内容正文:
第九章压强总结提升
一、压强
1.定义:在物理学中,物体所受________的大小与________之比叫作压强。用________表示压强、________表示压力、________表示物体的受力面积,则压强的定义式是________。
2.单位、符号:在国际单位制中,压强的单位是________,简称________,符号是________。
3.增大压强的方法:一是增大________,二是减小________。
减小压强的方法:一是减小________,二是增大________。
二、液体的压强
1.由于液体具有________,液体内向各个方向都有压强。
2.液体压强计:测量液体内部压强的仪器。如果____________存在压强,放在液体里的橡皮膜就会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生________,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小。
3.特点:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都________;深度越大,压强________;液体内部压强的大小还与液体的________有关,在深度相同时,液体的________越大,压强越大。
4.计算公式:液体压强的公式为________,其中ρ表示液体的________,单位是________;h表示液体的________,单位是________;g为常数;________表示压强,单位是________。
5.连通器:上端________、下端________的容器叫作连通器。
6.连通器的原理:连通器里装有________的液体,当液体________时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
7.应用:茶壶、锅炉水位计、存水弯、三峡船闸等。
三、大气压强、活塞式抽水机
1.实验证明,大气压强确实是存在的。大气压强简称为________或气压。
2.大气压是由于空气受________的作用而产生的,又由于空气具有________,所以向________方向都有压强。
3.标准大气压:最早测出大气压数值的实验叫____________实验。标准大气压相当于________mm高的水银柱产生的压强,合________Pa。
4.大气压与高度:大气压并不是固定不变的,随着高度的增加,大气压会逐渐________。在海拔3 000 m以内,每升高10 m,大气压大约减小________Pa。
5.沸点与气压:水的沸点在标准大气压下是________℃,随着大气压的减小,水的沸点会________。
6.活塞式抽水机是利用________工作的。
四、流体压强与流速的关系
1.物理学中把具有________的液体和气体统称为流体。
2.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越________。
3.飞机之所以受到升力,是由飞机机翼的________决定的。飞机飞行时,机翼上方气流通过的速度________,压强小;下方气流通过的速度较小,相对上方的________就大。这样,上、下表面就存在着压强差,因而有________差。
人教八下图9.1-1
命题点:压强
1.运动员滑雪时为了不陷进雪里,要求________的作用效果不要太明显,不穿滑雪板的运动员陷进雪里,表明________大;滑雪时脚上穿了很宽的滑雪板,是利用增大________的方法来________压强的。
人教八下图9.1-4
命题点:减小或增大压强
2.铁轨铺在枕木上、推土机安装履带是为了________压强,篆刻刀刀刃锋利、破窗锤顶端尖锐是为了________压强。
人教八下图9.2-1
命题点:液体压强
3.有一个塑料瓶,在侧壁上用锥子戳了个小洞,向瓶中倒入水后,水从小洞中喷出。水越深,喷出的距离越________,表明液体压强随深度的增加而________。
人教八下图9.2-7甲
命题点:连通器及其应用
4.上端开口、下端连通的容器叫作________,茶壶就是连通器的应用。壶盖上小孔的作用是________________________________。
续表
人教八下图9.3-1乙
命题点:大气压强的存在
5.覆杯实验表明________的存在,是大气压产生的竖直向上的压力克服了水的________,也说明大气向________都有压强。
人教八下图9.5-1
命题点:流体压强与流速的关系
6.如图所示,在两张纸的中间用力向下吹气,纸会向中间靠拢。上述现象所揭示的科学道理是________________________________。
实验1 压力和受力面积对海绵形变的影响
1.实验准备
(1)如何显示压力的作用效果?
________________________________________________________________________。
(2)如何改变压力?
________________________________________________________________________。
(3)如何改变受力面积?
