内容正文:
第九章《压强》竞赛专项讲义
一、课标核心要点(教材核心知识,竞赛基础)
本部分严格依据初中物理课程标准,梳理教材核心知识点,是竞赛备考的基础,所有竞赛考点均围绕本部分内容深化拓展,要求学生熟练掌握、灵活运用,为竞赛拔高奠定坚实基础。
(一)压强的基本概念
1.压强的定义:物体所受压力的大小与受力面积的比值叫做压强,用符号p表⽰。压强是表⽰压力作用效果的物理量,压力的作用效果越明显,压强越大。
2.核心理解:①压强的大小与压力大小和受力面积大小都有关,不能单独通过其中一个量判断压强大小;②压力是产生压强的原因,没有压力就没有压强,但压力越大,压强不一定越大(还与受力面积有关);③压强是描述“压力作用效果”的物理量,与压力的“⼤⼩”有区别(如手指压铅笔两端,压力相同但压强不同)。
3.压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号为Pa。1Pa=1N/m²,物理意义:1平方米的面积上受到的压力是1牛顿(竞赛中常考查单位换算及物理意义的理解)。
4.压强的公式:p(p为压强,单位Pa;F为压力,单位N;S为受力面积,单位m²)。
关键补充:①公式中,S是“受力面积”,即物体间相互接触并发生挤压的面积,不是物体的总面积(如桌子放在地面上,受力面积是桌子与地面接触的面积);②计算时,需统一单位:F用N,S用m²,否则需进行单位换算(如cm²换算为m²,需除以10000);③该公式适用于固体、液体、气体压强的计算(液体、气体压强有专属公式,但通用公式仍可适用)。
(二)固体压强
1.固体压力的特点:放在水平面上的固体,对水平面的压力大小等于物体的重力(F=G=mg);若固体放在斜面上,对斜面的压力大小小于物体的重力。
2.固体压强的计算:直接运用通用公式p,关键是准确判断“压力F”和“受力面积S”。
3.改变固体压强的方法:①增大压强:增大压力(如用力压图钉)、减小受力面积(如刀刃磨得很薄);②减小压强:减小压力、增大受力面积(如滑雪板做得宽大、坦克装有履带)。
4.特殊固体压强:均匀柱体(如正方体、长方体、圆柱体)对水平面的压强,可推导公式p=ρgh(ρ为固体密度,h为柱体高度),竞赛中可用于快速判断压强大小(无需计算具体数值)。
(三)液体压强
1.液体压强的产生原因:液体具有重力(对容器底部产生压强)和流动性(对容器侧壁产生压强),因此液体内部向各个方向都有压强。
2.液体压强的特点(竞赛基础实验,必掌握):①液体内部向各个方向都有压强;②在同一深度,液体向各个方向的压强相等;③液体的压强随深度的增加而增大;④不同液体的压强与液体的密度有关,在同一深度,液体密度越大,压强越大。
3.液体压强的公式:p=ρgh(p为液体压强,单位Pa;ρ为液体密度,单位kg/m³;g为重力加速度,通常取9.8N/kg或10N/kg;h为液体深度,单位m)。
关键补充:①公式中,h是“液体深度”,即液面到液体中某点的竖直距离,不是物体的高度,也不是液体的总深度(如容器倾斜时,深度仍按竖直方向计算);②该公式仅适用于液体压强,不能直接用于固体压强计算;③液体压强与液体的质量、体积、容器形状无关,只与液体密度和深度有关(竞赛高频易错点)。
4.液体压强的应用:连通器(U形管、水壶、涵洞、船闸),原理:连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中的液面保持相平(竞赛中常考查连通器的应用及液面变化分析)。
(四)大气压强
1.大气压强的定义:大气对浸在它里面的物体产生的压强,叫做大气压强,简称大气压或气压。
2.大气压强的存在证据(竞赛基础,必记):马德堡半球实验(证明大气压的存在且很大)、托里拆利实验(测出标准大气压的数值)、吸盘挂钩、吸管喝饮料、钢笔吸墨水等。
3.标准大气压:托里拆利实验测得,1标准大气压=760mm水银柱产生的压强=1.013×10s Pa(竞赛中可近似取1×10s Pa,需按题目要求取值)。
4.大气压强的变化:①大气压随高度的增加而减小(海拔越高,大气压越小);②大气压随天气、季节变化(晴天大气压略高于阴天,冬季略高于夏季);③液体沸点随大气压的增大而升高,随大气压的减小而降低(如高压锅利用增大锅内气压,提高水的沸点)。
5.大气压强的应用:高压锅、吸盘挂钩、离心怯水泵、喷雾器等,竞赛中常考查应用原理的分析。
二、竞赛深化拓展(核心难点,竞赛考查,涉及高中简单知识)
本部分是竞赛的核心拔高内容,聚焦竞赛高频难点,在教材基础上深化,适度融入高中力学入门知识,打破教材局限,培养学生的竞赛思维和知识迁移能力,覆盖竞赛80%以上的高频考点。
(一)固体压强的竞赛拓展(核心难点)
1.固体压强的复杂计算:①叠加固体的压强计算(竞赛高频):多个固体叠加在水平面上,总压力等于各固体重力之和,受力面积为最下方固体与水平面的接触面积,再运用p计算;若叠加后固体有倾斜或受力面积变化,需先判断压力和受力面积的变化,再计算压强。②切割固体的压强变化(竞赛必考):对均匀柱体进行水平切割或竖直切割,分析压强的变化规律(水平切割:高度减小,压强减小;竖直切割:受力面积减小,压力也减小,压强不变),可结合推导公式p=ρgh快速判断。
2.固体压强的比较技巧:竞赛中常考查“不同固体对水平面的压强比较”,分两种情况:①压力相同:受力面积越小,压强越大;②受力面积相同:压力越大,压强越大;③均匀柱体:可通过p=ρgh,比较密度和高度,快速判断压强大小(无需计算具体数值)。
3.高中衔接:初步接触“固体压强的极值问题”,如给定固体的质量和密度,求最小压强(需增大受力面积,使固体以最大接触面积放置),为高中压强的综合计算铺垫。
(二)液体压强的竞赛拓展(必考)
1.液体压强的深度辨析:竞赛中常考查“复杂容器中液体深度的判断”,如不规则容器(上宽下窄、上窄下宽)、倾斜容器、连通器中液面不平时的深度计算,核心是明确“深度是液面到该点的竖直距离”,与容器形状、倾斜角度无关。
2.液体压强的定量计算拓展:①不同液体混合后的压强计算(竞赛中档题):先计算混合液体的总质量和总体积,求出混合液体的密度,再运用p=ρgh计算压强;②液体对容器底部的压力计算(竞赛高频):当容器为柱形容器时,液体对底部的压力等于液体的重力(F=G液);当容器为不规则容器(上宽下窄、上窄下宽)时,液体对底部的压力不等于液体的重力(上宽下窄:F<G_{液};上窄下宽:F>G_{液}),需先通过p=ρgh计算压强,再用F=pS计算压力。
3.连通器的竞赛拓展:①连通器中装入不同液体的液面分析(竞赛难点):当连通器中装入两种密度不同的液体,静止时,液面高度与液体密度成反比(ρ1 h1=ρ2 h2),可用于判断液面的高低;②连通器的动态分析:当向连通器中加入液体或移动容器时,分析液面的变化趋势,核心是利用“同种液体静止时液面相平”的原理。
