专题03 压强 期中复习培优知识串讲-2024-2025学年人教版物理八年级下学期【2024●新教材】
2025-03-27
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2份
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52页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第九章 压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.84 MB |
| 发布时间 | 2025-03-27 |
| 更新时间 | 2025-03-27 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51291127.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年人教版物理八年级下学期期中复习知识串讲(培优版)【2024●新教材】
专题03 压强
(知识梳理+易错点拨+重难点考点讲练+压轴题专练 共50题)
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知识精讲 复习回顾 2
知识点01:压力 2
知识点02:压强 3
知识点03:增大或减小压强的方法 3
知识点04:液体压强产生原因: 3
知识点05:特点 3
知识点06:公式 3
知识点07:连通器 3
知识点08:大气压强产生原因 3
知识点09:大气压强的存在 3
知识点10:大气压强的测量 4
知识点11:大气压随高度的变化 4
知识点12:大气压强的变化随天气的变化 4
知识点13:沸点与气压的关系 4
知识点14:流体: 4
知识点15:流体压强与流速的关系 4
知识点16:飞机的升力 4
易错点拨 查漏补缺 4
易错知识点01:压强是压力,压力是压强 4
易错知识点02:压强只与压力有关 4
易错知识点03:尖锐的物体产生的压强一定大 4
易错知识点04:公式 p = F/S 的适用条件 5
易错知识点05:单位换算错误 5
易错知识点06:压力 F 的确定 5
易错知识点07:受力面积 S 的确定 5
易错知识点08:液体压强只与深度有关 5
易错知识点09:液体压强方向的判断 5
易错知识点10:液体压强公式 p = ρgh 的应用 6
易错知识点11:连通器的理解 6
易错知识点12:大气压只有一个数值 6
易错知识点13:只有气体才有压强 6
易错知识点14:误解大气压的应用 6
重点难点 考点讲练 6
考点01:压力与重力的区别 6
考点02:压力的大小 7
考点03:压力的示意图 7
考点04:探究影响压力作用效果的因素 7
考点05:压强的概念 8
考点06:压强的单位 8
考点07:压强的公式的应用 9
考点08:p=pgh计算规则柱体的压强 9
考点09:固体压强的比较大小 9
考点10:减小压强 10
考点11:增大压强 10
考点12:帕斯卡原理及其应用 11
考点13:液体压强规律 11
考点14:探究液体内部的压强 12
考点15:液体压强的公式及计算 12
考点16:液体压强的大小比较 13
考点17:连通器原理 14
考点18:大气压测量的实验设计 14
考点19:大气压的综合应用 15
考点20:流体压强与流速的关系 15
压轴专练 拔尖冲刺 16
知识点01:压力
(1)概念: 作用在物体表面的力,叫压力。
(2)方向: 于接触面,指向 。
(3)产生条件: ,且发生相互挤压,产生弹性形变。
(4)影响压力作用效果的因素:压力大小、 的大小
知识点02:压强
(1)概念: 。
(2)压强公式: 。
(3)单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa,1Pa= 。
知识点03:增大或减小压强的方法
减小压强的方法: 压力或 受力面积。
增大压强的方法: 压力或 受力面积。
知识点04:液体压强产生原因:
液体 ,且具有 。
知识点05:特点
(1)液体内部向 都有压强。
(2)在同一液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 。
(3)同种液体,深度越大,压强 。
(4)在深度相同时,液体的 越大,压强越大。
知识点06:公式
。该公式适用于质量分布均匀的液体和规则的柱形固体。
知识点07:连通器
(1)概念: 。
(2)特点:连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面高度总是 。
(3)应用:船闸、锅炉水位计、茶壶、自动喂水器等
知识点08:大气压强产生原因
。
知识点09:大气压强的存在
实例:覆杯实验、瓶吞鸡蛋、吸盘等
实验:托里拆利实验
知识点10:大气压强的测量
(1)测量工具:水银气压计、金属盒气压计
(2)标准大气压:相当于 mm水银柱产生的压强,P0=
知识点11:大气压随高度的变化
大气压随高度的增加而 。
知识点12:大气压强的变化随天气的变化
冬天、晴天 ,夏天、阴天 。
知识点13:沸点与气压的关系
气压越高,沸点 。
知识点14:流体:
。
知识点15:流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强 。
知识点16:飞机的升力
上表面气体流速大, ;下表面气体流速小, 。
易错知识点01:压强是压力,压力是压强
正确理解: 压力是力,单位是牛顿(N),它是一个具体的作用力;压强是描述压力作用效果的物理量,等于单位面积上受到的压力,单位是帕斯卡(Pa)或N/m²。压强反映的是压力作用的集中程度。
常见错误: 直接将压力大小当做压强大小。
易错知识点02:压强只与压力有关
正确理解: 压强由压力和受力面积共同决定。压力越大,受力面积越小,压强越大。
常见错误: 认为压力增大,压强一定增大。
易错知识点03:尖锐的物体产生的压强一定大
正确理解: 尖锐的物体容易产生较大的压强,是因为在压力相同的情况下,受力面积小。但如果压力也很小,压强不一定大。
常见错误: 忽略压力大小,只关注接触面积的大小。
易错知识点04:公式 p = F/S 的适用条件
正确理解: 公式 p = F/S 适用于计算固体产生的压强,且压力 F 必须是垂直作用在受力面积 S 上的。
常见错误:
没有判断压力是否垂直于受力面积,直接使用公式计算。
将公式用于液体压强或气体压强的计算。
易错知识点05:单位换算错误
正确理解:
1 Pa = 1 N/m²
1 cm² = 10⁻⁴ m²
1 mm² = 10⁻⁶ m²
常见错误: 在计算中忘记将面积单位换算成平方米(m²)。
易错知识点06:压力 F 的确定
正确理解: 压力 F 是物体对接触面的作用力,通常等于物体的重力(在水平面上),但有时需要考虑其他力的影响。
常见错误: 简单地将压力等同于重力,而忽略了物体是否受到其他力的作用。
易错知识点07:受力面积 S 的确定
正确理解: 受力面积 S 是物体实际接触的面积,而不是物体的表面积。
常见错误: 将整个表面积当做受力面积。
易错知识点08:液体压强只与深度有关
正确理解: 液体压强由液体的密度和深度共同决定。相同深度,密度越大,压强越大;相同密度,深度越大,压强越大。
常见错误: 认为深度相同,液体压强就相同,忽略了密度的影响。
易错知识点09:液体压强方向的判断
正确理解: 液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,各个方向的压强大小相等。
常见错误: 认为液体只对底部有压强。
易错知识点10:液体压强公式 p = ρgh 的应用
正确理解: 公式 p = ρgh 中的 h 是指液体的深度,即从液面到所求位置的垂直距离。
常见错误: 将深度 h 误认为是高度,或者从容器底部开始算起。
易错知识点11:连通器的理解
正确理解: 连通器里装同种液体且静止时,液面是相平的。如果装不同种液体,液面一般不相平。
常见错误: 认为连通器中任何情况下液面都是相平的。
易错知识点12:大气压只有一个数值
正确理解: 大气压随高度的增加而减小,并且受天气状况的影响。
常见错误: 认为大气压是一个固定不变的数值。
易错知识点13:只有气体才有压强
正确理解: 气体分子对物体表面的撞击产生压强。
常见错误: 忽略气体压强的存在。
易错知识点14:误解大气压的应用
正确理解: 大气压的应用很多,例如活塞式抽水机、吸盘等都是利用大气压工作的。
常见错误: 不能正确分析大气压在实际应用中的作用。
考点01:压力与重力的区别
【例题精讲】关于压力和重力,下列说法正确的是( )
A.压力和重力是一对相互作用力
B.背书包时书越少越轻松,是因为重力小压力就小,重力就是压力
C.只有放在水平地面上的物体,对地面的压力才是物体的重力
D.压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力
【巩固训练一】关于压力的说法,正确的是( )
A.放在水平地面上的物体,对地面的压力就是物体的重力
B.压力的作用效果与压力大小和受力面积有关
C.压力的大小一定与重力大小有关
D.竖直作用在物体表面上的力叫做压力
考点02:压力的大小
【例题精讲】关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A.竖直向下加速运动的苹果所受合力为零
B.竖直向下匀速运动的跳伞运动员所受合力为零
C.在空中下落的排球,运动得越来越快,是因为排球具有惯性
D.某同学站在磅秤上,他对磅秤的压力就是他受到的重力
