第十章流体的力现象课件.ppt
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1、第十章 流体的力现象 基础知识回顾考点考点1流体压强和流速的关系流体压强和流速的关系1伯努利原理伯努利原理流体在流速大的地方压强流体在流速大的地方压强_,流速小的地,流速小的地方压强方压强_。如图,玻璃管如图,玻璃管A、B管的横截面积相同且大于管的横截面积相同且大于C管的横截面积。打开水龙头,让水缓缓地流过,管的横截面积。打开水龙头,让水缓缓地流过,可以看到:可以看到:D、F竖管中的水面相平且高于竖管中的水面相平且高于E竖管竖管中的水面。中的水面。在相同的时间内,流过在相同的时间内,流过A、B、C三管的水量是三管的水量是一样的,则水在一样的,则水在C处的流速大,处的流速大,C处的压强小。处的压
2、强小。小小大大第十章 流体的力现象 基础知识回顾2飞机机翼的升力飞机机翼的升力产生原因:如图产生原因:如图122所示,机翼形状下方平直上方所示,机翼形状下方平直上方凸起,当气流迎面吹来时,在相同的时间内上方气凸起,当气流迎面吹来时,在相同的时间内上方气流经过路程大于下方气流的路程,因此上方气流流流经过路程大于下方气流的路程,因此上方气流流速大,压强较小,下方气流流速较小,压强较大。速大,压强较小,下方气流流速较小,压强较大。机翼上、下表面受到了不平衡力的作用,向上的力机翼上、下表面受到了不平衡力的作用,向上的力大于向下的力,二者合力是向上的,便是我们所说大于向下的力,二者合力是向上的,便是我们
3、所说的升力。的升力。图图122 第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 考点考点2浮力浮力竖直向上竖直向上液体液体(气体气体)压力差压力差第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 考点考点3浮力的大小浮力的大小有有无无排开的液体受到的重力排开的液体受到的重力F F浮浮GG排排 液液g gV V排排第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 考点考点4物体的沉浮及应用物体的沉浮及应用第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 1.浮力:如图浮力:如图91乙所示,用手轻轻托住铁块,
4、则乙所示,用手轻轻托住铁块,则测力计的示数减小是因为手对铁块施加了一个向上的测力计的示数减小是因为手对铁块施加了一个向上的_,丙图中对铁块施加的托力的施力物体是,丙图中对铁块施加的托力的施力物体是_,方向,方向_,大小等于,大小等于_两次两次测力计的示数之差。测力计的示数之差。图图91第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 2.浮力产生的原因浮力产生的原因:如图:如图92所示长方体左所示长方体左右和前后两个侧面的对应部分在液体中的深度右和前后两个侧面的对应部分在液体中的深度_,因而其受到水的压强也,因而其受到水的压强也_,由此可知,左右两个侧面和前后两个侧面受到,由此可知,左右两个侧面
5、和前后两个侧面受到的压力大小的压力大小_,方向,方向_;上、;上、下 两 个 侧 面 进 行 比 较,上 表 面 所 处 深 度下 两 个 侧 面 进 行 比 较,上 表 面 所 处 深 度_下表面所处深度,下表面所受压强下表面所处深度,下表面所受压强_上表面所受压强,下表面所受压力上表面所受压强,下表面所受压力_下表面所受压力,这些共同的作用效下表面所受压力,这些共同的作用效果相当于液体对物体施加了一个果相当于液体对物体施加了一个_的力的力图图9 92 2第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 3.探究影响浮力大小的因素探究影响浮力大小的因素:比较图:比较图93a、b、c三三次 测
6、力 计 的 示 数,说 明 浮 力 的 大 小 与次 测 力 计 的 示 数,说 明 浮 力 的 大 小 与_有关;比较有关;比较a、c、d三次测力计的三次测力计的示 数,说 明 浮 力 的 大 小 与 物 体 浸 没 后 所 处 的 深 度示 数,说 明 浮 力 的 大 小 与 物 体 浸 没 后 所 处 的 深 度_(选填选填“有关有关”或或“无关无关”);比较;比较a、d、e三三次测力计的示数,说明浮力的大小与次测力计的示数,说明浮力的大小与_有有关。关。图图93第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 4.阿基米德原理阿基米德原理:如图:如图94所示,浮力大小所示,浮力大小F浮浮