4.高中衔接:初步接触“液体压强的微观解释”,知道液体压强是由液体分子的无规则运动撞击容器壁产生的,理解压强公式p=ρgh的推导过程(从压力与受力面积的关系推导),为高中液体压强的深入学习铺垫。
(三)大气压强的竞赛拓展(高频考点)
1.托里拆利实验的拓展分析(竞赛实验题高频):①实验误差分析:如玻璃管倾斜、玻璃管内混入空气、玻璃管粗细不同对实验结果的影响(玻璃管倾斜不影响水银柱高度,混入空气会使水银柱高度减小,粗细不影响);②实验场景变化:如将实验装置移到高山上,水银柱高度会减小(大气压随高度减小);移到月球上,实验无法进行(月球上没有大气)。
2.大气压强的综合应用:①吸盘挂钩的受力分析(竞赛难点):吸盘能吸附在墙壁上,是因为大气压力大于或等于吸盘受到的拉力(或重力),可通过p计算大气压力的大小;②吸管喝饮料的深度限制:根据标准大气压,最多能喝到约10m深的水(由p=ρgh推导),竞赛中常考查该推导过程;③高压锅的压强计算:结合水的沸点与大气压的关系,计算高压锅内的最大气压。
3.大气压强与液体压强的综合计算(竞赛压轴题高频):将大气压强与液体压强结合,分析液面变化、压力大小,如U形管中液面高度差与大气压强的关系,需结合p大气+ρgh1=p液+ρgh2进行计算。
4.高中衔接:初步了解“大气压强的变化规律”,知道大气压随高度变化的定量关系(海拔每升高100m,大气压约减小10Pa),了解“流体压强与流速的关系”(入门),为高中流体力学铺垫。
(四)压强与其他知识点的综合拓展(竞赛压轴题)
1.压强与重力、二力平衡的综合:如物体静止在水平面上,结合二力平衡判断压力大小,再计算压强;斜面上的物体,结合受力分析判断对斜面的压力,进而计算压强。
2.压强与浮力的综合(衔接后续章节,竞赛高频):如浸在液体中的物体,受到浮力和重力的作用,同时对液体产生压力,可结合浮力公式和压强公式,计算物体对容器底部的压力和压强。
3.生活中的压强情景拓展:竞赛中常结合滑雪、坦克、潜水艇、高压锅、吸盘挂钩等生活场景,考查压强的计算、压强的改变方法、压强的应用原理,核心是抽象出物理模型,运用所学知识分析现象、解决问题(如潜水艇下潜时,深度增加,液体压强增大,需增厚外壳承受压强)。
三、易错考点精编
本部分聚焦本章竞赛中高频易错点,结合学生常见错误,分类整理,标注错误原因和纠正方法,衔接前两章易错点,帮助学生规避误区,精准突破易错点,减少竞赛中的失分。
(一)概念类易错点
1.易错点1:误认为“压力越大,压强一定越大”
错误原因:对压强的影响因素理解不完整,忽略“受力面积”的影响,混淆“压力”与“压强”的概念。
纠正:压强的大小由压力大小和受力面积大小共同决定,压力越大,若受力面积也越大,压强可能不变或减小;只有在受力面积相同时,压力越大,压强才越大。
2.易错点2:混淆“受力面积”与“物体总面积”
错误原因:不明确“受力面积”的定义,将物体的总面积当作受力面积进行计算。
纠正:受力面积是物体间相互接触、发生挤压的面积,不是物体的总面积(如桌子放在地面上,受力面积是桌子与地面接触的面积,不是桌子的桌面面积)。
3.易错点3:误认为“液体压强与液体的质量、体积、容器形状有关”
错误原因:对液体压强的特点理解不透彻,受生活经验误导(如认为液体越多,压强越大)。
纠正:液体压强只与液体的密度和深度有关,与液体的质量、体积、容器形状无关(如两个形状不同、体积不同的容器,装入同种液体,深度相同,压强相同)。
4.易错点4:混淆液体“深度”与“高度”
错误原因:不理解“深度”的定义,将液体的“高度”当作“深度”代入公式计算。
纠正:液体深度是指液面到液体中某点的竖直距离,是“竖直向下”的距离;而高度是物体的竖直长度,不一定是液面到该点的距离(如容器倾斜时,液体高度不变,但深度会变化)。
5.易错点5:误认为“大气压强处处相等”
错误原因:对大气压强的变化规律理解不足,忽略高度、天气对大气压强的影响。
纠正:大气压强随高度的增加而减小,随天气、季节变化,不同位置的大气压强不一定相等(如高山上的大气压小于海平面的大气压)。
6.易错点6:误认为“托里拆利实验中,水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜程度有关”
错误原因:对托里拆利实验的原理理解不透彻,混淆“水银柱高度”与“水银柱长度”。
纠正:托里拆利实验中,水银柱的高度(液面到水银面的竖直距离)只与大气压强有关,与玻璃管的粗细、倾斜程度无关;玻璃管倾斜时,水银柱长度变长,但高度不变。
(二)实验类易错点
1.易错点1:探究“影响固体压强作用效果的因素”实验中,未控制变量
错误原因:不理解控制变量法的应用,同时改变压力大小和受力面积,无法判断单一因素对压强的影响。
纠正:实验中需控制变量:①探究压力的影响时,保持受力面积不变,改变压力大小;②探究受力面积的影响时,保持压力大小不变,改变受力面积。
2.易错点2:探究“液体压强的特点”实验中,U形管压强计的使用错误
错误原因:不熟悉U形管压强计的使用方法,忽略“调零”或“橡皮膜漏气”的问题。
纠正:实验前需将U形管压强计调零(使两侧液面相平);若橡皮膜漏气,会导致U形管液面无高度差,需检查并更换橡皮膜。
3.易错点3:托里拆利实验中,玻璃管内混入空气,导致测量结果偏大
错误原因:不理解空气对实验结果的影响,忽略玻璃管内空气的作用。
纠正:托里拆利实验中,玻璃管内必须装满水银,排出所有空气;若混入空气,空气会对水银柱产生向下的压力,导致水银柱高度减小,测量的大气压值偏小。
(三)计算类易错点
1.易错点1:计算压强时,单位不统一(如受力面积用cm²,未换算为m²)
错误原因:不注意公式中各物理量的单位要求,忽略单位换算,导致计算结果错误。
纠正:计算压强时,严格统一单位:压力F用N,受力面积S用m²(1m²=10000cm²),液体密度ρ⽤kg/m³,深度h用m,确保公式中单位对应。
2.易错点2:计算液体对容器底部的压力时,直接用F=G液,忽略容器形状
错误原因:对液体压力的计算规律理解不完整,误认为所有容器中,液体对底部的压力都等于液体的重力。
纠正:只有柱形容器(正方体、长方体、圆柱体)中,液体对底部的压力等于液体的重力;不规则容器(上宽下窄、上窄下宽)中,需先通过p=ρgh计算压强,再用F=pS计算压力,不能直接用F=G液。
3.易错点3:切割均匀柱体后,错误判断压强的变化
错误原因:对均匀柱体压强的推导公式p=ρgh理解不透彻,不会结合切割情况分析压强变化。
纠正:均匀柱体对水平面的压强p=ρgh,水平切割时,高度h减小,压强减小;竖直切割时,密度ρ和高度h不变,压强不变(压力和受力面积同时减小,比值不变)。
