第8章 压强【速记清单】-2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练(沪粤版2024)
2025-04-07
|
2份
|
45页
|
313人阅读
|
15人下载
精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第八章 压强 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 压强 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 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 | 4.52 MB |
| 发布时间 | 2025-04-07 |
| 更新时间 | 2025-04-07 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-04-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51464447.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第8章 压强
01 思维导图
答案:①压力的作用效果;②;③压力;④受力面积;⑤减小;⑥增大;⑦相等;越大;⑧液体的密度;⑨液体的密度;⑩p=ρgh;⑪开口;⑫连通;⑬同种;⑭相平;⑮茶壶;⑯船闸;⑰各个方向;⑱高度差;⑲760mm;⑳1.013×105Pa ;㉑ 汞气压表;㉒无液气压计 ;㉓越低;㉔降低 ;㉕离心式水泵; ㉖高压氧舱; ㉗流动性 ;㉘流体 ;㉙小;㉚大
02 考点速记
【考点1 压强】
1.压力:垂直压在物体表面上的力叫压力。
①压力的方向:垂直于被压表面,且指向被压物体。
②压力的作用点:被压物体的表面。
③压力并不都是由重力引起的。通常情况下,把物体放在水平面上,如果物体不受其他力,则压力=物体重力。
④固体可以大小、方向不变地传递压力。
2.探究:压力的作用效果跟什么因素有关
【实验方法】控制变量法、对比法
【实验设计】如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;如图乙,在桌面上放一个砝码;再把小桌翻过来。注意三次实验时泡沫塑料被压下的深浅。
【实验分析】图甲、乙说明受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。图乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。
【实验结论】压力的作用效果与压力和受力面积有关。
3.压强
①定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。[来源:学&科&网Z&X&X&K]
②物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5×104N。我们可以根据物体发生形变的程度来判断压强的大小。
③公式:
p—压强—帕斯卡(Pa);F—压力—牛顿(N);S—受力面积—平方米(m2)
④受力面积是两物体相互接触的面积。
放在水平面上的直柱体(圆柱体、长方体、正方体等)对水平面的压强p也有p=ρgh。但是值得注意的是,这不是求压强的公式,这仅仅是一个巧合。
⑤一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力、压强:我们一般把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(用压强的定义式求)。
4.增大或减小压强的方法
①增大压强的方法:压力一定时,减小受力面积,或在受力面积一定时,增大压力。
例如缝一针做得很细、菜刀刀口很薄等就是利用压力一定,减小受力面积的方法增大压强。
②减小压强的方法:压力一定时,增大受力面积,或在受力面积一定时,减小压力。
例如铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等就是利用压力一定,增大受力面积的方法减小压强。
【考点2 液体的压强】
1.液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用,并且具有流动性。
2.液体内部压强的测量工具:压强计。
3.液体压强的特点:
液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。液体的压强随深度的增加而增大。在同一深度,液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
4.液体压强的大小
①推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。
②液体的压强公式:p=ρgh
p——压强——帕斯卡(Pa);ρ——液体密度——千克每立方米(kg/m3);h——液体深度——米(m)
③液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。左下三幅图中h都是液体的深度,a都是自由液面。
④从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
⑤对于形状不规则的容器,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。此时液体压强只能用液体压强公式计算。并且要先求压强,后求压力。[来源:学.科.网Z.X.X.K]
⑥形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小,等于以容器的底面积为底,液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。
⑦如果容器的形状是规则的(长方体、圆柱形),并且放在水平面上,那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。这时可以先求出压力,然后算出压强。
5.连通器
①定义:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
②连通器原理:如果容器内只有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
应用:茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器;船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等
【考点3 大气压强】
1.大气压的概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。
2.大气压产生原因:空气受重力作用,并且具有流动性。
3.能够证明大气压存在的实验:马德堡半球实验。
4.大气压的实验测定:托里拆利实验
【实验过程】在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开堵管口的手指后,管内水银面下降一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
【实验分析】在管内与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动,故液片受到上下的压强平衡。即:向上的大气压等于水银柱产生的压强。
【实验结论】大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa。
【注意事项】
① 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
② 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度至少为10.3m。
③ 将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
5.1标准大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa。
6.大气压的测量工具:气压计
①气压计的分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)
②若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
③在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7.大气压的应用:活塞式抽水机、离心式抽水机、呼吸、带吸盘的挂衣钩、吸管等
8.大气压的变化
①大气压的变化跟高度有关,不同的海拔高度,大气的疏密程度不同,大气压的数值也不同。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
②大气压的变化还与天气变化、季节和气候有关。晴天的大气压比阴雨天要大,冬天的大气压要比夏天要大。
9.沸点与压强:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。(应用:高压锅、除糖汁中水分)
