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初中物理新北师大版八年级下册第八章 压强和浮力教案(2025春)

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第八章压强和浮力本章学习压强的知识,内容包括:压强、液体的压强、连通器、大气压强、流体的压强与流速的关系等.“浮力”是流体静力学中应用性较强的基础知识之一.压强和浮力是力学的重点内容.本章共七节:1.第一节为“压强”,本节主要讲述压力、压强的概念,探究压力的作用效果与哪些因素有关,压强的计算以及怎样增大或减小压强.2.第二节为“液体压强”,本节主要介绍液体压强的特点,液体压强的大小与哪些因素有关、液体压强的计算.3.第三节为“探寻连通器”,主要介绍连通器的原理和应用.4.第四节为“大气压强”,主要介绍大气压强的存在和测量方法,以及大气压强的大小、特点和应用.5.第五节为“流体压强与流速的关系”,主要讲述流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大,同时在学生理解“流体压强与流速的关系”的基础上,又进一步讲解飞机升力的产生,使学生能将物理与生活相结合.6.第六节为“浮力”,主要讲了浮力的成因、影响浮力大小的因素、阿基米德原理.7.第七节为“物体的浮沉条件及其应用”,主要讲了上浮、下沉、悬浮、漂浮四种现象,分析物体的浮沉条件.了解轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理.【教学目标】1.知道压力、压强的概念,压力的作用效果与哪些因素有关.2.知道液体压强的特点,液体压强的计算.3.连通器的原理及应用.4.大气压强的存在、变化规律及其应用.5.知道流体压强与流速的关系.6.认识浮力,了解浮力产生的原因,了解浮力的大小与什么因素有关,会用阿基米德原理计算浮力的大小.7.理解浮沉条件,利用浮沉条件解释轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理.【教学重点】1.知道增大和减小压强的方法.2.会用液体压强的知识解答简单的实际问题.3.会利用大气压强知识解释简单的实际问题.4.会利用流体压强与流速的关系解释简单的实际问题.5.会用阿基米德原理计算浮力的大小.【教学难点】1.如何结合生活实例来解释减小和增大压强的原因.2.液体压强的特点及连通器的原理在实际中的应用.3.大气压的测定.4.利用流体压强与流速的关系分析实际问题.5.利用浮沉条件解释轮船、潜水艇、热气球、飞艇的工作原理.第一节压强第1课时初步认识压强【教学目标】1.知道压力的概念,会用力的示意图表示压力.2.了解压强的概念,理解压强的大小与哪些因素有关.3.能够用压强公式进行简单地计算.【教学重点】35 1.探究影响压力作用效果的因素.2.压强的计算.【教学难点】压力与受力面积的正确理解.【教具准备】多媒体课件、木块、铁块、小桌、海绵等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的“挑战中考训练”中的习题(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入教师播放课件:厚厚的积雪,人们在雪地上玩耍,雪地上留下一串串大小不等、深浅不同的脚印,而滑雪者穿着雪橇不仅不会陷入雪地,而且还能飞奔疾驰.教师引导学生动手实验:用两个大拇指顶住中性笔笔尖和笔帽,观察笔尖和笔帽陷入两个指头的深度,体验两个手指头的感觉.教师提问:问题一:雪地上为什么会留下脚印?问题二:脚印的深浅为什么不同?问题三:捏住笔时,手指为什么会感到疼痛?有什么不同?学生观看并思考、讨论.教师引导,使学生认识到雪地上留下脚印是因为雪地受到人的压力,手指感到疼痛是因为手受到了笔的压力,而脚印的深浅不同、手的疼痛感觉不同,都是由于压力在物体上产生的作用效果不同.师在物理学中为了表示压力的作用效果,引进压强的概念.好,下面我们就一起来探究压强.三、进行新课压力1.压力师请同学们回忆下,我们在前面学习过弹力,弹力是如何产生的?生:物体由于发生弹性形变而对接触的物体产生的力.师回答正确,人站在雪地对雪地有压力;手指顶住中性笔有压力,那压力如何产生的?生:人们走在雪地里,鞋底与雪地之间相互接触发生形变产生了力;手指顶住中性笔,中性笔与手指间发生形变产生了力.它们的共同特点是发生了形变.师:回答正确,由此可见,压力是弹力的一种,是物体由于发生形变而产生的力,也可以说是垂直作用在物体表面上的力.板书:1.压力:垂直作用在物体表面上的力.2.压力产生的原因:相互接触的物体间发生相互挤压而产生力的作用.3.压力的作用效果:使物体发生形变.2.压力的大小与重力大小有何关系教师用多媒体播放课件“压力的大小与重力大小有何关系”,并讲解.压力大小与重力大小有何关系(多媒体课件)压力是弹力的一种,压力的作用点在接触面上,方向与接触面垂直;而重力是由于地球吸引而产生的,重力作用点在重心处,方向竖直向下,因此压力与重力是两种性质完全不同的力,二者不能混淆.虽然压力与重力性质不同,但有的时候,压力是由物体的重力引起的,故它们的大小往往存在着一定的数量关系,观察下列甲、乙、丙三种情况下,压力大小与重力大小的关系.(1)图甲:杯子(物体)放在水平支承面上,而且物体只受重力和支持力时,压力是由杯子的重力引起的,大小上有压力F等于重力G;(35 2)图乙:图钉(物体)被压在竖直墙面上,物体对墙面的压力跟图钉的重力无关,只取决于外力——手作用在图钉上的力.(3)图丙:物体放在斜面上,物体对斜面的压力随着重力的增大而增大,但其大小小于重力的大小.[教师总结]例题1下列关于压力的说法中正确的是()A.压力都是由重力产生的B.相互接触的物体间必定存在压力C.压力的方向总是垂直于受力面D.放在水平地面上的物体,对地面的压力就是物体受到的重力答案:C例2(1)如图甲,用细线系住一重为20N的小球并挂在墙壁上,试画出小球对墙壁的压力的示意图.(2)如图乙,物块放在斜面上处于静止状态,请在图中画出物块对斜面的压力的示意图.影响压力作用效果的因素师我们刚才看到小孩站在雪地里,双脚陷入雪里;运动员利用雪橇站在雪地里,却几乎没有陷入雪里;用手按皮肤,手指对皮肤有压力,用的力越大,皮肤陷入越深;用手指顶住中性笔的两端,笔尖、笔帽对手指有压力,笔尖扎进手指深些,笔帽扎进手指浅些.请大家用物理的语言描述这些事例,找出这些事例中所包含的相同之处和不同之处.学生思考回答,教师引导.生1:相同之处:都有压力产生,都产生了力的作用效果——使物体发生了形变.生2:不同之处:压力的作用效果、力的大小、受力面积等不同.师谁能够根据这些现象提出一个可探究的问题?学生思考回答,教师引导提出:压力的作用效果跟什么因素有关?师好,下面我们开始探究压力的作用效果跟什么因素有关?学生猜想:(1)压力的作用效果可能跟压力的大小有关.(2)压力的作用效果可能跟受力面积的大小有关.师既然压力的作用效果可能跟压力大小、受力面积的大小等因素有关,那么我们要研究跟其中一个因素的关系可采用什么研究方法?生:控制变量法.师那如何设计实验?如何显示压力的作用效果?如何控制和改变压力、受力面积等变量?请大家就利用自己手头的器材设计实验探究.学生分组动手实验,进行探究;教师巡视指导.师通过甲、乙实验,同学们能得出什么结论?生:比较甲、乙两图可发现,受力面积相同,铁块对海绵的压力大,海绵凹陷程度大,即压力的作用效果显著,说明压力的作用效果与压力的大小有关.师通过甲、乙实验,同学们能得出什么结论?生:比较丙、丁两图可发现,小桌对海绵的压力大小相同丁中受力面积小,海绵凹陷程度大,即压力的作用效果显著,说明压力的作用效果与受力面积有关.学生观察、分析、交流,教师引导学生总结,得出结论:板书:(1)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著.(2)当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著.例题3(用多媒体展示)在探究“影响压力作用效果的因素”这一问题时,同学们做了如图所示的一系列实验.请你从中选出一些图对某一因素进行探究,并通过分析泡沫塑料的凹陷程度,说明你的探究结果:(1)探究的某一因素是__________;(2)选用的是图________;(3)探究的结果是_________.解析:比较图A与B,受力面积一定35 时,压力不同,泡沫凹陷的程度不同,压力越大,凹陷越深.比较图C与D,压力一定时,受力面积不同,泡沫凹陷的程度不同,受力面积越小,凹陷越深.答案:(1)压力大小(2)A与B(3)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越大或:(1)受力面积(2)C与D(3)压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越大压强师为了表示压力的作用效果,物理学引进“压强”这个物理量,即压强是表示压力作用效果大小的物理量.师我们在前面学习了速度、密度的定义,请大家回忆下.生回忆:在物理学中,把路程与时间之比叫速度;在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫这种物质的密度.师压强的定义也是这么制定的.板书:作用在物体上的压力大小与受力面积的比叫作压强.师如果用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,请大家根据前面学习的密度、速度的定义,说出压强的定义式.生:压强=压力/受力面积,用公式表示为p=F/S.师回答正确,像这种下定义的方法是物理学中常见的方法,请大家要熟悉.师下面我们学习压强公式中各个符号意义及单位:p——压强——帕斯卡——PaF——压力——牛顿——NS——受力面积——平方米——m2师压强的国际单位是帕斯卡,简称帕,符号为Pa,这是为了纪念法国的科学家帕斯卡.在工程应用中,常用千帕作单位.从公式中可以看出1Pa=1N/m2,那么请大家思考,压强为1Pa表示什么物理意义?生:表示1m2的受力面积上受到的压力为1N.对压强及压强公式的理解(1)适用范围:p=F/S适用于所有物体间压强的计算,无论物体是固体、液体还是气体.(2)明确压力F的大小:特别注意,不能认为压力大小一定等于物体重力的大小.(3)明确受力面积的大小:受力面积指的是发生相互挤压的部分面积.如右图所示,图甲中受力面积是S,图乙中受力面积是S2.(4)公式p=F/S中,不能简单地说压强与压力大小成正比,与受力面积成反比.物理学中的公式不同于数学公式,它除了表示物理量之间的关系外,更主要的是表示特定的物理意义,因此更准确的说法是当受力面积一定时,压强与压力大小成正比;当压力大小一定时,压强与受力面积成反比.例题4教师用多媒体展示教材P63例题,并讲解.例题5(用多媒体展示)如图所示,用50N的力F把砖分别压在水平桌面上和竖直墙壁上.如果砖重为20N,砖与受压物体的接触面积均为200cm2,则桌面和墙面受到的压强分别为多少?分析:在解答有关压强问题时,首先要把与压强有关的压力和受力面积辨析清楚,再应用压强公式解题.本题的常见错误是:错误地认为砖对桌面的压力等于砖的重力,或误认为砖对墙的压力等于砖的重力和外加压力之和.解:由甲图可知,桌面受到的压力F1=G+F=20N+50N=70N,受力的面积S1=200cm2=0.02m2,桌面受到的压强p1=F1/S1=70N/0.02m2=3.5×103Pa.由乙图可知,墙壁受到的压力与砖的重力无关,所以F2=F=50N,墙壁受到的压强p2=F2/S2=50N/0.02m2=2500Pa=2.5×103Pa.柱体压强的计算式p=ρgh(1)推导过程:如图,设柱体的高为h,密度为ρ,底面积为S,该柱体放在水平面上时,对水平面产生的压强p=ρgh.(2)适用条件:①物体为密度均匀的实心柱体(圆柱或棱柱).35 ②物体放在水平面上,受力面积等于物体的底面积.③物体在水平面上处于平衡状态且在竖直方向上仅受重力和支持力作用,即F=G.[教师结束语]通过今天的学习,我们知道了压力的概念,知道压强是表示压力作用效果的物理量,压力的作用效果与压力大小、受力面积有关,我们还知道了压强的定义式,并能进行压强的相关计算.好,谢谢![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】第2课时压强的综合运用【教学目标】1.进一步理解压强的概念,并运用压强公式进行计算;2.了解增大和减小压强的主要方法及其在生产、生活中的应用.3.通过观察日常生产、生活中的实例,分析增大、减小压强的方法.【教学重点】增大、减小压强的方法.【教学难点】压强在生产、生活中的综合运用.【教具准备】多媒体课件等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的[课后作业](教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入教师演示实验,引导学生注意观察它们有什么共同特点.