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1、 PAGE 10壓強(qiáng)百科名片壓強(qiáng)是表示壓力作用效果(形變效果)的物理量。在國(guó)際單位制中,壓強(qiáng)的單位是帕斯卡,簡(jiǎn)稱帕(這是為了紀(jì)念法國(guó)科學(xué)家帕斯卡Blaise pascal而命名的),即牛頓平方米。壓強(qiáng)的常用單位有千帕、千克力/平方厘米、托。一般以英文字母p表示。 定義物理學(xué)中把垂直作用在物體表面上的力叫做 HYPERLINK /view/84918.htm t _blank 壓力。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.013x105(10的5次方) Pa,大氣壓的數(shù)值相當(dāng)于大約76cm水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng),就是大氣壓的大小。(3)公式:p=F/S (壓強(qiáng)=壓力受力面積)p壓強(qiáng)帕斯卡(單位: HYPERLINK /vi

2、ew/17673.htm t _blank 帕斯卡,符號(hào):Pa) F壓力牛頓(單位:牛頓,符號(hào):N)S受力面積平方米F=PS (壓力=壓強(qiáng)受力面積)S=F/P (受力面積=壓力壓強(qiáng))( 壓強(qiáng)的大小與受力面積和壓力的大小有關(guān))對(duì)于壓強(qiáng)的定義,應(yīng)當(dāng)著重領(lǐng)會(huì)四個(gè)要點(diǎn):受力面積一定時(shí),壓強(qiáng)隨著壓力的增大而增大。(此時(shí)壓強(qiáng)與壓力成正比)同一壓力作用在支承物的表面上,若受力面積不同,所產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小也有所不同。受力面積小時(shí),壓強(qiáng)大;受力面積大時(shí),壓強(qiáng)小。壓力和壓強(qiáng)是截然不同的兩個(gè)概念:壓力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面積大小無(wú)關(guān)。壓強(qiáng)是物體單位面積受到的壓力。壓力、壓強(qiáng)的單位是有區(qū)別

3、的。壓力的單位是牛頓,踉一般力的單位是相同的。壓強(qiáng)的單位是一個(gè)復(fù)合單位,它是由力的單位和面積的單位組成的。在國(guó)際單位制中是牛頓/平方米,稱“帕斯卡”,簡(jiǎn)稱“帕”。影響壓強(qiáng)作用效果的因素1.受力面積一定時(shí),壓力越大,壓強(qiáng)的作用效果越明顯。(此時(shí)壓強(qiáng)與壓力成正比)2.當(dāng)壓力一定時(shí),受力面積越小,壓強(qiáng)的作用效果越明顯。(此時(shí)壓強(qiáng)與受力面積成反比)(5)1Pa的 HYPERLINK /view/1973663.htm t _blank 物理意義:1平方米的面積上受到的壓力是1N。(1牛頓的力作用在一平方米上)1Pa大?。簝蓮埣垖?duì)水平桌面的壓強(qiáng),3粒芝麻對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)為1Pa注:等密度柱體與接觸面的接

4、觸面積相等時(shí),可以用 Pghp HYPERLINK /view/119661.htm t _blank 液體壓強(qiáng)Pa.液體密度千克/立方米(kg/m3)g9.8N/kg(通常情況下可取g=10N/kg)有時(shí)也取10N/kg 壓力和壓強(qiáng)任何物體能承受的壓強(qiáng)有一定的限度,超過(guò)這個(gè)限度,物體就會(huì)損壞。物體由于外因或內(nèi)因而形變時(shí),在它內(nèi)部任一截面的兩方即出現(xiàn)相互的作用力,單位 HYPERLINK /view/270786.htm t _blank 截面上的這種作用力叫做壓力。一般地說(shuō),對(duì)于 HYPERLINK /view/115120.htm t _blank 固體,在外力的作用下,將會(huì)產(chǎn)生壓(或張)

5、形變和切 HYPERLINK /view/38962.htm t _blank 形變。 垂直作用于物體的單位面積上的壓力。若用P表示壓強(qiáng),單位為帕斯卡(1帕斯卡=1牛頓/平方米) 液體壓強(qiáng)液體容器底、內(nèi)壁、內(nèi)部的壓強(qiáng)稱為液體壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱液壓。 液體壓強(qiáng)原理(帕斯卡定律)的產(chǎn)生帕斯卡發(fā)現(xiàn)了液體傳遞壓強(qiáng)的基本規(guī)律,這就是著名的帕斯卡定律所有的 HYPERLINK /view/84954.htm t _blank 液壓機(jī)械都是根據(jù)帕斯卡定律設(shè)計(jì)的,所以帕斯卡被稱為“液壓機(jī)之父”在幾百年前,帕斯卡注意到一些生活現(xiàn)象,如沒(méi)有灌水的水龍帶是扁的水龍帶接到自來(lái)水龍頭上,灌進(jìn)水,就變成圓柱形了如果水龍帶上有幾個(gè)

