内容正文:
第九章 压强(解析版)
一、知识网络
二、知识点概览
★知识点一:压力
1.概念:垂直作用在物体表面上的力。如下图所示:
物体间由于挤压而垂直作用在物体表面的力叫压力。
2.正确理解压力
(1)压力是与物体形变相关的一种弹力。
(2)压力发生在相互接触并挤压的两个物体之间。
(3)压力的方向总是垂直于接触的表面,且与施力物体的方向相反,与受力物体的方向相同。
3.压力与重力
(1)对比
项目
压力
重力
示意图
施力物体
被支持物体(物体A)
地球
受力物体
被压物体(物体B)
物体自身(物体C)
力的方向
垂直于接触面,指向被压物体
竖直向下
力的大小
与挤压程度有关
G=mg
力的性质
弹力
引力
(2)压力大小与重力的几种常见关系
重力可以使物体产生压力,但压力并不是重力,压力有时与重力无关。
★知识点二:压强
1.实验:探究影响压力作用效果的因素
【猜想与假设】蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大,却能轻易刺破皮肤;骆驼虽重,但不会深陷在沙漠中。由此猜想:压力作用的效果除了与压力的大小有关,还与受力面积有关。
【设计实验】
如图所示,只改变某一个影响因素,观察压力作用的效果。
【进行实验与收集证据】
(1)如图甲所示,把小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
(2)如图乙所示,将砝码放在小桌上,观察海绵的凹陷程度。
(3)如图丙所示,把小桌倒放在海绵上,再将砝码放在小桌上,观察海绵的凹陷程度。
【分析论证】
(1)比较甲、乙两图可知:当受力面积相同时,压力越大,海绵凹陷的程度越大,即压力作用的效果越明显。
(2)比较乙、丙两图可知:当压力相同时,受力面积越小,海绵凹陷的程度越大,即压力作用的效果越明显。
【实验结论】
压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。当受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力作用的效果越明显。
2.比较压力作用效果的方法
(1)当受力面积相同时比较压力的大小。
(2)当压力相同时比较受力面积的大小。
(3)当压力和受力面积都不相同时,比较压力与受力面积之比。
3.压强
(1)概念:物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强,用p表示。
(2)公式:
F——表示压力(单位:N),S——表示受力面积(单位:m2),p——表示压强(单位:N/m2)
(3)单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa。1Pa=1N/m2。
(4)物理意义:表示压力的作用效果,在数值上等于物体单位面积所受的压力。
4.规则柱体压强的计算
(1)公式推导
规则柱体压强的计算如图所示,设柱体的高为h,密度为p,底面积为S,则柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强为:
(2)单位:ρ——kg/m3,g——N/kg,h——m,p——Pa。
在求解密度均匀、形状规则的实心柱体垂直作用于水平面上的压强时,利用公式p=pgh非常快捷、准确、方便。
★知识点三:增大或减小压强的方法
1.减小压强的三种方法
(1)当压力F一定时,增大受力面积S;
(2)当受力面积S一定时,减小压力F;
(3)同时减小压力F和增大受力面积。
2.增大压强的三种方法
(1)当压力F一定时,减小受力面积S;
(2)当受力面积S一定时,增大压力F;
(3)同时增大压力F和减小受力面积。
★知识点四:液体压强的特点
1.实验探究:
实验一
现象:橡皮膜向下凸出。
分析:液体由于受到重力作用,对底部的橡皮膜产生压力,使橡皮膜向下凸出。
结论:液体对容器底部有压强。
实验二
现象:橡皮膜向外凸出。
分析:液体具有流动性,对阻碍它流动的侧壁产生压力,使橡皮膜向外凸出。
结论:液体对容器侧壁有压强。
归纳总结:液体内向各个方向都有压强。
2.液体压强产生的原因
(1)液体由于受到重力,对支持它的容器底部产生压强。
(2)液体由于具有流动性,对阻碍液体流动的侧壁产生压强。
3.液体压强计
(1)作用:测量液体内部压强的仪器。
(2)结构:由U形管、橡皮管、探头和橡皮膜组成。
(3)原理:当探头上的橡皮膜受到压强时,U形管左右两侧的液面出现高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小;液面的高度差越大,橡皮膜所在处的压强就越大。
(4)使用
①使用前,观察U形管两侧的液面是否在同一高度。若不在同一高度,则应将橡皮管拔出,再重新安装。
②检查气密性:用手指轻轻按压橡皮膜,观察U形管液面左右跳动是否灵敏。若跳动不灵敏,则气密性差。
③将探头侵没在液体中,观察U形管两侧液面的高度差。
4.实验:探究液体内部的压强与哪些因素有关?
【提出问题】液体内部的压强与哪些因素有关?
【猜想与假设】液体的压强可能与液体的方向、深度、液体的密度等因素有关。
【设计实