有關(guān)信息的傳遞的物理知識點總結(jié)
文章摘要:信息作為當(dāng)今社會發(fā)展的重要因素,受到世界各國的重視,信息技術(shù)的先進(jìn)程度直接影響的是本國的社會發(fā)展。對于如何對信息進(jìn)行更好的傳遞也是當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的一個方向。本章的重點是學(xué)習(xí)電磁波是如何產(chǎn)生和傳播的,其傳播的條件是什么,以及電磁波的有關(guān)特性。知道廣播、電視、移動通信的工作原理。…
信息作為當(dāng)今社會發(fā)展的重要因素,受到世界各國的重視,信息技術(shù)的先進(jìn)程度直接影響的是本國的社會發(fā)展。對于如何對信息進(jìn)行更好的傳遞也是當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的一個方向。本章的重點是學(xué)習(xí)電磁波是如何產(chǎn)生和傳播的,其傳播的條件是什么,以及電磁波的有關(guān)特性。知道廣播、電視、移動通信的工作原理。
新知歸納:
一、現(xiàn)代順風(fēng)耳――電話
● 電話的基本構(gòu)造和原理:最簡單的電話又話筒和聽筒組成,話筒和聽筒之間連著一對電話線;話筒把聲音轉(zhuǎn)化為電流,電流沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)方,在另一端,電流使聽筒的膜片振動,攜帶信息的電流又變成了聲音。
話筒:
、 基本構(gòu)造:老式話筒中有一個裝著碳粒的小盒子,上面蓋有膜片。
、 作用:把聲信號變成電信號。當(dāng)對著話筒講話時,膜片時緊時松地壓迫碳粒,它們的電阻隨之變化,流過碳粒的電流就會相應(yīng)改變,于是形成了隨聲音變化的電流信號。
聽筒:
、 基本構(gòu)造:聽筒內(nèi)有一個磁鐵,磁鐵上繞著線圈,磁鐵前面有一個薄鐵膜片。
、 作用:把電信號變成聲信號。聽筒內(nèi)有一個磁鐵,磁鐵上繞著線圈,前面有一個薄鐵膜片。由于磁鐵的吸引,薄鐵膜片有些彎向磁極,在電話接通時,聽筒和對方的話筒串聯(lián)在一個電路中,當(dāng)從話筒傳來按說話聲音振動而強(qiáng)弱變化的電流時,磁鐵對膜片的吸引力發(fā)生了強(qiáng)弱的變化,使膜片振動起來,在空氣中形成聲波,就可以聽到對方講話了。
● 電話交換機(jī):連接電話,提高線路利用率。
● 兩種信號:模擬信號和數(shù)字信號。
模擬特點:模擬信號在長距離傳輸和多次加工、放大過程中,信號電流的波形會改變,從而使信號丟失一些信息,表現(xiàn)為聲音、圖像失真,嚴(yán)重時會使通信中斷。
數(shù)字信號的特點:通常的數(shù)字信號只包含兩種不同的狀態(tài),形式簡單,所以抗干擾能力特別強(qiáng)。
二、電磁波的海洋
● 電磁波:迅速變化的電流周圍存在電磁波,它可以傳遞信息。
電磁波的傳播不需要介質(zhì);
真空可傳播。C=λf.(c=3×108m/s)。(λ電磁波的波長;單位m)。(f為頻率;單位HZ)。1MHZ=103KHZ=106HZ。
● 無線電波:頻率在數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那部分電磁波叫無線電波。
可見光是電磁波大家族的一員。
● 微波爐:利用微波使食物的分子在微波的作用下劇烈振動,使內(nèi)能增加,溫度升高。
三、廣播、電視和移動通信
● 無線電廣播信號的發(fā)射和接收:話筒把聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號,用調(diào)制器把它加載在高頻電磁波上,再通過天線發(fā)射到空中。接收機(jī)調(diào)諧選出特定頻率的信號,通過電子線路把聲音信號選出來,放大后送到揚(yáng)聲器,把電信號轉(zhuǎn)換成聲音。
電視的發(fā)射與接收與廣播相似,既傳播聲音信號又傳遞圖像信號。
● 移動電話的工作原理:手機(jī)和基地臺進(jìn)行無線電信號傳輸。
音頻、視頻、射頻和頻道:
由聲音變成的電信號,它的頻率跟聲音相同,在幾十赫到幾千赫之間,叫做音頻信號。
由圖像變成的電信號,它的頻率在幾赫到幾兆赫之間,叫做視頻信號。
音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力很差,需要把它們加載到具有更好的發(fā)射能力的電流上,才能發(fā)射到天空中,這種電流的頻率更高,這種更高頻率的電流教做射頻電流。
四、越來越寬的信息之路
●微波通信
微波通信是無線通信的一種。微波的波長在10m~1mm之間,頻率在30 MHz~ 3×105MHz之間。一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。微波的性質(zhì)更接近光波,大致沿直線傳播,不能沿地球繞射,因此,必須每隔50km左右就建設(shè)一個微波中繼站,用來把上一站傳來的信號處理后,再發(fā)射到下一站去,而且信號傳遞的距離越遠(yuǎn),需要的中繼站越多,在遇到雪山、大洋時,根本無法建設(shè)中繼站,為了實現(xiàn)全球通信,人們建立了衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
●衛(wèi)星通信
人類已經(jīng)能夠發(fā)射人造衛(wèi)星了,用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站,實現(xiàn)了衛(wèi)星通信的夢想。通信衛(wèi)星大多是相對地球“靜止”的同步衛(wèi)星,從地球上看,它好像懸掛在空中靜止不動。在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星,就覆蓋了幾乎全部地球表面,可以實現(xiàn)全球通信,幾個太空微波中繼站,從一個地面站接收的電信號,經(jīng)過處理后,發(fā)送到另一個或幾個地面站,F(xiàn)在通過衛(wèi)星電視,一個地方出現(xiàn)的突發(fā)事件,全世界的人們幾乎可以立刻看到現(xiàn)場的畫面。
●光纖通信
光纖通信是光從光導(dǎo)纖維的一端射入,在內(nèi)壁上多次反射,從另一端射出,這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。
電磁波的傳播速度等于光速,實際上光也是一種電磁波,與微波相比,光的頻率更高,如用光束通信,它的前景更廣闊,但是,普通的光源夾雜了許多不同波長的光,難以攜帶信息。
光纖通信傳送的不是普通的光,而是一種頻率單一、方向高度集中的激光,激光的頻率必?zé)o線電波高得多,頻率越高,傳遞信息的容量越大。我國有世界上最長的一條光纖通信干線,它經(jīng)過北京、河北、湖北、湖南到廣州,延伸到南寧、?,全長4700km,可提供10.5萬條長途電話的通信。
●網(wǎng)絡(luò)通信
目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件,如二人的計算機(jī)分別跟一個叫做服務(wù)器的大計算機(jī)相連,這就是平常上的上網(wǎng)。
電子郵件像電話一樣快,但是又像信件一樣方便,收件人可以在任何時候打開信箱,查看郵件。除了文字之外,我們也可以把相片、語音及任何信息變成數(shù)學(xué)文件用電子郵件傳遞。
世界上凡是計算機(jī)集中的地方,例如企業(yè)、機(jī)關(guān)、某些居民小區(qū)等,大都已經(jīng)把自己的計算機(jī)連在一起了。這些網(wǎng)路又互相聯(lián)結(jié),成為世界上最大的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),叫做因特網(wǎng),這樣就能做到信息資源的共享。除收發(fā)電子郵件外,我們還可以從網(wǎng)上看到不斷更新的新聞,查到所需要的各種資料。
計算機(jī)之間的聯(lián)結(jié),除了使用金屬線外,還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段,隨著通信技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)可以在很短的時間內(nèi)來傳遞越來越大的信息量,可以說,信息之路越來越寬了。
八年級下冊物理知識點總結(jié):第六章 電壓 電阻(人教版)
文章摘要:本章是對于電路的進(jìn)一步學(xué)習(xí),重在理解電壓的概念,電路中電壓的有關(guān)計算。難點在于對串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的理解與運用。串聯(lián)電路的特點,在電路中如何進(jìn)行有關(guān)的計算,并聯(lián)電路的特點以及在有關(guān)計算中公式的運用。電阻的理解,理解電阻在電路中的作用!