6、眼,就會(huì)有水從小眼里噴出來(lái),噴射的方向是向四面八方的水是往前流的,為什么能把水龍帶撐圓?通過(guò)觀察,帕斯卡設(shè)計(jì)了“帕斯卡球”實(shí)驗(yàn),帕斯卡球是一個(gè)壁上有許多小孔的空心球,球上連接一個(gè)圓筒,筒里有可以移動(dòng)的活塞把水灌進(jìn)球和筒里,向里壓活塞,水便從各個(gè)小孔里噴射出來(lái)了,成了一支“多孔水槍”帕斯卡球的實(shí)驗(yàn)證明,液體能夠把它所受到的壓強(qiáng)向各個(gè)方向傳遞通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)每個(gè)孔噴出去水的距離差不多,這說(shuō)明,每個(gè)孔所受到的壓強(qiáng)都相同帕斯卡通過(guò)“帕斯卡球”實(shí)驗(yàn),得出著名的帕斯卡定律:加在密閉液體任一部分的壓強(qiáng),必然按其原來(lái)的大小,由液體向各個(gè)方向傳遞。 液體壓強(qiáng)(帕斯卡定律)的原理我們知道,物體受到力的作用產(chǎn)生壓力,而

7、只要某物體對(duì)另一物體表面有壓力,就存在壓強(qiáng),同理,水由于受到重力作用對(duì)容器底部有壓力,因此水對(duì)容器底部存在壓強(qiáng)。液體具有流動(dòng)性,對(duì)容器底部有壓力,因此液體對(duì)容器壁也存在壓強(qiáng)。在初中階段,液體壓強(qiáng)原理可表述為:“液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),壓強(qiáng)隨液體深度的增加而增大,同種液體在同一深度的各處,各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等;不同的液體,在同一深度產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān),密度越大,液體的壓強(qiáng)越大?!?四 液體內(nèi)部壓強(qiáng) 一、同種液體1、各個(gè)方向都有壓強(qiáng)2、同一深度處,壓強(qiáng)一致3、深度越大,壓強(qiáng)越大 二、不同液體同一深度,密度越大,壓強(qiáng)越大 HYPERLINK /view/645857.htm t _

8、blank 公式:P=gh 式中g(shù)=9.8N/kg 或g=10N/kg, h的單位是m , 的單位是kg/m3 , 壓強(qiáng)P的單位是Pa.。如果題中沒(méi)有明確提出g等于幾,應(yīng)用g=9.8N/kg,再就是題后邊基本上都有括號(hào),括號(hào)的內(nèi)容就是g和的值。公式推導(dǎo):壓強(qiáng)公式均可由基礎(chǔ)公式:P=F/S推導(dǎo)P液=F/S=G/S=mg/S=液Vg/S=液Shg/S=液hg=液gh由于液體內(nèi)部同一深度處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等,所以我們只要算出液體豎直向下的 HYPERLINK /view/82174.htm t _blank 壓強(qiáng),也就同時(shí)知道了在這一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)。這個(gè)公式定量地給出了 HYPERL

9、INK /view/84929.htm t _blank 液體內(nèi)部壓強(qiáng)地規(guī)律。深度是指點(diǎn)到自由液面的距離,液體的壓強(qiáng)只與深度和液體的密度有關(guān),與液體的質(zhì)量無(wú)關(guān). 液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)1.液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是由于液體受重力的作用。若液體在失重的情況下,將無(wú)壓強(qiáng)可言。2.由于液體具有流動(dòng)性,它所產(chǎn)生的壓強(qiáng)具有如下幾個(gè)特點(diǎn)(1)液體除了對(duì)容器底部產(chǎn)生壓強(qiáng)外,還對(duì)“限制”它流動(dòng)的側(cè)壁產(chǎn)生壓強(qiáng)。固體則只對(duì)其支承面產(chǎn)生壓強(qiáng),方向總是與支承面垂直。(2)在液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。(3)計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式是P=gh??梢?jiàn),液體壓強(qiáng)的大小只取決于液體的種類(即密度)和深度h,而和

