导图社区 10. 压强与浮力(2023.4.13)
最新版(2023.413)苏科版8下物理第十章《压强与浮力》知识点梳理,包含:①压力与压强②液体的压强③气体的压强④浮力⑤物体的浮与沉等基本知识点,使用其他版本教材的学生也可正常使用。
编辑于2023-04-13 10:19:368年级上册数学(苏科)第3章《勾股定理》相关知识点梳理,使用其他版本教材的同学也可以正常使用。可以作为学习笔记和复习资料,帮助大家系统地回顾和巩固所学知识,学生更好地理解和记忆历史知识。
8年级上册数学(苏科)第2章,轴对称图形相关知识点梳理,使用其他版本教材的同学也可以正常使用。可以作为学习笔记和复习资料,帮助大家系统地回顾和巩固所学知识,学生更好地理解和记忆历史知识。
苏科版8年级上册《全等三角形》相关知识点梳理,展示了全等三角形的定义、性质、以及判定条件等多个方面的知识点。这种组织方式使得学习者能够一目了然地掌握全等三角形的核心内容,便于记忆和复习。还介绍了多种全等三角形的判定方法,如“边角边”、“角边角”、“角角边”和“边边边”等,并详细说明了它们的由来、内容、应用格式以及推论。这些信息为学习者提供了丰富的解题技巧和方法,有助于他们在解决实际问题时灵活运用。使用其他版本的同学也可以正常使用。
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8年级上册数学(苏科)第3章《勾股定理》相关知识点梳理,使用其他版本教材的同学也可以正常使用。可以作为学习笔记和复习资料,帮助大家系统地回顾和巩固所学知识,学生更好地理解和记忆历史知识。
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压强与浮力
压强
压力
定义
物体由于相互挤压而垂直作用在物体表面上的力叫压力
压力属于弹力,是物体由于发生弹性形变而产生的力
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
尤其是画压力的示意图时要注意,箭头的起点必须位于被压物体(受力物体)
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
求压力思路
求支持力
压力的反作用力为支持力
压力作用效果
压力的(主要)作用效果是使被压物体发生形变
影响因素
压力的大小和受力面积的大小
压力越大、受力面积越小,压力的作用效果越明显
实验
名称
探究影响压力作用效果的因素
实验原理
物体受到压力发生的形变量越大,压力的作用效果越明显
实验方法
控制变量法
分别控制压力和受力面积两个变量
转换法
用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果
为了实验效果明显,选用易发生形变的海绵,而不用木板
实验结论
受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
压力与重力的联系与区别
压强
定义
物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强
物理意义
压强是用来表示压力作用效果的物理量
压强越大,压力产生的效果越明显
定义公式
P
压强(Pa)
F
压力(N)
S
受力面积(m²)
受力面积S是指两个物体相互接触的那部分面积,而不一定是受压物体的面积
普遍适用于任何求压强的情况
如图所示,将一底面积为S时物体分别放置在面积为S1和S2的两个桌面上,两种情况下,物体对桌面旳压力不变,但图甲中受力面积是S,图乙中受力面积是S2
单位
国际单位
N/m²
读作“牛每平方米”
专用名称
帕斯卡(pa),简称帕
1Pa=1N/m²
常用单位
千帕:kpa
兆帕;Mpa
换算
1kpa=10³pa
1Mpa=10³kpa
帕是一个很小的单位,一杯水放在桌面上,它对桌面的压强约为1000 Pa
人站在地面上时的对地面的压强约为
人在水中能承受的最大压强大约为
大约在水下200m
人能承受的最小压强
大约在海拔7500m高处
物理意义
压强是表示压力作用效果的物理量
柱状固体的压强
对于静止在水平面上,形状规则且密度均匀的柱形固体
适用于圆柱体、正方体、长方体等压力等于自身重力且密度均匀的固体
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
叠加体压强
步骤
列式
寻找压强对应的压力(一般与物体所受重力有关)和受力面积,写出压强(之比)的表达式
化简
代入已知比例求解未知比例
拓展:固体叠加压强传递规律
甲单独放在水平地面上时,对地面的压强为
把甲置于乙上,乙对地面的压强增加了
切割体压强
割补法(塑造柱体法)
比较大小
方法
割
补
变化量法
若切后受力面积不变
若切割前后都是柱体
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. 液体内部某一点,向各个方向的压强大小相等
3.同种液体
在同一深度,各点的压强大小相等
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
构造
主要由三部分组成
U型管
橡皮管
探头(由空金属盒蒙上薄橡皮膜构成)
原理
放在液体里的探头上的薄橡皮膜受到液体压强的作用发生形变,U型管左右两侧液面就会产生高度差,液面高度差的大小反映了薄橡皮膜所受压强的大小
将作用在橡皮膜上的压强大小转换成U型管内液面的高度差,只能比较液体压强的大小,不能测量液体压强的大小
使用前先检查装置气密性
大小
p=ρgh
ρ:液体密度(kg/m³)
g:9.8N/kg
h:液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,(m)
是深度,不是高度或长度
液体对容器底压力
等于容器底正上方的液体重力,不一定与容器中液体的重力相等
① 口大底小的容器
F<G
容器侧壁对水有一个相对容器底斜向上的压力
② 柱状容器
F=G
③ 口小底大的容器
F>G
容器侧壁对水有一个相对容器底斜向下的压力
液面
液体与空气接触的那个面
公式只适用于静止的液体和特殊固体产生的压强,对一般固体、气体或流动液体均不适用
特殊固体
如密度均匀的圆柱体、长方体、正方体等
一般固体
形状不规则且密度不均匀的固体
连通器
定义
上端开口,底部连通的容器
是两端都开口
特点
连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的
应用
茶壶
排水管的U型“反水弯”
用回水管的“水封”阻隔臭气
