第六章- 压力与压强 2024-2025学年沪教版（上海）物理九年级第一学期

第一部分单元精讲 第六章 压力与压强 知识网络 定义 密度 测定 应用 阿基米德原理 浮力产生的原因 浮力 物体的浮沉条件 压力与压强 压力与压强 改变压强的方法 压力 固体压强 计算公式 改变压强的方法 大小和方向 压强 液体压强 液体内部压强 连通器 帕斯卡定律 特点 气体压强 大气压强 测定 大气压强的变化和利用 知识梳理 一、密度 1．密度是物质的一种特性，不随物体的质量、体积的变化而变化。 进一步分析可得，对同一种物质组成的物体，单位体积的质量是一个确定的值，而不同物质组成的物体，单位体积的质量一般是不同的。 2．物体的质量与其体积成正比。 通过大量的实验我们发现：同种物质组成的物体的质量与其体积成正比，相等体积不同物质的质量一般是不同的。 3．同种物体的密度随着温度、状态(固、液、气态)的改变而改变。 (1)一般情况下，温度升高时，物质的密度变小；温度降低时，物质的密度变大。但是实际情况中也有特例，如：水在4°C以下具有热缩冷胀的反膨胀现象，所以水在4°C时密度最大，为1000千克/米3。 (2)一般情况下，同一种物质，气态时的密度小于液态时的密度，液态时的密度小于固态时的密度。 【典例精析1】 关于密度，下列说法正确的是 (　　) A．密度与物体的质量成正比，与物体的体枳成反比 B．密度是物质的特性，与物体的质量和体积无关 C．密度与物体所处的状态无关 D．密度与物体的温度无关 【试题分析】 同种物质，在一定状态下密度是定值，当质量(或体积)增大几倍时，其体积(或质量)也增大几倍，而比值即单位体积的质量不改变，因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比，A错误，B正确；同种物质，质量一定时，如果状态发生改变，其体积相应增大或缩小，所以密度发生改变，C错误；同种物质，质量一定时，如果温度发生改变，其体积相应增大或缩小，所以密度发生改变，D错误。故选B。 【答案】 B 4．密度的测量 (1)固体密度的测量 测量比水的密度大的固体的密度：先用天平称出固体的质量，利用量筒采用排水法测出固体的体积。 测量比水的密度小的固体的密度：先用天平称出固体的质量。利用排水法测固体体积时，有两种方法，一是用细而长的针或铁丝将物体压没于水中，通过排开水的体积测出固体的体积；二是在固体下面系上一个密度和质量较大的物块(铁块)，使它们同时浸没在水中，用排水法测出它们共同的体积，之后再减去物块的体积，就得到固体的体积。 (2)液体密度的测量 一般方法：用天平称出液体的质量，用量筒测出液体的体积，利用密度公式求出密度。 当液体的体积无法测量时，往往需要借助水。水的密度是已知的，在体积相等时，两种物质的质量之比就等于它们的密度之比，从而通过比例式计算出液体的密度。 【典例精析2】 测定石块的密度需要进行如下的实验操作： ①将石块用细线系好后放入量筒，慢慢没入水中并记下总的体积； ②把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡； ③把天平放在水平桌面上； ④将石块放在天平左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡； ⑤在量筒中倒入适量的水并记下水的体积．为保证测量的准确性； 正确的操作顺序应是 (　　) A．①②③④⑤ B．③②④⑤① C．⑤①③②④ D．③②⑤①④ 【试题分析】 在测密度的实验中，先测质量，再量体积，是一般的实验步骤要求，这样可减小因物体沾水而造成的测量误差。 要知道天平的正确使用步骤：第一步把天平放在水平桌面上；第二步把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡；第三步将石块放在天平左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡；第四步整理器材。 【答案】 B 二、密度的应用 1．求物体的质量：有些物体的质量由于质量太大等原因并不能直接测量，但是根据，在测得其密度和体积后便可计算其质量。 2．求物体的体积：很多不规则的物体并不能直接测量出其体积，可以通过，在得知其质量和密度后便可以计算出物体的体积。 3．鉴定物质组成：分别测得物体的质量和体积后，利用公式得到物体密度后与标准密度表比对。 (1)判断为何种物质，如分辨金、银、铜等物质的类别。 (2)辨别物体是否空心：若为空心的，则相同体积的物体，质量小的为空心，比如实心铁球，可测得实心铁球重，若挖去铁球的中心，经过测量可得铁球的质量变小，既为空心。 【典例精析3】 小利根据下列表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是 (　　) 物质 熔点/℃ (在标准大气压下) 物质 比热容 c/[J•(kg•℃)－1] 物质 密度ρ/(kg•m－3) (常温常压下) 铜 1083 干泥土 0.84×103 煤油 0.8×103 铝 660 水 4.2×103 纯水 1.0×103 铅 328 铜 0.39×103 铜 8.9×103 锡 232 铝 0.88×103 铝 2.7×103 A．质量相等的实心铜块和铝块，铜块的体积较小 B．质量相等的干泥土和水，吸收相等热量，水温度升高得较多 C．可用以铜制作的器皿来熔化铅 D．体积相等的实心铜块和铝块，升高相同的温度，铜块吸收的热量较多 【试题分析】 由数据可知铜的密度大，所以质量相等的实心铜块和铝块，铜块的体积较小，A符合题意；由于水的比热容大，所以质量相等的干泥土和水，吸收相等热量，水温度升高得较少，B不符合题意；因为铜的熔点比铅的熔点高很多，所以可以用铜制作的器皿来熔化铅，C符合题意；设实心铜块和铝块的体积为1m3，升高的温度为1℃，则铜块吸收的热量Q铜＝c铜m铜Δt＝c铜(ρ铜V)Δt＝0.39×103J/(kg·℃)×(8.9×103kg/m3×1m3)×1℃＝3.471×106J，铝块吸收的热量Q铝＝c铝m铝Δt＝c铝(ρ铝V)Δt＝0.88×103J/(kg·℃)×(2.7×103kg/m3×1m3)×1℃＝2.376×106J。所以铜块吸收的热量较多，D符合题意。故选ACD。 【答案】 ACD 三、压力和重力的区别 1．定义不同：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力；压力是由于互相接触的两个物体相互挤压而产生的垂直于受力面的力。 2．作用形式不同：重力是非接触力；而压力需物体间直接接触才有作用。 3．作用物体不同：如图(1)中，重力GA的施力物体是地球，受力物体是A；而压力FAB的施力物体为A，受力物体是B。 4．力的作用方向不同：重力的方向总是竖直向下；压力的方向总是垂直接触面。 5．力的作用点不同：重力的作用点在物体的重心上；压力的作用点在受力物体的接触面上。 由此可见，在图(1)所示的情况中，仅仅是压力的数值大小与重力的大小相同而已。何况在许多情况下，压力的数值大小与重力的大小并不相同。如图(2)中静止在斜面上的物体A对斜面B的压力FAB小于GA，图(3)中紧压在竖直面B上的物体A对B的压力FAB与GA完全无关，FAB的大小取决于外力F。 【典例精析4】 放在水平桌面上的茶杯，对桌面有压力，下列有关“茶杯对桌面压力”的说法中，正确的是 (　　) A．茶杯对桌面的压力就是重力 B．茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的 C．茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的 D．茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的 【试题分析】 茶杯对桌面的压力，施力物体是茶杯，受力物体是桌面；茶杯受到的重力的施力物体是地球，受力物体是茶杯。两个力的施力物体和受力物体都不相同，所以这两个力不是同一个力，但两者大小相等，A错误；茶杯对桌面的压力，是茶杯对桌面施加了一个作用，故施力物体是茶杯，受力物体是桌面，B错误；当茶杯放在水平桌面上时，由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力，使茶杯底部发生微小的弹性形变，从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力，即茶杯对桌面的压力，C正确，D错误。故选C。 【答案】 C 四、压强 1．压强是物体所受压力与受力面积的比值，若用p表示压强，F表示压力，S表示受力面积，则压强可表示为。它是描述压力产生的形变效果的物理量。 2．影响压强的因素 (1)物体所受压力的大小 当物体的受力面积的相同时，压力越大，物体受到的压强越大。 (2)物体受力面积的大小 当物体所受压力一定时，受力面积越小，物体受到的压强越大，如图钉的尖比帽的面积小，在相同的压力下能够将图钉压入木板等，手却不受伤。 