7、_ _ N_N_N;被物体排开的液体的重量;被物体排开的液体的重量G排排 _ _ _N_ N_ N。图图94第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 5.物体的浮沉条件物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体受到:浸没在液体中的物体受到_力和力和_力的共同作用,这两个力的大力的共同作用,这两个力的大小决定物体的浮沉;比较物体的密度和小决定物体的浮沉;比较物体的密度和_的密的密度大小关系可判断物体的浮沉;请根据图度大小关系可判断物体的浮沉;请根据图95,归纳总,归纳总结物体的浮沉条件:结物体的浮沉条件:(1)上浮时,上浮时,F浮浮_ G,物物_ 液液;(2)下沉时,下沉时,F浮浮_ G,物物_
8、液液;(3)悬浮时,悬浮时,F浮浮_ G,物物_ 液液;第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 (4)漂浮时,漂浮时,F浮浮_ G,物物 _ 液液;(5)沉底时,沉底时,F浮浮_ NG,物物_液。液。图图95第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 6.浮沉条件在技术上的应用浮沉条件在技术上的应用:潜水艇是通过水舱吸水和:潜水艇是通过水舱吸水和排水的方式改变自身排水的方式改变自身_来控制浮沉的;气球和飞艇是来控制浮沉的;气球和飞艇是靠充入密度靠充入密度_空气密度的气体空气密度的气体(热空气、氢气、氦气热空气、氢气、氦气等等)使得浮力使得浮力_重力而升空的,气球下降时放掉球内重力而
9、升空的,气球下降时放掉球内部分气体,使球的体积减小从而改变所受部分气体,使球的体积减小从而改变所受_力大小而力大小而下降,热气球下降时停止加热,热空气冷却,热气球内空气密下降,热气球下降时停止加热,热空气冷却,热气球内空气密度度_而下降;浮筒打捞沉船时要先将浮筒注满水,并而下降;浮筒打捞沉船时要先将浮筒注满水,并将其固定在沉船上,再向浮筒中输入高压空气,排出其中的水将其固定在沉船上,再向浮筒中输入高压空气,排出其中的水,使沉船和浮筒所受的重力,使沉船和浮筒所受的重力_浮力,沉船随之上升。浮力,沉船随之上升。第十章 流体的力现象 基础知识回顾基础知识回顾 7 7升力:如图升力:如图97所示,机翼
10、形状下方平上方凸起,当气所示,机翼形状下方平上方凸起,当气流迎面吹来时,在相同的时间内上方气流经过的路程流迎面吹来时,在相同的时间内上方气流经过的路程_下方气流的路程,因此上方气流流速下方气流的路程,因此上方气流流速_,压强较压强较_,下方流速,下方流速_,压强,压强_。机翼上、下表面受到了不平衡力的作用,向上的力大于向下的机翼上、下表面受到了不平衡力的作用,向上的力大于向下的力,二者共同的作用效果相当于空气对飞机施加了一个向力,二者共同的作用效果相当于空气对飞机施加了一个向_的力,这个力便是我们所说的升力。的力,这个力便是我们所说的升力。图图97 第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例
11、1 1(多选多选)下面能够证明浸没在液体中或气体中的物体受到浮下面能够证明浸没在液体中或气体中的物体受到浮力的现象是力的现象是()A石块落在水中会下沉石块落在水中会下沉B按入水中的乒乓球松手后会上升按入水中的乒乓球松手后会上升C在弹簧测力计下面悬挂一个重物,当把重物浸入水中时,测力计的示数减小在弹簧测力计下面悬挂一个重物,当把重物浸入水中时,测力计的示数减小D在宇宙飞船中,宇航员松开手中的圆珠笔,笔会在宇宙飞船中,宇航员松开手中的圆珠笔,笔会“飘飘”在空中在空中 例例2一个物体挂在弹簧测力计下在空气中称时示数一个物体挂在弹簧测力计下在空气中称时示数为为0.98 N,当把它放在液体里时发现弹簧测
12、力计的示数减小,当把它放在液体里时发现弹簧测力计的示数减小了了0.24 N,则此时弹簧测力计的示数是,则此时弹簧测力计的示数是_N,该物,该物体在液体里受到的浮力是体在液体里受到的浮力是_N。第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例3在探究在探究“浮力的大小等于什么浮力的大小等于什么”这一问题时,班这一问题时,班级的级的“物理小博士物理小博士”为同学们做了如图为同学们做了如图98所示的一系列实所示的一系列实验,请你从中选出一些图,针对某一因素进行探究,并通过验,请你从中选出一些图,针对某一因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。(
13、1)探究的课题是探究的课题是_(2)选用的图是选用的图是_(3)探究的结果是探究的结果是_第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例4叶子在探究叶子在探究“阿基米德原理阿基米德原理”的实验时,准备了的实验时,准备了如下器材:小铁块、细线、盛满水的溢水杯、小桶和如下器材:小铁块、细线、盛满水的溢水杯、小桶和_。实验步骤如下:测出被排开的水所受的重力。实验步骤如下:测出被排开的水所受的重力G排排;把小铁块浸入盛满水的溢水杯中,并用小桶收集小;把小铁块浸入盛满水的溢水杯中,并用小桶收集小铁块所排开的水;同时读出此时弹簧测力计示数铁块所排开的水;同时读出此时弹簧测力计示数F,算出物,算出物体所受浮力