【巩固训练一】如图所示,质地均匀的长方体放在水平桌面上,此时长方体对桌面的压力 自身的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
考点03:压力的示意图
【例题精讲】如图,物体A沿斜面向下做匀速直线运动,请在图中作出物体A所受重力和对斜面压力的示意图。
【巩固训练一】如图所示,物体静止在斜面上,画出物体受到的重力G和物体对斜面的压力F的示意图。
考点04:探究影响压力作用效果的因素
【例题精讲】同一弹簧受到大小相同的力后产生不同的效果,图甲说明影响力的作用效果的因素是力的 ;如图乙所示,同一长方体金属块分别平放、竖放在同一块海绵上,目的是为了探究压力的作用效果与 是否有关。
【巩固训练一】如图是某同学“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A.实验中通过海绵的形变程度反映压力的作用效果,用到控制变量法
B.乙、丙对比说明,重力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
C.丙图小桌静止时,海绵对小桌的支持力和小桌的重力是一对平衡力
D.甲、乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
考点05:压强的概念
【例题精讲】对于压强的公式的理解,正确的是( )
A.受力面积越小,压强越大
B.压力一定时,压强与受力面积成反比
C.物体受到的压力大,压强就大
D.受力面积一定时,压力越大,压强越小
【巩固训练一】物理课本平放在桌面上,对桌面的压强约为4Pa,其物理意义是 。
考点06:压强的单位
【例题精讲】在国际单位制中,压强的单位是( )
A.牛顿(N) B.摄氏度(℃)
C.千克(kg) D.帕斯卡(Pa)
【巩固训练一】在物理学中,描述压力作用效果的物理量是 ,其国际单位是 。
考点07:压强的公式的应用
【例题精讲】如图所示,一质量均匀的长方体木板放在水平桌面上静止,①②③各为其中的,此时它对桌面的压强为p。小宇首先只切除①,余下的木板对桌面的压强为p1,然后再切除②,余下的木板对桌面的压强为p2。则下列判断正确的是( )
A.p1:p2=3:2 B.p1:p2=1:1 C.p1:p2=2:3 D.p1:p2=1:2
【巩固训练一】已知小强同学的质量为50kg,双脚与地面的接触面积为400cm2,当他步行时对地面的压强为 Pa,它代表的物理意义是 。
考点08:p=pgh计算规则柱体的压强
【例题精讲】甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图所示,用甲、乙两种物质制成质量相等的实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3 C.2:1 D.4:1
【巩固训练一】如图所示,两个正方体金属块A、B放在水平地面上,若A、B对地面的压强相等均为p1,且边长之比LA:LB=2:3,则金属块A与金属块B的密度之比ρA:ρB= ;若把金属块A叠放在B的上表面,金属块B对地面的压强为p1,则p1:p2= 。
考点09:固体压强的比较大小
【例题精讲】如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变小,压力不变
B.M对桌面的压强不变,压力不变
C.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
【巩固训练一】一本厚字典放在水平桌面上,如图(a)所示,现用一水平方向的力F′将字典向右推,使其一部分离开桌面至图(b)所示的位置,在此过程中,字典受到的摩擦力f ,字典对桌面的压力F ,字典对桌面的压强p 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
考点10:减小压强
【例题精讲】用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,使用垫圈是为了( )
A.增大螺帽对工件的压强
B.减小螺帽对工件的压力
C.增大工件受力面积,增大压强
D.增大工件受力面积,减小压强
【巩固训练一】搬运工搬货物上楼时,不用细绳,而使用扁而宽的带,其原因是为了增大 ,从而 压强。
考点11:增大压强
【例题精讲】镰刀刀刃做得锋利无比是通过 的方式增大压强。石碾很重,这是通过 的方式增大压强以实现脱粒的目的。
【巩固训练一】下列事实中,目的是为了增大压强的是( )
A.在坦克的轮子上安装履带
B.书包背带做得宽大而厚实
C.用细线来分割皮蛋
D.将铁路轨道铺设在枕木上
考点12:帕斯卡原理及其应用
【例题精讲】如图是维修汽车的千斤顶的原理图,当用1000N的力作用在小活塞上,能顶起5×104N的汽车,则小活塞面积与大活塞面积之比为 。
【巩固训练一】如图是液压千斤顶的原理图,已知在加在小活塞上的力为50N时,大活塞上可以产生1000N的力,则小活塞与大活塞的面积之比为 。
考点13:液体压强规律
【例题精讲】如图,著名的木桶原理从另一个侧面告诉我们,当木桶放在水平地面时,决定木桶底部能够受到水的最大压强,取决于木桶的( )
A.板子的块数 B.最短板高度
C.直径大小 D.质量大小
【巩固训练一】压力作用在物体上会产生压强,液体对容器底部有压力,因而液体有向 的压强,图中表明,液体对容器 有压强,从水喷出的缓急、远近情况可以知道,液体压强与 有关。
考点14:探究液体内部的压强
【例题精讲】为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进如图所示,当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度,该实验装置中的U形管 (填“是”或“不是”)连通器。
【巩固训练一】小明利用压强计等装置探究“液体内部压强的规律”。
(1)实验前检查器材,发现与U形管连接处的软管被压瘪,但U形管两侧液面等高,将压瘪部分整理好后,会出现如图 (选填“甲”或“乙”)所示情况。
(2)如图丙,调整好压强计后,金属盒的橡皮膜在水中朝向底部,发现U形管左右两侧液面有高度差,此现象说明 。
(3)观察丙、丁两图,可以得出结论: 。
(4)如图戊所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,在管中装入不等量的水,薄膜鼓起的程度不同。据此小兰猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 放置,直至 ,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小兰的猜想错误。
考点15:液体压强的公式及计算
【例题精讲】如图所示的容器中装有水,以下说法错误的是( )
A.A点上方容器顶部会受到水向上的压强
B.A点所处深度为13cm
C.B点受到水的压强为1500Pa
D.A、B两点所受水的压强之比为13:22
【巩固训练一】如图所示,在高为1m的容器内装满水并密封,水对容器底面的压强为 Pa,若将该容器倒置,如图,此时容器底面受到的压力与甲图相比将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
考点16:液体压强的大小比较
【例题精讲】如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
【巩固训练一】今年3.15消费者权益日曝光了多家知名奶茶店存在的食品安全隐患,引发关注知名品牌纷纷被查出存在食品生产标签错误、使用腐烂水果等安全问题。如图,某奶茶饮料(未装满)平放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则杯内饮料对杯子底的压强 ,杯内饮料对杯子底的压力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
考点17:连通器原理
【例题精讲】在装修房屋时,工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡),两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水静止时,在与水平面相平的位置做出标记,这样做利用了
原理,目的是保证两点在 。
【巩固训练一】市场上有一种自带吸管的玻璃杯,如图所示,当杯中装入适量的水放在水平桌面上时,下列说法不正确的是( )
A.该玻璃杯可以看作是一个连通器
B.杯子对桌面的压力与桌面对杯子的支持力是一对相互作用力
C.当杯中水静止时,A点的水的压强等于B点的水的压强
D.若在杯中放入一个小球后漂浮,则杯中水静止时,杯中液面比吸管中液面高
考点18:大气压测量的实验设计
【例题精讲】如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强有可能小于76cm高水银柱
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端无压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【巩固训练一】如图所示的托里拆利实验中,测得此时的大气压强等于 m高水银柱所产生的压强,该气压下水的沸点 (选填“高于”、“低于”或“等于”)100℃。若将实验中的液体改为水,则当时的大气压强可以支持 m高的水柱。(g取10N/kg,ρ水银=13.6×103kg/m3)。
考点19:大气压的综合应用
【例题精讲】如图为自制的“鸟类饮水器”,将一个矿泉水瓶装满水,然后倒置于水盆中,瓶口刚刚被水浸没,水盆中的水被喝掉后,瓶中水流出。下列说法错误的是( )