4.易错点4:综合计算中,忽略大气压强的影响
错误原因:对大气压强的应用理解不足,在涉及液体压强与大气压强综合的题目中,遗漏大气压强的作用。
纠正:当题目涉及“液面高度差”“吸盘挂钩”“吸管喝饮料”等场景时,需考虑大气压强的影响,结合大气压强与液体压强的关系进行计算。
四、备考指导
本部分针对本章竞赛备考,从“基础巩固、难点突破、思维培养、应试技巧”四个方面,为教师辅导和学生备考提供具体、可操作的策略,衔接前两章备考思路,助力高效备战竞赛,同时培养学生的物理核心素养。
(一)基础巩固策略(夯实竞赛根基)
1.吃透教材,熟练掌握课标核心要点:教材是竞赛的基础,所有竞赛拓展都源于教材,要求学生逐字逐句理解压强的定义、公式、固体和液体压强的特点、大气压强的存在及应用,熟记核心公式(
pp=ρgh),能准确区分易混淆概念(如压力与压强、深度与高度)。
2.基础题型过关:针对课标核心要点,精做基础题(教材课后习题、基础竞赛题),重点训练“压强概念辨析”“基础压强计算”“压强改变方法”“大气压强的应用”,确保基础题不丢分,为拔高题奠定基础。
3.建立知识体系:引导学生梳理本章知识脉络,构建“压强的概念→固体压强→液体压强→大气压强→压强的应用”的知识框架,明确各知识点之间的联系(如固体、液体、气体压强的计算公式及适用场景),避免知识碎片化。
(二)难点突破策略(突破竞赛瓶颈)
1.聚焦核心难点,专项突破:针对本章竞赛难点(固体叠加与切割的压强计算、液体压强的深度辨析、液体对容器底部的压力计算、大气压强的实验拓展、压强与其他知识点的综合),分类进行专项训练,每类难点搭配“例题精讲+变式训练”,总结解题规律(如均匀柱体切割的压强变化规律、液体压力的计算步骤)。
2.融入高中衔接知识,提升思维:结合本章竞赛考点,适度讲解高中入门知识(如液体压强的微观解释、大气压强与高度的定量关系、流体压强与流速的关系入门),不深入计算,重点帮助学生理解概念,打破思维局限,应对竞赛中的拔高题。
3.错题整理,精准纠错:要求学生建立错题本,分类整理本章易错点、错题,标注错误原因和纠正方法,定期复盘,同时结合前两章的错题,强化知识的连贯性,避免重复犯错;教师可针对学生共性错题,进行集中讲解,强化巩固。
(三)思维培养策略(适配竞赛要求)
1.培养压强分析能力:压强分析是本章竞赛的核心能力,引导学生掌握“先判断研究对象→再分析压力/液体密度和深度→最后选择合适的公式计算”的分析步骤,能从复杂情景中抽象出物理模型(如将不规则固体抽象为均匀柱体,将复杂容器抽象为柱形容器)。
2.培养逻辑推理能力:针对竞赛题,引导学生学会“分步分析、逻辑推导”,如切割固体时,先判断切割方式(水平/竖直),再结合公式推导压强变化;液体压力计算时,先判断容器形状,再选择合适的计算方法。
3.培养知识迁移能力:结合生活实例、实验情景,引导学生将所学知识迁移应用,如通过高压锅、吸盘挂钩等场景,分析大气压强的应用;通过刀刃、滑雪板等场景,分析固体压强的改变方法;通过连通器的应用,迁移到液面变化的分析。
(四)应试技巧策略(提升竞赛得分率)
1.审题技巧:竞赛题往往情景复杂、设问巧妙,要求学生审题时圈画关键信息(如“水平面上”“同种液体”“深度相同”“g=10N/kg”),明确题目考查的知识点(固体/液体/大气压强),避免因审题失误丢分(如混淆“深度”与“高度”)。
2.计算题技巧:计算时先明确公式(区分p和p=ρgh的适用场景),统一单位,步骤清晰,标注公式、数值、单位,避免计算失误;针对复杂计算题(如压强与浮力综合),分步解题,每一步都体现逻辑推导过程,即使最后结果错误,也能获得步骤分。
3.实验题技巧:掌握核心实验(探究固体压强的影响因素、探究液体压强的特点、托里拆利实验)的步骤、现象、结论和误差分析,明确控制变量法、转换法的应用;答题时,规范表述实验步骤,结合实验现象推导实验结论,避免遗漏关键要点。
4.时间分配技巧:竞赛时,合理分配时间,先完成基础题、中档题,再攻克拔高题(如压强综合计算),避免在难题上浪费过多时间;基础题确保正确率,拔高题尽量写出解题思路,争取步骤分。
五、竞赛真题体验
1.(2007九年级·上海·竞赛)大气压强为p0,球形马德堡半球的半径是R,球体表面积,要把这个抽成真空的马德堡半球拉开,拉力至少是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】大气压作用的垂直截面积就是沿着球的最大直径的截面的面积
由得,要把这个抽成真空的马德堡半球拉开,拉力至少是
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2007九年级·上海·竞赛)在一根左端封闭、右端开口的U形细玻璃管内注入水银并充满左端,两端水银面的高度差为20厘米,如图所示。若用拇指将开口端堵住,并将U形管的开口向下、松开拇指后,管内两侧水银面的位置应是图中的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】U形管封闭端充满水银,没有空气;U形管倒置后,开口端水银柱高为20cm,小于大气压所支持的76cm高水银柱,水银柱在大气压力作用下,保持静止不动,整个U形管中水银分布不变,所以将U形管倒过来后,管内两侧水银面的位置应是图中的D,故D符合题意,A、B、C不符合题意。
故选D。
3.(2007九年级·上海·竞赛)将质量之比为1:3,密度之比为2:1的甲、乙两种液体分别倒入两个相同的圆柱形容器中,甲、乙两液柱高度之比和对容器底的压强之比分别为( )
A.1:3,2:3 B.2:1,1:3 C.1:6,1:3 D.1:6,1:1
【答案】C
【详解】两种液体的体积之比为
设容器的底面积为S,液柱高度之比为
液体对容器底的压强之比为
故选C。
4.(2020八年级下·广东·竞赛)阅读短文,回答问题:
随着人们生活水平的不断提高,各种轿车已经走进我们的家庭。轿车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)如图甲所示是小丽家新买的轿车,总质量1.2×103kg,车轮与地面总接触面积8×10﹣3m2,则轿车停放在车库时,车对地面的压强为___________Pa;
(2)交通法规规定轿车行驶时不能追尾。如两辆同向行驶的轿车发生“追尾”。轿车B刹车后由于___________仍撞到轿车A;观察轿车A的尾部(如图乙),说明力能够改变物体的___________;此时对轿车A中的司机起保护作用的是___________(安全气囊/汽车头枕)。
(3)轿车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离。通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