实验1:用手按图钉帽,手对图钉有压力,图钉尖扎进木板.(如图甲)实验2:挂有钩码的细绳对橡皮泥有压力作用,细绳压入橡皮泥.(如图乙)生:它们的受力面积小,产生的压强大.教师用多媒体播放图片丙,丁,并提出问题:它们有什么共同特点?丙:铁轨铺在枕木上丁:书包带上有个较宽的垫肩生:它们的受力面积大,产生的压强小.师你们知道实际生产、生活中为什么要这么做吗?学生思考、讨论、交流.师这就是有时需要增大压强,有时需要减小压强.好,下面一起来继续探讨增大或减小压强的方法.三、进行新课增大、减小压强的方法师从上面甲、乙两个图中,结合压强的定义式p=F/S,运用数学方法,大家归纳出增大压强的方法.学生思考、讨论,教师总结:35 板书:增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积.师请大家结合日常观察举出增大压强的实例,分三个小组,比一比,看谁说得又准确又多.学生积极发言.教师就学生举例给予鼓励,引导学生分析、按不同的方法归类整理.同时指出在条件许可的情况下,可以采用增大压力同时减小受力面积的方法,增大压强的效果会更好.师任何物体能承受的压强是有一定限度的,超过这个限度,物体就会损坏.例如,在田间劳作时,为了不使拖拉机陷进泥地里,便要设法减小它对地面的压强.请大家再就上面的丙、丁图中的方法,分析归纳减小压强的办法.学生思考、讨论,教师总结:板书:减小压强的方法:①增大受力面积;②减小压力.师请大家结合日常观察举出减小压强的实例,分三个小组,比一比,看谁说得又准确又多.学生积极发言.教师给予表扬,并分析归类整理.同时指出在条件许可的情况下,可以采用减小压力同时增大受力面积的方法,减小压强的效果会更好.师在日常生产生活中,为了实际的需要,有时需要增大压强,有时需要减小压强.好,下面请看例题.例题1(用多媒体展示)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是()答案:C生活应用中压强的计算师:任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体会被压坏.需要通过限制压力来控制压强大小的.例题建筑用渣土车若严重超载,会对道路造成严重的破坏.一辆自重12t的10轮渣土车,每只轮胎与地面的接触面积为0.02m2,额定载重12t.假设装土后轮胎与地面接触面积不变,g取10N/kg.(1)该渣土车满载时对地面的压强有多大?(2)如果路面能承受的最大压强为1.6×106Pa,该渣土车超载多少吨路面就会损坏?(3)根据你所学的知识提出一条有效降低渣土车对路面破坏的措施.师:学习了压力、压强的知识后,我们可以利用所学的知识估测物体的质量.如教材P65T4的方法,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,可以看作垫片对地面的压强等于小丽对地面的压强.例题近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹.生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示.在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9cm2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格个数乘一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积.测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30kg.忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg,求:(1)该东北虎一只脚印的面积.(2)该东北虎的质量.教师用多媒体展示赵州桥的相关资料.师:赵州桥的桥身大拱两肩各砌有两个小拱,请你和同学分析、交流这两个小拱的作用是什么.生:在大拱两肩砌小拱,可以减轻桥自身的重力,从而减小对桥基的压力,进而减小对桥基的压强,使桥基不易下陷.同时,小拱可以分担洪水,减小洪水对桥的冲击力.[教师结束语]大家这节课的收获确实不少,我们在前面学习的基础上,进一步理解了压强的概念,熟悉了压强的定义式,知道了减小、增大压强的方法,同时,还明白了人类在征服自然、改造自然的过程中就在应用压强的知识,总之,压强与人类的生产生活密切相关.好,谢谢![课后作业]35 完成本课时对应练习.【教学后记】第二节液体压强【教学目标】1.通过观察实验,认识液体内部存在压强及液体内部压强的方向.2.通过实验探究了解液体压强的大小跟什么因素有关.3.能熟练地运用液体压强的公式p=ρgh进行计算.4.固液体压强的综合运用.【教学重点】1.知道液体压强的特点.2.用液体压强的公式p=ρgh进行计算.【教学难点】1.探究影响液体压强大小的因素.2.固液体压强的综合运用.【教具准备】多媒体课件、侧壁和底部扎有橡胶膜的容器、水(红颜色)、水、盐水、烧杯、微小压强计等.【教学课时】1.5课时【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的[课后作业](教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入教师播放潜水艇工作、我国潜水员潜入深水工作的视频,并提出问题:(1)为什么潜水艇要用厚钢板制成呢?(2)为什么潜水员要穿抗压能力很强的潜水服呢?(3)潜水员下潜深度为什么会有限制?学生观察、并思考,发表自己的看法.教师演示实验:塑料袋装满水后鼓起来,让学生用手指触摸,感受有什么感觉?生:用手指触摸表面,会感到有压力.师前面我们学习了固体压强,知道了单位面积受到压力就会产生压强,那么液体对它的容器有压力,液体会不会有压强呢?生:有压强.师是的,液体也像固体一样有压强.液体的压强有什么特点呢?如何计算呢?好,我们现在就来研究这个问题.三、进行新课液体压强的存在1.液体内部有压强师:向上端开口、下端蒙有橡胶膜的玻璃管内注入液体后,会发生什么现象?生:橡胶膜向下凸起.师向上端开口、下端封闭、侧壁开口且蒙有橡胶膜的玻璃管内注入液体后,会发生什么现象?35 生:橡皮膜向外凸起.2.液体压强产生的原因师为什么呢?生水对它有压强.师这个压强是怎么产生的呢?生:水的重力.师对了,正是由于液体自身的重力才产生了压强.(1)由于液体受重力作用,且具有流动性,所以液体对阻碍它下落的容器底和阻碍它散开的容器壁都会产生压强.(2)容器内部各部分液体之间会相互挤压,从而产生压强,所以液体内部向各个方向都有压强.液体压强的特点1.微小压强计师请同学们思考液体是不是只对容器底部和容器侧壁有压强呢?学生思考、讨论:应该不是吧.(不敢确定)师同学们不要着急,我们先一起来认识测量液体压强的工具——微小压强计.教师展示微小压强计实物,并结合多媒体课件帮助学生认识微小压强计的构造和测量原理.认识微小压强计(多媒体课件)(1)作用:测量液体内部的压强.(2)构造:一侧装有橡胶膜的金属盒(即探头)、橡皮管、U形管(内装红色液体)、刻度板、底座.教师讲解微小压强计的使用方法,引导学生思考压强计是通过什么来展示液体也存在压强的?(提示:向U形管中加入适量的红颜色的水,提醒学生注意观察U形管中两边水柱的高度变化.学生发现:当把带有橡胶膜的金属盒放入水中时,U形管中两边水柱的高度不相平,出现了高度差.)学生观察,回答:通过U形管中两边红色水柱的高度变化来反映液体的压强变化.(3)测量原理:当薄橡胶膜不受外力作用时,U形管两侧液面等高;当薄橡胶膜受到外力作用而向里凹陷时,U形管两侧液面会出现高度差.高度差的大小反映了探头所在位置液体的压强,高度差越大,表示压强越大.注意:(1)使用前检查压强计是否漏气:用手指轻压薄橡胶膜,观察U形管两侧液面高度变化.若出现高度差,说明不漏气;若未出现高度差,说明漏气,需重新调整装置.(2)使用前检查U形管两侧液面是否相平,如不相平,需重新安装.(3)不能让压强计管中液面高度差过大,以免使部分有色液体从管中流出;如果流出了,则把连接用的橡皮管取下重新连接即可解决.2.探究液体压强与哪些因素有关实验前教师用多媒体展示以下问题,以帮助学生确定实验探究的内容.思考题:(1)液体内部是否有压强?向哪个方向?(2)在同一深度,液体向各个方向的压强大小关系如何?(3)同一液体中,随深度的增大,压强的大小如何变化?(4)在同一深度,水和盐水产生的压强大小相等吗?教师引导学生参照教材P67-68进行实验(提醒学生运用“控制变量法”操作).探究液体压强也哪些因素有关(供参考)学生分组实验,教师巡视指导.学生记录数据,分析、讨论.师:请同学针对表格中的实验数据进行讨论,总结.液体内部压强的特点:(1)液体内部各处都存在压强.(2)在液体内部同一深度处,各个方向的压强相等.(3)液体内部的压强随深度的增加而增大.35 (4)液体内部的压强跟液体的密度有关,在同一深度处液体的密度越大,压强越大.例题1(用多媒体展示)下表是小明同学利用下图所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据.(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为__________.(2)综合分析上列实验数据,归纳可以得出液体压强的规律:①_______________________________________________,该结论是通过分析比较实验序号____的数据得出来的.②___________________________________________________,该结论是通过分析比较实验序号_____的数据得出来的.解析:在液体内部同一深度处,向各个方向的压强是相等的,而第4次实验中记录的数据与3、5、6不相等,故第4次记录的数据是错误的.从实验次数1、2、3可看出,随着液体深度的增加,液体产生的压强在逐渐增大,而从实验次数3、5、6可以看出,在液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等.答案:(1)4(2)①液体内部的压强随深度的增加而增大1、2、3②在同一深度,液体向各个方向的压强都相等3、5、6液体压强的大小1.液体内部压强公式的推导师我们知道液体压强的特点,那液体某点处的压强如何计算呢?学生思考.教师用多媒体展示圆柱体液柱的物理模型.(图参见教材P69图8.2-5)师要知道液面下某处竖直向下的压强,可以设想在此处有个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对这个平面的压强即可.设平面在液面下的深度为h,平面的面积为S.求深度为h的平面受到的压强多大?学生分组推导,完成下面式子.(1)这个液柱的体积是多大?V=_________;(2)这个液柱的质量是多大?m=_________;(3)这个液柱有多重?对平面的压力是多少?G=_______;F=______;(4)平面受到的压强是多少?p=_______答案:(1)Sh(2)ρ液Sh(3)ρ液Shgρ液Shg(4)ρ液gh教师讲解:当液体静止时,这个液柱也处于静止状态,所以液柱底面所受液体产生的竖直向上的压力F与此液柱所受重力G的大小相等,即F=G.2.液体压强公式板书:液体压强公式p=ρ液gh.教师用多媒体播放课件“液体压强的计算公式”,并讲解.液体压强的计算公式(多媒体课件)液体压强的公式为p=ρgh.由于在同一深度液体向各个方向的压强都相等,因此p=ρgh用于液体内部向各个方向压强的计算.由公式可知,液体压强只与液体的密度和深度有关,与液体的重力、体积无关.当深度h一定时,p和ρ成正比;当ρ一定时,p与h成正比.液体的深度h指的是液体中被研究点到液面的竖直距离,即一定要从液体跟空气的分界面竖直往下测量,它不是高度.公式p=ρgh只适用于液体内部压强的计算,不能用于固体和气体的压强计算,而公式p=F/S是压强的定义式,适用于一切固体、液体和气体压强的计算.教师提出问题,学生思考、讨论.(1)潜水艇为什么用厚钢板制成?(2)带鱼生活在深海处,为什么平时我们见不到活带鱼?35 (3)深海潜水员为什么要穿特制的抗压服?(4)拦河大坝修筑成下宽上窄有什么道理?学生思考、回答,教师点评.例题2(用多媒体展示)如图所示的容器中装有水,则水对A点的压强为()A.980PaB.2940PaC.5880PaD.条件不足,无法判断解析:由图可知,hA=70cm-10cm=60cm=0.6m,p=ρ水ghA=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.6m=5880Pa.答案:C例题教师用多媒体播放教材P69-71例题,并讲解.3.液体对容器底的压力与液体所受重力的关系师同学们已经了解了液体压强的特点,下面我们进一步来学习液体压强的综合运用.教师用多媒体播放课件“液体对容器底的压力与液体所受重力的关系”,并进行讲解.