第6章 密度与压强（复习课件）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第6章 密度与压强 八年级下册•沪科版 五四•学制 大型客机是重要的现代交通工具，C919 大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机，彰显我国工业技术的整体水平。飞机的研制涉及材料的密度和流体的压强等问题。本章我们将学习密度和压强的相关知识。 通过本章内容的学习，你将了解液体压强和大气压强，理解密度和压强等基本概念，知道流体压强与流速的关系；学会测量固体和液体密度的基本方法；经历探究影响液体压强因素的过程；了解密度与压强知识在日常生活中的具体应用；初步建立物质观念。 单元复习 致老师同学 视频资源 制作 ppt所用视频资源根据教学内容进行精选，均进行了 高质量编辑，故资源比较大，课件大小约100MB. 视频资源 清单 ①动画讲解—《固体压强的计算》 ②动画讲解—《三种常见容器中液体的压强》 ③动画讲解—《固体切割叠放时的压强》 第6章 密度与压强 物质的密度 01 固体、液体密度的测量 02 压力与压强 03 目录 液体压强 01 大气压强 02 流体压强与流速的关系 03 第6章 密度与压强 视频集锦 第6章 密度与压强 动画讲解—《固体压强的计算》 动画讲解—《三种常见容器中液体的压强》 动画讲解—《固体切割叠放时的压强》 第1节 物质的密度 第6章 密度与压强 知识一、物体的质量与体积的关系 通常情况下，同种物质组成的物体的质量与体积的比值是一个定值；不同物质组成的物体的质量与体积的比值一般不同。 物体的质量与体积的关系 知识二、密度 1. 密度的定义 在物理学中，将某种物质组成的物体的质量与体积之比叫做这种物质的密度。通常用 ρ 表示。 2. 密度的公式 变形公式 m= ρV V=m/ρ 3. 密度的单位 （1）国际单位：千克/米3 （kg/m3或kg·m-3） （2）常用单位： 克/厘米3 （g/cm3或g·cm-3） （3）单位换算 1g/cm3=103kg/m3 知识二、密度 4. 对密度是物质的特性的理解 （1）每种物质都有它确定的密度，同种物质，密度是不变的，与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。 （2）物质的密度与状态有关。通常情况下，同种物质，其固态的密度大于液态的密度，液态的密度大于气态的密度。 （3）物质的密度与温度有关。 大部分物质都具有热胀冷缩的物理性质。但有些物质具有反常膨胀的现象，例如水在0～4 ℃ 时，随温度的升高体积反而变小，所以水在4℃时密度最大。冬季湖面结冰后，冰面下的水温度接近0 ℃，湖底的水温度接近4 ℃，因而鱼类可以在湖底安全过冬。 知识三、密度在生活中的应用 1. 鉴别物质 物质的密度是物质的特性，同种物质密度是相同的，不同物质的密度一般是不同的。所以可用密度鉴别物质。 先根据ρ=m/V测出物质的密度值，再查密度表确定是哪种物质，运用密度值即可鉴别商品真伪。如果测量值和理论值吻合，材料可能为真，不吻合则说明材料有假。 知识三、密度在生活中的应用 m= ρV 2. 估测物体的质量 有一些物体的质量比较大，不便于直接称量，我们可以根据密度知识通过计算得到。 方法是： ①查出组成该物体的物质的密度ρ，测出体积V； ②根据m=ρV求出质量。 知识三、密度在生活中的应用 3. 估测物体的体积 对于不便于直接测量体积的物体或者不易于测量体积的物体，只要知道这个物体是由什么物质组成的，就可通过密度表查出这种物质的密度，再想办法测出它的质量，根据公式V=m/ρ就能算出它的体积。 方法是： ①查出组成该物体的物质的密度ρ，测出其质量m ②根据V=m/ρ可算出物体的体积V. ρ银＝10.5×103kg/m3 知识三、密度在生活中的应用 4. 密度在社会生活中的一些应用 （1）商业中鉴别牛奶的质量。 （2）根据具体的用途选择密度合适的材料 根据m=ρV可知，在体积相同时，密度越小，质量越小。 ①航空器材中，常采用高强度、低密度的合金材料或新型复合材料，通过降低自身质量来减少燃料的消耗。 ②台灯、风扇、挂烫机等电器的底座中往往会用坚固、密度大的材料作为配重块，令电器摆放得更为稳定。 题型一、探究质量与体积的关系 典例解析 【例题1】如图是a、b两种物质的质量和体积的关系图像，则下列说法正确的是（　　） A．a的密度是1kg/m3 B．两者的密度关系ρb<ρa C．a、b两物质的密度都与质量成正比 D．若将a的质量减半，它的密度也变为原来的一半 B 题型一、探究质量与体积的关系 典例解析 【解析】AB．由图像可知，a、b两种物质的质量均为2g时， 体积Va=2cm3，Vb=4cm3 则a、b的密度分别为 所以ρa>ρb，故A错误，B正确； C．由m-V图象可知，物质的质量和体积的比值不变，所以a、b两物质的密度不变，即a、b两物质的质量与体积成正比，故C错误； D．密度是物质本身的一种特性，与物质的质量、体积无关，若将a的质量减半，它的密度不变，故D错误。 故选B. 题型一、探究质量与体积的关系 典例解析 【例题2】某小组学生做“探究物体的质量与体积、物体种类的关系”实验。他分别用天平和量筒测量甲、乙两种液体的质量和体积，数据记录在下表中。 （1）请在如图所示的 m-V 图上标出甲物质相应的数据点，并用平滑线相连，可以看出它是一条___________________的直线。然后，将乙物质相应的数据点也用平滑线相连接； 过原点的倾斜直线 物质 质量（m/克） 体积（V/厘米3）   物质 质量（m/克） 体积（V/厘米3） 甲 90 10 乙 80 10 180 20 160 20 270 30 240 30 360 40 320 40 450 50 400 50 题型一、探究质量与体积的关系 典例解析 （2）分析 m-V 图中每一条直线上质量与体积变化的倍数关系后，得出的初步结论是：______________________________； （3）分析 m-V 图中体积相同时不同物质的质量关系后，得出的初步结论是：______________________________。 同一种物质的质量与体积成正比 体积相同时，不同物质的质量不同 （4）从 m-V 图中可以看出：同种物质的直线的倾斜程度（质量与体积的比值）与_______ 、 _______无关；不同物质的直线倾斜程度_______ （选填“相同”或“不同”）；倾斜程度大的直线表明这种物质的 _______也大。 密度 体积 质量 不同 题型一、探究质量与体积的关系 典例解析 【解析】（1）由表格数据分别在m-V图像上标出 对应的质量与体积的点，并用平滑线相连，作图如下， 由图像知，甲物质相应的图线是一条过原点的倾斜直线。 （2）m-V图像中，每一条直线上质量与体积变体的 倍数关系知，对应的质量与体积的比值是定值，所以可 得出：同一种物质的质量与体积成正比。 （3）由图像知，体积相同时，甲、乙两种物质的质量不同，所以可得出：体积相同时，不同物质的质量不同。 （4）由m-V图像知，同种物质的质量与体积的比值是定值，所以直线的倾斜度与质量和体积无关。 由图像知，甲、乙两种物质的直线倾斜程度不同，这说明不同物质的直线倾斜程度不同。据ρ=m/V 知，直线的倾斜程度即是物质的密度，倾斜程度越大，说明密度越大。 题型一、探究质量与体积的关系 方法技巧 1. 对实验数据进行比值计算； 2. 对每次实验中的比值进行对比； 3. 会分析m-V归纳得出结论。 （1）横坐标表示体积、纵坐标表示质量时，比较密度：画一竖线，交点在上面的密度大; （2）横坐标表示质量、纵坐标表示体积时，比较密度：画一横线，交点在右边的密度大。 题型二、密度的概念与计算 典例解析 【解析】新型复合材料“比铝还轻”，指的是相同的体积时复合材料比铝的质量小，即比铝的密度小，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 【例题3】祝融号火星车采用了比铝还轻的新型复合材料，满足了火星车轻量化的要求。