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- 2021-05-10 发布
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第十四章复习教学设计
一、知识网络
压力的概念
压力 压力的方向
压力的作用效果
压强的概念
压强的物理意义
压强的概念 压强的公式:P=F/S
压强的单位:Pa
液体压强产生的原因
测量液体压强工具
液体内部压强 测量液体压强规律的方法
公式:P=ρgh
连通器的概念
连通器 连通器的原理
压强 连通器的应用
静止流体压强 产生大气压强的原因
大气压强的测定:托里拆利实验
大气压强 大气压强的大小
大气压随高度变化的特点
应用:活塞式抽水机和离心式水泵等
流体的压强与流速的关系
流体的压强 飞机上天的原理
浮力的概念
浮力的方向
基本概念 浮力产生的原因
浮力的大小
F = (阿基米德原理)
浮力 计算方法 F =G—F(F为物体浸在液体中时的“视”重)
F =F —F
浮沉条件
实心物体的浮沉
物体漂浮在液面时浮力等于物体的重力
浮沉条件 轮船浮于水面的原理
潜水艇浮沉的原理
应用 热气球和飞艇升降的原理
密度计的原理
深水打捞:“浮筒打捞法”等
二、识记巩固
1. 垂直压 在物体表面上的力叫压力,压力的方向是垂直并指向 被压物体 。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果 越显著 ;当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果 越显著 。
2.作用在物体 单位面积上 的压力叫压强,压强是用来表示压力产生的 作用效果 的物理量。压强在国际单位制中的单位是 帕(或Pa) 。可以通过 增大压力 或 减小受力面积 的方法来增大压强。
3.产生液体压强的原因是:由于液体 受重力 作用,且具有 流动性 ,所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都会产生压强。
4.测量液体压强的工具是 压强计 。液体内部 存在 各个方向的压强;在液体内同一深度处,液体向各个方向的压强大小 相等 ;液体内部的压强随深度的增加而 增加 ;液体内部的压强跟液体的密度 有关 。
5.液体的压强公式是 P=ρgh ,h是指待测点到自由液面的 竖直高度 ;P与ρ和h有关,与液体的重 力、体积、容器的形状等 无关 。
6.连通器是 上端开口 ,底部 连通 的容器。只装 一种 液体,且液体静止时连通器的各容器液面 总是 相平 的。
7.大气压强产生原因是大气 受到重力 的作用并且 具有流动性 。
8.第一次测出大气压强值的实验是 托里拆利实验 ,利用该原理制成的测量大气压的测量工具是 水银气压计 。一个标准大气压= 760mm 水银柱高= 1.01×10 Pa。
9.大气压随高度的增加而 减小 ;液体的沸点随气压的增大而 增大 。在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小压强就 增大 ,体积增大压强就 减小 。
10.浸在液体(或气体)中的物体受到 液体(或气体)向上托的力 叫浮力。浮力的方向是 竖直向上 的。产生的原因是 浸在液体(或气体) 中的物体受到液体(或气体)的向上的和向下的压力差 。
11.浮力等于物体 排开的液体(或气体)所受的重力 (即阿基米德原理)。浮力的计算方法(公式)有:(1) F = (阿基米德原理);(2) F=G—F (G为物重,F为物体浸在液体中时的“视”重);(3) F=F—F (规则物体竖直浸在液体中时:F为下表面受到的液体压力,F为上表面受到的压力)。
12.当物体完全浸没在液体中时:当浮力 大于 重力,物体就会 上浮 ;当浮力 小于 重力,物体就会 下沉 ;当浮力 等于 浮力时,物体就会 悬浮 在液体中。对于实心物体有:< 时,物体就会在液体中下沉;> ,物体会在液体中上浮;=时,物体会悬浮在液体中。当物体漂浮在液面时,浮力 等于 物体的重力。
13.轮船是利用密度大于水的材料制成 空心 ,增大 浮力 的原理制成。潜水艇是靠改变自身的 重力 (调节水箱中的储水量)来实现沉浮的。热气球和飞艇是靠改变自身的 体积或密度 来实现沉浮的。密度计是利用物体 漂浮在液面的条件 制成的,密度计浸在液体里的部分越多液体的密度越 小 。
14.流体流速大的地方压强 小 ,流速小的地方压强 大 。飞机上天的原理:由机翼的形状和倾角 决定了空气从机翼上方流过的流速 大于 从机翼下放流过的流速,所以机翼下方的压强 大于 机翼上方的压强,就产生了作用在机翼上的举力或升力,当举力 大于 重力时,飞机就上升。
三、《压强和浮力》问题梳理
1.压力的方向和重力的方向是不同的,压力的方向垂直于作用面,重力的方向竖直向下。不能把压力等同于重力;
2.公式中的“S”指的是物体的受力面积,即是相互作用的两个物体相互接触的面积;
3.液体深度的理解:易把“深度”等同于“高度”或“长度”。“深度”应指液面(液体的自由面)到该点的垂直距离;
4.液体压强特点的理解:容易受固体压强的思维定势影响,去判断液体的压强。
5.对同一地点,大气压强的值是一定的,所支持的水银柱的高度是一定的,与玻璃管的粗细、提升与否是无关的。
四、例题解析
例1 小王同学双脚与地面的接触面积为4×10-2m2,请根据图中某些情况下的压强数值估算:(1)小王同学的重力。(2)小王同学平躺时与床面的接触面积。(3)小王同学背着重力为40牛的书包行走时对水平地面的压强。
20Pa 1.51.5×104 Pa
3×103 Pa 5×104 Pa
解析 根据图中提供的信息:①人站着对地面的压强为1.5×10Pa,站着人的重力应等于对地面的压力G=F=PS=1.5×10×4×10N=600N;②人躺着对床面的压强为3×10Pa,平躺时接触面积为S=F/P=600N/3×10Pa=0.2m。③人行走时是单脚着地,受力面积是2×10m,加上40N的书包,地面受到的压力为600N+40N=640N,地面受到的压强:P=F/S=640N/2×10m=3.2×10Pa。
点评 给出文字或图表对学生进行收集信息、提取信息及计算等的考查是中考发展的一种趋势。对这一类问题,应先从设问开始,筛选出对设问有用的信息,进行分析、归纳、计算等,这要求学生要养成认真思考、认真读题、认真审题的习惯。
例2 如图所示,为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景。已知气球的体积为8m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9kg,空气的密度为1.29 kg/ m3,g取10N/ kg,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为( )
A.103.2N B.90N C.13.2N D.193.2N
解析 气球(含内部所充气体)、标语及细绳组成的系统受到向下的重力G、地面拉绳向下的拉力F和气球受到的向上浮力F浮而静止,即“系统”受三个力平衡。由方程G+F=F浮得mg+F=空气gV排,有F=空气gV排—mg=1.29 kg/ m3×10N/ kg×8m3—9kg×10N/ kg=13.2N。
答案 C
点评 物体在同一直线上受三个力而平衡的题目,在中考题中比较常见,一般属于中等或中等偏难的题型。解决这类问题的关键在于受力分析,首先要明确研究对象(本题的研究对象为气球、标语及细绳组成的系统
)。其次要分析哪个方向受到哪些力的作用。再利用平衡条件,将同一方向的相加等于反方向的力相加。最后代数据进行计算或判断。
例3 如图所示,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图中能正确反应弹簧测力计示数F与圆柱体下表面到水面的距离h关系的图像是( )
解析 将金属圆柱体作为研究对象,它受到向上的浮力F浮、弹簧测力计向上的拉力F和向下的重力G而静止,即受三个力平衡,由平衡方程G =F浮+F得F=G—空气gV排,有F=空气gV排—G 。当金属圆柱体缓慢浸入水中,但在未浸没之单前,V排逐渐增大,由公式F=空气gV排—G,可知弹簧测力计拉力F逐渐减小。当金属圆柱体完全浸入水中之后 V排不再变化,由公式F=空气gV排—G,可知弹簧测力计拉力不变。
答案 A
点评 为了节约答题时间,像这样的选择题,可以根据实际问题,用“排除法”进行简单而直接的判断。就本题而言,但在圆柱体未浸没之单前,浮力增大,拉力应减小,排除C、D选项;当金属圆柱体完全浸入水中之后, V排不变,浮力不变,计拉力不变,排除B选项,最后只有A选项符合要求。
例4 如图所示,是医生给病人静脉注射常用的一套输液装置。其中A是装有药液的输液瓶,B是输液管,C是通气管,D是支架,E是观察滴液的小瓶,K是控制输液快慢的开关。设输液瓶内药液的液面距手臂注射处的高度为H,药液的密度ρ≈1.0×103kg/m3,人体的血压大约是1.0×104Pa至1.5×104Pa,取g=10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.人体的血压相当于1.0m至1.5m高的水柱产生的压强
B.人体的血压相当于0.1m至0.15m高的水柱产生压强
C.当H大于1.5m时,一般情况下药液就能正常输入人体
D.当H小于1.0m时,一般情况下药液就能正常输入人体
解析 在医学上人体血压指的是血液对血管壁的压强,一般用毫米汞柱作单位表示,其含意是在水银面有大气压作用的情况下,血压支撑的水银柱的高度,例如,某人的舒张压是90mmHg,是指水银面有大气压作用的情况下血压支撑的水银柱的高度是90mm,在这种情况下能支撑的水柱高应是1224 mm,约1.2m,相当于1.2×104Pa的压强。图中C管与大气相通,当输液瓶中药液下降,压强减小时,大气压通过C管向输液瓶中压入气体,使瓶底压强始终等于大气压强。将人体的血压范围1.0×104Pa与1.5×104Pa和水的密度水=1.0×103kg/m3,分别代入液体压强公式P=液gh,可求得h分别为1.0m和1.5m,所以人体血压相当于1.0m至1.5m高的水柱产生的压强,要选A选项。为了能使药液能顺利输入人体,药液的压强必须大于人体的血压, H应有1.5m左右的高度,为了确保安全输液(若H过低,则血液会回流到输液管中),应选C选项。
答案 A .C