内容正文:
《压强》
小结与复习
雅安市名山区新店镇初级中学
崔 锐
知识结构
压强
液体压强
流体压强与流速的关系
压力
作用点
方向
与重力的关系
压强
定义
公式
物理意义
改变压强的方法
产生原因
特点
公式
连通器
特点
应用
大气压强
证明大气压强存在的实验
测量大气压强的实验
标准大气压的值
大气压与高度的关系
沸点与气压的关系
重点回顾:压强
1.定义:_____作用在物体表面的力。
2.产生条件:物体间相互 且相互 。
2.方向:总是_____于被压物体表面且指向被挤压物体。
3.作用点:在受力物体表面上。
垂直
垂直
一、压力
接触
挤压
C
F
F
F
F = G
F ≠ G
F 与 G无关
画出支持面受到的压力的示意图,及重力示意图
G
G
G
想想做做
对比项
名称 作用点 方向 大小
重力
压力
物体本身
被压物体
竖直向下
垂直于被压表面指向被挤压的物体
被压表面是水平方向时:
F压=G
压力与重力的比较
1)压力不是重力。压力可以由重力产生,也可以由其他力引起。
2)压力不一定等于重力大小。
3)只有当物体自由水平放置时压力大小才等于重力的大小。
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第二级
第三级
第四级
第五级
(GA=5N GB=10N F =15N)
A
B
B
B
A对B压力为
B对地面的压力为
B
B对地面的压力
B对墙面的压力
B对天花板的压力
5N
15N
10N
15N
F
F
F
5N
试一试:
二、压强
1.物理意义:表示 的物理量。
2.定义:在物理学中,物体所受________的大小与__________之比叫做压强。
3.公式:p=________ 。其中F 表示压力,单位是________ ,S 表示受力面积,单位是____________,p表示________, 单位是帕斯卡,简称帕,符号是________,1Pa=1N/m2。
4.压强在数值上等于物体__________所受的________。压强越大,压力产生的效果越________。
压力
受力面积
牛(N)
平方米(m2)
压强
Pa
单位面积
压力
明显
F
S
压力作用效果
基础知识运用
2.某头大象的质量为6t,每只脚的面积大约为0.06m2,则大象站立时对地面的压强为 Pa;大象行走时对地面的压力为 N,此时对地面的压强为 Pa。(g=10N/kg)
2.5×105
6×104
5×105
三.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关?”的实验中,小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察,并分析回答下列问题:
(1)实验中小明是通过比较海绵的________程度来确定压力作用效果的大小;
(2)分析比较图________的实验现象,可以得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)分析比较图甲、乙的实验现象,可以得出结论: ,压力的作用效果越明显.
(4)本实验用到的探究方法有 和 。
形变
乙、丙
受力面积一定时,压力越大
控制变量法
转换法
四.如图所示,长方体铁块A静止放在水平桌面上,
若把A略向右移动 (这个过程中铁块A没有掉下
去) ,则A对桌面的压力_______,A对桌面的
压强_____。 (选填“变大”“不变”或“变小”)
不变
变大
五.一块砖放在水平地面上,若沿竖直方向切去一半,(如图) 则剩余的砖对地面的( )
A. 压力减半,压强不变 B. 压力不变,压强不变
C. 压力不变,压强减半 D. 压力减半,压强减半
A
三、增大或减小压强的方法
1. 压强大小受 和 共同影响。
压力大小
受力面积大小
2.如图事例中属于减小压强的是( )
3.如图事例中属于增大压强的是( )
ACEF
BD
4.冬天北方的河面结冰,某同学在结冰的河面上行走时突然发现冰面即将破裂,他应采取的措施是 ( )
A.原处站立不动 B.立即改成单脚站立
C.赶快向岸边跑 D.就地伏下并向岸边爬行
D
身边的物理
重点回顾:液体压强
1.产生原因:由于液体受_________的作用,且具有_________,液体内各个方向都有_________。
2.特点:
a.在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都_________。
b.液体密度一定时,深度越深,压强越_________。
c.在深度相同时,液体的_________越大,压强越大。
相等
大
密度
重力
压强
流动性
一、液体压强
3.公式:p=_____ 。物理量的单位:p表示 ,单位为 ;ρ表示 ,单位为 ;h表示 (研究点到自由液面的竖直距离),单位为 。
ρgh
压强
Pa
液体密度
kg/m3
液体深度
m
比较液体对容器底部产生压强的大小
Pa=Pb=Pc
Pa=Pb
比较研究点的深度
hA=30cm
hB=40cm
hC=30cm
hD=50cm
在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
1.甲、乙两图是探究液体压强与_____ 的关系,结论是:______ .
