内容正文:
第八章 压 强
1
1.通过实验,理解压强.知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用.
2.探究并了解液体压强与哪些因素有关.知道大气压强及其与人类生活的关系.了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用.
考点清单·命题探源
01
4
定义 物理学中,把______作用在物体表面的力叫作压力
三要素 方向:总是与被压物体表面______,并指向被压物体内部.
作用点:在受力物体上.
大小:当物体静止在水平地面上时,压力大小_____重力大小
压力的
示意图
考点一 压强
1.压力
垂直
垂直
等于
影响压力
作用效果
的因素 ______的大小与__________的大小
压力
受力面积
2.压强
受力面积
物理意义 表示压力的作用效果
公式 推导式 注:推导式适用于粗细、密度均匀的柱状物体对水平面的压强
单位 压力F的单位是牛顿(N),受力面积S的单位是______________,压强p的单位是________________.在使用时要注意统一单位
平方米(m2)
帕斯卡(Pa)
3.增大和减小压强的方法
项目 方法 实例
增大压强 压力一定时,______受力面积 注射器的针头做得很尖、吸管的一端剪成斜口、刀刃、铅笔的尖头、破窗锤的敲击端做成锥状
受力面积一定时,______压力 用力捏车闸、压路机碾子的质量很大
减小
增大
项目 方法 实例
减小压强 压力一定时,______受力面积 书包背带很宽、滑雪时使用滑雪板、火车轨道铺设枕木、坦克装有宽大的履带
受力面积一定时,______压力 现代建筑中采用空心砖
增大
减小
考点二 液体压强
测量工具 微小压强计
压强规律 液体对容器底部和侧壁都有压强;液体内部向__________都有压强,在同一深度液体向各个方向的压强______;液体的压强随深度的增加而______;不同液体的压强与液体的______有关,在同一深度处,液体密度越大,压强越____
产生原因 液体受到______且具有________
各个方向
相等
增大
密度
大
重力
流动性
计算公式 表达式 p=________,其中h表示液体的深度,是指从______沿竖直方向向下到研究点的距离
意义 从公式可看出,液体的压强只与____________和液体的______有关,而与液体的质量、体积、容器的底面积、容器的形状无关
使用
范围 适用于计算静止液体的压强
ρgh
液面
液体的密度
深度
应用:
连通器 特征 上端______、下端______的容器
液面相平条件 容器中装______液体且液体______
实例 水壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等
开口
连通
同种
静止
考点三 大气压强
产生原因 空气具有重力和流动性
存在证明 物理学史上证明大气压存在的著名实验:________________;生活中能证明大气压存在的现象:塑料吸盘能贴在光滑的墙面上、用吸管吸饮料、瓶口吞蛋实验等
马德堡半球实验
大气压的
测量 测量实验:__________实验首次测出了大气压的值.
测量值:1个标准大气压的大小约为_______________ Pa,相当于________ mm 高的水银柱产生的压强
托里拆利
1.013×105
760
大气压与生活 大气压与高度的关系:离地面越高的地方,空气越稀薄,大气压强越____
沸点与气压的关系:液面上方的气压减小时沸点______,气压增大时沸点______
生活应用:吸管、真空吸盘、活塞式抽水机和离心式水泵等
小
降低
升高
考点四 流体压强与流速的关系
流体 具有流动性的____________统称为流体
关系 流体在流速大的地方压强____,在流速小的地方压强____
应用 火车站站台上的安全线、喷雾器、乒乓球的上旋与下旋、足球比赛中的香蕉球等
液体和气体
小
大
飞机的升力 飞机的升力是机翼的上下表面承受的压力差,因为飞机机翼的上下表面形状是“上曲下平”,所以机翼上方气体流速____,压强____;下方气体流速____,压强____.这样机翼受到向上的压力大于向下的压力,产生向上的________,这就是飞机的升力
大
小
小
大
压力差
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.在肌肉注射时,大气压将药液压入人的肌肉.( )
2.一张草稿纸平铺在水平桌面上对水平桌面的压强约为100 Pa.( )
3.压力越大,压力的作用效果一定越明显.( )
4.连通器各部分中的液面高度总是相同.( )
5.汽车在高速公路上快速行驶时,地面对汽车的支持力等于汽车的重力.( )
×
×
×
×
×
6.在装有液体的容器中,液体对容器的压力大小一定等于液体重力的大小.( )
7.托里拆利实验中,当将玻璃管稍稍倾斜时,管内的水银柱的长度增长,高度不变.( )
8.不同深度的不同液体对容器底部的压强可能相同.( )
9.人在百米赛跑时对地面的压强始终一样大.( )
10.小明手持自制气压计从4楼走到1楼,气压计玻璃管内水柱会下降.( )
×
√
√
×
√
重难突破·方法探寻
02
21
固体与液体压力、压强的计算
方法指导
典例集训
1.(1)如图甲所示,杂技演员的重力为500 N,站在地面上静止时每只脚与地面的接触面积均为0.02 m2,则演员对地面的压强为________ Pa.