为了使受力效果显著，我们可以增大压力或者是减小受力面积，要注意，物体的受力面积并不是物体的表面积。 【典例精析5】 在窗子密闭的旅行车上备有逃生锤，遇到紧急情况时，乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生，图中的四把铁锤，质量相同，形状不同。为了更容易打破玻璃，应该选择的铁锤是 (　　) A B C D 【试题分析】 在压力一定时，减小逃生锤和玻璃的受力面积，可以增大逃生锤对玻璃的压强，以便打破玻璃顺利逃生。故选D。 【答案】 D 五、液体内部的压强 1．液体压强产生的原因 (1)液体受到重力的作用 液体内部的压强是由于受到重力的作用从而导致液体对容器底产生压力，从而产生压强，但是要注意到液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力。 (2)液体具有流动性 液体是没有固定形状的，具有流动性，所以液体内部向各个方向都有压强，且与固体的压强并不完全相同，液体的流动性产生了其对容器侧壁的压强。 2．静止液体内部压强的特点 (1)液体对容器的底部和侧壁都有压强；液体内部向各个方向都有压强。 (2)同种液体中，液体的压强跟深度有关，随深度的增加而增大。 (3)同一深度、同种液体中液体内部各个方向的压强相等。 (4)同一深度，液体内部的压强与液体的密度有关，液体的密度越大，液体内部的压强越大。 (5)液体内部的压强与容器的形状、液体的体积和质量等无关。 【典例精析6】 如图所示，放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(ρ盐水＞ρ水)，下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系说法正确的是 (　　) A．pa＞pb＞pc B．pc＞pb＞pa C．pb＞pa＞pc D．pc＞pa＞pb 【试题分析】 由b、c两点可知，深度相同，由于盐水的密度大于纯水的密度，所以pc＞pb；a、b两点可知，同种液体中，压强水深度的增加而增大，所以pb＞pa；综上所述，pc＞pb＞pa。故选B。 【答案】 B 3．液体内部压强的计算 (1)计算公式和公式的区别 公式是压强的定义式，对固体、液体、气体都适用；是由压强定义式推导出来的，适用于计算液体内部的压强，同时也适用于柱状固体。 (2)深度的理解 深度并不是高度，更不是长度，h是液体内部所取点处到最高液面的竖直高度，而不是该点到容器底的高度。 (3)液体压力和重力的区别 液体的压强是由液体的重力产生。但液体的压强的大小只与液体的密度和液体的深度有关，而与重力无关。液体压力也是由液体的重力产生，但液体对容器底部的压力也不一定等于液体的重力，例如同样多的水盛于形状不同的容器中对容器的压力却不一定相同。这些问题令许多学生不解，在做题的时候往往容易把概念混淆。 【典例精析7】 2012年7月，“蛇龙”号载人潜水器顺利完成7000米级海试，最大下潜深度达到7062米，实现了我国深海技术发展的新突破和重大跨越，使“上九天揽月，下五洋捉鳖”成为现实，“蛟龙”号下潜到最大深度时受到海水压强是(海水的密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克) (　　) A．7×106帕 B．7×107帕 C．7.062×106帕 D．7.062×107帕 【试题分析】 最大下潜深度达到7062米，即在海面下7062米深处，潜水器受到海水的压强是p＝ρgh＝1.0×103千克/米3×10牛/千克×7062米＝7.062×107帕。故选D。 【答案】 D 六、连通器的原理及应用 1．连通器 几个底部相连通、上部开口或相通的容器叫连通器。如图所示 2． 连通器的原理 几个开口连通器里如果只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器的液面总保持在同一水平面上。 注意：了解连通器原理时，要注意下列两个条件：一是“连通器里只有一种液体”；二是“在液体不流动的情况下”。只有满足这两个条件，各容器中的液面才保持相平，否则，如果连通器不只有一种液体，或液体还在流动，那么各容器中的液体就不会保持相平。 3．连通器内液面相平原理 以图为例，在连通管内取一根很薄的薄片AB，AB受到左边液体对它的压力F左，也受到右边液体对它的压力F右，液体不流动，AB平衡，据二力平衡关系有F左＝F右，据压力与压强的关系有p左S左＝p右S右。