液体对容器底的压力与液体所受重力的关系(多媒体课件)例题3图示容器的底面积为1×10-2m2,把它放在水平桌面上,装入24N的水后,水深为0.2m,则水对容器底的压力为N,对容器底的压强为Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)[教师结束语]大家这节课的收获确实不少,我们共同学习了液体的压强,知道了液体压强的特点和计算.这节课就学到这,下节课我们再一起学习连通器.好,谢谢![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】第三节跨学科实践:探寻连通器【教学过程】一、新课引入日常生活中的洒水壶和茶壶形状各异,但便用力法相似.将壶身倾斜就可以将壶中的水倒出来,而且壶中的水越少,倒水时就需要将壶身倾斜得越多.其中有什么道理呢?洒水壶和茶壶在结构上有什么共同特点?在日常生活中还有类似结构的物品吗?它们的功能又是什么?二、进行新课连通器1.连通器师:出示洒水壶、茶壶的图片,引导学生思考它们在结构上有什么相同点?生:观察后积极发言:壶嘴开口,壶身也开口或通过盖上的小孔与外界联通,且壶嘴和壶身相连通.板书:上部开口,底部连通的容器叫作连通器.特点:在连通器中装入同一种液体时,不论这个容器如何放置,液体静止时连通器各部分中的液面总是相平的.2.连通器原理的分析师:连通器内装入同一种液体,为什么液体静止时液面总是相平的呢?我们可以用图来分析.在连通器中,设想容器左、右两侧连通的部分有一个很薄的“液片”.当容器内的液体静止时,这个“液片”也是静止的.这说明“液片”左右两面受到的压力大小相等,压强也相等.根据液体压强的公式可知,左右两管中液体的液面高度必定相同(h左=h右),即.35 连通器中液面相平的条件:一是连通器中只装一种液体;二是液体静止.3.实践活动(1)检验宣传画是否挂正师:动手试一试,在透明塑料软管中装入一定量的水,把软管当作连通器,尝试借助此选通器检验墙上的宣传画是否挂正.生:动手实践.(2)自制人工喷泉.取一段长约50cm的胶皮管,一端接一个大漏斗接一个带尖嘴的小管,另一端接一个大漏斗(也可以用去掉底部的矿泉水瓶代替),在大漏斗中装水后便形成了一个人工喷泉,如图所示.师:请解释产生此现象的原因,并思考:为了让喷泉产生较好的效果,在制作和操作上应注意哪些问题?按图组装器材,在大漏斗中装水后便形成一个人工喷泉.产生此现象的原因是胶皮管连接的漏斗与小管构成连通器,由于漏斗内液面高于小管内液面,为维持水面相平,水由漏斗流向小管并从尖嘴喷出.为了让喷泉产生较好的效果,制作时应选择尖嘴较细的小管,同时使接口处密封良好;在操作时,应让小管尖嘴的位置显著地低于大漏斗的位置.例题1下列容器中装有同种液体,当液体静止时,两边液面位置正确的是()答案:C了解连通器在日常生活中的应用1.连通器在日常生活中的应用师:连通器在日常生活中的应用非常广泛.如图所示的装置是如何利用连通器原理工作的?生:三个花瓶组成连通器,各花瓶中的水面是相平的.水位计与水箱构成连通器,可以通过观察水位计的玻璃管中的水位知道水箱内的水位.水塔和自来水管构成连通器由于水塔内的水位总比楼房中自来水管的高,水龙头总能出水.师:你还能举出哪些在日常生活中应用连通器的实例?生:洗手池下的回水弯、水封地漏等.师:它们是如何工作的?生:洗手池排水后会存留一些废水在U形回水弯中,起到水封的作用,使管道中的臭气、病菌等不能进入室内.在使用过程中,水封地漏中的存水杯会储存一定量的水,形成水封.师:请你找一找、想一想:水封地漏中哪部分是连通器?水封地漏是怎样实现密封效果的?生:隔离板将水封地漏的存水杯分成两部分这两部分构成连通器,室内的废水可以通过地漏流出,但管道内的臭气受盖板阻挡,不能进入室内.2.实践活动师:厨房和卫生间是家庭的两大废水产生地,但是它们产生的废水又有着明显的区别,安装的排水设备也会有所区别.了解自己家(或学校)的厨房和卫生间的排水情况,探寻哪些区域安装了排水设备,设备中哪个位置使用了连通器.调查、比较不同地漏的工作原理及使用效果,画出示意图并与同学交流.生:厨房中的排水设施主要有厨房水槽的排水管、洗碗机的排水管,它们的下水管连在主下水管上,主下水管的下方有回水弯,回水弯是一个连通器,可防止管道中的臭气进入室内卫生间的排水设施主要有洗手槽的排水管、地漏、便池或马桶,在洗手槽、便池、马桶等处均可发现回水弯结构,回水弯与地漏均是连通器.了解连通器在社会生产中的应用1.船闸的工作过程船闸则是一个很大的连通器,当上游闸门打开时,闸室与上游河构成连通器;当下游闸门打开时,闸室与下游河构成连通器,这样在落差较大的河面上能让船只正常、安全地航行.教师播放课件:三峡船闸及轮船通过船闸的过程,帮助学生理解船闸的工作原理.(可参考教材P76-77)师:船是如何从下游通过船闸驶向上游的呢?请你结合图片进行分析,并与同学交流.生:(1)35 当船从下游驶来时,关闭上、下游闸门和阀门A,打开阀门B,使闸室和下游水道形成连通器.(2)当水停止流动,下游水道和闸室中的水面相平时,打开下游闸门,船从下游驶入闸室.(3)关闭下游闸门和阀门B打开阀门A.使上游水道和闸室形成连通器.(4)当水停止流动.闸室和上游水道的水面相平时,打开上游闸门,船从闸室驶向上游.2.实践活动师:请你查阅资料,了解长江峡水利枢纽工程的总体概况,包括双线五领船用的修建原国,垂直升船机主要用于于哪类船舶过坝,船舶是如何通过垂直升船机过坝的,三峡工程创造了哪些“世界之最”,采取了哪些水生生杰保护措施等.完成调查报告,并与同学交流.生:(1)三峡工程采用五级船闸是因为上下游水位落差达一百多米如果只设一级船闸,水位落差大,形成强大压力,船闸闸门无法承受,故通过五级船闸来减小水的压力,三峡工程的垂直升船机的设计定位主要适应3000吨级大型客轮、旅游船,及部分运送鲜活快速物资船,(2)其工作过程:船舶上行过坝时,将承船厢停靠在下闸首,船舶从下游航道进入承船厢,然后关闭闸首和承船厢的闸门:在驱动装置的作用下,承船厢开始上升,直到停靠在上闸首:打开承船厢与上闸首的闸门,船舶驶出承船厢进人上游航道.下行船舶过坝按照相反的程序进行操作.(3)三峡工程的多项“世界之最”:世界最大水利枢纽工程、总装机容量排名世界第一,船闸世界规模最大、连续级数最多,升船机世界规模最大,世界防洪效果最明显的水利工程等.(4)采取的水生生态保护措施:针对鱼类修建洄游通道人工增殖放流;②加强水质监测和管理;③建设生态保护区;④保护生物多样性等.【教学后记】第四节大气压强第1课时初步认识大气压强【教学目标】1.知道大气压强的存在;了解大气压强产生的原因.2.知道托里拆利实验的原理、过程和结论.3.知道标准大气压的值.4.学生进行实验探究体会大气压强的存在,估测大气压强的大小,体会科学探究的过程.5.通过对托里拆利实验的学习,使学生认识和理解用液体压强来研究大气压强的等效替代的科学方法.6.运用大气压强的知识解释生活、生产中的有关现象,使学生体会到物理知识与生活的密切联系.【教学重点】利用实验验证大气压强的存在.【教学难点】大气压强的估测和测定.【教具准备】多媒体课件、大号注射器、塑料瓶、杯子、水、纸片、塑料吸盘、金属盒气压计等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的[课后作业]35 (教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入师通过前面的学习,我们知道液体内部朝各个方向都有压强,这是由于液体能够流动.空气也能流动,我们周围是否存在朝各个方向的大气压强?生:存在.师:你能举出几个实例或者做几个简单的实验,来证实或否定大气压强的存在吗?生:吸盘挂钩可以“吸”在光滑的墙壁上,用来挂一些物品.真空封装的罐头通常需要费很大的力才能拧开瓶盖.师:吸盘挂钩为什么能“吸”在墙上?真空封装的罐头为什么不容易被打开?你在生活中还发现过类似的现象吗?让我们带着这些问题,进入今天的新课吧!三、进行新课大气压的存在教师进行实验:(1)用大号注射器将密闭塑料瓶中的空气抽出来,塑料瓶被一种看不见的力压瘪了.师:什么塑料瓶被压瘪了?生:塑料瓶内的一部分空气被抽出,瓶内气体压强减小,外界大气压将塑料瓶压瘪.(2)装满水的杯子用纸片盖住,杯口倒置过来后,水没有从杯中流出来,纸片好像被什么力托住了.师:为什么纸片不会掉下来?生:杯中装满水,排出了空气,外界大气压托住了硬纸片及杯中的水.(3)将两个塑料吸盘按压在一起,然后请两名力气大的同学上台来用力拉塑料吸盘,并向全班的同学介绍拉塑料吸盘的感受.(学生费了很大的劲才将塑料吸盘拉开)师:为什么要用很大力才能拉开呢?生:吸盘内部空气排出后,外部的空气将两个吸盘紧压在一起,所以需较大的外力才能将其拉开.师这些实验现象说明了什么?学生思考、讨论:大气压强确实存在,并且大气与液体一样,向各个方向都有压强.板书:大气压强(1)定义:在大气内部的各个位置都存在着压强,这个压强叫作大气压强,简称大气压.(2)产生的原因:空气受到重力的作用,且具有流动性.(3)特点:①在大气内部向各个方向都有压强;②在同一高度大气向各个方向的压强大小相等.师最先证实大气压强存在的典型实验是马德堡半球实验.下面请大家欣赏.(播放课件:马德堡半球实验)学生观察、思考,体会大气压强不仅存在,而且很大.例题1下列应用实例与大气压无关的是()答案:B大气压的测定师刚才两位同学拉橡皮碗时用了很大的力,而马德堡半球用了16匹马才被拉开,由此可见,大气压强不但存在而且很大,那到底有多大呢?同学们能否设计一个实验测量出来呢?1.托里拆利实验师怎样才能准确地测量出大气压强的大小?学生思考、讨论.师从上面的覆杯实验可知,覆在玻璃杯上面的纸片之所以不会掉下来,是由于受到了大气压强的作用,如果换用一个足够长的杯子,充满足够高的水,纸片也不会掉下来吗?教师引导学生利用二力平衡的知识分析,得出托起的水柱最高产生的压强正好等于大气压强时,纸片就会下落(不计纸片的重力),因此,可以通过水柱的压强计算出大气压强.这就是托里拆利实验的原理(提醒学生这是等效替代法,以前我们也学习过,如在滑35 动摩擦力的探究实验中).在分组实验中,大家测量的大气压强值接近在105Pa,那么,要产生这么大的压强,需要多高的水柱呢?请大家计算.生:利用p=ρgh计算出水柱的高度h约为10m.师这么高的水柱,我们操作起来容易进行吗?生:不方便.教师引导学生利用p=ρ液gh进行分析,在压强一定时,密度大的液体,高度小,因此可换用密度大的水银代替水进行实验.托里拆利正是选用液体中密度最大的水银代替水进行测量大气压值的实验,成为了世界上第一个最先较精确测量出大气压值的科学家.教师播放课件“托里拆利实验”,然后提出问题:(用多媒体展示,引导学生在观看过程中思考、讨论)思考题:(1)为什么要灌满水银?(2)管内水银面为什么会下降?(3)水银下降后,管内水银柱的上方是否有空气?(4)水银面下降了一段距离后为什么不再下降了?(5)怎样通过计算得出大气压强的大小?教师可以适当引导学生分析,加深理解.学生回答:(1)开始时将玻璃管内灌满水银是为了排出玻璃管内的空气.(2)玻璃管倒置在水银槽中放开手指后管内水银柱下降是因为水银柱对水银槽表面的压强大于外界对水银槽上表面的压强.(3)水银下降一段距离后,管内水银柱的上方没有空气,是真空.(4)当压强相等时,水银面就不会再下降了,此时水银槽外的大气压支撑着玻璃管内一定高度的水银.(5)管内外水银面高度差不再变化时,管内760mm的水银柱产生的压强就是大气压强的值.2.标准大气压教师引导学生根据液体压强公式及密度值算出大气压强的值:p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10-3m=1.013×105Pa.师托里拆利进行实验时,是在海平面附近完成的,通常把这样的大气压叫标准大气压p0.板书:标准大气压强的值760mm汞柱(10.3m水柱),即1.01×105Pa.[教师总结]托里拆利实验的几点疑问:(1)如果管子倾斜,管内水银柱的长度会增加,竖直高度不会变,所以不会影响实验结果.(2)因为水银柱产生的压强跟水银柱的粗细无关,所以把管子换成粗的或细的,管内水银的竖直高度不会改变,因此不会影响结果.(3)把管子换成比1米长得多的管子,只要水银柱上方保持真空,管内水银柱竖直高度就不会改变,因而不会影响实验结果;若把管子换成比1米短得多的管子,如比76cm还短,则水银将会充满管子,高度随管子长度改变而改变,因此管内水银柱产生的压强就不是大气压的值,这样就无法测量了.(4)把管子在水银中提起一点或插入一点,管内水银柱的竖直高度不会改变,所以不影响实验结果.(5)当有少量空气混入管中时,管内水银面上方不再是真空的,这些空气有一定的压强作用在管内水银柱上面,会使水银柱高度减小,混入的空气越多,产生的压强越大,管内水银柱越短,所以会影响实验结果,使测量结果变小.师1.013×105Pa到底有多大呢?请同学们估算大气对指甲盖的压力有多少牛顿?相当于多少千克的物体压在了指甲上?同学们演算,一名同学板演.