(2)如图乙所示,两名杂技演员的重力均为500 N,站在地面上静止时双脚与地面的接触面积为400 cm2,此时演员对地面的压强为________Pa.
1.25×104
2.5×104
G
3.(多选)如图所示,甲、乙、丙三个相同容器中分别盛有三种密度不同的液体,它们的液面高度相同,若a、b、c三点处液体的压强相等,则下列说法错误的是( )
A.容器中液体密度ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.容器底部受到液体的压力F甲>F乙=F丙
C.容器对水平地面的压力F甲>F乙>F丙
D.容器对水平地面的压强p甲<p乙<p丙
ABC
4.如图所示,将三个实心圆柱体甲、乙、丙放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
A
5.(多选)如图所示,三个底面积相同的容器(质量与厚度不计)中分别装有深度和质量均相同的甲、乙、丙三种液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.液体对容器底部的压强p甲>p乙>p丙
C.液体对容器底部的压力F甲<F乙<F丙
D.容器底部对桌面的压力F甲 ′=F乙′=F丙′
E.容器底部对桌面的压强p甲′=p乙′>p丙′
BD
6.如图所示,一茶杯放置在水平桌面上,空杯的质量为0.04 kg,其底面积为10 cm2,茶水的质量为0.16 kg,茶水的深度为10 cm.(茶水密度约为1.0×103kg/m3,杯壁厚度不计,g取10 N/kg)求:
(1)茶水对杯底的压强;
解:茶水的深度h=10 cm=0.1 m
茶水对杯底的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa.
(2)茶水对杯底的压力;
解:茶杯的底面积为
S=10 cm2=1×10-3m2
茶水对杯底的压力
F=pS=1 000 Pa×1×10-3m2=1 N.
(3)茶杯对水平桌面的压强.
实验探究·能力提升
03
32
实验一 探究压力的作用效果与哪些因素有关
探究要点
实验装置图
实验器材的选取 海绵、砝码、小桌
(1)实验选用海绵而不选用木板的原因:海绵容易发生形变,使实验现象更加明显;
(2)砝码的作用:改变压力的大小;
(3)可以代替海绵的材料:沙子、橡皮泥、塑料泡沫等容易发生形变的材料
实验方法 (1)转换法:通过被压物体的凹陷程度来反映压力的作用效果;
(2)控制变量法:
a.探究压力的作用效果与压力大小的关系时,保持受力面积的大小不变,改变压力的大小,观察被压物体的凹陷程度;
b.探究压力的作用效果与受力面积的关系时,保持压力的大小不变,改变受力面积的大小,观察被压物体的凹陷程度
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:
a.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
b.当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
典例集训
1.如图所示的是小明“探究影响压力的作用效果”的实验过程.
(1)如图甲所示,将小桌放置在海绵上,海绵就会凹陷下去,这说明力能使物体发生________.
形变
(2)通过比较甲、乙两图,可探究压力的作用效果与________的关系.
(3)通过比较________两图,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.下列实例中的应用与这个规律对应的是________(填字母).
A.坦克的履带很宽
B.压路机的碾子质量很大
C.注射器的针尖很尖
压力大小
乙、丙
C
(4)将小桌和砝码放置在如图丁所示的木板上,发现小桌在木板上基本不会凹陷下去,此时小桌和砝码对图丙所示的海绵的压力________(选填“>”“<”或“=”)对图丁所示的木板的压力,小明由此推测压力的作用效果与接触面的材料有关,这个结论是________(选填“正确”或“错误”)的.
