1、- 1 -第十三章 力和机械东莞理工师范团 辅导老师：罗权 第一课时一、基础练习1、压力是指垂直压力物体表面的力。2、压力的方向：垂直于作用面和作用点：接触面表面3、物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量。4、压强的计算公式：P SF，其中 F 表示压力，S 表示受力面积，P 表示压强。国际标准单位帕斯卡，简称“帕” 。1 帕1 牛/米 2。5、增加和减少压强的方法：在受力面积不变时，增大压力可增大压强，减小压力可减小压强。在压力不变时，增大受力面积可减小压强，减小受力面积可增大压强。二、复习内容1、固体的压力和压强：压力： 1 定义：垂直压在物体表面上的力叫压力。 压
2、力并不都是由重力引起的，通常把物体放在桌面上时，如果物体不受其他力，则 压力 F = 物体的重力 G 固体可以大小方向不变地传递压力。重为 G 的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。G G F+G G F F-G F 重力与压力的区别：（1）重力是由于地球吸引而使物体受到的力，施力物体是地球，受力物体是地面附近的一切物体。（2）压力是垂直作用在物体表面上的力，是由于物体间的挤压形变而产生的，施力物体是施加压力作用的物体，受力物体是被压物体。（3）重力的方向总是竖直向下；压力方向总是垂直于支撑面，由于物体支撑面有不同的方向，所以压力也有不同的方向。、研究影响压力作用效果因素的
3、实验： 2课本 P73 图 13、1-3 乙、丙说明：压力相同时，受力面积越小压力作用效果越明显。将图甲图小桌上的砝码去掉，将看到的现象是：泡沫塑料压下深度减小。该现象说明：受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。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。本实验研究问题时，采用了控制变量法。和 对比法FF FFF- 2 -、压强： 3 定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。 物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量 公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是：p：帕斯卡（Pa） ；F：牛顿（N）S：米 （m 2） 。A、使用该公式计算压强时，关键是找出压力 F（一般 F=G=
4、mg）和受力面积 S（受力面积要注意两物体的接触部分） 。B、特例：对于放在桌子上的直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强 p=gh 压强单位 Pa 的认识：一张报纸平放时对桌子的压力约.Pa 。成人站立时对地面的压强约为：.10 4Pa 。它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：.10 4N灵活运用压强公式进行计算：（1）利用 p=F/S 计算固体压强的关键是确定受力面积，解题时，要抓住“受力”二字，分析物体表面到底有多大面积受到压力作用，而不能取任意的一个面积代入。（2）解题的思路：根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力 F；确认受力面积 S；再根据公式
5、p=F/S 求出压力对受力面的压强，要特别注意压力和重力的区别。应用：当压力不变时，可通过增大受力面积的方法来减小压强如：铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如：缝一针做得很细、菜刀刀口很薄、一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题： 4处理时：把盛放液体的容器看成一个整体，先确定压力（水平面受的压力 F=G 容 +G 液 ） ，后确定压强（一般常用公式 p= F/S ） 。三、复习过程例 1：三个质量均为 2 千克的物体，如图放置，处于平衡状态，试分析它们对接触面的压力和重力的关系？（实物投影，请同学们作出物体对接触面的压力）分析：本题是让我们
6、区分压力和重力的关系的。注意压力是垂直作用在物体表面上，而重力始终是竖直向下的。解：设重力为 G，对接触面的压力为 N图甲中：物体水平放置，压力竖直向下，和重力相等。图乙中：物体放在斜面上，压力垂直于斜面，N 不等于 G。图丙中：物体被压在竖直面上，所以压力垂直于接触面，N 的大小和 G 大小无关，只与水平力 F 大小有关。例 1： 通常情况下，物体压在同样的泥地上，如果压强相同则压痕深度相同野生动物调查员在野外泥地上发现黑熊刚留下的足印为了估算黑熊的质量，他把一个底面积是10cm2的容器放在足印附近的泥地上，再慢慢往容器中倒入沙子，直到容器在泥地上留下与黑熊足印深度相同的痕迹，测出此时装了沙
7、的容器总质量为 1.25 kg （g 取 10Nkg）- 3 -（l）装了沙的容器对泥地的压强多大？（2）量出黑熊与地接触的足印痕总面积共 800cm2，估算黑熊的质量有多大？例 2： 汽 车 是 我 们 熟 悉 的 交 通 工 具 ， 它 给 我 们 的 生 活 提 供 了 便 利,促 进 了 社 会 经 济 的 发展 。 汽 车 应 用 了 许 多 物 理 知 识 。 请 你 运 用 所 学 的 物 理 知 识 解 答 下 列 问 题 ： 汽 油 机 是 汽 车 的 “心 脏 ”。 汽 油 机 工 作 时 冲 程 将 内 能 转 化 为 机 械 能 。 )载 重 汽 车 都 安 装 了 较
