内容正文:
第九章 压强 章末复习
p,F/S,帕斯卡,压力,受力面积,受力面积,压力,增大,大,pgh,托里拆利实验,小,大
压强公式的理解
【例1】 有一重为8 N的长方体砖块,长是20 cm,宽是8 cm,高是3.5 cm。把它平放在1 m2的水平桌面中间,则桌面受到的压强为 ( C )
A.8 Pa B.5×103 Pa C.5×102 Pa D.无法确定
这类题的易错之处有两点:1.公式掌握方面:误认为水平桌面的面积就是受力面积。2.数学运算方面:最终受力面积的单位应该换算成平方米。
1.用10 N的力将重为0.02 N的图钉按入墙内,已知图钉帽的面积是0.5 cm2,钉尖的面积为0.1 mm2,则图钉被钉入时对墙的压强是多少?
解:p==1×108 Pa。
2.如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重为G1,桌面面积为S1;物体乙重为G2,下表面的面积为S2,下列说法正确的是 ( D )
A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力
B.乙对甲的压力就是乙受到的重力
C.甲对海绵的压强大小为
D.乙对甲的压强大小为
解析:AB.压力和重力是两个不同的力, AB错;甲对海绵的压力大小F=G1+G2,C错,乙对甲的压力大小F=G2,p=,D正确。
【例2】 某同学用嘴对一玻璃小空瓶吸了一口空气,空瓶就能“挂”在嘴唇上,其原因是 ( B )
A.唾液把瓶黏住了 B.瓶内气压减小了
C.瓶外气压减小了 D.瓶子重力减小了
解析:嘴吸走了小瓶中的一部分空气,导致瓶内气压小于大气压。
这类题的易错之处有两点:1.忽略了大气压的存在。唾液的粘性不足以将小空瓶粘在嘴上。2.对气压概念的理解不足。用嘴对空瓶吸一口气后,瓶内气体减少,导致瓶内气体密度降低,瓶内气压小于外界大气压。小空瓶在外界大气压的作用下,被压在了嘴唇上。
3.如图为某活塞式抽水机工作的示意图,其中POQ是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向上开启,请回答下面的问题:
(1)如图甲所示,当在点Q对手柄PQ施加 向下 (选填“向上”或“向下”)的作用力时,圆筒中的活塞向上运动,阀门 B (选填“A”或“B”)打开,水在 大气压 (选填“大气压”或“水压”)作用下经过阀门流入圆筒。
(2)如图乙所示,活塞向下运动时,阀门B在 水压 (选填“大气压”或“水压”)作用下关闭,而阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)如图丙所示,在点Q用力向下压手柄PQ时,手柄上P点受到的阻力方向 向下 (选填“向上”或“向下”),圆筒上方的水从出水管口流出;某地居民在安装此抽水机时,下端水管已插入水中,但无论怎样移动活塞,水管口都没有水流出,可能原因是 水管与抽水机接头处漏气 。(写一条即可)
流体压强与流速的理解
【例3】请你解释装修时几个常见的现象。
(1) 现象一:朝内开着的门,从窗口进来的一阵风吹过后,如图甲所示,门会自动关上。你用什么物理知识解释? 流体压强与流速的关系 。
(2) 现象二:当门窗关上时,有时门会被风吹开,而在门与门框之间垫上几层纸后,如图乙所示,门不会被吹开,主要原因是: 在门和门框之间垫几层纸后,通过增大压力的方法增大摩擦力 。
对于此类题,抓住关键点——流速越大,压强越小。
(1)风从门前吹过,门前的空气流速大于门后的,门前受到的空气压强小于门后受到的压强。压强大小不一致使门两侧受到的空气压力并不平衡,门后受到的空气压力大于门前受到的压力,所以门被关上。
(2)垫纸是通过增大压力的方法增大摩擦力。
4.小斌观察到日常生活中许多与大气压有关的现象:①吹气球时,气球会因为吹气量的增多而爆破;②压瘪的乒乓球放进热水一烫会复原;③挤压充气的气球到一定的程度会爆破。小斌陷入了思考。
【提出问题】气体压强的大小跟什么因素有关呢?