10、液體的質(zhì)量、體積沒(méi)有直接的關(guān)系。(4)密閉容器內(nèi)的液體能把它受到的壓強(qiáng)按原來(lái)的大小向各個(gè)方向傳遞。3.容器底部受到液體的壓力跟液體的重力不一定相等。容器底部受到液體的壓力F=PS=ghS,其中“h”底面積為S,“hS”為高度為h的液柱的體積,“ghS”是這一液柱的重力。因?yàn)橐后w有可能傾斜放置。 所以,容器底部受到的壓力其大小可能等于,也可能大于或小于液體本身的重力。 液U形管壓強(qiáng)計(jì)體壓強(qiáng)的測(cè)量液體壓強(qiáng)的測(cè)量?jī)x器叫“U形管壓強(qiáng)計(jì)”,利用液體壓強(qiáng)公式P=phg,h為兩液面的高度差,計(jì)算液面差產(chǎn)生的壓強(qiáng)就等于液體內(nèi)部壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng) 定義大氣對(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生的 HYPERLINK /view/82

11、174.htm t _blank 壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱 HYPERLINK /view/33387.htm t _blank 大氣壓或氣壓。1654年格里克在 HYPERLINK /view/3762.htm t _blank 德國(guó)馬德堡作了著名的 HYPERLINK /view/25406.htm t _blank 馬德堡半球?qū)嶒?yàn),有力的證明了大氣壓強(qiáng)的存在,這讓人們對(duì)大氣壓有了深刻的認(rèn)識(shí),但大氣壓到底有多大人們還不清楚。11年前意大利科學(xué)家托里拆利在一根1米長(zhǎng)的細(xì)玻璃管中注滿水銀倒置在盛有水銀的水槽中,發(fā)現(xiàn)玻璃管中的水銀大約下降了24厘米后就不再下降了。這24厘米的空間無(wú)空氣進(jìn)入,是真空。

12、 HYPERLINK /view/27923.htm t _blank 托里拆利據(jù)此推斷大氣的壓強(qiáng)就等于 HYPERLINK /view/30596.htm t _blank 水銀柱的 HYPERLINK /view/87781.htm t _blank 長(zhǎng)度,這就是著名的 HYPERLINK /view/27914.htm t _blank 托里拆利實(shí)驗(yàn)。 關(guān)于大氣壓強(qiáng)的幾個(gè)解釋:大氣壓強(qiáng)是指地球上某個(gè)位置的空氣產(chǎn)生的壓強(qiáng).地球表面的空氣受到重力作用,由此而產(chǎn)生了大氣壓強(qiáng)氣體和液體都具有流動(dòng)性,它們的壓強(qiáng)有相似之處、大氣壓向各個(gè)方向都有,在同一位置各個(gè)方向的大氣壓強(qiáng)相等.但是由于大氣的密度不

13、是均勻的,所以以 大氣壓強(qiáng)的計(jì)算不能應(yīng)用 HYPERLINK /view/119661.htm t _blank 液體壓強(qiáng)公式被密封在某種容器中的氣體,其壓強(qiáng)是大量的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的氣體分子對(duì)容器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的它的大小不是由被封閉氣體的重力所決定的大氣壓強(qiáng)計(jì)算公式:P=gh 地面上 HYPERLINK /view/66423.htm t _blank 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約等于760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。由于測(cè)量地區(qū)等條件的影響,所測(cè)數(shù)值不同。根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式P=gh,水銀的密度是13.6103千克/立方米,因此76厘米高水銀柱產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)是:P =13.6103千克/立方米9.8牛頓/千克

14、0.76米=1.013105牛頓/平方米=1.013105 HYPERLINK /view/17673.htm t _blank 帕斯卡 大氣壓產(chǎn)生的原因地球周圍包著一層厚厚的空氣,它主要是由氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、水蒸氣和氦、氖、氬等氣體混合組成的,通常把這層空氣的整體稱之為大氣它上疏下密地分布在地球的周圍,總厚度達(dá)1000千米,所有浸在大氣里的物體都要受到大氣作用于它的壓強(qiáng),就像浸在水中的物體都要受到水的壓強(qiáng)一樣大氣壓產(chǎn)生的原因可以從不同的角度來(lái)解釋課本中主要提到的是:空氣受重力的作用,空氣又有流動(dòng)性,因此向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)講得細(xì)致一些,由于地球?qū)諝獾奈饔?,空氣壓在地面上,就要靠地面?/p>

15、地面上的其他物體來(lái)支持它,這些支持著大氣的物體和地面,就要受到 HYPERLINK /view/17809.htm t _blank 大氣壓力的作用單位面積上受到的大氣壓力,就是大氣壓強(qiáng);第二,可以用分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)解釋(分子運(yùn)動(dòng)論的知識(shí)將來(lái)初三會(huì)學(xué)到)因?yàn)闅怏w是由大量的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子組成,而這些分子必然要對(duì)浸在空氣中的物體不斷地發(fā)生碰撞每次碰撞,空氣分子都要給予物體表面一個(gè)沖擊力,大量空氣分子持續(xù)碰撞的結(jié)果就體現(xiàn)為大氣對(duì)物體表面的壓力,從而形成大氣壓若單位體積中含有的分子數(shù)越多,則相同時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)物體表面單位面積上碰撞的次數(shù)越多,因而產(chǎn)生的壓強(qiáng)也就越大利用分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)可以解釋:為什

