专项03 压强(试卷解析版)-2021-2022学年八年级物理下学期期末复习训练_第1页
专项03 压强(试卷解析版)-2021-2022学年八年级物理下学期期末复习训练_第2页
专项03 压强(试卷解析版)-2021-2022学年八年级物理下学期期末复习训练_第3页
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文档简介

专项分类03压强(解析版)2021-2022学年八年级物理下学期期末复习必刷分类专项训练(人教版)一、目标要求1.理解:压强的概念;流体的压强与流速的关系;2.认识:压强在生活中的应用;液体压强的特点;托里拆利实验,知道大气压强的大小;4.会:计算压强;计算液体的压强;流体压强与流速关系解释生活中的现象;5.了解:压力的概念;影响液体压强大小的因素;大气压强的存在;大气压强特点;大气压强与社会生活中的应用;什么是流体;飞机的升力是怎样产生。二、知识体系三、知识点概览★知识点一:压力1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。2.压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的重力G。图一:水杯对桌面的压力竖直向下图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左3.固体可以大小、方向不变地传递压力。※详解压力1.压力产生的条件只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力。如图所示,静止在水平地面上、紧挨墙角的小球,由于墙与小球之间无挤压作用,因而它们之间不存在压力。2.压力的方向压力的方向与受力物体的表面即支撑面互相垂直且指向受压物体。例如按图钉(图),其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.这是压力和其他力的一个区别。3.大小压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关。作用点:在受压物体的接触面上。例在图中画出沿斜面向下滚动的小球对斜面压力的示意图(压力是指垂直压在物体表面上的力)。4.压力与重力的区别和联系:重力压力定义由于地球的吸引而使物体受到的力垂直作用在物体表面上的力产生原因由于地球的吸引而产生由于物体对物体的挤压而产生方向总是竖直向下垂直于受压面且指向被压物体作用点物体的重心在受压物体的表面施力物体地球对受力物体产生挤压作用的物体联系在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力注意点压力不一定是由于物体受到重力而产生的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力★知识点二:探究压力作用效果影响压强作用效果的因素1.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(此时压强与压力成正比)2.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(此时压强与受力面积成反比)★知识点三:压强1.压强定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。2.压强物理意义:是表示压力作用效果的物理量(作用效果越明显压强越大)。3.压强公式:。其中,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。4.变形公式:求解压力:F=pS;求解受力面积:。5.应用压强公式应注意的问题使用范围为压强的定义式,使用于所有物体间的压强计算(气体、液体和固体)单位统一计算压强时,各物理量统一使用国际单位,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。确认受力面积公式中的S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体两者相互接触的面积。6.拓展培优:特殊情况下固体压强的计算(1)公式适用于任何条件下的压强计算,但在计算柱状固体的压强时,借用其推导公式p=ρgh会更快捷、方便。(2)使用该公式求解固体压强的前提条件:一、密度均匀、形状规则的实心柱体;二、物体应放在水平面上,接触面积等于物体的底面积;三、物体对水平面的压力等于物体的重力,在竖直方向上没有其他力的作用。★知识点四:压强的利用1.增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如图四:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。2.减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同时增大受力面积都可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。图四:增大压强例子图五:减小压强例子3.拓展培优:从压强的角度认识超载的危险货车超载后不仅会应为惯性大不易刹车,引发交通事故,还会使货车对路面的压强过大,超过路面所能承受的极限,损坏路面。★知识点五:液体压强的产生与特点1.液体压强产生的原因:液体受重力作用且具有流动性。2.液体压强的测量:使用压强计。3.液体压强的规律:(1)液体对容器底和侧壁都有压强,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)液体的压强随深度的增加而增大(如图所示);(4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。★知识点六:探究液体内部压强大小可能与哪些因素有关探究课题:探究影响液体压强大小的因素实验装置实验方法控制变量法,转换法实验原理根据U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小探究过程1.根据如图甲所示,按照组装U形管压强计2.将水倒入烧杯,如图乙,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;3.如图乙、丙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;4.如图丙、丁,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;记录表格实验内容液体物质探头浸入水下深度橡皮膜朝向U形管两端液面高度差(cm)a水相同(5cm)向下相同(5cm)向前相同(5cm)向上b水不同(3cm)向下不同(5cm)不同(7cm)向下向下c水相同(5cm)向下盐水相同(5cm)向下实验结论液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。