因AB是薄片，有S左＝S右，所以p左＝p右。由此可以看出，液体不流动时，各连通器中液体对连通管内产生的压强相等，又根据有ρ左gh左＝ρ右gh右，当ρ左＝ρ右，则有h左＝h右，所以同种液体不流动时液面相平。 4．连通器的应用 (1)为防止茶水溢出，茶壶壶嘴一样或稍高于壶盖的设计是连通器的应用； (2)锅炉液位计也是利用连通原理，把锅炉内的水位，反映到锅炉外的连通管中； (3)船闸则是一个很大的连通器，当上游闸门打开时，闸室与上游河构成连通器，当下游闸门打开时，闸室与下游河构成连通器，这样在落差较大的河面上能让船只正常安全地航行。 (4)U形管气压计也是利用连通器原理测定气体压强的。 【典例精析8】 下列应用中，不属于利用连通器的是 (　　) A．船闸 B．听诊器 C．锅炉液位计 D．茶壶 【试题分析】 船闸的上游与闸室下面通过阀门相通，当下游阀门关闭，上游阀门打开，上游与闸室内的水位逐渐相平，打开上游闸门，船就可以进入闸室；同理，船再进入下游，就通过了船闸．所以船通过船闸使用了两次连通器；听诊器可以减小声音在传播过程中的能量损耗，这样可以清楚的听到心跳声音，易于判断病情，与连通器无关；锅炉水位计，水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的，底部是连通的，是连通器；茶壶的壶身和壶嘴上端都开口，底部相互连通，是连通器。故选B。 【答案】 B 七、阿基米德原理的应用 1．阿基米德原理 由于阿基米德原理讲述的是物体所受浮力的大小等于它所排开这部分液体所受的重力的大小。故可用该原理求物体所受的浮力。 应用阿基米德原理时需要注意： (1)浸在液体里的“浸”是指物体部分浸入液体或全部浸入(即浸没)液体两种情况。在这两种情况下，物体都受到浮力。 (2)G排是指被物体所排开的液体所受的重力。F浮＝G排表示物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。 (3)V排表示被物体排开的液体的体积。物体排开的液体的体积V排与物体的体积V物有联系，又有区别。当物体浸没在液体中时，V排＝V物；当物体只有一部分浸在液体中时，则V排＜V物。 (4)由F浮＝ρ液gV排可知，浮力的大小只跟液体的密度ρ液和物体排开的液体的体积V排这两个因素有关，而与物体的密度、体积、所受重力、形状无关。当物体全部浸没在液体中时，浮力与物体在液体中的深度无关。 (5)阿基米德原理不仅适用于液体，同样也适用于气体。物体在气体中所受浮力的大小等于被物体排开的气体所受的重力。即F浮＝ρ气gV排(ρ气是指均匀不变的情况下的气体密度)。 【典例精析9】 两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中，同时松手，小木块上浮，大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力 (　　) A．木块受的浮力大 B．石块受的浮力大 C．两者受的浮力一样大 D．条件不足，无法比较 【试题分析】 小木块的体积小于大石块，所以浸没在水中时，大石块排开液体的体积大于小木块排开液体的体积，根据阿基米德原理公式F浮＝ρgV排可知，大石块所受的浮力大于小木块所受的浮力，虽然小木块上浮，大石块下沉。但松手时小木块和大石块仍然浸没在水中时，所以大石块所受的浮力仍然大于小木块所受的浮力，A、C、D不符合题意，B符合题意。故选B。 【答案】 B 2．阿基米德原理的数学表达式F浮＝G排＝ρ液gV排 应用公式时要注意以下几点： (1)要明确公式中各符号代表什么？各物理量都采用国际单位制。特别是式中ρ液是指物体浸入的液体密度，不是物体密度，代入公式计算时不要代错了。V排是指物体排开的液体的体积，不是物体的体积，只有当物体完全浸没在液体里时，V排才等于V物。 (2)本公式一定要写好下标，这与其他一些公式不同。要注意与液体压强公式p＝ρgh区别，与物体重力公式G＝ρgV区分开来。 (3)本公式常与F浮＝G－F拉及浮体公式：F浮＝G物等公式联立求解。 3. 确定物体排开水体积的大小 正确确定物体排开液体体积的大小，是用阿基米德原理解题的一个关键。 (1)如果容器中的液体不满，将物体放入容器中也没有液体溢出，则容器中液面升高部分的体积就是物体排开液体的体积；若将物体放入容器中有液体溢出，则物体排开的液体体积应等于容器中液面升高部分的体积加上溢出容器的液体体积。 (2)如果容器中原来盛满液体，将物体放入容器后，从容器中溢出的液体的体积就是物体排开的液体体积。 (3)如果物体全部浸入(即浸没)液体中，则物体排开的液体的体积就等于物体的体积，即V排＝V物；如果物体只有部分浸入液体中，则物体排开的液体的体积小于物体的体积，其大小等于物体在液面下那部分的体积。 【典例精析10】 把一个木球放入盛满酒精的溢水杯中，溢出50克酒精；若将此木球从酒精中取出，擦干后放入盛满水的溢水杯中，则溢出水的质量是(ρ木＝0.6×103千克/米3，ρ酒精＝0.8×103千克/米3) (　　) A．等于50克 B．小于50克 C．大于50克 D．无法确定 【试题分析】 因为ρ木＜ρ酒精，所以木块在酒精面上将漂浮， 木块受到酒精的浮力： F浮＝G木＝G排＝m排g ① 由ρ木＜ρ水，得木块在水面上漂浮， 木块受到水的浮力： F浮′＝G木＝G排′＝m排′g ② 由①②可知木块排开酒精和水的质量(溢出的质量)： m排＝m排′＝50克 故选A。 【答案】 A 八、物体浮沉的条件 1．浸没在液体中的物体，同时受到重力和浮力的作用，物体的浮沉就取决于竖直向上受到的浮力F浮和重力G物的大小： (1)当F浮＞G物时，物体就上浮； (2)当F浮＜G物时，物体就下沉； (3)当F浮＝G物时，物体就可以停留在液体里任何深度的地方，也就是悬浮在液体中。 2．对于均匀的实心体，比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液，也可以判断物体的浮沉： 根据F浮＝ρ液gV排，G物＝ρ物gV物 当物体浸沉在液体中时：V排＝V物 所以当：ρ液＞ρ物时，则F浮＞G物，物体上浮； ρ液＜ρ物时，则F浮＜G物，物体下沉； ρ液＝ρ物时，则F浮＝G物，物体悬浮。 3．对于质量分布不均匀的物体，如空心物体，求出平均密度，也可以用比较密度的方法判断物体的浮沉。 4．规律总结如下表，并举出和生活相关的事例： 状态 现象 F浮与G物的关系 ρ液与ρ物的关系 V排与V物的关系 应用 运动过程 上浮 F浮＞G物 ρ液＞ρ物 V排＝V物 浮船坞、氢气球、飞艇、海上钻井平台 下沉 F浮＜G物 ρ液＜ρ物 V排＝V物 静止 漂浮 F浮＝G物 ρ液＞ρ物 V排＜V物 潜水艇 悬浮 F浮＝G物 ρ液＝ρ物 V排＝V物 沉底 (F浮＋F支＝G物) F浮＜G物 ρ液＜ρ物 V排＝V物 注：F支是指底部对物体的支持力。 5．阿基米德原理及物体浮沉条件的应用 (1)使物体上浮，可以用增大浮力与减少物体自身重力的方法。 (2)使物体下沉，可以用减少浮力与增大物体自身重力的方法。 对于物体自身重力不能改变的情况下，要改变物体的浮沉情况，只能改变物体的浮力，而物体所受的浮力与浸入的液体的密度和物体排开液体的体积的大小有关。所以要改变物体所受的浮力大小，可以改变物体所浸入的液体的密度和物体排开液体的体积。 在物体体积一定时，要改变浮力，只要改变物体所浸入的液体的密度的大小。 在物体所浸入的液体密度一定时，要改变浮力，只要改变物体排开液体的体积。 (3)潜水艇与液体密度计 对于在深水中潜水的潜水艇，它在水中所受浮力不能改变的情况下，要改变它的浮沉现象，只能改变它自身的重力。所以潜水艇需要上浮时，就用压缩空气将水舱内的水排出，当潜水艇整体的自身重力小于它所受浮力时，潜水艇便上浮。潜水艇需要下潜时，打开潜水艇双壳体之间的储水舱门，当潜水艇整体的自身重力大于它受到的浮力，潜水艇就下潜。 液体密度计也是应用阿基米德原理的典型例子。由于密度计自身重力不变，放入各种不同液体中，它都是浮体，所以所受浮力也不变(即F浮＝G物)。因此，当它放进密度较大的液体中，密度计排开液体时体积就较小，玻璃管浸入液面下的深度就小些。因此，密度计的刻度值从上向下是逐渐变大的。所以，根据玻璃管浸入液面下的深度大小，就可以测出液体的密度。 【典例精析11】 2013年2月，中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化。监测发现，从春季至夏季，海水温度上升、体积膨胀导致密度下降。此过程中，若浮标体积保持不变，则 (　　) A．浮力变大，露出海面体积变小 B．浮力变小，露出海面体积变大 C．浮力不变，露出海面体积变大 D．浮力不变，露出海面体积变小 【试题分析】 因为浮标始终漂浮，并且浮标重力不变，故浮力等于重力，并且浮力不变；又因为海水密度减小，由F浮＝ρgV排可知，浮标排开海水的体积变大，则露出海面体积变小。故选D。 