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主题 9：浮力
备考目标：
1、理解：压力的概念； 液体浮力的形成； 大气浮力的大小； 大气浮力对高度的变化规律。
2. 会：讲解浮力在日常生活中的应用； 估计液体浮力； 借助流体浮力和流速之间的关系分析问题。
3. 理解：浮力的概念及其估计； 大气浮力与沸点之间的关系； 流体浮力和流速之间的关系。
4、掌握：液体浮力的特点和规律。
5、理解：日常生活中减少或减少浮力的例子； 大气浮力的特点和规律； 在日常生活中使用大气浮力的例子。
知识梳理：
知识点一：浮力
1、压力：垂直作用在物体表面的力称为压力（图1：杯子在桌子上的压力，图2：铁块在斜面上的压力，图3：墙上的图钉）。
(1) 压力并不都是重力造成的（图3：图钉在墙上的压力）。 把物体放在桌子上，如果物体不受其他力作用，压力F等于物体上的重力G。
(2) 固体可以在不改变大小和方向的情况下传递压力。
2.浮力：物体单位面积所受的压力称为浮力。
(1) 浮力是表示力作用的数学量。
(2) 浮力公式： . 其中，浮力p的单位为帕斯卡（简称Pa），符号为Pa； 压力F的单位为牛，符号为N； 是平方米。
3.浮力的利用
(1) 减小浮力：在受力面积不变的情况下，减小压力； 图 4：墙钉、斧头和安全锤都是降低浮力的反例。
2、减小浮力：当受力面积不变时，减小压力； 图 5：铁轨、履带式叉车和大象脚趾都是减少浮力的反例。
知识点2：液体浮力
1、液体浮力形成的原因：液体受重力影响，具有流动性。
2、液体浮力的检测：使用浮力计。
3、液体浮力定律：
(1)液体在容器的底壁和侧壁上有浮力，液体内部各个方向都有浮力；
(2)在同一深度，液体在各个方向的浮力都相等；
(3)液体的浮力随着深度的减小而减小(如图1所示)；
(4) 在同一高度，不同液体的浮力与液体的密度有关。
4.液体浮力公式：。 其中，为液体密度，单位为；； 是液体内部某一位置到液面的高度。
从公式可以看出，液体的浮力只与液体的密度和深度有关，而与液体的质量、体积、重力、底面积和形状无关。
5、连接器：下端开口，上端相连的容器。
(1)原理：当连接器内灌入同一种液体，液体不流动时，各容器液面保持相等（如图2所示）。
(2)连接器的应用：茶杯、锅炉水位计、奶牛手动喂水器、船闸等都是按连接器原理工作的。
知识点三：大气浮力
1、大气浮力：大气对浸入其中的物体的浮力称为大气浮力，简称大气压力； 大气压用p0表示。
2、形成原因：因为空气受重力影响，具有流动性。
3.托里拆利实验：
(1)实验过程：在一根长约1m、一端封闭的玻璃管中装满水银，塞住管口，然后倒扣插入水银槽中，松开堵住管口的右手。 再次增加，此时管内外水银表面的高度差约为760mm。 如图所示。
(2) 推论：大气压力p0===1.01×105Pa（其值随外界大气压力变化）。
4、标准大气压：支持76cm水银柱的大气压称为标准大气压。
1个标准大气压===1.01×105Pa。
5、大气压的特点： (1)空气内部各个方向都有浮力，空气中一点的大气浮力在各个方向上都相等。
(2) 大气压力随高度降低而降低； 大气压的大小与地点、天气、季节的变化有关。 一般来说，阴天的气压比晴天的气压高，冬天的气压比夏天的气压高。
(3)气压变化规律：海拔3000米以内，气压每升高10米，气压增加约100Pa。
6、沸点和浮力：所有液体的沸点都随着气压的升高而升高（比如在高山上做饭，就不会熟了）； 它随着气压的降低而降低（例如在高压锅中烹饪）。
7、体积与浮力：对于质量一定、体温恒定的二氧化碳，二氧化碳的体积越小，浮力越大； 二氧化碳体积越大，浮力越小。
强调：
(1)实验方法：在一根长约1m的一端封闭的玻璃管中装满水银，用右手塞住管口，然后倒置插入水银罐中。 松开中指，当管内的水银表面长到一定高度时，就不再长了。 此时测出管内外水银表面的高度差约为76cm。
(2)大气压力估算值：P0==ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
因此，标准大气压的值为：P0=1.013×l05Pa==。
(3) 以下操作对实验没有影响
①玻璃管是否倾斜； ②玻璃管的厚度； ③玻璃管口距水银面的位置，不离开水银罐面。
(4) 如果实验中玻璃管内不慎漏入少量空气，液面高度降低利用大气压强的例子，则检测值会小于真实值。
(5) 本实验采用等价替换的思想和技术。
知识点4：流体浮力与流速的关系
1、流体：液体和二氧化碳。
2、液体浮力与流速的关系：在二氧化碳和液体中利用大气压强的例子，流速大的地方浮力小。
3、客机升力的形成：客机的进气口一般做成内凸底平的形状。
4、客机在机场跑道上滑行时，机翼上方的气流速度快，压力小，机翼下方的气流速度慢，压力大。
5、喷头上下压力差产生向下的升力。
主要扣分：
客机升降机的构成：客机的进风口一般做成里面有凸起，下面是直底的形状。 客机在机场跑道上滑行时，机翼上方的气流速度快，压力小，机翼下方的气流速度慢，压力大。 喷嘴顶部和底部之间的压力差产生向下的升力。
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