专题01 密度与压强（期中复习课件）八年级物理下学期新教材沪科版（五四学制）

沪科版（五·四学制） 八年级下学期 期中考点大串讲 专题01 密度与压强 01 02 03 04 05 CONTENTS 压力与压强 物质的密度 固体、液体密度的测量 液体压强 大气压强、流体压强与流速的关系 PART ONE 物质的密度 选择两种不同的物质(如铁和铜),每种物质各选三个体积不等的长方体。分别测量它们的质量和体积，记录实验数据并描绘图像（图像见下一页） 不同体积的铁块或铜块 二、不同种物质质量与体积的关系 一、同种物质质量与体积的关系 如图所示，相同的硬币，一枚、两枚…硬币的枚数增大几倍，质量也就相应地增大几倍。由于每枚硬币的体积相等，因此我们可以推测，硬币的质量与体积可能成正比。 硬币 v/cm3 m/g 铜块 v/cm3 m/g 铁块 由同种物质组成的不同物体，质量与体积的比值相等；不同物质组成的物体，质量与体积的比值不相等.因为物体的质量与体积之比与物体无关，只与物质有关，所以物体的质量与体积之比是反映物质特性的物理量。 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。 1．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。 2．密度的符号： 3．公式： 4．密度在数值上等于单位体积物体的质量. 密度 5．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： 1 g/cm 3 =103 kg/m3 对密度公式 的理解 （1）同种物质状态不变时，不能理解为物质的密度与质量成正比，与体积成反比。 解释：虽然密度由质量与体积之比来定义，但密度是描述物质自身特性的物理量，由物质本身决定，与物体的质量、体积无关。 （2）同种物质，ρ一定，m与V成正比 （3）不同种物质①m一定时，ρ与V成反比 ②V一定时，ρ与m成正比 （4）. 密度及变形公式： ρ＝m/V 质量 m＝ρV 体积 V＝m/ρ （5）. 计算时注意ρ、m、V单位的组合： ① m用kg做单位，V用m3做单位时，ρ的单位是kg/m3； ② m用g做单位，V用cm3做单位时，ρ的单位是g/cm3； （6）．物理意义： ρ水= 1×103 kg/m3 的物理意义是 ρ冰= 0.9 g/cm3 的物理意义是 1m3 的水的质量是1×103 kg。 1cm3 的冰的质量是0.9g。 表 6-1-1～表 6-1-3 列出了一些常见物质的密度。 　1、一般：ρ固＞ρ液＞ρ气 ； 　2、一些物质密度相同：如冰和蜡，酒精和煤油； 　3、同种物质不同物态时密度可能不同：如冰和水； 　4、固体和液体密度用国际单位，数值都表示为“×103 ”的形式，如ρ水=1.0×103 kg/m3 ；气体密度用国际单位，数值没有“×103”，如 ρ空气=1.29 kg/m3。 观察表中数据能发现一些规律吗？ （1）同种物质的密度相同，不同种物质密度一般是不同的。（个别特殊物质密度相同，如冰和蜡、煤油和酒精。） （2）密度是物质本身的一种特性,它跟质量、体积、形状、位置等因素无关，但密度跟物质的种类、状态和温度有关。 6.密度是反映物质特性的物理量 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，氧气的密度是 1.43 kg/m3 ，而液氧的密度约为 1 140 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、金属冶炼等场所（图 6-1-2 ）。 同种物质，其固态密度大于液态密度的应用 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。 观察思考 如图所示，是一定质量的水的体积和温度变化的关系图像，请根据此图象回答以下问题： (1)图象中AB段反映的物理现象是______________________________， BC段反映的物理现象是____________________________________。 (2)以上现象揭示了水的膨胀规律:4℃以上的水是热胀冷缩，而0℃— 4℃的水是 ，把这种现象称为反常膨胀。 水温低于4℃时，水温升高，体积减小　 水温高于4℃时，水温升高，体积膨胀　 热缩冷胀 水的反常膨胀 结论：温度高于4℃时，随着水温高，密度越来越小； 温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。所以，水在4℃的时候密度最大。 启示：水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢？ 水在4℃的密度最大，下沉到水底。如图所示：水的反常膨胀使得水从上到下结冰。在寒冷的冬天，水面冰封了，但较深湖底的水却有可能保持4℃的水温，鱼儿仍可以自由自在地游动。  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。 密度的应用 PART TWO 固体、液体密度的测量 2．