内容正文:
物理
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第九讲 压 强
第1课时 固体压强、液体压强
知识网络梳理
01
经典例题详解
02
实验突破
03
安徽中考精选
04
全国真题精选
05
知识网络梳理
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知识网络梳理
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知识网络梳理
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典例1 如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最大的是( )
A B C D
经典例题详解
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[解析]将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,对桌面的压力F=G=mg,现分别按照图示的方法切去一半,则对桌面的压力变为原来的,四种切法中的压力相同,由图可知,A中剩余阴影部分受力面积最小,由p=可知,A中剩余阴影部分对桌面压强最大。
[答案]A
经典例题详解
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典例2 (2024·常州)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、乙试管竖直,两试管内液面相平。甲试管内的液体密度为ρ甲,液体对试管底部的压强为p甲;乙试管内的液体密度为ρ乙,液体对试管底部的压强为p乙,则ρ甲 ρ乙,p甲 p乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
经典例题详解
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[解析]由图可知,甲试管倾斜放置,乙试管竖直放置,两试管液面相平,则甲试管中液体的体积要比乙试管中液体的体积大,两液体的质量相同,所以根据ρ=可知,ρ甲<ρ乙;又因为两试管中液面等高,所以由p=ρ液gh可知,p甲<p乙。
[答案]小于 小于
经典例题详解
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实验名称 探究影响压力作用效果的因素(重点) 探究液体压强与哪些因素有关
(课标)
实验装置
实验器材 小桌子、海绵(或橡皮泥、沙子等)、砝码一盒等 简易压强计、水、盐水、烧杯等
实验方法 控制变量法
转换法:通过海绵的①___________ 反映压力作用的效果 控制变量法
转化法:通过U形管两侧液面②
反映液体压强的大小
高度差
凹陷程度
实验 探究影响压力作用效果的因素
实验突破
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实验
结论 压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟压力的受力面积有关;压力越大,受力面积越小,压力的作用效果越大 在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;深度越深,压强越大。液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大
交流与
反思 1.选用海绵而不用木板:③ ,实验现象更明显
2.可代替海绵的材料:④ 等 气密性检查:用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管中两边液面是否发生明显变化;实验前若两侧液面不相平,则需⑤ ,最终使其左右两边的液面⑥_______
相平
拆除软管重新安装
沙子、橡皮泥
海绵容易被压缩
实验突破
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基础考法
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
1.小明利用小桌、海绵、砝码等实验器材,探究“影响压力作用效果的因素”的实验,探究过程如图所示。
凹陷程度
实验突破
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能力提升
(3)由乙、丙实验能够得到的结论可以解释下列现象中的
(填字母)。
A.图钉一端做得很尖
B.书包要用宽的背带
C.货车限重
(2)对比甲、乙两图可以得出结论:当受力面积一定时,
,压力作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例: 。
AB
压路机的碾子很重
压力越大
实验突破
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(4)(转换法)甲、乙、丙三图所示的实验中,都是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种研究方法也运用于以下 实验中。
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律
B.用悬挂的乒乓球靠近振动的音叉,用乒乓球运动来探究声音产生的条件
B
实验突破
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(5)(控制变量法)比较 两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显;若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施是 。
将丙中的砝码取走
乙、丙
实验突破
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第(6)题图
(6)如图所示,小明把两支同样的粉笔竖直放置在坚硬的水平桌面上,粉笔两头横截面积不同,其中一支正放,一支倒放,发现桌面均无明显的形变,于是得出压力的作用效果与受力面积无关的结论。他的结论 (选填“正确”或“不正确”),原因是_______________________________
。
的作用效果
坚硬的桌面不能很好地显示压力
不正确
实验突破
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第(7)题图
核心素养
(7)小明实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两部分,如图所示,他发现物体B的两部分对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是压力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 。
没有控制压力大小相同
实验突破
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2.物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
实验突破
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基础考法
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)通过比较 两图,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大。
(3)通过比较D、E两图,可探究液体压强与 的关系。
(4)通过比较A、B、C三图,可得出结论:同种液体在相同深度各个方向的压强 。
相同
液体密度
B、D
不漏气
实验突破
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(5)某次实验时,小王同学将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为10 cm,此时U形管内外的气压差为 Pa。(g取10 N/kg)
103
实验突破
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能力提升
(6)从结构上来看,U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(7)使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是 。
A.向U形管中注入一些水
B.将U形管中水倒出一些
C.检查装置是否漏气
C
薄
不是
实验突破
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(8)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是________
。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越 (选填“大”或“小”),实验现象越明显。
大
力计
弹簧测
实验突破
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第(9)题图
(9)下图中,A、B、C三点受到液体压强最大的是 点。
C
实验突破
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第(10)题图
核心素养
(10)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起。
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜 。
恢复原状
实验突破
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③测得水面到橡皮膜中心的深度为h1;
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2。
