内容正文:
第9讲 压强
知识点一 压力、压强
压力 由于物体间发生挤压而______作用在接触面上的力,方向指向被压物体
压强 定义 物体所受压力的大小与__________之比叫作压强,用符号______表示
公式 _____;单位:帕斯卡(符号:Pa);1 Pa=___N/m2
改变 当压力一定时,______________减小压强;
当受力面积一定时,__________减小压强
垂直
受力面积
p=
1
增大受力面积
减小压力
p
知识点二 液体压强
产生原因 液体受重力且具有________
测量仪器 压强计:通过U形管中液面的________显示薄膜受到的______大小
计算公式 p=______
液体内部
压强规律 ①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都______;
②液体的压强随深度的增加而______;③在深度相同时,____________越大,压强越大
流动性
高度差
压强
ρgh
相等
增大
液体的密度
知识点三 连通器
定义 上端______、下端______的容器叫作连通器
原理 连通器里装同一种液体且液体______时,各部分的液面保持____
应用 茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等
开口
连通
不流动
相平
知识点四 大气压强
存在 空气向各个方向都有压强,____________实验证明了大气压强的存在
测量 __________实验首先测出了大气压的值,1标准大气压=_____mm水银柱产生的压强=____________Pa
变化 大气压随高度的升高而______,在海拔3 000 m以内,每升高10 m, 大气压约减小_____Pa
马德堡半球
托里拆利
760
1.013×105
减小
100
知识点五 流体压强与流速的关系
定义 具有流动性的液体和气体统称为流体
升力 机翼上方气流的速度较____,对机翼上表面的压强较____;机翼下方气流的速度较____,对机翼下表面的压强较____。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有________,产生升力
大
小
小
大
压力差
考点一 压力、压强
【例1】如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止。下列说法正确的是( )
A.两手指对铅笔的压力是相互作用力
B.两手指对铅笔的压力和铅笔的重力大小相等
C.右边手指受到的压力大于左边手指受到的压力
D.左边手指受到的压强小于右边手指受到的压强
D
【例2】如图所示,图钉尖的面积是10-7 m2, 图钉帽的面积是10-4 m2, 松木能承受的最大压强是5×106 Pa。下列说法正确的是( )
A.手指至少要用0.5 N 的力,图钉尖才能进入松木
B.手指至少要用500 N 的力,图钉尖才能进入松木
C.手指只需用0.5 N 的力,就可将图钉帽按压至与
松木表面紧贴
D.手指只需用500 N 的力,就可将图钉帽按压至与松木表面紧贴
A
考点二 液体压强
【例3】(2025江岸区期中)如图所示,小明研究液体内部的
压强时,将探头放入水中的某一深度处,记下U形管中两液
面的高度差h(U形管中液体是水)。下列说法正确的是( )
A.保持探头在水中位置不变,改变探头方向,h不变
B.保持探头在水中位置不变,向烧杯中加入适量的水,h不变
C.保持探头在水中位置不变,把U形管中的水换成密度较大的盐水,h不变
D.把烧杯中的水换成密度较小的酒精,探头深度不变,h增大
A
【例4】如图,在水平桌面上,质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力F甲、F乙、F丙的大小关系是____________________,三个容器对桌面的压强p甲、p乙、p丙的大小关系是_______________。
F甲 >F丙 >F乙
p甲=p乙=p丙
考点三 连通器
【例5】下图中,利用连通器原理来实现功能的是( )
①茶壶的壶嘴与壶身 ②压强计的U形管
③排水管的U形反水弯 ④地漏存水杯
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
B
考点四 大气压强
【例6】下列现象不能说明大气压强存在的是( )
A.用吸管喝饮料 B.水“悬空”在塑料管中
C.连通器液面相平 D.吸盘被压在光滑墙壁上
C
【例7】如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外
液面高度差一定变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
A
考点五 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机
【例8】(2025东湖高新区期中)某物理小组在跨学科实践
活动中制作的简易活塞式抽水机如图所示,该抽水机底
部通过橡皮管浸入水中。下列说法错误的是( )
A.该抽水机在工作前,向活塞上方倒入一些水,增加装置气密性
B.该抽水机能够将水从低处抽到高处是因为大气压的作用
C.向下压连杆,活塞向下运动时,阀门关闭,玻璃球被推开
D.该抽水机理论上提升水的高度可达10.3 m
C
考点六 流体压强与流速的关系
【例9】(2025洪山区期末)如图所示,在高铁站的站台上,画有一条白色安全线。与设置安全线的原理相同的是( )
A.吸盘 B.上凸下平 C.活塞式 D.存水弯
B
的机翼
抽水机
◉基础巩固
1.(2025东西湖区期末)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲:火车轨道下面铺放枕木是通过增大受力面积的方式来减小压力
B.图乙:用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的升高而降低
C.图丙:三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而增大
D.图丁:飞机机翼下方气流的速度较大,对机翼下表面的压强较大
1
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7
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9
C
2.同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个
大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在
某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c 、
d 两处,其中d离塑料瓶远些,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中d是从a孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
B
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9
3.(2025武汉期中)如图甲为纪念老红军谢宝金携带一台68 kg
的发电机完成长征而立的铜像,在长征途中,他双脚站立时,
整个鞋印范围都与地面接触,图乙为鞋底的轮廓,其面积约
为200 cm2,谢宝金体重约为62 kg,下列说法正确的是( )
