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2024年中考科学专题复习——固体压强、液体压强 大气压强
一、固体压力和压强
1、压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。
①压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的重力G。
图一:水杯对桌面的压力竖直向下
图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下
图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左
②固体可以大小、方向不变地传递压力。
2、压强公式:p=——适用于任何固体、液体和气体(已知任意2个量可以求出第3个量)
3、形状规则的柱形物体(如圆柱体)放在水平面上时产生的压强:
设圆柱体的底面积为S,高为h,则有:p======ρhg
从上述推导过程和结论可知,柱状物体对地面产生的压强与物体的密度ρ和高度h有关。
说明 ①公式中的S指实际的受力面积而不是物体的底面积。
②做计算题时要求单位统一,p—帕,F—牛,S—米2。
4、增大和减小压强的方法
(1)增大压强的方法:增大压力;减小受力面积。
(2)减小压强的方法:减小压力;增大受力面积。
二、液体压强
1、液体压强
产生的原因
由于液体受到重力作用,且具有流动性
探究影响液体内部压强大小的因素
探究方法:由于液体压强的大小与多个因素有关,故在探究时采用控制变量法;实验中液体压强的大小是通过U形管两边的高度差来反映,这种研究问题的方法为转换法
实验结论:①水和其他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
②在同一深度,液体内部各个方向压强相等(ABC三图);
③液体的内部压强随深度的增加而增大(BD二图);
④液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大(EF二图)。
计算
公式
p=ρgh,其中ρ表示液体的密度、h表示液体的深度。因此液体压强只与液体密度和液体深度有关,而与液体的重力、容器的底面积、容器形状均无关。
2、容器底部压力和重力的大小关系
液体对容器底部的压力并不一定等于液体自身的重力。下面三种情况,液体对容器底的压力F与液体重力G液的大小关系不同。
对乙、丙两种情况,要算液体对容器底部的压力,应先利用p=ρhg算出容器底部所受的压强,再利用公式F=pS算出容器底部受到的液体的压力。
3、连通器
连通器:上端开口,下部相连通的容器。
(1)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平(如图所示)。
(2)连通器的应用: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。
三、大气压强
定义
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压,一般用p0表示
产生的原因
①空气受重力的作用②气体具有流动性
实验
最早验证大气压存在的实验是马德堡实验
最早测量大气压强值的实验是托里拆利实验
特点
①空气内部向各个方向都有压强
②气压随高度的增大而减小,晴天大气压比阴天高,冬天的气压比夏天的气压高
测量工具
气压计
应用
吸饮料、输液、活塞式抽水机和离心式水泵等
1、大气压的测量——托里拆利实验
实验过程
测量结果
1标准大气压:p0=760 mmHg=76cmHg=1.013×105Pa,与管的粗细、是否倾斜无关。
实验
拓宽
(1) 如果玻璃管倾斜,水银柱是变长了,但竖直的高度不变(如图丙);
(2) 改变玻璃管的粗细,管内水银柱的竖直高度保持不变(如图乙和丙);
(3) 若玻璃管内混入了空气,则水银柱的竖直高度将减少。
2、利用二力平衡的知识“粗测大气压值”的实验
利用吸盘测大气压用如图所示——原理:P=
步骤①、测出吸盘的直径D;
步骤②、用水湿润吸盘后,把吸盘用力压在玻璃上并排出吸盘内的空气;
步骤④、轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子、吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为G;
步骤④、计算出吸盘的受力面积为;根据受力平衡:大气压力F=G,根据P==
注意用水湿润吸盘的目的:①防止漏气; ②尽量将吸盘内空气排尽,否则结果明显偏小。
3、大气压的几个知识点:
①大气压与海拔高度的关系:随着高度的增加大气压反而减小。
②气体压强跟流速的关系:气体的流速越大,压强越小;气体的流速越小,压强越大。
③大气压与天气、气候的关系:冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天高。
④气压和风:大气运动总是从气压高的地方流向气压低的地方。
大气压是变化的,但标准大气压是个定值,p0=1.01×105 Pa,是固定不变的,不要把大气压和标准大气压混淆。
1、 固体压强 题型一:压力
[典例1]我们知道,一对作用力与反作用力总是大小相等,方向相反。如图所示,重15N的长方体物块甲放在水平桌面