________________________________________________________________________
____________。
2.实验方法:____________和____________。
3.实验过程:根据实验现象整理归纳压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系。小组内同学密切配合,完成实验探究。
4.实验结论:压力的作用效果不仅跟________有关,而且跟________有关。
(1)当受力面积相同时,________越大,压力的作用效果越明显。
(2)当压力的大小相同时,________越小,压力的作用效果越明显。
实验2 探究液体压强与哪些因素有关
1.实验思路:用微小压强计来探究液体的压强,改变探头的________就能探究液体向各个方向的压强;改变探头的深度或把探头放入其他液体中,可以探究液体压强与液体________、________的关系。
2.实验原理:压强计的原理:当探头上的橡皮膜受到压力时,U形管两边液面出现高度差,两边液面的________表示压强的大小;压强越大,两边液面的高度差也就越________。
3.实验方法:____________、____________。
4.实验过程
(1)分别把U形管压强计的探头放入深度为3 cm的________和________中,使橡皮膜分别朝上、朝下、朝侧面,记录U形管中液面的________。
(2)使压强计的橡皮膜始终朝上,由浅到深放入水中,分别记录当橡皮膜处于水面以下3 cm、6 cm、9 cm时U形管中液面的________。
(3)使压强计的橡皮膜始终朝上,把压强计的探头分别放在深度相同的________和________中,分别记录当橡皮膜处于深度为3 cm、6 cm、9 cm的水和盐水中时,U形管中液面的________。
进行实验,将测量数据填入表格中。
深度/cm
橡皮膜朝向
压强计液面高度差/cm
水
盐水
3
朝上
3
朝下
3
朝侧面
6
朝上
9
朝上
5.实验结论
(1)液体对容器________和________都有压强,液体内部向各个方向都有________。
(2)在同一深度,液体向________方向的压强相等。
(3)液体的压强随深度的________而增大。
(4)液体的压强还与________有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越________。
考点1 压力与压强
1.(2025云南中考)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
2. (2025福建中考)如图为搭乘“天舟八号”前往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组合而成。按下列选项中的方式将其放在地球水平桌面上,其中对桌面压强最小的是( )
3. (2025广安中考)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度
h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:p甲<p乙=p丙
B.物体对水平面的压力:F甲<F乙=F丙
C.物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.物体的质量:m甲<m乙<m丙
4. (2025绥化中考)如图所示,A、B是由同种材料制成的两个实心圆柱体,高度之比为5∶1。将A竖直放在水平桌面上,B置于A上面正中央(图甲),此时A对桌面的压强与B对A的压强之比为3∶1,则A、B的体积之比为________;将A、B倒置后放在水平桌面上(图乙),则A对B的压强p1与B对桌面的压强p2之比p1∶p2=________。
5.近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9 cm2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100 cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适量的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30 kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10 N/kg,求:
(1)该东北虎一只脚印的面积。
(2)该东北虎的质量。
考点2 液体压强
6. (2025扬州中考)2025年1~5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )
A.深度不变 B.深度变大
C.压强变小 D.压强不变
7. (2025乐山中考)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙
C.ρ甲=ρ乙 D.无法判断
8. 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,两支试管内液面相平。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。