A.瓶中的水位保持一定的高度是大气压作用的结果
B.瓶中的水流出一些后瓶内水上方的气压变大
C.瓶内水上方的气压大于外界大气压
D.若在瓶底开一孔、瓶中水会流出直至与盆中水面相平
【巩固训练一】如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,若茶壶中水深8cm,则水对壶底的压强是 Pa(g取10N/kg);若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面 (选填“相平”或“不相平”)。用手堵住通气孔,壶中的水在 的作用下不易持续倒出。
考点20:流体压强与流速的关系
【例题精讲】如图所示是进行室内换气的屋顶风帽,只要速度为0.2m/s的微风即可让其运转,不用电,节能环保。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 ,室内的污浊气体在 作用下被排出。
【巩固训练一】中国高铁已成为我国一张靓丽的名片。这种列车进站速度要比普通列车大一些,为避免候车乘客被“吸”向火车的事故发生,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时,车体附近的气体( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
1.把未装满饮料且密闭的饮料瓶,分别正立和倒立放置在水平桌面上,如图所示,两次放置时,饮料瓶对桌面的压强分别为pA和pB,饮料对瓶底和瓶盖的压力分别FA和FB,则( )
A.pA>pB FA=FB B.pA<pB FA>FB
C.pA<pB FA=FB D.pA=pB FA<FB
2.如图所示现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示飞机升力的产生原因
B.图乙所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
3.如图所示,盛有水的杯子(杯子的厚度不计)静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积为30cm2;杯内水重2N,水深6cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.水对杯底压力的大小等于水受到重力的大小
B.水杯对桌面的压强为1000Pa
C.水对杯底的压强为900Pa
D.水对杯底的压力为3N
4.如图,有一圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm,水对容器底部的压强是 Pa。现将一体积为4×10﹣3m3的球体放入水中,已知球体密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比为 。
5.如图所示,将瓶子从正放变为倒放后,水对瓶子底部的压力 ,水对瓶子底部的压强 ,瓶子对桌面的压力 。(均选填“变小”“变大”或“不变”)
6.如图所示,实心正方体A、B置于水平地面上,边长之比1:2,它们对地面的压强相等,甲、乙的密度关系是ρ甲:ρ乙= ,沿竖直方向各切掉一半体积后,剩余部分对地面的压强关系是p甲 p乙(选填“>”“=”或“<”)。
7.小明有以下实验器材:2mL的注射器A、10mL的注射器B、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺,他要粗略测量大气压的值。
(1)为了粗测大气压的值,应选择的注射器是 (A/B);
(2)将下列实验步骤填写完整:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:如图甲所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数为 N;
步骤三:用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为4.00cm;
步骤四:算出大气压强值为 Pa;
(3)同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 ;
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,此时活塞所受到的 (摩擦力/大气压力)为0.3N;
(4)小睿在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,设计了如图乙所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水,测得杯中水的质量为440g;然后向外缓慢抽水,测得杯中水的质量为380g,烧杯质量为80g,则此次所测大气压值为 Pa。(g取10N/kg)
8.在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
(1)比较甲、乙两图的实验,可以得出 ;比较丙图和 图,可以得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p p′(选填“>”、“=”或“<”);
(3)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 ;
(4)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力。
9.一只重2N、底面积为0.005m2的平底薄壁容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,容器内所盛的水重12N,容器高为15cm,容器中水深为12cm。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)容器底受到水的压强;
(2)容器底受到水的压力;
(3)容器对桌面的压强。
10.如图所示,置于水平地面的轻质薄壁柱形容器甲,高为0.5米,底面积为5×10﹣2m2。容器内盛有0.3米深的水。正方体乙的质量15kg,g=10N/kg。求:
(1)水对容器底部的压力。
(2)现将乙轻放且浸没在甲容器的水中,恰使甲对地面的压强和水对容器甲底部的压强均为最大。
(a)此时容器甲对地面的压强。
(b)正方体乙的密度。
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2024-2025学年人教版物理八年级下学期期中复习知识串讲(培优版)【2024●新教材】
专题03 压强
(知识梳理+易错点拨+重难点考点讲练+压轴题专练 共50题)
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知识精讲 复习回顾 2
知识点01:压力 2
知识点02:压强 3
知识点03:增大或减小压强的方法 3
知识点04:液体压强产生原因: 3
知识点05:特点 3
知识点06:公式 3
知识点07:连通器 3
知识点08:大气压强产生原因 3
知识点09:大气压强的存在 4
知识点10:大气压强的测量 4
知识点11:大气压随高度的变化 4
知识点12:大气压强的变化随天气的变化 4
知识点13:沸点与气压的关系 4
知识点14:流体: 4
知识点15:流体压强与流速的关系 4
知识点16:飞机的升力 4
易错点拨 查漏补缺 4
易错知识点01:压强是压力,压力是压强 4
易错知识点02:压强只与压力有关 4
易错知识点03:尖锐的物体产生的压强一定大 5
易错知识点04:公式 p = F/S 的适用条件 5
易错知识点05:单位换算错误 5
易错知识点06:压力 F 的确定 5
易错知识点07:受力面积 S 的确定 5
易错知识点08:液体压强只与深度有关 5
易错知识点09:液体压强方向的判断 5
易错知识点10:液体压强公式 p = ρgh 的应用 6
易错知识点11:连通器的理解 6
易错知识点12:大气压只有一个数值 6
易错知识点13:只有气体才有压强 6
易错知识点14:误解大气压的应用 6
重点难点 考点讲练 6
考点01:压力与重力的区别 6
考点02:压力的大小 7
考点03:压力的示意图 8
考点04:探究影响压力作用效果的因素 9
考点05:压强的概念 10
考点06:压强的单位 10
考点07:压强的公式的应用 11
考点08:p=pgh计算规则柱体的压强 12
考点09:固体压强的比较大小 13
考点10:减小压强 14
考点11:增大压强 15
考点12:帕斯卡原理及其应用 15
考点13:液体压强规律 16
考点14:探究液体内部的压强 16
考点15:液体压强的公式及计算 18
考点16:液体压强的大小比较 19
考点17:连通器原理 20
考点18:大气压测量的实验设计 21
考点19:大气压的综合应用 22
考点20:流体压强与流速的关系 23
压轴专练 拔尖冲刺 24
知识点01:压力
(1)概念: 垂直 作用在物体表面的力,叫压力。
(2)方向: 垂直 于接触面,指向 被压物体 。
(3)产生条件: 接触 ,且发生相互挤压,产生弹性形变。
(4)影响压力作用效果的因素:压力大小、 受力面积 的大小
知识点02:压强
(1)概念: 物体所受压力的大小与受力面积之比 。
(2)压强公式: 。
(3)单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa,1Pa= 1N/m2 。
知识点03:增大或减小压强的方法
减小压强的方法: 减小 压力或 增大 受力面积。
增大压强的方法: 增大 压力或 减小 受力面积。
知识点04:液体压强产生原因:
液体 受重力 ,且具有 流动性 。
知识点05:特点
(1)液体内部向 各个方向 都有压强。
(2)在同一液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 相等 。
(3)同种液体,深度越大,压强 越大 。
(4)在深度相同时,液体的 密度 越大,压强越大。
知识点06:公式
。该公式适用于质量分布均匀的液体和规则的柱形固体。
知识点07:连通器
(1)概念: 上端开口,下端相连的容器 。
(2)特点:连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面高度总是 相同 。
(3)应用:船闸、锅炉水位计、茶壶、自动喂水器等
知识点08:大气压强产生原因
空气受重力,且具有流动性 。
知识点09:大气压强的存在
实例:覆杯实验、瓶吞鸡蛋、吸盘等
实验:托里拆利实验
知识点10:大气压强的测量
(1)测量工具:水银气压计、金属盒气压计
(2)标准大气压:相当于 760 mm水银柱产生的压强,P0= 1.01×103
知识点11:大气压随高度的变化
大气压随高度的增加而 降低 。
知识点12:大气压强的变化随天气的变化
冬天、晴天 高 ,夏天、阴天 低 。
知识点13:沸点与气压的关系
气压越高,沸点 高 。
知识点14:流体:
具有流动性的液体和气体统称为流体 。
知识点15:流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强 越小 。
知识点16:飞机的升力
上表面气体流速大, 压强小 ;下表面气体流速小, 压强大 。
易错知识点01:压强是压力,压力是压强
正确理解: 压力是力,单位是牛顿(N),它是一个具体的作用力;压强是描述压力作用效果的物理量,等于单位面积上受到的压力,单位是帕斯卡(Pa)或N/m²。压强反映的是压力作用的集中程度。
常见错误: 直接将压力大小当做压强大小。
易错知识点02:压强只与压力有关
正确理解: 压强由压力和受力面积共同决定。压力越大,受力面积越小,压强越大。
常见错误: 认为压力增大,压强一定增大。
易错知识点03:尖锐的物体产生的压强一定大
正确理解: 尖锐的物体容易产生较大的压强,是因为在压力相同的情况下,受力面积小。但如果压力也很小,压强不一定大。
常见错误: 忽略压力大小,只关注接触面积的大小。
易错知识点04:公式 p = F/S 的适用条件
正确理解: 公式 p = F/S 适用于计算固体产生的压强,且压力 F 必须是垂直作用在受力面积 S 上的。
常见错误:
没有判断压力是否垂直于受力面积,直接使用公式计算。
将公式用于液体压强或气体压强的计算。
易错知识点05:单位换算错误
正确理解:
1 Pa = 1 N/m²
1 cm² = 10⁻⁴ m²
1 mm² = 10⁻⁶ m²
常见错误: 在计算中忘记将面积单位换算成平方米(m²)。
易错知识点06:压力 F 的确定
正确理解: 压力 F 是物体对接触面的作用力,通常等于物体的重力(在水平面上),但有时需要考虑其他力的影响。
常见错误: 简单地将压力等同于重力,而忽略了物体是否受到其他力的作用。
易错知识点07:受力面积 S 的确定
正确理解: 受力面积 S 是物体实际接触的面积,而不是物体的表面积。
常见错误: 将整个表面积当做受力面积。
易错知识点08:液体压强只与深度有关
正确理解: 液体压强由液体的密度和深度共同决定。相同深度,密度越大,压强越大;相同密度,深度越大,压强越大。
常见错误: 认为深度相同,液体压强就相同,忽略了密度的影响。
易错知识点09:液体压强方向的判断
正确理解: 液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,各个方向的压强大小相等。
常见错误: 认为液体只对底部有压强。
易错知识点10:液体压强公式 p = ρgh 的应用
正确理解: 公式 p = ρgh 中的 h 是指液体的深度,即从液面到所求位置的垂直距离。
常见错误: 将深度 h 误认为是高度,或者从容器底部开始算起。
易错知识点11:连通器的理解
正确理解: 连通器里装同种液体且静止时,液面是相平的。如果装不同种液体,液面一般不相平。
常见错误: 认为连通器中任何情况下液面都是相平的。
易错知识点12:大气压只有一个数值
正确理解: 大气压随高度的增加而减小,并且受天气状况的影响。
常见错误: 认为大气压是一个固定不变的数值。
易错知识点13:只有气体才有压强
正确理解: 气体分子对物体表面的撞击产生压强。
常见错误: 忽略气体压强的存在。
易错知识点14:误解大气压的应用
正确理解: 大气压的应用很多,例如活塞式抽水机、吸盘等都是利用大气压工作的。
常见错误: 不能正确分析大气压在实际应用中的作用。
考点01:压力与重力的区别
【例题精讲】关于压力和重力,下列说法正确的是( )
A.压力和重力是一对相互作用力
B.背书包时书越少越轻松,是因为重力小压力就小,重力就是压力
C.只有放在水平地面上的物体,对地面的压力才是物体的重力
D.压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力
解:A.重力始终是竖直向下的,而压力垂直于作用面向下,因此压力和重力不一定是一对相互作用力,故A错误,不符合题意;
B.背书包时书越少越轻松,是因为重力小压力就小,但重力不等同于压力,故B错误,不符合题意;
C.放在水平地面上的物体,其对地面的压力等于物体的重力,但是压力并不是重力,故C错误,不符合题意;
D.根据压力的定义可知,压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力,故D正确,符合题意。
故选:D。
【巩固训练一】关于压力的说法,正确的是( )
A.放在水平地面上的物体,对地面的压力就是物体的重力
B.压力的作用效果与压力大小和受力面积有关
C.压力的大小一定与重力大小有关
D.竖直作用在物体表面上的力叫做压力
解:A、放在水平地面上的物体,对地面压力的大小等于重力的大小,但压力和重力是完全不同的两个力,故A错误;
B、压力的作用效果与压力大小和受力面积有关,故B正确;
C、重力和压力是不同的两个力,即压力和重力的性质不同;压力和重力的大小不一定相等,只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力才等于重力,故C错误;
D、压力是垂直作用在物体表面上的力,不是竖直作用在物体表面上的力,故D错误。
故选:B。
考点02:压力的大小
【例题精讲】关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A.竖直向下加速运动的苹果所受合力为零
B.竖直向下匀速运动的跳伞运动员所受合力为零
C.在空中下落的排球,运动得越来越快,是因为排球具有惯性
D.某同学站在磅秤上,他对磅秤的压力就是他受到的重力
解:竖直向下加速运动的苹果,运动状态在改变,合力不为零,故A错误;
竖直向下匀速运动的跳伞运动员,做匀速直线运动,合力为零,B正确;
在空中下落的排球,运动得越来越快,是因为受到重力的作用,C错误:
某同学站在磅秤上,他对磅秤的压力大小等于他受的重力,但是不能说压力就是重力,D错误。
故选:B。
【巩固训练一】如图所示,质地均匀的长方体放在水平桌面上,此时长方体对桌面的压力 等于 自身的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
解:质地均匀的长方体放在水平桌面上,此时长方体处于静止状态,桌面对它的支持力和它受到的重力是一对平衡力,大小相等;桌面对它的支持力和它对桌面的压力是一对相互作用力,大小相等;所以,此时长方体对桌面的压力等于自身的重力。
故答案为:等于。
考点03:压力的示意图
【例题精讲】如图,物体A沿斜面向下做匀速直线运动,请在图中作出物体A所受重力和对斜面压力的示意图。
解:
物体A沿斜面向下做匀速直线运动,物体受重力的方向竖直向下、作用点在物体的重心;物体对斜面的压力的方向垂直斜面向下,作用点斜面上,可以画在物体与斜面接触面的中点,如图所示:
【巩固训练一】如图所示,物体静止在斜面上,画出物体受到的重力G和物体对斜面的压力F的示意图。
解:根据长方体对角线的交点确定出重心,然后从物体重心画一条带箭头的线段,方向竖直向下,并标出G,即重力示意图。
在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,从压力作用点画一条垂直于斜面向下、带箭头的线段,并标出,即压力示意图。如图所示:
考点04:探究影响压力作用效果的因素
【例题精讲】同一弹簧受到大小相同的力后产生不同的效果,图甲说明影响力的作用效果的因素是力的 方向 ;如图乙所示,同一长方体金属块分别平放、竖放在同一块海绵上,目的是为了探究压力的作用效果与 受力面积 是否有关。
解:同一弹簧受到大小相同,而方向不同的力后产生不同的效果,故甲图说明影响力的作用效果因素是力的方向。
如图乙,受力面积不同,大小相同的压力对海绵也产生不同的效果,乙图说明压力的作用效果影响因素是受力面积。
故答案为:方向;受力面积。
【巩固训练一】如图是某同学“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A.实验中通过海绵的形变程度反映压力的作用效果,用到控制变量法
B.乙、丙对比说明,重力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
C.丙图小桌静止时,海绵对小桌的支持力和小桌的重力是一对平衡力
D.甲、乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
