内容正文:
压强
一、知识梳理
知识点一、压力:
1.定义:垂直压在物体表面的力叫压力(必须要接触);
2.方向: 垂直接触面 且指向受压的物体;
3.作用点:作用在受力面上(接触面处)。
4.大小:通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力等于物体的重力:
即 F = G = mg
5.重为G的物体在承受面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小:
分类
直接放置
水平受力
竖直下压
竖直上拉
顶在顶板
压在墙上
受力情况
压力
G
G
G+F
G-F
F-G
F
6.作用效果:使物体发生形变。
7.影响压力的作用效果的因素:压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关。
(1)受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(2)压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
知识点二、压强(固体压强):
1.压强的物理意义:压强是表示 压力作用效果 的物理量。
2.压强定义:物体 单位面积上 受到的 压力 叫压强,用符号 Pa 表示。
3.压强公式:;
其中各量的单位分别是:
①P:压强——帕斯卡(Pa);②F:压力——牛顿(N);③S:受力面积——米2(m2)。
4.单位: 帕斯卡(Pa) 1Pa = 1N/m2
1N/m2意义:表示物体(地面、桌面等)在每平方米的受力面积上受到的压力是1牛顿。
①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 ;
说明:受力面积是指两物体的接触部分(两接触面中最小的)。
②柱体对地面的压强: P=ρgh (如:圆柱体、正方体、长放体等)。
5.增大压强的方法:
① 增大压力 ; 举例: 用力切菜易切断 、 压路机滚筒很重 ;
② 减小受力面积 ; 举例: 磨刀不误砍柴功 、 缝衣针做得很细 ;
6.减小压强的方法:
① 减小压力 ; 举例: 车辆行驶要限载 、 楼房墙面用空心砖 ;
② 增大受力面积 ; 举例: 铁轨铺在路枕上 、 坦克安装履带 、 书包带较宽 。
知识点三、液体压强
1、液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用且液体具有流动性。但液体压强的大小与液体重力大小无关,即一定重力大小的液体可以产生不同的压力、压强。
2、探究液体内部的压强的工具:U形管压强计
原理:当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形管两边的液面出现高度差;压强越大,液面的高度差也越大。
3、液体内部压强的规律:
· 液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
· 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
· 同种液体,液体的压强随深度的增加而增大;
· 不同液体同一深度处,密度大的液体产生的压强大。
4、液体压强公式:p=ρgh (统一国际制单位p:Pa;ρ:kg/m3;g:N/kg;h:m)
(1)公式的适用范围为:只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强。
注意:尽管有时固体的压强恰好等于p=ρgh(直柱体),但这只是一种特殊情况,绝不能由此认为固体由于自身重力而产生的对支持面的压强都可以用来p=ρgh计算。
(2)理解公式的物理意义:公式中的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液体受到的外加压强。
液体内部的压强只跟液体的密度、深度有关,而跟液体的体积、质量、重力、容器底面积、容器形状均无关。
(3)公式中的“h”表示深度,不能理解为高度。h是指从自由液面到所求压强处之间的竖直距离。
(4)对于规则的侧壁竖直的容器,底部受到的压强用公式和p=ρgh计算结果一致;对于其他不规则的容器,计算液体压强一定要用p=ρgh否则会出现错误。
(5)计算液体对容器底的压力和压强问题:
① 确定压强p=ρgh; ② 确定压力F=pS
(6)几种情况下液体对容器底部的压力与重力的关系:
5、 连通器:
定义:上端开口,下部相连通的容器,连通器中的各容器的形状不受限制,既可以是直筒的,又可以是弯曲的,各容器的粗细程度也可以不同。
原理:连通器里只有一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平。
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。
知识点三、气体的压强与流速关系的实验
实验操作及现象:用双手分别捏着两张纸条的一端,使它们垂挂在胸前。沿两张纸条的中间向下吹气,当吹气时,两张纸条内侧气体流速较大,两张纸条向中间合拢。
实验结论:气体的流速越大,压强越小;气体的流速越小,压强越大。
知识点四 、气体压强与流速关系的应用
(1)在火车站站台候车时,应站在安全线以外。
(2)飞机起飞前,先在跑道上滑行一段距离。
(3)液体的压强与流速的关系:跟气体的压强与流速的关系一样,液体的压强也