内容正文:
专项三 力学
重难点10 压强
【知识梳理】
1.压力与重力的区别与联系
物理量
大小
方向
作用点
性质
联系
压力
与重力大小无必然联系
垂直于物体表面,指向被压物体
相互接触的面
弹力
当物体静止在水平地面时,对地面的压力的大小等于物体的重力。
重力
G=mg
竖直向下
重心
引力
2.压强(p):压力与受力面积的比值。公式p=。p-压强,单位:帕斯卡(Pa)。F-压力,单位:牛顿(N)。S-受力面积,单位:平方米(m2)。压强的其它单位:1N/m2=1Pa。1hPa=100Pa。1kPa=1000Pa。1MPa=106Pa。
3.增大(减小)压强的途径:(1)增大压强:在S一定时,增大压力F;在F一定时,减小S。或者增大压力的同时,减小受力面积。(2)减小压强:在S一定时,减小压力F;在F一定时,增大S。或者减小压力的同时,增大受力面积。
4.液体压强的特点:在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小相等;液体内部的压强随深度飞增加而增大。公式:p=ρgh。ρ-液体的密度,单位:kg/m3。g-重力常数,等于9.8 N/kg(或10N/kg)。h-深度,单位:m。
在探究液体压强的大小实验中,要运用控制变量法和微小压强计。
5.固体和液体压强、压力计算的公式比较
物理量
固体
液体
压力
一般地,由重力产生F=G=mg
F=pS=ρghS
压强
p=F/S
p=ρgh
6.液体对容器底部的压力与液体的重力的关系
容器形状
压力与重力的关系
F<G
F=G
F>G
7.连通器原理:连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面相平。船闸是连通器的应用之一。
8.气体压强。气压与海拔高度有关:海拔越高,气压越低。气压与天气有关:当气压降低时,常伴有多云天气。
9.标准大气压(atm):1标准大气压相当于760mm水银柱产生的压强。1atm=1.01×105Pa。
10.流体流速与压强的关系。伯努利原理:对于流动的液体和气体,在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。飞机的机翼就是依据这个设计的。
【易混淆点】
1.压力不一定是由物体受到的重力引起的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
2.受力面积,指相互接触的面积,不要错认为受力面积就是物体的某一面的表面积。
3.液体的深度,是从液体的自由液面为起点,到液体内部某处的距离,不是从容器底部开始向液面度量。
4.连通器中液面相平是由条件的:装同种液体,液体处于静止状态。
5.马德堡半球实验是验证大气压存在的实验;托里拆利实验是测量大气压大小的实验。
6.流体在流速大的地方,压强小;在流速小的地方,压强大。
7.液面气压越高,液体沸点越高。
【典例分析】
【例1】(2020广元11)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两圆形平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。容器对桌面的压力分别为F甲、F乙,液体对容器底部的压力分别为
、
。下列关系正确的是( )
A. F甲>F乙
B.
>
C. F甲<F乙 D.
<
【答案】B
【分析】AC.容器对水平桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和;因两种液体的质量相等,则液体的重力相等,容器的底面积和质量都相同,它们对桌面的压力F甲=F乙,AC错。
BD.甲容器是柱形容器,容器底部受到液体的压力甲等于液体的重力;乙容器上面粗、下面细,一部分液体压在容器的侧壁上,容器底部受到液体的压力F乙′小于容器中液体的重力,所以F甲′>F乙′,B正确,D错。选B。
【思路小结】计算比较压强时,要注意区分是液体压强,还是固体压强,二者计算的方法不同。对于在水平面上的物体,压力等于自身重力,受力面积为相互接触的面积。液体压力要根据F=pS计算,一般不等于自身的重力。
【例2】(2020南京27)小明和小华利用压强计、刻度尺和装有适量水的容器,探究液体内部压强与深度的关系,如图所示:
(1)图甲中金属盒在水中的深度为______cm;
(2)比较两图可知,液体内部压强随深度的增大而______;
(3)比较两图,小明认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小。为研究此问题,小华在乙图中保持金属盒的位置不变,往容器内加水,当水面到容器底的距离L满足条件:______,对比甲图,可说明小明的观点是错误的。
【答案】(1)7 (2)增大 (3)L≥18cm
【分析】(1)图甲中金属盒在水中的深度为:16cm-9cm=7cm。
(2)比较两图可知:同种液体,深度越深,压强越大,可得到液体内部的压强随深度的增大而增大。
(3)图甲中金属盒在水的深度