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压强与浮力知识详解
一、压强
1、压力
①定义：垂直作用在物体表面上的力叫压力。
②压力与重力的区别：压力不是重力，也不一定是由重力产生的。例如：用手按图钉，图钉对墙的压力与图钉的重力无
关。只有在水平面上静止放置的物体对支持面的压力在数值上等于物体受到的重力的大小，在斜面上静止放置的物体对斜面的压力小于物体的重力。
压力 重力
定义 垂直作用在物体表面的力 由于地球吸引而使物体受到的力
施力物体 施压物体 地球
方向 垂直于接触面，指向被压物体 总是竖直向下
作用点 在受压物体表面 物体的重心
符号 F G
③压力的作用效果
压力的作用效果体现在使受压物体发生了形变。压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关。压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；在受力面积相同时，压力
越大，作用效果越明显。
2．压强
①定义
物体单位面积上受到的压力叫做压强，用符号“P”表示。
②公式 P=F／S
由公式可知，当压力一定时，压强与受力面积成反比；当受力面积一定时，压强与压力成正比。
③单位
在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，符号Pa，常用单位还有千帕(kPa)、兆帕(：MPa)。
1 Pa=1 N／m。
1 kPa=103Pa。1 MPa=106Pa。
④增大和减小压强的方法
增大压强：a．压力一定，减小受力面积．b．受力面积一定，增大压力；c．同时增大压力，减小受力面积。
减小压强：a．压力一定，增大受力面积．b．受力面积一定，减小压力。同时减小压力，增大受力面积。
⑤压强公式的应用
a．由公式P=F／S变形得F=P/S，S=F／p，可求压力和受力面积。在计算时，注意单位的统一，队F、S的单位分别是Pa、N、m。。
b．求固体的压强时，通常先求压力F(在水平面上时F=G)和受力面积S(两物体的接触面积)，再根据P=F／S求出压强P。
c．对于水平支持面上密度均匀的柱体对水平面的压强，可以推导出P=F／S=G／S=mg／S=pV／S=pShg／S=phg由此可知，这种情况下的压强，只与这种柱体的密度和高有关。
二、液体的压强
1．液体压强产生的原因
①由于液体受到重力，因此对容器底部有压强；
②由于液体具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强。
2．液体内部压强的规律
①液体内部有压强，向各个方向都有压强；
②在同一深度，液体向各个方向的压强相等；
③液体压强随深度的增加而增大
④液体压强还与液体的密度有关，在深度相同时，密度越大，压强越大。
3．液体压强的计算
计算公式为：P=pgh。
①公式中，P表示液体的密度，单位是kg/m3；．Il表示液体的深度(指被研究位置到自由液面的竖直距离)，单位是m；g=9．8 N／kg为常量。
②公式表明，液体压强的大小只与液体的密度和深度有关，而与液体重力、体积，容器的形状、底面积等无关。
③计算液体的压力和压强时，要先由公式p=pgh计算出压强P，再由公式F=PS求出压力F
注意：
(1)利用公式P=F/S及变形公式F=PS及S=F/P计算有关问题：公式P=S/F是压强的定义式，只要知道压力F和受力面积S，即可运用此公式求解，它适用于气体、液体和固体压强的计算。
(2)利用公式P=pgh及变形公式h=P/ph及p=P/gh计算有关问题：公式P=pgh是根据P=F/S，从液体模型推导出来的液体压强的计算公式，公式中p表示液体的密度，h表示从液体表面到液体中所研究处的竖直距离，它适用于液体压强的计算。
4．连通器
①定义：上端开口、底部相连通的容器，叫做连通器。
②原理：当连通器中只有一种液体，且液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。
③应用：茶壶、锅炉水位计、船闸等。
三、大气压强
1．定义
大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或者气压。
2．产生的原因
大气受重力并且具有流动性。
3．大气压的存在
著名的马德堡半球实验表明大气压存在。
4．大气压的测量：
①用托里拆利实验测量大气压；由实验知，大气压强跟玻璃管内水银柱产生的压强相等，所以测出玻璃管内水银柱的高度，利用公式P=pgh即可算出大气压强的值。
②用气压计可直接测出大气压的值。常见的气压计有：水银气压计，金属盒气压计等。
5．标准大气压：1标准大气压=760 mm汞柱=1．013×105 Pa。