“比铝还轻”这一特点反映了这种材料的（ ） A．质量小 B．密度小 C．体积大 D．弹性好 B 典例解析 【例题4】某金属块质量为M，将它浸没在盛有液体A的杯中，溢出液体的质量为mA；将它浸没在盛满液体B的杯中，溢出液体的质量为mB。其中A、B和金属块的密度分别用ρA、ρB和ρ金属表示。若mA˃mB，则下列选项正确的是（　　） B A． B． C． D． 题型二、密度的概念与计算 典例解析 【解析】杯中液体A不一定盛满，将金属块浸没在杯中，排开液体A的体积等于或者小于金属块的体积。杯中液体B盛满，将金属块浸没在杯中，排开液体B的体积等于金属块的体积。而排开的A液体的质量大于B液体的质量，根据ρ=m/V可知，A液体的密度大于B液体的密度。金属块体积与排开的B液体的体积相等，有 金属块的密度为 故B正确，ACD错误。 故选B。 题型二、密度的概念与计算 典例解析 【例题5】如图所示，体积相同的实心均匀圆柱体甲、乙放在水平地面上（底面积S甲>S乙）。圆柱体甲的质量小于圆柱体乙的质量，沿水平方向分别切去相同高度，则圆柱体甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和剩余部分的质量m′甲、m′乙的大小关系，判断正确的是（　　） A．ρ甲>ρ乙，m′甲>m′乙 B．ρ甲<ρ乙，m′甲<m′乙 C．ρ甲>ρ乙，m′甲<m′乙 D．ρ甲<ρ乙，m′甲>m′乙 B 题型二、密度的概念与计算 典例解析 【解析】由题意知，两圆柱体的体积相等，即V甲=V乙，甲的质量小球乙的质量，即m甲<m乙，据ρ=m/V知，两个圆柱体的密度关系是ρ甲<ρ乙。沿水平方向分别切去相同的高度，底面积的关系为S甲>S乙，则切走部分的体积关系为V甲切>V乙切。剩下部分的体积等于原体积减去切走部分的体积，所以剩下部分的体积关系是V甲剩<V乙剩，据m=ρV知，剩下部分的质量关系为m′甲<m′乙。故ACD错误，B正确。 故选B。 题型二、密度的概念与计算 典例解析 【例题6】质量为900克的冰，密度为0.9×103kg/m3。 （1）求冰的体积； （2）若冰块吸热后熔化成水，求水的质量和体积。 【解析】（1）冰块的体积 （2）冰块熔化成水后，质量不变为900g，所以水的体积 题型二、密度的概念与计算 1. 对密度公式的理解 物理公式表示物理量之间的关系，反映了特定的物理含义。因此，理解物理公式一定要结合其物理含义。从数学关系看，认为“ρ与质量m成正比，与体积V成反比”似乎时正确的，但实际上该公式中m与V是同时、同倍数变化的，其比值是一定的，即m增大几倍，体积V也增大几倍，而ρ却始终不变。 2. 正确分析图像 对图像进行分析→选取特殊数据→ 代入公式 ρ=m/V→求得物体的密度。 方法技巧 题型二、密度的概念与计算 题型三、密度在生活中的应用 典例解析 【例题7】小明同学在学校运动会中荣获“铜牌”，如图所示，小明测得奖牌的质量为14g，体积为2cm3。利用物质性质的差异可以鉴别不同物质。他想要利用物理知识鉴别该奖牌材料是否为纯铜。如果这块铜牌是实心的，则小明查阅密度表可知，该奖牌______（选填“是”或“不是”）纯铜材料制成的。如果这块铜牌是空心的，那么该奖牌_________ （选填“有可能”或“不可能”）是纯铜材料制成的。 物质 密度ρ/(g·cm-3) 铜 8.9 铁 7.9 铝 2.7 有可能 不是 题型三、密度在生活中的应用 典例解析 = =7g/cm3 【解析】由题意，根据密度公式，奖牌的密度 由表格数据可知，纯铜的密度是8.9g/cm3，因为7g/cm3≠8.9g/cm3，所以如果这块铜牌是实心的，则不是纯铜材料制成的。 如果这块铜牌是空心的，由于空心部分的存在，则铜牌整体密度会变小，而组成奖牌的材料有可能是纯铜，所以该奖牌有可能是纯铜材料制成的。 题型三、密度在生活中的应用 典例解析 【例题8】一块质量是900g的冰，其体积是 cm3，当这块冰熔化成水后，水的质量是 kg，水的体积是 cm3，图甲是水在0~20℃范围内密度随温度变化的图像，分析图甲可知，水在4℃时密度最 ；图乙是某小区内湖水的温度分布示意图（t1~t5表示对应区域的温度），则水域内最高温度是 。（用字母表示）（ρ冰=0.9×103kg/m3） t5 大 1000 0.9 900 题型三、密度在生活中的应用 典例解析 【解析】由题意知，冰的质量为m冰=900g， 冰的体积为 物质的质量是物质本身的一种属性，与物质的状态无关，故冰熔化成水后，其质量不变，仍为900g，即0.9kg。 水的体积为 由图甲中可知，水在4℃时密度最大。 因为水的凝固点是0℃，当湖面结冰时，冰接触的湖水温度即冰水混合物的温度，也为0℃，越往下水的温度越高，故由图甲可知，水域内的最高温度是t5时刻。 第6章 密度与压强 第2节 固体、液体密度的测量 知识一、测量石块的密度 【实验操作与数据收集】 （1）用电子天平测出石块的质量m石。 （2）在量筒中放入适量的水，测出水的体积V1。 （3）用细线拴好石块，慢慢放入量筒中，直到石块全部被水浸没，测出石块和水的总体积V2。 将所有数据记录在表中。 知识一、测量石块的密度 石块的 质量m石/g 放入石块前水 的体积V1/cm3 放入石块后石块 与水的总体积V2/cm3 ρ石＝ m石 V石 （4）实验数据 （1）石块的体积V石=V2-V1=______ 【数据处理】 （2）石块的密度 【实验结论】 石块的密度为___________。 知识二、测量盐水的密度 【实验目的】测量盐水的密度。 【实验原理】分别测量盐水的质量和体积，再根据密度的定义ρ＝m/V计算密度。 【实验器材】电子天平、量筒、盐水、烧杯。 【实验操作与数据收集】 （1）用电子天平测出量筒的质量m1。 知识二、测量盐水的密度 测出量筒和盐水的总质量 （2）在量筒内倒入适量的盐水，测出盐水的体积V盐水 。 （3）用电子天平测出量筒和盐水的总质量m2。 将所有数据记录在表中。 测出盐水的体积 知识二、测量盐水的密度 量筒的 质量m1/g 量筒和盐水的 总质量m2/g 盐水的体积 V盐水/cm3 ρ盐水＝ m盐水 V盐水 （4）实验数据 （1）盐水的质量m盐水=m2-m1=_____ 【数据处理】 （2）盐水的密度 ＝ m2-m1 V盐水 【实验结论】 盐水的密度为___________。 典例解析 题型一、测量固体的密度 【例题1】小明和小红测量小石块的密度。 （1）调节天平平衡后，小明把小石块放在天平的_____（选填“左”或“右”）盘，在另一盘中加减砝码、移动游码直到天平恢复平衡，此时所用砝码和游码的位置如图甲所示，则小石块的质量为_____ g；用量筒测出小石块的体积如图乙所示，则小石块的密度为_____ 。 （2）小红觉得先将石块放入量筒中测出石块的体积，再将石块拿出直接放在天平上测量质量，请分析小红的做法是否合理并说明理由_____。 31.6 左 3.16 甲 乙 不合理，先将石块放入量筒中测出石块的体积，再将石块拿出直接放在天平上测量质量，石块取出时，石块会沾上水，导致所测质量偏大，计算出的密度会偏大，所以小红的做法不合理。 典例解析 题型一、测量固体的密度 【解析】被测物体放在天平的左盘，故小石块放在天平的左盘。 由图乙可知，天平标尺分度值0.2g，小石块的质量为 m=20g+10g+1.6g=31.6g 由图丙可知，小石块的体积为V=40mL-30mL=10mL=10cm3 小石块的密度为 （3）先将石块放入量筒中测出石块的体积，再将石块拿出直接放在天平上测量质量，石块取出时，石块会沾上水，导致所测质量偏大，计算出的密度会偏大，所以小红的做法不合理。 。故选B。 典例解析 题型一、测量固体的密度 【例题2】下面是某同学测量木块密度的实验步骤： ①用天平测量出木块的质量，记作m； ②在量筒中倒入适量的水，记下量筒中水的体积V1； ③把一块大小合适的石块用细线拴好，浸没在盛有水的量筒中，测量出石块和水的总体积V2。 ④取出石块，用细线把石块和木块拴在一起，然后一起浸没在水中，记作V3。 ⑤根据测得的数据计算得到木块的密度为（用上面给出的字母表示） ； 上述步骤中，多余的步骤为 。 ② 典例解析 题型一、测量固体的密度 【解析】根据步骤③④可知，木块的体积等于水、石块、木块的总体积与水、石块的总体积的差，即木块的体积为 V木=V3-V2 木块的质量为m，木块的密度为 实验中，不用测量水的体积，知道水、石块、木块的总体积以及水、石块的总体积即可，所以步骤中多余的是②。 。故选B。 题型一、测量固体的密度 方法技巧 1. 利用“排水法”测量体积 固体密度的测量关键在体积的测量利用“排水法”测量体积时，在量筒内要先装入适量的水（既能浸没固体又不能使水溢出）。 2. 固体密度测量的误差分析： 先测固体质量还是先测水的体积，实际不影响实验结果。但对于固体来说，必须先测量其质量再测量其体积。如果顺序颠倒，在测体积时会使固体上沾有水，这时再测量质量会使测量值偏大，导致密度值偏大。再者，固体上有水分时也不利于天平的保养。 测量固体密度的两个关键点 题型二、测量液体的密度 典例解析 【例题3】同学在物理课上进行“测定酸奶的密度”实验。 （1）测定密度的实验原理：__________。 （2）同学的操作有以下步骤： ①用天平测量空烧杯质量m杯 ②将酸奶倒入烧杯中，用天平测量烧杯和酸奶的总质量m总 ③将烧杯中的酸奶倒入量筒中一部分，测量出量筒中酸奶的体积V ④用天平测量烧杯和剩余酸奶的总质量m剩 ⑤根据公式，求出酸奶的密度ρ酸奶 多余的实验操作步骤有 ，酸奶密度为 (填写字母表达式) （3）在将酸奶倒入量筒的过程中，若有部分酸奶粘在量筒侧壁上，则测得的密度值会 。（“偏大”或“偏小”） ① 偏大 典例解析 【解析】（1）测定密度的实验原理为 （2）在测酸奶的密度时，先测出烧杯和酸奶的总质量；将部分酸奶倒入量筒中，测出量筒中酸奶的体积；用天平测出烧杯和剩余酸奶的质量，计算出倒出酸奶的质量，从而可以计算出酸奶的密度，所以步骤①中测量空烧杯的质量是多余的，因此可知酸奶的密度为 （3）在将酸奶倒入量筒的过程中，若有部分酸奶粘在量筒侧壁上，会导致所测体积偏小，根据密度公式可知，所测密度会偏大。 题型二、测量液体的密度 题型二、测量液体的密度 典例解析 【例题4】在“测定物质的密度”实验中，需要测量的物理量是______和_______。某同学利用量筒、烧杯和电子天平等器材测量盐水和鸭蛋的密度。 ①测量盐水的密度时，有以下四个步骤： Ⅰ、向烧杯中倒入适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量； Ⅱ、将烧杯中的盐水倒入量筒（烧杯内有残留），测出盐水的体积； Ⅲ、……； Ⅳ、算出盐水的密度。 为使测量结果更准确，步骤Ⅲ的操作是_______（填“直接”或“擦干残留盐水后”）测量烧杯的质量。 体积 直接 质量 题型二、测量液体的密度 典例解析 ②使用烧杯测量鸭蛋密度的步骤如图甲、乙、丙、丁所示： 图中电子秤显示的四个数据，若没有“131.0g”这个数据，能否求出鸭蛋的密度？请在下方横线作答。要求： ①若能，请写出鸭蛋的密度值； ②若不能，请说明理由。 _______（填“能”或“不能”）。理由：__________。 见解析 能 典例解析 【解析】 “测定物质的密度”实验目的是：测量物体的密度；需要测量物体的质量和体积，根据密度公式ρ=m/V求出物体的密度。 由公式ρ=m/V可知，为了减小液体残留对测量结果的影响，应测量出残留盐水与烧杯的总质量，算出倒入量筒的盐水质量及其体积，使所测密度更为准确，若擦干残留盐水测量烧杯质量，则所测盐水质量会偏大，使所测密度偏大。 鸭蛋的质量m蛋＝80.5g，再用排水法来测量鸭蛋的体积，鸭蛋浸没在水中时，V蛋＝V排；在乙、丙两图中，由于取出鸭蛋时带出一些水，在丁中补入水的体积略大于鸭蛋排开水的体积，按丙、丁数据计算鸭蛋的体积会使所测体积偏大，由ρ=m/V可知，所测鸭蛋的密度会偏小；若没有丙中数据，由甲、乙、丁三个数据计算排开水的体积可以不受带出水对实验的影响，此时，排开水的质量为 鸭蛋的体积为 鸭蛋的密度为 题型二、测量液体的密度 方法技巧 误差主要产生于液体的残留： 1. 如果先称出空烧杯的质量，再称盐水和烧杯的总质量，然后将盐水全部倒入量筒测体积，由 于烧杯内盐水倒不尽，使得所测体积偏小，导致所测密度偏大。 2. 若先用量筒测液体体积，再将液体倒出测质量，会因为量筒中有残留而使所测质量偏小，导致所测密度偏小。 所以液体密度的测量关键在质量的测量，利用容器测量质量时，为避免误差过大，可先测容器和液体的总质量，再测容器和剩余液体的质量。 题型二、测量液体的密度 测量液体密度的误差分析 第6章 密度与压强 第3节 压力与压强 知识一、压力 木块对斜 面的压力 F 茶杯对水平面的压力 F F 图钉尖对 墙面的压力 1. 压力的概念 相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力叫做压力。 2. 压力的作用点：在受压的物体表面。 3. 压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。 知识一、压力 4. 压力的大小 压力F与重力G是性质不同的两种力，大小不一定相等。有时相等，有时无关。只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小F=G。 5. 压力的作用效果 压力作用在接触面上，使物体发生形变。 F˂G 知识一、压力 6. 压力与重力的区别 重力 压力 示意图 产生原因 地球吸引 推、挤、压等都能产生 方向 竖直向下 作用点 重心 定义 由于地球吸引而使 物体受到的力 垂直作用在物体表面的力 垂直受力面指向被压物体 作用在被压物体表面 知识二、压强 1. 探究影响压力作用效果的因素 压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。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。 知识二、压强 2. 压强 （1）物理意义：表示压力作用效果的物理量。 （2）定义：把物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。压强在数值上等于物体单位面积所受的压力。 （3）公式： （4）压强的单位 ①国际单位制：N/m2，即 pa。 ②一些常用单位：百帕（hPa）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）。 1 kPa=103Pa 1 MPa=103kPa =106Pa p 知识二、压强 （5）压强与压力的辨析 压强 压力 定义 物理意义 公式 单位 大小 物体所受压力大小 与受力面积之比 垂直压在物体 表面上的力 表示压力的作用效果 物体发生形变的作用力 p=F/S F=pS 牛顿（N） 帕斯卡（pa） 与压力的大小和 受力面积都有关 有时与重力有关， 有时与重力无关 知识二、压强 （6）柱体产生的压强 圆柱体 S ①计算公式 p=ρgh 𝜌 表示密度，单位为kg/m3 h 表示高度， 单位为m g 表示9.8N/kg p表示压强，单位为 Pa ②理解公式 p=ρgh 公式 p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强； 柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关，与物体的底面积、重力等无关。 知识三、怎样减小或增大压强 1. 减小压强的方法 压力F一定时，增大受力面积S；受力面积S一定时，减小压力F。 2. 减小压强的实例 （1）轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。 （2）汽车限重是通过减小车对地面的压力来减小对地面的压强。 轨道铺设在枕木上 汽车限重 知识三、怎样减小或增大压强 3. 增大压强的方法 压力F一定时，减小受力面积S；受力面积S一定时，增大压力F。 4. 增大压强的实例 生活中的各类刀具；注射器的针头、火车站的导盲带等。 题型一、压力及其理解 典例解析 【例题1】如图所示，一个重20N的物体被一个30N的水平推力F紧压在竖直墙壁上，墙受到的压力是（　　） A．