14、体所受浮力F浮浮_;用弹簧测力计测出小;用弹簧测力计测出小铁 块 所 受 的 重 力铁 块 所 受 的 重 力 G;分 析 数 据,得 出 结 论:;分 析 数 据,得 出 结 论:F浮浮_ _ _ _ _ _ _ _ G排排。上 述 步 骤 的 正 确 排 序 为:。上 述 步 骤 的 正 确 排 序 为:_。第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例5夏日炎炎,很多公园都推出了一个叫夏日炎炎,很多公园都推出了一个叫“水上行走水上行走球球”的游乐项目。行走者被关进了一个直径的游乐项目。行走者被关进了一个直径2 m多的大塑料多的大塑料球中,充气后封闭起来,然后连人带球被推入水中。如果球中,充
15、气后封闭起来,然后连人带球被推入水中。如果塑料球和球内气体的质量共计为塑料球和球内气体的质量共计为10 kg,游人的质量为,游人的质量为50 kg 如图如图99所示,游人在水面时,塑料所示,游人在水面时,塑料球排开水的体积大约为球排开水的体积大约为_m3;当人和球在水面行走过程中,塑料球当人和球在水面行走过程中,塑料球受到的浮力受到的浮力_(选填选填“变大变大”、“不变不变”或或“变小变小”)。图图99第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例6如图如图910所示是物体浸入水中前后弹簧测力计的所示是物体浸入水中前后弹簧测力计的示数。由此可知水对物体的浮力是示数。由此可知水对物体的浮力是_N,
16、物体的密度是,物体的密度是_kg/m3。图图910第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例7一个鸡蛋分别放入装有盐水和水的两个容一个鸡蛋分别放入装有盐水和水的两个容器中,发现鸡蛋在盐水中漂浮,在水中下沉至底部,器中,发现鸡蛋在盐水中漂浮,在水中下沉至底部,如图如图911所示。请比较鸡蛋在两种液体中静止时所所示。请比较鸡蛋在两种液体中静止时所受浮力的大小,并说明理由。受浮力的大小,并说明理由。图图911 答案答案 第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例8 两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体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
17、静止时,液,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,球所处的位置如图面相平,球所处的位置如图918所示,两个小球受到甲、乙所示,两个小球受到甲、乙两种液体的浮力大小分别为两种液体的浮力大小分别为F甲甲、F乙乙,甲、乙两种液体对容器底,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为的压强大小分别为p甲甲、p乙乙,则关于它们的关系正确的是,则关于它们的关系正确的是()图图918第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 答案答案 第十章 流体的力现象 归类示例归类示例 例例1010、如图所示,在一只不计重力和厚度的塑料袋中装如图所示,在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计
18、钩住并将其慢慢浸入水中,入大半袋水,用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中,直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平此过程中弹直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平此过程中弹簧测力计的示数(簧测力计的示数()A A逐渐减小到零逐渐减小到零 B B先减小后增大先减小后增大 C C始终保持不变始终保持不变 D D逐渐增大逐渐增大第十章流体的力现象 归类示例归类示例 例例11 11 一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数入