速度/(m•s﹣1)
2
3
4
5
6
制动距离/m
0.5
1.13
2.00
3.13
4.50
请在图丙中描点作出s﹣v2图像___________,写出s和v的定量关系式s=___________,当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是___________m。
【答案】 1.5×106 惯性 形状 汽车头枕 0.125m﹣¹s2×v2 8
【详解】(1)[1]根据图甲可知,轿车对地面的压力为轿车的重力,轿车对地面的压力为
车对地面的压强为
(2)[2] 如图乙两辆同向行驶的轿车发生“追尾”是轿车B刹车后由于惯性仍向前行驶撞到轿车A;
[3]A轿车尾部已变形,说明力能够改变物体的形状;
[4] 此时对轿车A由于受到B轿车的撞击会向前加速运动,由于惯性司机会向后运动,所以对司机起保护作用的是汽车头枕。
(3)[5]根据表中数据描点作出s﹣v2图像如图
[6]根据图象可得s和v和定量关系式
[7]当轿车速度为8m/s时对应的制动距离
5.(2024九年级上·河南安阳·竞赛)2024年11月8日上午,珠海国际航展中心的上空传来战机破空之声,一架歼-35A从头顶飞过,如图所示。飞机能够在空中飞行,原理在于气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,压强______(选填“大”或“小”)。以座舱为参照物,飞行员是______(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 大 静止
【详解】[1]流体流速越大,流体压强越小,流体流速越小,流体压强越大。飞机能够在空中飞行,原理在于气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,压强大,因而产生向上的升力。
[2]以座舱为参照物,飞行员的相对位置不变,是静止的。
6.(2024九年级下·安徽宣城·竞赛)如图所示,正方体物块A的质量与正方体物块B的质量之比为3:1,底面积之比为2:1,那么物块A对物块B的压强与物块B对桌面的压强之比_______,那么物块A对物块B的压力与物块B对桌面的压力之比_______。
【答案】 3∶4 3∶4
【详解】[1]物块A对物块B的压强可表示为
物块B对桌面的压强可表示为
则
[2]物块A对物块B的压力
物块B对桌面的压力
则
7.(2022九年级下·福建三明·竞赛)图中用手握住一个核桃很难将其捏破;将甲、乙两个核桃放在一起捏,甲破了,乙没破。下列说法正确的是( )
A.乙给甲的力大于甲给乙的力
B.甲、乙接触处可承受的最大压强相同
C.甲、乙接触处,甲受到的压强等于乙受到的压强
D.两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力
【答案】C
【详解】A.两核桃相互挤压时,甲给乙的力与乙给甲的力是一对相互作用力,两个力的大小相等。甲核桃被乙核桃挤破是因为乙核桃比甲核桃硬,故A错误;
BC.两核桃相互挤压时甲给乙的力与乙给甲的力是一对相互作用力,大小相等。而两核桃接触面积相同,由可知,甲受到的压强等于乙受到的压强;甲破了,说明甲可承受的最大压强小于乙可承受的最大压强,故B错误,C正确;
D.两个核桃放在一起容易捏破,它们之间的受力面积远远小于一只核桃与手的受力面积,由可知,受力面积越小,压强越大。所以两只核桃放在一起挤压就能挤破主要是增大了压强。故D错误。
故选C。
8.(2023九年级上·湖南衡阳·竞赛)陆游在《升仙桥遇风雨大至憩小店》中写道:“空江鱼鳖从龙起,平野雷霆拥马来。”前半句写的是江面刮起一阵旋风,将水中的鱼鳖卷入空中。下列现象与此现象原理相同的是( )
A.通过对热气球内的空气加热使热气球升空 B.我国高原地区要用高压锅才能把食物煮熟
C.站台上乘客须站在安全线以外的区域候车 D.墙壁上的吸盘挂钩能够挂一些较重的物品
【答案】C
【详解】江面刮起一阵旋风,将水中的鱼鳖卷入空中,是因为空气流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
A.通过对热气球内的空气加热使热气球升空,球内的空气受热膨胀,使热气球的体积增大,排开空气的体积变大,热气球受到的浮力增大,当浮力大于重力时,热气球开始升空,故A不符合题意;
B.我国高原地区要用高压锅才能把食物煮熟,是因为气压越高,沸点越高,故B不符合题意;
C.站台上乘客须站在安全线以外的区域候车,是由于列车进站时,车附近的空气流速变大,压强变小,小于车外的大气压,若乘客站在安全线内,可能被大气压推入车轨,故C符合题意;
D.墙壁上的吸盘挂钩能够挂一些较重的物品,吸盘在大气压的作用下,紧紧贴在墙壁上,故D不符合题意。
故选C。
9.(2007九年级·上海·竞赛)在图所示的装置中,液柱处于平衡,B1与B2在同一水平线上,液体密度相同,则关于各点压强的说法,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】AB.左右管内空气压强是相同的,故有
故A错误,故B正确;
CD.因为
又
,
得
故CD错误。
故选B。
10.(2022八年级下·广东佛山·竞赛)测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,同学们设计并进行了如下的实验(如图所示)。
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为d;
②将装有适量细沙的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用天平测出这时小桶和沙的总质量为m。
请帮助同学们完成下列问题
(1)将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,其目的是为了___________;
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是___________,此时的受力面积大小是___________,测得大气压数值的表达式是___________(均用字母表示,写出最终的化简结果);
(3)同学们经计算后发现测量值与当地的实际气压有较大的差异,实验中误差产生的主要原因可能是___________ 。(写出一条即可)
【答案】 排出吸盘内的空气 mg 吸盘内空气未排干净
【详解】(1)[1]将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,挤出塑料吸盘内的空气,则吸盘在外界大气压的作用下被紧压在玻璃板上,故目的是为了排出吸盘内的空气。
