课题:固体压强、液体压强、大气压强一、固体的压力和压强:(一)压力:
⑴定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
⑵压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G ⑶固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
F
⑸重力与压力的区别:
F
F
F
F
(二)、研究影响压力作用效果因素_____、________
(三)、压强:
⑴定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。⑵⑶
物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(N)S:米(m)。
2
2
A、使用该公式计算压强时,关键是找出压力(受力面积要注意两物体的接触部分)。
F(一般F=G=mg)和受力面积S
1 / 17
B、特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh
⑷压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约0
4
.5Pa 。成人站立
时对地面的压强约为:1.5×10Pa 。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:1.5×10N
4
(四)、增大和减小压强的方法
(五)、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:
处理时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力
容+G液),后确定压强(一般常用公式
F=G
p= F/S )。
例1:三个质量均为2千克的物体,如图放置,处于平衡状态,试分析它们对接触面的压力和重力的关系?(实物投影,请同学们作出物体对接触面的压力)
例2、海淀区图1中,采用减小受力面积的方法增大压强的事列是()
2 / 17
例3、一头质量为6X10kg的大象,每只脚掌的面积为600cm,它的重力为 N,它四脚着地时对地面的压强为 Pa。若大象抬起一条腿,如图地面的压强 (
10所示,它对
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选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
例4、完全相同的8块橡皮,每块橡皮的长、宽、高为4:2:1。小明同学在
水平桌面上把它们摆放成了如图所示的四种形式,其中对桌面压强相等的是
A.甲与乙 B.甲瑟丁 C.乙与丙 D.丙与丁
例5:汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,促进了
社会经济的发展。汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题:
⑴汽油机是汽车的“心脏”。汽油机工作时
冲程将内能转化为机械能。
⑵)载重汽车都安装了较多的车轮,且轮胎上有凸凹不平的花纹,其目的是
;
⑶据报道因车辆超载损坏公路,每年给我国造成的经济损失高达国家规定,载重车辆的轮胎,对地面的压强应控制在
4
300亿元。
7×10Pa以内。
5
有一辆重2×10N的6轮汽车,如果每个车轮与路面的接触面积为200cm,请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少?10N/kg)
2
(g取
二、液体压强
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1、液体的压强:
(1)液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。(2)测量:压强计
用途:测量液体内部的压强。
(3)液体压强的规律:
①液体对容器底和测壁都有压强,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都相等;③同一液体,液体的压强随深度的增加而增大;④同一深度,液体的压强随液体的密度增加而增大。
(4)压强公式:p=ρgh
液体压强公式p=ρgh说明:A、公式适用的条件为:液体
B、公式中物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m
C、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,
而与液
体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。
(5)
