第十章压强和浮力

第十章 压强和浮力
一、压强
1、压力：
（１）概念：垂直作用于物体表面的力。

（２）下列各种情况下所受压力的大小。

Ｆ压＝ G Ｆ压＝G Ｆ压＝F+G Ｆ压＝ G –F Ｆ压＝F-G Ｆ压＝F 2、探究压力作用的效果：
（１）实验方法：控制变量法、对比法
（２）甲、乙两图说明：受力面积相同时，压力越大压力的作用效果越明显。

乙、丙两图说明：压力相同时、受力面积越小压力的作用效果越明显。

概括这两次实验结论是：压力的作用效果与压力和受力面积有关。

3、压强：
（１）定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。

（２）物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量 （３）计算公式：p ＝
S
F
其中各量的单位分别是：p ：帕斯卡（Pa ）；F ：牛顿（N ）S ：米２
（m 2）。

（４）１Ｐa ＝1N/m 2一名中学生站立时对地面的压强约为：１.５×104Pa ；它表示：每平方米面积上受到脚的压力为１.５×104N 。

（注意站立和走路不同，走路时只有一只脚着地）
（５）变形公式：Ｓ＝
p
F
Ｆ＝pS （６）增大压强的方法：增大压力 如：用力按图钉
减小受力面积 如：缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄
减小压强的方法：减小压力 如：汽车不得超载
增大受力面积 如：铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较
宽
二、液体的压强
1、液体内部压强的规律：
（１）液体对容器底部和测壁都有压强，在液体内部向各个方向都有压强； （２）在同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等； （３）液体内部压强的大小，随深度的增加而增大；
（４）在不同液体的同一深度处，液体的密度越大，压强越大。

２、Ｕ形压强计是通过Ｕ形管两侧液面的高度差的大小来显示金属盒所在位置的压强 ３、液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。

４、液体压强公式：p=ρgh （一般不要求计算）
５、液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。

著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。

６、如下图所示装有水的玻璃管倾斜后，管中水的长度和质量都不变，但高度降低，水对管底的压强变小。

F=G F<G
F>G
７、有些容器中的液体对底面的压力Ｆ不一定等于液体的重力Ｇ，如上右图
三、气体的压强
１、证明大气压强存在的实验：
（１）历史上著名的实验——马德堡半球实验。

（２）小实验——覆杯实验、易拉罐变瘪、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。

（３）生活中利用大气压的事例：①用塑料吸管从瓶中吸饮料；②给钢笔打水；③使用带吸盘的挂衣勾；④人做吸气运动。

２、概念：大气对浸在其中的物体的压强叫做大气压强，简称大气压 ３、估测大气压的值：原理p=
S
F （１）实验一：①需测物理量：拉力Ｆ、注射器全部刻度长度l 、（读出注射器上容积Ｖ）；
（２）实验二：①需测物理量：拉力Ｆ、吸盘直径d ；②计算大气压表达式：p ＝
2
4d F。

（３）两实验中造成误差的原因：①装置没有完全密封；②空气没有完全排尽等。

（４）最早测量大气压的实验，是由意大利科学家托里拆利完成的，所以该实验称为托里拆利实验，他测出大气压的值相当于７６cm 高的水银柱产生的压强。

通常把这样大小的大气压叫做标准大气压,约等于1.0×105Pa
４、大气压测量工具：气压计（１）概念：测定大气压的仪器叫气压计。

（２）分类：水银气压计和无液气压计（金属盒气压计）（３）说明：水银气压计准确，无液气压计方便 ５、大气压的变化：
（１）大气压与海拔高度之间有一定的关系，海拔越高，大气压越小。

一般有这样的变化规律：在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低111 Pa ，所以可根据大气压估算海拔高度。

（２）大气压与天气季节关系：一般来说晴天大气压比阴天高，冬天大气压比夏天高。

６、液体的沸点与气压关系：（１）液体的沸点随液面处气压的增大而升高，减小而降低（液面处气压不一定是大气压）；（２）应用：高压锅、除糖汁中水分等 ７、流体压强与流速的关系：（１）流体：通常把液体和气体称为流体； （２）流体压强与流速的关系：流体的流速越大，压强越小。

（３）解释现象：狂风把屋顶掀翻、航行中的船只不能靠太近、火车站台上的安全线、机翼的升力等；
四、浮力
１、概念：浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的托力 叫浮力
２、浮力的方向：竖直向上
３、浮力的施力物体：液体或气体
４、称重法测浮力：（１）在空气中弹簧测力计的读数G ； （２）物体浸在水中弹簧测力计读数G ’； （３）浮力的计算：F 浮=G-G ’。

５、浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度ρ液、排开液体的体积Ｖ排有关，与物重、物体的形状、浸没在液体中的深度无关。

６、阿基米德原理：
（１）内容：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。

（２）表达式：F 浮 = G 排液 推导得出 F 浮 =ρ液V 排g
（３）从公式中也可以看出：物体受到的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。

五、物体的浮与沉
２、物体的浮沉情况示意图。

漂浮 上浮 悬浮 下沉 沉底 ３、漂浮问题归纳
①物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力，即Ｆ浮＝Ｇ物，这个物体放在不同液体里，只要是漂浮的，所受浮力相同，都等于物体的重力；
②同一物体在不同液体里漂浮，浸入体积与液体密度有关，Ｖ排＝g
F 液浮
ρ，在密度大的液
体里浸入的体积小；
③漂浮物体浸入液体的体积是Ｖ浸，它的总体积为Ｖ总，物体密度就是液总
浸物ρρV V =
，
液总
露物）（１－
ρρV V =，其中Ｖ露为漂浮物体露出液面的体积。

④杯中有水和冰，水量足，冰漂浮，冰化为水后液面不变；独立池塘中的船中有石块，石块扔入池塘中水面下降。

４、判断物体浮沉状态的方法：
①比较Ｆ浮与Ｇ；Ｆ浮〉Ｇ上浮；Ｆ浮<Ｇ下沉或沉底；Ｆ浮＝Ｇ漂浮或悬浮；
②比较ρ液与ρ物；ρ液>ρ物上浮或漂浮；ρ液＝ρ物悬浮；ρ液<ρ物下沉或沉底。

６、如何改变物体的浮沉状态：
①改变物体的重力；②改变物体所受的浮力
7、浮力的利用：
(1)轮船：
工作原理：利用漂浮条件，要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水；轮船受到的浮力等于轮船和货物共重F浮= G=m g 。

(2)潜水艇：
原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。

(3)鱼：
原理：鱼的下潜和上浮是靠改变浮力大小来实现的。

(4)密度计：
原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。

刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大，读数上小下大。

8、浮力计算题方法总结：
(1)确定研究对象，认准要研究的物体，判断物体的浮沉状态。

(2)分析物体受力情况，画出受力示意图，。

(3)选择合适的方法列出等式（根据物体的浮沉条件）：①称量法：F浮= G－F(用弹簧测力计测浮力)；②压力差法：F浮= F向上－ F向下（用浮力产生的原因求浮力）；③漂浮、悬浮时，F
浮=G (二力平衡求浮力；)；④F浮=G排或F浮=ρ液V排g （阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）。