内容正文:
专题04 固体压强和液体压强
考前必备
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、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)。
四、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。
考点突破
考点01 压力与压强
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。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。
【典例1】(2023春•安达市期中)用竖直向上30N的力提静止于水平地面重50N的物体,则物体对地面的压力是( )
A.20 N B.30 N C.50 N D.80 N
【答案】A
【分析】对物体进行受力分析,根据物体的运动状态利用平衡条件求出物体受到的支持力,然后求出地面受到的压力。
也可以直接利用力的合成求解。即压力等于重力与拉力之差。
【解答】解:物体受竖直向下的重力G=50N,竖直向上的拉力F=30N,竖直向上的支持力F支作用而静止,处于平衡状态,由平衡条件可得:G=F支+F,∴F支=G﹣F=50N﹣30N=20N,由于物体间力的作用是相互的,地面对物体有一个支持力,物体对地面有个压力,它们大小相等,所以物体对地面的压力为20N。故选:A。
【点评】本题是一道基础题,熟练应用平衡条件、知道物体间力的作用是相互的,物体间相互作用的力大小相等时是正确解题的关键,知道也可以直接利用力的合成求解。
【典例2】(2023•长沙期中)大郡体重为60kg,穿“42码”的鞋子。“42码”换算成长度就是26cm,据此估计大郡站立在地面时对地面的压强最接近( )
A.1.2×102Pa B.1.2×103Pa C.1.2×104Pa D.1.2×105Pa
【答案】C
【分析】根据生活经验估计鞋子的宽,根据数学知识计算鞋子的面积,根据G=mg计算大郡的重力,站在地面上时,对地面的压力等于重力,根据p计算压强。
【解答】解:鞋子的宽度约10cm=0.1m,则“42码”鞋子的面积S0=0.26m×0.1m≈0.026m2,大郡的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,站在地面上时对地面的压力F=G=600N,对地面的压强p1.15×104Pa,故ABD错误,C正确。
【点评】本题为近似计算,要求学生能够估测出鞋子的面积,能够根据压强的公式进行计算,属于基础题。
【典例3】(20