30N B．50N C．20N D．10N 【解析】一个重20N的物体被一个30N的水平推力F紧压在竖直墙壁上，处于静止，物体受到两对平衡力的作用，在水平方向，物体受到推力和墙给物体的压力是平衡力，大小相等，由力的作用相互性可知墙受到的压力是30N，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 A 题型一、压力及其理解 典例解析 【例题2】一木块静止在斜面上，请画出它受到的弹力和摩擦力的示意图。 【解析】弹力是物体发生形变，想要恢复其原状，对与其接触的物体施加的一个力，因此木块受到的弹力是斜面对其垂直于斜面向上的支持力，木块有沿斜面向下运动的趋势，因此木块还受到沿斜面向上的摩擦力，两个力的作用点都在木块的重心，如图所示： 方法技巧 压力和重力的对比认识 （1）从方向上看：压力方向垂直于接触面指向被压物体，重力的方向总是竖直向下的； （2）从大小上看：自由放置在水平面上的物体，压力大小等于重力大小，放在斜面或压在竖直面、天棚上的物体产生的压力不等于重力； （3）从相互联系上看：水平面、斜面上的物体对接触面产生的压力是由于重力而产生的，压在竖直面上的物体所受到的压力不是由于重力而产生的。 题型一、压力及其理解 方法技巧 题型一、压力及其理解 压力示意图的作图方法 （1）作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的末端用字母表示力或标出力的大小，箭头表示力的方向，线段的起点表示力的作用点； （2）压力的作用点（箭头起点）在受压面的中心处，压力方向始终与受压面垂直，并且指向受压物体。 题型二、探究影压力作用效果的影响因素 典例解析 【例题3】小红利用小桌、海绵、钩码等器材探究“影响压力作用效果的因素”实验。 （1）实验中，她是通过观察海绵的_________来比较压力作用效果的； （2）比较________两图，可初步得到：受力面积相同时，压力越_____，压力作用效果越明显； （3）通过实验，小红发现坦克设计成履带的原因可用________两图实验所得结论解释； 乙、丙 凹陷程度 甲、乙 大 题型二、探究影压力作用效果的影响因素 典例解析 （4）仅将丙图的海绵换成丁图的木板，若图丙中小桌对海绵的压强为p1，图丁中小桌对木板的压强为p2，则p1 p2（选填“<” 、“>”或“=”）； （5）质量分布均匀的同一长方体用以下三种不同的方法切去一半（图戊），分别留下序号为①②③的三个半块保持原有位置静止，三个半块对桌面的压力 （选填“相等”或“不相等”），对桌面的压强最大的是 （选填“①”、“②”或“③”）。 = ③ 相等 题型二、探究影压力作用效果的影响因素 典例解析 【解析】（1）实验中，是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的，海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显。 （2）比较甲、乙两图可知，接触面受力面积相同，受到的压力不同，乙图的压力大，海绵的凹陷程度大，可初步得到：受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。 （3）坦克设计成履带的原因是在压力一定时，通过增大受力面积，来减小压力的作用效果；图乙、丙两图中，接触面受到的压力相同，丙图受力面积小，海绵的凹陷程度小，可得结论接触面受到的压力相同时，接触面积越大，压力的作用效果越不明显；坦克设计成履带的原因可用乙、丙两图实验所得结论解释。 （4）仅将丙图的海绵换成丁图的木板，则小桌对木板和海绵的压力相同、受力面积也相同，则压强相等，即p1=p2。 （5）由题意知，用三种不同的方法切去一半后，所剩质量均为总质量的一半，则质量相等，由桌面受到的压力F=G=mg可知，对桌面的压力相等；图③桌面的受力面积最小，由p=F/S可知，对桌面的压强最大的是③。 题型二、探究影压力作用效果的影响因素 方法技巧 探究方法 探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验主要采用的是控制变量法和转换法。比如力的作用效果通过海绵的形变程度、桌子陷入沙子的深度等来反映，这用到了转换法。 改变面积和压力大小的一些方法。除了常规的实验室器材之外，利用生活中的常见物品也可以改变面积和压力大小。比如用矿泉水瓶，通过装水的多少来改变压力大小，通过瓶底和瓶盖来改变受力面积。 题型三、压强的理解及应用 典例解析 【例题4】图中穿着滑雪板总质量60kg的小丽，没有陷入雪地；而穿着运动鞋总质量50kg的小明，却深陷雪地。下列说法正确的是（　　） A．小明对雪地的压力比小丽大 B．小丽对雪地单位面积的压力比小明的小 C．小丽所穿滑雪板与雪地间的摩擦为滚动摩擦 D．受力面积和压力都不等，无法比较谁对雪地压强大 【解析】A．人对雪地的压力大小和其自身的重力大小相等，小明体重更轻，重力更小，所以小明对雪地的压力比小丽小，故A错误； BD．小丽的体重更重，对雪地的压力更大，但小丽穿着滑雪板，受力面积比小明大很多；小丽没有陷入雪地，小明深陷雪地，说明小明对雪地的压力作用效果更明显，即小丽对雪地单位面积的压力比小明的小，小丽对雪地的压强比小明的小，故B正确，D错误； C．滑雪板在雪地滑动，与雪地间的摩擦为滑动摩擦，不是滚动摩擦，故C错误。故选B。 B 题型三、压强的理解及应用 典例解析 【例题5】如图，甲、乙两个均匀正方体对水平地面的压力相等，现沿水平方向在它们的上部分别切去相同的体积并将切去部分叠放在对方剩余上方的中央，则切去的部分对甲、乙剩余部分的压强p甲、p乙的关系是（　　） A．p甲＞p乙 B．p甲=p乙 C．p甲＜p乙 D．条件不足无法判断 A 题型三、压强的理解及应用 典例解析 【解析】因为甲、乙两个均匀正方体对水平地面的压力相等，则两正方体的重力G甲=G乙 由G=mg可知，两正方体质量m甲=m乙 由图可知V甲＞V乙，由ρ=m/V可知，两正方体密度ρ甲＜ρ乙 由沿水平方向截去相同体积ΔV后，切去部分的质量为Δm甲＜Δm乙 由G=mg可知，切去部分的重力ΔG甲＜ΔG乙 切去的部分对甲、乙剩余部分的压强 因为ΔG甲＜ΔG乙，所以p甲＞p乙。 故选A。 题型三、压强的理解及应用 典例解析 【例题6】已知甲、乙两个均匀圆柱体密度、底面积、高度的数据如下表所示： （1）求甲的质量 m甲； （2）求圆柱体乙对地面的压强 p乙； （3）若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分，并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量ΔF甲为 49 N。求乙的底部对地面的压强的变化量Δp乙。 物体 密度（千克/米3） 底面积（米2） 高度（米） 甲 5×103 2×10-3 0.6 乙 8×103 5×10-3 0.5 题型三、压强的理解及应用 典例解析 【解析】（1）甲的质量 （2）圆柱体乙对地面的压强 （3）由于甲、乙对地面的总压力不变，故甲的底部对地面的压力变化量ΔF甲为49 N，则乙底部对地面的压力变化量为49N，则乙的底部对地面的压强的变化量 题型三、压强的理解及应用 方法技巧 有关压强计算题的问题 （1）压力：注意当物体在水平面上自由放置时，压力F=G=mg。 （2）面积：注意是指两物体相互接触的那部分公用的面积。 （3）压强：注意公式p=F/S具有普遍性，适用于固体、液体 、气体压强的计算，公式p=ρgh只适用于柱状物体压强的计算。对于密度均匀的水平面上的柱状物体，既可以用p=ρgh也可以用p=F/S比较或计算压强。 （4）估算人的压强：通过估算人的重力和脚与地面的接触面积，结合压强的计算公式可得人站立时对地面的压强约为1.5×104 Pa，而走路时是一只脚的接触面积，压强会变为 3×104Pa。 （5）压力、压强与图像的结合：首先找出图像所表示的含义；观察图像特点，找出关键信息；根据找出的特点，利用所学知识和公式进行计算。 