考查方向器材作用U形管压强计的作用?通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小注意事项1.液体压强产生的原因是:液体受到重力作用;液体有流动性2.实验前的两个操作:(1)先检查U型管左右两边的液面是否相平。(2)检查装置的气密性:(用手压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中液面是否发生变化,若变化明显,则气密性良好)3.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么?怎么解决?答:气密性不好,拆下来重新安装4.使用的U型管是不是连通器?答:不是5.此实验U型管内液体为什么要染成红色?答:使实验效果明显,便于观察5.实验需要多次进行,目的是:总结普通规律6.比较乙、丙实验结论是:液体密度一定时,深度越深,液体产生的压强越大7.比较丙、丁实验结论是:当液体深度相同时,液体密度越大,液体产生的压强越大★知识点七:液体压强的大小1.同种液体:向各个方向都有压强;(2)同一深度处,压强一致;(3)深度越深,压强越大。2.不同液体:同一深度,密度越大,压强越大。3.公式:p=ρgh式中g=9.8N/kg或g=10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m³,压强p的单位是Pa。4.由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。深度是指点到液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关。5.对液体压强的理解(1)由压强公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强液体密度和深度有关,与质量和体积无关。(2)液体深度是指液体中被研究的点到液面的竖直距离。(3)公式p=ρgh适用于静止、密度均匀的液体,不适用于流动的液体。(4)公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。6.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系容器类型容器底部受到液体的压力的定性分析容器底部受到液体的压力的定量分析由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱形容器液体中重力全部作用在容器底部,所以F压=G液液体对容器底部的压力F压=pS=ρghS=ρgV柱=G液,即F压=G液(V柱指液柱的体积)在口大底小的敞口容器中,虚线外那部分液体的重力作用在倾斜的侧壁上,液体对容器底部的压力只等于以其底面积大小形成的柱形的液体的重力,所以F压<G液液体对容器底部的压力F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液体柱的体积和重力)口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧壁斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液液体对容器底部的压力F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液体柱的体积和重力)★知识点八:连通器1.连通器:上端开口,下部相连通的容器。2.原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平(如图所示)。3.连通器的应用: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。其原理在生产实践中有着广泛的应用,例如,水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、水位计,以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶等都是连通器。★知识点九:大气压强1.大气压强: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;大气压用p0表示。2.产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。3.人感受不到大气压强的原因:人体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡。4.详解大气压强定义大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压或气压产生原因包围地球的空气由于受到重力的作用,而且能够流动,因而空气对浸在它里面的物体产生压强,空气内部向各个方向都有压强,且空气中某一点向各个方向的压强大小相等存在证明①马德堡半球实验②覆杯实验③瓶吞鸡蛋实验应用生活中:①钢笔吸墨水②吸管吸饮料③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘生产中:①活塞式抽水机②离心式水泵★知识点十:大气压强的测量1.托里拆利实验测量方法在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开堵管口的手指后,管内水银面下降到一定高度就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。如图所示。实验过程玻璃管倾斜,水银柱长度发生变化,但竖直高度不变实验分析玻璃管上端为真空,没有大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会下落实验结论大气压的值等于它支撑的水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh交流讨论我们把高760mm水银柱产生的压强叫一个标准大气压,用p0表示。p0=p水银=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m≈1.013×105Pa。粗略计算时,标准大气压可取1×105Pa。此实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验。※对托里拆利实验的认识(1)玻璃管要充满水银,不能混有气泡。