第9章 专题3 压力、压强综合计算-【宝典训练】2023-2024学年八年级下册物理高效课堂课件（人教版）

第9章　压强 专题三　压力、压强综合计算 目 录 01 专题概述 01 专题概述 压力、压强的计算主要包含固体、液体和气体三种类型。 1．公式p＝ 普遍适用，p＝ρgh适用于液体和各种水平面上的直柱体。 2．对于固体，先求出压力，再求压强。 3．对于液体，先求压强，再求压力。 4．对于气体，根据p＝FS计算大气压力。 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 一、固体压力、压强计算 1．小明在观看北京2022年冬奥会比赛时发现，中国选手任子威在短道速滑男子1000m比赛中脚上穿的是冰刀鞋，于是小明网购了一双冰刀鞋，如图所示，已知该冰刀鞋每只的质量为2kg，冰刀底部可以看成是长方形，其长度为40cm，宽度为2.5mm，小明重500N，(g取10N/kg)求： 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (1)一只冰刀鞋的重力； 解：一只冰刀鞋的质量m＝2kg， 所以，一只冰刀鞋的重力G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N； (2)小明穿着冰刀鞋双脚静止站立在冰面上时，每只冰刀鞋与冰面的接触面积； 解：冰刀的长度a＝40cm＝0.4m，宽度b＝2.5mm＝0.0025m 每只冰刀鞋与冰面的接触面积S＝0.4m×0.0025m＝0.001m2； 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (3)小明穿着冰刀鞋双脚静止站立在冰面上时，冰刀鞋对冰面的压强。 解：小明的重力G′＝500N，小明对冰面的压力F＝G′＋2G＝500N＋2×20N＝540N，冰面的受力面积S′＝2S＝2×0.001m2＝0.002m2，小 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 2．下表是某种型号自行车的主要技术参数。李烨同学家到学校的路程是3.6×103m的平直路面，骑车从家到学校的时间约为20min，李烨同学的质量是40kg。(g取10N/kg)求： 自行车净重 120N 行驶过程中轮胎与地面的总接触面积 1×10－3m2 车轮直径 0.61m 轮胎承受的最大压强 1×106Pa 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (1)李烨同学骑车的平均速度； (2)水平骑行时自行车对地面的压强； 解：该同学的重力：G人＝m人g＝40kg×10N/kg＝400N，自行车对地面的压力：F＝G车＋G人＝120N＋400N＝520N，自行车对地面的压强： 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (3)自行车后座能携带物体的最大质量。 解：自行车对地面的最大压力： F大＝p大S＝1×106Pa×1×10－3m2＝1000N， 自行车后座能携带物体的最大重力： G物＝F大－F＝1000N－520N＝480N， 自行车后座能携带物体的最大质量： 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 二、液体压力、压强计算 3．(2023·吉林)某容器中装有5kg的水，水的深度是0.4m。求： (1)水的重力； 解：水的重力为G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N (2)水对容器底部的压强。(g取10N/kg) 解：水对容器底部的压强为p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4×103Pa 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 4．如图所示，在质量为1kg的容器内装有5kg的水，容器底面积为100cm2，容器放在水平桌面上，桌面面积为0.9m2，求：(g取10N/kg) (1)水对A点的压强； 解：A点的深度：hA＝100cm－35cm＝65cm＝0.65m， 水对A点的压强： pA＝ρghA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.65m＝6.5×103Pa； 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (2)水对容器底部的压强； 解：水对容器底部的压强： p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100×0.01m＝1×104Pa； (3)水对容器底部的压力。 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 三、气体压力、压强计算 5．如图是王菲家的压力锅，压力锅能够把食物更快煮熟是因为其密封性好，但为了保障安全性，高压锅的出气孔上放置了限压阀，当锅内压力等于锅外压力和限压阀的重时恰好能抬起限压阀进行放气。现已知压力锅锅盖面积为450cm2，限压阀出气孔的横截面积为0.05cm2，当地气压等于1个标准大气压(1标准大气压取1×105Pa)。求： 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (1)当锅内蒸汽达到2个标准大气压时，蒸汽对锅盖的压力； 解：压力锅锅盖面积：S＝450cm2＝4.5×10－2m2， 由p＝ 可得，锅盖所受蒸汽的压力： F＝pS＝2×1×105Pa×4.5×10－2m2＝9×103N； 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (2)当锅内蒸汽达到2.5个标准大气压时，锅内蒸汽刚好顶开限压阀自动放气，求限压阀的质量。 解：当锅内蒸汽达到2.5个标准大气压时， 根据压强公式和力的平衡：G阀＋p0S阀＝p内S阀， 故G阀＝p内S阀－p0S阀＝2.5×105Pa×5×10－6m2－1×105Pa×5× 10－6m2＝0.75N， 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 四、压力、压强图像分析 6．如图是“探究液体压强规律”实验得到的压强随深度变化的图像，下列说法正确的是_______。 A．同种液体中，压强随深度的增大而增大 B．