初中物理-八年级下册-《流体力的现象》

哈尔滨初三（八年级下册）物理，作图不易，请多支持。

流体力的 现象

• 认识浮力
  • 什么是浮力
    • 一切浸入液体或气体中的物体，都受到液体或气体对它向上的力，叫做浮力（buoyancy force）。
      • 符号：F浮
      • 单位：牛（N）
  • 活动：感受浮力
    • 1.将木块、乒乓球按入水中，有什么感觉？
      • 手受到竖直向上的压力，且随着木块(乒乓球)浸入水中的体积越大，压力越大。
    • 2.把铁球、石块从水中托出，有什么感觉？
      • 手受到竖直向下的压力，且随着铁球(石块)露出水面体积越大，压力越大。
    • 3.用线把木块系好，拉入水中，观察线的方向。
      • 向不同方向倾斜烧杯，均观察到：细线方向始终垂直，可见浸在水中的物体所受浮力方向竖直向上。
  • 浮力的产生原因
    • 液体对浸入其中的物体的四周都有压强。但由于液体内部的压强随深度的增加而增大，因此物体受到的向上的压力要比其受到的向下的压力大，这些压力总的效果，就出现了一个作用于这个物体的向上的力，即浮力。
  • 科学探究：测量浮力
    • 实验：在弹簧测力计的挂钩上竖直悬挂一个重物，读出测力计的示数F1；把重物浸入水中，再读出测力计的示数F2。
      • 计算公式：F浮=F1-F2
    • 方法
      • ①称重法(物体所受浮力等于物体在空气中减去物体在液体中的总重)
      • ②重力差法：F浮=G－F
      • ③平衡法(漂浮，悬浮)F浮=G物
      • ④压力差法：F浮=F向下-F向上
• 沉与浮
  • 物体的沉浮实验
    • 观察：鸡蛋沉浮
      • 实验：取一枚新鲜鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，观察到鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，又会发生什么现象？
        • ①鸡蛋在清水中下沉，最终沉底。
        • ②加盐到一定程度鸡蛋上浮，最终漂浮在盐水面上。
        • ③加适量水后，鸡蛋会悬浮在水中。
    • 浮沉条件
      • （1）上浮：F浮>F物或ρ物<ρ液
      • （2）漂浮：F浮=F物或ρ物<ρ液
      • （3）下沉：F浮>F物或ρ物>ρ液
      • （4）沉底：F浮<F物或ρ物>ρ液
      • （5）悬浮：F浮=F物或ρ物=ρ液
      • 注
        • ①上浮和下沉是不平衡态；悬浮，漂浮，沉底是平衡态。
        • ②上浮，下沉，悬浮，沉底，漂浮：V排=V物
        • ③空心物体运用沉浮条件时，可以用物体的平均密度ρ物与液体密度ρ液比较。
  • 控制沉与浮
    • 鱼类
      • 改变V排从而改变浮力。
    • 潜艇
      • 改变自身重力从而改变浮力。
    • 轮船
      • 采用“空心”的方法，增大可利用的浮力。
    • 热气球
      • 自带加热器可以调节气囊中气体的温度，从而达到控制气球升降的目的。
    • 浮船打捞
      • 借浮力起重。
• 科学探究：浮力的大小
  • 浮力大小与什么因素有关
    • 实验：将铁块、铝块、大铁块分别浸没在清水和浓益水中，测量其所受的浮力。
      • 材料： ◆体积相同的铁块和铝块 ◆体积较大的铁块 ◆弹簧测力计 ◆一杯水 ◆一杯浓盐水 ◆细绳
    • 上面的实验表明，物体所受浮力大小与物体浸在液体中体积（V排）有关，与液体密度（ρ液）有关，而与G物，V物，h无关。
  • 阿基米德原理
    • 实验：先在空气中测量出石块所受重力的大小，再把石块浸没在水中，读取弹簧测力计示数，计算出石块受到的浮力然后，测量出被石块从小桶排到另一小桶中的水的质量。
      • 结论：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力。（阿基米德原理）
    • 公式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排同时适用于气体。
• 在流体中运动
  • 鸟儿是怎样翱翔的
    • 实验探究：鸟翼的升力
      • 引出：鸟类的翅膀形状各异，飞行方式也各不相同，但它们有一个共同的特点：鸟翼横截面的边线是弯曲的。
      • 实验：用硬纸做一个鸟翼模型，在其中间插一根吸管，穿过吸管（减小摩擦对实验的影响）将模型套在一根竖直的铁丝上，使它可以自由地上下移动。用吹风机对着模型吹凤。
        • 材料： ◆硬纸 ◆吸管 ◆胶带 ◆电吹风机 ◆铁丝
      • 发现：水平的气流，能使鸟翼获得向上的升力
  • 伯努利的发现
    • 活动：流体压强与流速的关系
      • 实验：取一张纸条，从纸条上方沿纸条吹气。
        • 现象：纸条向上飘起来。
        • 解释：吹气时，纸条上方的空气流速大，压强小，纸条下方的空气流速小，压强大，由于纸条受到向上的压力大于纸条的重力，所以纸条向上漂。
      • 科学家通过大量实验发现：对于流动的液体和气体，在流出大的地方压强小，流速小的地方压强大。（伯努利原理）
    • 应用
      • 鸟
        • 鸟翼升力产生原因：鸟在空中翱翔，空气沿着鸟翼流过，由于鸟翼的上凸下凹的特殊造型，使通过鸟翼上方（凸面）的空气流速比鸟翼下方（凹面）的空气流速大一些，于是鸟翼上方的空气压强小于下方的空气压强，这个压强差就使鸟翼获得了升力；当升力跟鸟所受的重力相平衡时，鸟便能翱翔在蓝天了。
        • 起飞的原理：物体间力的作用是相互的，力可以改变物体的运动状态。
        • 滑翔的原理：流体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，鸟所受升力与重力二力平衡。
      • 飞机机翼
      • 海洋中
        • 许多动物是靠水翼在水中自由滑翔、升降的，如：企鹅、海豚等。
        • 深水飞机
          • 流线型的原因：
            • ①使深水飞机获得向上的升力
            • ②减少深水飞机在水中运动时的阻力