10. 压强与浮力

初中物理《压强与浮力》知识点梳理，包含：1.压强（压力、压强） 2.液体的压强 3.气体的压强 4.浮力（浮力、阿基米德原理） 5.浮力的应用与计算等基本知识点。

压强与浮力

• 压强
  • 压力
    • 定义
      • 垂直作用在物体表面上的力叫压力
    • 压力产生的条件
      • 相互接触且发生挤压的物体之间才有压力
    • 方向
      • 与受力物体的表面互相垂直且指向被压物体
    • 作用点
      • 在被压物体的接触面上
    • 大小
      • 压力并不都是由重力产生的，因此压力的大小不一定与重力大小相等
    • 压力与重力的区别
  • 压强
    • 定义
      • 物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强
    • 压强定义公式
      • • P：压强（Pa）
        • F：压力（N）
        • Ｓ：受力面积（m²）
    • 单位
      • 帕斯卡（Ｐａ）
      • 1Pa=1N/m²
    • 物理意义
      • 压强是表示压力作用效果的物理量
    • 对压强计算公式的理解
      • 公式P=F/S,对固液气体产生的压强都普遍适用
      • 公式中的面积S是指两个物体相互接触的那部分面积，而并不一定是受压物体的表面积
      • • 对于静止在水平面上，密度均匀的柱形固体
  • 增大和减小压强的方法
    • 增大压强的方法
      • １.压力一定时，减小受力面积
        • 刀斧、水果刀
      • ２.受力面积一定时，增大压力
        • 刹车时用力
      • ３.同时增大压力和减小受力面积
    • 减小压强的方法
      • １.压力一定时，增大受力面积
        • 坦克
      • ２.受力面积一定时，减小压力
        • 空心砖
      • ３.同时减小压力和增大受力面积
• 液体的压强
  • 产生原因
    • 由于液体受到重力的作用，并且具有流动性，因此，液体对容器底部和侧壁都有压强
  • 特点
    • １.液体内部朝各个方向都有压强
    • ２.在同一深度，各个方向压强相等
    • ３.深度增大，液体压强增大
    • ４.相同深度，液体密度越大，液压越大
  • 液体压强计
    • 作用
      • 测量液体内部压强的仪器
    • 组成
      • 由U型管、金属盒、橡皮导管等组成
    • 工作原理
      • 当金属盒上的橡皮膜受到挤压时，U型管两边液面会出现高度差，压强越大，两边液面的高度差也越大
  • 大小
    • 公式
      • ｐ＝ρｇｈ
        • ρ：液体密度（Ｋｇ／ｍ³）
        • ｇ：９.８Ｎ／Ｋｇ
        • ｈ：液体液面到液体内部某点的垂直距离，（ｍ）
          • 是深度，不是高度
      • • 公式只适用于静止的液体（和特殊固体）的压强，对固体、气体或流动液体均不适用
  • • 连通器
      • 上端开口，下端连通的容器
      • 特点
        • 连通器里的同种液体不流动时，各容器中的液面总保持相平
      • 应用
        • 自动喂水器
        • 茶壶
        • 船闸
    • 帕斯卡原理
      • 加在密闭液体上的压强，能够大小不变的被液体向各个方向传递
• 气体的压强
  • 大气压强的存在
    • 产生原因
      • 空气像液体一样受到重力的作用，且具有流动性。因此，大气内部向各个方向都有压强
    • 定义
      • 大气对处在其中的物体的压强叫作大气压强，简称大气压或气压
    • 存在证明
      • １.马德保半球试验
      • ２.覆杯实验
      • ３.瓶吞鸡蛋实验
  • 测量
    • 测量工具
      • 气压计
        • 水银气压计
          • 测量准确，不易携带
          • 常用于气象站和实验室
        • 金属盒气压计 (无液气压计)
          • 可以改造成高度计
          • 携带方便
    • 托里拆利实验
      • • 管内外水银面的高度差与管的粗细及管是否倾斜无关，只与当时的大气压值有关
        • 管内进入空气时，管内外水银面的高度差将变小，测量的气压值会偏小
      • • 大气压强支持着管内760mm高的水银柱
        • 大气压强的值约为
  • 单位
    • 帕斯卡（Pa）
    • • 厘米水银柱（cmHg）
      • 毫米水银柱（mmHg）
      • 标准大气压
        • 定义
          • 通常把760mm高的水银柱所产生的压强的大气压叫标准大气压
  • 影响因素
    • 高度
      • 大气压强是由于大气层受到重力而产生的，离地面越高的地方，大气越稀薄，大气压强越小
        • 海拔越高，气压越小，呼吸越困难
