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文档简介
1、压强全章复习与巩固(提高)撰稿:史会娜 审稿:雒文丽【学习目标】1.理解压力、压强的概念,知道压强的单位;2.知道增大减小压强的方法及应用;3.能运用压强公式解决有关问题;4.理解液体内部压强的特点;5.知道连通器的原理及应用;6.知道大气压现象,知道马德堡半球实验、托里拆利实验。7.知道流体压强和流速的关系,能简单解释生活中的现象。【知识网络】【要点梳理】要点一、压力1.定义:压力是指垂直作用在物体表面上的力2.产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。3.方向:垂直于受力面,指向被压物体。要点诠释:压力与重力的关系:压力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力图乙所示。
2、只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力图甲所示。要点二、压强1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。2.物理意义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。3.公式: P表示压强,单位是帕斯卡;F表示压力,单位是牛顿;S表示受力面积,单位是平方米。国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。4.增大和减小压强的方法:(1)增大压强的方法:增大压力;减小受力面积。(2)减小压强的方法:减小压力;增大受力面积。要点诠释:1.形状规则密度均匀的物体,压强的大小只与密度和高度有关,与质量和受力面积无关,如长方体、正方体圆柱体。
3、2.密度均匀的长方体放在水平面上,如果沿红线切去黄色部分,物体对水平面的压力、压强的变化。(1)甲图中沿竖直方向切,压力变小,压强不变;(2)乙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变大;(3)丙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变小。要点三、液体压强1.液体压强的特点: (1)液体向各个方向都有压强。(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。2.液体压强的大小 : (1)液体压强与液体密度和液体深度有关。(2)公式:。P表示液体压强单位帕斯卡(Pa);表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);
4、h表示液体深度,单位是米(m)。3.液体重力与液体对容器底部的压力的比较:(1)敞口容器中图甲所示。根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。(2)形状规则的容器图乙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。(3)收口的容器图丙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。4.连通器液体压强的实际应用:(1)原理:连通器里的液体在不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。(2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。要点诠释:1.液体压
5、强公式适用范围:这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于,例如:将一密度均匀,高为h的柱状体放在水平桌面上,桌面受到的压强:p,但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用计算液体内某一深度的压强。2.公式p中的“h”表示深度,不能理解为高。h是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。液面是指液体的自由表面,不一定是容器的上表面。如图所示,A、B、C三点的深度相同。3.利用压强公式计算时要注意:(1)如果是固体压强,一般先求压力F,再根据公式求压强;(2)如果是液体压强,根据公式先
6、求出压强,再根据变形公式求出压力。要点四、大气压强 1.大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。2.证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。3.大气压的测量:(1)托里拆利实验:实验方法:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。(2)气压计测量法:气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。常见的气压计:水银气压计,金属盒气压计,水银气压计是在托里拆利管的旁边设置一根与玻璃管平行的刻度尺,当外界大气压变化时,从刻度尺上直接读出管
7、内水银柱的高度。水银气压计的测量结果较准确,但携带不方便。实际应用中经常使用金属盒气压计,也叫无液气压计,它的主要部分是一个被抽成真空的,表面是波纹状的金属盒,用弹性钢片向外拉着金属盒,弹性钢片与指针相连。当外界大气压发生变化时,金属盒的凸凹程度就发生变化,通过弹性钢片带动指针转动,指示大气压的数值。金属盒气压计携带方便,但测量结果不够准确。4.影响大气压的因素:(1)大气压随高度的升高而降低。由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的升高而减小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减小100Pa。(2)
8、天气、气候影响大气压:一般来说冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高,大气越潮湿,气压越低。5.大气压的应用:抽水机、离心式水泵等。要点诠释:1.计算大气压的数值:P0=P水银=gh=13.6103kg/m39.8N/kg0.76m=1.013105Pa。所以,标准大气压的数值为:P0=1.013l05Pa=76cmHg=760mmHg。2.以下操作对托里拆利实验没有影响:(1)玻璃管是否倾斜;(2)玻璃管的粗细;(3)在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。3.若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。4.这个实验利用了等效替换
