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- 2021-10-26 发布
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第十章 压强与浮力(第1课时)
【学习目标】
1.知道压力的概念;理解压强的概念;能应用压强公式进行简单的计算;
3.知道增大和减小压强的方法,并能解释有关压强的现象;
4.知道液体内部压强的规律;
5. 知道大气压的存在,了解测量大气压的方法;
6. 知道流体压强与流速的关系,并能解释相关现象。
【预习探学】
1. 物理学中,把 作用与物体表面的力叫做压力,压力方向总是 于物体表面指向被压物体,压力的作用点在 。
2. 压力的作用效果与 和 有关, 物理学中,用 这个物理量来表示压力的作用效果。
3. 物理学中,把物体所受的 与 之比叫做压强。用公式表示为p= ,可以变形为F= ,s= .
4. 在国际单位制中,压强的单位是 ,简称 ,符号是 ,1Pa =N/m2。
5. 估测人站立时对地面的压强:(1)依据的原理是 ;(2)需要直接测量的物理量有 、 ;(3)需要测量器材有 、 。
6. 增大压强的方法:在压力一定时,减小 ;受力面积一定时,增大 。 7. 减小压强的方法:在压力一定时,增大 ;受力面积一定时,减小 。
8. 液体内部压强规律:(1)液体内部压强的大小,随深度的增加而 ;(2)在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 ;(3)在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强 。
9. 测量液体内部压强的仪器叫作 。将它的金属盒探头放入液体中某一深度处,通过U型管两侧液面 来显示压强的大小。
10. 大气对处于其中的物体有压强,叫做 ,简称 。
11. 历史上最早验证大气压存在的实验叫做 实验。最早测量大气压的实验由意大利科学家 完成的。测量大气压的仪器叫作 。
12. 人们通常把相当于 高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,约等于 Pa。
13. 大气压的变化规律:(1)大气压随高度的增加而 ;(2) 和 的
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的变化也会引起大气压的变化。
14.液体的沸点与液面上方的 有关。气压减小时沸点 ,气压增大时沸点
。
15. 流体压强与流速的关系是:在流体中,流速越大,液体的压强越 。
16. 机翼升力:机翼上方空气流速大,压强 ;下方空气流速小,压强 ; 这种压力差,使飞机获得竖直向上的升力。
【合作互学、交流助学】
例1 如图所示,物体静止在斜面上,请画出物体所受到的重力G
和物体对斜面的压力F的示意图.
例2 如图所示是一款自动清洁地面机器人,它工作时内部的电动机带动风扇转动,把尘盒内的空气排除,利用 将垃圾吸入尘盒内.已知机器人的质量是2kg,滚轮与地面的总接触面积为10cm2,静止在水平地面时它对地面的压强为 Pa.
例3 如图所示是放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB.下列判断正确的是( )
A. A的密度一定小于B的密度
B. A的密度可能等于B的密度
C. A的质量一定大于B的质量
D. A的质量可能等于B的质量
例4 高度、材料相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,它们的大小如图所示。它们对桌面的压力分别为FA、FB,压强分别为pA、pB。关于它们的大小关系,正确的是( )
A.FA<FB,pA<pB
B.FA>FB,pA=pB
C.FA>FB,pA>pB
D.FA>FB,pA<pB
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例5 如图所示,水平地面上A、B两圆柱形容器中的液面相平,甲、乙、丙三处液体的压强分别为p甲、p乙和p丙(ρ水>ρ煤油),则p甲、p乙和p丙的大小关系为( )
A. p甲=p乙>p丙
B. p甲>p乙>p丙
C. p甲<p乙<p丙
D. p甲=p乙<p丙
例6 如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A. ρ甲=ρ乙,F甲<F乙
B. ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C. ρ甲<ρ乙,F甲>F乙
D. ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
例7 我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会飘动起来,如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动( )
A. 向A方向飘动
B.向B方向飘动
C. 向C方向飘动
D. 条件不足,无法判断
例8 老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”.小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水.
(1)该同学通过观察 来反映压力的作用效果.
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放 在海绵上,其目的是控制 大小相同,改变受力 面积的大小.从该实验中得出的结论是 。
以下实例中应用该结论的有 。(选填字母)
A. 菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C. 汽车限重 D. 啄木鸟有个坚硬而细长的哮
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(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是
。
(4)此实验 (能/不能)用木板代替海绵,原因是 ;此实验中运用到的主要科学方法是 (写出一种)。
例9 在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中:
(1)压强计是通过U形管的 来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯的液面相平。(不考虑实验结论的偶然性)
①比较图甲和图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大.
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论: 。
③比较图乙和图丁,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?_ ,理由是: 。
例10 小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔这样做的目的是 。
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,计下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的 的长L,则大气压的值可表示为P= .
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值 (偏大/不变/偏小).
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5 cm2和2cm2
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,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 (甲/乙)注射器,请说明理由:
。
例11 平底茶杯放在水平桌面上,茶杯重3N,茶杯的底面积是25cm2,茶杯内装有200cm3的水。(g取l0N/kg)求:(1)茶杯内水的质量 (2)茶杯对桌面的压强
例12 2011年2月21日,“雪龙”号极地考察船抵近南极中山站,考察船与中山站之间是一层海冰。科考队员打算驾驶履带车驶过冰层前往中山站,载人履带车的质量为25 t,每条履带与冰面的接触面积为2m2。为探测冰层的承受极限,科考队员把质量为280 kg、底面积为400cm2的钢锭压在水平冰层上,冰层恰好处于极限状态(有微小裂缝但无明显破裂)。求:(g取l0 N/kg)
(1)冰层能承受的极限压强。
(2)通过计算判断履带车能否安全驶过冰层.
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