A.绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重的书包时所受压强的1.36倍
B.背着发电机双脚站立时,谢宝金对地面的压强约为3.25×103 Pa
C.谢宝金对地面的压力和地面对谢宝金的支持力是一对相互作用力
D.谢宝金所受的重力与地面对谢宝金的支持力是一对平衡力
C
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4.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB
B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB
D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
D
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5.小明所在小组用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。
图1 图2
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9
(1)首先他们根据生活经验提出了各种猜想。如图1所示,两个人对雪地的压力是差不多的,但一个陷下去了,另一个却没有,由此猜想压力的作用效果可能与__________有关。
受力面积
(2)接着他们又设计了如图2所示的实验来继续探究。实验中同学们是通过观察________________来比较压力作用效果的。
图2
海绵的凹陷程度
1
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(3)①通过比较图2________,说明压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
②通过比较图2________,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
③下列实例中运用到①中结论的是____(填字母)。
A.铁轨铺在枕木上
B.汽车不能超载
C.菜刀钝了要磨一磨
图2
甲、乙
甲、丙
C
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(4)小组中的一位同学在对比图2甲、丁时,得出了压力作用的效果与压力大小无关的结论,请你指出他在分析时的错误:__________________
_____。
图2
没有控制受力面积
相同
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6.(2025东湖高新区期末)在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,实验装置如图1所示。
图1 图2 图3
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(1)图1甲压强计是通过观察U形管中________________来显示橡皮膜所受压强的大小。
(2)根据图1________两图所示现象可以知道拦河大坝设计成上窄下宽的原因。
图1
两侧液面高度差
乙、丙
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(3)如图1丙、丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,可知在液体内部同一深度,向各个方向的压强都______。
图1
相等
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9
(4)了解了液体压强特点后,某同学取①②③三根相同的玻璃管,两端开口,底部用相同的橡皮膜封闭,橡皮膜的绷紧程度也相同。在其中倒入三种不同的液体,三根玻璃管底部橡皮膜形变程度如图2所示,其中液体密度最大的是____(填序号)。
图2
③
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9
(5)某同学用如图3所示的装置测量未知液体的密度。左侧加入适量的水,水的密度为ρ水,右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:①右侧待测液体到容器底的深度h1;②左侧水到容器底的深度h2;③橡皮膜中心到容器底的深度h3。则待测液体密度ρ液=
___________ (用字母表示)。
图3
ρ水
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◉能力提升
7.将一底面积为200 cm2 的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积为50 cm2、高为20 cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25 cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h 的关系图像如图乙所示(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg), 则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.64×103 kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量是4 200 g
D
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8.(2025湖北中考)小凯对图甲中新闻报道画线的内容产生了好奇,通过实验研究液体内部的压强。
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(1)用液体压强传感器测量盐水内部压强的大小,画出图乙中盐水内部压强随深度变化的图线,盐水内部压强随深度增大而______;用酒精重复上述实验,画出图乙中酒精内部压强随深度变化的图线。比较两条图线,深度相同时,盐水的压强比酒精____;液体的密度越大,内部压强与深度的比值越____。
增大
大
大
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(2)由盐水的图线可推知一万米深处海水产生的压强约为________Pa,对大拇指盖的压力约为________N。
1×108
1×104
1
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3
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9
9.(2025东湖高新区期中)2025年3月,雪龙3号破冰船
(如图)成功完成北极东北航道的首次航行任务,开辟
出从北极直达欧洲的黄金航线。雪龙3号是我国自主
专利技术打造的极地科考船,具备多种破冰方式:
冲撞破冰,以一定速度撞击冰层,利用船头特殊结构破碎冰面;连续破冰,利用独特的头部造型和强大的推力爬上冰面,凭借自身重量将冰层压碎,在船身自重不足时,可以向船身压水舱注水增加船重。已知雪龙3号空载时自身质量为1.43×104 t。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
