兩端開口（上口較?。┑牟ＡЧ?A的下端用薄輕質板抵住后放 入裝水的燒杯中，當緩慢地向 A中注入150g水時，下端的薄板恰好下落，問在下列情況下，能使薄板下落的是（）A. 緩慢注入150g酒精B. 緩慢注入150g水銀C. 輕輕放入150g砝碼E)8D. 以上三種情況都恰好能使薄板下落【練習】1. 甲、乙兩種液體的壓強P與深度h關系圖像，由圖可知，甲液體的 密度p甲與乙液體

7、的密度p乙大小關系是（）A. p甲 p乙B.C. p甲 p乙D.無法判斷三、大氣壓(1) 概念：大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓，標準大氣壓一般用p表示。說明：“大氣壓”與“氣壓”(或部分氣體壓強)是有區別的，如高壓鍋內的氣壓一一指部分氣體壓強。高壓鍋外稱大氣壓。(2) 產生原因：因為空氣受重力并且具有流動性。(4) 大氣壓的存在一一實驗證明：歷史上著名的實驗一一馬德堡半球實驗。小實驗一覆杯實驗、瓶吞雞蛋實驗、皮碗模擬馬德堡半球實驗。(5) 大氣壓的實驗測定：托里拆利實驗。實驗過程：在長約im 一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后，管

8、內水銀面下降一些就不在下降，這時管內外水銀面的高度差約為760mm原理分析：在管內，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 二水銀柱產生的壓強。結論：大氣壓p0=760mm Hg=76cm Hg=1.0>4 105Pa (其值隨著外界大氣壓的變化而變化)(6)說明 實驗前玻璃管里水銀灌滿的目的是：使玻璃管倒置后，水銀上方為真空；若未灌滿，則測量結果偏小。 本實驗若把水銀改成水，則需要玻璃管的長度為10.3m。 將玻璃管稍上提或下壓，管內外的高度差不變，將玻璃管傾斜，高度不變,長度變長。 若外界大氣壓為H cm Hg,試寫出下列各種情況下，被密

9、封氣體的壓強（管中液體為水銀）。 標準大氣壓：支持76cm水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。標準大氣壓=76OmmHg=76cmHg=1J011O5Pa（7）大氣壓的特點特點：空氣內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。大氣壓隨高度增加而減小,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。大氣壓變化規律研究：在海拔 3000 米以內,每上升 10 米,大氣壓大約降低100 Pa（ 8）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：若水銀氣壓計掛斜,則測量結果變大。在無液氣壓計刻度盤上標的刻度改成高度

10、,該無液氣壓計就成了登山用的登高計。（ 9）應用：活塞式抽水機和離心水泵。（ 10）沸點與壓強內容：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。（ 11 ）體積與壓強內容：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，風箱原理例：做托里拆利實驗時，測得水銀柱高度是742mm而當時的大氣壓實際是750 mm水銀柱，其原因是（)A.玻璃管太粗B.玻璃管傾斜C.玻璃彎曲D.玻璃內混進了少許空氣例：如果是普通的氫氣球在上升過程中由于 ，最后會。1. 下列說法正確的是（）A. 氣體壓強總是隨體積增大而增大

11、B.氣體壓強總是隨體積增大而減小C. 打氣筒是利用氣體壓強跟體積的關系制成的D. 利用打氣筒打氣時，人向上和向下拉壓活塞都是增大氣體壓強解析：同學們很易忽視結論成立的條件，可能不假思索地選B。因只有一定質量的良氣體，在溫度不變時，體積增大時壓強減??；體積減小時壓強增大。所以，選項A、B都不對。用打氣筒打氣，人向上拉活塞時，密閉的氣體體積增大，壓強會減小，所以，選項 D也不對。因而，正確的答案只能是Co2. 如圖6所示，外界為75cmHg勺大氣壓，管內封閉的水銀柱高是 40cm若在管頂開一個小孔，則（）A.管內水銀會向上噴出B.管內水銀柱高度不變C.內水銀柱稍有下降D.管內水銀柱下降到與管外水銀

12、面相平3. 用塑料管吸瓶子中的飲料，當飲料沿膠管上升時（）A. 口中的空氣壓強一定小球外面的大氣壓B. 口中的空氣壓強一定大于外面的大氣壓C. 口中的空氣壓強一定等于外面的大氣壓D.以上三種情況都有可能4. 如圖所示，在倒置的漏斗里放一個乒乓球，用手指托住乒乓球，然 后從漏斗口向下用力吹氣，并將手指移開，這時乒乓球不會下落.這 是因為乒乓球上方氣體（）A. 流速減小，壓強變小，壓強差使它受到一個向上托的力B. 流速減小，壓強變大，壓強差使它受到一個向上托的力C. 流速增大，壓強變小，壓強差使它受到一個向上托的力D. 流速增大，壓強變大，壓強差使它受到一個向上托的力（三）、浮力（1）浮力的定義：