体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。(应用:呼吸、打气筒原理、风箱原理)
【考点4 流体压强与流速的关系】
1.流体:液体和气体都没有一定的形状,且很容易流动,因此它们统称为流体。
2.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。
3.判断流速的快慢应从以下方面来分析:自然流动的空气、流动的水,一般是在较宽阔的地方流速慢,较狭窄的地方流速快。运动的物体引起的空气或液体的流动在运动物体周围流速快,其余地方流速慢。
4.飞机的升力:如图,飞机前进时,在相同的时间内,机翼上方气体流速比下方气体流速大,压强比下方小,因此机翼机翼的上下表面存在着压强差,从而产生了向上的升力。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:压强的理解
【核心知识】
1.压强的定义与理解
(1)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比称为压强,反映压力的作用效果。
(2)表达式:,
p:压强,单位帕斯卡(Pa);
F:垂直作用在物体表面的压力,单位牛顿(N);
S:受力面积,单位平方米(m²)。
(3)单位换算:1Pa=1N/m2。
2.增大与减小压强的方法
目标
具体方法
生活实例
增大压强
① 增大压力;② 减小受力面积
刀刃磨薄、钉尖尖锐
减小压强
① 减小压力;② 增大受力面积
滑雪板宽大、骆驼宽大脚掌
【错因分析】对压强的计算、二力平衡条件和牛顿第一定律的理解不够透彻,对固体可以大小不变的传递压力理解不足,导致不能选出正确选项。
【易错典例01】(错误率780%)如图所示,物体重50N静止在竖直的墙壁上,F压=300N,若物体与墙壁的接触面积为0.2m2,下列说法正确的是( )
A.物体受到竖直向上的摩擦力大小等于300N
B.物体对墙壁的压强为1500Pa
C.物体受到的压力越大,摩擦力越大
D.若物体受到的力全部消失,则物体向下运动
【答案】B
【解析】A.物体在竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力,因物体压在竖直墙上处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,所以物体受到摩擦力等于重力,即
故A错误;
B.因固体可以大小不变的传递压力,所以物体对竖直墙壁的压力等于
物体对墙壁的压强
故B正确;
C.因物体压在竖直墙上处于平衡状态,物体受到摩擦力等于重力,所以增大对物体的压力时,物体与墙面的摩擦力大小不变,故C错误;
D.根据牛顿第一定律可知,若物体受到的力全部突然消失,则物体将处于静止状态,故D错误。
故选B。
【以巧破力 方法制胜】
1.压强的计算,需要确定压力、受力面积,正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键。
2.要注意物体间接触部分的面积,一般等于较小物体接触面积的大小。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率80%)A、B两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A、B物体的边长分别为20cm、10cm,物体A放在水平地面上,将物体B叠放在物体A上,如图甲所示。若将物体B沿水平方向切去高为L的部分,A对地面的压强与A、B剩余高度h的关系如图乙所示,(取g=10N/kg)求:
(1)物体A的重力;
(2)物体B的密度;
(3)当L=2.5cm时,B对A的压强与A对地面的压强的比值。
【答案】(1)120N;(2);(3)
【解析】(1)由乙图可知,当物体B被切光,即只有A时,A对地面的压强为,A的底面积为
则物体A的重力为
(2)当时,A对地面的压强为,则A、B总重力为
则B的重力为
B的体积为
则B的密度为
(3)当L=2.5cm时,B对A的压力为
则B对A的压强为
A对地面的压强为
则当L=2.5cm时,B对A的压强与A对地面的压强的比值为
【强化2】(错误率75%)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲所示。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )(g取10N/kg)
A.图线Ⅰ反映B剩余部分对桌面的压强变化 B.B的密度为
C.A的底面积为 D.A的重力为6N
【答案】C
【解析】A.沿水平方向截取高为h的柱体,B剩余部分的重力减小,对水平面的压力减小,受力面积不变,由得,B剩余部分对桌面的压强减小,则图线Ⅱ反映B剩余部分对桌面的压强变化,故A错误;
B.由图得,B的高度为10cm,B未截取时对地面的压强诶6×102Pa,由得,B的密度为
故B错误;
CD.当B截取2cm时,B剩余部分对地面的压强为
此时AB对地面的压强相等,此时A对地面的压强为
当B全部放到A上面时,A对地面的压强为7.8×102Pa,即
解得
,
故C正确,D错误。
故选C。
【强化3】(错误率80%)如图所示,一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边缘相齐。在其右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一,在木板A移动过程中,木板A的重力 ,木板A对桌面的压力 ,木板A对桌面的压强 ,木板A对桌面的摩擦力 。(均填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 不变 不变 增大 不变
【解析】[1][2][3] 因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,在木板A运动过程中,木板A的重力不变,则A对桌面的压力不变;因在木板的右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一时,木板与桌面的接触面积变小,即受力面积变小,而压力不变,由可知,木板A对桌面的压强不断增大。
[4] 木板A移动过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,则木板A对桌面的摩擦力不变。
易错二:液体压强的特点
【核心知识】
1.液体对容器底部的压力与压强
(1)压强特性:液体内部压强由液体重力产生,公式:p=ρ液gh(h为液面到容器底的竖直深度)。
(2)压强与容器形状无关,仅取决于液体密度和深度。
2.压力特性
液体对容器底的压力:F=pS=ρ 液ghS 压力不一定等于液体重力!
柱形容器:F=G液(压力等于液体重力);
口大底小容器:F<G液(如广口瓶);
底大口小容器:F>G液(如窄口瓶)。
3.容器对支持面的压力与压强
处理方法:视为固体问题,遵循固体压强规律。
分析步骤:
① 先求容器对支持面的总压力:F=G液+G容器
② 再用计算压强。
4.两类问题的解题步骤对比
问题类型
分析步骤
公式应用
液体对容器底部
先根据 p=ρgh 求压强 → 再求压力 F=pS
p=ρgh,F=pS
容器对水平支持面
先求总压力 F=G液+G容器 → 再求压强
5.不同容器形状对压力的影响
容器类型
液体对底部压力F与液体重力G液关系
实例
柱形容器
F=G液
圆柱形水杯
口大底小容器
F<G液
锥形烧杯
底大口小容器
F>G液
窄底花瓶
【错因分析】解答本题时对甲、乙两种液体的质量和体积分析出错,无法准确判断两种液体的密度关系进而导致对两容器底部所受压强(注意判断对应的压力和受力面积)判断错误。
【易错典例02】(错误率78%)如图所示,底面积不同的圆柱形薄壁容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,且甲的质量等于乙的质量。经下列变化后,两容器中液体对各自容器底部的压强为pA和pB,其中可能使的是( )
①甲、乙各自抽取相同体积的原有液体 ②甲、乙各自抽取相同质量的原有液体
③甲、乙各自抽取相同高度的原有液体 ④甲、乙各自倒入相同高度的原有液体。
A.②与④ B.①与② C.①与③ D.①与③与④
【答案】C
【解析】甲、乙液体质量相等,因为是圆柱形容器,对容器底的压力
所以甲、乙对容器底的压力相等;由于A的底面积小,由可知,甲液体对容器底的压强大;由 ,,由可知, ;
①甲、乙各自抽取相同体积的原有液体,,因为,所以,可以使剩余甲液体的质量小于剩余乙液体的质量,即剩余甲液体对容器底的压力小于剩余乙液体对容器底的压力,由于A的底面积小,由可知,可以使,①可行;
②甲、乙各自抽取相同质量的原有液体,剩余甲液体的质量等干剩余乙液体的质量,剩余甲液体对容器底的压力等于剩余乙液体对容器底的压力,由于A的底面积小,,②不可行;
③甲、乙各自抽取相同高度的原有液体,由于,甲液体对容器底减小的压强大于乙液体对容器底减小的压强大,因为,可以使,③可行;
④甲、乙各自倒入相同高度的原有液体,根据,由于 ,倒入后甲液体对容器底增大的压强大于乙液体对容器底增大的压强大,使,④不可行。
有以上分析可知,C符合题意,ACD不符合题意。