F=G F (6)计算液体对容器底的压力和压强问题: ㈠首先确定压强p=ρgh;㈡其次确定压力F=pS 4 / 17 2、连通器: ⑴定义:上端开口,下部相连通的容器 ⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。 例1.连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示事例中不是利用连通器原理工作的是(A. )B. C. D.三峡船闸 活塞式抽水机 茶壶 锅炉水位计 例2.如图所示,A、B两个内径相同的玻璃管内盛有质量相等的不同种液体,当A管竖直,B管倾斜放置时,B管液面略低于A管液面,则( ) A. A管中液体对管底的压强与B.A管中液体对管底的压强比C.A管中液体对管底的压强比D. 无法判断 B中相等B中大B中小 例3.如图所示,两个完全相同的量筒里分别盛有质量相等的水和酒精,点到量筒底部的距离相等,则这两点液体的压强pM和pN的关系是( ) A.pM>pN B.pM<pN C.pM=pN D.无法判断 M、N两 5 / 17 例4. 将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒水放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为盖的压力分别为FA和FB,则() A.pA>pB F A pA和pB, 水对瓶底和瓶 >FB B.pA<pB F.pA<pB F A =FB C.pA=pB FA<FB D A >FB 例5. 三个质量相同,底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强和压力的关系是(A.p甲>p乙>p丙,F甲>F乙>F丙C.p甲=p乙=p丙,F甲=F乙=F丙 ) B.p甲 甲 乙 丙 例6.有一个重为2N、底面积为0.01m的容器里装有8N的水,容器中的水面高为0.05m。如图所示,把它放水平桌面上。 求:(1)水对容器底的压力和压强;(2)容器对桌面的压力和压强。 2 6 / 17 例7、以下是一道有关压强的试题和小明的解答过程,请您分析有无错误错误,请指出其中的错误之处并在试题下面的空白处加以改正。如图所示,平底茶壶的质量是 2 ?如有 400g,底面积是40cm,内盛0.6kg的开水,放置 2 在面积为1m的水平桌面中央。试求:(1)水对茶壶底部的压力? (2)茶壶对桌面的压强? (g=9.8N/Kg) 三、大气压强 (1)概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。 (2)产生原因:因为空气受重力并且具有流动性。 (3)大气压的存在——实验证明:马德堡半球实验。 (4)托里拆利实验。①实验过程:在长约 1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后 管内水银面下降一些就不在下降,这时 倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内外水银面的高度差约为 760mm。 7 / 17 ②原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压③结论:大气压而变化) ④说明:⑴ 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空; =水银柱产生的压强。 5 ×10Pa(其值随着外界大气压的变化p0=760mmHg=76cmHg=1.01 若未灌满,则测量结果偏小。⑵⑶ 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为 10.3 m 将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不 变,长度变长。⑷标准大气压: 支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×10Pa 2标准大气压=2.02×10Pa,可支持水柱高约20.6m 5 5 (5)大气压的特点: (1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压 强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。(2)大气压变化规律研究: ①大气压随高度的增加而减小。 ②一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。 8 / 17 (6)、流体流速与大气压的关系:__________________ 例1.下列说法中错误.. A B C D A.小小的蝉可以轻易把口器插入坚硬的树皮,是因为受力面积小,增大了压强B.深海潜水员必须穿抗压潜水服是因为海水压强随深度而增大C.人用吸管吸食饮料时是靠大气压把饮料“压”进了嘴里 D.用力吹气使硬币上方空气流速变大、气压变大,硬币就“跳过”栏杆 例2.2013年5月31日,龙卷风袭击美国中南部,龙卷风的实质是高速旋转的气流,它能把地面上的物体或人“吸”起卷入空中,龙卷风能“吸”起物体的主要原因是( ) A.龙卷风增大了空气对物体的浮力B.龙卷风使物体受到的重力 C.龙卷风中心区域的气压远小于外部的气压D.龙卷风产生了强大的静电,将物体吸上天空 例3.2012年9月,我国第一膄航空母舰“辽宁舰”正式交付海军。如图7所示,歼—15飞机在“辽宁舰”进行起降飞行训练。下列说法正确的是( ) A.歼—15能升空是因为它的密度小于空气密度B.歼—15能降落是因为它改变了自身重力C.随着歼—15上升高度增加,机舱外大气压增大D.随着歼—15上升高度增加,机舱外大气压减小 例4.如题6 图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强P1 、P2 大小关系正确的是( ) 9 / 17 【达标练习】一、选择题 1.以下选项中,不能用“流体压强与流速关系”解释的是( ) A.乒乓球运动员拉出的“弧圈球”B.正在漂流的一只“橡皮船”C.正在空中滑翔的“雄鹰” D.地面上刮起的“龙卷风” 2.不漏气的橡皮氢气球由地面上升过程中,球内气体的质量与密度的变化情况是( ) B.