如玻璃管内混有少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压偏小;(2)水银面的高度是指管内外水银面的高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验中,只要正确测量高度差,玻璃管是否倾斜不影响实验结果;(3)做托里拆利实验时,不宜选用粗管,原因是耗用的水银较多、不易堵住玻璃管口(易漏气);(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关;(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍稍向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变;(6)若在管内顶部开一小孔,则玻璃管和水槽构成了连通器,最终管内外液面相平。※深挖教材托里拆利实验用水银而不用其他液体的原因水银在常温下密度最大的液体,在同样的大气压下需要的玻璃管长度较短。如果换用其他液体(如水),由实验原理,则,可见,实验需要约11m的玻璃管,这是很难实现的。2.气压计(1)定义:测量大气压的仪器。(2)分类:水银气压计和无液气压计。(3)水银气压计:利用托里拆利管来测定大气压的一种装置。玻璃管底部的水银槽是用一个皮囊所代替,并附有可以调准的象牙针使其指示水银面,叫做"福廷式水银气压计",在玻璃管外面加上一个金属护套,套管上刻有量度水银柱高度的刻度尺。在水银槽顶上另装一只象牙针,针尖正好位于管外刻度尺的零点,另用皮袋作为水银槽底。使用时,轻转皮袋下的螺旋,使槽内水银面恰好跟象牙针尖接触(即与刻度尺的零点在一水平线上),然后由管上刻度尺读出水银柱的高度。此高度示数即为当时当地大气压的大小。另外还有不需调准象牙针的观测站用气压计,可测低气压山岳用的气压计,以及对船的摇动不敏感的航海用气压计。无液气压计:无液气压计是气压计的一种,最常见的是金属盒气压计。它的主要部分是一种波纹状表面的真空金属盒。为了不使金属盒被大气压所压扁,用弹性钢片向外拉着它。大气压增加,盒盖凹进去一些;大气压减小,弹性钢片就把盒盖拉起来一些。盒盖的变化通过传动机构传给指针,使指针偏转。从指针下面刻度盘上的读数,可知道当时大气压的值。它使用方便,便于携带,但测量结果不够准确。如果在无液气压计的刻度盘上标的不是大气压的值,而是高度,于是就成了航空及登山用的高度计。※拓展培优:测量大气压的其他方法方法一方法二方法三器材弹簧测力计、刻度尺、吸盘、玻璃板弹簧测力计、刻度尺注射器弹簧测力计、刻度尺、吸盘、钩码、玻璃板示意图测量的物理量刚好将吸盘拉离玻璃板时弹簧测力计的示数F、吸盘直径D注射器活塞刚刚被拉动时测力计的示数F、注射器全部刻度的长度L吸盘直径D、吸盘刚好脱离玻璃板时吸盘、小桶和沙的总重力G具体步骤(1)用弹簧测力计测出从光滑玻璃板上刚好能拉下吸盘所用的力F;(2)将吸盘底面圆形画在纸上,用刻度尺测出其直径D,用S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积;(3)用压强公式即可计算出大气压强的值(1)把注射器活塞推至注射筒的底部,用一个橡皮帽封住注射器的小孔;(2)用细绳拴住注射器活塞推柄的颈部,并使绳与固定在墙上弹簧测力计的挂钩相连,然后再水平向右慢慢地推动注射器,当注射器的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;(3)观察并记录注射筒所表明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部长度L;(4)根据和V=SL即可测出大气压(1)测出吸盘和玻璃板接触面的直径D;S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积;(2)将吸盘按压在光滑的玻璃板下面,挤出吸盘内的空气,将装适量细沙小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺缓慢地向筒内装细沙,知道吸盘刚好脱离玻璃板,测出此时吸盘、小桶和细沙总重力G;(3)根据和V=SL即可测出大气压表达式评估交流因为吸盘和注射器内的空气不可能完全挤出,所以上述三种情况测出的大气压数值往往比实际值小些3.大气压的变化(1)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:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa。(3)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。(4)体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。★知识点十一:大气压强的应用1.利用大气压的知识解释有关现象在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象,如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等.利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象,例如用吸管喝饮料,当用力吸吸管时,吸管内的压强减小,饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管,从而喝到饮料,而并非我们平常说的吸进。2.大气压强的存在及应用的知识拓展生活实验证明大气压存在:实验一:模拟马德堡半球实验两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。实验二:“瓶吞蛋”实验用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验,由于棉花燃烧使瓶内气压升高,而骤冷又会使气压迅速降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。实验三:“覆杯”实验玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强,因而纸片不掉下来。分析上述三个实验,不难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强,“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点:大气向各个方向都有压强。★知识点十二:流体压强与流速关系1.流体:液体和气体。2.液体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。3.生活中跟流体的压强相关的现象:(1)窗外有风吹过,窗帘向窗外飘;(2)汽车开过后,路面上方尘土飞扬;(3)踢足球时的“香蕉球”;(4)打乒乓球时发出的“旋转球”等。※拓展培优:与流体压强有关的现象解释生活中与流体压强相关问题的解答方法:在实际生活和生产中有许多利用流体压强跟流速的关系来工作的装置和现象,如飞机的机翼形状、家用煤气灶灶头工作原理、小汽车外形的设计等。利用这些知识还可以解释许多常见现象,如为什么两艘船不能并排行驶、列车站台上要设置安全线等。