最新沪科版八年级物理下册第八章压强PPT

第八章 压强 第一节 压力的作用效果 一、压力 F F 垂直于桌面向下 垂直于墙面向里 压力的方向与接触面垂直 想一想 压力大小等于手指用力的大小，与重力 无关。 F F F G G G F=G F< G F与G无关 （1）压力不是重力，压力可以由重力产生，也可以由 其他力产生。 （2）一般压力不等于重力。只有当物体放在水平面时， 物体对水平面的压力数值上等于物重，即 。 2、压力大小 F压 = G 做一做 如图做一做，试一试 两个手指的感受有 什么不同？ 观察两个手指的凹 陷有什么不同？ 两个手指的受力有 什么不同？ 用两个手指用力向 中间压一直铅笔 二、压强 如图，与手掌接触的 那部分气球的形变较 小，而手指顶着的那 部分形变明显；用力 越大，形变越明显。 思考：压力的作用效果可能与哪些因素有关？ 猜 想： 猜想1：压力的作用效果可能跟____ ____有关； 压力的作用效果可能与哪些因素有关？ 猜想2：压力的作用效果可能跟______________有 关； ………… 压力大小 受力面积大小 探究一 压力的作用效果与压力大小的关系 因为压力作用效果可能与多个因素有 关，因此在探究过程中要使用： GG 结论： 压力作用效果与压力大小有关。 控制变量法 探究二 压力的作用效果与受力面积的关系 结论： 压力作用效果与受力面积有关。 GG GG 一、压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。 压力的作 用效果 相同受力面积， 比较压力大小 相同压力，比 较受力面积大 小 比较 求 比 值 压力 受力面积 定义 压强 压强的物理意义：表示压力作用效果的物理量。 压强的定义： 物体单位面积上受到的压力叫压强。 压强的公式： 压强= 压 力 受力面积 ——N P= ——m2 F S N/m2国际单位：帕斯卡 简称：帕 符号：Pa 1 Pa=1 Ｓ ： 受力面积 Ｓ1 Ｓ2 Ｓ1 Ｓ2 一张报纸平放对桌面 压强约0.5 Pa 一西瓜籽平放对桌面 的压强约20 Pa 一课本平放 对桌面的压 强约50 Pa 一成人站立对 地面的压强约 1.5×104 Pa 小资料 帕斯卡，法国数学家，物理 学家。他的主要成就是对流 体力学和大气压强的研究。 1653年他发现了液体传递压 强的规律，并指出液体内部 压强与深度有关。做了大气 压随高度变化及虹吸现象等 实验。 体重475N，接触面 积为9.5cm2 体重60000N，每只脚 掌面积为600cm2 比一比 谁对地面的压强大？ 解:芭蕾舞演员单脚力在水平地面上，Ｆ１＝Ｇ＝475Ｎ。   F1 S1 p1 = 475 N 9.5×10-4 m2 = 5×105 Pa Ｓ１＝9.5 cm2=9.5×10-4 m2 大象四脚站在水平地面上，F2=G =60000N S2=4×600 cm2=2400×10-4 m2=2.4×10-1 m2 F2 S2 p2 = 60 000 N2.4×10-1 m2 = 2.5×105 Pa 答：芭蕾舞演员对地面的压强比大象脚掌对地面的压 强大。    任何物体能够承受压强的能力都有一定 的限度，超过这个限度，物体就会被压坏。 为了不压坏物体，要设法减小压强，而有些 情况下又需要增大压强。请看下面的图，讨 论并回答图中的问题。 三、增大或减小压强的方法 想想议议 拖拉机在泥泞的田里工作，为 了不陷进土里，我们用了什么 办法减小它对地面的压强？ 类似的事例你还知道哪些？ 坦克的履带 铁轨下铺枕木 宽大的书包带 房屋的地基 重型卡车装有很多车轮 螺丝下的垫圈  观察图钉，它有什么特点？ 你知道这样设计的道理吗？  钉帽增大面积，减小压强  钉尖减小面积，增大压强 此人为什么能安然无恙的睡在钉床上呢？ 