本章是對于電路的進(jìn)一步學(xué)習(xí),重在理解電壓的概念,電路中電壓的有關(guān)計算。難點在于對串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的理解與運用。串聯(lián)電路的特點,在電路中如何進(jìn)行有關(guān)的計算,并聯(lián)電路的特點以及在有關(guān)計算中公式的運用。電阻的理解,理解電阻在電路中的作用。
新知歸納:
一、電壓
●電壓:一段電路中產(chǎn)生電流,它的兩端就要有電壓(電壓是使電路中的自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因)。電源提供電壓,電壓形成電流。(有電流一定有電壓,有電壓不一定有電流)
電壓物理量的符號:U
● 電壓表:測量電壓(分析電路時,電壓表所在的位置相當(dāng)于斷路)。
量程:0-3V(大格:1V,小格:0.1V)
0-15V(大格:5V,小格:0.5V)
●使用:1、電壓表要并聯(lián)在電路中;2、電流要從“+”接線柱流入,從“―”接線柱流出;3、不要超過電壓表的量程。(用大量程試觸,不超小量程,用小量程測量)
二、探究串聯(lián)、并聯(lián)電路的電壓的規(guī)律
●電池的串聯(lián):串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)電池的電壓之和。
●電池的并聯(lián):并聯(lián)電池組的電壓等于每節(jié)電池的電壓。
●串聯(lián)電路的電壓:串聯(lián)電路中,各部分電路的電壓之和等于總電壓。
●并聯(lián)電路的電壓:并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等。
●電池的能量轉(zhuǎn)化:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(化學(xué)電池)
防止廢電池對環(huán)境的危害:
、偈褂脙(yōu)質(zhì)電池。
、诨厥諒U舊電池。
、鄄灰S意丟棄舊電池。
三、電阻
●電阻:表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大,電阻就越大,通過導(dǎo)體的電流就越小。
物理量符號:R
單位:歐姆(Ω);常用的單位有:兆歐(MΩ)、千歐(KΩ)。1MΩ=103KΩ;1KΩ=103Ω。
●決定電阻大小的因素:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度(大部分材料溫度升高,電阻變大)。(導(dǎo)體的電阻的大小和長度成正比,和橫截面積成反比)。(電阻與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān))。
●控制變量法:物理中對于多個因素的問題,常常采用控制變量的辦法,把多因素的問題變成多個單因素的問題,分別加以研究,最后再綜合解決,這種方法叫控制變量法。
四、變阻器
●滑動變阻器:結(jié)構(gòu):(電阻絲、絕緣管、滑片、接線柱等)
●原理::改變連入電路中電阻線的長度來改變電阻,從而改變電路中的電流的。
●作用:改變電路中的電流和電壓;對電路起保護(hù)作用。
●正確使用:
、賾(yīng)串聯(lián)在電路中使用。
、诮泳要“一上一下”不能同時用上面的兩個接線柱和同時用下面的兩個接線柱。
、坶]合開關(guān)前應(yīng)把阻值調(diào)至最大的地方。
八年級物理大氣壓強(qiáng)知識點同步訓(xùn)練[1]
學(xué)習(xí)目的
1.通過實驗探究,知道影響壓力作用效果的兩個因素,認(rèn)識壓強(qiáng),能用壓強(qiáng)的計算公式p=F/S進(jìn)行簡單的計算。知道生活中增大和減小壓強(qiáng)的方法,能夠進(jìn)行充分理解和應(yīng)用。
2.經(jīng)歷液體壓強(qiáng)的探究過程,認(rèn)識液體壓強(qiáng)的特點,能用液體壓強(qiáng)的計算公式p=gh進(jìn)行計算。認(rèn)識連通器,知道連通器原理。知道液體壓強(qiáng)的傳遞規(guī)律,認(rèn)識液壓機(jī)。通過對具體問題的探究和參與,提高學(xué)習(xí)激情,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,將所學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活,培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。
3.通過實驗探究過程認(rèn)識大氣壓強(qiáng),通過實驗操作掌握大氣壓強(qiáng)的測量方法。
4.通過實驗探究,認(rèn)識流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,會分析飛機(jī)升力等類似問題。
5.感悟科學(xué)探究的方法,體會科學(xué)探究的樂趣。
知識結(jié)構(gòu)
把握要點
1.壓力
。1)定義:物理學(xué)中把____________作用在物體____________的力叫做壓力。
。2)壓力作用的效果:壓力作用效果跟____________和____________有關(guān)。當(dāng)受力面積相同時,____________越大,壓力的作用效果越明顯;當(dāng)壓力相同時,____________越小,壓力的作用效果越明顯。
答案:(1)垂直 表面 (2)壓力 受力面積 壓力 受力面積
2.壓強(qiáng)
。1)定義:物理學(xué)中把物體____________上受到的____________叫做壓強(qiáng)。
。2)公式:p=____________。其中,每個字母表示的含義分別是_______________________。
。3)單位:國際單位制中,壓力的單位是牛,面積的單位是米2,壓強(qiáng)的單位是____________,符號是Pa.1 Pa=____________N/m2.
答案:(1)單位面積 壓力 (2)p=F/S表示壓強(qiáng),F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積 (3)帕斯卡
3.增大壓強(qiáng)或減小壓強(qiáng)的方法
增大壓力或____________受力面積,可以增大壓強(qiáng);減小壓力或____________受力面積,可以減小壓強(qiáng)。
答案:減小 增大
學(xué)前導(dǎo)航
學(xué)習(xí)本節(jié)時,應(yīng)結(jié)合生活中觀察到的各種跟壓力有關(guān)的現(xiàn)象,概括出壓力的定義,并通過探究實驗獲得基本的認(rèn)識:壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積有關(guān)。
了解引入壓強(qiáng)這個科學(xué)概念的意義。在探究活動中進(jìn)一步認(rèn)識“控制變量法”研究復(fù)雜科學(xué)問題的意義。每次只研究一個量對物理問題的影響,可使復(fù)雜的問題簡單化。增大或減小壓強(qiáng)的方法應(yīng)結(jié)合生活實際來理解,知道控制壓力大小和受力面積大小的方法都可改變壓強(qiáng),以提高自己分析、解決問題的能力。
難點突破
1.壓強(qiáng)與壓力的區(qū)別和聯(lián)系是什么?
剖析:
壓強(qiáng)與壓力的區(qū)別:
。1)概念不同:壓力是垂直作用于物體表面的力,它是由于支持面受到擠壓而產(chǎn)生的;壓強(qiáng)是物體單位面積上受到的壓力,它是表示壓力作用效果的物理量。
(2)單位不同:在國際單位中,壓力的單位是N,壓強(qiáng)的單位是Pa.
壓強(qiáng)與壓力的聯(lián)系:由壓強(qiáng)公式p=F/S可知,壓強(qiáng)大小不僅與壓力大小有關(guān),還與受力面積的大小有關(guān)。在壓力一定時,壓強(qiáng)和受力面積成反比;在受力面積一定時,壓強(qiáng)與壓力成正比。不能認(rèn)為“壓力越大,壓強(qiáng)就一定越大”;同樣,如果壓強(qiáng)大,壓力也不一定大?傊,壓強(qiáng)大小是由壓力大小和受力面積大小共同決定的。
2.怎樣理解壓強(qiáng)的定義和公式?
剖析:既然壓力的作用效果與壓力和受力面積兩個因素有關(guān),所以要定義壓強(qiáng)(壓力的作用效果),就要從壓力和受力面積兩個方面考慮。
如圖8-1-1和圖8-1-2所示,可知,壓力作用的效果不是由物體受到的總壓力決定,而是由物體“單位面積上受到的壓力”決定。物體單位面積上受到的壓力――壓強(qiáng),壓強(qiáng)能夠定量地表示出壓力作用的效果。
F=200 N,S=5 m2 F=200 N,S=1 m2圖8-1-1 圖8-1-2壓力的作用面積較大,壓力被分散,物 壓力的作用面積較小,壓力較集中,物體體單位面積上受到的壓力小, 單位面積上受到的壓力大,所以壓力的效果不明顯 所以壓力的效果較明顯
根據(jù)壓強(qiáng)的定義得出壓強(qiáng)的計算公式為p=F/S,由公式看出:要比較壓強(qiáng)的大小或變化,必須從壓力和受力面積兩個方面綜合分析,切不可僅由一個因素來判定壓強(qiáng)的大小。
應(yīng)用壓強(qiáng)公式p=F/S時要注意以下幾點:
(1)公式中每個物理量均采用國際單位。當(dāng)F的單位為N,S的單位為m2時,p的單位是Pa.