故选C。
【以巧破力 方法制胜】
1.液体压强公式的适用条件
液体压强公式 p=ρgh 不适用于一般固体,仅适用于液体。
例外情况:若固体为规则柱形容器(如圆柱、长方体),经推导后可间接应用公式。
2.柱形容器的特殊性
当容器为柱形时,液体对容器底的压力F等于液体重力G液,即:F=G液
此时可通过 计算压强,推导公式为:。
3.液体压强的关键因素
液体压强与液体密度ρ和深度h有关,与容器形状无关。解题时需优先判断容器类型(是否为柱形),再选择公式。
4.避错大招
步骤口诀:先判断是否柱形容器;若为柱形,直接通过F=G液求压力,再求压强;若非柱形,必须通过p=ρgh计算压强,再求压力 F=pS。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率75%)如图所示,两个底面积不同的薄壁轻质圆柱形容器甲和乙,放在水平地面上。容器内分别盛有体积相同的不同液体A、B,此时液体对容器底部的压强相等。现将完全相同的两个金属球分别浸没在A、B液体中(液体不溢出),则液体对容器底部的压强变化量 ;容器对水平地面的压力变化量 ;容器对水平地面的压强 :液体对容器底部的压力 。(均选填“=”“>”或“<”)
【答案】 = = < >
【解析】[1]现将完全相同的两个金属球分别浸没在A、B液体中(液体不溢出)后,液体对容器底部的压强变化量分别为
因为
所以
[2]放入金属球后,容器对水平地面的压力变化量等于增加的球的重力,即
[3]由可知轻质圆柱形容器液体对容器底的压强等于容器对地面的压强,由图可知容器甲的底面积大于容器乙的底面积,所以放入金属球后容器对地面的压强变化量
即甲对地面压强的增加量小于乙对地面压强的增加量,所以放入金属球后容器对水平地面的压强
[4]因为初始液体对容器底部的压强相等,放入金属球后液体对容器底部压强的增加量也相等,所以放入金属球后液体对容器底部的压强还是相等的,由可知放入金属球后液体对容器底部的压力
【强化2】(错误率76%)某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法不正确的是( )
A.甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大
B.乙实验中右侧液体的密度小于水的密度
C.若测得图乙中左、右两侧容器底的深度为10cm、12.5cm,则液体的密度为0.8g/cm3
D.乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强
【答案】C
【解析】A.如图甲所示,左侧水的深度小于右侧,橡皮膜向左凸起,故甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大。故A正确,不符合题意;
B.如图乙所示,左侧是水,水的深度小于右侧的液体的深度,但橡皮膜相平,说明两侧压强相等。根据p=ρgh可知,右侧液体的密度小于水的密度。故B正确,不符合题意;
CD.由图乙可知,橡皮膜相平,说明在橡皮膜的位置,两侧压强相等。到容器底部的深度相同,根据右侧液体密度小于左侧水的密度可知,故橡皮膜下面的液体左边水的压强大于右边液体的压强,所以左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强。若测得图乙中左、右两侧容器底的深度为10cm、12.5cm,由液体压强的公式p=ρgh可知,左侧水对容器底的压强为
p左=ρ水gh左=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
因为p左>p右,则p左>ρ液gh右。故右侧液体的密度
故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
【强化3】(错误率80%)将平底直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图像如图所示。饮料出口的横截面积为0.8cm2,饮料流出的速度为50cm/s,杯高为10cm,杯底面积为30cm2,g取10N/kg。( )
①接满饮料时,杯底受到饮料的压力为4.5N
②该空杯最多可接入总质量为0.36kg的饮料
③饮料的密度为1.2×103 kg/m3
④饮料持续流入空杯5s,饮料对杯底的压强为8×102 Pa
A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有②④③正确 D.①②③④都正确
【答案】C
【解析】由图可知空杯对杯座的压力,装满饮料时杯对杯座的压力,由此可知饮料对杯底的压力
因为饮料的重力
由 可知饮料的质量
由题意可知饮料的体积
则饮料的密度为
饮料持续流入空杯5s,则杯中饮料的质量为
此时饮料对杯底的压强为
所以只有②④③正确。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
易错三:大气压强和水的沸点
【核心知识】
1.大气压强的核心概念
①定义:大气对浸在它里面的物体产生的压强,简称大气压或气压。
②测量方法:
直接测量:使用气压计(如水银气压计、空盒气压计);
间接实验:通过实验装置间接测量(如托里拆利实验)。
③影响因素:
海拔高度:海拔越高,大气压越低(海拔每升高12米,气压下降约1 mmHg);
其他因素:湿度、温度、季节变化(如夏季气压一般低于冬季)。
2.沸点的定义与影响因素
定义:液体沸腾时保持不变的温度称为沸点。
沸点与气压的关系:
气压升高 → 沸点升高(如高压锅煮食物更快);
气压降低 → 沸点降低(如高原地区水在80℃左右沸腾)。
3.高频易错点总结
易错点
正确理解
“沸点随温度变化而变化。”
沸点是液体在当前气压下的固定值,与加热温度无关。
“所有气压计都能直接测出大气压值。”
仅水银气压计可直接读数,空盒气压计需校准。
“海拔越高,水的沸点越高。”
海拔越高,气压越低,沸点越低。
【错因分析】对大气压随高度的变化与沸点随大气压的变化理解不足,在分析时不能根据相应的概念判断导致出错。
【易错典例03】(错误率80%)如图所示为某同学自制的气压计,他将气压计由一楼拿到十六楼时,细玻璃管中液面会升高,下列说法正确的是( )
A.用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时,瓶中的水可以装满
B.细玻璃管中液面升高,说明大气压随高度的增加而变小
C.利用自制气压计可以精确测量大气压的数值
D.玻璃管越粗,水柱高度变化越明显
【答案】B
【解析】A.自制的气压计是利用大气压工作的,当外界气压发生变化时,内部气压保持不变,液柱在内外气压作用下,其高度发生变化,所以瓶中的水不能装满,故A错误;
B.瓶内气体压强等于外界大气压与液柱产生的压强之和,所以液柱压强等于瓶内气体压强减去外界大气压,则液柱高度越大,说明外界压强越小,说明大气压随高度的增加而变小,故B正确;
C.受器材自身影响,自制气压计只能显示气压的变化,不能测量大气压的准确值,故C错误;
D.水柱高度变化反应了瓶内外气压差大小的变化,与玻璃管的粗细无关,故D错误。
故选B。
【以巧破力 方法制胜】
一、核心知识点归纳
1.大气压的产生原因:由于大气层受到重力作用而产生,具有流动性,对浸在其中的物体产生压强。
2.托里拆利实验的测量作用
实验结论:标准大气压可支撑约760 mm高的水银柱。
公式推导:p0 =ρ汞gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m≈1.013×105Pa
意义:首次精准测量大气压值,为后续气压单位(如 mmHg)提供基准。
3.标准大气压的定义
通常将760 mm 高水银柱产生的压强定义为1标准大气压(符号:1 atm)。
4.单位换算:
1atm=760mmHg=1.013×105Pa
二、“避错大招”重点解析
易错点
正确理解
托里拆利实验可测量任意地区的大气压。
实验仅能测当地大气压,受海拔、天气影响。
水银柱高度与玻璃管倾斜度无关。
高度差由气压决定,倾斜仅改变水银柱长度,不影响竖直高度。
标准大气压是固定值。
1 atm 是理论标准值,实际大气压会因环境变化波动。
大气压 → 重力产生 → 托里拆利实验测量 → 标准值 760 mmHg → 应用(高压锅、吸盘)
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率85%)如图所示,一端封闭的玻璃管内水银面的上方留有一些空气,当外界大气压强为 1 标准大气压时,管内水银柱高度 L1 小于 76 厘米,此时弹簧秤示数为 F1.若在水 银槽中缓慢地倒入水银,使槽内水银面升高 2 厘米,则玻璃管内的水银柱高度 L2 和弹簧秤的示数 F2 应满足:
A.L2=L1,F2=F1 B.L2>L1,F2>F1
C.L2<L1,F2<F1 D.L2<L1,F2>F1
【答案】C
【分析】(1)因为玻璃管内水银面上方有空气,而这些空气也会对水银柱产生一个向下的压强,这个压强与水银柱产生的压强之和,等于外界的大气压.当向水银槽中倒入水银时,水银面升高,会使内部空气的体积减小,压强增大,这会影响到水银柱的高度,据此来分析水银柱高度的变化;(2)以管外水银面为参考面,弹簧秤的示数是等于管内水银柱的重力再加上试管的重力,明确了相对原来管内水银柱长度的变化,便可判断弹簧秤示数的变化了.