8、 多 的 车 轮 ， 且 轮 胎 上 有 凸 凹 不 平 的 花 纹 ， 其 目 的 是 ；据报道因车辆超载损坏公路，每年给我国造成的经济损失高达 300 亿元。国家规定，载重车辆的轮胎，对地面的压强应控制在 7105Pa 以内。有一辆重 2104N 的 6 轮汽车，如果每个车轮与路面的接触面积为 200cm2，请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少？(g 取10Nkg)四、堂上练习1、一头质量为 6X103kg 的大象，每只脚掌的面积为 600cm2，它的重力为 N，它四脚着地时对地面的压强为 Pa。若大象抬起一条腿，如图 10 所示，它对地面的压强 (选填“变大” 、 “变小”或“不
9、变”)。(g 取 10Nkg)2、黄华路小巷里的纪念碑“血泪洒黄华” （图 8） ，铭记着日本侵略中国的一段历史，承载着日本欠下中国人的一份血债。碑身高约 1.5m，宽约 0.6m、厚约 0.1m已知碑石密度为2.6103kgm 3，求：（本题 g 取 10Nkg）(1)纪念碑的碑重？(2)它对地面的压强？3、如图 24 所示，质量为 48kg 的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500m，所用时间为 100s。假设自行车在行驶过程中受到的阻力为其体重的 12。求：（1）自行车行驶的速度； （2）若自行车质量为 12kg，车胎与地面总的接触面积为 40cm2，则该同学骑车时，自行车对地
10、面的压强为多少？（取 g10N/kg）第二课时一、基础练习1、液体内部的压强的规律：液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强。液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；不同液体的压强还跟密度有关系。2、液体压强的计算公式：Pgh。其中：P 表示压强，单位帕， 表示液体的密度，g 取 9.8 牛/千克。在粗略计算中可取 10 牛/千克。H 表示深度，强调是自由液面到所研究点的竖直高度。3、连通器原理：连通器里的液体不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。 4、大气压强:验证大气压存在的验：马德堡半球实验5、大气压的测定：托里拆利实验。 标准大气压的值: 10
11、 5Pa6、大气压的变化：大气压随高度的增加而减小。二、复习内容1、液体的压强：图 8图 24- 4 -（1）液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。（2）测量：压强计 用途：测量液体内部的压强。（3）液体压强的规律： 液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强； 在同一深度，液体向各个方向的压强都相等； 液体的压强随深度的增加而增大； 不同液体的压强与液体的密度有关。（4）压强公式： 推导压强公式使用了建立理想模型法，前面引入光线的概念时，就知道了建立理想模型法，这个方法今后还会用到，请认真体会。推导过程：（结合课本 P78 图 13、2-5）液柱体积 V=Sh ；质量
12、m=V=Sh液片受到的压力：F=G=mg=Shg .液片受到的压强：p= F/S=gh液体压强公式 p=gh 说明：A、公式适用的条件为：液体B、公式中物理量的单位为：p：Pa；g：N/kg；h：m C、从公式中看出：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。D、液体压强与深度关系图象：（5）F=G FG（6）计算液体对容器底的压力和压强问题：一般方法：首先确定压强 p=gh；其次确定压力 F=pS特殊情况：压强：对直柱形容器可先求 F 用 p=F/S 压力：作图法 对直柱形容器 F=G2、连通器：定
13、义：上端开口，下部相连通的容器原理：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。3、大气压强（1）概念：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，一般有 p0表示。说明：“大气压”与“气压” （或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压 指部分气体压强。高压锅外称大气压。（2）产生原因：因为 空气受重力并且具有流动性。（3）大气压的存在实验证明：历史上著名的实验马德堡半球实验。ph- 5 -小实验覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。大气压的实验测定：（4）托里拆利实验。实验过程：在长
14、约 1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为 760mm。原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。结论：大气压 p0=760mmHg=76cmHg=1.01105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)说明： 实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。 本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为 10.3 m 将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度
