内容正文:
PART TWO
第二部分 七年级·下册
压力 液体压强 连通器
考点一 描述压强的概念[a]
知识考点聚焦
1. (1)定义:压力是 作用在物体表面上的力。
(2)方向:压力的方向是垂直于受力面并指向 的物体。
(3)原因:相互 的物体间发生相互 。
(4)效果:压力作用效果的影响因素: 。
垂直
被压
接触
挤压
压力大小与受力面积大小
【提醒】压力大小不一定等于重力。压力和重力是性质不同的两种力。
2. (1)定义:压强是指物体在 上受到的 。
(2)压强是表示压力作用效果的物理量,压力作用的效果越明显,压强就越大。
单位面积
压力
考点二 辨认增大和减小压强的方法[a]
知识考点聚焦
1. 增大压强的方法: 压力、减小 。
2. 减小压强的方法: 压力、增大 。
增大
受力面积
减小
受力面积
考点三 直接应用压强公式或变形公式进行简单计算[b]
知识考点聚焦
1. 公式:计算压强的公式是 。
2. 单位:1 Pa=1 N/m2。
1 m2= cm2= mm2。
注意:在运用压强公式计算时,受力面积和压力要对应,单位要统一。
2.104
106
考点四 感受液体压强的存在[a]
知识考点聚焦
1. 产生原因:由于液体受到 的作用且具有流动性。
2. 特点:液体对容器的 和 都有压强。
重力
侧壁
底部
考点五 知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系[a]
知识考点聚焦
影响因素:液体内部压强跟液体的 和 有关。在同种液体内部,同一深度向各个方向的压强 ,随着深度的增加而 ;在 处,液体的密度越大,压强越大。
考点六 知道流体压强与流速的定性关系[a]
流体压强与流速的关系:流体(液体、气体)流速越大,压强越 ;流速越小,压强越 。
小
大
密度
深度
相等
增大
同一深度
知识考点聚焦
考点七 用流体压强与流速的定性关系解释有关现象[b]
1. 气体和液体称为流体,常见的流体是空气和水。流体流速大,压强小。由于研究对象的不同部位流速不同,会造成压强差,并出现某些现象。
2. 在分析时要找到不同位置的速度大小关系,一般向外凸的地方流速大,横截面积小的地方流速大。
热点考向探究
探究一 压力大小的判断
例1 如图11-1所示,四个完全相同的环形磁铁a、b、c、d套在
图11-1
塑料支架的光滑杆上,静止时磁铁a、b、c悬浮在空中,d压在塑料支架底板上,若每个磁铁受到的重力均为G,则磁铁d对底板的压力是 ( )
A. G B. 2G C. 3G D. 4G
【答案】D
【解析】 a受到两个力的作用,a的重力和b对a的磁力,这两个力是一对平衡力,所以Fab=G;b受到三个力的作用,b的重力和a对b的磁力以及c对b的磁力,b在这三个力作用下平衡,所以Fbc=2G;同理可得出Fdc=3G;对d进行受力分析,d受到重力、c对d的磁力及地板对d的支持力,d在这三个力作用下平衡,根据力的相互性,Fdc=Fcd=3G,所以磁铁d对底板的压力为F=G+Fcd=4G。
热点考向探究
例2 如图11-2所示,在体育中考时,由于很多同学的体重不能达标,所以在测体重时,就分别采取推、拉、提、压等不当的手段来改变体重计的示数。这其中会使体重计的示数变大的是 ( )
图11-2
A
热点考向探究
例3 关于重力、压力和压强的说法正确的是 ( )
A. 水平面上的物体对水平面的压力一定等于重力的大小
B. 压力的方向和大小与重力完全无关
C. 越重的液体产生的压强就越大
D. 液体产生的压强只与液体的密度和深度有关
D
热点考向探究
探究二 固体的压强
例4 如图11-3所示,用两食指同时压铅笔两端,左手指受到的压力为F1,压强为p1,右手指受到的压力为F2,压强为p2,下列说法正确的是 ( )
图11-3
A. F1<F2 B. F1>F2
C. p1<p2 D. p1>p2
C
热点考向探究
例5 如图11-4所示,放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB,下列判断正确的是 ( )
图11-4
A. A的密度一定小于B的密度
B. A的密度可能等于B的密度
C. A的质量一定大于B的质量
D. A的质量可能等于B的质量
【答案】C
【解析】均匀柱状物体对水平地面的压强:p=ρgh,因pA=pB,hA<hB,则ρA>ρB,故A、B两选项不正确;又因pA=pB,SA>SB,则FA>FB,水平地面上物体的压力和自身的重力相等,所以GA>GB,即mA>mB,故C选项正确。
热点考向探究
B
热点考向探究
热点考向探究
热点考向探究
例8 如图11-7所示是小雨同学在做“探究物体对水平地面压强与压力关系”的实验后绘制的p-F关系图像,由图像可得出的结论为: ,这个物体与水平地面的接触面积是 m2。
图11-7
受力面积一定时,压强与压力成正比
0.05
热点考向探究
例9 如图11-8所示是我国“雪龙”号破冰船。该破冰船自身质量约10 000 t,满载时总质量约20 000 t。破冰时,船头的一部分压在冰面上,利用巨大的压强使冰层破裂。若船头压在冰面上的受力面积是10 m2,冰面受到的压力为破冰船满载时总重力的0. 1倍。那么船对冰面的压强是多少?(g取10 N/kg)
图11-8
热点考向探究
探究三 液体的压强
例10 如图11-9所示,圆柱形容器中装有质量相等的水和酒精(ρ水>ρ酒精),这时容器底受到液体的压强为p1;把水和酒精充分混合后(不考虑水和酒精的蒸发),容器底部受到液体的压强为p2。则( )
图11-9
A. p1>p2 B. p1<p2
C. p1=p2 D. 无法确定
C
热点考向探究
例11 小明在学习液体压强时,用压强计做了如图11-10所示的实验,获得的数据如下表。据表中信息判断小明探究的问题是 ( )
图11-10
A. 液体向各个方向压强的大小关系
B. 液体压强与液体深度的关系
C. 液体压强与液体密度的关系
D. 液体压强与气压的关系
序号 液体 深度/cm 橡皮膜方向 压强计液面高度差/cm
1 水 3 朝上 2. 8
2 6 朝上 5. 6
3 9 朝上 8. 4
B