增大压强 F一定时，减小S 减小压强 F一定时，增大S S一定时，增大F 减小S 、同时增大F S一定时，减小F 增大S、同时减小F 四、增大和减小压强的方法 一、压力 1、定义：物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。 2、压力的作用效果： （1）与压力的大小有关；（2）与受力面积有关。 二、压强 1、定义：物体单位面积上受到的压力叫做压强。 2、公式： p = F S压强= 压力 受力面积 3、单位：1帕斯卡= 1牛/米2 （Pa） 增大压强的方法： 减小压强的方法： 在压力一定时，减小受力面积 在受力面积一定时，增大压力 在压力一定时，增大受力面积 在受力面积一定时，减小压力 A C B 1、同一块砖怎样放置压强最大？ 平放 侧放 竖放 √  2、边长为10cm,质量为2kg的正立方体放在水平桌面上， 若沿如图1所示的虚线去掉一半,其余部分不动,这时它对桌 面的压强 ＿＿＿ 。如果沿如图2所示的虚线去掉一半，其 余部分不动，这时它对桌面的压强 ＿＿＿（填“变 大”“变小” 或“不变”）。 1 2 变 小 不 变 •第八章 压强 •第二节 科学探究：液体的压强 1．什么叫压强?写出压强大 小的计算公式。．    2．压强的单位是什么? 15帕斯卡表示什么意思? 堂亚·斯图特，世界上最好的 女自由潜水者她能把 “无 限潜水”的纪录提高到 122米在潜水过程中，心 跳会降至每分钟10次，他 们的肺缩小到平常的1／6, 她的肺压缩成橘子大小。 * 他们为什么穿不同的潜水服? 可潜至20m深处 浅 层 潜 泳 可潜至500m深处 可潜至11000m 放在水平桌面的木块对桌面产生压强，那么装在杯里的水 对杯底会不会产生压强？水对杯壁会不会产生压强呢？ 你看到了什么，说明了什么问题？     你又看到了什么，说明了什么问题？       以上实验表明：   液体由于受重力作用，对容器底部有压强；   液体由于具有流动性，对侧壁也有压强。 液体对容器底部和侧壁有压强 液体内部有没有压强？液体内部的压强有什么规律？如何测量 液体内部的压强大小？ 水对容器侧壁和底部 有压强，那么水的内部 有压强吗？ U形压强计 U形压强计 测量液体内部压强的仪器——微小压强计 U形 管橡皮管 橡皮膜 将探头放入水中，U形管两边液面的高低情况可以反映出 液体内部在探头的橡皮膜处的压强大小。 液体内部的压强规律 1．水对容器的底部和侧壁都有压强，压强随深度的 增加而增大。 2．液体内部向各个方向都有压强。 3．液体的压强随深度的增加而增大，在同一深度， 液体向各个方向的压强大小相等。 4．液体的压强与液体的密度有关，在同一深度密度 越大压强越大。 注意： 观察水喷出的缓急、远近情况有什 么不同？请分析说明原因。 问题1： 为什么水坝是上窄下宽的？问题2： 因为液体的压强随深度的增加而增大,所以 越往下越要做得厚实一点。 我们在电视或电影上经常会看到人 潜入海中去观看美丽的海底世界，我们 在电视上看到海水下面各种新奇的景色 的同时，也看到在不同深度的潜水员穿 着不同的潜水服，为什么呢？ 问题3： 在容器中装有密度为ρ的液体，要计算液体在深度为h 处的压强p，怎样做呢？ 可在液体中假想一个液柱：假设水中有一个底面积为S， 高为h 的圆柱形水柱，柱体底部有一薄片，如何求这个 水柱对薄片的压强？ p＝Ｆ／Ｓ＝Ｇ／Ｓ＝ρ液 gＶ／Ｓ＝ ρ液 gＳh／Ｓ＝ρ液 g h F=G=mg=ρVg S gSh S Vg S mg S FP    p=ρgh 液体压强公式的推导 注意:   在液体压强计算公式p =ρgh 中： p是液体内h 深处的压强，单位是帕； ρ是液体的密度，单位是㎏/m3； h 是深度，是指研究点到液面的距离，不是高度， 单位是m。 