解:指甲盖的面积约1cm2,即S=10-4m2,由p=F/S可知大气产生的压力F=p·S=1.013×105Pa×10-4m2=10.13N,相当于1kg的物体压在了指甲上.师这么大的压力,我们为什么感觉不到呢?生:因为大气压强是朝各个方向的,大气压的作用互相抵消了.35 例题(用多媒体展示)小明利用如图所示的装置,测量当地大气压强的大小,他将测量结果汇报给物理老师,老师告诉他测量结果偏小.你知道小明测量结果偏小的原因可能是下面的()A.玻璃管没有竖直放置B.玻璃管顶部混入少量空气C.水银槽内水银液面太高D.玻璃管太粗,管内的水银太重解析:利用上述装置测量大气压是利用大气压跟支持它的水银柱产生的压强相等的原理来测量的.水银柱产生的压强,只与水银的密度和水银柱高度两个因素有关,而与玻璃管的粗细、玻璃管是否竖直放置、水银槽内水银面高低等因素无关.但是玻璃管顶部如混有空气,管内空气会对水银柱产生向下的压强,使水银柱的高度变小,因此导致测量结果偏小.答案:B3.气压计师标准大气压的值是p0=1.013×105Pa.一般情况下,不同地点,不同高度的大气压值是不同的.但在日常生活和生产中我们常常需要了解各地的气压和气压的变化,于是人们设计了用来测定大气压的仪器——气压计.下面我们就主要介绍两种气压计:(1)水银气压计构造原理:实际上就是一个托里拆利实验装置.只是在刻度尺上不是标水银柱与水银槽中水银面的高度差,而是标与高度差对应的大气压值,这样就可以直接读出大气压值.特点:测量结果准确,但携带不方便.(2)金属盒气压计(无液气压计)教师结合实物或模型引导学生了解金属盒气压计各部分的构造和功能.师它的主要部分是一个抽成真空的金属盒及与盒盖中央相连的弹簧片.盒的表面是波纹状的,大气压变化时,盒的厚度及弹簧片的弯曲程度随着变化,通过传动机构带动指针旋转,指示大气压强的值.(注:如果无液气压计的刻度盘上标的不是大气压的值,而是高度,就成了航空、登山用的高度计.)[教师结束语]大家通过这节课的学习,收获确实不少,我们共同学习了大气压强的知识,知道了我们生活的空气中存在大气压强,而且知道了测量大气压强的一些方法.好,谢谢大家![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】第2课时大气压强的变化和综合运用【教学目标】1.知道大气压强的变化规律.2.知道大气压强在生产生活中的应用,并能对有关现象进行解释.3.经历分析大气压强的变化的图像,体会利用数学工具描述物理规律的研究方法.4.进一步提高实验动手能力和探究能力,能够把所学知识与生活、生产实际相结合.5.认识大气压的存在与变化对人类生活的影响.6.重视理论联系实际,学以致用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用.【教学重点】大气压的变化规律.35 【教学难点】大气压的综合应用.【教具准备】多媒体课件、金属盒气压计、集气瓶(带孔的橡皮塞)、细玻璃管、水(红色)、活塞式抽水机模型等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的[课后作业](教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入师同学们,我们在前面学习了液体压强和大气压强的初步知识,知道气体和液体一样具有流动性,向各个方向都有压强,知道了液体压强随深度的增加而增大,而我们生活的大气层中,大气压强又该如何变化呢?学生思考、讨论.教师播放课件“高原反应”,并提出问题:我们生活在低海拔地区,当我们乘车旅游到西藏等高海拔地区时有什么感觉?为什么会出现这种不适?学生思考、讨论.师大家先不着急知道答案,我们学习了本课知识后就会明白.三、进行新课大气压强与人类的生活1.活塞式抽水机和离心式水泵师日常生产生活中经常应用大气压,如活塞式抽水机、离心式水泵等.下面我们就来研究这两种装置的工作过程.教师播放多媒体课件“活塞式抽水机和离心式水泵”,介绍它们的结构.活塞式抽水机和离心式水泵(多媒体课件)1.活塞式抽水机(1)原理:活塞式抽水机利用大气的压力,通过活塞在缸筒中往复运动不断地将水抽取上来.(2)结构:主要结构包括缸筒、活塞、拉杆及单向阀门A、B.(3)工作过程:如图所示.2.离心式水泵(1)结构:离心式水泵也是一种抽水机,它的主要部件是泵壳、叶轮和底阀、进水管和出水管,如图所示.(2)工作原理及过程:使用前要先向泵壳中灌满水.水泵启动叶轮在电动机(或其他动力装置)的带动力向高速旋转,泵壳里的水被甩入出水管,从而在叶轮附近形成一个压强很小的区域.进水管外面的水在大气压强的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳.叶轮不停地转动,水就不断地被送到高处.实际工作的离心式水泵有三个扬程:汲水扬程、压水扬程、实际扬程,如图所示.(3)三个扬程(如图乙所示)①汲水扬程:利用大气压将水汲上来的高度为汲水扬程.汲水扬程受大气压制约,考虑实际情况,将低于10.3m.②压水扬程:利用高速旋转装置将水甩上去的高度叫压水扬程.压水扬程因机器规格不同而不同,不受大气压制约,可以大于10.3m.③实际扬程:汲水扬程与压水扬程之和,与水泵最大的抽水高度相对应,可以超过10.3m.教师提出问题,引导学生思考:(1)活塞式抽水机的工作原理是什么?(2)吸水扬程最大是多少?(3)离心式水泵的实际扬程与实际吸水扬程、实际压水扬程三者之间的关系如何?学生回答:(1)水泵工作的原理是利用大气压把水压上去的.(2)吸水扬程最大不能超过10m.35 (3)离心式水泵的实际扬程=实际吸水扬程+实际压水扬程.例题1用如图所示的装置抽水,当活塞上升到S管口后继续上升,会发现()A.水从S管口流出B.圆筒内水随活塞继续上升C.圆筒内水面开始下落D.水保持在管口附近不动解析:当活塞上升到管口后再继续上升,活塞将离开管口,活塞下水面将直接与大气接触,在大气压力作用下水面会下降.答案:C例题2(多媒体展示)如右图所示,张强同学家的高压锅盖上标有“××铝制品厂18cm压力锅”的字样,他测得高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积约为10mm2.问这个高压锅工作时,其内部水蒸气的最大压强为多大?(设大气压p0=1×105Pa,g取10N/kg)分析:分析限压阀的受力可知限压阀共受三个力作用:限压阀自身的重力、大气的压力、锅内气体的压力,且在这三个力的作用下限压阀处于平衡状态,即可求得.解:由题意得F内=F大气+G,即有大气压强的变化教师展示金属盒气压计,请一个同学用气压计读出气压值,随后到楼上测出气压,把楼下、楼上测得的气压分别写在黑板上.教师请一个同学上讲台来,做一个简易气压计.教师指导制作:取一个瓶子,装上适量红色的水.取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压强,水沿玻璃管上升到瓶口以上.拿着它(注意手不要接触瓶身,以免瓶子受热,影响瓶内气体的压强)从楼下到楼上,观察玻璃管内水柱高度的变化情况,并做另一个记号.(教师在黑板上画出简易气压计的示意图,并将楼下、楼上两处水柱的高度标注在图中)师气压随高度的增加如何变化?生:减小.教师用多媒体播放课件“大气压强的变化”,并讲解.大气压强的变化(多媒体课件)1.大气压与天气和温度有关.我们在听天气预报时,常听到“高气压”“低气压”“高压脊”“低压槽”等词.这些词语都是指大气压在某一区域的分布类型.地球表面各处在太阳的照射下受热情况不同,其空气温度也不同.通常,温度高的地方,空气膨胀、密度减小,空气上升,气压就低:温度低的地方,空气收缩、密度增大,空气下沉,气压就高.由于地理情况千差万别,地球表面上空就形成了各种各样的气压分布类型,多种气压分布类型往往是晴天,低气压的地区往往是阴雨天.2.大气压跟海拔密切相关.在海平面附近,大气压大约等于101.3kPa(千帕).离地面越高的地方,空稀薄,大气压越低.在海拔2000m以内,每升高12m,大气压大约下降133Pa.在海拔几千米的高原上,大气压比标准大气压低很多,水的沸点也低于100℃,用普通锅很难把食物煮熟.因此,高压锅就成了高原地区必备的炊具.随着海拔的增加,不仅大气压变低,空气中的含氧量也会降低,所以在攀登海拔5000m以上的山峰时,登山者常常需要携带氧气.注意:大气压强的变化与高度是不成正比的,由于空气的密度不是一个定值,高空的空气稀薄,空气密度小,因此不能用p=ρ空气gh计算大气压强.师:请同学们查阅资料,写出在海拔2000m范围内大气压随高度变化的关系,画出在海拔9000m范围内大气压及大气压中含氧量随高度变化的图像.生查阅资料,回答.板书:大气压强的变化:(1)大气压随高度的增加而减小,在海拔2000m以内,每升高12m,大气压大约下降133Pa.(2)大气压除了受高度的影响外,还受天气、季节的影响.(3)在体积不变的条件下,一定质量的气体,温度升高,压强增大;温度降低,压强减小.师既然大气压的变化与高度有关,大家想一想,气压计还可以作什么用途,应用在哪些方面?35 生:高度计,飞机在空中飞行、登山运动员测量山的高度等.例题3(用多媒体展示)宋朝著名的文学家范成大到海拔3700m的峨眉山旅游,发现在山上“煮米不成饭”,他认为是因为山上的泉水太寒冷,故有“万古冰雪之汁”之说,其实这是由于高山上的____导致水的_____的缘故.解析:水的沸点的高低与压强有关,当水面上方的压强增大,则水的沸点升高,反之,压强减小,沸点降低.由于高山上大气压强较山脚下低,那么水沸腾时的温度降低,因而米吸收的热量减少,所以米煮不熟.为了解决这个问题,可以采用高压锅煮饭.答案:气压低沸点降低例题4(用多媒体展示)如图所示,在小瓶里装一些带颜色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从管子上端吹入少量气体,就制成一个简易的气压计.小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上,玻璃管内水柱的高度______,水对容器底的压强____,瓶子对地面的压强___________________(均选填“变小”“不变”或“变大”).如果在瓶中装满水,就可以制成一个较准确的测量仪器:___________(请写出它的名称).解析:从山脚到山顶,海拔高度增加,根据气压与海拔高度的关系可知,山顶气压低于山脚,玻璃管外部气压减小后,在瓶内气体压强作用下,玻璃管内水柱上升.根据液体压强规律可知,水对容器底部的压强变大.把瓶子、水和玻璃管看成一个整体,其重力不变,对地面的压力不变,故瓶子对地面的压强不变;若将瓶子装满水,则在温度变化时,由于水的膨胀和收缩,会使玻璃管内水面变化,相当于温度计原理.答案:变大变大不变温度计[教师结束语]大家通过这节课的学习,收获确实不少,我们知道了大气压强的变化规律,大气压随高度的升高而减小,在海拔2000m以内,每升高12m,大气压减小133Pa;还知道了大气压强除了受高度的影响外,还受天气、季节的影响.气象专家把气压作为预测天气变化的一个重要依据.大气压与我们的生活、生产密切相关,如高原反应、水泵、高压锅就是大气压的典型的应用.好,谢谢大家![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】第五节流体压强与流速的关系【教学目标】1.了解流体压强与流速的关系.2.能运用流体压强与流速的关系解释生活中有关的现象.3.知道升力在生产、生活中的应用,并能对其进行解释.4.通过实验探究,体会由流体压强差异产生的力在生活中的一些应用和一些危害.【教学重点】探究流体压强与流速的关系、升力的产生和应用.【教学难点】运用流体压强与流速的关系解释日常生活中的相关现象.【教具准备】多媒体课件、蓄水容器、水、机翼模型(带支架)等.【教学课时】1课时【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的[课后作业](教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入35 师:雄鹰可以在空中展翅翱翔,喷气飞机不用扇动机翼也能飞上天空.学生感到不可思议.师:是什么力将雄鹰和飞机托举在空中的?雄鹰的翅膀与飞机的机翼在形状上有什么共同特征呢?它们在空中飞行时空气起到了什么作用?学生猜想与假设,思考并讨论.教师引入新课“流体压强与流速的关系”.三、进行新课流体压强及其变化规律1.流体、流体压强教师向学生介绍流体,并举例:如空气,水等都是流体.板书:流体:像液体和气体这样没有一定形状且有流动性的物质.流体压强:流体静止时内部存在确定的压强.师:当流体流动时,其内部压强会发生变化吗?生:应该会.2.探究流体压强与流速的关系在图所示的装置中,AB是一段内径大小不均匀的玻璃管,它与左侧的蓄水容器相连,玻璃管较粗和较细的部分各接有一根竖直细玻璃管.师:关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,观察竖直细玻璃管中水柱的高度,你看到了什么现象?打开阀门K,你又观察到了什么现象?