量筒上的标度与读数 单位： 毫升 mL(ml) 1mL=1cm3 升（L） 1L=1000mL 最大测量值：常用100mL，200mL 分度值： 1mL、 2mL、5mL 1．量筒是测液体（小固体）体积的工具 学习量筒的用法 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。 量筒的使用方法 1．实验原理 2．测量对象： 盐水 石块 测量原理与方案 3. 实验方案：分别测量固体和液体的质量和体积，再根据密度的定义 计算密度。 石块和盐水的质量可用电子天平测量，盐水的体积可用量筒测量。对于外形不规则且体积较小的石块，可在量筒中加入适量的水，再将石块浸没于水中，通过量筒中水面的高度变化，计算石块的体积。 本实验要用到电子天平、量筒、待测石块、细线、烧杯、水、待测盐水等。 实验装置与方法 (一)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。 质量m/g 体积V1/mL 总体积V2/mL 密度 /(g.cm-3) 实验操作与数据收集 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： 杯和食盐水的质量m1/g 杯和剩余食盐水的质量 m2/g 量筒中食盐水的质量m=m1-m2/g 量筒中食盐水体积V/cm3 食盐水的密度 /(g.cm-3) 实验记录表格： (二)测量食盐水的密度 PART THREE 压力与压强 1.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。 2.产生的条件：物体间相互接触，而且有挤压作用。 3.作用点：在受压的物体表面。 4.作用效果：使物体发生形变。且压力与形变总是同时发生。 重力 压力 示意图 压力与重力的区别 产生原因 地球吸引 推、挤、压等都能产生 方向 竖直向下 垂直受力面指向被压物体 作用点 重心 作用在被压物体表面 定义 由于地球吸引而是物体受到的力 垂直作用在物体表面的力 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。 压力的作用效果 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。 (1)定义： (2)公式： p表示压强 F表示压力（单位：N) S 表示受力面积（单位：m2) (4)单位： 牛/米2，读作牛每平方米 牛/米2的专门名称叫帕斯卡，简称帕，符号是：Pa，1Pa=1N/m2 (5)1Pa的物理意义：1平方米面积上受到的压力是1N。 （3）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。 压强 压强的其它单位：百帕（hPa 、千帕（KPa）、兆帕（MPa） 1百帕=1×102帕，1千帕=1×103帕，1兆帕=1×106帕 平放在水平桌面上的一张 A4 纸对桌面的压 强大约是 1 Pa。由此可见，帕是一个很小的压强 单位。图 6-3-6 列出了不同情况下压强大小的近似值。 空心砖 铁轨要铺在枕木上 说说以下生活中的事例是利用什么方法减小压强的 多轴平板货车 1.减小压强的方法： 压力一定时，增大受力面积 受力面积一定时，减小压力 同时减小压力和增大受力面积 如何改变压强 2.增大压强的方法： 压力一定时，减小受力面积 受力面积一定时，增大压力 同时增大压力和减小受力面积 说说以下生活中的事例是利用什么方法增大压强的 篆刻刀的刃很锋利 破窗锤 压路机 PART FOUR 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将套有食品保鲜袋的手伸入盛水的容器中，这时手的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。 液体产生压强的原因 a. 液体受到重力，对容器底部有压力，所以会产生压强； b. 液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强。 重力G 流动 如图 6-4-4 所示，通常用 U 形管压强计来研究液体压强。当压强计金属盒上的橡皮膜受到压力时，U形管两边管中液面的高度差反映橡皮膜上的压强大小。将 U 形管压强计金属盒放入盛有液体的容器内，调节金属盒的橡皮膜的朝向，就可以研究液体内部各个方向上的压强。 (1)在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，向各个方向的压强大小_______； (2)同种液体内部的压强随深度的增加而___________； (3)在液体的深度相等时，液体的密度越大，液体所产生的压强__________。 结论： 相等 增大 越大 问题：水坝为什么修成上窄下宽的形状？液体的压强和深度、密度有没有定量的关系？ 液体压强的大小 要想知道液面下某处的压强，可用模型法：设想该处有一个水平“平面”，这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。