内容正文:
专项三 力学
重难点12 气体和流体产生的压强
【重点知识梳理】
12.1气体压强存在的实例与常见的应用
1.存在的实例:①马德堡半球实验;②瓶吞鸡蛋实验;③覆杯实验等。
2.常见的应用:①吸管吸饮料;②人呼吸;③拔火罐;④钢笔吸水;⑤针管吸药液;⑥塑料吸盘等。
12.2气体压强的测量
1. 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。
2. 托里拆利实验中水银柱高度的变与不变
序号
情形
测量值变化情况
1
改变玻璃管的粗细与形状
不变化
2
玻璃管口离水银面浅一些与深一些
不变化
3
水银槽中水银多一些与少一些
不变化
4
玻璃管略微倾斜一些
不变化
5
玻璃管底部有少量空气
变小
6
在高山底与在高山上做实验
变小
7
在地面做实验与地面下的深井中做实验
变大
8
在玻璃管顶部开一小孔
液面下降至与水银槽中水银相平
9
在玻璃管的中间不开一小孔
小孔以上部分升到管顶部,以下部分下降直到与槽内水银面相平
10
当地气压升高(降低)
变大(小)
11
玻璃管严重倾斜
无法测出大气压值
12.3气压的变化
1.与海拔的关系:海拔越高,气压越低。
2.与天气、季节的关系:一般晴天比阴天高;冬季比夏季高。
3.沸点与气压的关系:液体的沸点随气压的增大而升高。应用:高压锅等。
4.气压与体积的关系:质量和温度不变时,气体的体积越大,气压越低。应用:打气筒等。
12.4流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
【难点知识突破】
12.1气压的变化与测量
1. 托里拆利实验中出现的变化如上表所示,理解记忆,结合实际分析即可。
【例题分析】
【例1】用托里拆利实验测定大气压的数值(玻璃管内水银面上方是真空)。下列过程会导致测量数值发生变化的是( )
A.将实验从山下移到山上 B.使玻璃管稍下降一点
C.使玻璃管稍倾斜一点 D.换用稍粗点的玻璃管
【答案】A
【解析】托里拆利实验测定大气压的实验中,会导致示数变化的有:海拔高度;大气压;管底不是真空;试管倾斜得较厉害;顶部或中部开孔等。A正确,选A。
2.对于其它因素引起的变化,主要是海拔高度对气压的影响。海拔越高,气压越低。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。液体的沸点随气压的升高而升高。高压锅就是利用这个原理,通过增大锅内的气压,提高沸点,使食物易熟。
【例2】(2021重庆)“沿洄划转如旋风,半侧船头水花没”,这是描写船过漩涡时,漩涡中心流速大,中心的水压___________(选填“大于”或“小于”)周围的水压而造成的惊险情景;峨眉山顶“煮米不成饭”,是因为峨眉山顶气压___________(选填“高”或“低”),水的沸点低造成的。
【答案】小于 低
【解析】流体流速大的地方压强小,船过漩涡时,漩涡中心流速大,压强小,中心的水压小于周围的水压。海拔越高,气压越低,峨眉山上的大气压比平原上的要低;又因为液体沸点随液面上气压的减小而降低,所以在峨眉山顶水的沸点低于100℃,在峨眉山顶用普通锅煮饭,往往不熟。
3.其它方法粗略测量大气压:常见的有利用皮碗和针筒。这里一定要注意尽可能将它们里面的空气排除干净,以减小误差。造成实验误差过大的主要原因有:①空气未排好;②测量面积有误差;③承受的重力测量有误差。
12.2应用流体压强与流速关系解释现象
分析这类问题,首先要明确:流速大的地方,压强小。再结合受力面积与压强的关系,分析压力的变化,最后根据力与运动的关系分析。
【例题分析】
【例3】(2021·四川凉山彝族自治州·中考真题)观察图甲中汽车的外形可知,若汽车在水平路面上急速行驶,由于车上、下表面空气的流动速度不同,车对地面的压力会______(选填“变大”“变小”或“不变”),从而使车与地面之间的摩擦力______(选填“变大”“变小”或“不变”),车容易失控。为了避免发生上述意外情况,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的______(选填“A”或“B”)。
【答案】变小 变小 B
【解析】汽车在水平路面上急速行驶,由图甲可知,相同时间内汽车上表面空气通过的路程较长,根据v=s/t可知:汽车上表面空气的流动速度大于下表面流动的速度,因气体流速大的地方压强小,故汽车上表面受到的压力小于下表面受到的压力,汽车产生向上的升力,汽车对地面的压力会变小。
因在接触面粗糙程度相同时,压力越小,摩擦力越小,根据汽车对地面的压力会变小,从而使车与地面之间的摩擦力变小,车容易失控