(2)F是壓力,不能等同于重力。只有靜止于水平支持面上的物體對支持面的壓力大小才等于物體所受到的重力。
(3)S是受力面積,是兩物體的接觸面積,不一定是物體的面積,如文具盒放在水平桌面上對桌面產(chǎn)生壓強(qiáng)時,S不是桌面的面積,也不一定是文具盒的底面積,而是文具盒與桌面的接觸面積。
例題精講
例1 在圖8-1-3中,正確表示壓力的是( )
圖8-1-3
解題思路:根據(jù)定義:壓力是垂直作用在物體表面上的力,即壓力的作用點應(yīng)在被壓物體表面上,壓力的方向是垂直于被壓物體表面并指向被壓物體。在圖A中作用點位置應(yīng)在被壓物體表面即水平面上;圖B中把物體產(chǎn)生的壓力混同為物體所受的重力,壓力并不是重力,在此情形中壓力的作用點和方向都與重力的不同;圖D中應(yīng)為物體所受拉力,而不是壓力。
答案:C
解題陷阱:此類最常見的錯誤是選擇B選項,把壓力和重力混為一談。其實它們是不同的兩個力,區(qū)別如下表所示:
壓力(F)
重力(G)
定義
垂直壓在物體表面上的力
由于地球的吸引而使物體受到的力
施力物體
與物體接觸并擠壓它的物體
地球
力的性質(zhì)
屬于彈力
引力
產(chǎn)生方式
接觸且擠壓
不需接觸
力的作用點
受力物體表面
重心
方向
垂直于物體的接觸面且指向被作用的物體
總是豎直向下
大小
。1)物體放置在水平面或桌面,F(xiàn)=G,此時只是數(shù)值相等,但F與G也是兩個不同的力
(2)F與G有關(guān),但不相等
。3)F與G無關(guān)
提高訓(xùn)練 關(guān)于壓力,下列說法正確的是( )
A.壓力總是由于物體的重力產(chǎn)生的 B.壓力的方向總是豎直向下的
C.壓力的大小總是等于物體的重力 D.壓力的大小有時等于重力
解題思路:壓力的方向總是垂直于接觸面而指向被壓物體,要注意垂直與豎直的不同。垂直于接觸面而指向被壓物體的情形也有很多種,可能是豎直向上、豎直向下、斜向上、斜向下、水平向左、水平向右,也就是說各個方向都有可能,這主要依賴于接觸面的方位。只有當(dāng)接觸面是水平面時,壓力的方向才可能是向下的。壓力有的是由于重力產(chǎn)生的,有的與重力無關(guān),所以壓力的大小有時跟重力有關(guān),等于重力,也有時和重力無關(guān)。
答案:D
例2 如圖8-1-4所示的實驗現(xiàn)象說明,壓力的作用效果與__________________________有關(guān)。分別將甲、乙兩圖相比,乙、丙兩圖相比,可知比較壓力的作用效果有兩種方法:①__________________________________;②_______________________________________。初中物理中是采用第____________種方法給壓強(qiáng)下定義的(選填①或②)。
圖8-1-4
解題思路:本題考查物理過程和方法,只有對控制變量法真正理解,才能正確解答此題。甲、乙兩圖相比,受力面積相同,壓力不同,壓力作用的效果――受壓面凹陷程度不同,可見:壓力的作用效果跟壓力有關(guān)。甲、乙兩圖相比,壓力相同,受力面積不同,壓力作用的效果不同,可見:壓力的作用效果跟受力面積有關(guān)。綜上所述,比較壓力的作用效果有兩種方法:①受力面積相同,比較壓力的大;②壓力相同,比較受力面積的大小。壓強(qiáng)(單位面積上受到的壓力)正是采用第①種方法來定義的。
答案:壓力和受力面積的大小 受力面積相同,比較壓力的大小 壓力相同,比較受力面積的大小 ①
解題關(guān)鍵:此類題是體現(xiàn)控制變量法思想的探究性試題。即由p=F/S可知:壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。物理課本中是采用單位面積上受到的壓力大小來比較壓力作用效果的。
提高訓(xùn)練1 為了探究壓力作用的效果跟哪些因素有關(guān),小紅用幾塊相同的磚和海綿做了如圖8-1-5所示的.實驗。其中,最能說明壓力作用效果跟受力面積有關(guān)的圖是____________和____________。
圖8-1-5
解題思路:要研究壓力作用效果跟受力面積的關(guān)系,就要控制壓力的大小不變,改變受力面積,即選用相同數(shù)目的磚,但采用的放置方式不同,一次平放,一次立放或側(cè)放,觀察海綿的凹陷程度,得出結(jié)論。
答案:甲 丙
提高訓(xùn)練2 在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,小華利用所提供的器材(小桌、海綿、砝碼、木板)設(shè)計了圖8-1-6(a)、(b)兩個實驗,通過觀察圖(a)、(b)后得出“壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯”的結(jié)論。此后小華把小桌挪放到一塊木板上,發(fā)現(xiàn)小桌對木板的壓力效果不夠明顯,如圖(c)所示。通過對圖(a)、(c)的比較又得出“壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越不明顯”的結(jié)論。
圖8-1-6
請你根據(jù)已學(xué)過的壓強(qiáng)知識分析:
(1)小華是根據(jù)_____________________________________的現(xiàn)象來比較壓力的作用效果的。
。2)造成前后兩個結(jié)論不一致的原因是___________________________________________。
(3)設(shè)圖(b)中小桌對海綿的壓強(qiáng)是pb,圖(c)中小桌對木板的壓強(qiáng)是pc,則pb____________pc.
。4)比較圖(b)和圖(c)可知,根據(jù)壓力的作用效果比較壓強(qiáng)的大小需要滿足的條件是:____________________________________________________________________________。
解題思路:(1)壓力的作用效果可以通過觀察受力面(海綿和木板表面)的形變程度來判斷,形變程度越大說明壓力的作用效果越明顯,反之,說明壓力的作用效果越不明顯。(2)小華之所以得出前后兩個不一致的結(jié)論,主要原因是他沒有很好地控制變量,即沒有保證前后兩次的所用受力面的材料相同。(3)因為圖(b)中小桌對海綿和圖(c)中小桌對木板的壓力都相等(都等于砝碼與小桌的重力之和),它們的受力面積也都相等(都等于小桌腿的底面積),所以根據(jù)壓強(qiáng)公式p=F/S可知,pb=pc。(4)比較圖(b)和圖(c)可知,根據(jù)壓力的作用效果比較壓強(qiáng)的大小必須在相同的物體表面上或材料相同的情況下才能進(jìn)行比較。
答案:(1)受力面(海綿和木板表面)的形變程度 (2)前后兩次受力面的材料不同 (3)= (4)必須在相同的物體表面(或相同的材料)的情況下進(jìn)行比較
例3 幾塊相同的磚按圖8-1-7所示的方法擺放在水平地面上,比較甲、乙、丙三圖對地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小正確的是( )
圖8-1-7
A.p甲=p丙>p乙 B.p甲=p乙<p丙
C.p甲<p乙<p丙 D.p乙<p甲<p丙
解題思路:地面受到的壓力等于磚的重力。甲、乙兩圖相比較:甲的壓力是乙的2倍,甲的受力面積也是乙的2倍,由p=F/S知,它們的壓強(qiáng)相等,即p甲=p乙。乙圖與丙圖相比較:丙的壓力是乙的2倍,受力面積相等,根據(jù)p=F/S,p丙=2p乙,即p丙>p乙。故選B。
答案:B
解題關(guān)鍵:壓強(qiáng)的大小由壓力和受力面積兩個因素決定,所以分析、比較壓強(qiáng)的大小變化時,必須從壓力和受力面積兩個方面綜合考慮,切不可僅由一個因素來判定壓強(qiáng)的大小。
提高訓(xùn)練 (2006上海浦東新區(qū))甲、乙兩個實心均勻正方體分別放在水平地面上,它們對地面的壓強(qiáng)相等,已知甲<乙。若在兩個正方體的右側(cè),沿豎直方向分別截去相同質(zhì)量的部分,則剩余部分對水平地面的壓強(qiáng)關(guān)系中正確的是( )
A.p甲<p乙 B.p甲=p乙
C.p甲>p乙 D.無法判斷
解題思路:解答本題時要注意不要被無關(guān)條件所迷惑。實心均勻正方體沿豎直方向分別截去一部分,質(zhì)量變小,重力變小,對地面的壓力變小,但由此得出對地面壓強(qiáng)變小的結(jié)論是顯然不對的,因為在截取的同時,實心正方體和地面的接觸面積也要減小同樣的比例,所以它們對地面的壓強(qiáng)都不變,于是選項A正確。
答案:A
例4 (2006北京)如圖8-1-8所示的四種現(xiàn)象中,屬于減小壓強(qiáng)的是( )
圖8-1-8
解題思路:選項A中,人對蘋果的壓力是一定的,用刀去切蘋果,減小了受力面積從而增大了對蘋果的壓強(qiáng),故A是錯誤的.B、D選項中,鋼絲很細(xì),針頭做得很尖,目的都是在壓力一定時,減小受力面積,增大壓強(qiáng),故B和D選項都是錯的.選項C中,將鐵軌鋪在枕木上,而不是直接和地面接觸,對地面的壓力是不變的,但是與地面間的受力面積變大了,所以此時鐵軌對地面的壓強(qiáng)減小了,故C是對的。
答案:C
解題關(guān)鍵:根據(jù)壓強(qiáng)公式減小壓強(qiáng)的方法有:(1)在受力面積一定時,減小壓力;(2)在壓力一定時,增大受力面積;(3)同時減小壓力和增大受力面積。增大或減小壓強(qiáng)的方法,在實際中有很多應(yīng)用,要很好地掌握,靈活地運用。
提高訓(xùn)練1 (2006北京海淀)如圖8-1-9所示,采用減小受力面積的方法增大壓強(qiáng)的事例是( )
圖8-1-9
解題思路:選項A中將刀磨得很鋒利,是減小了受力面積,增大了壓強(qiáng),是正確的.而B、C、D三個選項,都是將受力面積增大,減小壓強(qiáng),是錯誤的。
答案:A
提高訓(xùn)練2 (2006廣東深圳)在生產(chǎn)和生活中,用螺絲釘固定工件時需要在螺絲帽下面墊上一個較大的墊圈,這樣做的目的是( )
A.增大螺帽和工件之間的摩擦 B.減小螺帽對工件的壓力
C.減小螺帽對工件的壓強(qiáng) D.起裝飾作用,使工件更美觀
解題思路:解答此題時要注意認(rèn)真審題,抓住關(guān)鍵詞:“較大的墊圈”,就能理解這是在將受力面積增大,減小壓強(qiáng)。
答案:C
例5 質(zhì)量為0.5 kg,底面積為10 cm2的物體A放在水平地面上,將質(zhì)量為1 kg、底面積為20 cm2的物體B疊放在A上面,如圖8-1-10所示,求:
圖8-1-10
。1)B對A的壓強(qiáng)為多大?