(2)[2][3][4]吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(桶和细沙的重力)等于大气压对吸盘的压力,即空气对塑料吸盘的压力大小为
F=p大气S=G=mg
此时的受力面积大小为
则大气压为
(3)[5]实验产生的误差主要是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,如挤压吸盘时,吸盘内的空气不可能完全都被排出。故实验中误差产生的主要原因可能是吸盘内空气未排干净。
11.(2022八年级下·广东佛山·竞赛)(1)如图所示,“无叶电风扇”比传统三瓣叶风扇,不仅造型独特美观、消除了对小朋友的安全隐患,吹出的风也是连续不间断的。其原理是利用空气流动造成的气压改变从而形成风,它的底座有台超强电动机,它吸入大量空气,再从环形的内壁缝隙向后喷出,这部分喷射空气因流速大,压强___________,周围空气___________(选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气流动,就形成了风;
(2)跳伞运动员从高空竖直向下跳伞,只考虑人受到的重力和空气阻力,下落时的速度-时间图线如图所示。从第20s到第30s这个过程中,运动员的动能___________,重力势能___________;30s与50s比较,跳伞运动员受到的空气阻力大小___________。(以上三空均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 小 靠近 不变 减小 不变
【详解】(1)[1][2]从环形的内壁缝隙向后喷出的空气流速大,压强小,小于周围空气的气压,在压强差的作用下,周围空气靠近这部分喷射空气流动,就形成了风。
(2)[3]由图得,从第20s到第30s这个过程中,运动员的速度不变,运动员的质量不变,所以运动员的动能不变。
[4]从第20s到第30s这个过程中,运动员的质量不变,高度下降,重力势能减小。
[5]由图得,30s与50s跳伞运动员均做匀速直线运动,跳伞运动员受到的空气阻力与跳伞运动员总重力为平衡力,大小相等,跳伞运动员总重力不变,因此跳伞运动员受到的空气阻力不变。
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第九章《压强》竞赛专项讲义
一、课标核心要点(教材核心知识,竞赛基础)
本部分严格依据初中物理课程标准,梳理教材核心知识点,是竞赛备考的基础,所有竞赛考点均围绕本部分内容深化拓展,要求学生熟练掌握、灵活运用,为竞赛拔高奠定坚实基础。
(一)压强的基本概念
1.压强的定义:物体所受压力的大小与受力面积的比值叫做压强,用符号p表⽰。压强是表⽰压力作用效果的物理量,压力的作用效果越明显,压强越大。
2.核心理解:①压强的大小与压力大小和受力面积大小都有关,不能单独通过其中一个量判断压强大小;②压力是产生压强的原因,没有压力就没有压强,但压力越大,压强不一定越大(还与受力面积有关);③压强是描述“压力作用效果”的物理量,与压力的“⼤⼩”有区别(如手指压铅笔两端,压力相同但压强不同)。
3.压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号为Pa。1Pa=1N/m²,物理意义:1平方米的面积上受到的压力是1牛顿(竞赛中常考查单位换算及物理意义的理解)。
4.压强的公式:p(p为压强,单位Pa;F为压力,单位N;S为受力面积,单位m²)。
关键补充:①公式中,S是“受力面积”,即物体间相互接触并发生挤压的面积,不是物体的总面积(如桌子放在地面上,受力面积是桌子与地面接触的面积);②计算时,需统一单位:F用N,S用m²,否则需进行单位换算(如cm²换算为m²,需除以10000);③该公式适用于固体、液体、气体压强的计算(液体、气体压强有专属公式,但通用公式仍可适用)。
(二)固体压强
1.固体压力的特点:放在水平面上的固体,对水平面的压力大小等于物体的重力(F=G=mg);若固体放在斜面上,对斜面的压力大小小于物体的重力。
2.固体压强的计算:直接运用通用公式p,关键是准确判断“压力F”和“受力面积S”。
3.改变固体压强的方法:①增大压强:增大压力(如用力压图钉)、减小受力面积(如刀刃磨得很薄);②减小压强:减小压力、增大受力面积(如滑雪板做得宽大、坦克装有履带)。
4.特殊固体压强:均匀柱体(如正方体、长方体、圆柱体)对水平面的压强,可推导公式p=ρgh(ρ为固体密度,h为柱体高度),竞赛中可用于快速判断压强大小(无需计算具体数值)。
(三)液体压强
1.液体压强的产生原因:液体具有重力(对容器底部产生压强)和流动性(对容器侧壁产生压强),因此液体内部向各个方向都有压强。
2.液体压强的特点(竞赛基础实验,必掌握):①液体内部向各个方向都有压强;②在同一深度,液体向各个方向的压强相等;③液体的压强随深度的增加而增大;④不同液体的压强与液体的密度有关,在同一深度,液体密度越大,压强越大。
3.液体压强的公式:p=ρgh(p为液体压强,单位Pa;ρ为液体密度,单位kg/m³;g为重力加速度,通常取9.8N/kg或10N/kg;h为液体深度,单位m)。
关键补充:①公式中,h是“液体深度”,即液面到液体中某点的竖直距离,不是物体的高度,也不是液体的总深度(如容器倾斜时,深度仍按竖直方向计算);②该公式仅适用于液体压强,不能直接用于固体压强计算;③液体压强与液体的质量、体积、容器形状无关,只与液体密度和深度有关(竞赛高频易错点)。
4.液体压强的应用:连通器(U形管、水壶、涵洞、船闸),原理:连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中的液面保持相平(竞赛中常考查连通器的应用及液面变化分析)。
(四)大气压强
1.大气压强的定义:大气对浸在它里面的物体产生的压强,叫做大气压强,简称大气压或气压。
2.大气压强的存在证据(竞赛基础,必记):马德堡半球实验(证明大气压的存在且很大)、托里拆利实验(测出标准大气压的数值)、吸盘挂钩、吸管喝饮料、钢笔吸墨水等。
3.标准大气压:托里拆利实验测得,1标准大气压=760mm水银柱产生的压强=1.013×10s Pa(竞赛中可近似取1×10s Pa,需按题目要求取值)。
4.大气压强的变化:①大气压随高度的增加而减小(海拔越高,大气压越小);②大气压随天气、季节变化(晴天大气压略高于阴天,冬季略高于夏季);③液体沸点随大气压的增大而升高,随大气压的减小而降低(如高压锅利用增大锅内气压,提高水的沸点)。