题型四、增大和减小压强的方法 典例解析 【例题7】冰雪主题的娱乐项目越来越受人们喜爱。如图所示，滑雪板、溜冰鞋为两种冰雪项目的装备。观察二者，滑雪板的宽大与冰刀的狭窄对比明显，其中蕴含了很多物理知识。 （1）滑雪时穿上宽大的滑雪板可以增大_________，减小对雪地的压强，防止滑雪时陷入松软的雪地中。 （2）溜冰鞋上的冰刀是为了（　　） A．增大压力 B．增大压强 C．减小压力 D．减小压强 受力面积　 冰受到的压强 （个大气压） 1 500 1000 2000 冰熔化时的温度（℃） 0 -4 -8.7 -17.9 B 题型四、增大和减小压强的方法 典例解析 （3）溜冰时穿上带有狭窄冰刀的溜冰鞋可以在冰面上快速滑行，为了探究原因，小红查阅资料：① 冰熔化时的温度与冰受到的压强有关。② 冰熔化时的温度与冰受到的压强关系如表所示。③ 如果物体与冰面间有一层很薄的水膜，会起到润滑作用。依据上述信息，分析穿上带有狭窄冰刀的溜冰鞋可以在冰面上快速滑行的原因： ______________________________ 。 使冰熔化，形成水膜，减小摩擦　 【解析】（1）滑雪时穿上宽大的滑雪板，可以在压力一定时，通过增大受力面积来减小对雪地的压强，防止滑雪时陷入松软的雪地中。 （2）溜冰鞋上的冰刀是为了在压力一定时，通过减小受力面积来增大对冰面的压强，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 （3）穿上带有狭窄冰刀的溜冰鞋，在压力一定时，通过减小受力面积增大对冰面的压强，使冰熔化时的温度降低，促进冰熔化成水，使冰刀和冰面之间形成一层很薄的水膜，起到润滑作用，减小摩擦，从而可以在冰面上快速滑行。 第6章 密度与压强 第4节 液体压强 知识一、液体压强的特点 1. 液体内部存在压强 ①水对底部 向下的压强 ②水对侧部 的压强 ③水内部向各个 方向的压强 ①液体受到重力，对容器底部有压力，所以会产生压强； ②液体具有流动性，所以对容器侧壁有压强。 2. 液体产生压强的原因 知识一、液体压强的特点 3. U形管压强计 （1）作用：测量液体内部压强。 （2）构造：U形管、橡皮管、探头三部分组成。 （3）原理 放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，压强越大。 U形管压强计 知识一、液体压强的特点 ①检查是否漏气 实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气。常用方法是用手轻按橡皮膜，观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏气，则要查出原因，加以修整。 ②检查液面是否相平 当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面应该是相平的，若不相平，应将橡皮管取下，重新安装。 （4）压强计的使用 知识一、液体压强的特点 （1）探究水面下同一深度处的压强是否与朝向有关。 将U形管压强计金属盒放置在容器内水面下的相同深度处，改变膜面的方向，观察U形管两边管中液面差是否发生变化。 深度相同 Δh U形管液面 的高度差 4. 探究液体压强与哪些因素有关 知识一、液体压强的特点 （2）探究水中的压强是否与深度有关。 将U形管压强计金属盒放置在容器内水面下深度不同的三个位置，观察U形管两边液面差是否发生变化，如何变化？ 知识一、液体压强的特点 （3）探究液体压强是否与液体的密度有关。 用盐水替换水进行实验，开展探究。 深度h不变 高度差Δh盐水 高度差Δh水 知识一、液体压强的特点 （4）实验结论 大量实验表明： 液体内部存在着向各个方向的压强，并且在同一深度处各个方向上的压强相等。 在同种液体内部，深度越大，液体压强越大；在不同液体内部同一深度处，液体密度越大，液体压强也越大。 知识二、液体压强的大小 S h p=ρgh （1）推导 设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。 这个液柱体的体积：V=Sh 这个液柱的质量： m=ρV=ρSh 这个液柱对平面的压力：F=G=mg=ρVg=ρgSh 平面S受到的压强： p=F/S= ρgSh/S=ρgh 因此，液面下深度为h处液体的压强为 1. 推导液体压强公式 知识二、液体压强的大小 （2）理解 p=ρgh ①公式中的物理量及其单位 ρ 表示液体的密度，单位为kg/m3 h 表示液体的深度 ，单位为m g 为常数，大小为9.8N/kg p 表示液体在深度为h处的压强，单位为Pa ②深度h 指液面到某点的竖直距离，而不是高度。如图所示，A点的深度为13cm，B点的深度为22cm。 知识二、液体压强的大小 （3）影响液体压强大小的因素 根据p=ρgh可知：液体内部压强只跟液体密度和深度有关；与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。 “帕斯卡裂桶实验”就充分说明了这一结论的正确性。 如图所示，水的质量不等，但是产生的压强相等，说明液体的压强与液体的质量无关。 知识二、液体压强的大小 2. 液体对容器底的压力与容器形状的关系 液柱对容器底部的压力大小只等于以其底面积大小形成的液柱的重力大小（图中红色标记部分）. 特点 柱形 上口大 上口小 容器底所受压力与 液体重力的关系 F___G液 F___G液 F___G液 = ＜ ＞ 容器形状 题型一、探究影响液体压强的因素 典例解析 【例题1】如图所示，仅进行以下操作，能让U形管两侧液面高度差变大的是（　　） A．转动压强计的金属盒 B．缓慢向上提起金属盒 C．在水中加入盐并搅拌 D．换用更细的U形管 C 【解析】A．液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的，转动压强计的金属盒，金属盒的深度不变，压强不变，U形管两边液面的高度差不变，故A不符合题意； B．缓慢向上提起金属盒，深度变小，橡皮膜受到的压强变小，U形管两边液面的高度差减小，故B不符合题意； C．在水中加入盐并搅拌，在探头深度不变的情况下，盐水对探头的压强更大，能让U形管两侧液面高度差变大，故C符合题意； D．烧杯内的液体对探头产生的压强一定时，U形管两边的高度差一定，与U形管的粗细无关，故D不符合题意。 故选C。 题型一、探究影响液体压强的因素 典例解析 【解析】（1）压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强大小的仪器。 （2）①要探究“在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大”，需要控制液体密度相同，改变深度。图甲深度浅，图乙深度深，压强计金属盒都朝下，且都是水，所以比较甲和乙。 ②图乙、丙中，金属盒在水中的深度相同，方向不同，但U形管液面高度差相同，说明了同种液体、同一深度，液体向各个方向的压强相等。 ③乙是水，丁是盐水，盐水密度大，金属盒在两种液体中的深度不同（乙中深度深，丁中深度浅），丁中的U形管液面高度差比乙大，所以能得出液体内部压强与液体密度有关的结论。 题型一、探究影响液体压强的因素 典例解析 【例题2】小华同学利用如图所示的装置，探究影响液体内部压强的因素。 （1）小华设计了如图（a）所示的装置来验证液体压强的特点，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。当容器左、右两侧分别加入深度相同的水和盐水时，会看到橡皮膜向______（选填“左”、“右”）侧凸出。小华向容器的左侧继续加水，直到橡皮膜恰好相平，此时容器左侧水对容器底部的压强______（选填“大于”、“小于”或“等于”）容器右侧盐水对容器底部的压强； 小于 左 题型一、探究影响液体压强的因素 典例解析 （2）学以致用：如图（b）所示，两个相同的柱形容器中分别盛有A、B两种液体，将两个完全相同的U形管压强计的金属盒分别放入液体A、B中，U形管内液面的高度差相同，液体A、B的密度分别为ρA和ρB，则两者的大小关系为：ρA ρB（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在两容器中分别倒入深度相同的液体A和液体B（液体不溢出），此时两U形管压强计中液面的高度差分别为ΔH甲和ΔH乙，比较ΔH甲和 ΔH乙的大小关系：ΔH甲 ΔH乙（选填 “大于”、“小于”或“等于”）， 请说明理由 。 