方法指南:(1)首先要弄清哪部分流速快,哪部分流速慢;(2)流速快处压强小,压力也小,流速慢处压强大,压力也大;(3)流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。例1:如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中一个洞的洞口堆成了包状,是为了建一处视野开阔的嘹望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不是有两个嘹望台了吗?实际上两个洞口形状不同,决定了洞穴空气的流动方向。吹过平坦表面的空气运动速度小,压强大;吹过隆起表面的空气流速大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带来了阵阵凉风。草原犬鼠的一个洞口很平坦,而另一个洞口处有凸起的土堆,这样当空气流经两个洞口时,洞口表面处空气的流速会不同,所以洞口处的气体压强会不同,洞内的空气就会从气压大的一端流向气压小的一端,给犬鼠带来了阵阵凉风。例2:科学解释足球中的“香蕉球”流体(液体或气体)中的旋转圆柱体或球体相对于流体运动时,会在旋转体上产生一个侧向力。足球在气流中运动时,如果其旋转的方向与气流同向,则会在球体的一侧产生低压,而球体的另一侧则会产生高压,这就是为什么会产生香蕉球的原因。当足球旋转时,除了可以改变球体周围的气流,球的运动轨迹也会相应发生改变。而且足球不仅可以侧旋,触球部位的不同,还可以产生不同的旋转,从而使足球上飘和下沉。这样就达到了迷惑防守方的目的。任何一次成功的任意球中,必不可少的一项技术就是使球按照自己的控制产生旋转。不知道你注意到没有,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。同时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。★知识点十三:飞机的升力1.飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。2.当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。3.机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。☆考点1:探究压力作用效果与哪些因素有关考点概述:(1)压力的作用效果主要体现在物体形状的改变上,形变越大,说明压力作用效果越明显,这是利用了转换法的思想;(2)压力作用效果与压力大小和受力面积有关,所以需要利用控制变量法来分析压力大小和受力面积对压力作用效果的影响。典例1:在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,得到如图所示的作用效果:(1)实验中是通过比较海绵的__________来比较压力作用效果。这种实验方法叫做转换法。(2)通过比较图中的甲、乙两次实验,探究压力的作用效果与___________的关系,通过比较图中的___________和___________两次实验,探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法叫做___________法。【答案】凹陷程度;压力大小;乙;丙;控制变量。【解析】(1)[1]物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;实验利用看得见的海绵的凹陷程度压力作用效果的大小。(2)[2]图甲和图乙两次实验中,受力面积相同,压力大小不同,所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系。[3][4]探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力大小相同,受力面积不同,所以应比较图乙和图丙两次实验。[5]当要探究的问题受多个物理量影响时,要探究其中一个物理量对问题的影响,就要保持其它物理量不变,这种方法叫控制变量法。典例2:如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。(1)本实验是通过观察________来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有________和转换法。(2)通过比较图甲、乙,说明________,压力的作用效果越明显。(3)通过比较图________(填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p________p′(选填“>”“<”或“=”)。(5)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是________。【答案】(1)海绵的凹陷程度;控制变量法;(2)受力面积一定时,压力越大;(3)乙、丙;(4)=;(5)没有控制压力的大小相同。【解析】(1)根据转换法,本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的;实验中用到的研究方法有控制变量法和转换法;(2)通过比较图甲、乙知,受力面积一定,乙中压力大,海绵的凹陷程度大,这说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;(3)探究压力的作用效果与受力面积时,应控制压力的大小不变,而受力面积不同,故应该比较图乙、丙,且可以得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,与图丙相比,因压力大小和受力面积都相同,则根据p=可知,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p=p′;(5)研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力大小一定,实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,则压力大小不同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力的大小相同。☆考点2:压力与压强的比较考点概述:(1)压力是效果力,是根据力的作用效果命名的,其实质是弹力;(2)重力是由于地球吸引而产生的,其实质的万有引力;(3)压力在很多情况下都是因为重力而产生的,但压力并不全是由于重力而产生;(4)比较固体的压力和压强时,一般先比较压力的大小,再结合受力面积比较压强的大小;(5)对于密度均匀的水平面上的柱状物体,也可先用p=ρgh比较压强,再用F=pS比较压力。典例3:如图,一个质量均匀的正方体,沿虚线竖直切割成完成相同的两部分,分别按照甲乙方式放在水平面上,若对水平面的压强分别为p甲