15、不变，长度变长。若外界大气压为 H cmHg 试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银） 。(H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg（5）标准大气压：支持 76cm 水银柱的大气压叫标准大气压。1 标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.0110 5Pa2 标准大气压=2.0210 5Pa，可支持水柱高约 20.6m4、大气压的特点：（1）特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。（2）大气压变化规律研究：（课本
16、164 图 11-9）能发现什么规律？大气压随高度的增加而减小。h hh hhhh- 6 -ABC大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢5、测量大气压的工具：（1）定义：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（3）说明：若水银气压计挂斜，则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。6、应用：活塞式抽水机和离心水泵。7、沸点与压强：（1）内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。（2）应用：高压锅、除糖汁中水分。8、体积与压强：（1）内容：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大
17、，气体体积越大压强越小。（2）应用：解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。三、复习过程 例 1：图 24 中平底茶壶的质量是 0.4kg，成而面积是 4103 m2.内盛 0.6kg 的开水，水面高度在图中已标出，放置在面积为 l m2的水平桌面中央。试求:（1）由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力（2）茶壶对桌面的压强。 （g10N/kg）小结：（1）公式 Pgh 用于计算液体由于重力而产生的压强。由公式可知，液体内部的压强只与液体的密度及液体的深度有关，而与液体的重量、液体的体积，容器的形状等无关。 （2）公式 Pgh 只适用于计算静止液体的内部的压强，不适用于计算固体的压强。（3）公式
18、Pgh 中的 h 表示深度，不能理解为高度。H 是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。四、堂上练习1、青藏铁路已全线贯通，即将投入运营的高原列车有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统，这样做是因为（ ）A高原空气稀薄，大气压强小 B高原空气稀薄，大气压强大C高原空气稠密，大气压强小 D高原空气稠密，大气压强大2、右图为水库大坝的设计示意图，你认为哪一张设计图是合理的？ （选填“A” 、 “B”或“C” ）理由是 。3、今年 5 月 20 日，我国举世瞩目的三峡大坝全线建成。拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状，是因为 。三峡大坝的船闸是 在实际中的具体运用，它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行
19、。4、同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中，现象如图 7 所示。这两种液体的密度大小关- 7 -系是A甲液体的密度一定小于乙液体的密度B甲液体的密度一定等于乙液体的密度C甲液体的密度一定大于乙液体的密度D无法判断第三课时一、基础练习1、一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。2、阿基米德原理：浸入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。 公式表示：F 浮 = G 排 = 液 V 排 g 。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，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。适用条件：液体（或
20、气体）3、物体的浮沉条件：下沉 F 浮 G 液 物 漂浮 F 浮 = G 液 物4、要用密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上物体，可以把它制成空心，使它排开更多的水。轮船就是根据这一原理制成的。二、复习内容（一）流体压强与流速的关系流体流动时，流速大的地方压强小；流速小的地方压强大。升力的形成：机翼横截面的形状为上方弯曲，下方近似于直线。上方的空气要比下方的空气行走较长的距离。机翼上方的空气流动比下方要快，压强变小；与其相对，机翼下方的空气流动较慢，压强较大。这一压强差使飞机获得竖直向上的升力或举力。（二）浮力1、浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力
