8压强与浮力
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第七讲 压强与浮力一、 压强 1、压力（1）概念：垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
（2）方向：垂直物体间的接触面指向受力物体。
强调：①压力不一定是竖直向下的。
②压力不是重力。
只有当把一个物体放在水平的支持面上时，压力才等于物体的重力。
（仅是数值上相等，不是同一个力） 2、压强---表示压力作用效果的物理量（1）概念：作用在物体单位面积上的压力叫做压强。
（2）定义式：F p S=强调：①S 指受力面积，即两个物体的接触面积②计算前要先统一为国际单位③比值计算：112212p F F p S S =④对于分布均匀的实心柱体（不受其它外力）放在水平支持面上时，对支持面的压强可用p gh ρ=来计算。
（ρ指实心柱体的密度，h 指实心柱体的高度） （3）单位：帕斯卡，简称帕，符号：Pa1Pa 的物理意义：每平方米面积上所受大压力为1牛。
3、增大和减小压强的方法：增大压强：增大压力或减小受力面积 减小压强：减小压力或增大受力面积 二、液体压强1、产生原因：液体受到重力作用，液体具有流动性。
2、特点：①液体对容器底和容器壁都有压强；②液体内部向各个方向都有压强；③同种液体内部，压强随液体深度的增加而增大； ④同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强相等。
3、计算：p gh ρ=（ρ指液体的密度，h 指所研究位置到自由液面的竖直距离） 强调：液体压强的大小与容器的形状、横截面积、液体的质量都无关。
三、连通器1、连通器：上端开口、底部连通的容器叫连通器。
2、连通器原理：连通器里面如果只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中的液面总保持向平。
3、应用：茶壶、锅炉水位计、水塔的供水系统、洗手池下水的回水管、船闸等。
四、大气压强1、概念：大气对浸在里面的物体的压强叫大气压强，简称大气压。
2、大气压应用实例：塑料挂衣钩、钢笔吸墨水、注射器吸药液、抽水机抽水等。
强调：①使用离心式水泵抽水前，应先往泵壳里灌满水．．．。
②离心式水泵抽水的实际扬程=吸水扬程+压水扬程 吸水扬程不超过10.3m 高。
3、大气压的测定：托里拆利实验1标准大气压=760mmHg =76cmHg =1.01×105Pa强调:实验中要求玻璃管要竖直放置，便于测量水银柱的深度；实验结果与玻璃管的粗细、玻璃管是否竖直、玻璃管插入水银槽中的多少都无关；将玻璃管倾斜时，水银柱的高度不变，只是水银柱的长度增加。
4、影响大气压强大小的因素：高度、天气。
高度越高，大气压越小。
海拔2000m 以内，每升高12m,大气压大约减小1mmHg ，约133Pa 。
5、在温度不变时，一定质量的气体，体积减小压强增大，体积增大压强减小。
6、一切液体的沸点都随气压的增大而升高，随气压的减小而降低。
五、浮力1、概念：浸在液体中的物体受到液体向上托的力，叫做浮力。
2、方向：竖直向上3、浮力产生的原因：液体对物体向上和向下的压力差。
F 浮=F 向上—F 向下 强调：浸在液体中的物体不一定都受到浮力。
如图6-1中，A 、B 、C 、D 四个物体放在一盛水的容器中，且都和容器底紧密接触，物体A 、B 就不受浮力，C 、D受到了浮力。
4、浮力的大小：（1）阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。
（2）公式：F G gV ρ==浮排液排强调：浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积两个因素有关，而与浸没在液体中的深度无关。
5、物体的浮沉条件： 对于实心物体 （1）下沉：F 浮 ＜G ρ物 ＞ρ液 （2）上浮：F 浮 ＞G ρ物 ＜ρ液 （3）漂浮：F 浮 ＝G ρ物 ＜ρ液 （4）悬浮：F 浮 ＝ Gρ物 ＝ρ液6、解决浮力问题的一般方法： （1）测量法：F 浮= G —T（2）利用浮力产生的原因：F 浮=F 向上—F 向下 （3）利用浮沉条件：漂浮、悬浮时F 浮 ＝G （4）阿基米德原理：F G gV ρ==浮排液排A B C D图6-1（5）平衡时结合受力分析： 7、浮力问题中的受力分析：（1）压入型：把漂浮物体压入液体中其受力分析如图6-2甲所示。
即F 浮 ＝G ＋F 压（2）沉底型：其受力分析如图6-2乙所示。
即G ＝F 浮＋F 支 （3）悬吊型：有两种，如图6-3甲、乙所示， 甲图中：F 浮 ＝G ＋F 拉，乙图中：G ＝F 浮＋F 拉 （4）漂浮（悬浮）：F 浮 ＝G 8、应用：（1）轮船：利用“空心法”增大能利用的浮力。
（2）潜水艇：通过改变自身重力来实现其浮与沉。
（3）气球和飞艇：利用空气的浮力来工作的，通过改变自身的体积从而改变其浮力来实现浮与沉。
（4）密度计：测量液体密度的仪器。
由于不论在任何液体中都处于漂浮，而其自重不变，所以在任何一种液体中浮力是相等的。
在密度大的液体中，密度计浸入的深度小；在密度小的液体中，浸入的深度大。
9、几个重要的规律：（1）物体漂浮在液面上时，浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的几分之几。
即V V ρρ=物排物液（2）将漂浮的物体压入液体中时，需加的竖直向下的压力等于物体增大的浮力。
六、液体压强与流速的关系实 验现 象解释原因总结规律乙甲 图6-2FF 压 GF 浮F 支G F 浮 甲 乙 图6-31、流体流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
