压强章节综合（提高）-- 2023-2024学年北师大版物理八年级下学期

压强章节综合（提高） 【学习目标】 1.理解压力、压强的概念，知道压强的单位； 2.知道增大减小压强的方法及应用； 3.能运用压强公式解决有关问题； 4.理解液体内部压强的特点； 5.知道连通器的原理及应用； 6.知道大气压现象，知道马德堡半球实验、托里拆利实验， 7.知道流体压强和流速的关系，能简单解释生活中的现象。 【知识网络】 【要点梳理】 要点一、压力 1.定义：压力是指垂直作用在物体表面上的力。 2.产生原因：由于物体相互接触挤压而产生的力。 3.方向：垂直于受力面，指向被压物体。 要点诠释： 压力与重力的关系：压力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力图乙所示。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力图甲所示。 要点二、压强 1.定义：作用在物体上的压力大小与受力面积的比值叫做压强。 2.物理意义：压强是表示压力作用效果的一个物理量。 3.公式： p—表示压强，单位是帕斯卡； F—表示压力，单位是牛顿； S—表示受力面积，单位是平方米。 国际单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa。1Pa=lN/m2， 其物理意义是：lm2的面积上受到的压力是1N。 4.增大和减小压强的方法： (1)增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积。 (2)减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积。 要点诠释： 1.形状规则密度均匀的物体，压强的大小只与密度和高度有关，与质量和受力面积无关，如长方体、正方体圆柱体。 2.密度均匀的长方体放在水平面上，如果沿红线切去黄色部分，物体对水平面的压力、压强的变化。 （1）甲图中沿竖直方向切，压力变小，压强不变； （2）乙图中沿斜线方向切，压力变小，压强变大； （3）丙图中沿斜线方向切，压力变小，压强变小。 要点三、液体压强 1.液体压强的特点： (1)液体向各个方向都有压强。 (2)同种液体中在同一深度液体向各个方向的压强相等。 (3)同种液体中，深度越深，液体压强越大。 (4)在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。 2.液体压强的大小 ： (1)液体压强与液体密度和液体深度有关。 (2)公式： p——表示液体压强单位帕斯卡(Pa)； ρ——表示液体密度，单位是千克每立方米(kg/m3）； h——表示液体深度，单位是米(m)。 3.液体压强的几个概念： （1）液体对容器底部的压强： （2）液体对容器底部的压力： （3）容器对水平桌面的压力： （4）容器对水平桌面的压强： 4.液体重力与液体对容器底部的压力的比较： （1）敞口容器中图甲所示。根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强；再根据压强公式的变形，求出液体对容器底部的压力。。 （2）形状规则的容器图乙所示，根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强；再根据压强公式的变形，求出液体对容器底部的压力。。 （3）收口的容器图丙所示，根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强；再根据压强公式的变形，求出液体对容器底部的压力。。 5.连通器——液体压强的实际应用： (1)原理：连通器里如果只有一种液体，在液体不流动的情况下容器的各液面总保持相平。 (2)应用：水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。 要点诠释： 1.液体压强公式适用范围：这个公式只适用于计算静止液体的压强，不适用于计算固体的压强，尽管有时固体产生压强恰好也等于，例如：将一密度均匀，高为h的柱状体放在水平桌面上，桌面受到的压强：p＝＝＝，但这只是一种特殊情况，不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p＝来计算。