第六单元 密度与压强 知识梳理-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

第六单元 密度与压强 知识梳理 内容预览 物质的密度 知识点一 1、物体的质量与体积的关系： 大量实验表明，通常情况下，同种物质组成的物体的质量与体积的比值是一个定值；不同物质组成的物体的质量与体积的比值一般不同。 2、定义：在物理学中，将某种物质组成的物体的质量与体积之比叫做这种物质的密度，用ρ 表示。即 物质的密度与物质的质量和体积大小均无关。对于不同的物质，密度通常是不同的。因此，密度表示了物质本身的一种特性。 如果用p表示密度，m表示质量，V表示体积，密度可表示为 3、单位：（1）国际单位：千克/米3,符号为kg/m³，读作千克每立方米。 （2）常用单位：克/厘米³,符号为g/cm³，读作克每立方厘米。 （3）单位换算： 4、物理意义：1立方米的物体的质量为.......kg 5、公式：。m表示质量，单位kg，V表示体积，单位kg/m3，密度在数值上等于物体单位体积的质量。变形公式m=ρV和V= 6、物质的密度也受到状态、温度等因素的影响。通常情况下，同种物质，其固态的密度大于液态的密度，液态的密度大于气态的密度。例如，氧气的密度1.43 kg/m3 ，而液氧的密度约为1140 kg/m3 ，约为常态时氧气密度的800倍。 用液氧储罐代替气瓶运输能大大减少运输体积， 因此液氧储罐被广泛应用于气体行业及医院、金冶炼等场所（图 6-1-2 ）。 7、大部分物质都具有热胀冷缩的物理性质。一定质量的物体温度升高时，体积变大，密度变 小。但有些物质具有反常膨胀的现象，例如水在 0～ 4 ℃ 时，随温度的升高体积反而变小，所以 水在 4 ℃ 时密度最大。冬季湖面结冰后，冰面下的水温度接近 0 ℃,湖底的水温度接近 4 ℃ , 因而鱼类可以在湖底安全过冬。 8、 密度的应用：利用物质性质的差异可以鉴别不同的物质， 物质的密度就是其中一项重要的判断依据。例如，利用密度的差异可区分不同的岩石矿物。有一些物质的品质也与密度相关，测量密度可以帮助我们判断品质好坏。例如，牛奶的密度是检测 牛奶品质的常用指标，在牛奶中掺水会使牛奶的密度下降，密度不达标的牛奶则视为不合格奶。 9、 密度计算的一般步骤： ①确定已知条件并统一各物理量的单位； ②分析未知量所对应的条件； ③选择适当的公式进行计算。固体、液体密度的测量 知识点二 一、量筒的使用方法 1.使用量筒前,要认清量筒的量程和分度值,在 测量前应根据被测物体的尺度和测量精度的要求来选择合适的量筒。 量程： 0~ 100ml 分度值： 1ml 2.倒入液体时 ，左手握住量筒 ，使其略微倾斜 ，右手拿烧杯 ，使杯口 紧贴量筒口 ，让液体缓缓流入。 3. 待附着在量筒内壁上的液体流下后才能读数。读数时 ，应将量筒放 置在水平桌面上 ，视线与量筒内凹液面的最低处或凸液面的最高处相平。 2、 测量固体的密度 测量小石块的密度 1.用电子天平测出小石块的质量m。 2.向量筒中注入适量水，读出水的体积V₁ ; 再用细线系住小石块，将其浸没在水中，读出水和小石块的总体积V₂。 3.将实验数据记录在表格中 ，开计算小石块的密度。 3、 测量液体的密度 测量食盐水的密度 1.在烧杯中倒入适量的待测食盐水 ，用电子天平测量烧杯和食盐水的总质量m1； 2.将烧杯中的食盐水倒入量筒中一部分 ，用电子天平测量烧杯和剩余食盐水的总质 量m2； 3. 记录倒入量筒中的一部分食盐水的体积V; 4. 根据密度公式, 计算食盐水的密度： 四、测量密度的其他方法 除了通过测量物体的质量和体积得到密度外，还可以通过与其他物质的密度进行比较来测量密度。中国古代的“莲管之法”（图 6-2-3 ）就是将卤水倒入竹管中，利用管中的莲子在卤水中浮沉的情况来反映卤水的密度。 现代的液体密度计（图 6-2-4）可以直接测量一些液体的密度：将液体密度计放入待测液体中，待其静止时，液面所对应的刻度即为待测液体的密度。 知识点三 压力与压强 一、压力 相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力叫做压力。 要点： 　　1、产生的条件：相互接触的两个物体相互挤压。