13、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）浮力產生的原因（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： 前提條件：物體浸沒在液體中，且只受浮力和重力。 請根據示意圖完成下空。下沉懸浮上浮漂浮F浮 G F浮GF浮 GF浮 GP液P物P液P物P液P物 P液P物（5）說明： 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?。ɑ蚱。?一物體漂浮在密度為p的液體中，若露出體積為物體總體積的1/3，則物體密度為。 懸浮與漂浮的

14、比較相同：F浮 二G不同：懸浮p液二p物；V排=V物 漂浮p液p物；V排V 物 判斷物體浮沉（狀態）有兩種方法：比較 F浮 與G或比較p液與p物。 物體吊在測力計上，在空中重力為G浸在密度為p的液體中，示數為F則物 體密度為：p物=Gp / （G-F）。 冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。（6）阿基米德原理 內容：浸入液體里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。 公式表示：F浮 二G排二p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

15、、體積、重力、形狀、 浸沒的深度等均無關 適用條件：液體（或氣體）（7）漂浮問題的規律（歷年中考頻率較高）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里，所受浮力相同； 規律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積?。?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：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對物體 增大的浮力。（8）浮力的利用： 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

16、位t，由排水量m可計算出：排開液體的 體積V排二；排開液體的重力G排=m輪船受到的浮力F浮 二mg,輪船和貨物共 重 G=mg 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 氣球和飛艇： 工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里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隨風飄蕩,人們把氣 球發展成為飛艇。 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。（9）浮力計算題方法總結： 確定研究對象，認準要研究的物體。 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態

17、（看是否靜止或做勻速直線運動）。 選擇合適的方法列出等式（一般考慮平衡條件）。（10）計算浮力方法： 稱量法：F浮=G- F （用彈簧測力計測浮力）。 壓力差法：F浮=F向上 一F向下（用浮力產生的原因求浮力）。 漂浮、懸浮時，F浮二G （二力平衡求浮力）。 F浮二G排或F浮二p液V排g （阿基米德原理求浮力，知道物體排開液體的質 量或體積時常用）。 根據浮沉條件比較浮力（知道物體質量時常用）。例：一個雞蛋漂浮在裝鹽水的燒杯中，在慢慢往燒杯里注入清水的過程中（）A. 雞蛋在露出部分越來越少的過程中受到的浮力變小B. 雞蛋在露出部分越來越少的過程中受到的浮力變大C. 雞蛋從懸浮到沉入燒杯底的過程

18、中受到的浮力變小D. 雞蛋從懸浮到沉入燒杯底的過程中受到的浮力不變例：如圖所示，兩只完全相同的盛水容器放在磅秤上，用細線懸掛質量相同的實心鉛球和鋁球，全部沒入水中，此時容器中水面高度相同，設繩的拉力分別為T1和T2,磅秤的示數分別為F1和F2,則（ ）A. F仁F2 , T仁T2B. F1>F2 , T1<T2C F仁F2, T1>T2D.F1<F2, T1>T2例：某學生做如下實驗：先在一玻璃水槽中注入一定量的水，后將盛有小石子的 塑料小船放入水中，如圖2所示。測得船底到水面的距離為h。再每隔一定時間向 水里加鹽并攪動，直至食鹽有剩余。在他所繪制的吃水線至船底的

19、距離h隨溶鹽量而變化的圖像中，最接近的是（）例：邊長為20cm的立方體，水平浸入足夠多的水中，如果上表面與水面間的距離為5cm物體所受的浮力（g取10 N/kg ）（）A.80N B.60NC.100ND.80N 或 60N【練習】1. 重4.5N,體積為500棉的鋁球，放入水中靜止時受的浮力多大？ 2. 給你一根細線、一支吸管、一小塊金屬、一只盛有足夠深水的水槽、一個底端 固定一鐵塊的量筒（量筒放入水中能豎直漂?。Ｕ埨蒙鲜銎鞑臏y定小金屬塊的 密度。寫出主要操作步驟及所測物理量。根據測得的物理量，計算小金屬塊密度的表達式。答案：步驟先用細線將金屬塊系牢放入量筒內，然后將量筒放入盛有水的水槽

20、 中，記住水面至量筒外壁的刻線值。將金屬塊從量筒中取出，接著用吸管向量 筒里注水（量筒仍在水槽中）直至水面到原來的刻線處，根據等效和漂浮原理，此 時，量筒內水的質量與金屬塊的質量相等。所以，讀出量筒內水的體積V1，就能算出金屬塊的質量 m=p水VI。最后，將金屬塊放入盛有水（仍為吸管注入的水 量）的量筒內，讀出此時的體積 V2,則金屬塊的體積 V=V2- VI。金屬塊密度的表 達式為.一 V2V1。3. 某物體重為0.5N,把它放在盛有水的燒杯中，溢出重為0.3N的水，則它受到的浮力（）A. 一定為0.3N B. 可能為0.2N C. 一定為0.5N D. 可能為0.4N4. 如圖所示。質量為400g,底面積為50cm的溢水杯，置于水平桌面上， 倒入某種液體至溢口，液面高為 10cm,此