生:如图,关闭阀门K,在蓄水容器中注入水,当水不流动时,两根竖直细玻璃管中的液面相平;打开阀门K,水流动时,水平细管上方的竖直细玻璃管中水柱的高度较低.师:如图所示,把软纸条放在嘴边,在纸条上方用力沿水平方向吹气,你观察到了什么现象?生:把软纸条放在嘴边,在纸条上方用力沿水平方向吹气,观察到纸条向上飘起.师:这两个现象说明了什么道理?通过观察发现,当水不流动时,图中蓄水容器和两根竖直细玻璃管的液面总保持相平.打开阀门K,水流动时,水平细管中水的流速较大,水平细管上方的竖直细玻璃管中水柱的高度较低.根据液体内部的压强规律可知,水平细管中水的压强比水平粗管中水的压强小.在纸条上方水平吹气,纸条上方的气体快速流动,而纸条下方的气体几乎不动.纸条向上飘动,说明气体对纸条作用的合力方向向上,这表明纸条下方泥的压强大于纸条上方的压强.综上所述,上面两个现象说明:流体流动时,流速大的地区压强小,流速小的地方压强大.例题1(用多媒体展示)如图丁所示,在水平的两根筷子中间放上两只乒乓球,通过空心塑料管向两球间用力吹气,会发现两只乒乓球()A.相互靠近B.相互远离C.静止不动D.向同一方向运动解析:用塑料管向两球间吹气时,两球中间空气流速大于两球外侧的空气流速,由流体压强跟流速的关系可知,两球中间处压强小于外侧压强,压强差使两球同时向中间运动而靠近.答案:A3.生活中与流体压强相关的现象弧圈球和香蕉球运动员要想使球沿各种弧线运动,只要让球一边旋转一边前进就可以了.这是因为球在旋转过程中,带动球附近的空气随球一起转动,从而使得在球的转动方向与前进方向相同的一侧,空气相对于球的流速小,对球的压强大;在另一侧,空气相对于球的流速大,对球的压强小.于是空,就会对球产生一个从相对流速小的地方指向相对流速大的地方的侧向力,使球的运动轨迹弯曲,形成所谓的弧圈球或香蕉球.流体压强规律的应用1.飞机的升力教师组装模拟飞机升力产生的实验(如图甲),引导学生观察当打开电风扇时电子秤的示数如何变化,并完成下列思考题:(用多媒体展示)35 思考题:飞机前进时,机翼与周围的空气发生_______,相当于有气流迎面流过机翼.气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面积形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较_______,因而速度较______,它对机翼的压强较_____;下方气流通过的路程较_____,因而速度较____,它对机翼的压强较____.因此,在机翼的上下表面存在_____,这就产生了向的升力.(如图乙)答案:相对运动长大小短小大压强差上教师换用上、下面都是平面的另一模型代替上述机翼模型再进行实验,让学生比较.引导学生进一步理解升力产生的原因.教师播放课件视频:飞机起飞.师大家通过刚才的视频可以看到,飞机起飞之前一定要在跑道上加速,使它周围的空气流速较大.下面我们再做个实验,想一想如果机翼反向安装(上平下凸),飞机还能飞起来吗?教师用两架机翼安装方式相反的飞机模型进行实验,产生了两种不同的现象:上凸下平的那架飞起来了,上平下凸的那架并没有飞起来.(引导学生思考为什么会这样?)学生回答:机翼的形状不同.师:回答正确,上凸下平的那架飞机产生的压强差向上,形成升力;上平下凸的那架飞机产生的压强差向下,形成压力.因此我们千万不能将机翼装反了.板书:飞机的升力:机翼下方气流压强比上方气流压强大,向上的压力大于向下的压力.这两个压力的合力就是作用在机翼上的向上的力,这个力叫作举力或升力.例题(用多媒体展示)飞机机翼初看好像是一个整体,实际上是由几部分组成的.它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转.飞行员在飞机上升、平稳飞行、下降和着陆减速等过程中,是通过操纵杆改变襟翼的弯度来改变飞机的升力、阻力的.下图是简化机翼截面图,其中表现飞机上升的是()解析:飞机的机翼主要是使迎面吹来的风在机翼的上下表面上流速不等,从而产生压强差.要飞机上升,那么要产生向上的压强差.因此,上方的气体流速要大,压强才小,下方的流速要小,压强才大,这样就可以产生向上的升力,使飞机上升.对照四个图,只有A选项中机翼上方的凸度最明显,形成向上的升力,故A项符合;B项为下降;C项为平稳飞行;D项为着陆减速.答案:A2.水翼船水翼船的船身下面装有水翼,其截面形状与飞机的机翼相似,也是上面的弯曲程度比下面大,但是水翼比飞机的机翼小得多,翼展与船体宽度大体相同.水翼船靠船尾部的螺旋桨提供前进的动力.当水翼船达到一定的速度时,水对水翼产生足够的举力(升力),使船体不再吃水而处于水面之上.这时船受到的水的阻力将大大减小,从而有利于船高速行驶.3.利用流体压强与流速的关系解释现象的一般步骤(1)确定流速大的地方:(2)根据流体压强与流速的关系确定压强的大小:(3)根据压强大小确定压强差及压力差的方向:(4)根据压力差的作用分析产生的现象[教师结束语]大家通过这节课的学习,收获确实不少,我们知道了流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大.还知道了流体压强与流速的关系与我们生活、生产有着密切的联系,以及升力的产生与应用.好,谢谢大家![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】35 第六节浮力第1课时认识浮力【教学目标】1.知道浮力的概念、产生原因及浮力的方向.2.知道漂浮在液面上的物体和浸没在液体中的物体都受到浮力作用,会用称重法计算浮力.3.知道大气对浸没在其中的物体也有浮力作用.4.通过实验观察,了解浮力是怎样产生的.【教学重点】1.影响浮力大小的因素2.浮力的计算.【教学难点】计算浮力.【教具准备】多媒体课件、体积较小且大小相同的铁块和铝块、体积较大的铁块、弹簧测力计、溢水杯、量筒、烧杯、水、盐水、细线等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的[课后作业](教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入师:同学们,我们经常看到节日放飞的氢气球会浮在空中;人游泳时可以漂浮在水面上;鸭子、轮船能漂浮在水面上;潜水艇可以在水中自由地上升和下潜等事例,你们思考过它们为什么能这样呢?生:因为它们受到了浮力.师:物体在哪些情况下会受到浮力呢?请大家自己举例子说说.学生踊跃发言:还可以发现,不仅浸在液体中的物体会受到浮力,浸在气体中的物体也会受到气体对它的浮力.师:同学们,你们想知道关于浮力的哪些知识呢?学生展开想象,分组交流、讨论,各抒己见,提出一系列问题.生1:什么是浮力?它有方向吗?生2:漂浮的物体受到浮力,那么下沉的物体会受到浮力吗?生3:如何计算浮力的大小……三、进行新课浮力1.浮力的存在如图甲所示,将一铝块悬挂在弹簧测力计下端,铝块静止时弹簧测力计的示数等于铝块所受的重力大小.如图乙所示,当我们用手向上托铝块时,会看到弹簧测力计的示数变小.师:如图丙所示,将铝块浸在水中时,你会看到什么现象?生:弹簧测力计的示数比图甲中小.师:此铝块是否也受到一个向上托的力?生:是的.师:这个力的施力物体是什么?35 生:水.师:将铝块浸在煤油或酒精等液体中时,会有类似的现象发生吗?生:也会.物体不论漂浮在水面上还是浸没在水中,都会受到水对它是施加的向上托的力.用其他液体代替水,也可以得出同样的结论.2.浮力(1)定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力,这个力叫作浮力.(2)施力物体:液体(或气体)(3)受力物体:浸在液体(或气体)中的物体.3.浮力的方向浮力的方向总是竖直向上的,与物体的形状、物体是否运动以及容器的摆放方式等无关.4.称重法测浮力师大家想想如何利用弹簧测力计来测量浮力呢?学生交流、讨论,提出实验方案:把物体挂在弹簧测力计下,读出物体在空气中的重量F1,再将物体浸入水中,读出测力计的示数F2,则浮力=F1-F2.教师鼓励学生,并演示实验.(1)如图甲所示,用弹簧测力计测量出物体的重力G.(2)如图乙所示,将物体浸在液体中,读出此时弹簧测力计的示数F拉;(3)物体所受的浮力F浮=G-F拉中物体的重力G=3N,物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F拉=2.4N,则物体所受的浮力F浮=G-F拉=3N-2.4N=0.6N.[教师总结]这种利用弹簧测力计测浮力的方法叫称重法,它是通过等效转换的思想来测出浮力的.例题1(用多媒体展示)一个重7N的石块,挂在弹簧测力计上,将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧测力计的示数是4.3N,则石块受到的浮力是N,浮力方向是.解析:石块浸在水中时,对石块进行受力分析,受到弹簧测力计向上的拉力F1、水对它的浮力F浮、向下的重力G,石块处于平衡状态,因此,有F1+F浮=G,则浮力F浮=G-F1=7N-4.3N=2.7N,浮力方向竖直向上.答案:2.7竖直向上浮力的成因师:浸在液体中的物体为什么会受到向上的浮力呢?1.探究浮力的成因在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡胶膜,将其浸没在水中,如图所示.师:你会看到什么现象?生:图甲中,橡皮膜向内凹,程度一样.图乙中上面的橡皮膜向下凹,下面的橡皮膜向上凹,且下面的程度更大.师:这些现象说明了什么?生:水对橡皮膜产生了一定的压力.当玻璃圆筒沿水平方向放置时,如图甲,水对玻璃圆筒左、右两侧的压力F左和F右的大小关系是F左=F右,其合力F水平=0.当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,如图乙,水对玻璃圆筒上、下两端的压力F上和F下的大小关系是F上=F下,其合力F竖直=F下-F上,方向竖直向上.师:通过上述实验,你认为浮力是怎样产生的?将你的想法与同学交流.生浸在液体中的物体受到液体对其压力的合力,就是液体对物体竖直向上的浮力.浮力产生原因的分析(以浸没在水中的正方体为例)2.两种特殊情况下的浮力大小教师用多媒体播放课件“两种特殊情况下的浮力大小”.两种特殊情况下的浮力大小(多媒体课件)根据浮力产生的原因,我们应了解两种特殊情况下的浮力.35 (1)当物体部分浸入液体中时,如图甲所示,其上表面不受液体的压力,所以物体受到的浮力等于其下表面受到的液体向上的压力,即F浮=F向上.(2)当浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触(密合)时,如图乙所示,液体对物体向上的压力F向上为0,物体将不受浮力的作用,只受到液体向下的压力,物体会被紧紧地压在容器底部.如水中的桥墩、深陷淤泥中的沉船等,都不受浮力作用.注意:1.物体下方有无液体是有无浮力产生的决定性条件.2.浮力是物体所受液体压力的合力,不是除压力外的一个新的力,不能说物体既受到液体的压力又受到浮力.3.通常将浮力看作一个力,力的作用点一般画在物体的重心上.例题2如图所示,将一个去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,将乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球(选填“会”或“不会”,下空同)浮起来;再用瓶盖将瓶口堵住,过一会儿,乒乓球浮起来.该实验说明,浮力产生的原因是液体对物体上、下表面存在.解析:图中乒乓球上表面有水、下表面无水,下表面受到水的压力为0,上表面受到水的压力不为0,乒乓球不受浮力,不会浮起来.堵住瓶口后,乒乓球下面积满了水,此时乒乓球受到水向上的压力大于向下的压力,因此受到浮力的作用,会浮起来.答案:不会会压力差影响浮力大小的因素探究浮力大小与哪些因素有关见教材P93图8.6-5所示,在水槽中装入一定量的水,用手把空的塑料瓶缓慢按入水中.随着塑料瓶浸入水中的体积逐渐增加,把塑料瓶按下去的力也在增大.师:这是否意味着塑料瓶所受浮力的大小与它浸入水中的体积有关?生:是的.师:请同学们猜想下,浮力的大小与哪些因素有关呢?生:浮力可能与液体的密度、浸入液体的深度、物体排开液体的体积、物体的密度、物体的形状等因素有关.教师引导学生分组探索:(1)利用测力计探究浮力与液体密度的关系;(2)利用测力计探究浮力与物体浸在液体中的深度的关系;(3)利用测力计探究浮力与物体排开液体体积的关系;(4)利用测力计探究浮力与物体密度的关系;(5)利用测力计、橡皮泥探究浮力与物体形状的关系.师:实验中需要测量哪些物理量?如何测量物体所受的浮力?当浮力变化时要关注哪些物理量的变化?各小组根据所研究的课题,设计实验.教师指导完善,引导学生设计记录实验数据表格,并进行探究实验.参考示例:(多媒体课件)实验1:探究浮力的大小与液体密度的关系控制变量:物体浸在液体中的体积(物体排开液体的体积)相同,同一物体.图示:现象:乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同.