【猜想】气体压强与气体的质量、 温度 、 体积 有关。
【设计与进行实验】
(1)小斌想探究现象③中所涉及的影响因素。设计的实验装置如图所示。
(2)向瓶内逐渐注水,瓶内气体体积逐渐缩小,液柱高度由a逐渐上升。
【分析论证】
(1)瓶内气体压强的大小是通过细玻璃管内液柱 上升的高度 来反映的。
(2)分析实验现象可知,在温度不变时,一定质量的气体,体积越小,压强 越大 ;反之,压强 越小 。
【实验拓展】控制其他条件相同时,换用内径不同的细玻璃管进行上述实验,则管内水柱上升的高度会 相同 (选填“相同”或“不同”)。理由是 液体压强只与液体的密度和深度有关 。
【拓展应用】节日里,小朋友放飞五彩缤纷的氢气球给节日增添喜庆。在氢气球不断升入高空的过程中,由于大气压随高度的增加而 减小 ,氢气球内气体压强 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)球外大气压,气球上升到一定高度,可能最终炸裂而落下;在爆炸前,随着高度的增加,气球内的气压逐渐变 小 。
压力与重力的区别与联系
压力不一定是由物体受到的重力引起的。物体受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
压力
重力
区别
产生原因
物体相互挤压
地球的吸引
力的性质
压力是弹力,只有相互接触且相互挤压发生形变才有压力
重力是引力,物体与地球不直接接触也受到重力作用
力的方向
垂直于物体表面,并指向被压物体
竖直向下
力的大小
与物体间的挤压程度有关
与物体的质量成正比,即G=mg
作用点
被压物体表面
物体的重心
联系
物体孤立地静止在水平地面上时,它对水平地面的压力与它的重力大小相等,且两个力方向都竖直向下
1.如图所示,物体A紧贴挡板静止在斜面上,请画出A受到的重力G和它对挡板的压力F。
2.请在图中作出静止在斜面上的物体受到的重力和物体对斜面的压力示意图。
3.关于压力,下列说法正确的是 ( A )
A.压力的方向一定垂直于物体间接触表面
B.压力的大小一定等于物体的重力
C.压力的方向有时垂直于物体间接触表面,有时不垂直于物体间接触表面
D.压力的大小一定与物体的重力无关
解析:AC.压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体间接触表面,故A正确,C错误。
BD.对于水平面上的物体,对地面的压力是由于重力产生的,压力大小等于重力大小;其他情况与物重不一定有直接关系,如压在竖直墙面上的物体,压力与重力无关,故B、D错误。故选A。
液体对容器底部的压力与液体重力的关系
1.图1容器的侧壁对液体的力的方向向下(依据:压力的方向总是与接触面垂直),使容器底部不仅承受液体的重力,还要承受侧壁对液体向下的压力,使F>G。
2.图2容器的侧壁对液体也有作用力,但方向是水平的,不能减轻液体对容器底部的压力,所以F=G。
3.图3容器口大底小,因此除了容器底部,周围侧壁也对液体提供向上的支持力,这就减轻了液体对容器底部的压力,使F<G。
容器形状
压力与重力的关系
F>G
F=G
F<G
4.如图所示,甲、乙两个完全相同的容器放在水平桌面上,分别盛有质量相同的不同液体,甲液体体积 > 乙液体体积,甲、乙容器对水平桌面的压强p甲 < p乙。(均选填“ >”“< ”或“=”)。
固体压强、液体压强和大气压强的计算
1.固体和液体压强、压力计算公式的比较
物理量
固体
液体
压力F
与物体间的挤压程度有关
F=pS=ρghS
压强p
p=
p=ρgh
2.标准大气压(atm):1 atm=1.01×105 Pa。
5.发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖(如图所示),这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重的威胁着下游群众的生命安全。若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到40 m,水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)求上述情况下湖堤底部受到的水的压强。
(2)湖堤底部有一块质量为600 g的石头,求此石头所受重力大小。
(3)湖堤底部的这块石头表面积是0.25 m2,求此石头表面受到的水的压力大小。
解:(1)p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×40 m=4×105 Pa。
(2)石头所受重力大小G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N。
(3)石头受到的水的压力F=pS=4×105 Pa×0.25 m2=1×105 N。
6.如图所示,一个重为5 N的容器置于水平桌面上,底面积为0.01 m2,其中装有深度为10 cm,体积为1 500 cm3的酒精。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)容器底部受到的压强多少帕?
(2)容器底部受到的压力多少牛?
(3)桌面受到的压强为多少帕?
解:(1)酒精的深度为10 cm=0.1 m,
【易错点剖析】
【例1】C
跟踪练习
1.解:p===1×108 Pa。
2. D 解析:AB.压力和重力是两个不同的力, AB错;甲对海绵的压力大小F=G1+G2,C错,乙对甲的压力大小F=G2,p==,D正确。
【例2】B 解析:嘴吸走了小瓶中的一部分空气,导致瓶内气压小于大气压。
跟踪练习
3.(1)向下 B 大气压 (2)水压 (3)向下 水管与抽水机接头处漏气
【例3】(1)流体压强与流速的关系 (2)在门和门框之间垫几层纸后,通过增大压力的方法增大摩擦力
跟踪练习
4.【猜想】温度 体积
【分析论证】(1)上升的高度 (2)越大 越小
【实验拓展】相同 液体压强只与液体的密度和深度有关
【拓展应用】减小 大于 小
【重难点突破】
1.如图所示
2.如图所示
3.A 解析:AC.压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体间接触表面,故A正确,C错误。
BD.对于水平面上的物体,对地面的压力是由于重力产生的,压力大小等于重力大小;其他情况与物重不一定有直接关系,如压在竖直墙面上的物体,压力与重力无关,故B、D错误。故选A。
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5.解:(1)p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×40 m=4×105 Pa。
(2)石头所受重力大小G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N。
(3)石头受到的水的压力F=pS=4×105 Pa×0.25 m2=1×105 N。
6.解:(1)酒精的深度为10 cm=0.1 m,
酒精对容器底部的压强p=ρ酒精gh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=800 Pa。
(2)根据p=可得,酒精对容器底部的压力为F=pS=800 Pa×0.01 m2=8 N。
(3)酒精的重力G酒精=m酒精g=ρ酒精Vg=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1 500×10-6 m3=12 N,
容器对桌面的压力F'=G酒精+G容=12 N+5 N=17 N,
容器对桌面的压强p===1 700 Pa。
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