例如：静止在地上的篮球和地面间有相互挤压的作用，篮球对地面有压力；静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压，所以没有压力。 　　2、方向：与受力物体的受力面垂直，并指向受力面，由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。 　　3、单位：牛顿，符号：N 4、压力和重力的区别如下： 压力 重力 施力物体 物体 地球 受力物体 支持物 物体 大小 决定于相互挤压所发生形变大小 G=mg 方向 垂直于受力物体表面，并指向受力面 竖直向下 作用点 在支持面上 物体重心 力的性质 接触的物体间相互挤压而发生形变产生的，属于弹力 来源于万有引力，是非接触力 受力示意图 二、压强 1、大量实验表明，当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。压力的作用效果可以由物体在单位面积上受到的压力来反映。 2、压强的定义：在物理学中，把物体所受的压力与受力面积之比叫做压强，用p表示。 压强在数值上等于物体在单位面积上受到的压力。压强越大，压力的作用效果越明显。 　　3、计算公式及单位 　　①公式：(定义公式) 　　②单位：国际单位为帕斯卡(Pa)，简称帕。 　　1Pa=1N/m2。表示1m2面积上所受的压力是1N，Pa是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约1Pa。实际应用中常用千帕(kPa) 兆帕(MPa)作单位，气象学中常用百帕(hPa)作单位，换算=，，。 　　4、注意：压强大小是由压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。压力F和受力面积S之间不存在因果关系，但压强p和F、S之间有着密切联系，在S一定时，p与F成正比，在F一定时，p与S成反比。 三、增大和减小压强的方法 在生活中我们常常会遇到要增大或减小压强的问题，根据影响压强大小的两个因素，可以从两个方面来增大或减小压强。 要点： 1、增大压强的方法 　　　　　 　　2、减小压强的方法 　　　　　 液体压强 知识点四 1、 液体压强 ①如图 6-4-2（a）所示，将一根两端开口的 直玻璃筒竖直放置，下端扎一块橡皮膜封堵，从 上端向直玻璃筒内注水，观察到直玻璃筒下端的橡皮膜向下凸出； ②如图 6-4-2（b）所示，将一 个侧壁开孔的玻璃筒竖直放置，在侧壁开孔处扎 一块橡皮膜封堵，从上端向玻璃筒内注水，观察到橡皮膜向外凸出。这些现象说明液体对容器的底部和侧壁都有压强。 ③如图 6-4-3 所示，将套有食品保鲜袋的手伸入盛水的容器中，这时手背、手心和手指各个 部位都明显地感受到保鲜袋紧贴在手上。这是因为水对保鲜袋产生了挤压作用，说明液体内部存在压强。 要点： 　　1．产生原因：液体的压强是由液体所受的重力及液体具有流动性而产生的，液体的压强虽然是由液体受的重力产生的，但它的大小却与液体受的重力无关，液体对容器底部的压力不一定等于容器中的液体受到的重力，只有侧壁竖直的容器，底部受到的液体压力才等于容器内的液体所受的重力。 　　2．特点：通过实验探究发现，液体压强具有以下特点： 　　①液体对容器的底部和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强。 　　②液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等。 　　③不同液体的压强还跟它的密度有关系。 二、 液体压强公式： 1、公式推导：如图所示，设想在密度为的液体中，液面下深度为h处有一水平放置的面积为S的小平面，在这个平面上就有一个假想的液柱。 　　 液柱的体积： 　　液柱的质量： 　　液柱受到的重力： 　　小平面受到的压力： 　　小平面受到的压强： 　　由于在同一深度液体向各个方向的压强都相等，因此用于液体内部向各个方向压强的计算。 　　2、液体压强计算公式：，式中P表示液体自身产生的向各个方向的压强，不包括液体受到的外加压强，单位是Pa，是液体密度，单位是，g是常数， g=9.8N/kg，h是液体的深度，单位是m。 要点： 1、由公式知，液体压强与液体的密度和深度有关，与液体的重力、体积无关。