分析:根据F浮=G-F拉,物体在水中和酒精中所受浮力不同,说明物体受到的浮力与液体的密度有关.实验2:探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系.控制变量:液体的密度相同,同一物体.图示:现象:两种情况下弹簧测力计的示数不同.分析:根据F浮=G-F拉,两种情况所受浮力不同,说明物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关.35 实验3:探究浮力的大小与物体的密度的关系.控制变量:物体的体积相同,浸没在液体中的体积相同,液体的密度相同.图示:现象:两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同.分析:物体所受的浮力与物体的密度无关.实验4:探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系.控制变量:物体的密度、液体的密度、物体的体积、物体浸在液体中的体积图示:现象:两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同.分析:物体所受的浮力与物体浸没在液体中的深度的无关.实验5:探究浮力的大小与物体的形状的关系.控制变量:物体的密度、液体的密度、物体的体积图示:现象:两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同.分析:物体所受的浮力与物体的形状无关.师:通过实验探究,你得出的影响浮力大小的因素有哪些?你猜想的哪些因素对浮力大小没有影响?将你的结论与同学进行交流,看看你们的结论是够一致.如果不一致,分析其中的原因是什么.教师引导学生分析实验数据,归纳总结,得出结论.实验结论:1.物体在液体中所受浮力的大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关,物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大.2.浮力的大小与物体的密度、体积、形状以及物体浸没在液体中的深度等因素无关.例题3同学们探究“影响浮力大小的因素”,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示.(1)物体P的重力为N,其中实验b中物体P所受浮力大小为N.(2)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度(选填“有关”或“无关”).(3)分析三次实验,可知浮力大小与物体浸在液体中的体积有关.当液体的密度一定时,物体浸在液体中的体积越大,受到的浮力越.(4)分析a、d、e三次实验,可知物体浸在液体中的体积一定时,越大,物体受到的浮力越大.(5)请你写出能够支持(3)中结论的一个生活现象:.答案:(1)4.81.4(2)无关(3)a、b、c(或a、b、d)大(4)液体的密度(5)人越往泳池深处走时,会感觉身体越来越轻[教师结束语]通过这节课的学习,我们知道了浮力产生的原因,知道了浮力的方向是竖直向上.还知道浸在液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关,我们还学会用称重法测浮力.好,谢谢大家![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】第2课时阿基米德原理【教学目标】1.知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论.2.理解阿基米德原理的内容.35 3.会用阿基米德原理计算浮力.【教具准备】多媒体课件、弹簧测力计、细线、金属块、烧杯、水、酒精、煤油、小桶等.【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的[课后作业](教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、新课引入师:同学们认识了浮力,那么物体在什么情况下受到的浮力比较大,什么情况下受到的浮力较小,浮力的大小和什么因素有关呢?生:浮力的大小和液体的密度和排开液体的体积有关.师:同学们说得很对,那我们试着再想想浮力的大小是否和排开液体的重力有关呢?学生讨论,并产生疑问.师:大家别着急,我们下面就来探究浮力的大小和排开液体的重力的关系.三、进行新课阿基米德原理1.阿基米德原理(1)内容: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(3)适用范围阿基米德原理不仅适用于液体,同样适用于气体.(4)对阿基米德原理的理解①阿基米德原理阐明了浮力的三要素:浮力作用在浸在液体或气体)中的物体上,其方向竖直向上,其大小等于物体排开的液体(或气体)所受的重力.②物体“浸在液体中”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况,这两种情况下物体都会受到浮力.③物体排开液体的体积(V排)等于物体浸入液体中的那部分体积:全部浸入时,V排=V物(如图甲);部分浸入时,V排<V物(如图乙).④由F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、浸没在液体中的深度、在液体中是否运动等因素无关.例题1如图,重为5N、体积为0.2×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是N,静止时弹簧测力计的示数是N.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)2.验证阿基米德原理师怎样测出物体所受浮力的大小?生:用称重法测量物体受到的浮力.师:怎样测出物体排开的液体的所受的重力?生:用弹簧测力计测量排开液体所受的重力.教师引导学生分组进行下列实验:第一组:A.先用弹簧测力计测出空桶的重力G桶后,把空桶放在装满水的溢水杯的溢水口下方.B.在空气中用弹簧测力计测出金属块的重G.C.将金属块浸没在盛满水的溢水杯中(溢水杯中溢出的水全部流入小桶中),读出弹簧测力计的示数F(即金属块在水中的重).D.用弹簧测力计测出装有溢出水的小桶的总重G总,算出溢出的水的重量即排开的水的重量,G排=G总-G桶.E.比较浮力F浮及排开的水的重力的大小,发现F浮=G排.实验结论:浸没在水中的金属块受到的浮力跟它排开的水重相等.35 第二组:将金属块浸没在酒精中进行实验(步骤同上),虽然在酒精和水中受到的浮力不同,但在水中和在酒精中受到的浮力分别和排开水的重力和排开酒精的重力相等.第三组:将金属块浸没在煤油中进行实验(步骤同上),虽然在煤油和水中受到的浮力不同,但在水中和在煤油中受到的浮力分别和排开水的重力和排开煤油的重力相等.同学们将实验数据填入表格.师:归纳同学们的实验结果,我们能得出的结论是什么?生:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力.(F浮=G排)师:这就验证了阿基米德原理.注意:飞机在空中飞行靠的是升力而不是浮力,飞机的升力是飞机机翼上、下表面空气流速不同,而造成机翼上、下表面所受压强不同形成的;而飞机在空中受到的浮力是由飞机上、下表面所处大气层的位置不同,而造成上、下表面压强不同而形成的,故飞机受到的升力和浮力成因不同,不是同一个力.例题2如图是探究浮力的大小与排开水所受重力关系的实验.(1)图B中存在的错误是.(2)纠正错误后继续实验,图C中物体受到的浮力F浮=N,物体排开的水所受的重力G排=N.(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力物体排开水所受到的重力.答案:(1)溢水杯未注满水(2)11(3)等于3.阿基米德的应用(1)利用阿基米德原理求V排师:利用阿基米德原理可以算出排开水的重力,那么排开水的体积呢?生:先利用重力公式G=mg,求出排开水的质量,再用密度公式ρ=m/V求出排开水的体积.例题3用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为N,物体的体积为m3.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)注意:V排不一定等于V物利用阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排进行浮力大小的计算及浮力大小变化的判断时,若无法确定V排,则根据F浮=G排,计算即可.此题中,V排不一定等于V排,若忽略这一点,而直接用F浮=ρ液gV排计算,便会产生错误.(2)利用阿基米德原理测密度师:我们运用阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可以求浮力,反过来我们知道物体受到的浮力和物体排开液体的体积,是否可以求出液体的密度呢?师:请同学们思考,假如我们想测物体的密度,又该如何呢?生:可以通过公式ρ=m/V计算得出.师:规则的物体可以通过测量计算出体积,不规则的物体的体积又如何求出呢?生:可以通过排液法.师:同学们回答得很好,我们既然可用排液法求体积,是否也可以用阿基米德原理求出物体排开液体的体积呢?我们再看一个例题.利用阿基米德原理求固体密度的方法第1步,利用其他方法(如称重法、压力差法等)求出浮力.第2步,利用重力公式的变形式m=Gg求出物体的质量.第3步,由阿基米德原理公式的变形式V排=F浮ρ液g求出物体排开液体的体积,浸没时物体的体积V=V排.第4步,由密度公式ρ=mV计算出物体的密度.例题4(用多媒体展示)一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27N,把它全部浸没在水中时,测力计的示数为17N,取g=10N/kg,则:(1)该金属块受到水对它的浮力是多大?(2)物体的体积是多少?(3)金属块的密度是多大?分析:(1)金属块在水中受到重力G、拉力F和浮力F浮的作用,物体所受浮力F浮=G-F;(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,35 可求出排开水的体积,由于金属块完全浸没在水中,则有V物=V排;(3)再根据密度公式ρ=m/V可求出金属块的密度.解:(1)物体所受浮力F浮=G-F=27N-17N=10N;(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,变形得V排=F浮/ρ液g=10N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1.0×10-3m3;(3)由于金属块完全浸没在水中,则有V物=V排=1.0×10-3m3,则金属块的密度ρ=m/V=G/(gV物)=27N/(10N/kg×1.0×10-3m3)=2.7×103kg/m3.[教师结束语]通过这节课的学习,我们知道了阿基米德原理,用阿基米德原理求浮力大小等问题.好,谢谢大家![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】第七节物体的浮沉条件及其应用【教学目标】1.知道物体的浮沉现象,能从受力分析的角度判断物体的浮沉状况.2.知道物体的浮沉条件,能运用它解释浮沉现象.3.经历探究物体浮沉条件的实验,体会物体漂浮、上浮、下沉、悬浮的原因.4.知道轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理.【教学重点】1.上浮、下沉、漂浮、悬浮的分析与判断.2.轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理.【教学难点】1.物体处在上浮、漂浮、悬浮、下沉的不同状态下,浮力、重力、密度的比较.2.密度计的工作原理和浮力的应用.【教具准备】多媒体课件、实心的木块、泡沫塑料块、铁块、石块、水、密度计、烧杯、潜水艇模型、热气球模型等.【教学课时】1.5课时【教学过程】一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的[课后作业],加强学生对知识的巩固.二、新课引入师:把实心的木块、泡沫塑料块、铁块、石块没入水中,释放后有什么现象?生:木块和泡沫塑料块会在水中浮起,而铁块和石块会下沉.师:回答正确.这就是物体的浮沉现象,让我们一起来探究吧.三、进行新课物体的浮沉条件1.根据物体的受力情况判断物体的浮沉师:浸在水中的相同体积的铁块、木块各受到什么力?生:浮力、重力.35 师:铁块和木块受到的浮力相等吗?为什么?生:不相等.因为V排不相等,排开水的重力不相等,根据阿基米德原理,可知浮力不相等.师:为什么松手后铁块沉底而木块上浮?学生思考.师前面我们学习了运动和力的关系,当物体受到的力为非平衡力时,物体的运动状态就要发生改变.