《物理八年级下册第九章思维导图》
一、压强
1.1 压力
- 定义: 垂直作用在物体表面上的力。
- 方向: 垂直于受力面，指向受力面。
- 大小: 可以大于、等于或小于物体重力，取决于物体放置方式和受力情况。
- 影响因素:
- 压力的大小取决于作用在物体表面的力的大小。
- 压力作用效果与受力面积有关。
- 计算: F = G (水平面，物体静止且不受其他力影响)
- 特点: 压力并非总是等于重力。例如，斜面上，容器底部压力等情况。
1.2 压强
- 定义: 物体单位面积上受到的压力。
- 物理意义: 表示压力作用效果的物理量。
- 公式: p = F/S
- p: 压强 (Pa, 帕斯卡)
- F: 压力 (N, 牛顿)
- S: 受力面积 (m², 平方米)
- 单位:
- 国际单位: 帕斯卡 (Pa)，1 Pa = 1 N/m²
- 常用单位: 千帕 (kPa)，1 kPa = 1000 Pa
- 影响因素:
- 压力的大小: 压力越大，压强越大 (受力面积一定时)。
- 受力面积的大小: 受力面积越小，压强越大 (压力一定时)。
- 增大压强的方法:
- 增大压力 (受力面积不变)。
- 减小受力面积 (压力不变)。
- 同时增大压力，减小受力面积。
- 减小压强的方法:
- 减小压力 (受力面积不变)。
- 增大受力面积 (压力不变)。
- 同时减小压力，增大受力面积。
- 应用: 刀刃锋利，铁轨下铺设枕木等。
1.3 液体压强
- 特点:
- 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。
- 在同一深度，液体向各个方向的压强相等。
- 液体的压强随深度的增加而增大。
- 在同一深度，不同液体的压强与液体的密度有关，密度越大，压强越大。
- 公式: p = ρgh
- p: 液体压强 (Pa)
- ρ: 液体密度 (kg/m³)
- g: 重力加速度 (N/kg，通常取 9.8 N/kg，粗略计算时可取 10 N/kg)
- h: 深度 (m)，指从液面到所求点的竖直距离。
- 影响因素:
- 液体密度: 密度越大，压强越大 (深度一定时)。
- 深度: 深度越大，压强越大 (液体密度一定时)。
- 应用: 水坝设计成上窄下宽，潜水艇的设计。
- 连通器: 上端开口，下端连通的容器。
- 原理: 连通器中装同种液体且液体不流动时，各容器中的液面高度相同。
- 应用: 茶壶，锅炉水位计，船闸等。
1.4 大气压强
- 存在: 空气对浸在其中的物体有压强，称为大气压强。
- 测量: 托里拆利实验。
- 实验原理: 玻璃管内外水银柱的压强相等。
- 标准大气压: 支持760 mm 高的水银柱产生的压强。
- 1 标准大气压 = 1.013 × 10⁵ Pa。
- 影响因素:
- 海拔高度: 海拔越高，大气压强越小。
- 天气情况: 通常情况下，晴天大气压强较高，阴雨天大气压强较低。
- 温度：温度升高，气体分子运动加快，大气压强略微升高。
- 应用:
- 活塞式抽水机。
- 吸盘。
- 钢笔吸墨水。
- 气压与沸点: 气压越高，液体沸点越高；气压越低，液体沸点越低。
二、浮力
2.1 浮力
- 定义: 浸在液体或气体中的物体受到向上托的力。
- 方向: 竖直向上。
- 产生原因: 液体（或气体）对物体向上和向下的压力差。
- 测量:
- 弹簧测力计法: F浮 = G - F拉 (适用于固体悬挂在弹簧测力计下的情况)
- 称重法: F浮 = G - F示 (适用于物体浸没在液体中的情况，F示为物体在液体中时弹簧测力计的示数)
- 影响因素: 液体密度和排开液体的体积。
2.2 阿基米德原理
- 内容: 浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
- 公式: F浮 = G排 = ρ液gV排
- F浮: 浮力 (N)
- ρ液: 液体密度 (kg/m³)
- g: 重力加速度 (N/kg)
- V排: 排开液体的体积 (m³)
- 适用范围: 液体和气体。
- 理解: 浮力的大小只与液体密度和排开液体体积有关，与物体的形状、大小、深度无关。
2.3 物体的浮沉条件
- 前提: 物体浸没在液体中，且只受到重力和浮力作用。
- 浮沉条件:
- F浮 > G: 物体上浮 (最终漂浮)
- F浮 = G: 物体悬浮
- F浮 < G: 物体下沉
- 密度角度分析 (针对浸没在同种液体中的物体):
- ρ物 < ρ液: 物体上浮 (最终漂浮)
- ρ物 = ρ液: 物体悬浮
- ρ物 > ρ液: 物体下沉
- 漂浮: 物体漂浮时，F浮 = G，且 ρ物 < ρ液。
- 特点: 排开液体的体积小于物体的体积。
- 浮力等于重力。
- 悬浮: 物体悬浮时，F浮 = G，且 ρ物 = ρ液。
- 特点: 排开液体的体积等于物体的体积。
- 浮力等于重力。
- 沉底: 物体沉底时，F浮 < G，且 ρ物 > ρ液。
- 浮力小于重力。
- 应用: 轮船的设计，潜水艇的浮沉，密度计的原理。
三、章节核心概念联系
- 压力与压强：压力是力，压强是描述压力效果的物理量，压强由压力和受力面积共同决定。
- 液体压强与浮力：液体压强是产生浮力的原因，浮力是液体对物体上下表面压力差的结果。
- 压强与大气压：大气压是一种压强，可以用压强的公式来分析和计算。
- 浮力与物体的浮沉： 浮力是决定物体在液体中浮沉状态的关键因素，浮力与重力的大小关系决定了物体的最终状态。
- 阿基米德原理与浮沉条件： 阿基米德原理提供了计算浮力大小的方法，浮沉条件是基于浮力与重力关系的判断。