9.(2025广东中考)在探究液体压强与哪些因素有关时,小明提出如下猜想:
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关。
(1)实验前,U形管两侧液面如图1甲所示,应重新安装橡胶管使两侧液面________。
(2)调好器材后,探究猜想①和②,比较图乙、丙可知:同种液体,________,压强越大。已知ρ水>ρ酒精,比较图丙、________可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知ρ盐水>ρ水,根据实验结论推测,探头的位置可能在________(选填“a”“b”或“c”)处。
(4)探究猜想③,如图2所示,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入距容器底部相同距离处,观察U形管两侧液面,得出结论。此实验设计不合理的地方是__________________。
(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是__________________。
10.如图1所示,将盛有液体的甲、乙两容器竖直放在水平面上。甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)若甲容器中液体质量为1.2 kg,受力面积为1.2×10-3 m2,求甲容器对地面的压强p甲。
(2)若乙容器中水的质量为1.5 kg,求乙中水的体积V水。
(3)如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2 m,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05 m。求此时甲容器中液体的密度。
考点3 大气压强 流体压强与流速的关系
11.(2025绥化中考)下列现象中能用流体压强与流速的关系解释的是( )
12.(2025菏泽中考)小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更快。受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
13. (2025江西中考)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________。
14.(安全责任)(2025广安中考)慢跑是一种有益于健康的运动项目。在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路,其中一个原因是车辆通过时,车道空气流速变大,压强________,容易发生危险。此外我们在跑步过程中,要调节好自己的呼吸频率,吸气时空气在________的作用下进入人的肺部。
【详解答案】
教材要点梳理
一、压强
1.压力 受力面积 p F S p=
2.帕斯卡 帕 Pa
3.压力 受力面积 压力 受力面积
二、液体的压强
1.流动性
2.液体内部 高度差
3.相等 越大 密度 密度
4.p=ρgh 密度 kg/m3 深度 m p Pa
5.开口 连通
6.相同 不流动
三、大气压强、活塞式抽水机
1.大气压
2.重力 流动性 各个
3.托里拆利 760 1.013×105
4.减小 100
5.100 降低
6.大气压
四、流体压强与流速的关系
1.流动性 2.小
3.形状 大 压强 压力
教材图片专练
1.压力 压强 受力面积 减小
2.减小 增大
3.远 增大
4.连通器 让壶内气体与外界大气连通
5.大气压强 重力 各个方向
6.气体流速越大的位置,压强越小
教材实验突破
实验1
1.(1)用海绵的形变情况显示压力的作用效果
(2)通过在小桌上放钩码改变压力的大小
(3)通过小桌的正放和反放,改变海绵的受力面积
2.转换法 控制变量法
4.压力大小 受力面积 (1)压力 (2)受力面积
实验2
1.方向 深度 密度
2.高度差 大
3.转换法 控制变量法
4.(1)水 盐水 高度差
(2)高度差
(3)水 盐水 高度差
5.(1)底 侧壁 压强 (2)各个
(3)增大 (4)液体密度 大
高频考点过关
1.A 解析:安全锤的锤头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;背包的背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;眼镜架上装有鼻托,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
2.D 解析:同一物体对桌面的压力等于自身的重力,所以四种情况下物体对桌面的压力相同,D图与桌面的接触面积最大,由p=知,D图对桌面的压强最小,故D符合题意。
3.D 解析:因为甲、乙、丙三个实心长方体是由同种材料制成的,故密度相同为ρ,长方体对地面的压强p=====ρgh,由h甲=h乙<h丙,可知p甲=p乙<p丙,故A、C错误;甲、乙、丙对地面的压力F=pS,由p甲=p乙<p丙,S甲<S乙=S丙可知F甲<F乙<F丙,故B错误;由B可知物体对水平面的压力F甲<F乙<F丙,即甲、乙、丙三个实心长方体重力的关系为G甲<G乙<G丙,由质量m=知,m甲<
m乙<m丙,故D正确。