16、么大氣層不均勻分布,能造成大氣壓下高上低的現(xiàn)象 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)不但隨高度變化,在同一地點(diǎn)也不是固定不變的,通常把1.01325105 Pa的大氣壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)。它相當(dāng)于760mm水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)的值在一般計(jì)算中常取1.01105 Pa(101KPa),在粗略計(jì)算中還可以取作105Pa(100KPa)=1atm。 大氣壓強(qiáng)與海拔高度地球上面的空氣層密度不是相等的,靠近地表層的空氣密度較大,高層的空氣稀薄,密度較小大氣壓強(qiáng)既然是由空氣重力產(chǎn)生的,高度大的地方,它上面空氣柱的高度小,密度也小,所以距離地面越高,大氣壓強(qiáng)越小在海拔3000m之內(nèi),每上升10m大氣壓強(qiáng)約減小1

17、00Pa,在海拔2000m之內(nèi),每上升12m大氣壓強(qiáng)約減小1mmHg。地面上 HYPERLINK /view/10696.htm t _blank 空氣的范圍極廣,常稱“大氣”。離地面200公里以上,仍有空氣存在。雖其 HYPERLINK /view/38960.htm t _blank 密度很小,但如此高的大氣柱作用于地面上的壓強(qiáng)仍然極大。人體在大氣內(nèi)毫不感覺(jué)受到氣壓的壓迫,這是因?yàn)槿梭w的內(nèi)外部同時(shí)受到氣壓的作用且恰好都相等的緣故。 氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系這里所說(shuō)的氣體壓強(qiáng)并不是指大氣壓強(qiáng),而是指一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng).由于氣體的壓強(qiáng)實(shí)質(zhì)上是大量的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的氣體分子與容器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的,

18、因此當(dāng)其他條件不變的情況下,氣體體積減小會(huì)使氣體分子與容器壁碰撞的次數(shù)增多而使壓強(qiáng)增大.在溫度不變時(shí),一定質(zhì)量的氣體體積越小,壓強(qiáng)越大;體積越大,壓強(qiáng)越小. 沸點(diǎn)與大氣壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)表明,一切液體的沸點(diǎn),都是氣壓減小時(shí)減小,氣壓增大時(shí)增大,同種液體的沸點(diǎn)不是固定不變的說(shuō)水的沸點(diǎn)是100必須強(qiáng)調(diào)是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下由于氣壓隨高度增加,所以水的沸點(diǎn)隨高度降低,例如:海拔1000米處水沸點(diǎn)約97,3千米處約91,在海拔8844.43米的珠穆朗瑪峰頂,水在72就可以沸騰,因而在高山上燒飯要用不漏氣的高壓鍋,鍋內(nèi)氣壓可以高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,使水沸點(diǎn)高于100,不但飯熟得快,還可以節(jié)省燃料。 活塞式抽水機(jī)的工作原理

19、活塞式抽水機(jī)是利用活塞的移動(dòng)來(lái)排出空氣,造成內(nèi)外氣壓差而使水在氣壓作用下上升抽出,當(dāng)活塞壓下時(shí),進(jìn)水閥門關(guān)閉而排氣閥門打開(kāi);當(dāng)活塞提上時(shí),排氣閥門關(guān)閉,進(jìn)水閥門打開(kāi),在外界大氣壓的作用下,水從進(jìn)水管通過(guò)進(jìn)水閥門從上方的出水口流出這樣活塞在圓筒中上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),不斷地把水抽出來(lái) 離心式水泵的工作原理水泵在起動(dòng)前,先往泵殼內(nèi)灌滿水,排出泵殼內(nèi)的空氣,使泵內(nèi)中心部分壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng),當(dāng)起動(dòng)后,葉輪在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn),泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉(zhuǎn),同時(shí)被甩入出水管中,這時(shí)葉輪附近的壓強(qiáng)減小,大氣壓使低處的水推開(kāi)底閥,沿進(jìn)水管泵殼,進(jìn)來(lái)的水又被葉輪甩入出水管,這樣一直循環(huán)下去,就不斷把水抽到了高處