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例12 如图11-11甲所示,该实验装置的名称是 。使用前应检查装置是否漏气。当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边的液面的高度几乎不变,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。图乙和图丙是将该装置的探头放入水中不同深度的情况,比较后得出的结论是:液体内部的压强随深度的增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”);比较图丙和图丁,得出的结论是:液体内部的压强与 有关。
图11-11
压强计
漏气
增大
液体密度
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探究四 流体的压强
例13 为了探究液体压强和流速的关系,我们做了如下实验:如图11-12所示,根据实验现象,你得出的结论是: 。
图11-12
下列四种情形中,哪种情形能够运用上述的实验规律进行解释 ( )
A. 乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉
B. 将氢气球放手后,它会飘向空中
C. 直升机能够停在空中一定高度处
D. 船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
液体的流速越大,压强越小
D
热点考向探究
【解析】乒乓球的急速旋转,带动了空气的旋转,球的上方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相反,空气流速小,而下方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相同,两者叠加,空气流速大,故球的上方空气流速小,压强大,下方空气流速大,压强小,球在压强差的作用下而下沉,但这属于气体流速与压强的关系,不属于液体。氢气球升空是因为氢气球受到了浮力的作用,与流体压强无关,故B不符合题意。直升机的螺旋桨的桨面是斜面,它高速旋转,下表面给空气一个向下的力,物体间力的作用是相互的,空气也给螺旋桨一个向上的力,这个力使直升机停在空中,故C不符合题意。两船并排快速前行,可导致中间水流速度变大,压强变小,水会 压着船向中间靠近,造成事故,所以船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进。
热点考向探究
例14 取一根吸管,在离吸管末端处,剪一水平切口P,从切口处折弯吸管,把吸管放进水里,让切口离水面约2~3 cm,用力吹气,如图11-13所示,发现切口处有水沿水平方向喷出。请你运用科学知识解释此现象形成的原因。
图11-13
往管中吹气,切口P处气体流速增大,压强减小,杯中的水在外界大气压强作用下沿吸管上升到切口P处,然后在气流的作用下,沿水平方向喷出。
热点考向探究
探究五 有关压力作用效果的探究实验
例15 小科同学在探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”时,做了如图11-14甲、乙所示的实验。
图11-14
(1)实验能够得到的结论是: 。
(2)若想继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应再做图 (选填“丙”或“丁”)所示的实验。
在压力大小相同时,受力面积越小(或大),压力的作用效果越明显(或不明显)
丁
热点考向探究
例16 在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了如图11-15乙中(a)(b)所示的两个实验,通过观察图(a)(b)后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力效果不够明显,如图(c)所示。通过对图(a)(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。
图11-15
热点考向探究
请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是根据 来比较压力的作用效果的。
(2)造成前后两个结论不一致的原因是 。
(3)设图(b)中小桌对海绵的压强是pb,图(c)中小桌对木板的压强是pc,则pb (选填“小于”“等于”或“大于”)pc。
(4)比较图(b)和图(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是: 。
接触面的凹陷程度
接触面的软硬程度不同
等于
接触面要容易发生形变
p=
例6 如图11-5所示,把放在水平地面上的均匀正方体,平均分成四块,则每块对地面的压强是原来压强的 ( )
图11-5
A. B. 1倍 C. 4倍 D.
例7 如图11-6所示,密度为ρ、厚度为d、边长为L的均匀正方形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的光滑程度不变,现用水平力向右推薄板使其运动,在推薄板的过程中薄板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A. p、F、f均不变
B. p大小由ρdg增大为ρdg,F不变、f变大
C. F大小由ρL2dg减小为ρL2dg,p不变、f变小
D. p大小由ρdg增大为ρdg,F、f不变
[点拨] 摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,接触面的粗糙程度和压力不变,摩擦力的大小不变。计算压强时要注意受力面积大小的变化。
图11-6
【答案】D
【解析】用水平力向右推薄板使其运动,板的重心仍在桌上,所以压力始终等于重力。因此薄板原来对桌面的压强:p===== =ρdg,薄板后来对桌面的压强:p1== === =ρdg。摩擦力f大小跟压力和接触面的粗糙程度有关,因为压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力f不变。
解:F=0.1G=0.1mg=0.1×2×107 kg×10 N/kg=2×107 N,p===2×106 Pa。
$