当深度一定时，P与成正比，当一定时，P与h成正比。 　　2、液体的深度h指的是液体中被研究点到自由液面的竖直距离，即一定要从液体跟空气的分界面竖直往下测量，它不是高度，高度由下往上量的，判断出h的大小是计算液体压强的关键。 三、 液体压强的测量 　　由于在同一深度，液体向各个方向的压强相等，所以我们只要测出液体某一深度某一方向上的压强，就同时知道了液体在这一深度各个方向上的压强。 　　如图所示,液体压强可用压强计来测量，工作原理是：当金属盒上的橡皮膜受到挤压时，U型管两边的液面出现高度差；压强越大，两边的高度差越大，读出高度差即可得出压强计金属盒所处之处的压强。 四、连通器 1、连通器：在物理学上，把几个底部相通，上部开口或相通的容器叫做连通器。U 形管就是一种简单的连通器。 2、连通器的特点： （1）底部互相连通；（2）容器上端都开口；（3）与形状无关。 （4）连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各个部分中的液面总是相平的。 在 U 形管中注入液体，设想在 U 形管底部取一假想的竖直平面 AB，假设两边管中的液面 高度不同，则平面 AB两侧液体的压强不同；平 面 AB 由于两侧所受压力不平衡，就会向压力小的一侧移动，直到两边管中的液面高度相同，液体才停止流动（图 6-4-9 ）。 所以，即使连通器各组成 部分的形状不同，在注入同一 种液体后，当液体静止时，连 通器各部分中的液面一定处于同一水平面（图 6-4-10 ）。 3、连通器的应用：如图 6-4-11 所示，下水管道中的 U 形“返水管”、茶壶和工业储液容器外面的液位计，都是常见的连通器。 图 6-4-12 为船自上游通过一个船闸驶向下游的示意图。船闸由闸室、上下游闸门和上下游阀门组成。船从上游驶向下游时，先关闭两个闸门和下游阀门，仅打开上游阀门，闸室和上游水库构成连通器。这时，水从上游水库流入闸室， 闸室内的水位上升，当上升到和上游水库内的水 位相平时，打开上游闸门，船就可平稳驶入闸室内。同理，当闸室水位与下游水库水位相平时， 船可驶出闸室。 大气压强 知识点五 一、证明大气压强存在的实验 1.简单实验： （1）塑料吸盘：把塑料吸盘中的空气排出一部分，塑料吸盘内外压强不等，塑料吸盘就能吸在光滑墙壁上。如果塑料吸盘戳个小孔，空气通过小孔，进入塑料吸盘和光滑的墙壁之间，吸盘便不能贴在光滑墙面上。 （2）悬空塑料管里的水：塑料管装满水，用硬纸片盖住管口倒置，塑料管中的水不会流出来。如果把塑料管的上方和大气相通，上、下压强相等，水就不能留在管中。 （3）用吸管吸饮料：如果把杯口密封，空气不能进入杯内，便无法不断的吸到饮料。大气压的作用使饮料进入口中。 2.马德堡半球实验不仅证明大气有压强，而且说明大气的压强很大。 3.大气压的存在： 以上实验说明大气压强确实存在，历史上证明大气压强存在的著名实验是马德堡半球实验。在大气内部的各个方向也存在着压强，这个压强叫做大气压强，简称大气压。单位也是 Pa. 要点：空气和液体一样，具有流动性，所以大气内部向各个方向都有压强。 二、大气压的测量 1.托里拆利实验 （1）实验过程：如图所示，在长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银，用手指堵住，然后倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时管内外水银面高度差约760mm。 （2）实验是将大气压强转化为液体压强来进行测量的。如图所示，在管内外水银面交界处设想有一假想的液片，由于水银柱静止，液体受到管内水银柱产生的向下的压强与外界大气压相等，也就是大气压支持了管内大约760mm高的水银柱，大气压强跟760mm高的水银柱产生的压强相等。通常把这样大小 的压强叫做标准大气压，用表示。 根据液体压强公式：≈1.013×105 Pa。 （3）在托里拆利实验中，管内上方是真空，管内水银柱的高度只随外界大气压的变化而变化，和管的粗细、倾斜角度、管的长度及将玻璃管提起还是下压等因素无关，只与水银柱的竖直高度有关。 2.气压计 大气压强可用气压计测量。图 6-5-6 所示的是常见的气压计。 　　 3.大气压的变化 （1）大气压随高度的升高而减小。