A、B两种液体密度关系是ρB＞ρA C．A、B两种液体密度关系是ρA＞ρB D．相同容器中各装满一种液体，装满A液体时，容器底部受到的压强较小 AC 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 7．某科技小组通过实验研究“物体处于平衡状态时支持力FN跟拉力FT的关系”。如图1所示，他们将调好的电子秤放置在水平桌面上，把一个系有细线的边长为10cm的正方体合金块放置在电子秤托盘中央，再用数字测力计竖直向上拉合金块。他们根据实验数据绘制了FN随FT变化的图像，如图2所示。请你： 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (1)画出合金块受力示意图； 解：对合金块受力分析可知，受到竖直向上的拉力FT和支持力FN、竖直向下的重力G作用处于平衡状态， 合金块受力示意图如下图所示； 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (2)计算合金块受到的重力G； 解：由图2可知，支持力FN跟拉力FT的关系是一次函数，可设为FN＝kFT＋b(k为常数，且k≠0)， 把FN＝12N、FT＝4N和FN＝2N、FT＝14N代入可得：12N＝k×4N＋b，2N＝k×14N＋b，联立等式可得：k＝－1，b＝16N， 则FN＝－FT＋16N， 当FT＝0N时，FN＝16N，此时物体受到的支持力和重力是一对平衡力，二力大小相等，则合金块受到的重力G＝FN＝16N； 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (3)当FT＝14.5N时，计算合金块对电子秤的压强p。 解：当FT＝14.5N时，FN′＝－FT′＋16N＝－14.5N＋16N＝1.5N， 因合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对相互作用力， 所以，金块对电子秤的压力F＝FN′＝1.5N， 合金块的底面积S＝L2＝(10cm)2＝100cm2＝10－2m2， 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 五、压力、压强综合计算 8．如图所示，一中间用隔板分成左右两部分的容器，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭，容器质量为400g，底面积为200cm2，橡皮膜中心距离容器底10cm，小海将容器放于水平桌面上，往左侧注入水，深30cm，橡皮膜凸起。随后又往右侧注入35cm深的某种液体，橡皮膜变平，求：(g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3) 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (1)未注入任何液体，容器所受重力及对桌面的压强； 解：容器的质量m＝400g＝0.4kg， 未注入任何液体，容器所受重力G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N， 容器对桌面的压力F＝G＝4N， 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (2)右侧液体的密度。 解：水对橡皮膜的压强： p水＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(30－10)×10－2m＝2000Pa， 右侧液面到圆孔橡皮膜中心的距离： h液＝35cm－10cm＝25cm＝0.25m， 因橡皮膜正好相平时左右两侧的液体压强相等，根据p＝ρ液gh可知右 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 9．如图是护土给小明输液时的场景，药水瓶上插着两根管A、B，管A用于输液，管B与空气接触。由于针头较细，当输液管中装满药液时，为确保药液的流速，药水瓶与针头间的压强最少为1.3×104Pa(大气压约为1×105Pa，ρ药液＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)。求： 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (1)若药水瓶与针头间的高度约为1.1m，请你通过计算判断是否能确保药液的流速？ 解：输液时，当瓶内液体压强与瓶内气体压强之和小于外界大气压时，液体无法输入人体内，“闲置”管的作用就是导入空气，利用大气压使药液顺利流入人体； 此时瓶内外气体压强相互抵消，根据液体压强公式p＝ρgh可得： 故药水袋至少应比针管高1.3m， 所以若药水瓶与针头间的高度约为1.1m，不能确保药液的流速； 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (2)当瓶中药液液面与药液中管B中的末端C间的高度为2cm时，瓶内液面上方气体的压强是多少？ 解：由于管B中的末端C，使得大气压等于药液压强加上瓶内气体压强，所以此时瓶内液面上方气体的压强为p大气－ρ药液gh＝1×105Pa－1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m＝9.98×104Pa； 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 (3)当病人输液时，若药液在输液管压下降到距血管0.6m高时不再下降，此时病人的血压是多少？ 解：药液在输液管中下降到距血管0.6m高时不再下降，说明血压与药液压强相等，即p血压＝p药液＝ρ药液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝6000Pa。 第 ‹#› 页 专题三　压力、压强综合计算 返回目录 本节内容到此结束！ logo 明对地面的压强p＝＝＝2.7×105Pa 解：李烨同学骑车的平均速度：v＝＝＝3m/s； p＝＝＝5.2×105Pa； m物＝＝＝48kg。 解：由p＝可知，水对容器底部的压力： F＝pS＝1×104Pa×100×10－4m2＝100N。 限压阀的质量：m＝＝＝0.075kg＝75g。 合金块对电子秤的压强p＝＝＝150Pa 容器对桌面的压强p＝＝＝200Pa； 侧加入液体的密度：ρ液＝＝＝＝0.8×103kg/m3。 输液管中药水深度为：h＝＝＝1.3m， $$