5.大气压强的应用:高压锅、吸盘挂钩、离心怯水泵、喷雾器等,竞赛中常考查应用原理的分析。
二、竞赛深化拓展(核心难点,竞赛考查,涉及高中简单知识)
本部分是竞赛的核心拔高内容,聚焦竞赛高频难点,在教材基础上深化,适度融入高中力学入门知识,打破教材局限,培养学生的竞赛思维和知识迁移能力,覆盖竞赛80%以上的高频考点。
(一)固体压强的竞赛拓展(核心难点)
1.固体压强的复杂计算:①叠加固体的压强计算(竞赛高频):多个固体叠加在水平面上,总压力等于各固体重力之和,受力面积为最下方固体与水平面的接触面积,再运用p计算;若叠加后固体有倾斜或受力面积变化,需先判断压力和受力面积的变化,再计算压强。②切割固体的压强变化(竞赛必考):对均匀柱体进行水平切割或竖直切割,分析压强的变化规律(水平切割:高度减小,压强减小;竖直切割:受力面积减小,压力也减小,压强不变),可结合推导公式p=ρgh快速判断。
2.固体压强的比较技巧:竞赛中常考查“不同固体对水平面的压强比较”,分两种情况:①压力相同:受力面积越小,压强越大;②受力面积相同:压力越大,压强越大;③均匀柱体:可通过p=ρgh,比较密度和高度,快速判断压强大小(无需计算具体数值)。
3.高中衔接:初步接触“固体压强的极值问题”,如给定固体的质量和密度,求最小压强(需增大受力面积,使固体以最大接触面积放置),为高中压强的综合计算铺垫。
(二)液体压强的竞赛拓展(必考)
1.液体压强的深度辨析:竞赛中常考查“复杂容器中液体深度的判断”,如不规则容器(上宽下窄、上窄下宽)、倾斜容器、连通器中液面不平时的深度计算,核心是明确“深度是液面到该点的竖直距离”,与容器形状、倾斜角度无关。
2.液体压强的定量计算拓展:①不同液体混合后的压强计算(竞赛中档题):先计算混合液体的总质量和总体积,求出混合液体的密度,再运用p=ρgh计算压强;②液体对容器底部的压力计算(竞赛高频):当容器为柱形容器时,液体对底部的压力等于液体的重力(F=G液);当容器为不规则容器(上宽下窄、上窄下宽)时,液体对底部的压力不等于液体的重力(上宽下窄:F<G_{液};上窄下宽:F>G_{液}),需先通过p=ρgh计算压强,再用F=pS计算压力。
3.连通器的竞赛拓展:①连通器中装入不同液体的液面分析(竞赛难点):当连通器中装入两种密度不同的液体,静止时,液面高度与液体密度成反比(ρ1 h1=ρ2 h2),可用于判断液面的高低;②连通器的动态分析:当向连通器中加入液体或移动容器时,分析液面的变化趋势,核心是利用“同种液体静止时液面相平”的原理。
4.高中衔接:初步接触“液体压强的微观解释”,知道液体压强是由液体分子的无规则运动撞击容器壁产生的,理解压强公式p=ρgh的推导过程(从压力与受力面积的关系推导),为高中液体压强的深入学习铺垫。
(三)大气压强的竞赛拓展(高频考点)
1.托里拆利实验的拓展分析(竞赛实验题高频):①实验误差分析:如玻璃管倾斜、玻璃管内混入空气、玻璃管粗细不同对实验结果的影响(玻璃管倾斜不影响水银柱高度,混入空气会使水银柱高度减小,粗细不影响);②实验场景变化:如将实验装置移到高山上,水银柱高度会减小(大气压随高度减小);移到月球上,实验无法进行(月球上没有大气)。
2.大气压强的综合应用:①吸盘挂钩的受力分析(竞赛难点):吸盘能吸附在墙壁上,是因为大气压力大于或等于吸盘受到的拉力(或重力),可通过p计算大气压力的大小;②吸管喝饮料的深度限制:根据标准大气压,最多能喝到约10m深的水(由p=ρgh推导),竞赛中常考查该推导过程;③高压锅的压强计算:结合水的沸点与大气压的关系,计算高压锅内的最大气压。
3.大气压强与液体压强的综合计算(竞赛压轴题高频):将大气压强与液体压强结合,分析液面变化、压力大小,如U形管中液面高度差与大气压强的关系,需结合p大气+ρgh1=p液+ρgh2进行计算。
4.高中衔接:初步了解“大气压强的变化规律”,知道大气压随高度变化的定量关系(海拔每升高100m,大气压约减小10Pa),了解“流体压强与流速的关系”(入门),为高中流体力学铺垫。
(四)压强与其他知识点的综合拓展(竞赛压轴题)
1.压强与重力、二力平衡的综合:如物体静止在水平面上,结合二力平衡判断压力大小,再计算压强;斜面上的物体,结合受力分析判断对斜面的压力,进而计算压强。
2.压强与浮力的综合(衔接后续章节,竞赛高频):如浸在液体中的物体,受到浮力和重力的作用,同时对液体产生压力,可结合浮力公式和压强公式,计算物体对容器底部的压力和压强。
3.生活中的压强情景拓展:竞赛中常结合滑雪、坦克、潜水艇、高压锅、吸盘挂钩等生活场景,考查压强的计算、压强的改变方法、压强的应用原理,核心是抽象出物理模型,运用所学知识分析现象、解决问题(如潜水艇下潜时,深度增加,液体压强增大,需增厚外壳承受压强)。
三、易错考点精编
本部分聚焦本章竞赛中高频易错点,结合学生常见错误,分类整理,标注错误原因和纠正方法,衔接前两章易错点,帮助学生规避误区,精准突破易错点,减少竞赛中的失分。
(一)概念类易错点
1.易错点1:误认为“压力越大,压强一定越大”
错误原因:对压强的影响因素理解不完整,忽略“受力面积”的影响,混淆“压力”与“压强”的概念。
纠正:压强的大小由压力大小和受力面积大小共同决定,压力越大,若受力面积也越大,压强可能不变或减小;只有在受力面积相同时,压力越大,压强才越大。
2.易错点2:混淆“受力面积”与“物体总面积”
错误原因:不明确“受力面积”的定义,将物体的总面积当作受力面积进行计算。
纠正:受力面积是物体间相互接触、发生挤压的面积,不是物体的总面积(如桌子放在地面上,受力面积是桌子与地面接触的面积,不是桌子的桌面面积)。
3.易错点3:误认为“液体压强与液体的质量、体积、容器形状有关”
错误原因:对液体压强的特点理解不透彻,受生活经验误导(如认为液体越多,压强越大)。
纠正:液体压强只与液体的密度和深度有关,与液体的质量、体积、容器形状无关(如两个形状不同、体积不同的容器,装入同种液体,深度相同,压强相同)。
4.易错点4:混淆液体“深度”与“高度”
错误原因:不理解“深度”的定义,将液体的“高度”当作“深度”代入公式计算。
纠正:液体深度是指液面到液体中某点的竖直距离,是“竖直向下”的距离;而高度是物体的竖直长度,不一定是液面到该点的距离(如容器倾斜时,液体高度不变,但深度会变化)。
5.易错点5:误认为“大气压强处处相等”
错误原因:对大气压强的变化规律理解不足,忽略高度、天气对大气压强的影响。
纠正:大气压强随高度的增加而减小,随天气、季节变化,不同位置的大气压强不一定相等(如高山上的大气压小于海平面的大气压)。
6.易错点6:误认为“托里拆利实验中,水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜程度有关”