深度
2.由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状______(选填“有关”或“无关”)
无关
密度一定,深度越大压强越大。
3.要探究液体压强与密度的关系,应选用______ 两图进行对比.
乙、丙
不同形状容器底所受压力、压强以及对支持面压力、压强的比较
容器关系项目
容器底受到的压强
容器底受到的压力
对支持面
的压力
对支持面
的压强
F′
S
P′=
P=ρ液gh
P=ρ液gh
P=ρ液gh
F=PS
F=PS
F=PS
F>G液
F=G液
F<G液
F′=G液+G容
典例精析
例1 如图所示,质量为200g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有800g水,将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30cm,则水对容器底部的压力为____N,容器对地面的压强为________Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g 取10 N/kg)
5000
6
例2 (1)如图所示,两个完全相同的容器A和B,一个正放、一个倒放在水平桌面上,若在两个容器中装入相同高度的水,则两个容器底部所受的压强pA______pB,两个容器底部所受的压力FA ____FB。(均选填“>”“<”或“=”)
(2)若在图示的两个容器中分别装入相等质量的水(容器未装满),则两个容器底部所受的压强pA______pB,两个容器底部所受的压力
FA ____FB 。(均选填“>”“<”或“=”)
=
>
>
<
典例精析
二、连通器
1.定义:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2.特点:连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是________的。
3.应用举例:水壶的壶嘴与壶身、排水管的U形“反水弯”、锅炉和外面的水位计、船闸、地漏等都是连通器原理的应用。
相同
典例精析
例3 小亮的叔叔承包了村里的鱼塘,有人向叔叔推荐了一个一本万利的投资项目。设计图纸如图所示,用水管和水池就可以让水车持续转动,带动发电机不断发电。你认为这个投资项目的设计方案________(选填“可行”或“不可行”),理由是_____________
__________________________________________________。
不可行
水管中的
水只能达到与水池水面相同的高度
重点回顾:大气压强
1.定义:大气对处在其中的物体有压强,这种压强叫做大气压强,简称 。
2.产生原因:(1)空气受到重力的作用;(2)空气具有流动性。
3.验证试验: 证明了大气压的存在。
4.大小:意大利科学家 最早测出大气压的数值等于__________mm水银柱产生的压强,通常这样大小的大气压叫做标准大气压p0,p0= pa。
大气压
马德堡半球实验
托里拆利
760
1.01×105
5.大气压与高度的关系:海拔越高,大气压越 。
6.大气压与沸点的关系:液体的沸点随气压的减小而 ,随气压的增大而 。
7.大气压与温度的关系:一般情况下,当体积一定时,气体的温度越高,压强越大。
8.应用:活塞式抽水机、离心水泵、高压锅、吸盘挂钩等。
降低
小
升高
例1 著名的马德堡半球实验证明了大气压强的存在。托里拆利实验第一次测出了大气压的值,如图所示是托里拆利实验,根据图示完成下面的问题。
(1)实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将 (选填“变长”“变短”或“不变”)。
不变
典例精析
甲乙丙丁
(2)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)实验中不小心将玻璃管的顶部打破,能看到的现象是_______
_________________________________________。
偏小
试管
中水银会下降到与管外水银面相平
(4)若将实验中用的水银换成水,玻璃管中的液面 (选填“会”或“不会”)下降。
不会
典例精析
例2 为保持家里的盆景有较充足的水分,小梦设计了一个自动供水装置。她用一个塑料瓶装满水后倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水淹没,如图所示。瓶内气体压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。随着盘中水位下降,则桌面受到的压力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
小于
变小
P外=P水+P内
盘中水的质量因蒸发而减少
重点回顾:流体压强与流速的关系
1.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越___________。