20、活塞式抽水機(jī)和離心泵,都是利用大氣壓,把水抽上來(lái),因?yàn)榇髿鈮河幸欢ǖ南薅?,因而抽水機(jī)抽水的高度也有一定的限度,不超過(guò)10.3米浮力浮力指物體在流體(包括液體和氣體)中,上下表面所受的壓力差。浮力的概念浸在液體或氣體中的物體受到豎直向上的力,叫浮力。漂浮于流體表面或浸沒(méi)于流體之中的物體,受到各方向流體靜壓力的向上合力。其大小等于被物體排開(kāi)流體的重力。在液體內(nèi),不同深度處的 HYPERLINK /view/82174.htm t _blank 壓強(qiáng)不同。物體上、下面浸沒(méi)在液體中的深度不同,物體下部受到液體向上的壓強(qiáng)較大,壓力也較大,可以證明,浮力等于物體所受液體向上、向下的壓力之差。例如石塊的重力

21、大于其同體積水的重量,則下沉到水底。浮木或船體的重力等于其浸入水中部分所排開(kāi)的水重,所以浮于水面。氣球的重量比它同體積空氣的重力小,即浮力大于重力,所以會(huì)上升。這種浸在水中或空氣中,受到水或空氣將物體向上托的力叫“浮力”。例如,從井里提一桶水,在未離開(kāi)水面之前比離開(kāi)水面之后要輕些,這是因?yàn)橥笆艿?HYPERLINK /view/499178.htm t _blank 水的浮力。不僅是水,例如酒精、煤油或水銀等所有的液體,對(duì)浸在它里面的物體都有浮力。所有液體都一樣。當(dāng)然,浸在氣體(與液體一樣都是流體)中的物體也受到浮力的作用。浮力的作用點(diǎn)稱為 HYPERLINK /view/975837.htm

22、 t _blank 浮心,浮心顯然與所排開(kāi)液體體積的形心重合 產(chǎn)生浮力的原因產(chǎn)生浮力的原因,可用浸沒(méi)在液體內(nèi)的正立方體的物體來(lái)分析。該物體系全浸之物體,受到四面八方液體的壓力,而且是隨深度的增加而增大的。所以這個(gè)正立方體的前后、左右、上下六個(gè)面都受到液體的壓力。因?yàn)樽饔迷谧笥覂蓚€(gè)側(cè)面上的力由于兩側(cè)面相對(duì)應(yīng),而且面積大小相等,又處于液體中相同的深度,所以兩側(cè)面上受到的壓力大小相等,方向相反,兩力彼此平衡。同理,作用在前后兩個(gè)側(cè)面上的壓力也彼此平衡。但是上下兩個(gè)面因?yàn)樵谝后w中的深度不相同,所以受到的壓強(qiáng)也不相等。上面的壓強(qiáng)小,下面受到的壓強(qiáng)大,下面受到向上的壓力大于上面受到的向下的壓力。液體對(duì)物體

23、這個(gè)壓力差,就是液體對(duì)物體的浮力。這個(gè)力等于被物體所排開(kāi)的液體的重量。當(dāng)一個(gè)浮體的頂部界面接觸不到液體時(shí),則只有作用在底部界面向上的壓力才會(huì)產(chǎn)生浮力。至于一個(gè)位于容器底面上的物體,并和容器底面密切接觸,那它就只能受到向下作用于物體表面的液體壓力下,所以這個(gè)物體不受浮力作用(這是正確的,浮力存在的條件就是固體下方有液體或氣體,這樣上下才會(huì)有壓力差)。換句話說(shuō):物體與容器底部密切接觸,則物體無(wú)法對(duì)水產(chǎn)生一個(gè)豎直向下的彈力。那么此時(shí)不存在浮力(壓力差)的反作用力,因此浮力(壓力差)就不存在。(力的作用是相互的)當(dāng)然實(shí)際生活中這種現(xiàn)象并不多,因?yàn)橹灰溟g有一層很薄的液膜,就能傳遞壓強(qiáng),底面就有向上的壓

24、力,物體上下表面有了壓力差,物體就會(huì)受到浮力。單位為牛頓此時(shí)受到浮力就等于木棒下方受到豎直向上的壓力。依據(jù):P=液gh。則下方受到的壓力為:F=PS=液gh*S=液gV排。阿基米德原理公式:F浮=G排=液gV排。h為浸入液體部分的高度。這個(gè)與“至于一個(gè)位于容器底面上的物體,并和容器底面密切接觸,那它就只能受到向下作用于物體表面的液體壓力下,所以這個(gè)物體不受浮力作用?!崩碚摬粵_突,甚至沒(méi)有絲毫關(guān)系。 浮力公式 浮力公式的推算假設(shè)有一正方體沉于水中,F(xiàn)浮=gh2*S-gh1*S =gS*h =gV =mg =G排液當(dāng)物體懸浮在液體上時(shí)(當(dāng)未受外力時(shí)),F 浮G物 說(shuō)明(1)h2為正方體下表面到水面