错误原因:对托里拆利实验的原理理解不透彻,混淆“水银柱高度”与“水银柱长度”。
纠正:托里拆利实验中,水银柱的高度(液面到水银面的竖直距离)只与大气压强有关,与玻璃管的粗细、倾斜程度无关;玻璃管倾斜时,水银柱长度变长,但高度不变。
(二)实验类易错点
1.易错点1:探究“影响固体压强作用效果的因素”实验中,未控制变量
错误原因:不理解控制变量法的应用,同时改变压力大小和受力面积,无法判断单一因素对压强的影响。
纠正:实验中需控制变量:①探究压力的影响时,保持受力面积不变,改变压力大小;②探究受力面积的影响时,保持压力大小不变,改变受力面积。
2.易错点2:探究“液体压强的特点”实验中,U形管压强计的使用错误
错误原因:不熟悉U形管压强计的使用方法,忽略“调零”或“橡皮膜漏气”的问题。
纠正:实验前需将U形管压强计调零(使两侧液面相平);若橡皮膜漏气,会导致U形管液面无高度差,需检查并更换橡皮膜。
3.易错点3:托里拆利实验中,玻璃管内混入空气,导致测量结果偏大
错误原因:不理解空气对实验结果的影响,忽略玻璃管内空气的作用。
纠正:托里拆利实验中,玻璃管内必须装满水银,排出所有空气;若混入空气,空气会对水银柱产生向下的压力,导致水银柱高度减小,测量的大气压值偏小。
(三)计算类易错点
1.易错点1:计算压强时,单位不统一(如受力面积用cm²,未换算为m²)
错误原因:不注意公式中各物理量的单位要求,忽略单位换算,导致计算结果错误。
纠正:计算压强时,严格统一单位:压力F用N,受力面积S用m²(1m²=10000cm²),液体密度ρ⽤kg/m³,深度h用m,确保公式中单位对应。
2.易错点2:计算液体对容器底部的压力时,直接用F=G液,忽略容器形状
错误原因:对液体压力的计算规律理解不完整,误认为所有容器中,液体对底部的压力都等于液体的重力。
纠正:只有柱形容器(正方体、长方体、圆柱体)中,液体对底部的压力等于液体的重力;不规则容器(上宽下窄、上窄下宽)中,需先通过p=ρgh计算压强,再用F=pS计算压力,不能直接用F=G液。
3.易错点3:切割均匀柱体后,错误判断压强的变化
错误原因:对均匀柱体压强的推导公式p=ρgh理解不透彻,不会结合切割情况分析压强变化。
纠正:均匀柱体对水平面的压强p=ρgh,水平切割时,高度h减小,压强减小;竖直切割时,密度ρ和高度h不变,压强不变(压力和受力面积同时减小,比值不变)。
4.易错点4:综合计算中,忽略大气压强的影响
错误原因:对大气压强的应用理解不足,在涉及液体压强与大气压强综合的题目中,遗漏大气压强的作用。
纠正:当题目涉及“液面高度差”“吸盘挂钩”“吸管喝饮料”等场景时,需考虑大气压强的影响,结合大气压强与液体压强的关系进行计算。
四、备考指导
本部分针对本章竞赛备考,从“基础巩固、难点突破、思维培养、应试技巧”四个方面,为教师辅导和学生备考提供具体、可操作的策略,衔接前两章备考思路,助力高效备战竞赛,同时培养学生的物理核心素养。
(一)基础巩固策略(夯实竞赛根基)
1.吃透教材,熟练掌握课标核心要点:教材是竞赛的基础,所有竞赛拓展都源于教材,要求学生逐字逐句理解压强的定义、公式、固体和液体压强的特点、大气压强的存在及应用,熟记核心公式(
pp=ρgh),能准确区分易混淆概念(如压力与压强、深度与高度)。
2.基础题型过关:针对课标核心要点,精做基础题(教材课后习题、基础竞赛题),重点训练“压强概念辨析”“基础压强计算”“压强改变方法”“大气压强的应用”,确保基础题不丢分,为拔高题奠定基础。
3.建立知识体系:引导学生梳理本章知识脉络,构建“压强的概念→固体压强→液体压强→大气压强→压强的应用”的知识框架,明确各知识点之间的联系(如固体、液体、气体压强的计算公式及适用场景),避免知识碎片化。
(二)难点突破策略(突破竞赛瓶颈)
1.聚焦核心难点,专项突破:针对本章竞赛难点(固体叠加与切割的压强计算、液体压强的深度辨析、液体对容器底部的压力计算、大气压强的实验拓展、压强与其他知识点的综合),分类进行专项训练,每类难点搭配“例题精讲+变式训练”,总结解题规律(如均匀柱体切割的压强变化规律、液体压力的计算步骤)。
2.融入高中衔接知识,提升思维:结合本章竞赛考点,适度讲解高中入门知识(如液体压强的微观解释、大气压强与高度的定量关系、流体压强与流速的关系入门),不深入计算,重点帮助学生理解概念,打破思维局限,应对竞赛中的拔高题。
3.错题整理,精准纠错:要求学生建立错题本,分类整理本章易错点、错题,标注错误原因和纠正方法,定期复盘,同时结合前两章的错题,强化知识的连贯性,避免重复犯错;教师可针对学生共性错题,进行集中讲解,强化巩固。
(三)思维培养策略(适配竞赛要求)
1.培养压强分析能力:压强分析是本章竞赛的核心能力,引导学生掌握“先判断研究对象→再分析压力/液体密度和深度→最后选择合适的公式计算”的分析步骤,能从复杂情景中抽象出物理模型(如将不规则固体抽象为均匀柱体,将复杂容器抽象为柱形容器)。
2.培养逻辑推理能力:针对竞赛题,引导学生学会“分步分析、逻辑推导”,如切割固体时,先判断切割方式(水平/竖直),再结合公式推导压强变化;液体压力计算时,先判断容器形状,再选择合适的计算方法。
3.培养知识迁移能力:结合生活实例、实验情景,引导学生将所学知识迁移应用,如通过高压锅、吸盘挂钩等场景,分析大气压强的应用;通过刀刃、滑雪板等场景,分析固体压强的改变方法;通过连通器的应用,迁移到液面变化的分析。
(四)应试技巧策略(提升竞赛得分率)
1.审题技巧:竞赛题往往情景复杂、设问巧妙,要求学生审题时圈画关键信息(如“水平面上”“同种液体”“深度相同”“g=10N/kg”),明确题目考查的知识点(固体/液体/大气压强),避免因审题失误丢分(如混淆“深度”与“高度”)。
2.计算题技巧:计算时先明确公式(区分p和p=ρgh的适用场景),统一单位,步骤清晰,标注公式、数值、单位,避免计算失误;针对复杂计算题(如压强与浮力综合),分步解题,每一步都体现逻辑推导过程,即使最后结果错误,也能获得步骤分。
3.实验题技巧:掌握核心实验(探究固体压强的影响因素、探究液体压强的特点、托里拆利实验)的步骤、现象、结论和误差分析,明确控制变量法、转换法的应用;答题时,规范表述实验步骤,结合实验现象推导实验结论,避免遗漏关键要点。
4.时间分配技巧:竞赛时,合理分配时间,先完成基础题、中档题,再攻克拔高题(如压强综合计算),避免在难题上浪费过多时间;基础题确保正确率,拔高题尽量写出解题思路,争取步骤分。
五、竞赛真题体验
1.(2007九年级·上海·竞赛)大气压强为p0,球形马德堡半球的半径是R,球体表面积,要把这个抽成真空的马德堡半球拉开,拉力至少是( )