解:A、实验中通过海绵的形变程度反映压力的作用效果,用到转换法,故A错误;
B、乙丙对比说明,压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,故B错误;
C、丙图小桌静止时,海绵对小桌的支持力和小桌的重力,作用在同一物体上,大小不相等、方向相反,作用在同一直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D、甲、乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显,故D正确。
故选:D。
考点05:压强的概念
【例题精讲】对于压强的公式的理解,正确的是( )
A.受力面积越小,压强越大
B.压力一定时,压强与受力面积成反比
C.物体受到的压力大,压强就大
D.受力面积一定时,压力越大,压强越小
解:A.根据可知,在压力一定时,受力面积越小,产生的压强越大;如果没有控制压力一定,就不能得出此结论,故A错误;
B.根据可知,在压力一定时,受力面积越小,产生的压强越大,即压力一定时,压强与受力面积成反比,故B正确;
C.根据可知,在受力面积一定时,物体受到的压力大,压强就大,如果没有强调受力面积一定,不能得出物体受到的压力大,压强就大,故C错误;
D.根据可知,当受力面积一定时,物体受到的压力越大,压强越大,故D错误。
故选:B。
【巩固训练一】物理课本平放在桌面上,对桌面的压强约为4Pa,其物理意义是 1平方米桌面受到的压力是4N 。
解:物理课本平放在桌面上,对桌面的压强约为4Pa,它的含义是1平方米桌面受到的压力是4N。
故答案为:1平方米桌面受到的压力是4N。
考点06:压强的单位
【例题精讲】在国际单位制中,压强的单位是( )
A.牛顿(N) B.摄氏度(℃)
C.千克(kg) D.帕斯卡(Pa)
解:压强的国际单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
【巩固训练一】在物理学中,描述压力作用效果的物理量是 压强 ,其国际单位是 帕斯卡(Pa) 。
解:在物理学中,描述压力作用效果的物理量是压强,其国际单位是帕斯卡,用Pa表示。
故答案为:压强;帕斯卡(Pa)。
考点07:压强的公式的应用
【例题精讲】如图所示,一质量均匀的长方体木板放在水平桌面上静止,①②③各为其中的,此时它对桌面的压强为p。小宇首先只切除①,余下的木板对桌面的压强为p1,然后再切除②,余下的木板对桌面的压强为p2。则下列判断正确的是( )
A.p1:p2=3:2 B.p1:p2=1:1 C.p1:p2=2:3 D.p1:p2=1:2
解:静止放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力。
设①②③每部分的重力为G,底面积为S,则整个长方体木板的重力为3G,底面积为3S。
根据题意,由p可得:p;p1;p2;
则p1:p2=1:1。
故选:B。
【巩固训练一】已知小强同学的质量为50kg,双脚与地面的接触面积为400cm2,当他步行时对地面的压强为 2.5×104 Pa,它代表的物理意义是 1m2的面积上,地面受到的压力为2.5×104N 。
解:小强同学对地面的压力等于他的重力,即:
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
小强同学步行时,地面的受力面积等于一只脚与地面的接触面积,
即S400cm2=200cm2,
故他对地面的压强:;
它代表的物理意义是1m2的面积上,地面受到的压力为2.5×104N。
故答案为:2.5×104;1m2的面积上,地面受到的压力为2.5×104N。
考点08:p=pgh计算规则柱体的压强
【例题精讲】甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图所示,用甲、乙两种物质制成质量相等的实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3 C.2:1 D.4:1
解:由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为ρ甲8g/cm3;
当乙的体积为4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为ρ乙1g/cm3;
所以ρ甲:ρ乙=8:1;
由ρ可得V,
ρ甲:ρ乙=8:1,m甲:m乙=1:1,
所以V甲:V乙::1:8,
因为V=a3,
所以边长之比:a甲:a乙=1:2;
正方体对地面的压强:
pρga,
所以两正方体A、B对水平地面的压强之比:p甲:p乙=ρ甲a甲g:ρ乙a乙g=(8×1):(1×2)=4:1。
故选:D。
【巩固训练一】如图所示,两个正方体金属块A、B放在水平地面上,若A、B对地面的压强相等均为p1,且边长之比LA:LB=2:3,则金属块A与金属块B的密度之比ρA:ρB= 3:2 ;若把金属块A叠放在B的上表面,金属块B对地面的压强为p1,则p1:p2= 9:13 。
解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,正方体金属块对地面的压强:
pρgL,
因A、B对地面的压强相等均为p1,且LA:LB=2:3,
所以,金属块A 与金属块B 的密度之比:
;
(2)由G=mg=ρVg=ρL3g可得,金属块A、B的重力之比:
()3()3,
把金属块A叠放在B的上表面,金属块B对地面的压强:
p2,
则。
故答案为:3:2;9:13。
考点09:固体压强的比较大小
【例题精讲】如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变小,压力不变
B.M对桌面的压强不变,压力不变
C.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
解:放在水平面上的物体,对水平面的压力等于自身重力,故木板M沿直线向右匀速离开桌边的过程中,压力保持不变,但木板与桌面的接触面积逐渐减小,由压强公式可知,M对桌面的压强变大;
摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,在木板M沿直线向右匀速离开桌边的过程中,压力和接触面的粗糙程度均不变,故摩擦力不变;
综上所述,C正确。
故选:C。
【巩固训练一】一本厚字典放在水平桌面上,如图(a)所示,现用一水平方向的力F′将字典向右推,使其一部分离开桌面至图(b)所示的位置,在此过程中,字典受到的摩擦力f 不变 ,字典对桌面的压力F 不变 ,字典对桌面的压强p 变大 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
解:向右缓慢地推木块的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变。
水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木块的过程中,木块对桌面的压力不变,且向右缓慢地推木块的过程中受力面积变小,由可得,木块对桌面的压强p变大。
故答案为:不变;不变;变大。
考点10:减小压强
【例题精讲】用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,使用垫圈是为了( )
A.增大螺帽对工件的压强
B.减小螺帽对工件的压力
C.增大工件受力面积,增大压强
D.增大工件受力面积,减小压强
解:A.螺帽下垫一个面积较大的垫圈,在压力一定时增大受力面积减小螺帽对工件的压强,故A错误;
B.螺帽对工件的压力主要取决于螺帽和工件之间是否上得紧。在螺帽下垫一个面积较大的垫圈不能减小螺帽对工件的压力,故B错误;
CD.螺帽下垫一个面积较大的垫圈是为了在压力一定时,增大受力面积减小螺帽对工件的压强,故C错误、D正确。
故选:D。
【巩固训练一】搬运工搬货物上楼时,不用细绳,而使用扁而宽的带,其原因是为了增大 受力面积 ,从而 减小 压强。
解:搬运工搬货物上楼时,不用细绳,而使用扁而宽的带,其原因是为了增大受力面积,从而减小压强。
故答案为:受力面积;减小。
考点11:增大压强
【例题精讲】镰刀刀刃做得锋利无比是通过 减小受力面积 的方式增大压强。石碾很重,这是通过 增大压力 的方式增大压强以实现脱粒的目的。
解:镰刀刀刃被磨得非常锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
石碾很重,对支撑面的压力大,这是通过增大压力的方式增大压强以实现脱粒的目的。
故答案为:减小受力面积;增大压力。
【巩固训练一】下列事实中,目的是为了增大压强的是( )
A.在坦克的轮子上安装履带
B.书包背带做得宽大而厚实
C.用细线来分割皮蛋
D.将铁路轨道铺设在枕木上
解:A、在坦克的轮子上安装履带,是在压力一定时,增大受力面积来减小对路面的压强,不符合题意;
B、书包带做的宽些,是在压力一定时,增大受力面积来减小对肩膀的压强,不符合题意;
C、用细线来分割皮蛋,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,符合题意。
D、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,增大受力面积来减小对路基的压强,不符合题意;
故选:C。
考点12:帕斯卡原理及其应用
【例题精讲】如图是维修汽车的千斤顶的原理图,当用1000N的力作用在小活塞上,能顶起5×104N的汽车,则小活塞面积与大活塞面积之比为 1:50 。
解:根据帕斯卡定律知,设小活塞面积为S1,大活塞面积为S2,则:
代入数据得:
。
