如图所示，为小芳设计的一个带有自动控制定时排水装置的长方体水箱．水箱中，杠杆AO的右端能绕固走点O在竖直平面内自由转动，杠杆的左端A通过很小的挂钩及长为L=20cm连杆与一长方体浮子相连，BC为一连接杠杆与排水阀C的直杆．杠杆AO水平时排水阀正好能密封住排水管管口，当浮子体积的3/4被水浸没时，浮子带动杠杆提起排水阀开始排水，设每次排水均能将水箱中的水迅速排完，排完后进水管立即自动注水．已知OA=3OB，浮子的底面积和排水阀面积均为S₁=80cm²，浮子高h₁=40cm、质量m₁=0.4kg，点O距箱底h₂=20cm，水箱底面积为S₂=6×10³cm²，且水箱足够高．不计连杆及杠杆的质量和体积，不计排水阀的厚度，取水的密度为ρ=1×10³kg/m³，g=10N/kg．试问：
（1）排水阀C的质量m₂为多少千克？
（2）如果进水管中水的流量为Q=0.02m³/min，则该水箱某次排水结束到下次开始排水所用的时间为多少分钟？

人教版第十四章   压强和浮力 复习提纲  

　　一、固体的压力和压强

 　　1．压力：

 　　⑴定义：垂直压在物体表面上的力叫压力。

 　　⑵压力并不都是由重力引起的，通常把物体放在桌面上时，如果物体不受其他力，则压力F=物体的重力G。

 　　⑶固体可以大小方向不变地传递压力。

 　　⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。

G         G?      F+G     G – F        F-G       F

 　　2．研究影响压力作用效果因素的实验：

 　　⑴课本甲、乙说明：受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是：压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时，采用了控制变量法和对比法。

 　　3．压强：

 　　⑴定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。

 　　⑵物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量。

 　　⑶公式P=F/S其中各量的单位分别是：P：帕斯卡（Pa）；F：牛顿（N）S；米²（m²）。

 　　A、使用该公式计算压强时，关键是找出压力F（一般F=G=mg）和受力面积S（受力面积要注意两物体的接触部分）。

 　　B、特例：对于放在桌子上的直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强P=ρgh。

 　　⑷压强单位Pa的认识：一张报纸平放时对桌子的压力约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为：1．5×10⁴Pa。它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：1．5×10⁴N。

 　　⑸应用：当压力不变时，可通过增大受力面积的方法来减小压强如：铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如：缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄

 　　4．一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题：

 　　处理时：把盛放液体的容器看成一个整体，先确定压力（水平面受的压力F=G_容+G_液），后确定压强（一般常用公式P=F/S）。

 　　二、液体的压强

 　　1．液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。

 　　2．测量：压强计  用途：测量液体内部的压强。

 　　3．液体压强的规律：

 　　⑴液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强。

　　⑵在同一深度，液体向各个方向的压强都相等。

 　　⑶液体的压强随深度的增加而增大。

 　　⑷ 不同液体的压强与液体的密度有关。

 　　4．压强公式：

 　　⑴推导压强公式使用了建立理想模型法，前面引入光线的概念时，就知道了建立理想模型法，这个方法今后还会用到，请认真体会。

 　　⑵推导过程：（结合课本）

 　　液柱体积V=Sh ；质量m=ρV=ρSh。

 　　液片受到的压力：F=G=mg=ρShg。

 　　液片受到的压强：p=F/S=ρgh。

 　　⑶液体压强公式p=ρgh说明：

 　　A、公式适用的条件为：液体。

 　　B、公式中物理量的单位为：P：Pa；g：N/kg；h：m。

 　　C、从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。

 　　D、液体压强与深度关系图象：

5．液体对容器底的压

力

 F=G    F<G       F>G

　　6．计算液体对容器底的压力和压强问题：

　　一般方法：㈠首先确定压强P=ρgh；㈡其次确定压力F=PS。

　　特殊情况：压强：对直柱形容器可先求F　用p=F/S

　　压力：①作图法；②对直柱形容器　F=G。

　　7．连通器：⑴定义：上端开口，下部相连通的容器。

　　⑵原理：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平。

　　⑶应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。

　　三、大气压

　　1．概念：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，一般有p₀表示。说明：“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压──指部分气体压强。高压锅外称大气压。

　　2．产生原因：因为空气受重力并且具有流动性。

　　3．大气压的存在──实验证明 

　　历史上著名的实验──马德堡半球实验。

　　小实验──覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。

　　4．大气压的实验测定：托里拆利实验。

　　（1）实验过程：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。

　　（2）原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。

　　（3）结论：大气压p₀=760mmHg=76cmHg=1．01×10⁵Pa（其值随着外界大气压的变化而变化）

　　（4）说明：

　　A、实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。

　　B、本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10．3m。

　　C、将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。

　　D、若外界大气压为H cmHg，试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银）。

    H cmHg?  （H+h）cmHg