小于 见详解 小于 题型一、探究影响液体压强的因素 典例解析 【解析】（1）深度相同时，液体密度越大，压强越大，由于盐水的密度大，故在相同深度，盐水产生的压强大，橡皮膜将向压强小的一侧，即向左侧凸出。 当橡皮膜恰好相平时，此时左右两侧压强相同，由于橡皮膜到两侧容器底部的深度相同，由于盐水的密度大于水的密度，所以橡皮膜下部左右两侧液体产生的压强依然是盐水的大，液体对容器底部的压强等于橡皮膜上部压强和下部压强之和，则左右两侧水和盐水对底部的压强依然是左侧水产生的压强小于右侧盐水产生的压强。 （2）U形管内液面的高度差相同，说明此时液体的压强相等时，由图b知左侧探头所在的液体A深度大，由p =ρgh知，液体A的密度小于液体B的密度，即ρA< ρB。 若接着倒入深度相同的液体A和液体B，则两探头所处的深度增加，液体的压强增大，由于增加的深度相同，由p = ρgh知，ρA< ρB，则增加的压强ΔpA<ΔpB，探头处的液体压强为 由于原来探头在液体A和B中的压强相等，则有pA'<pB'，即两U形管内液面的高度差为ΔH甲 ˂ΔH乙。 题型一、探究影响液体压强的因素 其它的探究方法 用如图丙所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分，隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。 如图所示，橡皮膜平整，则两侧液体压强相同，根据p=ρgh，左侧a液体深度较大，则a液体密度较小，即 ρa<ρb。 方法技巧 题型二、液体压强的大小 典例解析 【例题3】如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是（　　） A．液体的密度：ρ甲=ρ乙 B．液体对容器底部的压力：F甲>F乙 C．容器对桌面的压强：p甲>p乙 D．液体对容器底部的压强：p甲′=p乙′ B 题型二、液体压强的大小 典例解析 【解析】A．甲、乙中液体质量相等，由图可知液体体积关系为V甲<V乙，根据密度公式ρ=m/V可知，ρ甲>ρ乙；故A错误； BD．甲、乙中液体深度相同，结合上述液体密度关系ρ甲>ρ乙，根据p=ρgh可知，液体对容器底部的压强p甲′>p乙′，又因为甲、乙两平底容器底面积相同，根据F=pS可知，液体对容器底部的压力关系为F甲>F乙，故B正确，D错误； C．甲、乙两平底容器质量相同，液体质量相等，所以容器对桌面的压力相同，又因为甲、乙两平底容器底面积也相同，根据p=F/S可知，甲、乙两平底容器对桌面的压强关系为p甲=p乙，故C错误。 故选B。 题型二、液体压强的大小 典例解析 【例题4】两个完全相同的圆柱形容器中分别盛有质量相等的水和煤油。如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．盛水容器底部对桌面的压强较大 B．液面下深度相同的a、b两点处的压强相等 C．两个容器底部受到的压强相等 D．盛水容器底部受到的压强较大 C 题型二、液体压强的大小 典例解析 【解析】A．两种液体质量相等，容器质量也是相等的，所以对桌面的压力是相等的，根据P=F/S可知，由于容器是相同容器，底面积相等，所以容器底部对桌面的压强相等，故A错误； B．a、b两点深度相同，根据P=ρgh可知，液体密度不同，所以压强不相等，故B错误； CD．两中液体质量相等，又是直柱型容器，故压力等于液体的重力，所以两个容器底部受到的压力相等，根据p=F/S可知，压强也是相等的，故C正确，D错误。 故选C。 题型二、液体压强的大小 典例解析 【例题5】如图所示，盛有水的薄壁轻质圆柱形容器甲、乙置于水平地面上，乙的底面积为1×10-2m2，A、B两个完全相同的柱形物体均沉于容器底部，物体A刚好浸没，容器甲、乙底部受到水的压力相等。 （1）求甲容器中水深0.05米处水的压强p水； （2）若乙容器中水和B的总重力为20牛，求容器乙对地面的压强p乙； （3）若从容器甲、乙中抽出质量相等的水后，A、B均有部分露出水面，容器甲、乙底部受到水的压力分别为F甲、F乙，请比较F甲、F乙的大小。 题型二、液体压强的大小 典例解析 【解析】（1）甲容器中水深0.05m处水的压强 （2）容器为轻质，重力可忽略， 容器乙对地面的压强 （3）若A、B两个柱形物与容器底紧密接触，容器甲、乙底部受到水的压力相等，可知乙中水的重力大于甲中水的重力，抽取相同质量的水，乙中剩余水的重力大于甲中剩余水的重力，且A、B均有部分露出水面，所以对容器底部的压力等于水的重力，即F甲< F乙； 若A、B两个柱形物不与容器底紧密接触，容器甲、乙底部受到水的压力相等，可知乙中水的重力等于甲中水的重力，抽取相同质量的水，乙中剩余水的重力等于甲中剩余水的重力，由于S甲>S乙，则h甲<h乙，B排开水的体积较大，受到的浮力较大，对水的压力较大，即F甲< F乙。 题型二、液体压强的大小 液体压强公式p=pgh中的h表示深度，不是液柱的长度。深度和长度是两个不同的概念，深度是指研究点到自由液面在竖直方向上的距离，是由液面往下测量的，这个一定要和沿着试管壁测量的液柱长度区分开。 方法技巧 液体压强公式p=pgh的分析与计算 题型三、连通器 典例解析 【例题6】如图所示，三峡水利枢纽工程举世闻名，上下游水位差可达到113m。为了让船只通行，设计了图示的船闸。已知水对阀门A左、右侧的压力分别为F1、F2，则根据图示情景，比较F1、F2的大小F1 F2。打开上游闸门B，此时上游和闸室形成一个 。船只从上游驶入闸室，船只进入闸室后，想驶入下游，正确的操作步骤顺序是 。 ①打开阀门A　　②关闭阀门B　　③船只通过 ②①③ 小于 连通器 题型三、连通器 典例解析 【解析】阀门A左侧水的深度小于右侧水的深度，且水的密度相同，所以左侧水的压强小于右侧水的压强。又因为压力F=pSA，则左侧的压力小于右侧的压力。 连通器是上端开口、底部相连通的容器。当打开上游闸门B时，上游和闸室上端开口，底部相连通，符合连通器的特点，此时上游和闸室形成一个连通器。 船只从上游驶入闸室后，想驶入下游，首先要关闭阀门B，防止上游的水继续流入；然后打开阀门A，使闸室和下游构成连通器，闸室内的水会流向下游，当闸室和下游水位相平时，船只就可以通过，所以正确顺序是②①③。 第6章 密度与压强 第5节 大气压强 知识一、大气压强的存在 1. 大气压强 （1）概念：地球被一层厚厚的大气层包围着，与液体一样，大气对其内部各个方向产生压强。这种压强称为大气压强。 （2）产生原因：大气有重力且具有流动性。所以大气存在向各个方向的压强。 2. 大气压存在的事例 马德堡半球实验；瓶吞鸡蛋；覆杯实验等。 知识二、大气压强的测量 ①在长度大约1m、一端封闭、一端开口的玻璃管中灌满水银，排出空气。 ②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。 1. 托里拆利实验 （1）实验过程 知识二、大气压强的测量 ③待开口端全部浸入水银时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银停止下降时，读出此时水银柱的高度，约760mm。 ④如果玻璃管倾斜，进入到玻璃管内水银的长度会变大，但是水银柱的竖直高度不变，依旧是760mm. 知识二、大气压强的测量 （2）实验分析 玻璃管内水银面的上方是真空，没有大气压，管外水银面的上方是空气，玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面，是因为大气压支撑着管内这段水银柱使它不会落下。 （3）实验结论 大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强，即 p大气压=p水银 这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的，故被称为托里拆利实验。 知识二、大气压强的测量 （4）理解托里拆利实验 ①水银柱的高度 水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差，不是指管倾斜时水银柱的长度。管内水银柱的高度只随外界大气压的变化而变化，而与管的粗细、长度、形状、插入水银中的深度都无关。所以改用粗一些或细一些的玻璃管不会影响结果。 ②玻璃管口在水银中的深度 玻璃管口在水银槽内的深度不影响实验结果，稍稍向上提或向下按玻璃管，只能改变管内水银柱上方真空部分的体积，而水银柱的高度不变。 知识二、大气压强的测量 ③玻璃管内漏进空气 实验时，如果玻璃管内漏进去一些空气，因为管内空气能够产生压强，所以会使水银柱的液面下降，测量结果变小。 ④用水做实验时，水柱的高度 根据 p0=ρ水银gh，把 ρ水银换成 ρ水， 则托起的水柱高度: 相当于大约3层楼的高度。 知识二、大气压强的测量 2. 标准大气压 （1）标准大气压：通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压，用字母p0表示。 （2）大小 p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m =1.013×105 Pa （3）大气压的一些单位 帕（pa）、千帕（kpa）、百帕（hpa）、标准大气压、毫米水银柱高（mmHg柱）或厘米水银柱高等。 1标准大气压=1.013×105 Pa=760毫米水银柱=76厘米水银柱 知识二、大气压强的测量 3. 气压计 （1）气压计：测量大气压的仪器叫做气压计。 常见的有：水银气压计和金属盒气压计（又称无液气压计）。 金属盒气压计 氧气瓶和灭火器上的 气压计也是一种无液气压计 水银 气压计 知识二、大气压强的测量 4. 大气压与高度的关系 （1）大气压与高度的关系 大气压随高度增加而减小，在海拔 3000m以内，每升高10m，大气压大约 减小100pa。 减小原因：大气压由于大气受重力而产生，因为海拔越高，空气越稀薄，空气密度变小，大气重力变小，因此大气压就会降低。 （2）高度计：如果无液气压计的刻度盘上标的是高度，就变成了高度计。 知识二、大气压强的测量 5. 水的沸点与大气压的关系 （1）水的沸点与气压之间的关系： 在1标准大气压下，水的沸点为100 ℃. （2）高压锅的原理 高压锅内部的气压高于1个大气压，水的沸点升高，要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟。 气压越大，水的沸点越高；气压越小，水的沸点越低。 题型一、大气压的存在 典例解析 【例题1】如图所示，在“体验大气压强的存在” 的实验中，下列做法合理的是（　　） A．在易拉罐中加满水 B．加热前将罐口堵住 C．待水沸腾后，撤去酒精灯，并将罐口封住 D．待水沸腾后，停止加热，等易拉罐冷却后，将罐口堵住 C 【解析】水吸热汽化生成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空气排出，封住罐口，停止加热，再进行冷却，罐内气体温度降低，发生液化，气体压强减小小于大气压，大气压将易拉罐压瘪，易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C. 题型一、大气压的存在 典例解析 【例题2】如图所示，密闭的玻璃罩内放有二个小实验装置：充气的气球；杯口用塑料薄片覆盖并倒悬着的装满水的杯子。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中，观察到的现象是： （1）充气的气球体积会_____ （选填“变大”或“缩小”）； （2）杯子中的水和塑料片_______（选填“掉落”或“不动”）。 掉落 （1）当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，气球内压强大于外部压强，气球会膨胀变大。 （2）塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡，当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，大气压力减小，塑料板会掉落下来，水会流出来。 变大 题型一、大气压的存在 证明大气压存在的原理与方法 （1）内部气体被部分或全部排出后 ，内部压强减小，小于外界大气压 ，产生压强差；找到由“内”“外“气体产生的压强差。 （2）利用大气压支持液柱，液柱的重力或其他力与大气压力相平衡。找到与大气压力相平衡的力。 方法技巧 题型二、大气压强的测量 典例解析 【例题3】如图所示是托里拆利实验过程，根据图示完成下面的问题。 （1）实验时玻璃管中装满水银的目的是____________； （2）在标准大气压下，实验测得水银柱的高度h应为_____cm； （3）实验过程中，若将玻璃管倾斜，则水银柱的高度将_____，水银柱的长度将________；（均选填“变长”、“变短”或“不变”） （4）实验过程中，若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”） 排尽管内空气 76 不变 偏小 变长 题型二、大气压强的测量 典例解析 【解析】（1）实验时玻璃管中装满水银，可以排尽管内空气，避免管内空气对实验结果的影响。 （2）在标准大气压下，实验测得水银柱的高度h应为 （3）大气压不变，水银密度不变，若将玻璃管倾斜，根据公式p=ρgh可知，水银柱的高度将不变，部分水银进入玻璃管，水银柱的长度将变长。 （4）实验过程中，若玻璃管中的水银没有装满，倒置后，水银柱上方的空气对水银柱产生向下的压力，水银柱高度降低，则测量的大气压值比真实值要偏小。 题型二、大气压强的测量 典例解析 【例题4】在“估测大气压”实验中，实验装置如图a所示。 （1）将注射器的活塞推到注射器筒的前端，用橡皮帽封住注射器的小孔。则活塞上端________大气压作用（填“受”或“不受”）； （2）在活塞上栓挂一个小桶，向桶里逐渐添加沙子，直到活塞刚好被拉动。此时活塞所受的拉力与大气对它的压力的关系是________ ； （3）用弹簧测力计测量桶和其中沙子的重力，示数如图b所示，为___N； （4）已知该注射器针筒的容积为20mL，有刻度 部分的长度为7.8cm，则可以算出大气压的值为_____Pa； （5）实验估测的大气压值存在误差， 产生误差的原因有（列举一条）： ________ 。 不受 二力平衡 活塞受到摩擦力/针筒内有空气 25 题型二、大气压强的测量 典例解析 【解析】（1）活塞上端被封住后，注射器内部没有空气，处于真空状态，因此活塞上端不受大气压的作用。 （2）活塞下端受到大气压对它向上的压力，当沙桶中的沙子逐渐增多时，沙桶和沙子的总重力增大，则它对活塞的拉力也增大。当活塞刚好被拉动时，活塞受到向上的大气压力等于向下的拉力，处于平衡状态，此时两个力是一对平衡力，大小相等。 （3）弹簧测力计的分度值是1N，刻度线位于20N和30N的刻度线中间位置，对应的示数为25N。 （4）由二力平衡条件可知，当活塞刚好拉动时，活塞所受的大气压力等于它所受到的小桶拉力，代入公式可知pS=G 代入数值得 ① 在输液过程中，涉及到的物理知识有_______； A．阿基米德原理 B．大气压强 C．液体内部压强 ② 为确保输液顺利进行，需使瓶中药液通过图中“进气管”与_______相通，理由是：________。 题型三、大气压强的变化 典例解析 【例题5】如图所示，是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时，输液管的上端通过针头A与输液瓶的瓶口连接，输液管的下端通过针头B与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到：（a）在温度不变的情况下，质量一定的密闭气体，体积变大，气压减小；（b）液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和；（c）要使药液能顺利流入人体，在针头B处药液产生的实际压强应大于该处静脉血管中血液的实际压强。 