八年级物理下册 第十章 流体的力现象学案 教科版
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第十章流体的力现象
(一)知识要点
一、流体的压强与流速的关系:
1、流体:把具有流动性的液体和气体统称流体。
2、伯努利原理:流体在流速大的地方压强小,流体在流速小的地方压强大。
3、飞机升力产生的原因:空气对飞机机翼上下表面产生压力差。
4、飞机升力产生的过程:机翼形状上下表面不对称(上凸),使上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,因此在机翼上下表面形成了压强差,从而形成压力差,这样就形成了升力。
二、浮力:
1、浮力的定义:浸在液体(气体)中的物体受到的液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
2、浮力方向:竖直向上。
3、施力物体:所浸入的流体(液体或气体)。
(注意:当问题受到浮力时,他同时对流体也有方向相反、大小相等的相互作用力)
4、产生原因(实质):液(气)体对物体向上、向下的压力不等:向上的压力大于向下的压力,存在着压力差,这个压力差就是浮力。
浮力的实质就是流体对物体向上、向下的压力差。即:
F浮 = F向上- F向下
(注意:这也是确定浮力大小的一种方法。但这种方法一般只适用于具有规则几何外形的物体)
5、浮力大小的测定:常用称重法,即:
(1)用测力计测出物体在空气中的重G物;
(2)将物体浸入液体中,读出测力计的读数G视;
(3)计算出浮力的大小:F浮 = G物- G视
( 此法称之为称重法或实验法,也是确定浮力大小的一种方法。但这种方法一般只适用于物体密度不小于液体密度这类情况。
若物体密度小于液体密度时,则应用配重法:
(1)在物体下端再悬吊一密度对于液体密度的物体,并挂在测力计下边(要求所吊配重物能使二物体能全部浸入液体中);
(2)先将配重物浸入液体中(只浸没配重物),读出测力计读数F1 ;
(3)再将被测物也浸入液体中,读出测力计读数F2 ;
(4)计算出被测物所受浮力的大小:F浮 = F1 - F2 。)
三、物体的浮沉条件:
1、条件:浸没在液体中的物体,若:
F 浮 >
G 物 ,则物体上浮,最后漂浮在液面(平衡时F 浮 = G 物);
F 浮 <
G 物 ,则物体下沉,最后静止在液体底部;
(沉底:平衡时F 浮 + F 支 = G 物 );
F 浮 =
G 物 ,则物体悬浮(即:可以自由停留在液体内任何深度的地方);
(1) 前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2) 请根据示意图完成下空。
状态: 下 沉 状态: 悬 浮 状态: 上浮 状态: 漂浮
关系:F 浮 < G 关系:F 浮 = G 关系:F 浮> G 关系:F 浮 = G
2、若是实心物体,则可以根据物体密度与液体密度的关系来判断,即:
若:ρ液 >ρ物,则物体上浮,最后漂浮在液面(平衡时F 浮 = G 物);
ρ液 <ρ物, 则物体下沉,最后静止在液体底部(沉底:平衡时F 浮 + F 支 = G
物 );
ρ液 =ρ物,则物体悬浮(即:可以自由停留在液体内任何深度的地方);
注意:用密度来判断物体的浮沉必须具备一个前提:物体必须是实心的。
同时应明确:此法只能在解答填空、选择等不需要过程和理由的题目时才能使用。而
计算、说理等解答题则必须使用浮力与重力的关系来判断。
3、说明:
① 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则
大块、小块都悬浮(或漂浮)。
② 一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1 / 3,则物体密
度
为 2 / 3 ρ 。
分析:F 浮 = G , 则:ρ液V 排g =ρ物V g
ρ物 =( V 排/V )·ρ液 = 2 / 3 ρ液
③ 悬浮与漂浮的比较:
相同:F 浮 = G
不同:悬浮 ρ液 = ρ物 ; V 排 = V 物
漂浮 ρ物 < ρ液 ; V 排 < V 物
④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
⑤物体吊在测力计上,在空中读数为G , 浸没在密度为ρ液的液体中示数为F,则
物体密度为:ρ物 = ρ液 G / (G - F) ,ρ液 = ρ物 (G - F) / G
⑥冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水或密度等于水的密度的物体时,冰化为水
后液面高度不变;
冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降;
当冰中包有气泡:若不计气泡质量,冰化为水后液面高度不变;而若考虑气泡质
量,冰化为水后液面下降。
总之,无论怎样,水面都不会升高。
四、阿基米德原理:
(1)、内容:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)、公式:F浮 = G排= ρ液 V排 g
公式表示:物体受到的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积都成正比。
从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,即只决定于物体所排开的液体的重,而与物体和液体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3)、适用条件:液体(或气体)
(4)、物体浸没在同一液体内不同深度处时,所受的浮力大小相等。
注意:这一规律有着很重要的应用,特别是在分析有关浮力的图像时显得尤为重要。(5)、使用公式的注意事项:
A、必须统一单位:F浮——N ;ρ液—— kg / m3;V排—— m3 .
B、式中V是V排而非V物。
C、V排与V物的区别、关系:
V排是指物体实际所排开的液体的体积,在数值上等于V物浸。
当物体浸没时,V排 = V物,但代值时必须说明;
当物体部分浸入时,V排 < V物。
D、关键是正确确定V排的大小。