=
错误
(5)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,由此得出压力的作用效果与受力面积无关的结论,在探究过程中存在的问题是
_____________________________________________________.
没有控制压力大小相同
实验二 探究液体压强与哪些因素有关
探究要点
实验装置图
实验器材的选取 压强计、容器、适量水、适量酒精
(1)压强计的作用:测量液体内部压强的大小;
(2)水、酒精的作用:探究液体压强与液体密度的关系
实验关键操作 (1)实验前压强计气密性的检查及调整:使用前用手压探头处橡皮膜,观察U形管中的液柱是否发生变化,若变化,则气密性良好.若无变化,则U形管漏气,应拆除橡皮管重新安装;
(2)判断压强的大小:观察U形管两侧液面的高度差,两侧液面高度差越大,液体内部压强越大
实验
方法 (1)转换法:通过U形管压强计中两侧液面的高度差来反映液体压强的大小.
(2)控制变量法:
a.探究液体内部压强与方向的关系时,控制金属盒在同种液体的同一深度,改变金属盒的方向,观察U形管两侧液面的高度差;
实验
方法 b.探究液体内部压强与深度的关系时,控制金属盒在同种液体相同的方向,改变金属盒在液体中的深度,观察U形管两侧液面的高度差;
c.探究液体内部压强与液体密度的关系时,控制金属盒在相同的深度、相同的方向,改变液体的密度,观察U形管两侧液面的高度差
实验
结论 (1)同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(2)同种液体内部,深度越深,液体压强越大;
(3)不同液体中,深度相同时,液体的密度越大,压强越大
典例集训
2.小明和小华利用压强计、刻度尺和装有适量水的容器,探究液体内部压强与深度的关系,如图所示:
甲 乙
(1)图甲中金属盒在水中的深度为________cm.
7
(2)比较两图可知,液体内部压强随深度的增大而________;因此拦河大坝要建成________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状.
(3)比较两图,小明认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小.为研究此问题,小华在图乙中保持金属盒的位置不变,往容器内加水,当水面到容器底的距离L满足条件:__________,对比图甲,可说明小明的观点是错误的.
增大
上窄下宽
L≥18 cm
【补充设问】
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度,接下来的操作是________(填字母).
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用________(选填“有色”或“无色”)的.
B
有色
(3)实验中主要用到的实验方法是转换法和________________.
(4)小华保持图甲中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,他发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论.他的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当________(选填“上移”或“下移”).
(5)探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向右倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面的高度差将________(选填“变大”“变小”或“不变”).
控制变量法
上移
不变
真题在线·明晰考向
04
50
1.判断
(1)(2021·T9,节选)人站立时对地面的压强约为105 Pa.( )
(2)(2020·T11,节选)口罩正面受到的大气压力约为1 700 N.( )
(3)(2022·T13,节选)连通器内的水不流动时,各容器中的水面相平.( )
×
√
√
2.(2025·T4)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强________,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越________.
大
低(或小)
3.(2021·T4)利用图像可以描述物理量之间的关系.如图所示的是“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的图像,由图像可知:同种液体内部的压强与深度成________,液体密度ρ甲________(选填“>”“<”或“=”)ρ乙.
正比
>
4.(2023·T8,节选)某校组织学生去赣州福寿沟博物馆研学,参观了世界上先进的古代排水系统.如图所示,这是福寿沟的工作原理简化示意图,其中有一个独特的设计——“水窗”.当江水水位低于水窗时,城内水通过福寿沟将水窗冲开流入江中;当江水水位高于水窗位置时,随着水位的上升,水窗受到江水的压强________,水窗处于关闭状态,阻止江水倒灌.
增大
5.(2024·T11)如图所示的是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平.“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
A
6.(2025·T15)某同学将40本纸质作业本送交到教师办公室,并整齐紧密叠放在水平桌面上.这摞作业本与桌面的接触面积S为4.8×10-2 m2,总质量m为4.8 kg,总体积V为6.0×10-3 m3,g取10 N/kg.假设作业本每张纸密度相同.求:
(1)这摞作业本所受的重力G;
(2)这摞作业本对桌面的压强p;
(3)这摞作业本纸张的密度ρ.
物理意义
表示压力的作用效果
定义
在物理学中,物体所受压力的大小与__________之比叫作压强
公式
表达式
p=,其中F表示压力,S表示受力面积
变形
公式
①F=pS,用来求压力;②S=,用来求受力面积
$