19、水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F F与圆柱体下与圆柱体下降高度降高度h h变化关系的图像。(变化关系的图像。(g g取取10N/kg10N/kg)下列说法正确的)下列说法正确的是(是()(多选)(多选)A.A.当圆柱体刚好全部浸没时,下表当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为面受到水的压强为700pa700paB.B.圆柱体受到的重力是圆柱体受到的重力是12N12NC.C.圆柱体受到的最大浮力是圆柱体受到的最大浮力是4N4ND.D.圆柱体的密度是圆柱体的密度是1.51.510103 3kg/mkg/m3 3第十章 流体的力现象 归类示例 例例12、在科学晚会上,小亮用一根胶管表演
20、了一个在科学晚会上,小亮用一根胶管表演了一个有趣的节目。如图有趣的节目。如图124所示,他一只手握住管的中部,所示,他一只手握住管的中部,保持下半部分不动,另一只手抓住上半部,使其在空中保持下半部分不动,另一只手抓住上半部,使其在空中快速转动,这时下管口附近的碎纸屑被吸进管中,并快速转动,这时下管口附近的碎纸屑被吸进管中,并“天女散花天女散花”般地从上管口飞了出来。产生这一现象的般地从上管口飞了出来。产生这一现象的物理原理是物理原理是_。图图124流体流速大的地方压强小流体流速大的地方压强小第十章 流体的力现象 归类示例例例13、利用如图利用如图125所示的装水烧杯和两根吸管可以制所示的装水烧
21、杯和两根吸管可以制作一个作一个“口吹喷雾器口吹喷雾器”。(1)请你将两根吸管画在装水烧杯的恰当位置,完成请你将两根吸管画在装水烧杯的恰当位置,完成“口吹口吹喷雾器喷雾器”的示意图;的示意图;(2)写出写出“口吹喷雾器口吹喷雾器”中包含的物理知识:中包含的物理知识:_。(填写一点即可填写一点即可)图图125第十章 流体的力现象 实战演练实战演练 1.关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是()A漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 B没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大没入水中的物体在水中的位置越深受
22、到的浮力越大 C物体排开水的体积越大受到的浮力越大物体排开水的体积越大受到的浮力越大 D物体的密度越大受到的浮力越小物体的密度越大受到的浮力越小 2鱼在水中是靠改变自身体积实现上浮和下沉的。下列鱼在水中是靠改变自身体积实现上浮和下沉的。下列分析正确的是分析正确的是()A鱼在上浮过程中,水对它的压强逐渐增大鱼在上浮过程中,水对它的压强逐渐增大 B鱼在下潜过程中,体积减小浮力不变鱼在下潜过程中,体积减小浮力不变 C鱼在水中静止时,它受到的浮力和重力的大小不相等鱼在水中静止时,它受到的浮力和重力的大小不相等 D水面下游动的鱼体积变大时,它受到的浮力也会变大水面下游动的鱼体积变大时,它受到的浮力也会变
23、大第十章 流体的力现象 实战演练实战演练 3在亚洲的西部,离地中海不远的地方有一个内陆湖在亚洲的西部,离地中海不远的地方有一个内陆湖,叫做死海,死海里没有一条鱼,它的名字由此而来。为,叫做死海,死海里没有一条鱼,它的名字由此而来。为什么没有鱼呢?因为死海的水太咸了,每百千克海水中含什么没有鱼呢?因为死海的水太咸了,每百千克海水中含盐二十千克以上,它所产生的浮力比淡水高出近三成。因盐二十千克以上,它所产生的浮力比淡水高出近三成。因此,当人入水后可自然漂起,且水不没腹。根据以上内容此,当人入水后可自然漂起,且水不没腹。根据以上内容,你认为死海的密度可能是,你认为死海的密度可能是()第十章 流体的力
24、现象 实战演练实战演练 4.如图如图912所示,边长为所示,边长为l的正方体,全浸在水中,上的正方体,全浸在水中,上表面与液面相平行,距液面表面与液面相平行,距液面h,则前、后、左、右各侧面对,则前、后、左、右各侧面对应部分压强应部分压强_(选填选填“相等相等”或或“不相等不相等”);上表面;上表面受到水的压强为受到水的压强为_(填表达式填表达式),下表面受到水的压强为下表面受到水的压强为_(填填表 达 式表 达 式),上 表 面 受 到 压 力 为,上 表 面 受 到 压 力 为_(填表达式填表达式),下表面受到水,下表面受到水的压力为的压力为_ _(填表达式填表达式),则 上、下 表 面
25、的 压 力 差 为则 上、下 表 面 的 压 力 差 为_(填表达式填表达式)。由此可知。由此可知浮力的实质是浮力的实质是_ 图图912第十章 流体的力现象 实战演练实战演练 51783年,法国物理学家查理做成的世界上第一个可年,法国物理学家查理做成的世界上第一个可载人气球,体积为载人气球,体积为620 m3。设地面附近空气的密度为。设地面附近空气的密度为1.3 k g/m3,则 这 个 气 球 在 地 面 附 近 受 到 空 气 的 浮 力 为,则 这 个 气 球 在 地 面 附 近 受 到 空 气 的 浮 力 为_N。(g取取10 N/kg)6将一恰能在水中悬浮的实心小物块投入装满水的烧杯
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