由此可见,液体中,物体的浮沉取决于什么呢?生:重力、浮力的大小关系.师:回答正确,很棒!我们来分析物体的浮沉条件:(1)分析木块:松手后,浸没在水中的木块所受到的F浮>G木,所以木块上浮.当木块逐渐露出水面,V排减小,浮力减小,当F浮减小到与重力G木相等时,即F浮=G木,木块最终漂浮在水面.即:F浮>G木,物体上浮,最终漂浮,漂浮状态时,F浮=G木.(2)分析铁块:松手后,浸没在水中的铁块所受到的F浮<G铁,铁块下沉.到达容器底部后,铁块受到F浮、G铁和F支,三力平衡,静止在容器底,我们说铁块沉底.即:F浮<G铁,物体下沉,最终沉底.[教师总结]当物体浸没在液体中时,受到竖直向上的浮力F和竖直向下的重力G.这两个力的合力决定了物体在液体中由静止释放后如何运动,如图所示.(1)当F>G时,合力的方向竖直向上,物体上浮,最终漂浮.(2)当F=G时,合力为零,即二力平衡,物体悬浮在液体中.(3)当F<G时,合力的方向竖直向下,物体下沉,最终沉底.2.根据物体和液体的密度关系判断物体的浮沉师:根据物体所受的警力与物体质量的关系,以及质量与密度的关系,你能由物体的浮沉条件推出上述三种不同情况中,物体密度与液体密度的关系吗?当物体浸没在液体中时,V排=V物,物体受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,物体受到的重力G=m物g=ρ物V物g,比较F浮和G物的大小可得:(1)当ρ液>ρ物时,F浮>G物,物体上浮并最终处于漂浮状态.(2)当ρ液=ρ物时,F浮=G物,物体悬浮.(3)当ρ液<ρ物时,F浮<G物,物体下沉并最终沉底.(补充说明:如果物体为空心,则比较物体的平均密度与液体的密度大小.)3.实心物体浮沉的条件4.悬浮与漂浮的异同师:悬浮与漂浮是同一种状态吗?生:不是.例题1(用多媒体展示)质量相等的甲、乙、丙三个实心小球,放入水中后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,位置如图所示,则()A.F甲<F乙<F丙B.ρ甲>ρ乙>ρ丙C.V甲<V乙<V丙D.G甲=G乙=G丙解析:三个小球质量相等,则有G甲=G乙=G丙;甲球漂浮,有F甲=G甲,ρ甲<ρ水;乙球悬浮,有F乙=G乙,ρ乙=ρ水;丙球下沉,有F丙<G丙,ρ丙>ρ水.综上可得,F甲=F乙>F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙.由于m甲=m乙=m丙,由ρ=m/V,可得V甲>V乙>V丙.答案:D5.计算浮力的四种方法师:在第六节浮力中,我们用弹簧测力计测量浮力,浮力是怎么计算的?生:浮力等于物体的重力G减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力.师:在探究浮力的成因实验中,浮力是如何计算的?生:浮力等于液体对物体向上、向下的压力差.师:在学习阿基米德原理是,浮力是如何计算的?生: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液体所受的重力.35 师:在学习物体的浮沉条件时,浮力是如何计算的?生:物体漂浮或悬浮时,由二力平衡条件得,浮力等于重力.[教师总结]例题2体积均为200cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,已知木块重1.8N,合金块重6N,则木块受到的浮力为N,合金块受到的浮力为N.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)物体浮沉条件的应用师:取一块橡皮泥,将它捏成船形放入水中,会发生什么现象?生:橡皮泥漂浮在水面上.师:将船形橡皮泥从水中取出,将它捏成实心球状后再放入水中,又会怎样呢?生:橡皮泥沉入水底.师为什么两次的现象不一样呢?生:橡皮泥两次所受的重力G1=G2,两次所受的浮力F1>F2,两次排开水的体积V1>V2.师:从上述的实验中,你得到了什么启发?你想出控制物体浮沉的方法了吗?生:物体所受重力不变时,通过改变物体排开液体的体积,进而改变物体受到浮力的大小,可控制物体的浮沉.1.轮船教师演示实验:两个外形相同的铁罐子,一个空心,一个装满沙;同时按入水中,松手后实心的下沉,空心的上浮最终漂浮.教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)铁的密度大于水的密度,空心的铁罐子为什么能漂浮呢?(2)要想让实心的铁罐子也漂浮,可以怎么办呢?(3)大家是如何调节铁罐子的浮沉的呢?学生回答:(1)可能是F浮>G物,因为它是空心的,所以能上浮,最终能漂浮.(2)把沙取出来,变成空心的.(3)F浮不变,挖空使G物变小,当F浮>G物,铁罐子自然就浮起来了.师:回答正确,很好!上述实验告诉我们采用“空心”的办法,不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力,还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮.这个方法早就得到了应用——轮船.教师用多媒体播放课件“轮船”,并讲解.轮船(多媒体课件)工作原理:空心法,即把密度比水大的钢材制成空心的,使它能排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上,这是浮沉条件的应用.同一艘轮船,不论在海里航行,还是在河里航行,F浮均等于G,所以F浮不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,由于海水和河水的密度不同,所以V排不同,ρ液大则V排小,ρ液小则V排大,因此轮船在海水里比在河水里浸入的体积小.轮船的大小通常用排水量表示,排水量即轮船满载货物时排开水的质量.如果将上述质量转换成重力也就是船满载后受到水的浮力(即船受到的最大浮力).排水量=船自身质量+满载时货物的质量,即m排=m船+m货.板书:1.轮船采用把物体制成“空心”的方法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮.2.排水量:满载时,船排开的水的质量(m排=m船+m货).教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)轮船从河水驶入海里,它的重力变不变?它受到的浮力变大、变小还是不变?(2)它排开的水的质量变不变?(3)它排开的水的体积变不变?(4)它是下沉一些,还是上浮一些?(提示:同一条船在河里和海里时,所受浮力相同,但它排开的河水和海水的体积不同.因此,它的吃水深度不同.)学生回答:(1)重力不变;浮力不变,因为始终漂浮;(2)质量不变,因为浮力不变.(3)体积变小,因为海水密度大于河水密度,即ρ海水>ρ水,所以V排海水<V排河水;35 (4)上浮一些,因为V排变小了.例题3(用多媒体展示)一艘轮船的排水量是10000t,它满载货物时的总质量是t,该船满载货物时受到水的浮力是N.若该船从大海驶入内河,船的重力大小(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),受到的浮力大小,由于河水密度比海水密度小,所以它排开水的体积,因此轮船要(选填“上浮一些”或“下沉一些”).(g取10N/㎏)解析:轮船满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=10000×103kg×10N/kg=1×108N,∵轮船漂浮,∴F浮=G=mg=m排g;∴船满载货物时的总质量:m=m排=10000t;当船从大海驶入内河,船自重不变,∵船漂浮,∴船受到的浮力不变;∵F浮=ρ水V排g,ρ河水<ρ海水,∴排开河水的体积大于排开海水的体积,船将下沉一些.答案:100001×108不变不变变大下沉一些.2.潜水艇师:潜水艇能潜入水下航行,进行侦查和袭击,是一种很重要的军事舰艇.它是怎么工作的呢?好,下面请大家分组进行实验——制作潜水艇.师:我们用打点滴用的小塑料管来模拟潜水艇.请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气.观察到的现象:吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮.教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化?(2)那它是怎样上浮或下沉的呢?学生回答:(1)由于塑料管形变很小,V排基本不变,所以可以认为F浮不变.(2)吹气时,水从管子中排出,重力变小,F浮>G物,所以上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以下沉.教师(用多媒体展示潜水艇模型)介绍潜水艇:潜水艇两侧有水箱,潜水艇靠改变自身受到的重力来实现上浮、下潜和悬浮,①潜水艇要下潜时,向水箱充水,增大自身受到的重力,当G>F时,潜水艇就会下潜.②潜水艇要上浮时,将水箱里的水排出一部分,当G<F时,潜水艇就会上浮.③潜水艇还可以调节水箱中的储水量,当G=F时,可以悬浮于水中.板书:1.潜水艇原理:靠改变自身重力来实现在水中的浮沉.2.潜水艇浸没在水下不同深度所受浮力相同,因为排开水的体积不变,始终等于潜水艇的体积.例题4(用多媒体展示)潜水艇浸没在水中,在它下潜的过程中,关于它受到的重力和浮力的说法正确的是()A.重力不变,浮力不变B.重力变大,浮力变小C.重力变大,浮力不变D.重力变小,浮力变大解析:潜水艇下潜时让水进入载水舱,从而增大了自身的重力;而由于潜水艇排开水的体积不变,故所受浮力不变;当重力大于浮力时,潜水艇就会下沉.答案:C3.热气球和飞艇体育和娱乐活动中的热气球与飞艇不但能在空气中上升,还能改变在空气中上浮、下沉和悬浮的状态.师:为什么热气球和飞艇会飞起来呢?生:热气球和飞艇内的气体密度小于外面的空气的密度,受到的浮力大于自身的重力.35 师:回答正确.板书:热气球和飞艇的原理:ρ气球<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空.师:请大家讨论:要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,你们能想出什么办法?要使热气球落回地面,又有什么办法?学生思考、讨论:氦气球可以放气,热气球可以停止加热.[教师总结]①热气球:热气球的升降与其内部气体密度的变化有关加热时,球囊内部空气膨胀,一部分空气排出,空气密度变小,热气球质量变小,重力变小,当重力小于浮力时,热气球上升停止加热,热空气冷却,密度变大,热气球质量变大,重力变大当重力大于浮力时,热气球下降.②飞艇:飞艇气囊里充有密度比空气小的气体,通过向气囊里充放气,实现飞艇的上升、悬浮或下降.例题5(用多媒体展示)如图是高空中的一只热气球,以下有关它的说法正确的是()A.为使静止的热气球下降,必须继续给热气球中的空气加热B.为使静止的热气球下降,只需把热气球上的物体抛掉一部分C.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将立即上升D.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将先下降后上升解析:静止的热气球处于平衡状态,受到的重力和浮力是一对平衡力,故两者大小相等.通过对气球加热,使气球内的空气膨胀、体积增大,从而使所受的浮力增大.此时浮力大于重力,所以气球上浮而不是下降;当把气球上的物体扔掉一部分,气球的重力减小,小于浮力,所以气球上浮而不是下降.故A、B均错误.正在匀速下降的热气球处于平衡状态,受到的重力和浮力是一对平衡力,所以两者大小相等.假如有一物体从热气球上掉下,此时重力小于浮力,但由于惯性,气球不会立即上升,而是先下降后上升.故C错误,D正确.答案:D4.密度计师:我们在前面学习了用天平、量筒可以测量液体的密度,能否设计一个仪器直接测量出液体的密度呢?学生思考.教师用多媒体播放课件“密度计”,并向学生展示密度计,介绍它的构造、原理等.密度计(多媒体课件)用途:它是用于测定液体密度的仪器;构造:它是一根上部标有刻度,形状特殊的玻璃管,管下部的玻璃泡内封装入小铅丸或汞(如图所示);原理:当物体漂浮在液体表面时,液体对物体的浮力F浮与物体所受的重力G物二力平衡,即F浮=G物.所以,对于质量一定的物体,G物=F浮=ρgV排是一个定值.可见,液体的密度越大,物体排开液体的体积就越小;反之,液体的密度越小,物体排开液体的体积就越大.人们根据这个原理,制成了一种可以直接测量液体密度的工具--密度计,如图所示.示数:密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数.如“1.8”表示该液体密度是1.8×103kg/m3.使用方法:将密度计放入待测液体中,当密度计静止时,液面对应的刻度值即为液体的密度.教师将密度计放入清水、盐水中,引导学生观察,并请几位学生读出数值判断哪个是清水杯、盐水杯.