。2)地面受到的壓強(qiáng)為多大?
解題思路:應(yīng)用壓強(qiáng)公式時,應(yīng)理解p、F、S的具體含義,不能亂套公式。A受到的壓力大小等于B物體的重力大小,受力面積為A物體的上表面積;地面受到的壓力大小等于兩物體的重力之和,受力面積大小等于A物體下表面積。
答案:FB=GB=mBg=1 kg×9.8 N/kg=9.8 N
SB=10 cm2=10×10-4 m2
FA=GA+GB=0.5 kg×9.8 N/kg+1 kg×9.8 N/kg=14.7 N
SA=10 cm2=10×10-4 m2
pB==9.8×103 Pa
pA==1.47×104 Pa
所以,B對A的壓強(qiáng)為9.8×103 Pa;地面受到的壓強(qiáng)為1.47×104 Pa.
解題陷阱:在解此類題時,最容易出現(xiàn)的問題是把受力面積當(dāng)成是物體的底面積或根本不明白受力面積的含義。比如在本題中誤以為B物體對A的壓強(qiáng)的受力面積就是B物體的下表面積甚至不知道到底是A還是B物體的面積。實際上物體受力面積是相互作用的兩個物體相互接觸的接觸面積。
提高訓(xùn)練1 一名滑雪運動員重700 N,每只腳與滑雪板的接觸面積是175 cm2,每只滑雪板長2 m、寬15 cm,重50 N.計算他對滑雪板的壓強(qiáng)和滑雪板對雪地的壓強(qiáng)各是多少?
解題思路:根據(jù)壓強(qiáng)公式,人對滑雪板的壓強(qiáng)p1=,壓力F1等于運動員的體重G1,對應(yīng)的S1應(yīng)是運動員兩只腳跟滑雪板的接觸面積。雪地受到的壓強(qiáng)p2=,壓力F2應(yīng)等于運動員的體重加上兩塊滑雪板的重,對應(yīng)的S2應(yīng)是兩塊滑雪板的面積。
答案:p1==2×104 Pa
p2==1.33×103 Pa
提高訓(xùn)練2 (2006福建福州)李林有一枚壽山石印章,他用天平測出其質(zhì)量為78.4 g,又用刻度尺測出它的長、寬、高分別為2 cm、2 cm、7 cm。(取g=10 N/kg)問:
。1)這枚印章受到的重力是多大?
。2)這枚印章的密度是多大?
(3)若把它豎直放置在水平桌面上,它對桌面的壓強(qiáng)是多大?
解題思路:已知印章的質(zhì)量,根據(jù)公式G=mg,就可求出它受到的重力;已知印章的長、寬、高,可求出它的體積,帶入公式=m/V,可求出它的密度;豎直放置在水平桌面上時,它對桌面的壓力等于它的重力,和桌面的接觸面積最小,利用壓強(qiáng)公式可計算出它對正面的壓強(qiáng)。
答案:(1)0.784 N (2)2.8 g/cm3 (3)1 960 Pa
課外討論
問題:如何設(shè)計實驗,探究影響壓力作用效果的因素?
設(shè)計實驗時,首先根據(jù)目的確定科學(xué)的方法。影響壓力作用效果的因素不止一個,所以進(jìn)行對比實驗時要采用控制變量的方法。如研究壓力的作用效果跟壓力的大小是否有關(guān)時,要保持受力面積不變;研究壓力的作用效果跟受力面積是否有關(guān)時,要保持壓力的大小不變。其次,想辦法把所研究的因素(壓力作用效果、壓力、受力面積)顯示出來,以便比較。本題通過“手指凹陷程度”和“小桌下陷程度”來顯示壓力的效果。
探究:
實驗一:如圖8-1-11兩手指捏住鉛筆,使它保持靜止,則兩手指所受壓力相同,但手指上肌肉的凹陷和感覺不同,左邊手指凹陷較淺,右端手指凹陷較深,同時我們也看到左邊手指受力面積大,右邊手指受力面積小。
圖8-1-11 圖8-1-12
實驗二:如圖8-1-12所示,我們采取一個比教科書更簡便的實驗,甲、乙都是用桌腿下表面為受力面,乙的壓力大,陷得深。乙、丙壓力相同,丙的受力面積大,較乙陷得淺。
探究結(jié)論:通過實驗探究,可以發(fā)現(xiàn):當(dāng)受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越顯著;當(dāng)壓力大小相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越顯著。當(dāng)壓力和受力面積都不相同時,我們可以用單位面積上受到的壓力大小來比較壓力的作用效果。
八年級物理空氣的力量知識點同步訓(xùn)練
把握要點
1.大氣壓的存在
。1)大氣壓:和液體一樣,空氣內(nèi)部各個方向都存在____________,叫大氣壓強(qiáng),簡稱大氣壓。
(2)大氣壓的存在:歷史上著名的證明大氣壓存在的實驗是________________________。另外,加熱后冷卻的易拉罐會變癟,相互壓緊的吸盤式衣鉤很難拉開,這都說明了____________的存在。
答案:壓強(qiáng) 馬德堡半球?qū)嶒?大氣壓
2.大氣壓的測量
首先精確地測出大氣壓強(qiáng)值的實驗是________________________,測出的大氣壓相當(dāng)于____________高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
人們通常利用各種氣壓計測量大氣壓強(qiáng),有____________、____________、____________等。
我們可用注射器、彈簧測力計和刻度尺,利用公式____________粗略估測大氣壓。
答案:托里拆利實驗 76 cm 空盒氣壓計 汞氣壓計管式彈簧氣壓計 p=F/S
3.大氣壓的變化
。1)大氣壓不僅隨____________而變化,就是在同一地點,也不是固定不變的。例如,____________的變化也會引起大氣壓的變化。
。2)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:通常把等于________________________的大氣壓,叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
。3)液體的沸點跟它表面氣壓的關(guān)系:液體的沸點隨液體表面氣壓增大而____________,隨氣壓減小而____________。
。4)高壓鍋的原理:密閉的高壓鍋,鍋內(nèi)的氣壓可以____________于外面的大氣壓,這樣就能使水的沸點____________,更容易把飯煮熟。
答案:高度 天氣 1.013×105 Pa 升高 降低 大升高
學(xué)前導(dǎo)航
學(xué)習(xí)本節(jié)知識時要先復(fù)習(xí)液體壓強(qiáng)的知識,特別是液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因,通過與液體類比認(rèn)識大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因,通過觀察大氣壓的存在,培養(yǎng)我們的觀察能力和分析能力。學(xué)習(xí)用托里拆利實驗測量大氣壓強(qiáng)的數(shù)值時,要領(lǐng)會“轉(zhuǎn)換法”這一種方法,并注意聯(lián)系前面所學(xué)的二力平衡和壓強(qiáng)的知識,從而理解大氣壓強(qiáng)是如何測量出來的。我們要用大氣壓強(qiáng)知識解釋日常生活、生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象,體會物理與生活的緊密聯(lián)系。
難點突破
1.大氣壓產(chǎn)生的原因
剖析:地球周圍被厚厚的空氣層包圍著,包圍地球的空氣層又叫大氣層,我們就生活在大氣海洋的底層。大氣層的厚度大約有幾百千米,主要由氮氣、氧氣組成,這些物質(zhì)雖然一般情況下是看不見、摸不著的,但它們是實實在在存在的物質(zhì),所以空氣也像其他物體一樣具有質(zhì)量。1m3的空氣質(zhì)量約為1.29 kg.據(jù)計算,大氣層的整個質(zhì)量有5.3×1015噸之巨!也就是說,如果用一個巨大的天平來稱量大氣層的質(zhì)量,一端放上大氣層,那么另一端就要放上一個直徑100千米的大銅球,或者是放上5座喜馬拉雅山!在大氣層里,空氣受重力作用,下邊的空氣被上邊的空氣所壓,地球被整個大氣層所壓,所以空氣能產(chǎn)生壓強(qiáng)?諝庖蚕褚后w那樣能夠流動,所以空氣內(nèi)部向各個方向也都有壓強(qiáng),且在大氣層同一高度向各個方向的壓強(qiáng)相等。
2.托里拆利實驗中是怎樣測量大氣壓的?