4.2∶1 5∶3
解析:设圆柱体A、B的横截面积分别为SA、SB,高分别为hA、hB,则圆柱体A、B的重力分别为GA=ρgSAhA、GB=ρgSBhB,在图甲中:A对桌面的压强为pA==,B对A的压强为pB==,因为pA∶pB=3∶1,hA∶hB=5∶1,所以=,即=,解得SA∶SB=2∶5,A、B的体积之比为==×=×=;在图乙中:A对B的压强为p1==,B对地面的压强为p2==,则A对B的压强与B对桌面的压强之比为=====。
5.解:(1)根据图中每一小格表示9 cm2,脚印轮廓所围小方格大于半格算一个,小于半格舍弃,可数出共有15个格,
则图中脚印面积大约为S0=15×9 cm2=135 cm2。
(2)容器下陷的深度与脚印的深度相同时,说明两者产生的压强相同,
则有p1=p2,
根据压强公式可得=,
所以G虎=,
即m虎g=,
m虎==162 kg。
6.C 解析:水位尺上P点的深度较去年同期浅,由p=ρgh知水位尺上P点的压强较去年同期小,故A、B、D错误,C正确。
7.A 解析:由题图可知A、B两点处液体的深度关系为hA<hB,已知A、B两点处液体的压强相等,根据p=ρgh可得:ρ=,由此可知,甲、乙液体的密度关系为ρ甲>ρ乙,故A正确。
8.< <
解析:甲试管倾斜、乙试管竖直时液面相平,则甲试管竖直后,液体长度不变、高度将大于乙试管,故甲试管液体体积大于乙试管液体体积。根据ρ=知,质量相同时,液体密度与体积成反比,故甲试管液体密度小于乙试管液体密度。根据液体压强公式p=ρgh知,深度相同时,底部所受压强与液体密度成正比,故甲试管底部液体压强小于乙试管底部液体压强。
9.(1)相平 (2)深度越大 丁 (3)a
(4)没有控制液体的深度相同
(5)换用不同的液体多次实验
解析:(1)若没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,说明U形管左右两侧液面的气压不相等,需要将软管取下,再重新安装。(2)比较图乙、丙可知液体的密度相同,深度不同,且深度越大,U形管液面的高度差越大,即同种液体,深度越深,压强越大;要得出深度相同时,液体密度越大,压强越大,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,比较图丙、丁即可。(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致,即压强相同。已知ρ盐水>ρ水,根据实验结论推测,探头的位置应该小于图丙液面的位置,即可能在a处。(4)要探究液体压强与容器的大小关系时,需要控制液体的密度和深度相同,而图2中没有控制液体的深度相同。(5)为了得到普遍规律,应该换用不同的液体多次实验。
10.解:(1)甲容器对地面的压力为
F甲=G甲=m甲g=1.2 kg×10 N/kg=12 N,
甲容器对地面的压强为
p甲===104 Pa。
(2)若乙容器中水的质量为1.5 kg,乙中水的体积为
V水===1.5×10-3 m3。
(3)乙容器在甲容器液体中的深度为
h液=h水+Δh=0.2 m+0.05 m=0.25 m,
此时容器底的压强为p水=p液,
ρ水gh水=ρ液gh液,
甲容器中液体的密度为
ρ液===0.8×103 kg/m3。
11.A 解析:当用嘴吹硬币上方时,硬币上方空气流速变大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,而硬币下方空气流速相对较小,压强大,这样就产生了向上的压力差,使得硬币能够跳越木块,能用流体压强与流速的关系解释,故A正确。当吸气时,吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入吸管进入口中,利用了大气压强,并非利用流体压强与流速的关系,故B错误。铁轨下铺枕木是通过增大受力面积来减小压强,保护铁轨和地面,和流体压强与流速的关系没有关联,故C错误。茶壶是连通器原理的应用,连通器中同种液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,和流体压强与流速的关系无关,故D错误。
12.A 解析:由题意可知,本设计利用的是流体压强与流速的关系,为了将肥吸上来,需要增大竖管上方的流速,竖管上方的水流速越大,压强越小,越容易将肥吸上来,所以竖管上方的横管的横截面积应小于左端管口的横截面积,而且是越小越好,所以A的设计最优。
13.大 小
解析:等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,而下表面平直,机翼下方的空气流速就小于机翼上方的空气流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力;大气压随高度的增加而减小,因此,飞机升得越高,受到的大气压越小。
14.变小 大气压
解析:车辆通过时,车道空气流速变大,压强变小,人的外侧空气流速小,压强大,在压强差的作用下,人容易倒向车辆,发生危险,所以在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路。吸气时,膈肌收缩,胸腔扩大,肺内气压减小,外界大气压大于肺内气压,外界新鲜空气在大气压的作用下进入肺部。
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