步入高中新增数学学科,所以朋友们就有一点害怕,高中的数学难度大吗?难度肯定是有的,而且假如朋友们在高中基础学的挺好的话,这么对朋友们来说就没有哪些难度了。明天王老师和你们分享的是2023高考数学一轮备考【专题九:浮力】精讲!
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专题九:浮力
备考目标:
1.了解:压力概念;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:解释浮力在生活中的应用;进行液体浮力的估算;借助流体浮力与流速关系剖析问题。
3.理解:浮力的概念及其估算;大气浮力与沸点的关系;流体浮力与流速的关系。
4.把握:液体浮力的特性及规律。
5.认识:生活中减少或减小浮力的实例;大气浮力的特性及规律;生活中借助大气浮力的实例。
知识梳理:
知识点一:浮力
1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:杯子对桌面的压力,图二:铁块对斜面的压力,图三:图钉对墙上的压力)。
(1)压力并不都是由重力造成的(图三:图钉对墙上的压力)。把物体置于桌面上,假若物体不受其它力作用,则压力F等于物体遭到的重力G。
(2)固体可以大小、方向不变地传递压力。
2.浮力:物体单位面积上遭到的压力叫浮力。
(1)浮力是表示力的作用疗效的数学量。
(2)浮力公式:。其中,浮力p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛10个大气压强的例子,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部份),单位是米2,符号是m2。
3.浮力的借助
(1)减小浮力:当受力面积不变时,减小压力;当压力不变时,减小受力面积;压力减小的同时减小受力面积都可以减小浮力。如图四:墙钉、斧头、安全锤都是减小浮力的反例。
2.减少浮力:受力面积不变时,减少压力;压力不变时10个大气压强的例子,减小受力面积;压力降低的同时减小受力面积都可以减少浮力。如图五:铁轨、履带式铲车、大象的脚趾都是减少浮力的反例。
知识点二:液体浮力
1.液体浮力形成的缘由:液体受重力作用且具有流动性。
2.液体浮力的检测:使用浮力计。
3.液体浮力的规律:
(1)液体对容器底和侧壁都有浮力,液体内部向各个方向都有浮力;
(2)在同一深度,液体向各个方向的浮力都相等;
(3)液体的浮力随深度的降低而减小(如图一所示);
(4)相同高度,不同液体的浮力与液体的密度有关。
4.液体浮力公式:。其中,是液体密度,单位是;;是液体内部某位置到液面的高度。
从公式中看出:液体的浮力只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
5.连通器:下端开口,上部相连通的容器。
(1)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平(如图二所示)。
(2)连通器的应用:茶杯、锅炉水位计、乳牛手动喂水器、船闸等都是按照连通器的原理来工作的。
知识点三:大气浮力
1.大气浮力:大气对浸在它上面的物体的浮力称作大气浮力,简称大气压;大气压用p0表示。
2.形成缘由:由于空气受重力作用而且具有流动性。
3.托里拆利实验:
(1)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口塞住,之后倒插在水银槽中放开堵管口的右手后,管内水银面增长一些就不再增长,这时管内外水银面的高度差约为760mm。如图所示。
(2)推论:大气压p0===1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。
4.标准大气压:支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1个标准大气压===1.01×105Pa。
5.大气压的特征:(1)空气内部向各个方向都有浮力,且空气中某点向各个方向的大气浮力都相等。
(2)大气压随高度降低而降低;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。通常来说,阴天大气压比晴天高,冬天比夏季高。
(3)大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大概增加100Pa。
6.沸点与浮力:一切液体的沸点,都是随气压增大而增加(如在海拔高的山上做饭,煮不熟);随气压减小而下降(如用高压锅炒菜快)。
7.容积与浮力:质量一定的二氧化碳,体温不变时,二氧化碳的容积越小浮力越大;二氧化碳容积越大浮力越小。
要点展现:
(1)实验方式:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用右手将管口塞住,之后倒插在水银槽中。放开中指,管内水银面增长到一定高度时就不再增长,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)估算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以,标准大气压的数值为: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玻璃管的粗细;③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度降低,则检测值要比真实值偏小。
(5)这个实验借助了等效替换的思想和技巧。
知识点四:流体浮力与流速关系
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,流速越大的位置浮力越小。
3.客机的升力的形成:客机的进气道一般都弄成里面隆起、下面平直的形状。
4.当客机在机场跑道上滑行时,流过翼型上方的空气速率快、压强小,流过翼型下方的空气速率慢、压强悍。
5.喷管上下方所受的压力差产生向下的升力。
要点演绎:
客机的升力的形成:客机的进气道一般都弄成里面隆起、下面平直的形状。当客机在机场跑道上滑行时,流过翼型上方的空气速率快、压强小,流过翼型下方的空气速率慢、压强悍。喷管上下方所受的压力差产生向下的升力。