【答案】 D 九、帕斯卡定律与液压传动 1．帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。 注意： (1)加在密闭液体上的压强是指外加在液体上的压强，而不是由于液体自身重力产生的压强； (2)外加的压强必须作用在密闭的液体上，液体不密闭的则不能大小不变的传递压强； (3)液体压强传递的规律是将压强按原来的大小向各个方向传递，而不是将压力按原来的大小传递。 2．液压传动两端装有活塞的封闭管道中充满液体，这样的装置称为液压系统。利用液压系统中的液体来传递动力的方式叫做液压传动。 液压传动的特点是作用在液压系统上的小活塞上的压强，能够大小不变的传向大活塞，由P1＝P2，得公式。 【典例精析12】 下列设备或仪器中利用帕斯卡原理工作的是 (　　) A．液压机 B．锅炉水位计 C．水银气压计 D．密度计 【试题分析】 液压机是利用帕斯卡原理工作的，A选项符合题意；锅炉水位计是利用连通器原理工作的，B选项不符合题意；水银气压计是利用大气压强的原理工作的，C选项不符合题意；密度计的设计利用了物体的浮沉条件，D选项不符合题意。故选A。 【答案】 A 十、大气压强 1．大气压强产生的原因 由于空气受到重力的作用，而空气又具有流动性。跟液体的压强相似，在地面附近，大气向各个方向都有压强。证明大气压存在的最著名的实验是马德堡半球实验。最早测定大气压值的著名实验是托里拆利实验。一标准大气压等于760毫米高的水银柱产生的压强，约为1.01×105帕。 2．大气压的测定——托里拆利实验 托里拆利实验的原理就是连通器的变形。如图所示，设大气压为po，水银的密度为ρ，玻璃管开口端距水银面深度为h，b为管口处一点，a为管口外同深度的另一点，在处于平衡状况时，因为是同种液体，同一深度，所以pa＝pb，即pb＝po。 这里特别要强调的是管内水银面的上方为真空，不会产生压强，也就是说管内水银柱高h所产生的压强与管外大气压强是等效的，因而用管内水银柱高来代替大气压强，当大气压强发生变化时，管内水银柱高也将随之变化。 这里需注意的是，在特定环境水银柱产生的压强与水银柱的粗细，玻璃管是否竖直及玻璃管的长短(一般在1米左右)无关，而只跟水银柱的竖直高度有关。 3．大气压的变化及影响 (1) 大气压随离地面高度的增大而不均匀地减小，离地面越高，大气越稀薄，空气的密度越小，因而大气压越小。 (2)一切液体的沸点，都随气压减小而降低。因而高山上不易煮熟饭，只有采用高压锅才能解决这个难题。 (3)大气压还随天气而变化，一般晴天比阴天气压高，冬天比夏天气压高。 4．气压计 测量大气压的仪器，通常有水银气压计和无液气压计。水银气压计是根据托里拆利实验制成的。水银气压计就相似于托里拆利管旁立一个刻度尺，挂得歪斜，读出的是水银柱的长度，比高度偏大，所以挂竖直才准确。 【典例精析13】 下列事例中，不是应用大气压的是 (　　) A．用吸管吸饮料 B．紧贴在玻璃板上的吸盘 C．打气筒打气时筒壁发热 D．护士用注射器针管从药瓶中汲取药液 【试题分析】 用吸管吸饮料，应用了大气压，A不合题意；吸盘吸玻璃，应用了大气压，B不合题意；打气筒打气时筒壁发热是摩擦生热现象，C符合题意；注射器吸药液应用了大气压，D不合题意。故选C。 【答案】 C 十一、流体的压强 1．流体 气体和液体都没有固定的形状，并且都很容易流动，因此将它们统称为流体。 2．压强与流速的关系为：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 【典例精析14】 如图所示是一种水翼船，船体下安装了水翼．当船在高速航行时，水面下的水翼会使船体整体抬高从而减小水对船体的阻力．则水翼安装正确的是 (　　) A B C D 【试题分析】 两个水翼相反放置，两个水翼受到水的压力相反，对船体不会产生向上的升力作用，A、D不符合题意；两个水翼都是上面弧形，下面平面，水经过上方流速大于下方流速，上方压强小于下方压强，水对船体产生一个向上的升力作用，B符合题意；两个水翼都是上面平面，下面弧形，水经过上方流速小于下方流速，下方压强小于上方压强，水对船体产生一个向下的压力作用，D不符合题意。故选B。 【答案】 B 学生实验 实验1 测定物质的密度 实验目的 测定物质的密度 实验器材 托盘天平、量筒、被测固体(石块或金属块)、被测液体(盐水或硫酸铜溶液)、烧杯(盛有水)等。 实验步骤 1．