学生读数,立即判断出清水杯和盐水杯.师:请大家仔细观察密度计的刻度值的标注有何规律?这些刻度之间的间隔是均匀的吗?生:下面大,上面小.刻度之间不是均匀的,上疏下密.师:你能说说这种标注的道理吗?学生思考,教师引导学生分析,完成下列思考题.(用多媒体展示)思考题:(1)漂浮在液面上的密度计,所受浮力F浮、重力G关系;(2)根据阿基米德原理,F浮=;35 (3)排开液体的体积V排=;(4)密度计的横截面积S可以看作是一定的,因此,浸入液体的深度h浸入=.答案:(1)F浮=G(2)ρ液V排g(3)h浸入S(4)G/(ρ液Sg)=m/(ρ液S)教师总结:由于密度计的质量m、横截面积S一定,故密度计浸入液体中的深度h浸入与液体的密度ρ液成反比.即液体的密度越大,浸入的深度越小;液体的密度越小,浸入的深度越大.所以,密度计的刻度值从上向下标注,即上小下大.板书:1.用密度计测量液体密度时,密度计处于漂浮状态,则F浮=G密.2.密度计的刻度值是按上小下大的顺序标注.3.密度计浸入液体的深度越小,说明液体密度越大,浸入深度越大,说明液体密度越小.例题6(用多媒体展示)如图所示,把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中,则下列判断正确的是()A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大C.甲液体的密度较大D.丙液体的密度最小解析:密度计在液体中处于漂浮状态F浮=G密,则A、B错,由于密度计浸入液体的深度越小,说明液体密度越大,则ρ乙>ρ甲>ρ丙,则C错,D正确.答案:D[教师结束语]通过这节课的学习,我们知道了物体的浮沉条件,即浸在液体或气体中的物体是上浮、悬浮还是下沉,取决于物体所受的浮力与自身重力的关系.在现实生活、生产中,浮力得到了广泛的应用.好,谢谢大家!通过这节课的学习,我们知道了浮力在日常生产生活中的广泛应用.如轮船、潜水艇、热气球,飞艇、密度计等,还进一步熟悉了它们的工作原理.好,谢谢大家![课后作业]完成本课时对应练习.【教学后记】整理与复习【教学目标】1.知道压力和压强,能用压强公式进行简单地计算,知道增大和减小压强的方法.2.知道液体压强与哪些因素有关,会计算液体压强.3.知道连通器及其原理.4.知道大气压强的应用及方法.5.理解流体的压强与流速的关系.6.认识浮力,了解浮力产生的原因,会利用弹簧测力计“称重法”测量浮力,了解影响浮力大小的因素.7.知道阿基米德原理,会利用阿基米德原理计算浮力的大小.8.理解浮沉条件,能利用浮沉条件解决相关问题.【教学方法】1.实验法:会探究影响压力作用效果的因素、会探究液体压强与哪些因素有关.2.归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体会知识内容之间的联系,进而系统复习本章知识.3.讲练结合法:通过典型习题的讲练,帮助学生加深理解知识的内涵,熟悉解题方法与技巧.【教具准备】多媒体课件.【教学课时】1课时【教学过程】35 一、巩固复习教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的[课后作业](教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.二、本章总结1.知识结构(用多媒体展示并总结)2.例题讲解(用多媒体展示)知识点1压强例题1小明利用小桌、海绵、钩码等物品探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示.(1)实验中通过观察来比较压力的作用效果.(2)比较图甲和图乙,可知受力面积一定时,压力(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越显著.(3)为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,应比较两图的实验.(4)实验时,如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,小明发现切开后的两块砖对海绵的压力作用效果相同,由此得出结论:压力的作用效果与受力面积无关,你认为他在探究过程中存在的问题是.答案:(1)海绵的凹陷程度(2)越大(3)乙、丙(4)没有控制压力大小相同例题2用50N的水平力将重80N边长为10cm的正方体物块压在竖直的墙上,则墙壁受到的压力是____N,压强是_____Pa.解析:物块静止在竖直的墙上,对墙壁的压力是F=50N,受力面积是S=10cm×10cm=100cm2=0.01m2,墙壁受到的压强:p=F/S=50N/0.01m2=5000Pa.答案:505000例题3如图所示的实例中,为了减小压强的是()答案:B知识点2液体的压强例题4有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水.小唐则采用压强计进行探究:(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化____(选填“大”或“小”).小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该_____.(2)小唐把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小,认为图甲烧杯中盛的是酒精.他的结论是不可靠的,因为没有控制金属盒在液体中的_______相同.(3)小唐发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越______,表示液体的压强越______.(4)小唐还发现在同种液体中,金属盒离液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差______(选填“不变”或“变化”).表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强______.答案:(1)小相平(2)深度(3)大大(4)不变相等例题5如图所示,将一个装有一定质量水(水未装满)的圆台状封闭容器,放在水平桌面上.如果将其改为倒立放置,则()A.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强增大B.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强减小C.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强增大D.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强减小解析:倒置后,由于水的体积一定,横截面积变小,则水的深度h变大,根据p=ρgh,则液体对容器底的压强变大;容器放在水平桌面上,对桌面的压力:F=G,倒置后容器对桌面的压力不变,而与桌面的接触面积减小,由公式p=F/S可判断对桌面的压强变大.答案:C35 例题6在一个重4N,底面积为0.02m2的容器里装18N的水,容器中水的深度为0.06m.把它放在水平桌面上,如图所示(g=10N/kg).求:(1)水对容器底部的压强和压力;(2)容器对桌面的压力和压强.分析:(1)计算水对容器底部的压强可直接应用液体压强公式p=ρgh,再应用F=p·S求出水对容器底部的压力;(2)容器对桌面的压力等于总重力,再由p=F/S可求出容器对桌面的压强.解:(1)水对容器底的压强p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa.水对容器底的压力:F1=p1·S=600Pa×0.02m2=12N.(2)容器对桌面的压力:F2=G水+G容=18N+4N=22N.容器对桌面的压强:知识点3连通器例题7连通器在日常生活生产中应用广泛,如图所示的实例中不是利用连通器原理工作的是()答案:D知识点4大气压强例题8如图所示,下列实验不能说明大气压存在的是()解析:A、B、C三个实验都是由于大气压作用的结果.D是由于液体对容器底部产生压强的结果.答案:D例题9文文同学在做托里拆利实验时,准确测得水银柱的高度为750mm,此时的大气压值为_____Pa,_______(选填“高于”、“低于”或“等于”)标准大气压.(水银密度:13.6×103kg/m3;g取9.8N/kg)解析:p=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.75m=0.9996×105Pa.标准大气压=1.01×105Pa.故所求压强低于标准大气压.答案:0.9996×105低于例题10活塞式抽水机利用把水从低处抽到高处.抽水时,活塞在力的作用下向上运动,阀门B,井内的水冲开阀门A进入缸筒;压下活塞,阀门A、B打开,水涌到活塞上面.(后两空均选填“打开”或“关闭”)答案:大气压关闭关闭知识点5流体压强与流速的关系例题11如图所示的甲、乙两图,图中的模型由于上、下表面气体流速不同,产生压强差,形成对模型向下的压力.假如你是一位设计师,你会将飞机机翼设计成图中模型的形状.答案:乙甲例题12利用如图所示的装水烧杯和两根吸管可以制作一个“口吹喷雾器”.(1)请你将两根吸管画在装水烧杯的恰当位置,完成“口吹喷雾器”的示意图;(2)写出“口吹喷雾器”中包含的物理知识:____________.(选填一点)解析:喷雾器的原理是空气流速越大的地方,压强越小,所以用一根管在另一根管的上方吹气时,竖管上方空气流速加快,压强变小,低于烧杯内水面上的压强,外界大气压就能将水沿竖管压上去,随气流一起喷出.答案:(1)如图所示(2)压强与流速的关系(或空气流速越大压强越小,或大气压的存在,或力改变运动状态)知识点6探究影响浮力大小的因素例题13在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示的一系列实验.请你根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题.abcd(1)物体全部浸入水中受到的浮力是N.(2)根据图a、c、d实验可得出浮力的大小与有关.(3)根据图实验可得出浮力的大小与排开液体的体积有关.解析:当物体在空气中称量时,弹簧测力计示数为物体的重力,当物体浸在液体中时,由于受到液体对物体向上的浮力,弹35 簧测力计示数减小,此时弹簧测力计与物体重力之差为物体此时所受液体浮力的大小,因此可得c图中物体浸没在水中时所受浮力为F浮=3.8N-2N=1.8N;由图a、c、d可知,物体排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,物体在水中和酒精中受到的浮力不同,由此可知,浮力的大小与液体的密度有关;而图a、b、c三个图中排开的液体相同,只是排开液体的体积不同,所受浮力不同,所以得出物体所受浮力大小与排开的液体的体积有关.答案:(1)1.8(2)液体密度(3)a、b、c(或b、c)知识点7阿基米德原理例题14如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓受到的浮力是()(g取10N/kg)A.0B.0.3NC.0.5ND.0.8N解析:观察图中的石鼓,中间的圆柱部分和上部没受到水的压力,下底没有与水接触,也不受水向上的压力,故石鼓中间圆柱部分不受浮力,石鼓两侧弯曲部分受浮力,根据阿基米德原理,F浮=ρg(V-Sh)=1×103×10×(80-10×5)×10-6N=0.3N.答案:B知识点8物体的浮沉条件及应用例题15如图所示,是a、b两种物体的质量与体积的关系图像.分别用a、b两种物质制成两个规则的实心长方体甲和乙,下列说法正确的是()A.将物体甲放入水中,一定漂浮在水面B.将物体乙放入水中,一定沉入水底C.将体积相等的甲、乙两种物体捆在一起放入水中,一定漂浮在水面D.将质量相等的甲、乙两种物体捆在一起放入水中,一定漂浮在水面答案:D例题16“曹冲称象”是妇孺皆知的故事.某科创小组仿效曹冲,制作了一台“浮力秤”,用来测量物体的质量.浮力秤由秤盘和高度为20cm、底面积为0.1m2的圆柱体组成.如图,将浮力秤放入水中,静止时浸入水中的深度为8cm.已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强.(2)浮力秤的重力.(3)浮力秤能测物体的最大质量.【教学后记】35

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所属: 初中 - 物理
发布时间:2025-02-22 12:20:01 页数:35
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文章作者:鹿哥教育

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