液体内部某一深度处的压强只跟液体的________ 、 液体的_________ 有关； 跟受力面积、质量、重力、体积等因素均无关。 密度 深度 在液体压强公式中h表示深度。 深度是指从液体的自由面到计算压强的那点之间的竖直 距离。 如图所示中，甲图中A点的深度为30cm，乙图中B点的深 度为40cm，丙图中C点的深度为50cm。 解：p甲=ρ煤油 g h甲=800㎏ /m3×10N/kg×0.2m=1600Pa 因为h乙=h 甲,所以p 乙=p 甲=1 600 Pa F甲=p 甲S 甲=1 600 Pa×0.0001 m2=0.16 N F 乙=p乙S 乙=1 600 Pa×0.0009 m2=1.44 N 已知甲乙两个煤油柱，甲底面积为1cm2 ,高为20cm;乙底面 积为9cm2,高为20cm,计算两煤油柱对底面产生的压力和压强。 注:液体对容器底产生的压强只跟其深度和液体密度有关,跟 容器的底面积没有关系。 例 题 1648年，帕斯卡曾经做了一 个著名的实验。在一个密闭的装 满水的木桶的桶盖上，插入一根 细长的管，并从楼房的阳台上向 细管子里灌水，结果只用了几杯 水，竟把木桶压裂了，桶里的水 从裂缝中流了出来。为什么？ 连通器 为什么连通器内的液面总是相平的？ 在连通器中，设想在容器连通的部分 有一“液片AB”。 当容器内的液体静止时，这个“液片” 也是静止的。说明“液片两个侧面受到 的压力 ，压强也 。 根据液体的压强公式，你能否说明左右两管中液体的液面高度 必定相同？ 为什么连通器内的液面总是相平的？ 大小相等 大小相等 必须是同种液体 连通器是由顶部开口、底部相通的几个容器组成的。 用手堵住连通器的一个容器口，向另外容器中里倒水。水静 止时，各容器中水面并不相平。 几个容器的底部虽然相通，也不能叫连通器。只有当移开手 指，水静止时，各容器中水面才能相平。 连通器的应用 连通器的应用 某村计划修建一条水渠，水渠必须高出地面1米，才 能把水送到远处的一块地势比较高的田地里，可是这 条水渠又必须横穿一条公路。请你帮助想个办法，怎 样才能使水既能穿过公路，又不影响交通呢？ 过路涵洞 自动喂水器锅炉水位计 连通器的应用 船闸连通器的应用—— 比较下面三个底面积相等的容器中水对容器底部的压强p 的大小关系以及容器对桌面的压力F 的大小关系（不计容 器自重，三个容器中的水面相平） A B C PA=PB=P C， ＦA＞ＦB＞ＦC。 当洪峰来临，大江大河的水位迅速上涨超过警戒水位 时，为什么有可能发生决堤的事故? p=ρ液gh • 注：h为液体深度 （1）“深度”和“高度”不是一回事； （2）“容器深度”和“液体深度”不 是一回事。 •第八章 压强 •第三节 空气的“力量” （1）液体对容器底和容器侧壁都有压强； （2）液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，液体 向各个方向的压强相等。 （3）液体的压强随深度增加而增大。 （4）不同液体的压强还跟密度有关，同一深度，液体密 度大的，液体压强大。 温故知新 • 液体压强具有怎样的规律？ 为什么液体对容器底和容器侧壁有压强，为什么液体内 部向各个方向都有压强？ 1.液体具有重力，对容器底部有压强。 2.液体具有重力和流动性，对容器侧壁有压强。 3.液体具有重力和流动性，液体内部向各个方向都有压强。 生活在水中的鱼受到水的压强，如果把笼罩着地球的大气层 比作浩瀚的海洋，我们就生活在大气海洋的底部，气体也像 液体一样没有一定的形状，具有流动性，同时空气层的厚度 有几千千米也受到重力的作用，大气是否对我们也产生压强？ 是什么魔法，给了小纸片巨大的力量，使一 张小小的纸片托住了满满一杯水？ 为什么，在吸果汁的时候盒子会变扁，是什么 力量使盒子变扁？ 