测固体的密度 (1)用天平称出固体的质量m； (2)在量筒中倒入适量的水，记下体积V1； (3)将用细线拴紧的固体浸没在量筒中的水中，记下总体积V2，算出固体的体积V＝V2－V1； (4)利用密度公式，求出固体的密度，注意单位的换算。 (5)数据记录表格： 固体的质量m(克) 固体的体积V(厘米3) V1 V2 V＝V2－V1 固体的密度ρ(千克/米3) 备注 V1为放入固体前量筒中水的体积，V2为放入固体后量筒中水的体积，V即为固体的体积 2．测液体的密度 (1)用天平称出盛有适量液体的烧杯的总质量m1； (2)将烧杯中的一些液体倒进量筒，记下量筒中液体的体积V； (3)用天平称出烧杯和剩下液体的总质量m2，算出量筒中液体的质量m＝m1－m2； (4)利用密度公式ρ＝，求出液体的密度。 (5)数据记录： 液体的质量m(克) m1 m2 m＝ m1－ m2 液体的体积V(厘米3) 液体的密度ρ(千克/米3) 备注 m1为液体和烧杯的总质量, m2为烧杯和倒出液体后剩下液体的总质量 注意事项 (1)在实验前，要观察托盘天平和量筒的量度范围和最小刻度； (2)在调节天平平衡(或称量物体质量)时，要注意观察指针是否指在刻度板的中央(或指针左右摆动的摆幅相等)； (3)在观察量筒里液体的体积时，要注意视线跟凹液面的底部相平； (4)用量筒测固体的体积时，先要在量筒内放入适量的水，使固体能浸没，且液面不超过最大刻度线。 【典例精析15】 如图甲所示，是我们实验室常用的托盘天平。 (1)它的工作原理是利用__________的平衡条件，由于它的两个__________相等，所以待测物的质量等于__________盘内砝码的质量。 (2)天平使用前要进行__________，如果指针偏向分度标尺左侧，则应该向_______(“内”或“外”)调节平衡螺母。 (3)由于最近国际市场黄金价格大幅下降，国内黄金饰品价格也随之下降，小明的妈妈趁机在某金店购买了一款心仪已久的黄金手链，标签注明为“千足金38.599g”。小明妈妈担心产品质量，请正在准备参加中考的小明鉴别。小明借助实验室的器材采取了下面的步骤： ①用托盘天平测量手链的质量m，所用砝码和游码位置如图乙所示，则手链质量m＝__________克； ②用量筒测手链的体积V，放入项链前、后量筒内水面位置如图丙所示，手链体积V＝__________厘米3； ③查阅教材得到黄金密度为ρ金＝19.3×103千克/米3； ④通过计算，可以判定这款手链产品__________(“是”或“不是”)纯金的。 【试题分析】 (1)天平是等臂杠杆，是根据杠杆平衡条件工作的，所以当天平平衡时，左盘待测物的质量等于右盘砝码的质量；(2)天平使用前要进行调平；如果指针偏向分度标尺左侧，则右盘较高，平衡螺母应向右调节，即向外调节；(3)①由图乙知，标尺的分度值为0.2克，所以手链的质量为m＝20克＋10克＋5克＋2克＝37克；②由图丙知，量筒的分度值为1毫升，水的体积为25毫升，水和手链的体积为27毫升，所以手链的体积V＝27毫升－25毫升＝2毫升＝2厘米3；④，其密度小于黄金密度，所以不是纯金制成的。 【答案】 (1)杠杆 力臂 右 (2)调平 外 (3)①37 ②2 ④不是 实验2 探究液体内部的压强与哪些因素有关 实验目的 通过实验和推导，定量研究液体内部压强大小和哪些因素有关并得出液体的压强公式 实验器材 两端开口的玻璃管、2个空饮料瓶、橡胶模、烧杯、水槽、直尺、量筒。 实验步骤 1．定性实验 (1)将空饮料瓶在同一深度用针在前后左右各扎一个小孔，用胶带将口封住； (2)将瓶子装满水后，撕去胶带，观察并测量水柱喷射的水平距离并提出假设； (3)将另一空瓶在同一竖直方向不同高度上扎几个小孔，用胶带封口； (4)将瓶子装满水后撕去胶带，观察水喷射的水平距离。 结论一：液体各个方向都存在压强，并且同一深度，压强在各个方向的大小相同。 结论二：液体的压强与液体的深度有关，深度越大，压强越大。 2．定量实验 (1)用橡胶膜封住玻璃管的一端，用尺子标定一高度h后，将玻璃管封膜的一端放入水槽，刚好没过标记，观察到橡胶膜向上凸起。 (2)用烧杯向玻璃管加入水，直至凸起变为水平。 (3)用量筒测出玻璃管内水的体积V。 (4)推导并验证液体的压强公式。 结论三：液体内部的压强大小p＝＝＝＝ρgh。 【典例精析16】 如图1所示，容器中间用隔板分成大小相同且互不相通的A，B两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。橡皮膜两侧压强不相等时，会向压强小的一侧凸起。