A. B. C. D.
2.(2007九年级·上海·竞赛)在一根左端封闭、右端开口的U形细玻璃管内注入水银并充满左端,两端水银面的高度差为20厘米,如图所示。若用拇指将开口端堵住,并将U形管的开口向下、松开拇指后,管内两侧水银面的位置应是图中的( )
A. B. C. D.
3.(2007九年级·上海·竞赛)将质量之比为1:3,密度之比为2:1的甲、乙两种液体分别倒入两个相同的圆柱形容器中,甲、乙两液柱高度之比和对容器底的压强之比分别为( )
A.1:3,2:3 B.2:1,1:3 C.1:6,1:3 D.1:6,1:1
4.(2020八年级下·广东·竞赛)阅读短文,回答问题:
随着人们生活水平的不断提高,各种轿车已经走进我们的家庭。轿车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)如图甲所示是小丽家新买的轿车,总质量1.2×103kg,车轮与地面总接触面积8×10﹣3m2,则轿车停放在车库时,车对地面的压强为___________Pa;
(2)交通法规规定轿车行驶时不能追尾。如两辆同向行驶的轿车发生“追尾”。轿车B刹车后由于___________仍撞到轿车A;观察轿车A的尾部(如图乙),说明力能够改变物体的___________;此时对轿车A中的司机起保护作用的是___________(安全气囊/汽车头枕)。
(3)轿车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离。通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
速度/(m•s﹣1)
2
3
4
5
6
制动距离/m
0.5
1.13
2.00
3.13
4.50
请在图丙中描点作出s﹣v2图像___________,写出s和v的定量关系式s=___________,当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是___________m。
5.(2024九年级上·河南安阳·竞赛)2024年11月8日上午,珠海国际航展中心的上空传来战机破空之声,一架歼-35A从头顶飞过,如图所示。飞机能够在空中飞行,原理在于气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,压强______(选填“大”或“小”)。以座舱为参照物,飞行员是______(选填“运动”或“静止”)的。
6.(2024九年级下·安徽宣城·竞赛)如图所示,正方体物块A的质量与正方体物块B的质量之比为3:1,底面积之比为2:1,那么物块A对物块B的压强与物块B对桌面的压强之比_______,那么物块A对物块B的压力与物块B对桌面的压力之比_______。
物块B对桌面的压强可表示为
物块B对桌面的压力
7.(2022九年级下·福建三明·竞赛)图中用手握住一个核桃很难将其捏破;将甲、乙两个核桃放在一起捏,甲破了,乙没破。下列说法正确的是( )
A.乙给甲的力大于甲给乙的力
B.甲、乙接触处可承受的最大压强相同
C.甲、乙接触处,甲受到的压强等于乙受到的压强
D.两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力
8.(2023九年级上·湖南衡阳·竞赛)陆游在《升仙桥遇风雨大至憩小店》中写道:“空江鱼鳖从龙起,平野雷霆拥马来。”前半句写的是江面刮起一阵旋风,将水中的鱼鳖卷入空中。下列现象与此现象原理相同的是( )
A.通过对热气球内的空气加热使热气球升空 B.我国高原地区要用高压锅才能把食物煮熟
C.站台上乘客须站在安全线以外的区域候车 D.墙壁上的吸盘挂钩能够挂一些较重的物品
9.(2007九年级·上海·竞赛)在图所示的装置中,液柱处于平衡,B1与B2在同一水平线上,液体密度相同,则关于各点压强的说法,正确的是( )
A. B. C. D.
10.(2022八年级下·广东佛山·竞赛)测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,同学们设计并进行了如下的实验(如图所示)。
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为d;
②将装有适量细沙的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用天平测出这时小桶和沙的总质量为m。
请帮助同学们完成下列问题
(1)将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,其目的是为了___________;
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是___________,此时的受力面积大小是___________,测得大气压数值的表达式是___________(均用字母表示,写出最终的化简结果);
(3)同学们经计算后发现测量值与当地的实际气压有较大的差异,实验中误差产生的主要原因可能是___________ 。(写出一条即可)
11.(2022八年级下·广东佛山·竞赛)(1)如图所示,“无叶电风扇”比传统三瓣叶风扇,不仅造型独特美观、消除了对小朋友的安全隐患,吹出的风也是连续不间断的。其原理是利用空气流动造成的气压改变从而形成风,它的底座有台超强电动机,它吸入大量空气,再从环形的内壁缝隙向后喷出,这部分喷射空气因流速大,压强___________,周围空气___________(选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气流动,就形成了风;
(2)跳伞运动员从高空竖直向下跳伞,只考虑人受到的重力和空气阻力,下落时的速度-时间图线如图所示。从第20s到第30s这个过程中,运动员的动能___________,重力势能___________;30s与50s比较,跳伞运动员受到的空气阻力大小___________。(以上三空均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
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