25、距離,h1為正方體上表面到水面距離,h為正方體之高。(2)“F浮=液gV排=G排液”最重要。 F浮=液gV排的公式推導(dǎo):浮力=排開(kāi)液體所受重力F浮=G排液m排液g =液gV排 (3)給出沉浮條件(實(shí)心物體)物液, 下沉 ,G物F浮 物=液, 懸浮 ,G物=F浮 (基本物體是空心的)物液, 上浮,(靜止后漂?。〨物F浮 物液, 漂浮,G物=F浮(因?yàn)槭巧细〉淖詈缶辰?,所以物液)物液?沉底 ,物=F浮+F杯底對(duì)物的支持力(三力平衡) 露排比公式如果漂?。ㄟ@是重要前提!), 則:物液=V排V物。 其中,V物=V排+V露 它的變形公式 1 (液-物)液=V露V物 2 物(液-物)=V排V露 證明:漂

26、浮 F浮=G物,即液gV排=物gV物,即液V=物V物,即物液=V排V物(交叉相乘) 其他液體還可以產(chǎn)生比自身重力大的浮力 物體在液體中排開(kāi)液體的重力等于物體所受浮力但是液體可以產(chǎn)生比自身重力大的浮力排液量是一個(gè)抽象的概念,排開(kāi)的液體是當(dāng)液體凝固時(shí),將固體拿出,用同種液體將空檔填滿,用來(lái)填充的液體量就是排開(kāi)的液體量。所以產(chǎn)生十牛的浮力不一定需要十牛重的液體,液體可以產(chǎn)生比自身重力大的浮力例如:一個(gè)底面積為30平方厘米的容器中有50牛重的水,將一個(gè)底面積為25平方厘米高10厘米的柱體(密度大于水)放入水中沉入水底(主體下方有少量水,忽略不計(jì))。水上升至10厘米高。排水量為250立方厘米,浮力為25

27、0牛,而水只有50牛,產(chǎn)生的浮力是液體本身重力的5倍。當(dāng)物體在水中完全和地接觸是就沒(méi)有浮力了,因?yàn)榈撞繘](méi)水就不存在浮力了。 四種公式示重法:F浮=G-G1(空氣中重量減去在水中的重量)公式法:F浮=G排=液gV排漂浮法:F浮=G物(又叫平衡法)原理法:F浮=F-F 五、 HYPERLINK /view/621490.htm t _blank 浮力定律 壓力差和阿基米德定律在解釋浮力產(chǎn)生的原因和大小時(shí),都必須要有物體浸在液體里。 液體沒(méi)有任何外來(lái)物體浸入時(shí),它還會(huì)不會(huì)有浮力?如果有,我們又應(yīng)該怎樣去解釋產(chǎn)生浮力的原因和大小呢? 其實(shí),浮力是液體的一種屬性,由液體自身的特點(diǎn)形成的,它不會(huì)因外來(lái)物體

28、的浸入而增大或減小、存在或消亡。物體在液中的沉浮是物體在浮力作用下反應(yīng)出的一種自然現(xiàn)象。而我們?cè)撊绾瓮高^(guò)這些現(xiàn)象,去探尋浮力的本質(zhì)呢? 1、壓強(qiáng)與深度的關(guān)系 人潛入水里,會(huì)感到發(fā)悶,是因?yàn)槭艿搅怂膲簭?qiáng)。而水的壓強(qiáng)又與深度成正比,所以人要潛入到更深的水里,必須要穿潛水服,而我們到達(dá)深海則需要乘坐特制的 HYPERLINK /view/22962.htm t _blank 潛水艇。 2、浮力與壓強(qiáng)(深度)的關(guān)系 我們常常說(shuō)的船只擱淺是怎么回事呢?為什么枯水季節(jié)有些河道不能通航?淺水港為何不能停靠萬(wàn)噸輪船?其實(shí),所有問(wèn)題都在告訴我們一個(gè)事實(shí),物體受到浮力的大小與液體的深度有關(guān)。 當(dāng)船運(yùn)載貨物時(shí),它

29、的載重量越大,吃水就越深;載重量越小,吃水就越淺。而載重量大需要的浮力也會(huì)大,載重量小,需要的浮力也小。因此看來(lái),浮力的大小與船只在水中的深度成正比,又正為水的壓強(qiáng)也與它的深度成正比。所以,我們仔細(xì)研究會(huì)發(fā)現(xiàn),船只產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)與它同深度的水壓是一樣的,載重量大的船吃水深就是因?yàn)樗鼔簭?qiáng)大的緣故。 既然浮力會(huì)隨著液體的深度增加,為什么我們做實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧稱的讀數(shù)并不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化呢? 其實(shí),彈簧稱稱量的物體在液中不但要受到浮力,還同時(shí)受到液體對(duì)它施加的壓力。物體在液中的位置加深時(shí),它受到的浮力增大,而它受到的壓力也在同等的增大;當(dāng)物體在液中的位置變淺,它受到的浮力減小,但它受到的壓