【解析】(1)由题意可知,管内气体压强与水银柱压强之和等于外界大气压,即,加入水银后,管内空气体积变小,压强会变大,而大气压不变,故变小,所以;
(2)同样由题意可知,弹簧秤的示数是等于管内水银柱的重力(以管外水银面为参考面)再加上试管的重力,相对原来管内水银柱长度变小了,故其重力变小,则弹簧秤的示数.
综合上述分析,若在水银槽中缓慢地倒入水银,使槽内水银面升高,,,只有选项C符合题意.
故选C.
【强化2】(错误率80%)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
C.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
D.乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
【答案】B
【解析】A.甲图水银的高度是750mm,标准大气压相当于760mm水银柱产生的压强,所以实验环境的大气压小于一个标准大气压,故A错误;
B.甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,故B正确;
C.乙图中,瓶内封闭部分气体的压强等于玻璃管内水的压强与外界大气压之和,瓶内气压不变,外界大气压变小时,瓶内气压会将液体压入玻璃管内,玻璃管内的液面会上升,故C错误;
D.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,大气压降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下升高,玻璃管内外液面高度差变大,故D错误。
故选B。
【强化3】(错误率70%)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,把 (选填“甲”或“乙”)装置从高山脚下拿到高山顶上时,玻璃管内的液面会上升;如图丙、丁两个实验,能粗略测出大气压的值的是 (选填“丙”、“丁”或者“都可以”)。
【答案】 乙 丁
【解析】[1]把甲装置从高山脚下拿到高山顶上时,外界的大气压减小,支持的水银柱的高度会降低,玻璃管内的液面下降;把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,大气压降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下被压高。
[2]丙图中,大气压对吸盘的压力的方向水平向左,而钩码的重力的方向是竖直向下的,不能测量大气压力的大小,无法根据求出大气压的数值;丁图中,钩码处于静止状态,吸盘产生的拉力即大气的压力等于钩码的重力,测量出吸盘的表面积,根据可以求出大气压的数值。
易错四:流体压强与流速的关系及其应用
【核心知识】
一、核心知识点
流体的定义与特性
流体:液体和气体的统称,因具有流动性而得名。
流体压强:流体流动时产生的压强,区别于静止流体的静压强。
流体压强与流速的关系
核心规律:在流体中,流速越大的位置,压强越小。
公式简化:v↑⇒p↓
应用实例
飞机升力:机翼上表面气流速度快 → 压强小,下表面压强大 → 升力。
安全警示:火车进站时,人与车之间空气流速大 → 压强小 → 易被“吸入”轨道。
雾器:吹气时竖管上方流速大 → 压强小 → 液体被大气压压上形成喷雾。
二、高频易错点:流体压强与流速的关系辨析
易错点
正确理解
流速大的地方压强大。
错误!流速大处压强小。
流体压强仅与流速有关。
错误!还受流体密度、流动状态影响。
静止流体和流动流体压强规律相同。
错误!静止流体压强仅由深度决定,流动流体需结合流速分析。
三、学习建议
结合生活现象(如吹纸片实验)理解伯努利效应;
对比静止流体与流动流体的压强差异,避免公式误用。
【错因分析】对流体压强与流速的关系不理解与掌握不足,不能依据平衡力的知识结合物体的运动状态去判断物体受力的情况,进而导致出错。
【易错典例04】(错误率80%)如图所示,水平放置的试管内有一段质量为m的水柱静止不动,其左右液面面积相等,被密封空气的气压为p,外界大气压为p0。则(不考虑水柱与管的摩擦力)( )
A.p<p0
B.p>p0
C.若突然有空气竖直向上经过管口,水柱会向右移动
D.若突然有空气竖直向下经过管口,水柱会向左移动
【答案】C
【解析】AB.水柱静止不动,说明它受到的力是平衡力,里外气体对它的压力相等,其左右液面面积相等,根据可知,水柱里面和外面的气体压强相等,故p=p0。故AB不符合题意;
CD.当有空气经过管口时,不管空气是向上还是向下经过管口,管口处空气流速增大,压强减小,水柱里面的气压大于外面的气压,因此水柱会向右移动。故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
【以巧破力 方法制胜】
一、核心结论
伯努利效应简化表述:流体在流速大的位置压强较小,流速小的位置压强较大。
记忆口诀:“流速大,压强小;巧用规律,错误少。”
二、关键应用场景
现象
原理分析
两船并行相撞
两船间水流速大→压强小→外侧压强大→压力差推动靠近。
地铁站台安全线
列车驶过时人与车间气流速大→压强小→外侧大气压将人推向轨道。
飞机机翼升力
机翼上表面气流速快→压强小,下表面流速慢→压强大→升力产生。
三、避错大招详解
易混淆点纠正:
错误:“流速越大,压强越大。”
正确:伯努利效应中,流速与压强成反比。
解题逻辑链:观察流速差异→判断压强大小→分析压力差导致的现象
四、方法提炼
巧用规律:优先分析流体动态(流速变化点),再结合压强差推理结果;
避免蛮算:无需复杂计算,定性分析即可解决多数实际问题。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率75%)某同学利用身边的物品做实验,他通过吹气改变空气流速,其中不能揭示“流体压强与流速关系”的是
A. 两张纸靠近 B. 纸条被吹起
C.两个乒乓球靠近 D.乒乓球不下落
【答案】B
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大,据此分析判断.
【解析】A、没有吹气时,纸的中间和外侧的压强相等,纸在重力的作用下自由下垂,当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小,纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,能揭示“流体压强与流速关系”,故A不符合题意;
B、将一纸条放在嘴边,用力从纸条下方吹气,纸条被吹起,这是因为纸条受到向上力作用,不能揭示“流体压强与流速关系”,故B符合题意;
C、向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢,能揭示“流体压强与流速关系”,故C不符合题意;
D、将一个乒乓球对着漏斗的细管处,对准漏斗细管口用力向下吹气,因为乒乓球上方的空气流速大,压强小,乒乓球下方的空气流速小,压强大,乒乓球受到一个竖直向上的压力差,所以乒乓球紧贴在漏斗上,能揭示“流体压强与流速关系”,故D不符合题意.
故选B.