锅炉水位计
地漏
自动喂水器
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
容器内外压强
分类分析法
容器内部(液体)
先利用p=ρgh求压强
后利用F=ps求压力
容器外部(固体)
先利用平衡力(整体受力分析)求压力
后利用公式求压强
液体压力的特殊求法
液体对容器底部的压力,等于以容器底为底、液面高为高的柱形液体重力
推导
拓展
液体中任何一个面受到向上((向下)的液体压力,等于这个面正上方所有(假想)液体的重力
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
可以想象,我们生活在一个充满空气的容器中,地面就是容器底
定义
大气对处在其中的物体产生的的压强叫大气压强,简称大气压或气压
存在证明
1.马德保半球试验
证实了大气压的存在
而且说明大气压非常大
2.覆杯实验
3.瓶吞鸡蛋实验
4. 塑料挂钩实验
我们平时感觉不到大气压存在的原因
人身体内外空气相通,身体内外的大气压强相同
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
测出了标准大气压强的值
注意事项
① 玻璃管中要装满水银,不能留有气泡
装满水银的目的
排出玻璃管内的空气
若没有装满水银
会使测量结果偏小
② 做实验时,要将玻璃管竖直放置
③ 测量高度时要测水银面到玻璃管中水银面的距离
是两个液面之间的距离,不是管的长度
④ 管内外水银面的高度差与管的粗细、管是否倾斜、管的长度及将玻璃是否提起还是压下无关,只与当时的大气压值有关
大气压强支持着管内760mm高的水银柱
大气压强的值约为
如果用水来代替水银做托里拆利实验,需要玻璃管的高度至少为10.3m
单位
国际单位
帕斯卡(Pa)
常用单位
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
条件
温度:0℃
维度:45°海平面
大气压数值的计算
粗略计算时
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
晴天比阴天气压高
冬天比夏天气压高
在同一时间,地球上两地间的气压不同会引起空气流动.气压差越大,空气流动越快,由此可形成不同级别的风
封闭气体压强的大小与气体的体积和温度有关
体积城小、(压缩)、温度越高时,气体压强越大
大气压强与沸点
压强越大,沸点越高
压强越小,沸点越低
抽成真空,水的沸点19℃左右
此时的大气压强为液面上方的气体压强
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
机翼上方气流的速度较大,对机翼上表面的压强小;下方气流的速度较小,对机翼下表面的压强较大。机翼上、下表面存在压强差,因而有压力差。
相同时间内,上面路程大于下面路程
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”
5. 雨伞在刮风时容易“外翻”
6. 在火车站或地铁站候车时,人必须站在安全线以外区域
7. 轮船禁止并行
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,这个力叫作浮力
浸在
部分浸入
全部浸入(浸没)
方向
总是竖直向上
产生的原因
浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对其上下表面的压力差
浮力是液体压力的合力
1.当物体漂浮时
2.浸在液体中的物体不一定都受到浮力
若柱形物体底部与容器紧密接触,水对它向上的压力为0,此时不受浮力
桥墩、拦河坝等
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
阿基米德的灵感
阿基米德在洗澡时发现,物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积
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
展开式
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
物体排开液体的质量
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
浮力的计算
称重法
① 用弹簧测力计测出物体的重力G
② 再测量物体浸在某种液体中静止时的示数
计算浮力的方法,浮力的大小与物体的重力和弹簧测力计的拉力无关
压力差法
浮力产生本质,上下表面压力
阿基米德原理法,适用于液体和气体
平衡法
漂浮、悬浮
受力分析
物体的浮与沉
物体的浮沉及条件
浮沉条件
比较浮力和重力
物体上浮
物体悬浮
物体下沉
比较液体密度和物体密度
物体上浮
物体悬浮
物体下沉
上浮的结果是漂浮状态
下沉的结果是沉底状态
3静2动
3静
漂浮
在重力和浮力的作用下,若物体静止在液面上,并有一部分露出液面,这种状态称为漂浮
相关关系
是上浮过程的最终状态
处于静止状态,受平衡力作用
悬浮
在重力和浮力的作用下,若物体浸没在液体中,处于平衡状态,则称为悬浮
相关关系
可以停留在液体的任何深度处
处于静止状态,受平衡力作用
沉底
相关关系
是下沉过程的最终状态
处于静止状态,受平衡力作用
2动
上浮
相关关系
处于动态,受非平衡力作用
下沉
相关关系
处于动态,受非平衡力作用
归纳总结
近似浮沉规律
一个物体漂浮在液面,浸入液体的体积是自身体积的几分之几,物体的密度就是液体密度的几分之几
浮力的应用
密度计
原理
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
同一支密度计,浸入液体越深,说明液体的密度越小
示数
密度计刻度分布不均匀
上小下大
上疏下密
密度计通过排开液体的体积表示密度,利用了转换法
直立
封存少许铅粒,便于直立于各种液体中
为使密度计能直立漂浮,密度计的重心很低
密度计示数
轮船
原理
用密度大于水的材料制成的能够漂浮在水面的物体
把密度大于水的材料做成空心的,使它能够排开更多的水
排水量
非水量=船自身质量+满载时货物的质量
轮船从江河驶入大海中时,会上浮一些(海水的密度大于江河水的密度)
潜水艇
通过改变自身的重力实现上浮或下潜
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
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