1.空气对纸片有一个向上的压力 2.空气对果汁盒有一向内的压力 和液体一样，空气也受到重力作用，也具有流动性，所 以空气内部向各个方向也都存在压强，这种压强称为大 气压强，简称大气压或气压。 大气压强产生的原因 • 1.空气具有重力 • 2.空气具有流动性 你还能举出哪些例子，证明大气压的存在？ 吸果汁大气压强 大气压强 针筒吸药水 如果将孔堵上发现 壶里的水不会倒出 茶壶的盖上留一小孔，在 大气压的作用下，水倒了 出来 冷水浇烧过的密闭的铁皮罐， 铁皮罐在大气压的作用下外 形塌陷 吸尘器 把吸盘挂 钩紧贴在 墙上后可 挂东西 甲 乙 丙 马德堡半球实验 两个铜碗 内外气压相等很 容易分开 用抽气筒将里面的 气体抽掉 在外界大气压的作用 下很难分开 将阀门打开，将 气体放入 内外气压相等很容易 相等 马德堡半球实验证明：大气压强存在且很大。 德国 奥托 • 格里克 1640年，在意大利北部佛罗伦萨城，塔斯坎宁大公爵在家 里的花园中修建了一座十分精美的喷水池，为了保证有足够的 水源供给，就在园中挖了一口井，井口离地面足有十多米，并 且装上了强有力的抽水机。大公爵和设计师想，在晨曦中喷泉 与园内景色相映一定美极了。工程完成后，大公爵选择了吉日 邀请了亲朋好友，正式揭幕喷泉。可是十分扫兴，尽管抽水机 不停地工作，喷水池却喷不出一滴水来。在实际上，在当时的 生产实践中，这类问题不止出现一次。矿工们早就发现无论费 多大的努力都不可能把矿井里的水吸到离地面10米以上的地方。 喷水池风波虽然结束了，但问题却留给了科学家。 工作原理：抽气 机 将喷水池抽 为真空，在大气 压的作用下，水 井里的水被压入 喷水池。 到底大气压能支持多高的水柱？大气压 到底有多大呢？三年之后，一位青年学 者找到了答案，他就是伽利略的学生托 里拆利。 托里拆利实验 在长约1米的玻璃管 中注满水银 水银槽 用手堵住玻璃管 插入水银槽 观察液面变化 发现液面下降至 高度差为 760mm就不再 下降 玻璃管倾斜后高 度差仍为 760mm 将玻璃管向 上提，液面 的高度差仍 为760mm 向水槽内加 水银高度差 仍为 760mm 玻璃管内水银面上方是真空 而管外水银面受到大气压强， 正是大气压强支持着管内 760毫米高的水银柱，也就是 大气压强跟760毫米高水银柱 产生的压强相等。 大气压强大气压强 h=760mm 水银 真 空 托 里 拆 利 实 验 大气压强大气压强 h=760mm原理： P大气= P 液体 = ρgh 水银 算算： 760mm汞 柱的压强大 约是多少帕 斯卡？ p =  g h = 13.6 × 10 3㎏/m3 × 9.8 N/㎏× 0.76m = 1.013× 10 5 Pa 计算： 标准大气压：p0=1.013x105Pa 大气压的单位： 国际单位：帕斯卡Pa， 常用单位：mmHg和标准大气压。 5、玻璃管变倾斜。 6、外界大气压降低。 • 1.大气压这么大，为什么没有把我们压扁？ •因为人内部也有气压，内外气压平衡了！ 学生讨论：大气压强能支持多高的水柱。 计算： mkgNmkg Pa g ph 3.10/8.9/100.1 1001.1 3 5    大气压强能支持10.3m高的水柱。 水银槽外气压（大气压）变化时，玻璃管内外水 银柱高度将如何改变？ 水银柱高度减小 水银柱高度增加（直到充 满玻璃管） 大气压小 大 气 压 大 • 例1.挤钢笔胶管吸墨水 – 原理： 外力挤压笔内橡胶管后将笔尖浸入墨水,然后撤去外 力(由于橡胶管本身具有保持其原有形状的特性)橡胶管内的 体积增大，管内压强小于外界大气压强，墨水被大气压压进 钢笔胶管。 • 例2.吸尘器吸尘 – 原理：吸尘器中的空气被抽风机高速排出，吸尘器内形成真 空，外界大气压强大于吸尘器内部压强，含有灰尘的空气在 大气压强的作用下进入吸尘器。 • 例3.用吸管可以把杯中的饮料吸入嘴里 – 原理：吸管里的气压原来是跟外界一样的,因为嘴把 吸管里的空气吸进嘴里了,在一样的体积下,气体的 质量减少,所以吸管里的压强减小,外界大气压大于 吸管内的压强，所以把液体压进嘴里。 探究活动 估测大气压的值 器材:2mL的注射器一支,弹簧测力计一个,刻度尺一把。 这个示数和大气对 活塞的压力怎样? 这是受力面积吗? 受力面积S 怎样求?实验步骤: 水银气压计(Barometer) 二、大气压的测量 大气压的测量 ----- 金属盒气压计   金属盒气压计是一个抽成真空的金属盒及一个与盒盖 中央相连的弹簧片，大气压变化时盒的厚度及弹簧片的弯 曲程度承受着变化，固定在弹簧片末端的连杆就通过传动 机构带动指针旋转，指出大气压强的值。  金属盒气压计 气压计原理 三.测量大气压强的仪器 空盒气压计 管式弹簧气压计 四.大气压的变化 我们长期生活在大气的底层，已经适应了现在的大气压。 登山运动员，到了高山地区， 由于大气压的明显减小，空气 稀薄，空气中的氧气含量少， 不能满足人体的需要，会出现 头痛、恶心、呕吐等症状，高 度增加，人的感觉越明显。 大气压与大气的密度直接相关 随着高度的增加，空气稀薄，气压减小 同一高度的地方，气压是否就相同？   大气压的数值通常是不断变化的。会随海 拔高度、时间、天气等因素的变化而发生变化。 海拔高度升高气压下降；冬天一般比夏天气压 要高；早晨比中午要高；晴天一般高压；阴雨 天一般低压。 大气压的值是固定不变的吗？ 而高度从海拔7千米到8千米，气压只减小了 千帕。 从海拔1千米升高到2千米，气压减小了 千帕， 分析表中所列数据可以得到什么结论？ 10 5 思考：宇航员为什么要穿上宇航服? •第八章 压强 •第四节 流体压强与流速的关系 导入新课 满载乘客和货物的飞机翱翔蓝天，它是怎样升上天空的？ 水翼船为什么会在水面飞速前进？ 想揭开这些奥秘，就要知道流体压强与流速的关系。 新课讲授 一、流体压强与流速的关系 1.流体 液体和气体都具有流动性，统称为流体。 2.流体压强 流体流动时的压强称作流体压强。 流体流动时的压强与静止时的压强不同，并与它们的流动速 度有关。让我们来做两个小实验吧。 3、小实验 实验一：向两乒乓球间吹气 （1）实验器材： 两支筷子、两个乒乓球、吸管。 （2）实验步骤： ①两支筷子平行放置，把两个乒乓球放在筷子上。 ②用吸管向两个乒乓球中间吹气，并观察现象。 （3）实验现象：乒乓球向中间靠拢。 气流 你知道原因吗? ①分析：如图 ②解释：气体流速越大的位置压强越小，向乒乓 球中间吹气时，乒乓球中间流速大，压强变小， 乒乓球外侧大气压不变，所以乒乓球外侧压强大 于内侧压强，所以乒乓球向中间靠拢。 实验二：向两船间冲水 （1）实验器材：两只小纸船、盆子、水、水管。 ①在盆子中放些水并把两只小纸船并排放进水里。 ②用水管向船中间的水域冲水，观察两只小纸船 的运动情况。 （2）实验步骤： （3）实验现象：水面上两只小纸船互相靠近 下面我们用小瓶盖代替两只小纸船在水面上做实验。 实验装置如图。 液体在流速 大的地方压 强小,在流速 小的地方压 强大。 中间注水 流速快 压强小 流速慢 压强大 流速慢 压强大 ②分析：如图 ③解释：液体流动速度越快，那么这个地方 压强就越小，用水管向船中间的水域冲水， 导致船之间压强小，船两侧压强大，压强差 就会把小船挤压到中间。 通过两个小实验可得到的结论： 流体在流速大的地方压强较小， 在流速小的地方压强较大 如图所示，将一根吸管弯成 直角，在弯折处剪开一个口， 插入水中，用力向管内吹气， 你观察到了什么现象？说说 这是为什么？ 自制简易喷雾器 迷你实验室 分析：用力吹气时，直管上方的空气流速大，压强小，直 管中的水在大气压的作用下被压出，同时由于水平方向的 气流作用，涌出的水会向前喷出。 