2、应用：飞机飞上天、水翼船、乒乓球的弧旋球、踢足球的香蕉球等。
考题选讲例1、如图6-4所示，是一本义务教育课程标准八年级物理实验教科书，将它平放在水平桌面的中央，它与桌面的接触面积大约为500㎝2，静止时它对桌面的压强约为 （ ）A.6PaB.60PaC.200PaD.600Pa分析与解 将A 、B 、C 、D 四个选项中的压强值和已知的受力面积分别代入公式F pS =中算得，压力F 分别为0.3N 、3N 、10N 、30N ，由此可知书本的质量大约是30g 、300g 、1㎏、3㎏，通过比较判断四个质量值，显然质量为300g 最接近实际，因此选B 。
点评 本题不宜直接对压强大小进行估计，题中已经告诉了书本与桌面的接触面积，因此我们可以想到由公式Fp S=变形得到F pS =，根据选项中提供的压强值和已知的受力面积利用此公式算出压力，而书本对桌面的压力等于书本的重力，从而可以得出书本的质量大小，我们对书本质量大小的判断应该是比较容易的，从而看哪一个值更加接近实际。
例2、如图1所示，木工将榫（s ǔn )头套人木板上的榫眼中时，常在榫头上方的榫眼处垫一木条，这么做的目的是（ ）当气流快速流过机翼模型时，机翼模型会 上升 。
略在流体中，流速大的地方，压强 小 ；流速小的地方，压强 大 。
从两张纸中间向下方吹气，两张纸条会 向中间合拢 。
略从倒立的漏斗口中间向下方吹气，你会发现：乒乓球 不会 掉下来。
略用吹风机在折叠的纸张下方吹气，你会发现：折叠的纸张 会 塌下去。
略 图6-4图1A ．快捷、准确B ．增大压力C ．减小压强D ．减小压力解析：将榫头套人木板上的榫眼中时，需要用力敲打木板。
如果不垫木条而直接把锤头打在木板上，由于接触面积太小，产生的压强很大，容易把木板敲坏，在榫眼处垫一木条可以增大与木板的接触面积，减小对木板的压强，防止木板被敲坏。
因此正确选项是C 。
答案：C方法点拨：在日常生活中，常通过改变受力面积来改变压强。
例3、两个完全相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体，将完全相同的两个小球分别放入容器中，当两球静止时，液面相平，求所处的位置如图6-5所示，甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p 甲和p 乙。
则它们的关系是 （ ）A. p 甲＜p 乙B. p 甲＞p 乙C. p 甲＝p 乙D.无法确定分析与解 因为两小球分别漂浮、悬浮在甲、乙两种液体中，所以分别满足F 浮 ＝G ,又因为两小球完全相同，所以它们受到的浮力相等。
由题可知V 排甲＜V 排乙, 所以根据阿基米德原理F gV ρ=浮液排可知ρ液甲＞ρ液乙,又因为两容器中液体深度相同, 所以根据公式p ghρ=可知p 甲＞p 乙，选B 。
点评 本题是液体压强和浮力相结合的一道题，对我们的要求较高，比较液体压强大小，我们自然想到公式p gh ρ=，由题可知液体深度相同，因此关键是分析比较液体的密度大小，这是本题的难点。
例4、如图6-6所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N ，底面积100cm 2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N 的物块，现将物块浸没水中，容器内水面由16cm 上升到20 cm(g=10N/kg)。
求：（1）物块未放入水中时，容器底受到的水的压强； （2）物块的密度； （3）物块受到的浮力；（4）物块浸没水中后，容器对桌面的压强．分析与解 求容器受到的水的压强可用公式p gh ρ=求得；求物块的密度时要先由公式G mg =求得其质量，然后由公式V Sh =求得其体积，再由密度公式mVρ=求得密度；物块的体积前面已经求出，然后根据阿基米德原图6-5 图6-6理即可求得其所受浮力；求物块浸没水中后容器对桌面的压强，要用到压强公式F p S=，其中S 已知，关键是看此时的压力F 如何求解，当物块未放入容器中时，容器对桌面的压力等于容器和水的重力，当将物块放入容器中后，物块受到了水给他向上的浮力，由于力的作用是相互的，因此同时物块也会给水施加向下的压力，且压力等于它所受到的浮力，因此此时容器对桌面的压力在数值上等于容器和水的总重力加物块所受的浮力，求出压力后代入公式Fp S=便可求得此时容器对桌面的压强。
解：由题可知G 容=4N ， S =100㎝2=10-2m 2， G 物=10N ， h 1=16㎝=0.16m, h 2=20㎝=0.2m, g =10N/kg（1）物块未放入水中时，容器底受到水的压强：1gh p ρ=水水=1.0×103㎏/m 3×10N/kg ×0.16m=1.6×103Pa（2）由G mg =得，G m g=物物=10N10N/kg=1㎏∵物块在水中完全浸没∴V 物 =V 排 =S （h 2- h 1）=10-2m 2×（0.2m-0.16m ）=4×10-4m 3∴m V ρ==物物物-431kg 410m⨯=2.5×103㎏/m 3（3）物块受到浮力： F 浮=ρ水gV 物=1.0×103kg/m 3×10N/kg×4×10-4m 3=4N（4）容器中水的重力为：G 水=m 水g=ρ水gSh 1=1.0×103㎏/m 3×10 N/k g ×10-2m 2×0.16m=16N 物块放入水中时，容器对桌面的压力： F = G 容+G 水+ F 浮=4N+16N+4N=24N 物块放入水中，容器底对桌面的压强：p=F ／S=2224N10m-=2.4×103Pa 点评 本题是关于密度，液体压强，固体压强，浮力的一道综合性的试题，本题中前三问较简单，最后一问有一定难度，关键在于受力分析后求容器对桌面的压力。