BC 外界空气（或大气） 见解析 题型三、大气压强的变化 典例解析 【解析】①随着药液不断输入人体，瓶内气体的体积变大，瓶内气压变小，当A处药液的实际压强小于外界大气压时，外界大气通过进气管能及时补充到瓶内，确保B处药液的实际压强大于血液的实际压强，使药液能顺利流入人体。 故选BC。 ②输液过程中进气管与外界空气（或大气）相通，外界空气从进气管进入瓶内，从而维持瓶内的气压稳定。 题型三、大气压强的变化 典例解析 【例题6】分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向，预报相关气象情况。气象站用气压计采集某区域同一时刻近地面不同地点的大气压，并将气压相等的各点连起来，绘成“等气压线”，如图所示。 ①你认为采集数据时，应使近地面不同地点___________________，理由是__________________________________。 ②根据A处风的方向，可判断A处气压______B处气压；结合上表，可判断该区域一般天气特征为____________。 阴雨　 海拔高度相同(同一水平面) 气压会随海拔高度的变化而变化 高于 等气压线的特征 一般天气特征 等气压线闭合，四周气压低于中心气压 晴朗 等气压线闭合，四周气压高于中心气压 阴雨 题型三、大气压强的变化 典例解析 【解析】因为海拔高度越高，气压越小；所以采集数据时，应使近地面不同地点海拔高度相同，这样才可以分析大气压强的变化，判断大气环流的方向； A处风的方向从A到B，那么可知A处气压高于B处气压；从图中可以看到，四周气压高于中心气压，那么从表中可知天气特征为阴雨。 题型三、大气压强的变化 有关大气压强的变化与应用问题 （1）大气压随着高度的变化而变化，随着季节、气候的变化而变化。 （2）封闭的气体的压强，在温度不变时，气体的体积增大，其压强就减小，气体的体积减小，其压强就增大；在体积不变时，温度降低，压强变小，温度升高，压强变大。 方法技巧 第6章 密度与压强 第6节 流体压强与流速的关系 知识一、流体压强与流速的关系 1. 流体 液体和气体都具有流动性，统称为流体。如空气、水等。流体流动时产生的压强称作流体压强。 2. 实验探究：流体压强与流速的关系 （1）典型探究实验 分不开的纸、口吹硬币跳跃木块、吹不掉的乒乓球等。 知识一、流体压强与流速的关系 （2）实验分析 以口吹硬币跳木块为例：硬币的上面只有空气与它接触。吹气时硬币向上“跳”，说明它下面空气向上的压力较大。硬币上下两面的面积相同，因此一定是下面空气向上的压强比较大。由于吹气，硬币上面的流速变大，压强变小；硬币下方空气流速小，压强大。 空气流动 流速小，压强大 流速大，压强小 结论：流体压强与流速有关，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 知识二、流体压强规律的应用 1. 文丘里流量计 文丘里流量计是一种测量有压管道流量的装置，常用于测量空气、天然气、水等流体的流量。 流体在通过流量计时局部收缩，从而使流速增大，压强减小，因此流体在截面1和截面2处有压强差，通过测量压强差来测量流量大小。 知识二、流体压强规律的应用 2. 火车站台上的安全线 【分析】当火车或地铁进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。 火车站台的安全线 知识二、流体压强规律的应用 3. 编队航行的舰船之间需保持一定距离 【分析】高速同向行驶的船舶如果靠得太近，两船之间水流的流速大，压强小于船外侧的压强。水流的压力差会使两船相互“吸引”而发生碰撞事故。 因此，大型舰队在海上做编队航行时，各舰船之间需保持一定距离，以防止相邻舰船间因水流的压力差而发生碰撞。 知识二、流体压强规律的应用 机翼截面图 4. 飞机的升力 机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。因为机翼的形状基本是上凸下平，所以上方空气流速加大，压强减小，机翼上方与下方存在压强差，因而有压力差ΔF=F2＞F1，这就形成向上的升力。 知识二、流体压强规律的应用 5. 生活中与“流体压强与流速的关系”有关的现象 气流方向 喷雾器 喷雾器、草原犬鼠的洞穴、跑车的气流导流板、伞面被大风“吸”起等。 题型一、流体压强与流速的关系 典例解析 【例题1】如图（a）所示，两条船在海里近距离并排行驶时，可能会相撞，这是因为两船内侧水的流速_______（选填“大于”“小于”或“等于”，下同）两船外侧水的流速，造成了两船内侧水的压强_____外侧水的压强。打开自来水龙头，使自来水流过如图（b）所示的玻璃管，在A、B、C三处中，_____（选填“A”“B”或“C”）处压强最小。 小于 大于 B 题型一、流体压强与流速的关系 典例解析 【解析】在流体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。船向前航行的过程中，如果两艘船靠得很近并排行驶时，两船内侧水的流速大于两船外侧水的流速，造成两船内侧水的压强小于外侧水的压强，两船将会相撞。 打开自来水龙头，使自来水流过如图（b）所示的玻璃管，在相等的时间内通过粗管和细管的流量相同，通过粗管A、C的流速小，压强大，通过细管B的流速大，压强小。 题型一、流体压强与流速的关系 典例解析 【例题2】飞机在空中飞行时都有一定的迎角（机翼轴线与水平气流的夹角），飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关？为了研究这一问题，小明同学利用电风扇、升力测力计及飞机模型，按图甲方式进行如下实验： 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，重复5次实验并计算升力的平均值； ②改变迎角的大小，使其分别为5°、10°、15°、20°，重复步骤①； 题型一、流体压强与流速的关系 典例解析 ③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙所示。 （1）本实验得出的结论是________________； （2）小明若要进一步“探究飞机的升力与其飞行速度的关系”，则需要控制__________和__________相同； （3）利用现有器材，如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度？____。 改变电风扇的档位来改变风速 机翼升力与迎角有关，随着迎角的增大先变大后变小 机翼形状 迎角 题型一、流体压强与流速的关系 典例解析 【解析】（1）由图乙可知，机翼升力与迎角有关，随着迎角的增大，机翼升力先变大后变小。 （2）若要进一步“探究飞机的升力与其飞行速度的关系”，则由控制变量法可知，应控制机翼的形状和迎角相同，改变飞机的飞行速度。 （3）由现有实验器材可知，可以通过改变电风扇的档位来改变风速，从而模拟飞机不同的飞行速度。 题型一、流体压强与流速的关系 方法技巧 解决流体压强相关问题 （1）明确“因果”，辨别现象：流体流动时，不同的区域流速不同，压强大小不同，流速大的区域压强小，不同的区域之间就会出现压强差。有压强差时，物体的形状或运动状态就会发生改变。这时，流体流动是“因”，压强差是：“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速的关系导致的现象。 （2）利用流体压强与流速的关系解题时，先弄清哪个位置的流体流速大，哪个位置的流体流速小，再找出各处压强的大小的关系，进而分析物体受力情况和可能发生的现象。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $