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帕斯卡 |
帕斯卡（BlaisePascal,1623～1662）法国数学家、物理学家、哲学家，1623年出生于克莱蒙费朗，后迁居巴黎。父亲是著名的数学家。他从小学习优异，善于思考，对数学和物理特别爱好，人称为神童。16岁就参加了巴黎的数学与物理学界的学术活动，并发表第一篇论文《圆锥曲线论》，提出的定理成为后来投影几何的基本定理之一（“圆锥曲线内接六边形的三对边交点共线“）。在大家听了他的当面论述后，才相信该论文不是他父亲代劳的。18岁时他创制了第一架机械式计算器。曾发表过一些有关算术级数和二项式系数的论文，例如在《论算术三角形》的论文中提出二项式系数的三角形排列法（这一三角形已由我国杨辉早在1261年《详解九章算法》中得出）。他还是概率论的创始人之一。 他在物理学上的主要贡献是对大气压强和流体静力学的研究。当托里拆利1643年的真空实验传到法国后，帕斯卡在1646年重复其实验获得成功（需要有优质玻璃管）。他还把12米长的玻璃管固定在船的桅杆上用水和葡萄酒做托里拆利实验。人们原以为葡萄酒中含有“气”元素，因此酒柱会比水柱短。但因为酒的密度比水小，结果酒柱比水柱还要高。1647年他发表了《关于真空的新实验》一书。1646～1651年他还在巴黎、多姆山等地的多次试验中证实了大气压强随高度的增加而减小，并与当地气象条件有关，从而预示了利用气压计预报气象的前景。 帕斯卡还从力的平衡的观点进一步研究了流体的平衡。他说山顶气压计实验“使我亲眼看到了自然界中最轻的流体空气和最重的流体水银之间的平衡”。 在他逝世后第二年（1663）出版的《论液体平衡和空气的重量》中，分别论述了流体静力学和气体力学，书中提出了帕斯卡定律。他把封闭容器中每一部分都比作一部机器，其中各力的平衡，就像杠杆和其他简单机械一样，遵循着同样规律。他在这本书中曾写道：“使一百磅水移动一英寸，与使一磅水移动一百英寸显然是一回事”，从而提出了水压机的原理。他还详细证明了器壁上由于液重产生的压强仅与深度有关，从理论上解释了流体静力学佯谬。更可贵的是，他把实验作为科学推论的一个有机环节，强调在自然科学中实验才是唯一可以信赖的良师，用以批驳耶稣教会神父反对真空存在的论点。大气压强单位就是用帕斯卡命名的。 他从18岁起身体开始衰弱，以后一直疾病缠身，又由于父丧和一次突发的马车事故，打断了他在科学事业中的创造性才华。31岁时，他重新接受洗礼，后退隐于修道院，转而在神学、哲学（《思想录》，1670发表）上写作，1662年8月19日病逝于巴黎，终年39岁。 选自：《物理教师手册》 |
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
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
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