内容正文:
第十讲:压力与压强
【知识点梳理与归纳】
一、压力
压在物体表面上的力叫压力。压力的受力物体是受压面,压力的方向垂直指向受压面。
二、压强
1.物体单位面积上受到的压力叫压强。通常用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,压强的公式可以写成p=。
2.在国际单位制中,力的单位是N,面积的单位是m2,压强的单位是N/m2;压强单位的名称叫帕斯卡,简称帕,1Pa=1N/m2。
3.在受力面积一定时,压力越大,压强的作用效果越明显,此时压强与压力成正比。在压力不变的情况下,增大受力面积可以减小压强;减小受力面积可以增大压强,此时压强与受力面积成反比。
整理成表格如下所示:
压力
压强
定义
垂直压在物体表面上的力
物体在单位面积上受到的压力
物理意义
物体表面所承受的使物体发生形变的作用力
描述压力的作用效果
公式
F=pS
单位
牛顿(N)
帕斯卡(Pa)(1Pa=1N/m2)
大小
有的情况下与物重有关,一般情况下与物重无关
不但与压力的大小有关,而且与受力面积的大小有关
液体对容器底部
F=pS
p=ρgh(h:容器中某点到液面的竖直距离)
压力与重力的区别
压力的作用点在作用面上,方向垂直指向作用面。重力的作用点在物体的重心,方向竖直向下。只有当物体放在水平面上时,压力的大小才有可能等于物体的重力,其他情况下压力的大小一般不等于重力。
三、液体压强
1.液体的压强公式为p=ρgh。液体内部的压强只与液体的密度、液体的深度有关,而与容器的形状、底面积、液体的体积、液体的总重无关。
2.公式p=ρgh的适用范围。
公式p=ρgh只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生的压强p也恰好等于ρgh,例如:将一密度均匀,高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强p==ρgh。但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生的压强都可以用p=ρgh来计算。对液体来说,无论容器的形状如何,都可以用p=ρgh计算液体内某一深度的压强。
3.公式p=ρgh和的区别和联系。
是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体,还是气体都是适用的;而p=ρgh是通过公式结合液体压强的特点推导出来的,常用于计算液体的压强。
4.由于液体具有流动性,所以液体内部的压强表现出另外一个特点:液体不但对容器底有压强,而且对容器侧壁也有压强,侧壁某一点受到的压强与同深度的液体的压强是相等的,同样利用公式p=ρgh可以计算出该处受到的压强大小。
*易考点
1.压力的概念、三要素及影响压力作用效果的因素。
2.压强的概念,压强的定义式与推导式,压强在生产生活中的应用。
3.固体压强与液体压强的区别。
【考点与例题分析】
考点一 压力、重力与压力的区别、重力和压力的示意图
例1、如图所示分别是四位同学画的重力G与压力F的示意图,其中正确的是( B )。
(思路点拨:压力与重力不同,数值上也不一定等于压力。压力是垂直作用在物体表面上的力,压力的方向与接触面相垂直,作用点在接触面上;重力则是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向竖直向下,重力的作用点在重心。只有放在水平面上的物体,物体对水平面的压力才等于重力。)
考点二 固体对水平地面的压强
例2、 如图所示,甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等,则甲、乙、丙对地面压力最大的是 甲 (填“甲”、“乙”或“丙”,下同)。如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个正方体对水平地面的压强最大的是 丙 。
(思路点拨:由图可知三个实心正方体的受力面积关系为S甲>S乙>S丙,而三个实心正方体对水平地面的压强相等,根据F=pS可知,甲正方体对地面的压力最大。正方体上放一个质量为m的铜块时,对地面的压力为F′=pS+mg,对地面的压强为p′=三个实心正方体上所放的铜块质量相等,且丙的受力面积最小,所以此时三个正方体对水平地面的压强最大的是丙。)
考点三 液体对容器底部的压力和压强
例3、【巴中】如图所示,放在水平桌面上的甲、乙两柱形容器都装有质量相同的水,水对容器底部的压力分别为F甲、F乙,水对容器底部的压强分别为p甲、p乙( C )。
A. F甲=F乙, p甲=p乙 B. F甲<F乙, p甲<p乙
C. F甲=F乙, p甲<p乙 D. F甲=F乙, p甲>p乙
(思路点拨:乙柱形容器中水的深度大于甲柱形容器中水的深度,根据p=ρgh可知,乙中水对容器底部的压强大于甲中水对容器底部的压强;水对容器底部的压力:F=G水=m水g,而两容器中水的质量相等,所以水对两容器底部的压力相等。)
考点四 物体压强的比例计