内容正文:
专题09 压强和浮力
考点总结
考点一、压力
垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
1.产生的条件:相互接触的两个物体相互挤压。例如:静止在地上的篮球和地面间有相互挤压的作用,篮球对地面有压力;静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压,所以没有压力。
2方向:与受力物体的受力面垂直,并指向受力面,由于受力物体的受力面可能是水平面,也可能是竖直面,还可能是角度不同的倾斜面,因此压力的方向没有固定指向,它可能指向任何方向,但始终和受力物体的受力面相垂直。
3.单位:牛顿,符号:N
4.压力和重力的区别如下:
压力
重力
施力物体
物体
地球
受力物体
支持物
物体
大小
决定于相互挤压所发生形变大小
G=mg
方向
垂直于受力物体表面,并指向受力面
竖直向下
作用点
在支持面上
物体重心
力的性质
接触的物体间相互挤压而发生形变产生的,属于弹力
来于万有引力,是非接触力
受力示意图
考点二、压强
表示压力作用效果的物理量。
1.压力的作用效果与压力和受力面积有关。
探究实验
提出问题:压力的作用效果跟什么因素有关。
猜想和假设:跟压力的大小有关,跟受力面积的大小有关。
进行实验:
① 照图甲那样,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度;
②再照图乙那样,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度;
③ 再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。
实验步骤①、②是受力面积一定,改变压力的大小,步骤②、③是压力一定,改变受力面积。
实验结果:泡沫塑料被压下的深度与压力的大小和受力面积的大小有关。压力越大,效果越明显,受力面积越小效果越明显。
2.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
3.计算公式及单位
①公式:(定义公式)
②单位:国际单位为帕斯卡(Pa),简称帕。
1Pa=1N/m2。表示1m2面积上所受的压力是1N,Pa是一个很小的单位,一张报纸平放时对桌面的压强约1Pa。实际应用中常用千帕(kPa) 兆帕(MPa)作单位,气象学中常用百帕(hPa)作单位,换算=,,。
4.注意:压强大小是由压力和受力面积共同决定的,不仅仅决定于压力大小。压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强p和F、S之间有着密切联系,在S一定时,p与F成正比,在F一定时,p与S成反比。
考点三、增大和减小压强的方法
在生活中我们常常会遇到要增大或减小压强的问题,根据影响压强大的两个因素,可以从两个方面来增大或减小压强。
要点诠释:
1.增大压强的方法
2.减小压强的方法
考点四、气体压强
1.产生原因
气体受到重力,且有流动性,故能向各个方向对浸于其中的物体产生压强。
2.历史上最早证明大气压强存在的实验
马德堡半球实验。
3.首次准确测出大气压数值的实验:托里拆利实验
△注意一标准大气压等于76cm高水银柱产生的压强,即 p0=1.013×105Pa,在粗略计算时,一标准大气压可以取1×105Pa帕斯卡, 约支持10.3m高的水柱。
4.影响大气压的因素
高度:大气压随高度的增加而减小,在海拔2000米内,大约每升高12m,大气压下降133Pa。
温度、湿度:在地面附近,温度越高,大气压越低;湿度越大,大气压越低。
5.大气压与沸点的关系:液体的沸点随液体表面的气压增大而增大。
(如在高山上,气压低,液体沸点低,煮饭不容易熟;高压锅内气压高,沸点高,食物更容易熟)
6.气压与体积关系:在温度不变的条件下,一定质量的气体,体积减小压强就增大,体积增大压强就减小。
考点五、流体压强与流速的关系
1.流体流速大的地方,压强小。
2.飞机的升力
(1)飞机的机翼与空气流动速度:飞机的机翼一般做成上凸下平的形状,机翼的形状决定机翼上下表面空气流动的速度,从机翼横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线、飞机飞行时,空气与机翼发生相对运动,由于机翼上方的空气要比下方的空气运行的路程长,所以机翼上方的空气流动比下方要快。
(2)升力的产生:从机翼上方流过的空气通过的路程长,速度大,从机翼下方通过的空气通过的路程短、速度慢;于是空气对机翼上表面的压强小,对下表面的压强大,机翼上下表面所受压力差的方向竖直向上,这个压力差就叫“举力”,又叫飞机的“升力”,飞机起飞前要在跑道上加速滑行一段距离,直升飞机起飞前螺旋桨要高速旋转一段时间,两者都是为了获得较大的升力以升上高空。
3.生活中跟流体的压强与流速相关的现象
(1)窗外有风吹过,窗帘飘向窗外;过堂风把衣柜吹开;
(2)汽车开过后,两侧的尘埃向中间靠拢;路边的树叶向中间靠拢;
(3)踢足球时的“香蕉球”;
(4)打乒乓球时发出的“旋转球”;
(5)大海中漩涡中心向下凹;