故答案为:1:50。
【巩固训练一】如图是液压千斤顶的原理图,已知在加在小活塞上的力为50N时,大活塞上可以产生1000N的力,则小活塞与大活塞的面积之比为 1:20 。
解:因密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强,所以p大=p小,由p 可得:,
。
故答案为:1:20。
考点13:液体压强规律
【例题精讲】如图,著名的木桶原理从另一个侧面告诉我们,当木桶放在水平地面时,决定木桶底部能够受到水的最大压强,取决于木桶的( )
A.板子的块数 B.最短板高度
C.直径大小 D.质量大小
解:根据公式p=ρgh可知,液体压强的大小决定于液体的深度,木桶里水的深度决定于短木板的长度。
故选:B。
【巩固训练一】压力作用在物体上会产生压强,液体对容器底部有压力,因而液体有向 容器底 的压强,图中表明,液体对容器 侧壁 有压强,从水喷出的缓急、远近情况可以知道,液体压强与 深度 有关。
解:液体由于重力对容器底有压力,因而液体对容器底压强。
图中水从侧壁流出说明水对容器侧壁有压强,下端的小孔喷出水越远说明液体内部压强与深度有关。
故答案为:容器底;侧壁;深度。
考点14:探究液体内部的压强
【例题精讲】为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进如图所示,当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 > ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 增大 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度,该实验装置中的U形管 不是 (填“是”或“不是”)连通器。
解:读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,根据p=ρgh可以判断甲液体的密度更大;
若使U形管中的液面再次相平,应增大乙中的压强,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度;
安装好的压强计上的U形管上端不开口,下端连通,不是连通器。
故答案为:>;增大;不是。
【巩固训练一】小明利用压强计等装置探究“液体内部压强的规律”。
(1)实验前检查器材,发现与U形管连接处的软管被压瘪,但U形管两侧液面等高,将压瘪部分整理好后,会出现如图 甲 (选填“甲”或“乙”)所示情况。
(2)如图丙,调整好压强计后,金属盒的橡皮膜在水中朝向底部,发现U形管左右两侧液面有高度差,此现象说明 液体内部有向上的压强 。
(3)观察丙、丁两图,可以得出结论: 当液体密度相同时,物体浸在液体中越深,所受的液体压强越大 。
(4)如图戊所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,在管中装入不等量的水,薄膜鼓起的程度不同。据此小兰猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 倾斜 放置,直至 1、2号管中液面相平 ,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小兰的猜想错误。
解:(1)与U形管连接处的软管被压瘪,但U形管两侧液面等高,将压瘪部分整理好后,软管内空间增大,气压减小,在外面大气压作用下,会出现如图甲所示情况;
(2)根据橡皮膜的朝向是面向底部,发现U形管左右两侧水面有高度差,此现象说明液体内部向上有压强;
(3)比较丙、丁两图,液体的密度相同,深度不同,U形管两侧液面的高度差增大,橡皮膜受到的压强增大,故可以得到:当液体密度相同时,物体浸在液体中越深,所受的液体压强越大;
(4)探究液体的压强可能与管内液体的质量有关,必须控制液体的深度相同,小兰将2号管倾斜放置,直至1、2号管水柱高度相同,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小兰的猜想错误。
故答案为:(1)甲;
(2)液体内部有向上的压强;
(3)当液体密度相同时,物体浸在液体中越深,所受的液体压强越大;
(4)倾斜;1、2号管中液面相平。
考点15:液体压强的公式及计算
【例题精讲】如图所示的容器中装有水,以下说法错误的是( )
A.A点上方容器顶部会受到水向上的压强
B.A点所处深度为13cm
C.B点受到水的压强为1500Pa
D.A、B两点所受水的压强之比为13:22
解:A、液体具有流动性,因此液体向各个方向都有压强,所以A点上方容器顶部会受到水向上的压强,故A正确;
B、由图可知,A点所处深度为:
hA=27cm﹣(20cm﹣6cm)=13cm,故B正确;
C、由图可知,B点所处深度为:
hB=27cm﹣5cm=22cm=0.22m,
根据液体压强公式可知,B点受到水的压强为:
pB=ρghB=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.22m=2200Pa,故C错误;
D、A、B两点所受水的压强之比为:
,故D正确。
故选:C。
【巩固训练一】如图所示,在高为1m的容器内装满水并密封,水对容器底面的压强为 1×104 Pa,若将该容器倒置,如图,此时容器底面受到的压力与甲图相比将 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
解:(1)水对容器底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa;
(2)将容器倒置后,液面深度没变,故由p=ρgh可得,水对容器底部的压强不变;
因水与容器底部的接触面积减小,故由p可得,F=ps可知压力减小;
故答案为:1×104;变小。
考点16:液体压强的大小比较
【例题精讲】如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
解:A、由题知三种液体的质量和深度均相同,由图中容器的形状可知,B液体的体积最小,C液体的体积最大,根据可知ρB>ρA>ρC,故A错误;
B、液体的密度关系为ρB>ρA>ρC,且三种液体的深度相同,根据公式p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系为pB>pA>pC,故B正确;
C、因液体对容器底部的压强pB>pA>pC,三个容器的底面积相同,根据公式F=pS可知,液体对容器底部的压力关系为FB>FA>FC,故C错误;
D、容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,因三个容器的质量相同、三种液体的质量也相同,则根据G总=m总g可知它们的总重力相等,所以它们对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故D错误。
故选:B。
【巩固训练一】今年3.15消费者权益日曝光了多家知名奶茶店存在的食品安全隐患,引发关注知名品牌纷纷被查出存在食品生产标签错误、使用腐烂水果等安全问题。如图,某奶茶饮料(未装满)平放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则杯内饮料对杯子底的压强 减小 ,杯内饮料对杯子底的压力 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
解:由图可知,此时上端粗下端细,若倒置过来,上端细下端粗,液体深度变小,由p=ρ液gh可知,液体密度不变时,深度变小,故杯内饮料对杯子底的压强减小。
倒置前侧壁对液体有支持力,此时饮料对杯底的压力小于其自身重力;倒置后上窄下宽,此时侧壁对杯内饮料有压力使饮料对杯子底的压力大于其自身重力,所以压力增大。
故答案为:减小;增大。
考点17:连通器原理
【例题精讲】在装修房屋时,工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡),两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水静止时,在与水平面相平的位置做出标记,这样做利用了 连通器 原理,目的是保证两点在 同一水平面上 。
解:由于塑料软管中装有水,两管子两端开口,并且相连通,符合连通器的结构特征;
连通器中的同种液体自由静止时,液面是相平的,因此,标记下此时两液面的高,一定在同一水平面上。
故答案为:连通器;同一水平面上(或同一高度上;或同一水平线上)。
【巩固训练一】市场上有一种自带吸管的玻璃杯,如图所示,当杯中装入适量的水放在水平桌面上时,下列说法不正确的是( )
A.该玻璃杯可以看作是一个连通器
B.杯子对桌面的压力与桌面对杯子的支持力是一对相互作用力
C.当杯中水静止时,A点的水的压强等于B点的水的压强
D.若在杯中放入一个小球后漂浮,则杯中水静止时,杯中液面比吸管中液面高
解:A、自带吸管的玻璃杯,上端开口、下端连通,可以看作是一个连通器,故A正确;
B、杯子对桌面的压力与桌面对杯子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在不同两个物体上,是一对相互作用力,故B正确;
C、由图可知,A点的深度等于B点的深度,所以根据p=ρ液gh可知,A点压强等于B点压强,故C正确;
D.该玻璃杯为连通器,故若在杯中放入一个小球后漂浮,当杯中水静止时,杯中液面应与吸管中液面一样高,故D错误。
故选:D。
考点18:大气压测量的实验设计
【例题精讲】如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强有可能小于76cm高水银柱
