内容正文:
压强
1
观察与思考
在雪地上行走时会留下明显的脚印,而滑雪时却不会,这是为什么呢?
考点1、压力
F
F
茶杯对桌面的力
物块对斜面的力
图钉对墙面的力
1.定义:垂直作用在物体表面上的力称为压力。
2.作用效果:使受压物体发生形变。
3.压力的方向:垂直于接触面指向被压物体。
4.作用点:在所压表面上。
只有当物体放在水平面时,物体对水平面的压力在数值上等于重力,即 。
F压 = G
G
F压 = G
F压 ≠ G
F压 与 G 无关
G
F压
F压
G
F压
压力可以由重力产生,也可以由其他力产生。
5、压力大小
如图所示,用50N的力F 把砖分别压在水平桌面上和竖直墙壁上,如果砖重为20N,则桌面和墙面受到的压力分别为多少?
F1=G+F=20N+50N=70N
F2=F=50N
粗
细
受力
面积大
受力
面积小
手指受压的感觉有什么不同?用力后这种感觉有何变化?
与手掌接触的那部分气球的形变较小,而手指顶着的那部分形变明显。用力越大,形变越明显。
考点2、探究压力作用影响的影响因素
甲 乙 丙
比较图中: 和 。
甲
乙
实验1:
压力的作用效果与压力关系
控制 不变,
改变 ,
比较 。
压力大小
受力面积
压力的作用效果
丙
乙
实验2:
压力的作用效果与受力面积关系
控制 不变,
改变 ,
比较 。
压力大小
受力面积
压力的作用效果
比较图中: 和 。
当受力面积相同时,压力 越大,压力的作用效果越明显;
当受力面积相同时,压力 越大,压力的作用效果越明显;
压力的作用效果
相同受力面积,比较压力大小
相同压力,比较受力面积大小
比较
求比值
压力
受力面积
定义
压强
压强
怎样表示压力的作用效果?
物体所受压力的大小与受力面积之比。
1.定义:
2.公式:
压强 =
压力
受力面积
p=
F
S
物理意义:压强在数值上等于物体单位面积上所受的压力。
1 Pa = 1 N / m2
“1帕”的含义: 1平方米的面积上受到的压力是1牛。
3.压强单位:
压强 =
压力
受力面积
专用名称叫帕斯卡(pascal)
简称帕,符号为Pa
牛顿(N)
平方米(m2)
1、水平桌面上放一本书,书所受的重力为3 N,与桌面的接触面积为5 × 10-2 m2,计算书对桌面的压强。
即:
解:书对桌面的压力大小等于它的重力,
F=G=3 N
桌面的受力面积
S=5 × 10-2 m2
所以压强
答:书对桌面的压强为60 Pa。
p= = =60Pa
F
S
3N
5×10-2m2
2.小明同学重600N,走路时对地面的压强为2×104 Pa ,当他双脚站立时,对地面的压强为 Pa 。若他的书包重60N,背着书包走路时,他对地面的压力为 N,地面所受压强为 _____Pa。
1×104
660
2.2×104
减小压强的方法
房屋的地基
宽大的书包带
重型卡车装有很多车轮
螺丝下的垫圈
压力F 一定时,
增大受力面积S
受力面积S 一定时,减小压力F
p=
F
S
p=
F
S
p=
F
S
增大受力面积S,
减小压力F
增大压强的方法
破窗锤
注射针尖
冰刀
受力面积 S 一定时,增大压力 F
压力 F 一定时,
减小受力面积 S
增大压力 F ,
减小受力面积 S
p=
F
S
p=
F
S
p=
F
S
1.小丽买了一只西瓜,她用塑料袋提回家,走了没多远,就感到手被塑料袋勒得很痛,根据我们学过的物理知识,请你帮助她找到解决问题的办法,并说明这样做的道理。
答:在塑料袋提手处包上手帕,这样做可以增大手的受力面积,从而减小塑料袋对手的压强(其他方法合理也可)
2.一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是( )
A.站着不动
B.就地趴伏在冰面上慢慢地向岸边挪动
C.赶快跑向岸边
D.立即改成单脚站立
B
3.人在走路时对地面的压力和压强,与人站立在地面时相比较 ( )
A.压力不变,压强改变 B.压力不变,压强不变
C.压力改变,压强改变 D.压力改变,压强不变
A
液体内部存在压强的原因
液体受到重力的作用,并且具有流动性。
橡皮管
橡皮膜
U形管
橡皮膜受到压强,U型管的两侧液面就会产生高度差
探头
转换法
微小压强计在使用前,要检查装置的气密性。
方法:按压橡皮膜3~5s,看U型管内液面的高度差是否稳定。
微小压强计
液体内部压强特点
同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
实验1 探究压强与方向关系
控制 不变,
改变 ,
比较 。
深度、密度
方向
液体压强大小
同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
h: 研究点到自由液面的竖直距离。
控制 不变,
改变 ,
比较 。
方向、密度
深度
液体压强大小
实验2 探究压强与深度关系
深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
控制 不变,
改变 ,
比较 。
方向、深度
密度
液体压强大小
实验3 探究压强与密度关系
1、液体对容器底和侧壁都有压强。
2、同一液体同一深度处,向各个方向的压强都相等。
3、同种液体中,深度越深,压强越大。
4、同一深度不同液体,液体的密度越大,压强越大。
液体压强特点
大坝为什么修建得上窄下宽?