质量不变,密度减小D.质量不变,密度不变 A.质量增加,密度增加C.质量减小,密度减小 3、丽水市区推行公共自行车免费使用政策,不仅给市民的出行带来方便,而且低碳环保,下列有关自行车结构及使用的说法中正确的是( A.增大座垫面积能减小对人的压强B.自行车转弯时受到平衡力的作用 C.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大D.把手的花纹是为了增大接触面积,从而增大摩擦力4.由做饭联想到的物理知识,错误的是( ) ) A.向热汤中滴入香油,散发出浓浓的香味,是由于温度越高,分子热运动越剧烈 B.把鸡蛋往灶台上一磕,鸡蛋就破了,是利用物体间力的作用是相互的C.用吸盘挂钩挂铲子,是利用大气压强 D.土豆沉入水盆底部,是由于水的密度大于土豆的密度 5.从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下来.下列说法正确的是 A.吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强B.吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强 C.吸气减小了乒乓球上方气体的压强,吹气增大了乒乓球下方气体的压强D.吸气增大了乒乓球下方气体的压强,吹气减小了乒乓球上方气体的压强6.如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则( ) 10 / 17 A.pA>pB>pCC.pA=pB=pC B.pA<pB<pCD.无法确定 7.如图是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机飞行的图片.下列说法中正确的是 A.飞机飞离航母后,航母始终漂浮,航母所受浮力的大小不变B.飞机飞行时能获得向上的压强差,是因为机翼上方空气 流速大于机翼下方空气流速 C.飞机在航母甲板上加速飞行时,受到平衡力D.飞机在起飞过程中,惯性将消失 8.如图水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70kg,没有陷入雪地;而穿着运 动鞋的小明总质量为50kg,却深陷雪地.下列说法正确的是( ) A.芳芳对雪地的压力比小明的小B.芳芳对雪地的压力和小明的一样C.芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小 D.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大 9、匀速地向某容器内注满水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图。这个容器可能是( ) 10.如图4所示,两手指同时压住铅笔两端,大拇指受到的压力为A.F1<F2 B.F1>F2 C.p1<p2 F1、 压强为p1,食指受到的压力为F2、压强为p2,则下列判断正确的是() D.p1>p2 图4 11.如图所示,材料、粗糙程度和质量相同的甲、乙两物体 放在同一水平桌面上,在水平拉力作用下做匀速直线运动.它们所受的拉力为 A.F甲 > F乙 C.F甲 = F乙 F甲、F乙,对桌面的压强为p甲、 ) p乙,底面积S甲 > S乙.则下列关系正确的是( p甲 < p乙 B.F甲 < F乙p甲 = p乙 D.F甲 = F乙 F 甲 F 乙 p甲 > p乙p甲 < p乙 11 / 17 12. 如图10 所示, 水平地面上放置着两个底面积不同、高度相同、质量可忽约的薄壁圆柱形容器甲和乙( S甲< S乙) , 分别盛满质量相等的水和酒精。现将密度为ρ的物体A 分别放入水和酒精中( ρ< ρ酒精< ρ水) , 待静止后, 水和酒精对容器底部的压强分别为P水和P酒精, 甲和乙容器对桌面的压力分别为下列关系正确的是(A. P水> P酒精, FC. P水< P酒精, F ) B. P水> P酒精, FD. P水< P酒精, F 甲< F乙甲< F乙 F甲和F乙, 则 甲= F乙甲= F乙 13.如右图是甲、乙两种物质的质量和体积关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体 A、B,则( ) 2:1 4:1 A.A可能是由铝制成的物体 B.若将B放入酒精中,则B会漂浮在液面上C.正方体A、B对水平地面的压强之比为D.正方体A、B对水平地面的压强之比为 14.如图5所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器放置在水平地面上,甲、乙质量相等。现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽取部分乙后,的压强大于乙对容器底部的压强。若甲、乙剩余部分的体积分别是A.V甲可能等于V乙C.V甲可能小于V乙 B.V甲一定大于V乙 D.V甲一定小于V乙 甲对地面 V甲、V乙,则 15.如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体 A.8︰1 B.4︰3 C.4︰1 D.1︰2 A、B,把它们并排竖放在 水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为 ( ) 二、填空题 12 / 17 16.注射器的针头做得很尖,其目的是为了增大针筒是利用了 的作用. ;注射器能将药液吸入 17.