内容正文:
专题13 固体压强和液体压强
模型归纳
一、压力与重力的区别与联系
区别
压力
重力
产生原因
相互接触的两个物体相互挤压而产生的
物体由于受到地球吸引而产生的
方向
垂直指向受力物体(只有接触面为水平方向时,方向才竖直向下)
竖直向下
施力物体
挤压它的物体
地球
作用点
受力物体的表面
受力物体的重心
联系
压力可以由重力产生,也可以由其他力产生。只有当物体放在水平面上时,物体对水平面的压力在数值上等于重力,即F压=G。不能说“压力就是重力或者压力就等于重力。”
二、压强
定义
物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
公式
单位
(1)单位是帕(Pa),1 Pa=1 N/m2 (2)1 MPa = 103 kPa = 106 Pa。
压强与压力的区别
(1)压强是表示压力作用效果的物理量,压力作用效果越明显,压强就越大。(2)压力的大小与受力面积无关,而压强的大小等于单位面积上压力的大小,因此压强不但与压力的大小有关,还与受力面积的大小有关。
三、探究影响压力作用效果的因素
实验目的
探究压力的作用效果可能与压力的大小、受力面积有关
实验装置
实验器材
小桌子、砝码、海绵
实验步骤及实验分析
实验1:探究压力的作用效果与压力的大小是否有关
(1)把小桌放在海绵上,观察海绵被压下的深浅;
(2)在小桌上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅。
实验分析:若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压力的作用效果与压力的大小有关。
实验2:探究压力的作用效果与受力面积是否有关
(1)把小桌正面朝上放在海绵上,在小桌上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅;
(2)把小桌翮过来,桌面朝下,在小桌上放一个个砝码,观察海绵被压下的深浅。
实验分析:若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压力的作用效果与受力面积有关。
实验结论
在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
四、液体压强
产生原因
(1)液体受重力作用,对支撑它的容器底有压强。
(2)液体具有流动性,对阻碍它流散开的容器壁也有压强。
(3)液体由于具有流动性而在液体内部相互挤压,因此液体部向各个方向都有压强。
特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直;
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
(3)液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。
计算公式
注意∶应用p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一取国际单位。
其中ρ—kg/m3,g—N/kg,h—m,p—Pa。
对公式的理解
(1)从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状均无关。
(2)液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力,只有柱形容器(圆柱、正方体、长方体)放到水平面上,液体对容器底部的压力才等于液体的重力(F=G)。
五、连通器
定义
上端开口,下部相连通的容器。
特点
连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各容器中的液面高度总是相同的。连通器中深度相同的各点压强相同。
应用
茶壶、船闸、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等都是根据连通器的原理来工作的。
六、探究液体压强与哪些因素有关
实验目的
探究液体压强与液体的深度是否有关
探究液体压强与液体的密度是否有关
实验装置
改变量
压强计探头在液体内部的深度
密度不同的液体
不变量
液体的密度,压强计探头的方向
压强计探头在不同液体中的深度和方向
操作步骤
(1)将U形管压强计的探头放人水中深度为H处,观察并记录U形管两侧液面的高度差△h1
(2)保持探头方向不变,改变探头在水中的深度,观察并记录U形管两侧液面的高度差△h2
(2)保持探头方向不变,将探头伸入密度不同液体中深度H处,观察并记录U形管两侧液面的高度差△h3
实验分析
若△h1≠△h2 ,则液体压强与液体的深度有关
若△h1≠△h3 ,则液体压强与液体的密度有关
实验结论
在同种液体的同一深度处,液体对各个方向的压强都相等;在同种液体内部,深度越深,液体压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大
方法归纳
1.减小压强方法
(1)压力一定,增大受力面积;
(2)受力面积一定,减小压力;
(3)同时减小压力,增大受力面积。
应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较