但对液体来说无论液体的形状如何，都可以用Ｐ＝计算液体内某一深度的压强。 2.公式p＝中的“h”表示深度，不能理解为高。h是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。液面是指液体的自由表面，不一定是容器的上表面。如图所示，A、B、C三点的深度相同。 3.公式p＝和p＝的区别和联系，p＝是压强的定义式，也是压强的计算公式，无论对固体、液体、还是气体都是适用的。而p＝是通过公式p＝结合液体的具体特点推导出来的，只适合于 计算液体的压强。 要点四、大气压强 1.大气压产生的原因：由于重力的作用，并且空气具有流动性，因此发生挤压而产生的。 2.证明大气压存在：马德堡半球实验，覆杯实验，瓶吞鸡蛋实验。 3.大气压的测量： （1）托里拆利实验：实验方法：在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测出管内外水银面高度差约为76cm。 （2）气压计测量法： 　①气压计：测量大气压的仪器叫做气压计。 　②常见的气压计：水银气压计，金属盒气压计，水银气压计是在托里拆利管的旁边设置一根与玻璃管平行的刻度尺，当外界大气压变化时，从刻度尺上直接读出管内水银柱的高度。 　　水银气压计的测量结果较准确，但携带不方便。 　　实际应用中经常使用金属盒气压计，也叫无液气压计，它的主要部分是一个被抽成真空的，表面是波纹状的金属盒，用弹性钢片向外拉着金属盒，弹性钢片与指针相连。当外界大气压发生变化时，金属盒的凸凹程度就发生变化，通过弹性钢片带动指针转动，指示大气压的数值。 　　金属盒气压计携带方便，但测量结果不够准确。 4.影响大气压的因素： （1）大气压随高度的升高而降低。由于越向高空，空气越稀薄，空气的密度越小，所以大气压随高度的升高而减小，由于大气层密度变化是不均匀的，因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔2000m以内，大约每升高12m，大气压减小133Pa。 （2）天气、气候影响大气压：一般来说，晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高，大气越潮湿，气压越低。 5.大气压的应用：抽水机、离心式水泵等。 要点诠释： 1.计算大气压的数值：p0=p水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。 所以，标准大气压的数值为：p0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。 2.以下操作对托里拆利实验没有影响：（1）玻璃管是否倾斜；（2）玻璃管的粗细；（3）在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。 3.若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气，液体高度减小，则测量值要比真实值偏小。 4.这个实验利用了等效替换的思想和方法。 要点五、流体压强和流速 1.流体：气体和液体都具有流动性，统称为流体。 2.流体流速越大的位置压强越小： 　　　　　　　　　 3.机翼升力产生原因：上下表面的压强差。 　　　　　 4.小实验： 　　把乒乓球放在翻转的漏斗中，用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手，发现乒乓球没有掉下来。由物体的平衡条件可知，竖直方向除了受到重力以外，还由于乒乓球上表面的空气流速大从而使上方气压小于下方气压，这样空气就给了乒乓球一个向上的压力。使乒乓球不会掉下来。 　　同样道理，当对着两张纸的中间吹气，纸非但不会分开，反而靠的更近了。 　　　　　　　　　　　　　　　　 5.生活生产中的应用： 　　等车的时候人要站在安全线以外；汽车的整体形状类似飞机机翼，有助于减小汽车对地面的压力；鼠洞的通风系统；乒乓球的上旋和下旋等。 　　又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近，否则容易造成事故。 　　　　　 【典型例题】 类型一、压力、压强 1.一本物理书放在水平桌面上，如图所示，现用水平推力F将物理书缓缓推动，使其一部分露出桌面（但未倾翻），在此过程中，课本受到桌面的摩擦力和对桌面的压强的变化情况分别是（　　） A．