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端无压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
解:A、玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故A正确;
B、该实验中,大气压等于管内外水银面高度差产生的压强,故外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,故B错误;
C、水银充满全管,水银对玻璃管上端有压强。大气压不变,倾斜后管内水银的压强变小,则玻璃管向下的压强与水银柱的压强之和等于大气压,所以会有向上压强,故C错误;
D、上端碰出一小孔,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D错误。
故选:A。
【巩固训练一】如图所示的托里拆利实验中,测得此时的大气压强等于 0.75 m高水银柱所产生的压强,该气压下水的沸点 低于 (选填“高于”、“低于”或“等于”)100℃。若将实验中的液体改为水,则当时的大气压强可以支持 10.2 m高的水柱。(g取10N/kg,ρ水银=13.6×103kg/m3)。
解:由图示知,水银柱的高度为750mm,所以此时大气压强等于0.75m水银柱所产生的压强。
1标准大气压时,水银柱的高度为760mm,此时大气压比1标准大气压低,所以沸点低于100摄氏度。
根据p=ρgh知:13.6×103kg/m3×10N/kg×0.75m=1.0×103kg/m3×10N/kg×h,
解得:h=10.2m,即当时的大气压强可以支持的水柱高度10.2m。
故答案为:0.75;低于;10.2。
考点19:大气压的综合应用
【例题精讲】如图为自制的“鸟类饮水器”,将一个矿泉水瓶装满水,然后倒置于水盆中,瓶口刚刚被水浸没,水盆中的水被喝掉后,瓶中水流出。下列说法错误的是( )
A.瓶中的水位保持一定的高度是大气压作用的结果
B.瓶中的水流出一些后瓶内水上方的气压变大
C.瓶内水上方的气压大于外界大气压
D.若在瓶底开一孔、瓶中水会流出直至与盆中水面相平
解:ABC、当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来,此时外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的压强,所以瓶内水上方的气压小于外界大气压;当盆中的水被喝掉,当瓶口刚露出水面时,瓶中的水就要向外流,瓶内的水产生的压强会不断减小,瓶内水上方的气压变大;一旦瓶口再次被水淹没,瓶中的水又停止外流,这样盆景中的水就可以保持一定高度,瓶口处的压强总是等于外界大气压;故AB正确,C错误;
D、若在瓶底开一孔,则瓶内外气压相平衡,则瓶中水就会流出直至瓶中水面与盆景中水面相平,故D正确。
故选:C。
【巩固训练一】如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,若茶壶中水深8cm,则水对壶底的压强是 800 Pa(g取10N/kg);若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面 相平 (选填“相平”或“不相平”)。用手堵住通气孔,壶中的水在 大气压 的作用下不易持续倒出。
解:水对壶底的压强是
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×8cm=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
壶嘴和壶身构成连通器,静止时,壶嘴和壶身中水面相平。
用手堵住通气孔,壶中的水流出后,壶内气压小于外面大气压,在大气压的作用下不易持续倒出。
故答案为:800;相平;大气压。
考点20:流体压强与流速的关系
【例题精讲】如图所示是进行室内换气的屋顶风帽,只要速度为0.2m/s的微风即可让其运转,不用电,节能环保。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 小 ,室内的污浊气体在 大气压 作用下被排出。
解:风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小,所以室内的污浊气体在大气压的作用下被排出。
故答案为:小;大气压。
【巩固训练一】中国高铁已成为我国一张靓丽的名片。这种列车进站速度要比普通列车大一些,为避免候车乘客被“吸”向火车的事故发生,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时,车体附近的气体( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
故选:B。
1.把未装满饮料且密闭的饮料瓶,分别正立和倒立放置在水平桌面上,如图所示,两次放置时,饮料瓶对桌面的压强分别为pA和pB,饮料对瓶底和瓶盖的压力分别FA和FB,则( )
A.pA>pB FA=FB B.pA<pB FA>FB
C.pA<pB FA=FB D.pA=pB FA<FB
解:压强的判断:不论正放还是倒放,瓶子中装的都是水,可以不考虑液体密度对压强大小的影响,只从深度方面分析即可,由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,水对瓶盖的压强较大,即pB>pA;
压力的判断:正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即FA>FB。
故选:B。
2. 如图所示现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示飞机升力的产生原因
B.图乙所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
解:
A、相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,出现压强差,出现了压力差,这个压力差就是机翼向上的升力;能用流体压强与流速的关系来解释,故A不符合题意;
B、对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到两边向内的压力差,所以两张纸被压到一起,能用流体压强与流速的关系来解释,故B不合题意;
C、当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。所以人必须站在安全黄线以外的区域候车。能用流体压强与流速的关系来解释,故C不合题意;
D、如图所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,是因为液体对容器底和侧壁有压强,不能用流体压强与流速的关系来解释,故D符合题意。
故选:D。
3.如图所示,盛有水的杯子(杯子的厚度不计)静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积为30cm2;杯内水重2N,水深6cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.水对杯底压力的大小等于水受到重力的大小
B.水杯对桌面的压强为1000Pa
C.水对杯底的压强为900Pa
D.水对杯底的压力为3N
解:C、水对杯底的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,故C错误;
AD、水对杯底的压力为:F=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N≠3N,故AD错误;
B、杯子静止在水平桌面上,水杯对桌面的压力等于水与杯子的总重力,即F′=G总=G杯+G水=1N+2N=3N,水杯对桌面的压强为:p'1000Pa,故B正确。
故选:B。
4.如图,有一圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm,水对容器底部的压强是 2000 Pa。现将一体积为4×10﹣3m3的球体放入水中,已知球体密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比为 1:2 。
解:(1)此时水对容器底部的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m=2000Pa;
(2)桶内水的体积:V水=Sh=400cm2×20cm=8000cm3,
由ρ可知,水的质量:m水=ρ水V水=1g/cm3×8000cm3=8000g=8kg,
根据题意可知,球体的密度:ρ球=4ρ水=4×1g/cm3=4g/cm3,
球体的体积V球=4×10﹣3m3=4000cm3,
由ρ可知,球体的质量:m球=ρ球V球=4g/cm3×4000cm3=16000g=16kg,
桶的质量和厚度忽略不计,则放入球后的总质量m总=m水+m球=8kg+16kg=24kg,
球和水的总重力:G总=m总g=24kg×10N/kg=240N,
则桶对地面的压力:F桶=G总=240N;
将球体放入水中,此时水的深度增加量:Δh10cm,
水后来的深度h′=20cm+10cm=30cm=0.3m,
水对桶底的压强:p′=ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
由p可知,水对桶底的压力:F水=p′S=3000Pa×400×10﹣4m2=120N,