你能解释以下现象了吗?
桶为什么裂开?
液体压强的大小
S 平面上方的液柱对平面的压力
平面受到的压强
因此,液面下深度为h 处液体的压强为
由公式可以看出,液体压强大小只与ρ与h 有关,与其它因素无关
S
ρ
h
S
h
F=G=mg=ρVg=ρShg
p= =ρgh
F
S
p=ρgh
1、如图所示,容器内装有水,A点深度为 cm,A点受到的压强是 Pa,水对容器底的压强是 Pa。
60
6000
7000
70cm
10cm
30cm
· A
2.2020年6月8日,由中国科学院沈阳自动化
研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥
控潜水器,搭乘“探索一号”科考船载誉归来,
如图所示。“海斗一号”在科考任务中最大下潜深度10907米,刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录。“海斗一号”在下潜到104m时所受到海水的压强为 Pa,此时潜水器外壳1cm2的面积上受到海水的压力为 N(ρ海水=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
1×108
1×104
3.[2017陕西,26] <m></m> 年5月,我国在南海成功开采出了可燃冰。可燃冰是一种高效、清洁、储量巨大的新能源,可以像固体酒精一样被点燃,开采点位于水深 <m></m> 海底下一定深度的海床中,海水对海底的压强是_____________ <m></m> ,可燃冰属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。( <m></m> 取 <m></m> , <m></m> 取 <m></m> )
<m></m>
不可再生
连通器
连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
深度:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
想想议议:下面是生活中常见的连通器,它们各有什么功能?想想看,它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的?
自动喂水器
船闸工作示意图
三峡船闸的五级船闸工作原理
1.三峡大坝是我国的宏伟工程。
(1)左图是轮船开往下游时进入闸室后,欲到下游时的示意
图,下一步应先打开_______,再打开_______。
(2)大坝设计成了上窄下宽的形状(右图),原因是__________
_______________________________________________________________________________________________________。
阀门B
闸门D
液体压强会随着深度的增加而增大,底部河坝受到的压强大,宽厚的河坝能够承受较大的压强。
2.在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记(如图所示)。这样做的目的是保证两点在
_______________,用到的物理知识是__________。
同一水平面上
连通器
类型1 公式p=和p=ρgh的灵活应用
例1 如图所示,学生课桌质量为10kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10-4m2;某同学将底面积为2×10-3m2、质量为200g,容量为1L、装满水后水深为15cm的塑料水杯放在课桌的桌面上。(g取10N/kg)求:
(1)水对塑料水杯底部的压强;
(2)塑料水杯对桌面的压强;
(3)课桌对地面的压强。
类型2 物体叠放后的压强
例2 如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平面上,甲的棱长为0.2m,甲的密度为3×103kg/m3,乙的棱长为0.2m,甲的密度为3×103kg/m3,乙的棱长为0.3m,乙的质量为54kg。求:
(1)正方体甲对水平面的压强p甲。
(2)若将正方体乙叠放在甲上表面的正中央,则乙对甲的压强p1与甲对地面的压强p2之比为多少?