【强化2】(错误率80%)如图所示装置,蓄水槽与一根粗细不均匀的管道相连,在管道的不同部位分别装有底部连通的竖直管A、B,管道的另一端是一个阀门。若在蓄水槽中装入一定量的水,则下列说法正确的是( )
A.当阀门关闭,水处于静止状态时,A、B管中的水柱高度相同
B.当阀门关闭,水处于静止状态时,A、B管中的水柱高度不相同
C.当阀门打开水流动时,A管中水柱比B管中水柱要高一些
D.当阀门打开水流动时,A、B管底部水流的速度相同
【答案】AC
【解析】AB.AB管构成连通器,当阀门关闭,水处于静止状态时,A、B管中的水柱高度相同。故A正确,B错误;
CD.当阀门打开水流动时,B管下方水流速度大于A管下方水流速度,B管下方压强较小,所以B管水柱高度要低于A管,即A管中水柱比B管中水柱要高一些。故C正确,D错误。
【强化3】(错误率75%)在学校科技社团活动中,小梦同学所在的团队利用3D打印机制作了如图1所示的飞机模型。她了解到飞机在空中飞行时受多种因素的影响。
(1)小梦思考飞机升力与迎角(α)大小有什么关系?在老师的帮助下,她利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图2方式进行如下实验,
①闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。
②改变迎角的大小,使其分别为5°10°、15°、20°,重复步骤①并计算升力平均值。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图3。
本实验得出的结论: 。
(2)小梦想要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”。利用现有器材,只要控制 不变,通过调节 改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。以不同的风速进行多次实验,如图4所示,托盘测力计的示数与风速大小的关系记录如下表。
风速(m/s)
0
5
10
15
20
25
30
托盘测力计的示数(N)
15
14.5
13
11
8
3.5
由该实验结果推测飞机起飞应该选择顺风起飞还是逆风起飞更好?并说明理由 。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符且飞机迎角一定时,飞行速度越大,升力也越大,若飞机以600km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α1,而以900km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α2,(α1,α2均小于15°)。请比较α1,α2大小关系: 。
【答案】(1)在风速一定时,升力随着迎角的增大而增大,超过15°后,升力随迎角的增大而减小
(2)迎角 风扇风速 逆风;理由见解析
(3)α1>α2
【解析】(1)由图3可知,当迎角小于15°时,升力随着迎角的增大而增大;当迎角大于15°时,升力随着迎角的增大而减小。所以本实验得出的结论是在风速一定时,升力随着迎角的增大而增大,超过15°后,升力随迎角的增大而减小。
(2)[1][2]由前面实验可知,升力大小与迎角有关,所以要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”,需控制迎角不变,通过调节风扇转速改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。
[3]由表数据可知,当风速为0时,托盘测力计的示数等于飞机模型的重力,为15N。当有风吹过模型时,在竖直方向上,模型受到重力、升力和托盘的支持力,该支持力通过测力计显示出来,即F升=G-F示。由表中数据可知,风速越大时,F示越小,F升越大。根据相对运动逆向起飞的风速可以看作风速和飞机飞行速度之和,逆风起飞,风速大,升力大,所以逆风起飞更好。
(3)飞机在水平匀速直线飞行时,升力都等于重力。升力一定,根据“飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大”可知,飞行时升力一定,速度越大,迎角越小,所以α1>α2。
04 单元小结
一、核心考点聚焦
(1)液体压强的公式与避错要点
必考公式:p=ρ 液gh(单位统一:ρ用kg/m 3,h用m)
高频考向:公式适用性判断:明确公式仅适用于液体,一般固体需用(柱形容器例外)。
深度h的易错点:深度指液面到研究点的竖直距离(如图中“液面到容器底的深度”),而非容器高度。
例:计算倾斜容器底部压强时,h取液面最低点的竖直高度。
2. 液体压力与液体重力的关系
核心结论:
容器形状
液体对底的压力 F
压强计算优先级
柱形容器
F=G液
可直接用
非柱形容器
F=G液
必须先用 p=ρgh,再求 F=pS
典型考法:
选择题:判断不同形状容器中液体压力与重力的关系;
计算题:结合容器底面积与液体深度求压力(如口大底小的烧杯)。
3. 实验探究类考点
高频实验:验证液体压强公式:使用U形管压强计,探究液体压强与深度、密度的关系;托里拆利实验:分析水银柱高度变化(如玻璃管倾斜、混入空气等)。
考向分析:填空题:实验结论(液体压强与容器形状无关);简答题:解释实验现象(如侧壁开孔后水流喷射距离差异)。
二、四大考向与解题策略
考向1:公式辨析与计算
题型:选择题、填空题、计算题
示例:一个底面积为 0.02m2的圆台形容器装有水,水面高度 0.3m,水的密度 1×103kg/m3。求水对容器底的压强和压力。
解题步骤:压强 p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
压力 F=pS=3000Pa×0.02m2=60N。
考向2:容器形状与压力关系的判断
题型:选择题、判断题
避错口诀:“柱形压力等重力,口大底小压力低;若遇计算莫慌张,先压强后乘面积。”
考向3:实验现象解释
高频问题:为什么U形管压强计中,同种液体同一深度的液面高度差相同?托里拆利实验中,若玻璃管倾斜,水银柱高度是否变化?