我国首台自主设计研发的载人深潜器“蛟龙号”在2012年6月27日进行了 Pa, 7000m级海试,最大下潜深度达7062m,此处海水产生的压强约为此时“蛟龙号”每0.5m外表面受到海水的压力为1.0×10kg/m,g取10N/kg) 3 3 2 N.(海水的密度取 18.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达刀”作用在10﹣7m2的面积上,产生的压力为 N. 108Pa的压强,那么“水 19.边长分别为0.2m和0.1m的实心正方体A、B放置在水平地面上,ρA=2×10kg/m,ρB=8×10kg/m。则物体A的质量为_______kg;物体B对地面的压强为_________Pa。(g取10N/kg)。 20. 如图所示,图钉尖的面积是5×10m,图钉帽的面积是1×10m 2 -8 2 -4 3 3 3 3 木块 ,木块能承受的最大压强是 6×10Pa ,手指至少要用 N 8 的力,图钉尖 才能进入木块。 21. 如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量相同的不同液体, PA P B 放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强PB′.(选填“大于”“等于”“小于”) ,容器对桌面的压强PA′ 13 / 17 22.如图,把长10cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的 管口贴靠在A管的上端,现往B管中吹气,由于气流影响,A管上端压强(填“变大”或“变小”),A管中的水面 (填“上升”或“下降”)。 23.如图所示,将小纸条自然下垂,靠近水龙头流下的水流,小纸条将填“偏向”或“偏离”)水流,这一现象说明流体流速越大的位置 . (选 24、如图所示,A、B是两个上端开口的容器,它们构成的是一个_________;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会__________。(填“上升”“下降”或“不变”)三、实验探究题 25.在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作: (1)甲、乙两图是探究液体压强与液体的关系. (2)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择丙和丁两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状(3)要探究压强与液体密度的关系,应选用 (填“有关”或“无关”).两个图进行对比. 26、某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。 14 / 17 (1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度 。 U形管左侧的端口后,多U形管左右两侧液面的高 (2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的度差。这是为了探究 。 (3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 A.酒精(C.盐水( 10酒精=0.8× 盐水=1.1×10 3 。 =0.9×10kg/m) 3 3 kg/m) B.植物油(kg/m) 3 3 植物油 3 (4)若图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差的压强与大气压之差约为 Pa 。( h=10cm,则橡皮管内气体×10kg/m) 3 3 红墨水≈1.0 四、计算题 27.(2014?黄冈)2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻.其外形与潜艇相似(如图甲所示),相关标准参数为:体积1m、质量750kg,最大潜水深度4500m, 3 15 / 17 最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×10kg/m,g取 33 10N/kg). (1)假设“金枪鱼”上有面积为20cm的探测窗口,当它由海水中至最大潜水深度处,问该探测窗口承受海水的压力增加了多少? (2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积为多大? (3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示,图中置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力). P3=3P1.求t1时刻起重装 2 2000m处下潜 28. 如图23 所示, A、B 是两个完全相同的薄壁柱形金属容器, 质量为0. 5kg, 底面积为0. 01m2 , 容器高50cm, 分别装有2. 0 ×10 - 3m3 的水和3. 0 ×10 - 3m3 的酒精, 置于水平桌面上( ρ酒精= 0. 8 ×103 kg/m3 , g =10N/kg) 。求: ( 1) 水的质量; ( 2) A容器对水平桌面的压强; ( 3) 依据题意, 下述情境是否有可能出现 :当两个容器中的液体在增大同一深 16 / 17 度△h 后, 容器中的液体对底部的压强能够达到P水> P酒精? 请说明理由。 17 / 17 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容