所以,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比:F水:F桶=120N:240N=1:2。
故答案为:2000;1:2。
5.如图所示,将瓶子从正放变为倒放后,水对瓶子底部的压力 变小 ,水对瓶子底部的压强 变大 ,瓶子对桌面的压力 不变 。(均选填“变小”“变大”或“不变”)
解:(1)甲中水对容器底部的压力和液体的重力相等,乙中上粗下细,水对容器底部的压力小于水的重力,所以,水对瓶子底部的压力变小;
(2)由于瓶内水不满,而瓶子上细下粗,所以倒过来时水的深度变大,由p=ρgh可知,水对瓶盖的压强变大;
(3)瓶对桌面的压力等于瓶和里面水的总重力,无论瓶口朝上还是朝下,它们的重力不变,所以对桌面的压力也不变。
故答案为:变小;变大;不变。
6.如图所示,实心正方体A、B置于水平地面上,边长之比1:2,它们对地面的压强相等,甲、乙的密度关系是ρ甲:ρ乙= 2:1 ,沿竖直方向各切掉一半体积后,剩余部分对地面的压强关系是p甲 = p乙(选填“>”“=”或“<”)。
解:假设A的边长为h0,则B的边长为2h0,则正方体对水平面的压强为,
由它们对地面的压强相等,可得ρ甲gh0=ρ乙g×2h0,所以甲、乙的密度关系是;
根据正方体对水平面的压强公式p=ρgh可知,沿竖直方向各切掉一半体积后,高度和密度都不变,剩余部分对地面的压强不变,即关系是p甲=p乙。
故答案为:2:1;=。
7.小明有以下实验器材:2mL的注射器A、10mL的注射器B、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺,他要粗略测量大气压的值。
(1)为了粗测大气压的值,应选择的注射器是 A (A/B);
(2)将下列实验步骤填写完整:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:如图甲所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的示数为 5.2 N;
步骤三:用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为4.00cm;
步骤四:算出大气压强值为 1.04×105 Pa;
(3)同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 排尽注射器内的空气 ;
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,此时活塞所受到的 摩擦力 (摩擦力/大气压力)为0.3N;
(4)小睿在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,设计了如图乙所示装置。将注射器筒固定在水平桌面上,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连。向烧杯中缓慢加水,测得杯中水的质量为440g;然后向外缓慢抽水,测得杯中水的质量为380g,烧杯质量为80g,则此次所测大气压值为 9.8×104 Pa。(g取10N/kg)
解:(1)同一地点大气压强的值可认为是一定的,根据公式F=pS,注射器横截面积越小时,活塞受到的大气压力也会越小,本题中测力计的量程为0~10N(较小),为了完成该实验,即选用注射器A。
(2)步骤二:由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为5.2N。
步骤四:注射器的横截面积
根据实验原理可知大气压强值
(3)橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,测得的大气压值会偏小,先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,这样可排尽注射器小孔中残余气体。
取下橡皮帽,活塞两侧都有空气,大气压产生的压力相互抵消,因活塞与注射器内壁间存在摩擦力,所以测力计测得的是摩擦力的大小,即此时活塞所受到的摩擦力为0.3N。
(4)当注射器中的活塞开始向左滑动时
对活塞受力分析
f+F′=G1=5.2N
当注射器中的活塞开始向右滑动时
对活塞受力分析
F′﹣f=G2=4.6N
由①②两式解得
F′=4.9N
所以大气压强为
故答案为:(1)A;5.2;1.04×105;(3)①排尽注射器内的空气;②摩擦力;(4)9.8×104。
8.在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
(1)比较甲、乙两图的实验,可以得出 在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 ;比较丙图和 乙 图,可以得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p = p′(选填“>”、“=”或“<”);
(3)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 没有控制压力相同 ;
(4)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 相互作用 力。
解:(1)比较甲、乙两图的实验,可以看出受力面积相同,压力 不同,得出结论:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
比较丙图和乙图,压力相同,受力面积不同,可以得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)图丙中海绵受到的压力和图丁中木板受到的压力相同,受力面积相同,所以压力的作用效果相同,即压强相同,p=p′。
(3)在探究压力的作用效果与受力面积的关系时,应控制压力相同,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,它们对桌面的压力不同,因为没有控制压力相同,所以无法探究压力的作用效果与受力面积的关系。
(4)因为物体间力的作用是相互的,静止在水平桌面上的固体对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对相互作用的力,大小相等,支持力和重力又是一对平衡力,大小相等,所以压力和它的重力相等。
故答案为:(1)在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;乙;(2)=;(3)没有控制压力相同;(4)相互作用。
9.一只重2N、底面积为0.005m2的平底薄壁容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,容器内所盛的水重12N,容器高为15cm,容器中水深为12cm。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)容器底受到水的压强;
(2)容器底受到水的压力;
(3)容器对桌面的压强。
解:(1)容器内水的深度:
h=12cm=0.12m,
容器底受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(2)由p得,容器底受到水的压力:
F=pS=1200Pa×0.005m2=6N;
(3)桌面受到盛水容器的压力:
F′=G=2N+12N=14N,
面积为0.005m2的平底容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,两物体实际接触的面积为S=0.005m2,即为受力面积,容器对桌面的压强:
p′2800Pa。
答:(1)容器底受到水的压强为1200Pa;
(2)容器底受到水的压力为6N;
(3)容器对桌面的压强为2800Pa。
10.如图所示,置于水平地面的轻质薄壁柱形容器甲,高为0.5米,底面积为5×10﹣2m2。容器内盛有0.3米深的水。正方体乙的质量15kg,g=10N/kg。求:
(1)水对容器底部的压力。
(2)现将乙轻放且浸没在甲容器的水中,恰使甲对地面的压强和水对容器甲底部的压强均为最大。
(a)此时容器甲对地面的压强。
(b)正方体乙的密度。
解:(1)水对容器甲底部的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa,
由p可知,水对容器甲底部的压力:
F水=p水S=3×103Pa×5×10﹣2m2=150N;
(2)甲对水平地面的压力等于水和乙的总重力,要使甲对地面的压强和水对甲底部的压强均为最大,则将乙放入甲容器的水中时,水恰好盛满容器,且无水溢出。
①水的体积:
V水=Sh水=5×10﹣2m2×0.3m=1.5×10﹣2m3,
由ρ知水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣2m3=15kg,
水和乙的总重力:
G总=m总g=(m水+m乙)g=(15kg+15kg)×10N/kg=300N,
此时容器甲对水平地面的压力:F压=G总=300N,
甲对地面的压强:
p甲6000Pa;
②容器的容积:V=Sh=5×10﹣2m2×0.5m=2.5×10﹣2m3,
乙放入甲容器的水中浸没且水恰好盛满容器无水溢出时,乙的体积:V乙=V﹣V水=2.5×10﹣2m3﹣1.5×10﹣2m3=1×10﹣2m3,
乙的密度:
ρ乙1.5×103kg/m3。
答:(1)水对容器甲底部的压力为150N;
(2)①此时容器甲对地面的压强为6000Pa;
②正方体乙的密度为1.5×103kg/m3。
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