小芸同学用该装置做“探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关”的实验。 (1)探究“液体压强与液体密度的关系”时，应保持容器中A，B两侧液体的_______相同。 (2)探究“液体压强与液体深度的关系”时，小芸同学在A，B两侧倒入深度不同的水后，实验现象如图2所示。由该实验现象得出结论：在液体密度相同时，液体深度______，液体压强越大。 (3)请从实验设计的合理性、实验过程的可操作性、实验结果的可靠性等方面写出一条评估意见：_________________________________________________________________。 【试题分析】 (1)探究“液体压强与液体密度的关系”时，应保持容器中A，B两侧液体的深度相同；(2)在液体密度相同时，液体深度越大，液体压强越大；(3)若液体不透明，则不便于观察橡皮膜的变化；容器壁、隔板上无刻度，不易准确测量两侧液体的深度；橡皮膜的弹性好坏，影响实验效果。 【答案】 (1)深度 (2)越大 (3)对不透明液体体积，不便观察(或由于容器壁、隔板既不透明又无刻度，不易测准A、B两侧液体的深度或橡皮膜的弹性好坏，影响实验效果等) 实验3 验证阿基米德原理 实验目的 研究浸没在水中和浮在水面的物体受到的浮力与它排开水的重力的关系 实验器材 溢水杯，弹簧测力计、石块、木块细线、水、小桶。 实验步骤 1．将水倒入溢水杯中，水面到达溢水口止。 2．用弹簧测力计分别测出石块、小桶的重力，填空入下表中。 3．用弹簧测力计吊着用细线拴着的石块，将石块浸没在水中，读出弹簧测力计示数，填空入下表中。 4．同时用小桶接住从溢水杯口排出的水。 5．用弹簧测力计测出小桶和排出水的总重力，填入下表中。 石块在空气中重(牛) 石块浸没在水中时，弹簧测力计示数(牛) 石块受到的浮力(牛) 小桶的重力(牛) 小桶和被石块排开的水的总重力(牛) 6．将石块换成木块重复1、2、3、4，填写下表： 木块在空气中重(牛) 木块漂浮在水面上时受到的浮力(牛) 小桶的重力(牛) 小桶和被木块排开的水的总重力(牛) 木块排开水的重力(牛) 思考：如果换其他液体来做上述实验，结论怎样？如果石块不是浸没，而是一部分浸入液体中，结论又怎样？ 若换成其它液体，当其密度大于水时，石块和木块排开水的体积都小于排开水的体积，但是其重力不变；当起密度小于水时， 实验结论 沉浸在水中和浮在水面的物体受到的浮力等于它排开水的重力。 说明 1.石块浸没在液体中，所受到的浮力大小等于石块在空气中和浸没在液体里两次弹簧测力计示数的差。即：F浮＝G－F拉。 2.木块漂浮在液面上，所受到的浮力等于木块所受到的重力，即：F浮＝G物。 注意事项 1．石块或木块要用细线拴牢。 2．石块浸没在溢水杯中时，不要使石块触及杯底或杯壁。 3．接水的小桶每次要干净，不要有水。 【典例精析17】 在探究“浮力”和“物质密度”实验时，大宝利用实验桌上的器材做以下实验(g＝10牛/千克)： (1)如图甲所示，用弹簧测力计测得金属块的重力是____牛；此金属块的质量为_____千克。 (2)接着，把弹簧测力计下面的金属块浸没在水中，弹簧测力计的读数是1.6牛，金属块受到的浮力是_____牛。 (3)将金属块浸没水中，发现量筒液面变化如图乙所示，则金属块的体积是_____厘米3；由此可知它的密度是_____千克/米3。 (4)利用以上所用过的器材，你还可以做哪些实验？(写出其中一个即可) 【试题分析】 (1)弹簧测力计的分度值为0.2牛，图甲中的示数为1.8牛，此时金属块的重力和弹簧测力计的拉力相等，即G＝1.8牛，根据G＝mg可得，金属块的质量； (2)金属块受到的浮力为F浮＝G－F′＝1.8牛－1.6牛＝0.2牛； (3)图乙中量程的分度值为2毫升，由金属块完全浸没，得金属块的体积V=60毫升－40毫升=20毫升=20厘米3=2×10－5米3，金属块密度； (4)实验一：实验目的：探究摩擦力的大小 实验过程：用弹簧测力计拉着物体在水平桌面上做匀速直线运动，记下读数为F，则滑动摩擦力f＝F。 实验二：实验目的：探究F浮与V排关系 实验过程： ①用弹簧测力计测量出物重G； ②将物体浸入水中记下弹簧测力计的示数F示，量筒中水面读数变化V排； ③进行多次测量，记下数据F示、V排，分析数据得出结论：物体浸入同种液体中的体积越大，在液体中受到的浮力越大。 【答案】 (1)1.8 0.18 (2)0.2 (3)20 9.0×103 (4)见试题分析 学科网（北京）股份有限公司 $$