30、力也會(huì)同等的減小。正是因?yàn)楦×蛪毫ν鹊脑黾踊驕p小,彈簧稱的讀數(shù)才不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化。 3、浮力與密度的關(guān)系 水和植物油都屬于液體,但它們的浮力是否相同呢?讓我們先把植物油滲進(jìn)水中,看看會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。很快,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)植物油全部浮在水面上,并不與水相溶共存,這是什么原因產(chǎn)生的呢?原來(lái),植物油的密度比水的密度小,它們產(chǎn)生的壓強(qiáng)各不相同,密度大的水便會(huì)下沉,密度小的油便會(huì)上升。輪船從淡水河駛?cè)牒@铮頃?huì)浮起來(lái)一些,就是因?yàn)楹K芏仍龃?但浮力不變(都屬于漂浮狀態(tài),所以同一物體在不同液體中所受的浮力是相等的),船排開(kāi)的海水體積就會(huì)比排開(kāi)的淡水體積小,所以船身會(huì)上浮一些??偨Y(jié)以上規(guī)律

31、,得出如下結(jié)論: 浮力的大小與液體的壓強(qiáng)(深度)成正比,與它的密度成正比,與它受到的壓力相等,方向相反。在沒(méi)有任何外力的作用下,液體保持靜止?fàn)顟B(tài)。 六、物體的浮沉 鐵和石塊在水中下沉,乒乓球、木頭、救生圈浮在水面上。同樣的物體也會(huì)因?yàn)橐后w密度的不同而或沉或浮。 是什么原因決定物體在液體中的沉浮呢?是物體的質(zhì)量和重量么? 我們知道,無(wú)論質(zhì)量多大,多重的木頭,它都會(huì)浮在水面上,而無(wú)論質(zhì)量多小,多輕的石頭,它都會(huì)沉入水底,這是為什么呢?這是因?yàn)槟绢^的密度比水小,而石頭的密度比水大的緣故。 在沒(méi)有任何外因時(shí),物體的密度大于液體的密度,物體沉下,當(dāng)物體的密度小于液體的密度,物體浮在液體表面。 為什么物體

32、的沉浮與密度有關(guān)呢? 在同一水平面上,液體向各個(gè)方向產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同。而木頭的密度小于水,它產(chǎn)生的壓強(qiáng)也小于同體積水的壓強(qiáng);石頭的密度大于水,它產(chǎn)生的壓強(qiáng)也就大于同體積水的壓強(qiáng)。當(dāng)木頭或石頭沉沒(méi)水中替換同體積水時(shí),因?yàn)槟绢^的壓強(qiáng)小于周圍水的壓強(qiáng)會(huì)浮出水面,而石頭的壓強(qiáng)大于周圍水的壓強(qiáng)會(huì)沉入水底。 壓強(qiáng)是決定物體浮沉的重要條件。 當(dāng)物重大于同體積液重時(shí),在液中的任何深度它產(chǎn)生的壓強(qiáng)都大于該位置的液壓,物體沉下。 當(dāng)物重小于同體積液重時(shí),在液中的任何深度,它產(chǎn)生的壓強(qiáng)都小于該位置的液壓,物體浮起。 當(dāng)物重等于同體積液重時(shí),在液中的任何深度,它產(chǎn)生的壓強(qiáng)都和該位置的液壓相同。物體懸浮。 我們把密度大于

33、空氣的氣球升上天,把密度大于水的鋼鐵制造成輪船浮于水,都是通過(guò)改變物體的壓強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 七、浮力的利用 從漂浮在河流上的樹(shù)林得到啟示,古人把木頭挖成空心的獨(dú)木舟,承載人或貨物,這是對(duì)浮力的最早利用。 但空心的鐵球并不一定浮起,實(shí)心的木塊它也不會(huì)沉下。所以,物體是否空心并不能決定物體的浮沉。 空心只是利用浮力的一種方法。 人們運(yùn)用這個(gè)道理,不但把密度輕于水的樹(shù)木制造成船只,也把密度大于水的鋼鐵制造成軍艦、輪船。 為什么空心的物體能夠利用浮力呢? 這是因?yàn)榭招牡奈矬w在水中增大了體積,增加了高度,并減小了物體的壓強(qiáng)。而壓強(qiáng)就是決定物體浮沉的重要條件。 空心的牙膏皮和卷成團(tuán)的牙膏皮它們的重量雖然相同,