固体压强的变化主要由物体间的叠加引起的压力或受力面积的变化造成的,分析时要找准压强面,寻找对应接触面的受力面积和压强面的压力,然后应用公式p=计算出压强。
类型3 物体切割(竖直切割、水平切割)后的压强
固体压强的变化主要由物体切割引起的压力或受力面积的变化造成,分析时要先找出不变的量,然后再分析变化的量。
例3 甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。若沿水平方向将甲、乙正方体上截去,使甲、乙剩余部分的高度相同,如图所示,则剩余部分的质量m甲、m乙的关系是( )
A.m甲一定大于m乙 B.m甲一定小于m乙
C.m甲可能小于m乙 D.m甲可能等于m乙
类型4 形状不规则容器的压力和压强
容器形状
特点 柱形 上口大 上口小
容器底所受压力与液体重力的关系
液体对容器底的压力大小不一定等于液体重力,在计算或讨论容器底所受压力和压强时,一般要先计算压强,然后计算压力。
F=G液
F<G液
F>G液
例4 如图所示。盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,杯子内外的底面积均为3×10-3m2;杯内水重2N,水深0.06m,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)水对杯底产生的压力;
(2)水杯对桌面产生的压强。
实验1
现象:熟鸡蛋被吞入瓶中。
分析:瓶内气体对鸡蛋的压强小于瓶外大气压强,在大气压作用下,鸡蛋被压入瓶中。
实验2
现象:硬塑料片没有掉下来
分析:硬塑料片受重力作用,受水向下的压力作用,没有下落,必须受向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气,证明大气存在压强。
现象:硬塑料片没有掉下
分析:大气的压强向各个方向
大气压的存在
和液体一样,空气内部各个方向也都存在压强。这种压强称为大气压强,简称大气压或气压。
大气受重力的作用
大气有流动性
大气压存在的原因:
1.如图所示的实例中,与大气压无关的是( )
B.用吸管喝饮料
C.吸盘挂物钩吸在墙上
A.船闸
D.覆杯实验
A
大气压的测量
1.最早测定大气压的是意大利物理学家、数学家托里拆利
=ρ水银 gh
=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m
=1.013×105 Pa
p大气=p水银
标准大气压 p0= 1.013×105 Pa
2.大气压的数值
粗略计算标准大气压可取为1.0×105 Pa。
3.思考
1.若将玻璃管倾斜,管中水银柱的长度和高度如何变化呢?
2.将玻璃管下按、上提对实验结果有影响吗?
3.将玻璃管加粗、改细一些,对实验结果有影响吗?
4.若玻璃管内混有少量空气,会影响水银柱的高度吗?
5.若在玻璃管顶端凿一小孔,会出现什么现象?
6.若以水代替水银做托里拆利实验,大气压能支持的水柱的高度大约是多少米?
大气压的变化
拿着自制气压计从楼下到楼上,观察玻璃管内水柱高度的变化。
大气压随高度增加而减小。
大气压变化的规律:在海拔3 000 m以内,每上升10 m,大气压大约降低100 Pa。
实验
自制气压计
大气压由于大气受重力而产生,因此空气密度变小,大气压就会降低。
海拔越高,空气越稀薄
气温变高,空气体积膨胀
湿度越高,空气中含水量越高
空气密度变小
大气压强减小
一切液体的沸点都是气压增大时升高,气压减小时降低。
通常说的沸点,都是指在1标准大气压下。
说水的沸点是100摄氏度,必须强调是在1标准大气压下。
液体沸点与大气压的关系
流体
具有流动性的液体和气体。
水
空气
流体
向各个方向都有压强
流动性
液体有压强
气体有压强
静止压强
当液体和气体处于流动状态时其压强又会怎样?
流体压强与流速的关系
结论:在气体中,流速越大的位置压强越小。
飞机上升的原因
机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。
列车进站
小孔处空气流速快,压强小,容器里液面上方的空气压强大,液体就沿着细管上升,从管口流出后,受气流的冲击,形成喷雾状。
打气
小孔
例1下列现象与“流体的压强与流速”无关的是 ( )
A.如图中,同学向前吹气,纸条向上运动
B.如图中,在气球的左侧吹气,气球向左侧运动
C.如图中,同学用吸管吸饮料,饮料进入口中
D.如图中,在硬币上方吹气,可以将硬币吹入碗中
C
100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102
Lavf58.50.100
$$