浮力和功及機械能講義

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浮力壓強講義、教案

浮力

一、浮力：浸在液體中的物體受到豎直向上的力，叫做浮力

方向：豎直向上

原因：液體對物體的上下表面的壓力差

大小:F浮=ρVgρ指液體密度，V指進入液體中的體積

根據(jù)公式：浮力大小與溶液的密度有關(guān)，與浸在液體的體積有關(guān)，與浸入的深度無關(guān)。

舉例：物體浸沒在液體中，在不同深度的懸浮狀態(tài)，包括觸底時候，所受到的浮力都是一致

二：阿基米德原理

物體排開液體的體積等于物體浸在液體中的體積，即V浸=V排

阿基米德原理：浸在液體中的物體，受到向上的浮力，浮力大小等于排開液體所受的重力即F浮=G排，適用于液體和氣體

舉例：物體在液體中，在不同狀態(tài)，包括觸底時候，所受到的浮力示意圖分析

如下圖，容器中裝有水，水中有一個木塊被細線系著，已知水重200N，水深為0.5m，木塊的體積為4dm3，木塊的密度為0.6103kg/m3，試求：（1）水對容器底面的壓強是多少？木塊受到的浮力是多大？（2）若繩子斷了，最終木塊漂泊在水面上時，所受的浮力為多大？此時水對容器底的壓強比第（1）問中的大還是??？

例題：一個不規(guī)則的實心物體，質(zhì)量55g，放入裝滿純水的燒杯中，沉入底部，排開0.5N的水。然后向燒杯中加鹽并攪拌，直到物體懸浮為止。g=10N/kg）求：（1）物體在純水中所受的浮力；（2）物體的體積：（3）物體懸浮時鹽水的密度。

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浮力壓強講義、教案

三、物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體，假使它的密度小于液體密度，G物＜F浮，物體上?。患偈顾拿芏鹊扔谝后w的密度，G物=F浮，物體懸浮；假使它的密度大于液體的密度，G物＞F浮，物體下沉。

舉例：輪船漂泊原理，潛水艇下沉原理，熱氣球、飛艇原理，火災(zāi)逃命時彎腰

功和機械能

一、功：力作用在物體上，在這個力的方向上移動了一段位移。

產(chǎn)生功的條件有二，缺一不可：1、作用在物體上的力，2、在力的方向上有位移

引入公式：W=FS，其中F是指作用力，s是作用力方向的位移

注意：是在力的方向上的位移，是位移，不是路程！！

舉例：推動大石頭，沒有推動提著水果在水平路走動，重力沒有做功

例題：汽車總質(zhì)量為1150kg，以72km/h的速度勻速行駛10km，若汽車所受阻力為汽車重力的0.1倍，每個輪胎與路面的接觸面積為0.05㎡。（g取10N/kg）

求：（1）汽車對路面的壓強為多少？

（2）汽車行駛過程中戰(zhàn)勝阻力做了多少功？

沿著長1000m、高250m的斜坡，將一輛重6103N的礦車以2m/s的速度由坡底拉到坡頂，假使拉力是2103N，求：

（1）重力做的功

（2）拉力做的有用功；

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浮力壓強講義、教案

二、功率：單位時間做功的多少，功表示做功的快慢

公式：P=W/t，W表示物體做的功，t表示時間

結(jié)合功的公式，P=W/t=Fs/t=FV

舉例：汽車功率爬坡的時候速度要小

例題：上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車，它使用氫氣代替汽油。在一次測試中，汽車在水平路面受到2400N的水平牽引力，5min內(nèi)勻速直線行駛了9000m。

（1）汽車受到水平方向的阻力是多少？（2）汽車牽引力所做的功和功率是多少？

小明上樓，每層樓高3m，小明同學(xué)質(zhì)量為50kg，背著重為15N的書包，書包帶與小明的肩部接觸的總面積為300cm2，g=10N/kg，求：

(1)小明背著書包走到了三樓的課室，在這過程中他做的功。(2)此過程小明總共用了20s的時間，他做功的功率是多少？

三、動能和勢能

能夠做功的物體都具有能量，能做的功越多，能量越大。

由于運動而具有的能量叫做動能，一切運動的物體都有動能。

引入動能公式：E=mv/2，m表示物體的質(zhì)量，v表示物體的運動速度

根據(jù)公式可見，只有質(zhì)量和速度決定物體的動能

勢能：包括重力勢能和彈性勢能，物體由于具有高度而具有的勢能叫做重力勢能；物體由于發(fā)生彈性形變具有的勢能叫做彈性勢能。

引入重力勢能公式：E=mgh，m表示物體的質(zhì)量，g是常數(shù)，h是距離零勢能參考面的高度根據(jù)公式可見，只有質(zhì)量和高度決定物體的重力勢能

彈性勢能，彈性形變越大，彈性勢能越大

距離：拉弓過程勢能增加，飛機上升下落過程的動能和勢

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四、機械能及其轉(zhuǎn)化

動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。動能和勢能在一定條件下，可以相互轉(zhuǎn)化

假使只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能總量不變，即機械能守恒

條件：只有重力或者彈力做功（并不是只受到重力和彈力，可以受其他的力）

注意：可以從是否存在能量的衰減判定

舉例：蕩秋千過程中，機械能的變化（假使秋千架上沒有摩擦力呢？？）

例題：以下過程中，屬于動能轉(zhuǎn)化為勢能的是（）

A．拉開的弓，放手后把箭射出去B．小鐵球在空中下落

C．運動的小球滾上光滑的斜面D．在水平地面上滾動的足球

在以下狀況下，機械能