34、但前者產(chǎn)生的壓強(qiáng)卻小于后者,當(dāng)空心牙膏皮產(chǎn)生的壓強(qiáng)小于同高度水深的壓強(qiáng)時(shí),它就會(huì)浮起。而卷成團(tuán)的牙膏皮產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于同體積水產(chǎn)生的壓強(qiáng),所以會(huì)在水中沉下。 軍事上用的潛水艇就是用進(jìn)排水的方法,增加或減輕潛水艇的重量,從而改變壓強(qiáng),以此來(lái)控制潛水艇的沉浮其實(shí),對(duì)于類柱體,浮力就是上表面向下的壓力與下表面向上的壓力的差。 浮力原理的發(fā)現(xiàn)公元前245年,赫農(nóng)王命令阿基米德(Archimedes)鑒定金匠是否欺騙了他。赫農(nóng)王給金匠一塊金子讓他做一頂純金的皇冠。做好的皇冠盡管與先前的金子一樣重,但國(guó)王還是懷疑金匠摻假了。他命令阿基米德鑒定皇冠是不是純金的,但是不允許破壞皇冠。這看起來(lái)是件不可能的事情。在

35、公共浴室內(nèi),阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。他的大腦中閃現(xiàn)出模糊不清的想法。他把胳膊完全放進(jìn)水中,全身放松,這時(shí)胳膊又浮到水面。他從浴盆中站起來(lái),浴盆四周的水位下降;再坐下去時(shí),浴盆中的水位又上升了。他躺在浴盆中,水位則變得更高了,而他也感覺(jué)到自己變輕了。他站起來(lái)后,水位下降,他則感覺(jué)到自己重了。一定是水對(duì)身體產(chǎn)生向上的浮力才使得他感到自己輕了。他把差不多同樣大小的石塊和木塊同時(shí)放入浴盆,浸入到水中。石塊下沉到水里,但是他感覺(jué)到石塊變輕。他必須要向下按著木塊才能把它浸到水里。這表明浮力與物體的排水量(物體體積)有關(guān),而不是與物體的重量有關(guān)。物體在水中感覺(jué)有多重一定與它的密度(物體單位體積的質(zhì)量

36、)有關(guān)。阿基米德在此找到了解決國(guó)王問(wèn)題的方法,問(wèn)題的關(guān)鍵在于密度。如果皇冠里面含有其他金屬,它的密度會(huì)不相同,在重量相等的情況下,這個(gè)皇冠的體積是不同的。把皇冠和同樣重量的金子放進(jìn)水里,結(jié)果發(fā)現(xiàn)皇冠排出的水量比金子的大,這表明皇冠是摻假的。更為重要的是,阿基米德發(fā)現(xiàn)了浮力原理,即水對(duì)物體的浮力等于物體所排開(kāi)水的重量。浮力 1浮力及產(chǎn)生原因:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對(duì)它向上托的力叫浮力。方向:豎直向上;原因:液體對(duì)物體的上、下壓力差。 2 HYPERLINK /view/760.htm t _blank 阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等于物體排開(kāi)液體所

37、受重力。 即F浮G液排液gV排。 (V排表示物體排開(kāi)液體的體積) 3浮力計(jì)算公式:F浮G-T液gV排F上、下壓力差 4當(dāng)物體漂浮時(shí):F浮=G物 且 物液 當(dāng)物體懸浮時(shí):F浮G物 且 物=液 當(dāng)物體下沉?xí)r:F浮液 浮力F浮=G物G視 G視:物體在液體的重力 浮力F浮=G物 此公式只適用 物體漂浮或懸浮 浮力F浮=G排=m排g=液gV排 G排:排開(kāi)液體的重力 m排:排開(kāi)液體的質(zhì)量 液:液體的密度 V排:排開(kāi)液體的體積 (即浸入液體中物的體積) 浮力的應(yīng)用1.如何調(diào)節(jié)浮力的大小 木頭漂浮于水面是因?yàn)槟静牡拿芏刃∮谒拿芏?把樹(shù)木挖成“空心”就成了獨(dú)木舟,獨(dú)木舟是減小了物體的重力,增大了可利用的浮力,從而可以多裝載貨物.牙膏卷成一團(tuán),沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,說(shuō)明“空心”可調(diào)節(jié)浮力與重力的關(guān)系.采用“空心”增大體積,從而增大浮力,使物體能漂浮在液面上. 2.輪船 輪船能漂浮在水面的原理:鋼鐵制造的輪船,由于船體做成空心的,使它排開(kāi)水的體積增大,受到的浮力增大,這時(shí)船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面上.它是利用物體漂浮在液面的條件F浮=G來(lái)工作的,只要船的重力不變,無(wú)論船在海里還是河里,它受到的浮力不變.根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮=液gV排,它在海里和河里浸入水中的體積不同

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