剖析:理解測量大氣壓的原理:當(dāng)把玻璃管倒立在水銀槽中后,管內(nèi)水銀在重力的作用下向下運動,但降到一定高度后不再下降,水銀處于靜止。這說明:此時管內(nèi)的這段水銀柱也受到向上的力的作用,而產(chǎn)生這個力的物體只能是玻璃管外的空氣。由此可知,是玻璃管外的大氣壓支持著管內(nèi)的水銀柱,所以玻璃管內(nèi)這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于管外的大氣壓。
做法:在長約1 m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,把管口堵住,將灌滿水銀的玻璃管倒立在水銀槽中,如圖8-3-1所示,這時管內(nèi)水銀面下降到一定高度后不再下降,水銀處于靜止。大氣壓強(qiáng)等于管內(nèi)的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),因此只要測出內(nèi)外水銀面的高度之差,就可以得出大氣壓的數(shù)值。
圖8-3-1我們要注意的是,在托里拆利實驗中,管內(nèi)上方真空,管內(nèi)水銀柱的高度只隨外界大氣壓強(qiáng)的變化而變化,和管的粗細(xì)、傾斜角度、管的長度及將玻璃管提起還是下壓等因素?zé)o關(guān),只與水銀柱的豎直高度有關(guān)。
例題精講
例1 如圖8-3-2所示,用紙片蓋上盛滿水的杯口,再使杯口向下,水也不會流出來,主要是因為( )
圖8-3-2
A.紙片很輕 B.水粘住紙片
C.空氣有浮力 D.大氣對紙片有向上的壓力
解題思路:紙片受到的重力方向向下,紙片的上表面受到杯內(nèi)水對紙片向下的壓力,而紙片沒有掉下來,說明紙片受到了一個方向向上的壓力,這個力只能是空氣施加的?梢娂埰卤砻媸艽髿庀蛏系膲毫ψ饔茫攀辜埰粫粝聛。
答案:D
解題關(guān)鍵:此類題考察大氣壓強(qiáng)的作用。解答本題時應(yīng)注意兩點:
。1)題目要求分析紙片掉不下來的主要原因,不僅要看選項中所列情況是否正確,而且要根據(jù)題意正確取舍;
。2)在這個實驗中,杯內(nèi)不能混入空氣,只要有空氣進(jìn)入杯中,水柱兩端就會同時受到大氣壓強(qiáng),水柱在重力作用下就會流下來使紙片脫落。
提高訓(xùn)練 (2006黑龍江哈爾濱)如圖8-3-3所示,將浸過酒精的棉花點燃后放入瓶中,然后用剝了皮的熟雞蛋堵住瓶口,雞蛋會慢慢進(jìn)入瓶中,這是因為________________________,為了讓雞蛋更順利地進(jìn)入瓶中,可將雞蛋蘸點水,這是為了________________________。
圖8-3-3
解題思路:棉花燃燒會消耗瓶內(nèi)的氧氣,使瓶內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小,雞蛋就會在大氣壓的作用下被慢慢壓入瓶內(nèi),蘸點水,這是為了減小摩擦力。
答案:大氣壓將雞蛋壓入瓶內(nèi) 減小摩擦力
例2 小明想用如下的方法測量大氣壓強(qiáng):將一個面積為1×10-3m2的吸盤按在光滑水平桌面上,擠出里面的空氣,用最大刻度值是5N的彈簧測力計測量大氣壓力(如圖8-3-4所示),然后計算大氣壓強(qiáng)。若大氣壓強(qiáng)為1.01×105 Pa,則吸盤受到的大氣壓力是____________ N.小明發(fā)現(xiàn)不能用這個測力計完成測量,其原因是___________________________________。
圖8-3-4
解題思路:由公式F=pS可估算出大氣對吸盤的壓力F=1.0×105 Pa×1×10-3 m2=100N.因為所需測量的力大于彈簧測力計的量程。
答案:100 因為所需測量的力大于彈簧測力計的量程
解題關(guān)鍵:物理新教材要求同學(xué)們具有評估探究過程和探究結(jié)果的意識,能注意探究活動中未解決的矛盾,發(fā)現(xiàn)新的問題,從評估中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)并嘗試改進(jìn)探究方案。
提高訓(xùn)練 圖8-3-5中,能夠測量大氣壓值的實驗是圖( )
圖8-3-5
解題思路:A圖中的紙片不下落是因為有大氣壓托著它,說明了大氣壓的存在;B圖中的壓強(qiáng)計是用來測量液體壓強(qiáng)大小的;C圖中是托里拆利實驗的裝置,用來測量大氣壓;D圖中的實驗說明了液體的沸點和壓強(qiáng)的關(guān)系。
答案:C
例3 如圖8-3-6所示,燒瓶中的水停止沸騰后,若從燒瓶中往外抽氣,會看到水又沸騰起來,這是由于( )
圖8-3-6
A.氣壓升高,水溫升高 B.氣壓降低,水的沸點降低
C.氣壓降低,水溫升高 D.氣壓升高,水的沸點降低
解題思路:本題目只要搞清楚,從密閉燒瓶中往外抽氣時可使瓶內(nèi)氣壓降低,而沸點的高低與大氣壓有關(guān),如果氣壓降低,沸點就降低,所以停止沸騰的水又重新沸騰。
答案:B
解題關(guān)鍵:一切液體的沸點,都是在氣壓減小時降低,氣壓增大時升高。這里所說的氣壓是指液體上方的氣壓,不一定是大氣壓,如果液體與大氣連通,就是指大氣壓,如果液體被密封在容器內(nèi),這里的氣壓就是指容器內(nèi)液面上方的氣壓。只要氣壓變化,液體的沸點就會相應(yīng)改變,所以在說液體的沸點時,必須指明是在什么氣壓下的沸點,如課本中給出的液體沸點表都要注明“在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下”。
提高訓(xùn)練1 (2006山東萊蕪)如圖8-3-7所示,燒瓶中的水沸騰后,移去酒精燈,水停止沸騰,待水溫稍降低一些后,將一大注射器接到密閉的燒瓶口上,向外拉注射器的活塞,可以看到的現(xiàn)象是____________________________________,實驗表明_________________________。
圖8-3-7
解題思路:液體的沸點會受液面上方的壓強(qiáng)影響,向外拉活塞,瓶內(nèi)的氣體質(zhì)量減小,壓強(qiáng)減小,使得水的沸點降低,從而再次沸騰。
答案:水再次沸騰 液體的沸點隨液面上方壓強(qiáng)的減小而減小
提高訓(xùn)練2 (2006遼寧大連)西藏地區(qū)海拔高。關(guān)于西藏地區(qū)的氣壓與水的沸點,下列說法正確的是( )
A.氣壓低、水的沸點高 B.氣壓高、水的沸點高
C.氣壓低、水的沸點低 D.氣壓高、水的沸點低
解題思路:大氣壓和高度有關(guān),隨著高度增加,大氣越來越稀薄,所以大氣壓會越來越小,而液面上方壓強(qiáng)的減小會影響液體的沸點,使得水的沸點降低,所以我們在西藏高原上需要用高壓鍋煮飯。
答案:C
課外討論
問題:星期天,周磊和媽媽到市場去買茶壺,可挑來挑去,發(fā)現(xiàn)每個茶壺蓋上都有一個小孔。周磊問媽媽:“怎么這些壺蓋都是壞的?”媽媽說:“這個小孔是特意做的,沒有這個小孔可不行!敝芾诩{悶了,這個小孔有什么作用?
對生活中的現(xiàn)象留心觀察,生活中處處有物理,要善于與平時學(xué)習(xí)的物理知識緊密聯(lián)系起來,思考茶壺蓋上小孔的作用,與大氣壓是否有關(guān)。
探究:分析與猜想:茶壺是個連通器,將壺身傾斜一般就能倒出水來,壺蓋上做一個小孔是為了與外界空氣相通,猜想可能與大氣壓強(qiáng)有關(guān)。
實驗與觀察:對比有小孔和堵住小孔兩種情況下倒水的情形,得出探究結(jié)論,F(xiàn)象表明,蓋緊壺蓋,堵住小孔時,倒水不出,而放開小孔時就能倒出水來。
設(shè)計實驗進(jìn)行相關(guān)探究:將整個礦泉水瓶豎直傾倒,水難以倒出,若稍傾斜一點,留出一定的空間使空氣能進(jìn)入瓶內(nèi),則水能很容易被倒出。
探究結(jié)果:茶壺是個連通器,有孔則說明內(nèi)外相通,內(nèi)部的水受大氣壓作用,而茶壺嘴液面也受大氣壓作用,則在倒水時,水在自身重力作用下容易倒出。若無此小孔,則只有壺嘴處受到向里的大氣壓作用,內(nèi)部的水不受大氣壓的作用,水不易倒出來,所以說留有小孔是為了便于倒出水來,并且便于控制水量。
八年級物理液體的壓強(qiáng)知識點同步訓(xùn)練[1]
把握要點
1.液體壓強(qiáng)的特點
。1)液體內(nèi)部向____________方向都有壓強(qiáng);
。2)在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)____________;
。3)液體的壓強(qiáng)與____________有關(guān):液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨____________的增加而增大;
。4)液體的壓強(qiáng)還與____________有關(guān):在同一深度時,液體的____________越大,壓強(qiáng)越大。
答案:各個 相等 深度 深度 液體的密度 密度
2.研究液體壓強(qiáng)的方法
。1)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小我們無法直接“看到”,實驗時利用壓強(qiáng)計兩管_________________,間接顯示金屬盒在液體中受到的壓強(qiáng)。
。2)研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟方向、深度、液體密度是否有關(guān)時,用到了____________法。
答案:出現(xiàn)液面高度差 控制變量
3.液體壓強(qiáng)的應(yīng)用
液體壓強(qiáng)應(yīng)用的一個重要的例子是____________。它有一個特點:靜止在連通器內(nèi)的同一種液體,各部分直接與大氣接觸的液面總是保持在____________。
答案:連通器 同一高度
4.液體壓強(qiáng)的傳遞
密閉的液體,其傳遞壓強(qiáng)有一個重要的特點,即加在密閉液體上的壓強(qiáng),能夠______________________________。這個規(guī)律被稱為帕斯卡原理。它是許多____________和____________工作的基礎(chǔ)。
答案:大小不變地被液體向各個方向傳遞 液壓系統(tǒng)液壓機(jī)
學(xué)前導(dǎo)航
學(xué)習(xí)本節(jié)時可以通過一些小實驗,獲得液體對容器底和側(cè)壁都有壓強(qiáng)的基本認(rèn)識,得到一些液體壓強(qiáng)的特點。在探究液體壓強(qiáng)時,首先通過理論推導(dǎo)的方法得出結(jié)論,即設(shè)想水中有一水柱,結(jié)合前面所學(xué)的壓強(qiáng)的計算公式,推導(dǎo)出液體壓強(qiáng)的計算公式,就能得到液體在任意深度的壓強(qiáng)。從推導(dǎo)結(jié)論也可以看出壓強(qiáng)和哪些因素有關(guān),和哪些因素?zé)o關(guān)。然后再用U形管壓強(qiáng)計,進(jìn)一步觀察和探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律,特別是在同一液體的同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)都相等。
通過一些簡單易行的方法,探究液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān)。在學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)的應(yīng)用時,利用等量關(guān)系,了解連通器原理,進(jìn)一步了解液體壓強(qiáng)的有關(guān)應(yīng)用;從原理、應(yīng)用等方面來認(rèn)識液體壓強(qiáng)的傳遞。
難點突破
1.如何用壓強(qiáng)計探究液體壓強(qiáng)的特點?