计算液柱对平面的压强。 设液体的密度是ρ，液柱截面积是S，液柱的高度为h. S平面上方的液柱对平面的压力: 平面受到的压强: r S h 因此，液面下深度为 h 处液体的压强为： p = ρ g h 压强公式p=F/S与p=ρgh的比较 公式 p=F/S p=ρgh 适用范围 固体、气体、液体 只用于液体 常用技巧 计算固体产生的压强、压力时，弄清压力是关键.其步骤通常为：受力分析→求出F→根据p=F/S,求p的大小. 计算液体产生的压强、压力时，弄清压强是关键，其步骤通常为：求p（p=ρgh）→求F(F=p·S). 1．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：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。 连通器 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 ）。 解释 生活中常见的连通器 想一想：下面是常见的连通器，它们都有什么功能？想想看，他们是怎样利用连通器的特点来实现自己功能的？ 水壶 排水管的“反水弯” 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。 PART FIVE 大气压强、流体压强与流速的关系 1654 年，德国马德堡市的市长在广场上演示了一个令人惊奇的实验。他将两个空心铜质半球紧扣在一起，使它们密合并抽去球内的空气，然后用 16 匹骏马向两边使劲拉，这才将它们分开。但 如果不抽去两个密合的铜半球内的空气，只需要用手轻轻一拉就能将它们分开。这就是历史上著名的马德堡半球实验（图 6-5-2 ）。 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。图 6-5-1 中挂钩上的吸 盘就是被周围的大气牢牢地压在光滑的墙壁上。 马德堡半球实验 1.地球被一层厚厚的大气层包围着，与液体一样，大气对其内部各个方向产生压强。这种压强称为大气压强。简称大气压。单位也是 Pa. 2.大气压的产生原因：由于空气有重力，对浸在其中的物体有压力。 因为空气具有流动性，也像液体一样向各个方向都有压强． 3.大气压强的方向：各个方向. 问题：大气压在我们周围时刻存在着，我们为什么感受不到？ 这是因为人身体内外空气相通，身体各部位内外所受的压力相同，内外平衡，长期以来人们已经习惯这样的环境了。 1643年，意大利科学家托里拆利用如图所示装置,精确地测出了大气压强的值。 大气压的测量 托里拆利 最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利。 结论: 大气压支持760mm高的水银柱,即大气压约等于760mm水银柱产生的压强. =ρ水银 gh ≈1.013×105 Pa p大气 = p水银 =13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m 标准大气压 p0= 1.013×105 Pa或760mmHg 1. 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。 如图 6-5-7（a）-（c），在日常生活中，我们用吸管喝饮料时，吸管内外产生气压差，把饮料压进嘴里；家中的吸尘器、扫地机，安装工程中搬运平板玻璃使用的吸盘，都是利用大气压工作的。 2.大气压在生活中的应用 3.大气压与高度的关系：海拔越高,气压越小;海拔越低,气压越大. 大气压随高度的增加而减小 在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压大约减小100Pa。 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。 如图 6-6-3 所示，手持两张纸并使它们自然下垂且靠近，向两张纸之间的空隙中吹气，简述观察到的现象。 吹气使得两张纸之间的空气迅速流动，两张纸相互靠拢，说明它们之间的空气压强变小了。 气体压强与流速的关系 图 6-6-2 中，水从左边蓄水容器流向下方的 水平玻璃管。由于相同时间内同一管中不同截面 处水的流量是相同的，因此水平玻璃管横截面积 较大处水的流速小，横截面积较小处水的流速大。 蓄水容器内的水从下方的玻璃管中流出时，竖直 细管中液面有高有低。这是为什么？ 水从下方的玻璃管中流出时，竖直细管中的 液面高低不同，细管中液面越高，对应下方玻璃 管内液体的压强越大。c 管下方的液体流速大，压强小；a 管下方的液体流速小，压强大。 液体压强与流速的关系 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。 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。 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$