9、的思想和方法。要点五、流体压强和流速1.流体:气体和液体都具有流动性,统称为流体。2.流体流速越大的位置压强越小:3.机翼升力产生原因:上下表面的压强差。4.小实验:把乒乓球放在翻转的漏斗中,用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手,发现乒乓球没有掉下来。由物体的平衡条件可知,竖直方向除了受到重力以外,还由于乒乓球上表面的空气流速大从而使上方气压小于下方气压,这样空气就给了乒乓球一个向上的压力。使乒乓球不会掉下来。同样道理,当对着两张纸的中间吹气,纸非但不会分开,反而靠的更近了。5.生活生产中的应用:等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;
10、乒乓球的上旋和下旋等。又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。【典型例题】类型一、压力、压强 1.如图所示,长方体铁块A静止放在水平桌面上,若把A略向右移动(这个过程中铁块A没有掉下去),则A对桌面的压力F ;A对桌面的压强P 。(填“变大”、“不变”或“变小”) 【答案】不变;变大【解析】由题意知,桌面是水平的,而且铁块A始终没有掉落,因此,其自身的重力就是对水平桌面产生的压力,故A对桌面的压力F在铁块移动过程中不变;由题意知,铁块A对桌面的压力大小不变,而随着铁块的右移,受力面积逐渐减小,根据压强公式得,A对桌面的压强p将变大。【总结升华】本题主要考查了压力与重力的关
11、系,明确在水平桌面上,物体对桌面的压力等于重力是正确判断的关键;同时,还考查了压强大小的判断,主要依据是压强的公式,难度不大。举一反三:【变式】一个长方体木块放在水平桌面的边缘,0为木块的中心,如图所示。木块重力为G,底面积为S,则下列说法不正确的是()A.木块对桌面的压力为GB.木块对桌面的压强为G/SC.木块对桌面压力的受力面积小于SD.沿竖直方向将木块外侧的这一半切掉,此时木块对桌面的压强比原来小【答案】B2.(2012 贵港)如图所示,质地均匀的实心圆柱体A、B叠放在水平地面上,已知他们的密度之比A:B=1:3,底面积之比SA:SB=4:3,A对B的压强和B对地面的压强之比PA:PB=
12、1:2,则他们的高度之比hA:hB为()A.9:4 B.3:2 C.3:1 D.9:2【思路点拨】水平面上物体的压力和自身的重力相等,先根据体积公式求出两圆柱体的体积,根据m=V表示出质量,根据G=mg表示出重力,然后根据表示出A对B的压强和B对地面的压强之比结合已知条件即可求出他们的高度之比。【答案】A【解析】实心圆柱体A、B的质量为:;A对B的压力:B对地面的压力:A对B的压强:B对地面的压强:因为:所以:化简可得: 即:把A:B=1:3,SA:SB=4:3,代入上式可得:【总结升华】密度公式、体积公式、重力公式和压强公式的综合应用,根据A对B的压强和B对地面的压强之比得出关系式是本题的关
13、键。举一反三:【变式】两个同种材料制成的正方体实心物体A、B。已知物A边长是物B边长的3倍,则当它们都放在同一水平面上时,对水平面的压强之比PA:PB=_。若A、B两物如图叠放在水平面上,则B物对A物的压强PB与A物体对水平面的压强PA之比是_。【答案】3:1;9:28【解析】设两正方形的密度为,物体B边长为,则物体A边长为,当它们都放在同一水平面上时:A对地面的压强:B对地面的压强:所以,放在同一水平面上时,对水平面的压强之比:B对A的压强: A对地面的压强:B对A的压强与A对地面的压强之比:类型二、液体压强3.如图所示,粗细均匀并相同的两只试管,装入两种不同种液体,已知A液体对试管底部的压
14、强大于B液体对试管底部的压强,则A液体的密度 B液体的密度,A液体的质量 B液体的质量(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。【思路点拨】知道两管液面相平(液体深度h相同),A液体对试管底部的压强大于B液体对试管底部的压强,根据液体压强公式比较两液体密度大小关系;由图可知A液体的体积大于B液体的体积,利用密度公式得出两液体的质量关系。【答案】大于;大于【解析】由图知,由图知, , 。【总结升华】本题考查了学生对密度公式、液体压强公式的掌握和运用,能从图中得出hA=hB、VAVB是本题的突破口。举一反三:【变式】底面积相同、形状不同的三个容器。倒入质量相同、密度不同的三种液体甲、乙、丙后,液面高
15、度相同,如图所示,三容器底部所受液体压强的大小关系是P甲 P乙 P丙。(选填“”、“”或“=”)【答案】;4.如图甲所示,将两端开口的玻璃管下端管口用一薄塑料片堵住,然后竖直插入水中24厘米深处。 (1)此时水对塑料片向上的压强是多大?(2)保持玻璃管在水中深度不变,向管中缓缓倒入某种液体,如图乙。当该液面高出水面6厘米时,塑料片刚好下沉,则该液体的密度是多少?(塑料片质量不计,取g=10牛/千克)【答案】2400Pa;0.8103kg/m3【解析】(1)水对塑料片向上的压强:,(2)当塑料片刚好下沉时:,则:【总结升华】对于液体压强的计算是比较简单的,只要找到液体的密度和深度即可。注意计算过
16、程中都采用国际单位。当塑料片恰好下落时,塑料片上、下表面受到的压强相等,这是解答(2)题的关键。举一反三:【变式】有一截面积为5厘米2、两端开口的玻璃管(管壁厚不计),用薄塑料片(质量不计)挡住其下端管口,然后插入杯中液面下20厘米处,如图所示,若沿管壁缓慢向管中注入120克水银后,薄塑料片刚好下落,求:杯中液体的密度?【答案】1.2103kg/m3类型三、综合应用5.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和100cm2。容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒
17、精对容器乙底部的压强为p酒精。当质量m的范围为 时,才能满足p水p酒精。(酒精0.8103kg/m3)【思路点拨】(1)从图可知,甲和乙两容器的形状规则,知道容器的底面积,容器内液体的深度和液体的密度,可利用公式计算出水和酒精未抽出之前的质量,再利用公式计算出其重力。(2)因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,当时,由公式列出一个压强的不等式,进一步求出抽出液体的质量范围。【答案】0.8kgm2.4kg【解析】甲容器中水的质量:;乙容器中酒精的质量:抽分别出质量为m的水和酒精后,剩余液体对容器底部的压强:水对容器底部的压强:酒精对容器底部的压强:因为:即:代入数值得:解得:抽出
18、液体的质量范围:【总结升华】本题考查了学生对液体压强和密度公式的理解和应用,难点是求压强公式求出抽取液体的质量范围。解决该题的关键是利用公式F=PS判断出液体对容器底部的压力的大小关系。类型四、实验探究6.(2012 宿迁)在探究“影响液体内部压强大小的因素“实验中:(1)如图甲用手按压强计的橡皮膜,U型管内液面出现高度差;将橡皮膜放入酒精中,U型管内液面也出现高度差,这说明 ;这种研究问题的方法是 法;(2)若在使用压强计前发现U型管中有高度差,通过 方法可以进行调节从U型管内向外倒出适量液体;拆除软管重新安装;向U型管内加适量液体;(3)比较乙、丙实验可知,液体内部压强与液体的 有关;比较丙、丁实验可知
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