由于越向高空，空气越稀薄，空气的密度越小，由于大气层密度变化是不均匀的，因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔2000m以内，大约每升高12m，大气压减小133Pa。 测量结果表明，海平面附近的大气压约等于 1 个标准大气压。 （2）天气的变化影响大气压。一般来说，晴天的气压比阴雨天的高。 4.大气压和水的沸点：水的沸点在标准大气压下是100℃，随着大气压的减小，水的沸点会降低。 要点： 1.单位：国际单位是帕斯卡(Pa)。常用单位还有毫米汞柱（mmHg），厘米汞柱（cmHg），标准大气压(atm)。 2.托里拆利实验中，如果玻璃管中有部分空气，测量的大气压值比实际值偏小；如果实验中用水代替水银，需要约10m长的玻璃管。 3.水银气压计的测量结果较准确，但携带不方便。实际应用中经常使用金属盒气压计，也叫无液气压计，它的主要部分是波纹真空金属盒。气压变化时，金属盒的厚度会发生变化，传动装置将这种变化转变为指针的偏转，指示出气压的大小。 三、活塞式抽水机 活塞式抽水机，是利用大气压把水从低处抽到高处的装置。使用时，若提起活塞，阀门A受到大 气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用 推开阀门B进入圆筒（图甲）；当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，于是冲 开阀门A进入圆筒的上部（图乙）；再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，从侧管流出。与此 同时井里的水又在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒（图丙）。 　　 流体压强与流速的关系 知识点六 1.液体和气体没有一定的形状，都具有流动性，因此统称为流体。流体流动时产生的压强称作流体压强。 2.探究流体压强与流速的关系： (1)对着两张平行放置的纸的中间吹气，使得两张纸中间的气流速度增大，这时两张纸外侧的气流速度相对较小，两张纸会向中间靠拢，这说明纸两侧的空气对纸的压力大于纸中间空气对纸的压力，可见空气流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 (2)将两只小船放入水盘中，用水管向两船中间冲水，两船向中间靠拢，这说明船两侧的水对船的压力大于船中间的水对船的压力，可见液体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 3.生活中的应用：等车的时候人要站在安全线以外；汽车的整体形状类似飞机机翼，有助于减小汽车对地面的压力；鼠洞的通风系统；乒乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近，否则容易造成事故。 　　　　　 4.大量实验表明：流体压强与流速有关，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 5.流体压强和流速的关系应用十分广泛。文丘里流量计是一种测量有压管道流量的装置，常用于测量空气、天然气、水等流体的流量。图 6-6-4 所示是文丘里流量计的结构示意图，流体在通过流量计时局部收缩，从而使流速增大，压 强减小，因此流体在截面1和截面 2处有压强差，通过测量压强差来测量流量大小。 6.飞机的升力 （1）机翼的形状：飞机的机翼一般做成上凸下平的形状，机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度，从机翼横截面的形状可知，其上方弯曲，下方近似于直线、飞机飞行时，空气与机翼发生相对运动，由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程长，所以机翼上方的空气流动比下方要快。 （2）升力产生的原因 从机翼上方流流通过的路程长，速度大，它对机翼上表面的压强较小；机翼下方气流通过的路程较短，速度小，它对机翼下表面的压强较大。这样，机翼上、下表面就存在着压强差，因而有压力差，这就是产生升力的原因。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$