      • 大气压随高度的增加而减小，且它的变化是不均匀的
        • 在海拔3Km以内，大约每升高10m，大气压强就减小100Pa
    • 大气压强还会随着温度、湿度、季节等因素的变化而变化
  • 大气压强与沸点
    • 液体的沸点随着大气压强的减小而降低，随着大气压强的增大而升高
  • 应用
    • 生活中
      • １.钢笔吸墨水
      • ２.吸管吸饮料
      • ３.针管吸药液
      • ４.瓷砖上的塑料吸盘
    • 生产中
      • １.活塞式抽水机
      • ２.离心式水泵
• 流体压强
  • 流体
    • 物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体
  • 流体压强与流速
    • 流速大的位置，压强小；
    • 流速小的位置，压强大
    • • 对同一物体，物体相对的两个表面受到的压强不同时，它们受到的压力也不同，物体就会向压力较小的一方运动
      • 飞机的升力
        • 机翼上下表面流速速度上大下小
  • 与流体压强相关的现象
    • １.窗外有风吹过，窗帘向窗外飘
    • ２.汽车开过后，路面上方尘土飞扬
    • ３.踢足球时的“香蕉球”
    • ４.乒乓球的“旋转球”
• 浮力
  • 浮力
    • 定义
      • 一切浸在液体（或气体）中的物体都受到液体（或气体）对它竖直向上“托”的力，叫作浮力
    • 浮力方向
      • 总是竖直向上
    • 产生的原因
      • • 1.当物体漂浮时
        • 2.浸在液体中的物体不一定都受到浮力
          • 桥墩、拦河坝等
          • 因其下底面同河床紧密粘合，水对它向上的压力为0
        • 3.同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变
        • 4.浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力，因此，在分析物体受力情况时，浮力和液体压力不能同时考虑
    • 影响因素
      • 与浸在液体中的体积有关
      • 与液体的密度有关
      • • 物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，物体所受的浮力越大
  • 阿基米德原理
    • 内容
      • 浸在液体中的物体受到液体竖直向上的浮力
      • 浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力
    • 理解
      • • 是物体排开液体的重力，而不是物体自身的重力
      • • 是指液体的密度，而不是物体的密度
      • • 是排开液体的体积，不一定等于物体的体积
          • 当物体浸没在液体中时
            • 物体体积不变，排开液体体积也不变，浮力大小与深度无关
          • 当物体只有一部分浸入液体中时
            • 当物体逐渐浸入液体中时，排开液体体积增大，浮力也增大
    • • 阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体
• 物体的浮与沉
  • 物体的浮沉条件
  • 悬浮和漂浮
  • 浮力的应用
    • 密度计
      • 根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造和工作的
      • 密度计重力不变，在不同液体中所受浮力相同
        • 液体密度增大，V排 减小，密度计在液面以上的部分增大，刻度越靠下，密度越大
    • 轮船
      • 用密度大于水的材料制成的能够漂浮在水面的物体
      • 原理
        • 把密度大于水的材料做成空心的，使它能够排开更多的水
    • 潜水艇
      • 1. 潜水艇两侧有水舱，向水舱中充水时，潜水艇逐渐加重，就逐渐潜入水中
      • 2. 当水舱充水至潜水艇重等于同体积的水重时，潜水艇就可以悬浮在水中
      • 3. 当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而上浮
    • 气球和飞艇
      • 利用充气或放气来控制体积变化可实现升降
      • • 氢气、氦气的密度比空气小，它们的重力小于所排开的空气的重力
  • 浮力的计算
    • 称重法
    • 压力差法
    • 阿基米德原理法
      • 适用于液体和气体
    • 平衡法
      • 只适用于漂浮和悬浮状态
      • 当物体处于漂浮或悬浮状态时
  • • 纯冰熔化
      • 1.若冰块漂浮于水中，则熔化后液面不变
      • 2.若冰块漂浮于密度大于水的液体中，则熔化后液面上升
      • 3.若冰块漂浮于（或浸没于）密度小于水的液体中，则熔化后液面下降