21、。2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体3、浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差 即浮力。4、物体的浮沉条件：（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。GF浮GF浮GF浮GF浮- 8 -下沉 悬浮 上浮 漂浮F 浮 G F 浮 = G 液 物 液 物（3）说明： 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） 。一物体漂浮在密度为 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分析：F 浮 = G 则： 液 V 排 g = 物 Vg 物
22、 =（ V 排 V） 液 = 2/3 液 悬浮与漂浮的比较相同： F 浮 = G 不同：悬浮 液 = 物 ；V 排 =V 物漂浮 液 物 ；V 排 V 物判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较 F 浮 与 G或 比 较 液 与 物 。 物体吊在测力计上，在空中重力为 G,浸在密度为 的液体中，示数为 F 则物体密度为： 物 = G/ (G-F)冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，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。5、阿基米德原理：（1）内容：浸入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）公式表示：F 浮 = G 排
23、= 液 V 排 g 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，而与物体的质量、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）7、浮力的利用：（1）轮船：工作原理：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。排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 。由排水量 m 可计算出：排开液体的体积 V 排 = ；排开液体的重力G 排 = m g ； 轮船受到的浮力 F 浮 = m g 轮 船和货物共重 G=m g 。（2）潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。（3）气球和飞艇：气球是
24、利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。（4）密度计：原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大F浮Gm液- 9 -I、计算浮力方法:读数差法：F 浮 = GF(用弹簧测力计测浮力)。压力差法：F 浮 = F 向 上 F 向 下 （ 用 浮 力 产 生 的 原 因 求 浮 力 ）漂浮、悬浮时，F 浮 =G (二力平衡求浮力；)F 浮 =G 排 或 F 浮 = 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
25、）根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）三、复习过程例 1：如图，在吸管中间剪一水平切口（吸管未剪断）从切口处折弯吸管，使两段大致成直角。把吸管一端放进水里，从另一端用力吹气。观察到的现象是（ ）A切口处有水向上喷出 B切口处有水向前喷出C水中逸出大量气泡 D水中吸管内的液面高度保持不变例 2：将边长是 10cm 的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内待木块静止时，从水槽中溢出了 600g 水，g 取 10Nkg，求：(1)木块受到的浮力； (2)木块的密度；(3)木块下表面受到的水的压强例 3： 如图所示，弹簧秤下悬挂一水桶，桶与水的总质量为 5 千克，用细线系一质量为1.78 千克
26、的实心铜球，用手提细线上端将小球缓慢浸没在水中，使铜球在水中静止不动，且不与桶壁、桶底接触，桶中的水也没有溢出。已知铜的密度为 8.9103千克/米 3。试分析、计算在这种情况下，.铜球受到的浮力为多大? .小球缓慢浸入水的过程中，水对桶底的压强是_(选填“增大” 、 “减小”或“不变”)，这是因为_ 。.根据你的判断，小球缓慢浸入水的过程中，弹簧秤的示数将怎样变化? _ (选填“增大” 、 “减小”或“不变”)四、堂上练习1、随着人民生活水平的提高，轿车已逐渐进入百姓家庭，图是小华家购买的一辆小轿车，他发现轿车的外形类似于飞机的机翼则轿车在快速行驶过程中，车子上方空气的流速 车子下方空气的流
27、速，因而车子上方气体的压强 车子下方气体的压强，从而使得轿车对地面的压力 车的重力 （均填“大于” 、 “等于”或“小于” ）2、某同学帮实验室老师搞卫生，在清洗甲、乙两个体积相等的球时，发现它们在水中静止后处于如图所示的状态，这时甲球受到的浮力 乙球受到的浮力(填“大于”、 “等于”或“小于”)。3、 【探究目的】初步了解流体的压强与流速的关系【提出问题】气体的压强是不是与气体的流速有关系?有什么关系?【设计实验和进行实验】（1）如图 13 所示，取两张白纸，让其平行地自然下垂，向两纸中间用力吹气；- 10 -（2）你观察到的现象是 ； 【分析和论证】你通过本实验可以得出的初步结论是： ；【评估与交流】请你联系实际，举出两个生产、生活中与此知识有关的实例：