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水= (用h1、h2、ρ水表示)。
ρ水
实验突破
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考点1 固体压强的相关计算
1.(2014·安徽)切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108 Pa的压强,那么“水刀”作用在10-7 m2的面积上时,产生的压力为 N。
10
安徽中考精选
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考点2 液体压强的相关计算
2.(2023·安徽)“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10 000 m深处时,其外部0.1 m2的水平舱面上所受的海水压力约为 N。(海水密度近似为1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
107
安徽中考精选
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3.(2020·安徽节选)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=10 cm时,容器处于直立漂浮状态,如图所示(已知容器的底面积S=25 cm2,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求水对容器下表面的压强。
解:水对容器下表面的压强p1=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
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4.(2019·安徽节选)将底面积S=3×10-3 m2,高h=0.1 m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h1=0.05 m(已知ρ铝=2.7×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:
(1)水对圆柱体底部的压强p1。
(2)圆柱体对水槽底部的压强p2。
安徽中考精选
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解:(1)水的深度h1=0.05 m,则水对圆柱体底部的压强p1=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=500 Pa。
(2)由题图可知,圆柱体浸在水中的体积V排=Sh1=3×10-3 m2×0.05 m=1.5×10-4 m3,根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×1.5×10-4 m3×10 N/kg=1.5 N,圆柱体的重力G铝=m铝g=ρ铝V铝g=ρ铝Shg=2.7×103 kg/m3×3×10-3 m2×0.1 m×10 N/kg=8.1 N,圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知,圆柱体对水槽底部的压力F压=G铝-F浮=8.1 N-1.5 N=6.6 N,则圆柱体对水槽底部的压强p2==2.2×103 Pa。
安徽中考精选
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考点3 探究液体压强的特点
5.(2024·安徽)小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
安徽中考精选
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(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越 。
大
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(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为ρC (选填“>”“=’或“<”)ρD。
<
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考点1 固体压强
1.(2024·陕西)如图,某同学拿着实心球静止站立在水平地面上,该同学和实心球总重500 N,双脚与地面的总接触面积为0.04 m2,此时他对地面的压强为 Pa。该同学将实心球投出后,双脚站立在水平地面上保持静止,他对地面的压强与投出实心球之前相比
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
变小
12 500
第1题图
全国真题精选
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第2题图
2.(多选)(2024·南充)质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,将甲、乙沿水平方向切去高度Δh,剩余部分对地面的压强p与Δh 的关系如图所示,已知ρ甲=6×103 kg/m3,乙的边长为30 cm,下列选项正确的是(g取10 N/kg)( )
A.乙的密度2×103 kg/m3
B.未切前,甲的质量为24 kg
C.图中hA=10 cm
D.图中pA=3×103 Pa
AD
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3.(2024·河南)如图,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平。若水杯重为G1,木板重为G2,水杯底面积为S1,木板底面积为S2。下列说法正确的是( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是平衡力
C.水杯对木板的压强为
D.木板对海绵的压强为
C
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考点2 液体压强
4.(2024·甘肃)2023年3月11日,“奋斗者”号载人潜水器顺利完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务返回三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业,4次下潜深度超万米,平均深度7 429 m,下潜最大深度10 010.9 m。因液体压强随深度的增加而
(选填“增大”或“减小”),科研人员自主研发了抗压能力更强、韧性和可焊接性更好的Ti62 A钛合金新材料,达到可以承受更大压力的目的。当“奋斗者”号载人潜水器下潜至10 000 m时,所受到海水的压强为 (ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
1×108
增大
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5.(2024·齐齐哈尔)如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,装有同种液体,液面相平。甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为F1、F2,则F1 F2;用沿水平方向的力F3、F4分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,且容器未倾斜时,则F3 F4。(两空均选填“>”“<”或“=”)
>
=
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6.(2024·扬州)如图所示,底面积不同的圆柱形容器 A、B放在水平桌面上,两容器中水的深度相等,水对容器底部的压强分别为pA和pB,则pA pB;已知B容器底面积为50 cm2,总重为8 N,B容器对桌面的压强为 Pa;将压强计橡皮膜朝下分别放入两容器的底部,压强计U形管两边液面的高度差分别为ΔhA和ΔhB,多次实验发现ΔhA均小于ΔhB,该现象产生的原因是_______________________
。
容器水面上升的高度小于B容器水面上升的高度
金属探头放入容器,A
1.6×103
=
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第7题图
7.(2024·广州)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa
C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
D
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第8题图
8.(2024·新疆)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
B
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A.p1<p2 B.F1>F2
C.ρN>ρA D.ρM>ρ B
9.(多选)(2024·烟台)质量相等的甲、乙两个圆柱形容器静止在水平桌面上,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,容器中分别装有质量相等的液体A和液体B,且液面相平。当将质量相等的实心物块M、 N分别放入两容器后均沉底,如图所示,此时甲容器对桌面的压强和压力分别为p1和F1,乙容器对桌面的压强和压力分别为p2和F2。若液体 A、B的密度分别为ρA和ρB,物块M、 N的密度分别为ρM和ρ N,则下列关系式一定正确的是( )
AC
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