结论：气体在 流速大的地方 压强越小，流 速小的地方压 强大。 例题：诗人杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写到：“八 月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，请你分析诗中包含 的物理道理。 典型例题 分析：风怒号 空气流动很快 卷我屋上三重茅 茅草都向上运动而飞走 二、升力的产生 飞机的升力与鸟儿滑翔时的升力有相似之处鸟翅膀展开后的 截面是上凸下凹机翼的形状是：上凸下平的。 1、飞机升力的产生 机翼上表面 下表面 在相同的时间机翼 上方气流通过路程 因而速度较 ，对机翼的压 强较 ；下方气流通过的路程较 ，因而速度较 ， 对机翼的压强较 。 流速快，气压小 流速慢，气压大 凸起 平直 长 大 小 短 小 大 当飞机在机场跑道上滑行（或空中飞行）时机翼上 方对机翼的压强较小；下方对机翼的压强较大。机翼 上、下方所受的压力差形成向上的升力。当飞机的速 度达到一定值时，机翼所受的升力超过飞机自重，飞 机就起飞了。 思考：你能说出飞机能够起飞的原因吗？ 2、水翼船 你能说出水翼船如何提高船速的？ 水翼船的下部也有类似于飞机机翼的水翼。 船在高速行驶时，水翼会获得升力，使船体 与水的接触面积减小，从而减少水对船体的 阻力，进一步提高船速。 三、实例分析 为什么火车和地铁的站台上要画一条安全线? 人离火车太近，火车开动时，使人和火车之间 的空气流动速度变大，压强变小，离站台远的地 方气体相对流速较小，压强较大，人在内外压强 差的作用下，被强大的气流压向列车。 课堂练习 1、下列关于流体压强与流速的关系说法正确的是(  ) A. 气体压强的大小与流速无关 B. 在气体中,流速大的地方压强大 C. 在气体中,压强小的位置气体的流速一定大 D. 在气体中,流速越大的位置压强越小 D 2、报道称,2015年底,成渝高速铁路将竣工通车,高速列车的最 大行驶速度将超过300 km/h。高速行驶的列车经过时,若人靠 近高速列车容易被吸进轨道,应特别注意安全。从物理学的角 度看,这是高速行驶的列车与人之间的(  ) A. 空气流速减小,压强增大 B. 空气流速减小,压强减小 C. 空气流速增大,压强减小 D. 空气流速增大,压强增大 C  3．在靠近桌面边沿的地方放一枚硬币，在硬币前架一个约 2 cm高的栏杆，在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹 一口气，硬币就能跳过栏杆，这是因为( ) A. 硬币下方的压强比上方的压强大 B.硬币后面的压强比前面的压强大 C.硬币后面的压力比前面的压力大 D.硬币下方的空气密度比上方的大 A 4、如图所示,将乒乓球放在漏斗的下面紧贴漏斗,从漏斗口向上 吸气,乒乓球不掉下来,这是因为（ ）;从漏斗口向 下吹气,乒乓球也不会掉下来,这是因为（     ）。流体的流速越大,压强越小 受到大气压的作用 5、如图所示两船近距离并排行驶时将会（ ） 这是因为两船内侧水的流速（ ）于两船外侧水的流速， 造成了两船内侧水的压强（ ）于外侧水的压强的原因。 （均填“大”“小”或“等”） 小 相撞 大 课堂小结 （一）流体压强与流速的关系 1.流体 液体和气体都具有流动性，统称为流体。 2.流体压强 流体流动时的压强称作流体压强。 3、流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大。 （二）升力的产生 1、飞机升力的产生原因。 2、水翼船能提高船速的原因。 （三）实例分析 火车和地铁的站台上要画一条安全线的原因。