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(1)雪龙3号“首柱削尖”这样的构造是通过_________________________
_______的方式增大压强,破冰船靠螺旋桨将水向____(选填“前”或“后”)推出,获得向前的动力。
在压力一定时,减小受力
面积
后
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9
(2)当破冰船在海水中航行时,船底在海水中深度为9 m,船底受到的海水压强是多少?
解:船底受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×9 m=9×104 Pa。
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(3)若2 m厚的冰层能够承受的最大压强是6.0×105 Pa,
假设某次破除前方冰层时需要整个船都压在2 m厚的水
平冰面上,爬上冰面破冰时船体与冰面的接触面积约为
250 m2,则至少还要向压水舱注入多少立方米的海水才能将冰层压碎?
解:雪龙3号空载时的重力:
G=mg=1.43×104×103 kg×10 N/kg=1.43×108 N,
冰面能够承受的最大压力:
F大=p大S=6.0×105 Pa×250 m2=1.5×108 N,
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需要注入海水的重力:
G 海水=F大-G=1.5×108 N-1.43×108 N=7×106 N,
还需注入海水的体积:
V海水===700 m3。
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微专题 压强实验
1.如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
D
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2.(2025黄石期中)如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,下列说法不正确的是( )
A.玻璃管稍稍倾斜会使得管内水银柱变长
B.该实验仅证明了大气压的存在
C.玻璃管倾斜到一定角度,管内有可能会充满水银
D.标准大气压可支持760 mm高的水银柱
B
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3.(2025青山区期末)在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。
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(1)当把如图甲的装置从楼下拿到楼上时,发现玻璃管内液面______。
(2)取一根吸管,靠近玻璃管口,如图乙所示,通过吸管向左吹气,发现玻璃管内液面上升,这说明__________________________。
升高
流速越大的地方,压强越小
1
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6
(3)将瓶内灌满水,塞紧塞子,如图丙所示,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升,这说明______________________。
力可以使物体发生形变
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6
4.在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
第4题图
(1)实验中通过观察海绵的__________来比较压力作用效果。
凹陷程度
1
2
3
4
5
6
(2)由________两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系。
(3)对比乙、丙两图可以得出结论:当压力一定时,__________越小,压力作用效果越明显。
第4题图
甲、乙
受力面积
1
2
3
4
5
6
(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是 __________________
_________。
第4题图
错误
比较时没有控制受力
面积相同
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5
6
5.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。
第5题图
1
2
3
4
5
6
(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____。
第5题图
大
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2
3
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5
6
(2)若将C、D 两种不同的液体分别倒入容器左右两边,如图丁所示。若测得D液体中橡皮膜中心的深度为4 cm,测得C液体中橡皮膜中心的深度为5 cm,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。已知D液体为水,则C液体密度ρ液=__________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
第5题图
0.8×103
1
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3
4
5
6
6.某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
1
2
3
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5
6
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是____(填字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
C
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的________来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图中________两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是__________法,依据得出的结论,拦河大坝要做成__________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
高度差
乙、丙
控制变量
上窄下宽
1
2
3
4
5
6
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为_____Pa。(ρ红墨水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
800
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5
6
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