2.飞机的升力:如图,飞机机翼横截面的上表面弯曲,下表面比较平,飞机前进时,机翼上方的空气流速较________,压强较________;下方的空气流速较________ ,压强较________。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。
3.应用:等候列车时,应站在安全线以外区域;
并排同向行驶的船不能靠太近;风雨中雨伞
容易上翻等。
小
大
小
小
大
例 在火车站和地铁站台上,都画有一条安全线,当列车快速行驶过时,人越过这条线就会有危险,这是因为在列车行驶时,靠近列车的地方空气流速________,压强________,从而产生压力差就会把人推向列车,引起事故;将铁轨铺在枕木上,这是通过增大__________的方法来减小________。
小
快
受力面积
压强
流体流速越快,压强越小
典例精析
1.实验器材:海绵、小桌、砝码。
(砝码的作用是改变压力的大小)
2.转换法的应用:通过观察海绵的凹陷程度来判断压力作用效果的大小。
重点实验突破
实验一 探究压强大小的影响因素
【设计和进行实验】
3.控制变量法的应用
(1)探究压力的作用效果与压力大小的关系:控制受力面积的大小不变,只改变压力的大小。
(2)探究压力的作用效果与受力面积大小的关系:控制压力大小不变,只改变受力面积的大小。
【分析现象,总结结论】
4.比较不同条件下海绵的凹陷程度,总结影响压力作用效果的因素。
5.实验结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
6.选用海绵而不选用长木板的原因:长木板的形变量不易用肉眼观察到,海绵的形变量容易用肉眼观察到。
7.可代替海绵的材料:沙子、橡皮泥等容易发生形变的物体。
【交流与反思】
小红想探究压力的作用效果到底与哪些因素有关,她做出了如下猜想:
猜想一:可能与压力大小有关;
猜想二:可能与受力面积的大小有关;
为验证上述猜想,小红利用小桌、海绵
和砝码等器材进行了如图所示的实验。
典例精析
(1)小桌对海绵的压力改变了海绵的________(选填“形状”或“运动状态”),实验中通过观察________________来比较压力的作用效果,实验中________(选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵。
形状
海绵的凹陷程度
可以
(2)为了验证猜想一,应比较________两图的实验,可得出结论:受力面积相同时,压力________(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显。
(3)选择甲、丙两次实验来验证猜想二是否正确,合理吗?________,理由是________________________ 。
越大
没有控制压力一定
不合理
甲、乙
(4)比较乙、丙两图的实验,可得出结论:压力大小相等时,_________越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用该结论的是____ (选填字母)。
A. 图钉的一端做得很尖
B. 交通管理部门规定,严禁货车超载
C. 书包的背带较宽
D. 菜刀要经常磨一磨
受力面积
AD
(5)本实验的科学探究方法是____________和转换法。
控制变量法
(6)若将该小桌和砝码放在如图所示的木板上,比较图乙中海绵受到的压强p乙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p乙________p丁(选填“>”“<”或“=”)。
=
丁
重点实验突破
实验二 探究液体压强的影响因素
1. 实验器材:压强计、刻度尺。
2.刻度尺的作用:测量压强计的探头在液体中的深度。
3.实验前检查装置气密性的方法:用手轻压探头上
的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否改变,若改变,则气密性良好。
4.转换法的应用:根据U形管中液面的高度差来判断液体内部压强的大小。
【设计和进行实验】
5. 控制变量法的应用
(1)探究液体内部压强与方向的关系:让探头处于同一液体的相同深度处,改变探头的方向。
(2)探究液体内部压强与深度的关系:让探头以相同的方向处于同一液体的不同深度处。
(3)探究液体内部压强与液体密度的关系:让探头以相同的方向处于不同液体的相同深度处。
6.若实验前发现U形管内水面已有高度差,应进行的操作是拆除软管重新安装。
【分析数据和现象,总结结论】
7.比较不同条件下U形管两侧液面的高度差,总结影响液体内部压强的因素 。
8.实验结论:在同种液体的同一深度处,液体对各个方向的压强相等;在同种液体内部,深度越深,液体压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中。小聪进行了大胆猜想:
猜想1:液体内部的压强大小可能与方向有关
猜想2:液体内部的压强大小可能与液体深度有关
猜想3:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关
典例精析
为验证以上猜想是否正确,小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材,实验时的情景如图所示,请你完成下列问题:
(1)实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面________,小聪在调试时发现,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性________(选填“好”或“差”),调节的方法是________(选填字母)。
A. 从U形管中倒出适量 B. 向U形管中加入适量水
C. 取下软管重新安装
(2)实验是用U形管两侧液面________来反映探头受到的压强大小,U形管两侧液面高度差越大,表示液体在此处的压强就越________。实验中主要用到的研究方法有转换法和____________ 法。
相平
差
C
高度差
大
控制变量
(3)保持探头在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:_____________________________________
____________________ 。
在同种液体的相同深度,液体向各个
方向的压强相等
(4)比较图甲和图________,可以
初步得出结论:在同种液体中,
液体内部压强随深度的增加而增大,请列举出一个与此相关的实例___________________。
(5)比较图乙和图丁,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?________,理由是:_____________________________________。
乙
拦河坝上窄下宽
不能
没有控制探头在液体中的深度相同
(6)在探究液体压强与密度关系时,为了使结论更具普遍性,小聪还应如何继续实验(请写出实验思路,不需要写具体步骤)_____________
_____________________________________________________________。
(7)老师又提出了这样一个问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区别开?据此小聪设计了如下实验:将压强计调节正常,然后将压强计的探头先后浸入到两杯液体中,U形管两边液柱高度差较大的那个杯子中盛的是盐水。小聪的实验是否可靠?________,理由是:_____________________________
______________。
保持探头在
液体中的方向和深度不变,换不同密度的液体重复实验
不可靠
可能没有使探头浸入液体的
深度相同
随堂训练
1.如图所示,穿着滑雪板的小梦总质量为55kg,没有陷入雪地,而旁边穿着运动鞋的小明总质量为50kg,却深陷雪地,则小梦对雪地的压强________小明对雪地的压强;小梦对雪地的压力________小明对雪地的压力,小明把雪踩下去,说明力可以改变物体的________。
小于
大于
形状
2.某柏油路面能承受的压强不得超过7×104 Pa,某四轮砂土车质量为2 t,每个轮胎与地面的接触面积为0.125 m2,g取10 N/kg。
(1)四轮砂土车静止在水平路面上,对路面的压强为________Pa。
(2)这段柏油路面能承受四轮砂土车的最大压力为________N。
4×104
3.5×104
3.如图是我国南海舰队执行任务时的场景,舰队并排快速航行时,两船间距离不能太近,这是因为在流体中流速越大的地方,压强越________,容易发生相撞事故。
小
4.如图所示,容器中盛有水,A、B 是容器内等高的两点。阀门K打开前,A、B 两点受到水的压强分别为pA、pB ;打开阀门K,水面静止后,A、B 两点受到水的压强分别为pA′、pB′,则( )
A. pA=pB pA′=pB′ B. pA=pB pA′>pB′
C. pA<pB pA′<pB′ D. pA>pB pA′=pB′
D
5.如图所示,两个完全相同的容器中分别盛有质量相等的水和酒精,a、b为距容器底部高度相同的两点。已知ρ酒精<ρ水,下列说法正确的是( )
A. 甲中盛的是酒精,乙中盛的是水
B. 甲容器底受到液体的压力较小
C. 两容器底部受到液体的压强相等
D. a、b两处所受液体的压强相等
C
6.图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是( )
A.是大气压支持玻璃管内的水银柱不会下落
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变
B
7.如图为一种“天气预报瓶”,内装适量有色液体。A为密闭球体,B为上端开口的玻璃管,底部与A相连。关于此工艺玻璃,下列说法正确的是( )
A.A球和B管液面相平时,显示内外气压不一样
B.若将此瓶从一楼拿到十楼,B管液面会上升
C.通常阴天气压比晴天低,则阴天静置室内时B管液面比晴天时低
D.A球内若装有较多红墨水,会增大瓶内温度变化造成的干扰
B
基础知识运用
1.关于压力,以下说法中正确的是( )
A.只要两个物体接触就一定有压力
B.压力的大小一定等于物体受到的重力
C.压力的方向一定垂直于接触面
D.压力的方向一定竖直向下
$