不变 变大 B．变小 变大 C．变大 不变 D．变大 变小 举一反三： 【变式】一个长方体木块放在水平桌面的边缘，0为木块的中心，如图所示。木块重力为G，底面积为S，则下列说法不正确的是（　　） A.木块对桌面的压力为G B.木块对桌面的压强为G/S C.木块对桌面压力的受力面积小于S D.沿竖直方向将木块外侧的这一半切掉，此时木块对桌面的压强比原来小 2.如图所示，质地均匀的实心圆柱体A、B叠放在水平地面上，已知他们的密度之比ρA：ρB=1：3，底面积之比SA：SB=4：3，A对B的压强和B对地面的压强之比PA：PB=1：2，则他们的高度之比hA：hB为（　　） A.9:4 B.3:2 C.3:1 D.9:2 举一反三： 【变式】两个同种材料制成的正方体实心物体A、B。已知物A边长是物B边长的3倍，则当它们都放在同一水平面上时，对水平面的压强之比pA：pB=________。若A、B两物如图叠放在水平面上，则B物对A物的压强PB’与A物体对水平面的压强pA’之比是______。 类型二、液体压强 3.如图所示，粗细均匀并相同的两只试管，装入两种不同种液体，已知A液体对试管底部的压强大于B液体对试管底部的压强，则A液体的密度 B液体的密度，A液体的质量 B液体的质量 （均选填“大于”、“等于”或“小于”）。 举一反三： 【变式】底面积相同、形状不同的三个容器。倒入质量相同、密度不同的三种液体甲、乙、丙后，液面高度相同，如图所示，三容器底部所受液体压强的大小关系是p甲 p乙 p丙。（选填“＜”、“＞”或“=”） 4.如图甲所示，将两端开口的玻璃管下端管口用一薄塑料片堵住，然后竖直插入水中24厘米深处。 （1）此时水对塑料片向上的压强是多大？ （2）保持玻璃管在水中深度不变，向管中缓缓倒入某种液体，如图乙。当该液面高出水面6厘米时，塑料片刚好下沉，则该液体的密度是多少？（塑料片质量不计，取g=10牛/千克） 举一反三： 【变式】有一截面积为5厘米2、两端开口的玻璃管（管壁厚不计），用薄塑料片（质量不计）挡住其下端管口，然后插入杯中液面下20厘米处，如图所示，若沿管壁缓慢向管中注入120克水银后，薄塑料片刚好下落，求：杯中液体的密度？ 类型三、综合应用 5.如图所示，圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，它们的底面积分别为200cm2和100cm2。容器甲 中盛有0.2m高的水，容器乙中盛有0.3m高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后， 剩余水对容器甲底部的压强为p水，剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精。当质量m的范围为 时，才能满足p水＞p酒精。（ρ酒精＝0.8×103kg/m3） 类型四、实验探究 6.用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”； （1）如图（a）所示，压强计是通过比较 来反映被测压强大小的；当金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图（a）所示的情景，此时 U形管左支管液面上方的压强 右支管液面上方的压强（选填“大于”、“小于”或“等于”），调节的方法是 （选填“A”或“B”）； A．将此时右边支管中高出的液体倒出 B．取下软管重新安装 （2）压强计调节正常后，小明将金属盒先后浸入到两杯液体中（已知其中一杯为水，另一杯为盐水），如图（b）和（c）所示，他发现图（b）中U形管两边的液柱高度差较小，由此确定图（b）杯子中盛的是水。小明的结论是否正确 ，理由是 。 举一反三： 【变式】如图所示，是某实验小组“探究液体内部压强特点”的实验过程。 （1）分析a、b、c三次实验，可得出的结论是 。 （2）对比分析b和d两次实验，探究的问题是 ，得出的结论是 。 参考答案 类型一、压力、压强 1.【答案】A 【解析】（1）由图分析可知，当课本在桌面上匀速滑动时，压力不变，接触面的粗糙程度不变，只是接触的面积在逐渐减小，而我们知道接触面积的大小不影响摩擦力的大小，因此，摩擦力是不变的； （2）课本在移动的过程中，对桌面的压力不变，但受力面积在减小，由可知对桌面的压强在增大，综合上述分析，只有选项A符合题意。