剖析:用壓強(qiáng)計探究液體壓強(qiáng)的特點時,運用了控制變量的方法,即對液體壓強(qiáng)跟方向、深度、液體密度是否有關(guān)逐一進(jìn)行探究:(1)在同一種液體中,保持壓強(qiáng)計金屬盒所在的深度不變,使橡皮膜朝向不同的方向,觀察比較兩管中液面高度差的變化;(2)仍在同一種液體中,改變金屬盒的深度,觀察比較兩管中液面高度差的變化;(3)在不同的液體中進(jìn)行實驗,觀察比較在同一深度處,水和鹽水的壓強(qiáng)哪個大。
2.液體壓強(qiáng)公式如何推導(dǎo)和理解?
剖析:由于在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)相等,我們只要算出某一深度液體豎直向下的壓強(qiáng),也就同時知道了液體在這一深度各個方向上的壓強(qiáng)。
。1)液柱模型的想象:設(shè)想有邊長為1 cm、底面為正方形、高為20 cm的長方體框架(如圖8-2-1),將框架置于水中,使框架上底和水面相平。如圖8-2-2甲所示,(乙圖為框架示意圖,甲圖為框架置于水中的示意圖)同學(xué)們完全可以想象到框架內(nèi)的水,可以看作是邊長為1 cm、高為20 cm的長方體水柱。這點十分重要,需要同學(xué)們充分想象!即使去掉這個框架,這個想象的長方體水柱仍然存在。
圖8-2-1 圖8-2-2
。2)液體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)
下面我們計算這個正方形ABCD平面上方的20 cm高水柱對ABCD底面的壓強(qiáng)。
、龠@個水柱的體積:
V=Sh=1 cm×1 cm×20 cm=20 cm3
、谶@個水柱的質(zhì)量:
m=V=Sh=1 g/cm3×20 cm3=20 g
、圻@個水柱的重力:
G=mg=Shg=20×10-3 kg×10 N/kg=0.2 N(g取10 N/kg)
④這個水柱對底面ABCD的壓力:顯然底面ABCD處于水平,這時水柱對底面的壓力等于水柱的重力。即F=G=Shg=0.2 N
、莸酌鍭BCD受到的壓強(qiáng):p=F/S=gh
因此,可得出深度為h處液體的壓強(qiáng)為p=gh。
(3)對液體壓強(qiáng)公式的討論
、俟轿锢砗x:p為液體內(nèi)部某位置的壓強(qiáng);為該液體的密度;h為液體內(nèi)部某位置到液面的垂直高度,或者說是從自由液面豎直向下計算的深度。深度和高度這兩個概念是有區(qū)別的,深度是指從液體的自由面到計算壓強(qiáng)的那點之間的豎直距離,即深度是由上往下量的。而高度是指液體中某一點到底部的豎直距離,即高度是由下往上量的。判斷出h的大小是計算液體壓強(qiáng)的關(guān)鍵。
、趩挝唬阂谩発g/m3”,h要用“m”,g用“N/kg”,計算中若有特殊說明g取10 N/kg,沒有特別說明g應(yīng)為9.8 N/kg。計算出的壓強(qiáng)單位是“帕(Pa)”。
③液體壓強(qiáng)公式表明:液體壓強(qiáng)大小只與液體的密度和研究點的深度有關(guān),而與液體的重力、體積及容器的大小、形狀無關(guān)。公式中不包含S,所以液體壓強(qiáng)p的大小跟所取的受力面積大小沒有關(guān)系。
④兩公式的區(qū)別與聯(lián)系:p=F/S是壓強(qiáng)的定義式,無論對固體、液體還是氣體都是適用的。而p=gh通常只適用于計算液體的壓強(qiáng)。
3.如何理解液體壓強(qiáng)的傳遞?
剖析:液體壓強(qiáng)的傳遞主要是根據(jù)帕斯卡原理來進(jìn)行解釋應(yīng)用的。加在密閉液體上的壓強(qiáng),能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞,這個原理被稱為帕斯卡原理。
。1)所謂“密閉液體”是指液體被固體所密閉;
。2)“加在密閉液體上的壓強(qiáng)”是指外加壓強(qiáng),不是液體自身的壓強(qiáng);
。3)作為密閉液體的一個特例,敞口容器的液體有時也可作為密閉液體,它被附近的空氣層所封閉,這時液體所傳遞的壓強(qiáng)便是大氣壓了。
帕斯卡原理的應(yīng)用:
。1)液壓機(jī):液壓機(jī)有兩個活塞(大活塞截面積是S2,小活塞截面積是S1),與同一容器的液體相接觸。施加于小活塞的力F1所產(chǎn)生的壓強(qiáng)p1被液體傳遞給大活塞,p1=p2,大活塞上可產(chǎn)生一個與其表面積成正比的力即F2,因為S2>S1,則F2>F1。即在小活塞上作用一個較小的力,就能在大活塞上產(chǎn)生一個較大的力。
。2)液壓千斤頂:液壓千斤頂?shù)男』钊c杠桿相連,因此只要對杠桿施加較小的力,就可以頂起一輛小轎車。
例題精講
例1 在探究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”的過程中,一些同學(xué)作了如下猜想:
猜想A:在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng),且向各個方向的壓強(qiáng)相等;
猜想B:在深度相同時,不同液體的壓強(qiáng)還跟它的密度有關(guān),液體的密度越大,壓強(qiáng)越大;
猜想C:同一種液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。
為了檢驗上述猜想是否正確,某同學(xué)進(jìn)行了圖8-2-3中各圖所示的操作:
圖8-2-3
。1)比較圖中代號為____________的三個圖,可以說明猜想A是否正確;
。2)比較代號為____________的兩個圖,可以說明猜想B是否正確;
(3)比較代號為____________的三個圖,可以說明猜想C是否正確。
解題思路:為驗證猜想A是否正確,必須在同一液體中的同一深度,轉(zhuǎn)動金屬盒,將橡皮膜分別轉(zhuǎn)向各個不同的方向,觀察U形管兩管中水面的高度差是否變化,所以應(yīng)選圖中代號為A、B、C的三個圖;檢驗猜想B是否正確,要分別將金屬盒放在不同液體的同一深度,觀察兩管中水面的變化情況,故應(yīng)選代號為E、F的兩個圖;為檢驗猜想C是否正確,要將金屬盒分別放在同一液體的不同深度,觀察兩管中水面的變化情況,故應(yīng)選代號為A、D、E(或B、D、E或C、D、E)。
答案:(1)A、B、C (2)E、F (3)A、D、E(或B、D、E或C、D、E)
解題關(guān)鍵:此類題是用U形管壓強(qiáng)計研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與哪些因素有關(guān)的實驗。在研究三個或三個以上物理量之間的關(guān)系時,應(yīng)先確定研究對象的物理量(如液體壓強(qiáng)),然后逐一研究這個物理量和另一物理量(如深度或液體密度)的關(guān)系。研究時要控制除這兩個物理量外的其他物理量(深度或密度)不變,然后將這些單一關(guān)系綜合起來,即控制變量的思想。
提高訓(xùn)練 (2006河北)小明做“研究液體的壓強(qiáng)”實驗時得到的幾組數(shù)據(jù)如下表:
序號
液體
深度/cm
橡皮膜方向
壓強(qiáng)計左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
4.8
2
水
5
朝下
4.8
3
水
5
朝側(cè)面
4.8
4
水
10
朝側(cè)面
9.5
5
水
15
朝側(cè)面
14.2
6
酒精
15
朝側(cè)
11.4
根據(jù)表中的數(shù)據(jù)。請回答下列問題:
。1)比較序號為1、2、3的三組數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是______________________________。
。2)比較序號為3、4、5的三組數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是______________________________。
。3)比較序號為5、6的兩組數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是_________________________________。
解題思路:由表格可以看出:1、2、3的三組數(shù)據(jù)中,壓強(qiáng)計都處于水中,同一深度,橡皮膜的方向不同,但壓強(qiáng)計左右液面高度差相同,說明同種液體在同一深度向各個方向的壓強(qiáng)都相等;3、4、5的三組數(shù)據(jù)中,壓強(qiáng)計都處于水中,橡皮膜都朝向側(cè)面,但處于不同深度,壓強(qiáng)計左右液面高度差就不同,說明同種液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大;5、6的兩組數(shù)據(jù)中,壓強(qiáng)計分別處于水和酒精中,橡皮膜都朝向側(cè)面,都處于相同深度,壓強(qiáng)計左右液面高度差就不同,說明在同一深度不同液體的壓強(qiáng)與密度有關(guān)。
答案:(1)同種液體在同一深度向各個方向的壓強(qiáng)都相等
。2)同種液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大
。3)在同一深度不同液體的壓強(qiáng)與密度有關(guān)(或同一深度液體密度越大壓強(qiáng)越大)