6．大气压的变化：大气压是变化的，同一地点的不同时刻大气压不同；同一时刻的不同地点大气压不同，大气压随高度的增加而减小。
四、液体的压强
1．流体压强与流速的关系
在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的位置，压强越大。
2．飞机的升力
飞机运动时，机翼上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大，在机翼的上下表面产生了压强差，从而使飞机获得了向上的浮力。
五、浮力
1．浮力：液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力叫浮力。
2．浮力的施力物体：物体所受到的浮力是所浸入的液体(或气体)施加的，所以浮力的施力物体是液体(或气体)。
3．浮力的方向：浮力的方向“总”是竖直向上的，浸在液体(或气体)中的物体不论是上浮、下沉还是悬浮或漂浮，其所受浮力的方向都是竖直向上的。
4．影响浮力大小的因素：物体所受浮力的大小只与液体(或气体)的密度和物体排开液体(或气体)的体积有关。
5．阿基米德原理：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体的重力。
6．阿基米德原理的数学表达式：F浮=G排=p液gV排，式中p液表示液体的密度，单位是kg／m3，V排表示物体排开液体的体积，单位是m3。
7．应用阿基米德原理公式时应注意：
①原理中所说的“浸入液体中的物体”包含两种情况：一是物体的全部体积都浸入液体中，二是物体一部分浸入液体中；
②区别“物体的体积”与“物体排开液体的体积”，“物体的体积”不是“物体排开液体的体积”，只有当物体全部浸入液体中时，“物体排开液体的体积”才等于“物体的体积”，即V排=V物，若物体部分浸入液体中，则“物体排开液体的体积”小于“物体的体积”，即V排8．阿基米德原理不仅适用于各种液体，也适用于各种气体。
六、浮力的应用
1．浮沉条件
浸没在液体里的物体的浮沉，决定于它受到的浮力和重力。
当F浮>G物时，物体上浮；
当F浮当F浮=G物时，物体处于悬浮状态，可以在液体中任何深度静止。
2．漂浮：如果一个物体漂浮在液面上，则F浮=G物。
3．物体的浮沉与密度的关系：
根据物体的浮沉条件，由阿基米德原理，F浮=p液gV排，及G物=p物gy物可以讨论。
①浸没在液体巾的物体(V排=V物)：
当p物当p物>p液时，物体下沉；
当p物=p液时，物体悬浮。
②对于漂浮于液面上的物体(V排由F浮=G物得p物4．浮力的利用
①密度计：
密度计是用来测量液体密度的工具，它是利用浮在液面上的物体所受的浮力等于它受到的重力的原理工作的，同一密度计在不同液体中所受到的浮力相同，因此它在密度较大的液体中，浸人液体中的体积较小，所以密度计的刻度是从上往下依次增大的。
②利用盐水选种：
由阿基米德原理知，同一物体在密度较大的液体中时所受的浮力较大，由于盐水的密度大于清水的密度，同样的种子在盐水中受到的浮力比在清水中受到的浮力大，所以利用盐水可
将干瘪、虫蛀的种子除去。 ③轮船：
用密度大于水的钢铁材料制造轮船，采用“空心”的办法增大可以利用的浮力。轮船的大小用排水量表示，即满载货物时排开水的质量。轮船漂浮在水面上，F浮=G，当它从河水
中驶人海中，受到的浮力是不变的，由于海水的密度大于河水的密度，它排开海水的体积小于排开河水的体积，所以它要上浮一些。
④潜水艇：
潜水艇在水下航行时，体积不变，即排开水的体积不变，因而它受的浮力不变，潜水艇是利用向水舱内充、排水来改变自身的重力完成上浮和下潜的。
⑤热气球、氢气球、飞艇内的气体密度小于外部空气的密度，它们所受的浮力大于它们的自身重力，所以它们能升空。
⑥打捞沉船：
将浮筒注满水并与沉船固定在一起，然后用压缩空气将浮筒内的水排出，减轻了它们自身的重力，于是沉船在浮筒的带动下浮起来。
5．浮力的计算
①称量法
把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数G，再把物体浸入液体，记下弹簧测力计的示数F，则F浮=G-F。适用于在液体中下沉、悬浮的物体受到的浮力的计算，不能计
算正在液体中上浮的物体所受的浮力。
②压力差法
浸没在液体中的物体受到液体对它向上和向下的压力F向上、F向下，则F浮= F向上、F向下。此法适用于深度已知、形状规则的柱体。
③平衡法
当物体悬浮(V排=V物)或漂浮(V排④公式法
根据阿基米德原理得，
F浮=G排=m排g=p液g V排
普遍适用于任何形状物体受到的浮力的计算，需要已知p液和V排。

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