故选A。 【总结升华】此题中对摩擦力和压强的变化应该分别进行分析，需要用到的知识主要有影响摩擦力大小的因素，影响压强大小的因素，易错点在于要知道接触面积的大小对摩擦力是没有影响的。 举一反三：【答案】B 2.【思路点拨】水平面上物体的压力和自身的重力相等，先根据体积公式求出两圆柱体的体积，根据m=ρV表示出质量，根据G=mg表示出重力，然后根据表示出A对B的压强和B对地面的压强之比结合已知条件即可求出他们的高度之比。 【答案】A 【解析】实心圆柱体A、B的质量为：； A对B的压力： B对地面的压力： A对B的压强： B对地面的压强： 因为： 所以： 化简可得： 即： 把ρA：ρB=1：3，SA：SB=4：3，代入上式可得： 【总结升华】密度公式、体积公式、重力公式和压强公式的综合应用，根据A对B的压强和B对地面的压强之比得出关系式是本题的关键。 举一反三：【答案】3:1；9:28 【解析】设两正方形的密度为ρ，物体B边长为，则物体A边长为，当它们都放在同一水平面上时： A对地面的压强： B对地面的压强： 所以，放在同一水平面上时，对水平面的压强之比： B对A的压强： A对地面的压强： B对A的压强与A对地面的压强之比： 类型二、液体压强 3.【思路点拨】知道两管液面相平（液体深度h相同），A液体对试管底部的压强大于B液体对试管底部的压强，根据液体压强公式比较两液体密度大小关系；由图可知A液体的体积大于B液体的体积，利用密度公式得出两液体的质量关系。 【答案】大于；大于 【解析】由图知，，∵，， ∴， 由图知，， ∵， ∴， ∴ 。 【总结升华】本题考查了学生对密度公式、液体压强公式的掌握和运用，能从图中得出hA=hB、VA＞VB是本题的突破口。 举一反三：【答案】＜；＜ 4.【答案】2400Pa；0.8×103kg/m3 【解析】（1）水对塑料片向上的压强：， （2）当塑料片刚好下沉时：， 则： 【总结升华】对于液体压强的计算是比较简单的，只要找到液体的密度和深度即可。注意计算过程中都采用国际单位。当塑料片恰好下落时，塑料片上、下表面受到的压强相等，这是解答（2）题的关键。 举一反三：【答案】1.2×103kg/m3 类型三、综合应用 5.【思路点拨】（1）从图可知，甲和乙两容器的形状规则，知道容器的底面积，容器内液体的深度和液体的密度，可利用公式计算出水和酒精未抽出之前的重力，再利用公式计算出其重力。 （2）因为容器形状规则，液体对容器底部的压力等于自身的重力，当时，由公式 列出一个压强的不等式，进一步求出抽出液体的质量范围。 【答案】0.8kg＜m＜2.4kg 【解析】甲容器中水的质量：； 乙容器中酒精的质量： 抽分别出质量为m的水和酒精后，剩余液体对容器底部的压强： 水对容器底部的压强： 酒精对容器底部的压强： 因为： 即： 代入数值得： 解得： 抽出液体的质量范围： 【总结升华】本题考查了学生对液体压强和密度公式的理解和应用，难点是求压强公式求出抽取液体的质量范围。解决该题的关键是利用公式F=pS判断出液体对容器底部的压力的大小关系。 类型四、实验探究 6.【答案】（1）U形管两侧液面的高度差；大于；B；（2）正确；金属盒浸入液体中较深，但压强小。 【解析】（1）压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的；用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气；由图a知，左边的液面较低，说明左边液面受到的压强大于右边液面受到的大气压；此时应该将软管卸下来，使管内压强和大气压相等，然后再接上； （2）观察图b和c可知，在b中金属盒浸入液体中较深，但压强小，由P=ρgh可以判断出b中液体的密度小于c中液体密度，故杯子中盛的是水，故答案为：（1）U形管两侧液面的高度差；大于；B；（2）正确；金属盒浸入液体中较深，但压强小。 【总结升华】此题是探究液体内部压强特点的实验，考查了压强计的使用及工作原理，难度不大。 举一反三：【答案】（1）在同一种液体的相同深度，液体向各个方向的压强都相等（2）液体内部压强与液体深度的关系；在同种液体内，液体的深度越深压强越大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$