答题模板:“由于液体压强只与______和______有关,因此实验中观察到______。”
考向4:生活应用与综合题
典型场景:解释液压机的工作原理(帕斯卡原理);分析水坝设计成“上窄下宽”的原因(液体压强随深度增加)。
三、易错点与提分技巧
1.单位换算陷阱:
面积单位cm 2→m2(例:100cm2=0.01m2);
深度单位 cm→m。
2.容器形状误判:
柱形容器需满足“上下粗细均匀”(如圆柱、正方体),其他形状均按非柱形处理。
3.公式乱用:
固体压强公式 仅直接适用于柱形容器中的液体,其他情况必须用p=ρgh。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
第8章 压强
01 思维导图
答案:①压力的作用效果;②;③压力;④受力面积;⑤减小;⑥增大;⑦相等;越大;⑧液体的密度;⑨液体的密度;⑩p=ρgh;⑪开口;⑫连通;⑬同种;⑭相平;⑮茶壶;⑯船闸;⑰各个方向;⑱高度差;⑲760mm;⑳1.013×105Pa ;㉑ 汞气压表;㉒无液气压计 ;㉓越低;㉔降低 ;㉕离心式水泵; ㉖高压氧舱; ㉗流动性 ;㉘流体 ;㉙小;㉚大
02 考点速记
【考点1 压强】
1.压力:垂直压在物体表面上的力叫压力。
①压力的方向:垂直于被压表面,且指向被压物体。
②压力的作用点:被压物体的表面。
③压力并不都是由重力引起的。通常情况下,把物体放在水平面上,如果物体不受其他力,则压力=物体重力。
④固体可以大小、方向不变地传递压力。
2.探究:压力的作用效果跟什么因素有关
【实验方法】控制变量法、对比法
【实验设计】如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;如图乙,在桌面上放一个砝码;再把小桌翻过来。注意三次实验时泡沫塑料被压下的深浅。
【实验分析】图甲、乙说明受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。图乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。
【实验结论】压力的作用效果与压力和受力面积有关。
3.压强
①定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。[来源:学&科&网Z&X&X&K]
②物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5×104N。我们可以根据物体发生形变的程度来判断压强的大小。
③公式:
p—压强—帕斯卡(Pa);F—压力—牛顿(N);S—受力面积—平方米(m2)
④受力面积是两物体相互接触的面积。
放在水平面上的直柱体(圆柱体、长方体、正方体等)对水平面的压强p也有p=ρgh。但是值得注意的是,这不是求压强的公式,这仅仅是一个巧合。
⑤一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力、压强:我们一般把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(用压强的定义式求)。
4.增大或减小压强的方法
①增大压强的方法:压力一定时,减小受力面积,或在受力面积一定时,增大压力。
例如缝一针做得很细、菜刀刀口很薄等就是利用压力一定,减小受力面积的方法增大压强。
②减小压强的方法:压力一定时,增大受力面积,或在受力面积一定时,减小压力。
例如铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等就是利用压力一定,增大受力面积的方法减小压强。
【考点2 液体的压强】
1.液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用,并且具有流动性。
2.液体内部压强的测量工具:压强计。
3.液体压强的特点:
液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。液体的压强随深度的增加而增大。在同一深度,液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
4.液体压强的大小
①推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。
②液体的压强公式:p=ρgh
p——压强——帕斯卡(Pa);ρ——液体密度——千克每立方米(kg/m3);h——液体深度——米(m)
③液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。左下三幅图中h都是液体的深度,a都是自由液面。
④从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
⑤对于形状不规则的容器,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。此时液体压强只能用液体压强公式计算。并且要先求压强,后求压力。[来源:学.科.网Z.X.X.K]
⑥形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小,等于以容器的底面积为底,液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。
⑦如果容器的形状是规则的(长方体、圆柱形),并且放在水平面上,那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。这时可以先求出压力,然后算出压强。
5.连通器
①定义:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
②连通器原理:如果容器内只有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
应用:茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器;船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等
【考点3 大气压强】
1.大气压的概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。
2.大气压产生原因:空气受重力作用,并且具有流动性。
3.能够证明大气压存在的实验:马德堡半球实验。
4.大气压的实验测定:托里拆利实验
【实验过程】在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开堵管口的手指后,管内水银面下降一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
【实验分析】在管内与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动,故液片受到上下的压强平衡。即:向上的大气压等于水银柱产生的压强。
【实验结论】大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa。
【注意事项】
① 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
② 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度至少为10.3m。
③ 将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
5.1标准大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa。
6.大气压的测量工具:气压计
①气压计的分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)
②若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
③在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7.大气压的应用:活塞式抽水机、离心式抽水机、呼吸、带吸盘的挂衣钩、吸管等
8.大气压的变化
①大气压的变化跟高度有关,不同的海拔高度,大气的疏密程度不同,大气压的数值也不同。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
②大气压的变化还与天气变化、季节和气候有关。晴天的大气压比阴雨天要大,冬天的大气压要比夏天要大。
9.沸点与压强:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。(应用:高压锅、除糖汁中水分)
体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。(应用:呼吸、打气筒原理、风箱原理)
【考点4 流体压强与流速的关系】
1.流体:液体和气体都没有一定的形状,且很容易流动,因此它们统称为流体。
2.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。
3.判断流速的快慢应从以下方面来分析:自然流动的空气、流动的水,一般是在较宽阔的地方流速慢,较狭窄的地方流速快。运动的物体引起的空气或液体的流动在运动物体周围流速快,其余地方流速慢。
4.飞机的升力:如图,飞机前进时,在相同的时间内,机翼上方气体流速比下方气体流速大,压强比下方小,因此机翼机翼的上下表面存在着压强差,从而产生了向上的升力。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:压强的理解
【核心知识】
1.压强的定义与理解
(1)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比称为压强,反映压力的作用效果。
(2)表达式:,
p:压强,单位帕斯卡(Pa);
F:垂直作用在物体表面的压力,单位牛顿(N);
S:受力面积,单位平方米(m²)。
(3)单位换算:1Pa=1N/m2。
2.增大与减小压强的方法
目标
具体方法
生活实例
增大压强
① 增大压力;② 减小受力面积
刀刃磨薄、钉尖尖锐
减小压强
① 减小压力;② 增大受力面积
滑雪板宽大、骆驼宽大脚掌
【错因分析】对压强的计算、二力平衡条件和牛顿第一定律的理解不够透彻,对固体可以大小不变的传递压力理解不足,导致不能选出正确选项。
【易错典例01】(错误率780%)如图所示,物体重50N静止在竖直的墙壁上,F压=300N,若物体与墙壁的接触面积为0.2m2,下列说法正确的是( )
A.物体受到竖直向上的摩擦力大小等于300N
B.物体对墙壁的压强为1500Pa
C.物体受到的压力越大,摩擦力越大
D.若物体受到的力全部消失,则物体向下运动
【以巧破力 方法制胜】
1.压强的计算,需要确定压力、受力面积,正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键。
2.要注意物体间接触部分的面积,一般等于较小物体接触面积的大小。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率80%)A、B两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A、B物体的边长分别为20cm、10cm,物体A放在水平地面上,将物体B叠放在物体A上,如图甲所示。若将物体B沿水平方向切去高为L的部分,A对地面的压强与A、B剩余高度h的关系如图乙所示,(取g=10N/kg)求:
(1)物体A的重力;
(2)物体B的密度;
(3)当L=2.5cm时,B对A的压强与A对地面的压强的比值。
【强化2】(错误率75%)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲所示。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )(g取10N/kg)
A.图线Ⅰ反映B剩余部分对桌面的压强变化 B.B的密度为
C.A的底面积为 D.A的重力为6N
【强化3】(错误率80%)如图所示,一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边缘相齐。在其右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一,在木板A移动过程中,木板A的重力 ,木板A对桌面的压力 ,木板A对桌面的压强 ,木板A对桌面的摩擦力 。(均填“增大”“减小”或“不变”)。
易错二:液体压强的特点
【核心知识】
1.液体对容器底部的压力与压强
(1)压强特性:液体内部压强由液体重力产生,公式:p=ρ液gh(h为液面到容器底的竖直深度)。
(2)压强与容器形状无关,仅取决于液体密度和深度。
2.压力特性
液体对容器底的压力:F=pS=ρ 液ghS 压力不一定等于液体重力!
柱形容器:F=G液(压力等于液体重力);
口大底小容器:F<G液(如广口瓶);
底大口小容器:F>G液(如窄口瓶)。
3.容器对支持面的压力与压强
处理方法:视为固体问题,遵循固体压强规律。
分析步骤:
① 先求容器对支持面的总压力:F=G液+G容器
② 再用计算压强。
4.两类问题的解题步骤对比
问题类型
分析步骤
公式应用
液体对容器底部
先根据 p=ρgh 求压强 → 再求压力 F=pS
p=ρgh,F=pS
容器对水平支持面
先求总压力 F=G液+G容器 → 再求压强
5.不同容器形状对压力的影响
容器类型
液体对底部压力F与液体重力G液关系
实例
柱形容器
F=G液
圆柱形水杯
口大底小容器
F<G液
锥形烧杯
底大口小容器
F>G液
窄底花瓶
【错因分析】解答本题时对甲、乙两种液体的质量和体积分析出错,无法准确判断两种液体的密度关系进而导致对两容器底部所受压强(注意判断对应的压力和受力面积)判断错误。
【易错典例02】(错误率78%)如图所示,底面积不同的圆柱形薄壁容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,且甲的质量等于乙的质量。经下列变化后,两容器中液体对各自容器底部的压强为pA和pB,其中可能使的是( )
①甲、乙各自抽取相同体积的原有液体 ②甲、乙各自抽取相同质量的原有液体
③甲、乙各自抽取相同高度的原有液体 ④甲、乙各自倒入相同高度的原有液体。
A.②与④ B.①与② C.①与③ D.①与③与④
【以巧破力 方法制胜】
1.液体压强公式的适用条件
液体压强公式 p=ρgh 不适用于一般固体,仅适用于液体。
例外情况:若固体为规则柱形容器(如圆柱、长方体),经推导后可间接应用公式。
2.柱形容器的特殊性
当容器为柱形时,液体对容器底的压力F等于液体重力G液,即:F=G液
此时可通过 计算压强,推导公式为:。
3.液体压强的关键因素
液体压强与液体密度ρ和深度h有关,与容器形状无关。解题时需优先判断容器类型(是否为柱形),再选择公式。
4.避错大招
步骤口诀:先判断是否柱形容器;若为柱形,直接通过F=G液求压力,再求压强;若非柱形,必须通过p=ρgh计算压强,再求压力 F=pS。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率75%)如图所示,两个底面积不同的薄壁轻质圆柱形容器甲和乙,放在水平地面上。容器内分别盛有体积相同的不同液体A、B,此时液体对容器底部的压强相等。现将完全相同的两个金属球分别浸没在A、B液体中(液体不溢出),则液体对容器底部的压强变化量 ;容器对水平地面的压力变化量 ;容器对水平地面的压强 :液体对容器底部的压力 。(均选填“=”“>”或“<”)
【强化2】(错误率76%)某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法不正确的是( )
A.甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大
B.乙实验中右侧液体的密度小于水的密度
C.若测得图乙中左、右两侧容器底的深度为10cm、12.5cm,则液体的密度为0.8g/cm3
D.乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强
【强化3】(错误率80%)将平底直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图像如图所示。饮料出口的横截面积为0.8cm2,饮料流出的速度为50cm/s,杯高为10cm,杯底面积为30cm2,g取10N/kg。( )
①接满饮料时,杯底受到饮料的压力为4.5N
②该空杯最多可接入总质量为0.36kg的饮料
③饮料的密度为1.2×103 kg/m3
④饮料持续流入空杯5s,饮料对杯底的压强为8×102 Pa
A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有②④③正确 D.①②③④都正确
易错三:大气压强和水的沸点
【核心知识】
1.大气压强的核心概念
①定义:大气对浸在它里面的物体产生的压强,简称大气压或气压。
②测量方法:
直接测量:使用气压计(如水银气压计、空盒气压计);
间接实验:通过实验装置间接测量(如托里拆利实验)。
③影响因素:
海拔高度:海拔越高,大气压越低(海拔每升高12米,气压下降约1 mmHg);
其他因素:湿度、温度、季节变化(如夏季气压一般低于冬季)。
2.沸点的定义与影响因素
定义:液体沸腾时保持不变的温度称为沸点。
沸点与气压的关系:
气压升高 → 沸点升高(如高压锅煮食物更快);
气压降低 → 沸点降低(如高原地区水在80℃左右沸腾)。
3.高频易错点总结
易错点
正确理解
“沸点随温度变化而变化。”
沸点是液体在当前气压下的固定值,与加热温度无关。
“所有气压计都能直接测出大气压值。”
仅水银气压计可直接读数,空盒气压计需校准。
“海拔越高,水的沸点越高。”
海拔越高,气压越低,沸点越低。
【错因分析】对大气压随高度的变化与沸点随大气压的变化理解不足,在分析时不能根据相应的概念判断导致出错。
【易错典例03】(错误率80%)如图所示为某同学自制的气压计,他将气压计由一楼拿到十六楼时,细玻璃管中液面会升高,下列说法正确的是( )
A.用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时,瓶中的水可以装满
B.细玻璃管中液面升高,说明大气压随高度的增加而变小
C.利用自制气压计可以精确测量大气压的数值
D.玻璃管越粗,水柱高度变化越明显
【以巧破力 方法制胜】
一、核心知识点归纳
1.大气压的产生原因:由于大气层受到重力作用而产生,具有流动性,对浸在其中的物体产生压强。
2.托里拆利实验的测量作用
实验结论:标准大气压可支撑约760 mm高的水银柱。
公式推导:p0 =ρ汞gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m≈1.013×105Pa
意义:首次精准测量大气压值,为后续气压单位(如 mmHg)提供基准。
3.标准大气压的定义
通常将760 mm 高水银柱产生的压强定义为1标准大气压(符号:1 atm)。
4.单位换算:
1atm=760mmHg=1.013×105Pa
二、“避错大招”重点解析
易错点
正确理解
托里拆利实验可测量任意地区的大气压。
实验仅能测当地大气压,受海拔、天气影响。
水银柱高度与玻璃管倾斜度无关。
高度差由气压决定,倾斜仅改变水银柱长度,不影响竖直高度。
标准大气压是固定值。
1 atm 是理论标准值,实际大气压会因环境变化波动。
大气压 → 重力产生 → 托里拆利实验测量 → 标准值 760 mmHg → 应用(高压锅、吸盘)
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率85%)如图所示,一端封闭的玻璃管内水银面的上方留有一些空气,当外界大气压强为 1 标准大气压时,管内水银柱高度 L1 小于 76 厘米,此时弹簧秤示数为 F1.若在水 银槽中缓慢地倒入水银,使槽内水银面升高 2 厘米,则玻璃管内的水银柱高度 L2 和弹簧秤的示数 F2 应满足:
A.L2=L1,F2=F1 B.L2>L1,F2>F1
C.L2<L1,F2<F1 D.L2<L1,F2>F1
【强化2】(错误率80%)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
C.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
D.乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
【强化3】(错误率70%)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,把 (选填“甲”或“乙”)装置从高山脚下拿到高山顶上时,玻璃管内的液面会上升;如图丙、丁两个实验,能粗略测出大气压的值的是 (选填“丙”、“丁”或者“都可以”)。
易错四:流体压强与流速的关系及其应用
【核心知识】
一、核心知识点
流体的定义与特性
流体:液体和气体的统称,因具有流动性而得名。
流体压强:流体流动时产生的压强,区别于静止流体的静压强。
流体压强与流速的关系
核心规律:在流体中,流速越大的位置,压强越小。
公式简化:v↑⇒p↓
应用实例
飞机升力:机翼上表面气流速度快 → 压强小,下表面压强大 → 升力。
安全警示:火车进站时,人与车之间空气流速大 → 压强小 → 易被“吸入”轨道。
雾器:吹气时竖管上方流速大 → 压强小 → 液体被大气压压上形成喷雾。
二、高频易错点:流体压强与流速的关系辨析
易错点
正确理解
流速大的地方压强大。
错误!流速大处压强小。
流体压强仅与流速有关。
错误!还受流体密度、流动状态影响。
静止流体和流动流体压强规律相同。
错误!静止流体压强仅由深度决定,流动流体需结合流速分析。
三、学习建议
结合生活现象(如吹纸片实验)理解伯努利效应;
对比静止流体与流动流体的压强差异,避免公式误用。
【错因分析】对流体压强与流速的关系不理解与掌握不足,不能依据平衡力的知识结合物体的运动状态去判断物体受力的情况,进而导致出错。
【易错典例04】(错误率80%)如图所示,水平放置的试管内有一段质量为m的水柱静止不动,其左右液面面积相等,被密封空气的气压为p,外界大气压为p0。则(不考虑水柱与管的摩擦力)( )
A.p<p0
B.p>p0
C.若突然有空气竖直向上经过管口,水柱会向右移动
D.若突然有空气竖直向下经过管口,水柱会向左移动
【以巧破力 方法制胜】
一、核心结论
伯努利效应简化表述:流体在流速大的位置压强较小,流速小的位置压强较大。
记忆口诀:“流速大,压强小;巧用规律,错误少。”
二、关键应用场景
现象
原理分析
两船并行相撞
两船间水流速大→压强小→外侧压强大→压力差推动靠近。
地铁站台安全线
列车驶过时人与车间气流速大→压强小→外侧大气压将人推向轨道。
飞机机翼升力
机翼上表面气流速快→压强小,下表面流速慢→压强大→升力产生。
三、避错大招详解
易混淆点纠正:
错误:“流速越大,压强越大。”
正确:伯努利效应中,流速与压强成反比。
解题逻辑链:观察流速差异→判断压强大小→分析压力差导致的现象
四、方法提炼
巧用规律:优先分析流体动态(流速变化点),再结合压强差推理结果;
避免蛮算:无需复杂计算,定性分析即可解决多数实际问题。
错题反思·易错加练
【强化1】(错误率75%)某同学利用身边的物品做实验,他通过吹气改变空气流速,其中不能揭示“流体压强与流速关系”的是
A. 两张纸靠近 B. 纸条被吹起
C.两个乒乓球靠近 D.乒乓球不下落
【强化2】(错误率80%)如图所示装置,蓄水槽与一根粗细不均匀的管道相连,在管道的不同部位分别装有底部连通的竖直管A、B,管道的另一端是一个阀门。若在蓄水槽中装入一定量的水,则下列说法正确的是( )
A.当阀门关闭,水处于静止状态时,A、B管中的水柱高度相同
B.当阀门关闭,水处于静止状态时,A、B管中的水柱高度不相同
C.当阀门打开水流动时,A管中水柱比B管中水柱要高一些
D.当阀门打开水流动时,A、B管底部水流的速度相同
【强化3】(错误率75%)在学校科技社团活动中,小梦同学所在的团队利用3D打印机制作了如图1所示的飞机模型。她了解到飞机在空中飞行时受多种因素的影响。
(1)小梦思考飞机升力与迎角(α)大小有什么关系?在老师的帮助下,她利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图2方式进行如下实验,
①闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。
②改变迎角的大小,使其分别为5°10°、15°、20°,重复步骤①并计算升力平均值。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图3。
本实验得出的结论: 。
(2)小梦想要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”。利用现有器材,只要控制 不变,通过调节 改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。以不同的风速进行多次实验,如图4所示,托盘测力计的示数与风速大小的关系记录如下表。
风速(m/s)
0
5
10
15
20
25
30
托盘测力计的示数(N)
15
14.5
13
11
8
3.5
由该实验结果推测飞机起飞应该选择顺风起飞还是逆风起飞更好?并说明理由 。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符且飞机迎角一定时,飞行速度越大,升力也越大,若飞机以600km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α1,而以900km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α2,(α1,α2均小于15°)。请比较α1,α2大小关系: 。
04 单元小结
一、核心考点聚焦
(1)液体压强的公式与避错要点
必考公式:p=ρ 液gh(单位统一:ρ用kg/m 3,h用m)
高频考向:公式适用性判断:明确公式仅适用于液体,一般固体需用(柱形容器例外)。
深度h的易错点:深度指液面到研究点的竖直距离(如图中“液面到容器底的深度”),而非容器高度。
例:计算倾斜容器底部压强时,h取液面最低点的竖直高度。
2. 液体压力与液体重力的关系
核心结论:
容器形状
液体对底的压力 F
压强计算优先级
柱形容器
F=G液
可直接用
非柱形容器
F=G液
必须先用 p=ρgh,再求 F=pS
典型考法:
选择题:判断不同形状容器中液体压力与重力的关系;
计算题:结合容器底面积与液体深度求压力(如口大底小的烧杯)。
3. 实验探究类考点
高频实验:验证液体压强公式:使用U形管压强计,探究液体压强与深度、密度的关系;托里拆利实验:分析水银柱高度变化(如玻璃管倾斜、混入空气等)。
考向分析:填空题:实验结论(液体压强与容器形状无关);简答题:解释实验现象(如侧壁开孔后水流喷射距离差异)。
二、四大考向与解题策略
考向1:公式辨析与计算
题型:选择题、填空题、计算题
示例:一个底面积为 0.02m2的圆台形容器装有水,水面高度 0.3m,水的密度 1×103kg/m3。求水对容器底的压强和压力。
解题步骤:压强 p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
压力 F=pS=3000Pa×0.02m2=60N。
考向2:容器形状与压力关系的判断
题型:选择题、判断题
避错口诀:“柱形压力等重力,口大底小压力低;若遇计算莫慌张,先压强后乘面积。”
考向3:实验现象解释
高频问题:为什么U形管压强计中,同种液体同一深度的液面高度差相同?托里拆利实验中,若玻璃管倾斜,水银柱高度是否变化?
答题模板:“由于液体压强只与______和______有关,因此实验中观察到______。”
考向4:生活应用与综合题
典型场景:解释液压机的工作原理(帕斯卡原理);分析水坝设计成“上窄下宽”的原因(液体压强随深度增加)。
三、易错点与提分技巧
1.单位换算陷阱:
面积单位cm 2→m2(例:100cm2=0.01m2);
深度单位 cm→m。
2.容器形状误判:
柱形容器需满足“上下粗细均匀”(如圆柱、正方体),其他形状均按非柱形处理。
3.公式乱用:
固体压强公式 仅直接适用于柱形容器中的液体,其他情况必须用p=ρgh。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。