例2 如圖8-2-4,底面積相同的不同容器中裝有同種液體,且深度相同,則容器中液體對容器底壓強(qiáng)最大的是( )
圖8-2-4
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 E.一樣大
解題思路:雖然容器形狀不同,裝有液體的體積和總重均不相同,而根據(jù)p=gh可知,液體對容器底部的壓強(qiáng)是相等的。
答案:E
解題關(guān)鍵:特別注意,液體的壓強(qiáng)只與深度和液體的密度有關(guān),跟液體受的總重力、體積及容器的形狀、底面積等無關(guān)。
提高訓(xùn)練 (2006四川攀枝花)如圖8-2-5所示,瓶子里裝半瓶水,用塞子塞緊瓶口,然后將瓶子倒過來,使瓶口朝下這時瓶里的水對塞子的壓強(qiáng)跟沒有倒置時水對瓶底的壓強(qiáng)比較( )
圖8-2-5
A.壓強(qiáng)變大 B.壓強(qiáng)變小 C.壓強(qiáng)不變 D.無法判斷
解題思路:瓶口較細(xì),倒置過來之后,瓶內(nèi)液體的體積沒有變,但深度會增加,所以水對塞子的壓強(qiáng)比水對瓶底的壓強(qiáng)要大。
答案:A
例3 如圖8-2-6中A是小華家的廚房,B是衛(wèi)生間,A、B兩地之間有墻,相互看不到,但是小華家在裝修時必須搞清楚;廚房和衛(wèi)生間的地面哪個高?高度相差多少?為此,小華設(shè)計了一個測量方法,他利用一根透明的塑料管,在里面灌滿一些水,水管兩端各固定在一個木塊釘成的支架上,請你根據(jù)這張示意圖,說一說小華測量的方法,并同時說明這種方法所應(yīng)用的物理原理。
圖8-2-6
解題思路:這是一個連通器的應(yīng)用,連通器的特點是液體靜止時各液面相平;小華的做法就是看廚房和衛(wèi)生間支架上的水位的高低來判斷地面高低的。水位上升得高的那端地面低。
答案:應(yīng)用了連通器原理。方法:分別測出A處水柱離地面的高度和B處水柱離地面的高度,比較二者的大小就知道兩地的高度差。
解題關(guān)鍵:連通器原理在生產(chǎn)和生活中有很多的應(yīng)用。船閘、噴泉、涵洞、洗手間下水管、水位計、奶牛喂水器、水壺、裝修師傅找水平線等等。重要的是把握連通器的特點:靜止在連通器內(nèi)的同一種液體,各部分直接與大氣接觸的液面總是保持在同一高度。
提高訓(xùn)練 連通器在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖8-2-7所示的事例中利用連通器原理的是( )
圖8-2-7
A.只有(1)(2) B.只有(3)(4)
C.只有(1)(3)(4)D.(1)(2)(3)(4)
解題思路:這是考查學(xué)生日常生活經(jīng)驗,上面的例子中都是生活中有的,除了攔河大壩不是利用連通器原理外,其他都是利用了連通器原理。
答案:C
例4 如圖8-2-8中甲圖所示,密封的圓臺形容器裝滿水,靜置在水平桌面上,此時容器對桌面的壓力為F1,壓強(qiáng)為p1;水對容器的壓力為F2,壓強(qiáng)為p2;然后將容器倒置,如圖乙,則此時F1、p1、F2、p2四個量變化情況是( )
圖8-2-8
A.F1不變,p1變大,F(xiàn)2變小,p2變大 B.F1變大,p1變大,F(xiàn)2變小,p2變小
C.F1不變,p1變大,F(xiàn)2變小,p2不變 D.F1變小,p1變小,F(xiàn)2變大,p2不變
解題思路:容器對桌面的壓力與容器的放置方式無關(guān),等于容器及其中液體的總重。由壓強(qiáng)定義式可知,在壓力相等的條件下,壓強(qiáng)與受力面積S成反比,由于兩種情況下容器的放置方式不同,受力面積要發(fā)生變化,因此兩種情況下容器對桌面的壓強(qiáng)不同。從甲到乙,受力面積S變小,壓強(qiáng)變大。而液體對容器底面的壓力與壓強(qiáng),應(yīng)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式計算,由于容器的高度即液體的深度不變,則壓強(qiáng)也不發(fā)生變化。根據(jù)F=pS可知,從甲到乙,受力面積S變小,液體對容器底的壓力將變小。
答案:C
解題關(guān)鍵:解此類題的關(guān)鍵在于正確選擇研究對象。研究容器對桌面的作用,是研究固體間的壓力與壓強(qiáng)的問題,研究對象為容器及其中的液體這一整體。研究容器內(nèi)液體對容器底的作用,是研究液體內(nèi)部的壓力與壓強(qiáng)的問題。研究固體間的壓力與壓強(qiáng)的問題,應(yīng)先考慮壓力,再考慮壓強(qiáng);研究液體內(nèi)部的壓力與壓強(qiáng)的問題,應(yīng)先考慮壓強(qiáng),再考慮壓力。
提高訓(xùn)練 (2005遼寧大連)設(shè)水對瓶子底部的壓強(qiáng)為p1,瓶子對桌面的壓強(qiáng)為p2,將瓶子從正放(如圖8-2-9甲)變?yōu)榈狗牛ㄈ鐖D8-2-9乙),則p1和p2的變化情況是( )
圖8-2-9
A.p1變小,p2變大 B.p1變小,p2變小
C.p1變大,p2變小 D.p1變大,p2變大
解題思路:瓶中的水沒有裝滿,由甲圖放置變?yōu)橐覉D放置時,由于瓶頸比瓶身小,所以在乙中的水位要比甲中高,由p=gh可知,乙瓶中水產(chǎn)生的壓強(qiáng)要大些。瓶子對桌面的壓強(qiáng)取決于瓶子和水的總重力和受力面積,瓶子和水的總重力是不變的,而乙圖中瓶子與桌面的接觸面積要比甲圖小,由p=F/S可知,乙圖中瓶子對桌面的壓強(qiáng)要大些。
答案:D
課外討論
問題:小華想研究液體壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系,請你幫他設(shè)計這次探究的全過程。
(1)請你寫出這次探究所需要的器材有哪些。
。2)請你寫出探究的主要步驟。
(3)請你設(shè)計出實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)記錄表格。
設(shè)計實驗時,首先明確需要觀察比較的量――水的深度和溫度;重點考慮怎樣把這兩個物理量顯示出來,以便于觀察比較。因研究的是壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系,所以水的深度要保持不變,即壓強(qiáng)計的探頭放在水中的深度不能變。設(shè)計好了裝置,具體操作時,可控制溫度不斷變化,觀察比較壓強(qiáng)的變化情況,從而發(fā)現(xiàn)它們之間的規(guī)律。
探究:
(1)實驗器材:大燒杯、壓強(qiáng)計、溫度計、水、酒精燈、鐵架臺(鐵圈、石棉網(wǎng))等。
。2)實驗步驟:①把盛水的大燒杯放在鐵架臺上,如圖8-2-10所示:
圖8-2-10
、诩訜嶂埃瑴y出水溫t1,把壓強(qiáng)計的探頭放在水中某一深度h處,讀出U形管左右兩側(cè)液面的高度差。
、奂訜嵋欢螘r間,測出水溫t2,把壓強(qiáng)計的探頭放在水中同一深度h處,讀出U形管左右兩側(cè)液面的高度差。
④再加熱一段時間,重復(fù)上面的測量。
、荼容^三次測量的結(jié)果,看液體的壓強(qiáng)與溫度是否有關(guān)。
。3)實驗數(shù)據(jù)記錄表格:
實驗次數(shù)
水溫t/℃
U形管兩側(cè)液面的高度差/cm
1
2
3
探究結(jié)論:若U形管兩側(cè)液面的高度差不隨溫度的變化而變化,這說明液體的壓強(qiáng)不受溫度變化的影響。若U形管兩側(cè)液面的高度差隨溫度的變化而變化,則說明液體的壓強(qiáng)受溫度變化的影響。
八年級物理液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系知識點同步訓(xùn)練
把握要點
1.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
。1)液體和氣體具有____________,統(tǒng)稱為流體。
(2)液體在流速大的地方壓強(qiáng)較____________,在流速小的地方壓強(qiáng)較____________。氣體在流速大的地方壓強(qiáng)也較____________,在流速小的地方壓強(qiáng)也較____________。
答案:流動性 小 大 小 大
2.升力的產(chǎn)生
由于機(jī)翼橫截面的形狀上下不對稱,因而機(jī)翼上方氣流速度較____________,它對機(jī)翼的壓強(qiáng)較____________;下方氣流速度較____________,它對機(jī)翼的壓強(qiáng)較____________。因此在機(jī)翼的上下表面產(chǎn)生了____________,這就是向上的升力。
答案:大 小 小 大 壓強(qiáng)差
學(xué)前導(dǎo)航
對于流體壓強(qiáng)和流速之間的關(guān)系,同學(xué)們可以就地取材通過一些實驗探究,發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
同學(xué)們可利用這一規(guī)律解析生活中的許多現(xiàn)象。如足球運動員踢出的“香蕉球”、乒乓球運動員拉出的弧圈球、火車站臺上的安全線的設(shè)置等。
難點突破
怎樣理解流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系?
剖析:氣體和液體在流動過程中,由于受物體形狀、表面積等因素的影響,流動速度并不是各處都相等的。比如:兩幢高樓之間的風(fēng)吹得特別急;河水在河道狹窄處流得比寬闊處快,而流動著的氣體或液體的壓強(qiáng)又與流動速度有關(guān)。這是為什么呢?
對著兩張平行放置的紙的中間吹氣,這樣使得兩紙中間的氣流速度增大,而兩紙外側(cè)的氣流速度相對較小,兩紙會向中間靠攏,說明兩側(cè)的空氣向中間的壓力大于中間的空氣向兩側(cè)的壓力?梢娍諝饬魉俅蟮牡胤綁簭(qiáng)較小,流速小的地方壓強(qiáng)較大。兩只小船放入水盤中,用水管向兩船中間沖水,兩船向中間靠攏。說明兩側(cè)的水向中間的壓力大于中間的水向兩側(cè)的壓力,可見液體流速大的地方壓強(qiáng)小,流速小的地方壓強(qiáng)大。很多事例都證明了:流體在流速大的地方壓強(qiáng)較小,在流速小的地方壓強(qiáng)較大。
例題精講
例1 (2005江蘇無錫)據(jù)報道,在成都老成仁路琉璃場紅磚橋附近的鐵路橋道口,一名18歲的女孩在火車急駛而來時,為躲避火車,便坐在距離鐵軌很近的石坎上,并低頭捂住耳朵,誰知強(qiáng)大的氣流將女孩的頭發(fā)卷起,將其拖入車底,女孩當(dāng)場死亡。造成這一事故的原因是由于火車駛近時,靠近火車的地方空氣流速____________(選填“大”或“小”,下同),氣體壓強(qiáng)____________,氣體壓力差就會將人推向火車,引起事故。
解題思路:在流體中,流速大的位置壓強(qiáng)小。運動火車周圍的空氣速度大,因而壓強(qiáng)小,若有人靠近運動的火車易被氣體“吸”入軌道,因而發(fā)生事故,所以必須站在安全線以外。
答案:大 小
解題關(guān)鍵:此類題考察了氣體壓強(qiáng)大小與氣體流速的關(guān)系,氣體流速越大,壓強(qiáng)越小。解答此類問題要有較高的分析問題的能力、歸納總結(jié)能力,它考查的是學(xué)生分析問題的能力,因此我們在平時的學(xué)習(xí)過程中要注意掌握研究物理問題的方法。
提高訓(xùn)練1 (2005遼寧大連)如圖8-4-1所示,農(nóng)村爐灶里的煙之所以順著煙囪排到屋外,其原因之一是風(fēng)吹過煙囪頂端,使那兒空氣的流速____________,壓強(qiáng)____________,所以煙就順著煙囪排到屋外。
圖8-4-1
解題思路:風(fēng)吹過煙囪頂端時,頂端空氣流速增大壓強(qiáng)減小,煙囪內(nèi)外形成壓強(qiáng)差,也就產(chǎn)生壓力差,所以煙就順著煙囪排到屋外。
答案:大 小
提高訓(xùn)練2 (2005山東臨沂)如圖8-4-2所示是某草原發(fā)生的一起龍卷風(fēng),龍卷風(fēng)的實質(zhì)是高速旋轉(zhuǎn)的氣流。它能把地面上的物體或人畜“吸”起卷入空中。龍卷風(fēng)能“吸”起物體是因為( )
圖8-4-2
A.龍卷風(fēng)內(nèi)部的壓強(qiáng)遠(yuǎn)小于外部的壓強(qiáng) B.龍卷風(fēng)增大了空氣對物體的浮力
C.龍卷風(fēng)使物體受到的重力變小 D.迷信說法中的“龍”把物體“抓”到空中
解題思路:龍卷風(fēng)內(nèi)部氣體流速大,壓強(qiáng)遠(yuǎn)小于外部的壓強(qiáng),這個巨大的壓強(qiáng)差就可以把物體給“吸”起來;龍卷風(fēng)并不能使物體受到的重力變小,也不是迷信說法中的“龍”把物體“抓”到空中。
答案:A
例2 用細(xì)線吊起一個空的塑料飲料瓶,用手轉(zhuǎn)動飲料瓶,使它繞對稱軸旋轉(zhuǎn),如圖8-4-3所示。如果這時用電風(fēng)扇向它吹風(fēng)它將移動,移動方向是( )
圖8-4-3
A.方向1 B.方向2
C.方向3 D.無法判斷
解題思路:塑料飲料瓶周圍空氣的流速由兩個因素來決定:一是塑料飲料瓶本身旋轉(zhuǎn)帶動旁邊的空氣隨之旋轉(zhuǎn)所形成的氣流,二是電風(fēng)扇吹風(fēng)所形成的氣流,這兩股氣流在瓶的一側(cè)為同方向,在另一側(cè)則為反方向,由此導(dǎo)致在同方向一側(cè)氣流速度較大,壓強(qiáng)較小,而在兩氣流反方向一側(cè)氣流速度較小,壓強(qiáng)較大。這兩側(cè)的壓強(qiáng)差將使塑料飲料瓶向上述兩股氣流同方向的一側(cè)偏移,同時還應(yīng)注意到電風(fēng)扇對塑料飲料瓶整體有一個向前推的力的作用,所以得到塑料飲料瓶最終的移動方向為圖中的方向1。
答案:A
解題關(guān)鍵:要判斷物體受力后的運動情況,對物體進(jìn)行受力分析是一個有效的辦法。對涉及到流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系類的題目進(jìn)行受力分析時,除分析物體常規(guī)受力情況以外,還通常根據(jù)物體不同側(cè)面的流體流速的相對快慢,判斷壓強(qiáng)的相對大小,綜合分析物體受力情況。而物體不同側(cè)面的流體流速的相對快慢通常跟物體不同側(cè)面的形狀、物體自身旋轉(zhuǎn)情況有關(guān)。
提高訓(xùn)練 如圖8-4-4所示,小明在一個漏斗中放一只乒乓球,用手壓住乒乓球,讓大口朝下,朝漏斗的小口向下吹氣。放開壓乒乓球的手后,乒乓球會( )
圖8-4-4
A.掉下來 B.在漏斗中靜止不動
C.在漏斗中旋轉(zhuǎn) D.以上現(xiàn)象均有可能發(fā)生
解題思路:要判斷乒乓球的動向,必須對乒乓球進(jìn)行受力分析。乒乓球在漏斗的下面,受到豎直向下的重力。另外,從漏斗的細(xì)管中吹出的氣流,流經(jīng)乒乓球的上表面時流速變大,此處的壓強(qiáng)較;氣流流經(jīng)乒乓球的側(cè)面到達(dá)下表面時,流速減小,此處的壓強(qiáng)較大,這樣,乒乓球就被“頂”在漏斗中了。
答案:B
課外討論
問題:放學(xué)時下起了大雨,還刮起了風(fēng)。小麗打一把傘在雨中步行回家。一陣大風(fēng)吹來,雨傘竟然被向上吸起來了。風(fēng)并不是向上刮的,而且雨傘還受到雨向下的壓力,怎么會被向上吸起來呢?
圖8-4-5
探究原因時,應(yīng)首先從事物本身的一些因素分析并提出猜想。
驗證猜想是否正確,可以通過實驗,也可以通過觀察分析、收集事實和材料等多種方法。若用實驗的方法,可自制一個雨傘模型,用電風(fēng)扇吹風(fēng)模擬實際情景進(jìn)行實驗。
探究:
(1)猜想:考慮到雨傘的形狀,猜測:空氣在雨傘的上下兩表面流速不同,壓強(qiáng)不同,因而產(chǎn)生了一個壓力差。
。2)觀察與實驗:觀察雨傘的形狀,分析風(fēng)吹過時雨傘周圍空氣流動的情況。雨傘上方是凸起的弧形,下方基本上是平口的。
。3)用紙做一個傘的模型,用風(fēng)扇對其吹風(fēng),觀察傘的運動情況。
探究結(jié)論:由于傘的這種弧形結(jié)構(gòu),當(dāng)風(fēng)吹來,傘上方空氣行程相對下方空氣較大,氣流速度比下方大,根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可知,下方空氣向上的壓強(qiáng)大于上方空氣向下的壓強(qiáng)。當(dāng)這兩個壓強(qiáng)差較大時,就把傘給“吸”上去了。
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