、p乙。则p甲∶p乙为()。A.1∶2

B.1∶1

C.2∶1

D.3∶1【答案】C。【解析】根据题意知道,正方体对水平面的压力等于其重力,即F=G,当沿虚线竖直切割成完全相同的两部分时,则两部分对水平面的压力都减半,即F甲

=F乙

=G;设正方体边长为a,由图甲和图乙知道,受力面积分别是:,对水平面的压强之比是:=2:1,故C正确。典例4:如图所示,实心均匀正方体甲和乙放置在水平地面上,此时对水平地面的压强相等。现沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为h。比较此时甲、乙剩余部分的质量m甲

和m乙

以及对地面的压强p甲

和p乙

的大小关系正确的是()。A.m甲

可能小于m乙

,p甲

一定小于p乙B.m甲

一定小于m乙

,p甲

一定小于p乙C.m甲

一定大于m乙

,p甲

可能等于p乙D.m甲

一定大于m乙

,p甲

一定小于p乙【答案】D。【解析】实心柱状物体对水平面的压强原来正方体甲、乙对于水平地面的压强相等,由图可知两者的高度(边长)关系为所以由可知甲、乙的密度关系为当沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为h,且所以根据可知甲、乙剩余部分对地面的压强原来甲、乙对于水平地面的压强相等,根据可得化简可得

﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣

①;当沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为

h

,剩余部分的质量分别为

则剩余部分的质量之比为

﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣

②由①②可得,因为所以m甲

一定大于m乙

,故ABC错误,D正确。故选D。☆考点3:压强的计算考点概述:单独长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;(2)叠放在一起物体对地面的压强,可先求物体对地面的压力,再用压强公式进行计算。典例5:如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为2000Pa;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为3000Pa。则图甲中砖块对水平地面的压强为()。A.2250Pa

B.2400Pa

C.2500Pa

D.2750Pa【答案】B。【解析】观察图甲可知,这是一个质地均匀的长方体砖块,设这个长方体砖块的高度是

h

,密度是,那么图甲中砖块对水平地面的压强再观察图乙,设上面的边长是,下面的边长是,高度还是h,密度还是,这砖块往里面的那条边长是,则图乙中砖块体积图乙中砖块的质量图乙中砖块的重力图乙中砖块对水平地面的压力图乙中砖块与水平地面的接触面积那么根据可知,图乙中砖块对水平地面的压强同理,图丙中砖块对水平地面的压强两个压强相比可得可设,再把两个压强相减可得代入数据解得解得图甲中砖块对水平地面的压强是2400Pa。故选B。典例6:设长方体砖块的三条棱长之比为1:2:4,如果将两块相同的砖A、B按图示方式置于水平地面上,砖块A对砖块B的压强为pA,它们对地面的压强为pB,则pA:pB=;砖块A对砖块B的压力为FA,砖块B对地面的压力为FB,则FA:FB=。【答案】2:1;1:2。【解析】设砖块的重力为G,三边长分别为a、2a、4a;则FA=G,FB=2G,故FA:FB=G:2G=1:2;A与B的接触面积为:SA=a×2a=2a2,B与地面的接触面积为:SB=2a×4a=8a2,则pA==,pB==pA:pB=:

=2:1。故答案为:2:1;1:2。☆考点4:增大或减小压强的方法考点概述:一般来说,若某措施是为了能更好地进入其他物体中,则该措施是为了增大压强;某措施是为了避免进入其他物体中,则该措施是为了减小压强。其方法有二:一是比较受力面积;二是比较压力。典例7:如图所示实例中,是为了增大压强的是()。A.

图钉帽面积大;B.

切蛋器的细钢丝;C.

挂车装有多个车轮;D.

宽大的滑雪板【答案】B。【解析】A.图钉帽面积大是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故A不符合题意;B.切蛋器装有细钢丝是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故B符合题意;C.挂车装有多个车轮是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故C不符合题意;D.滑雪时穿着宽大的滑雪板是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故D不符合题意。故选B。典例8:下列现象中,属于减小压强的是()。A..蚊子的口器;B.鳄鱼的牙齿;C.啄木鸟的尖喙;D.宽大的滑雪板【答案】D。【解析】A、蚊子的口器很尖,减小了受力面积,增大了压强,不符合题意;B、鳄鱼的牙齿很锋利,减小了受力面积,增大了压强,不符合题意;C、啄木鸟的尖喙,是通过减小受力面积来增大压强,容易扎进去,不符合题意;D、宽大的滑雪板,增大了受力面积,减小了压强,符合题意。☆考点5:探究液体压强与哪些因素有关考向点拨:1.U形管压强计的作用?通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小2.液体压强产生的原因是:液体受到重力作用;液体有流动性3.实验前的两个操作:(1)先检查U型管左右两边的液面是否相平。(2)检查装置的气密性:(用手压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中液面是否发生变化,若变化明显,则气密性良好)4.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么?怎么解决?答:气密性不好,拆下来重新安装5.使用的U型管是不是连通器?答:不是6.此实验U型管内液体为什么要染成红色?答:使实验效果明显,便于观察7.实验需要多次进行,目的是:总结普通规律8.比较乙、丙实验结论是:液体密度一定时,深度越深,液体产生的压强越大9.比较丙、丁实验结论是:当液体深度相同时,液体密度越大,液体产生的压强越大。典例9:如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,除②图杯中装的浓盐水外,其余杯里装的都是水。(1)压强计是通过U形管中液面的________来反映被测压强大小的;(2)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置________(选填“漏气”或“不漏气”);(3)做②③两次实验,是为了探究液体内部压强大小跟液体的________是否有关,结论是________;(4)做④________三次实验,是为了探究液体内部压强大小跟液体深度的关系;(5)比较①③④三幅图,你还可以得出的结论是:在液体内部同一深度________。【答案】高度差;不漏气;密度;液体深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大;⑤⑥;同种液体相同深度液体向各个方向的压强大小相等。【解析】(1)[1]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小。(2)[2]使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明左管被封闭的气体与外界不相通,装置不漏气。(3)[3][4]做②③两次实验,液体深度相同,液体密度越大,U形管左右两管液面差越大,液体压强越大。故结论是:液体深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大。(4)[5]比较④⑤⑥得,液体密度相同,探头在液体中的深度不同,U形管左右两管液面高度差不同,故做④⑤⑥三次实验,是探究液体压强跟液体深度的关系。(5)[6]比较①③④可得,液体深度相同,密度相同,橡皮膜朝向不同,U形管左右两管液面相平,液体压强相同。故可得结论:相同深度,同种液体向各个方向的压强都相等。典例10:探究液体内部压强的特点。

(1)用压强计和盛有水的容器进行实验,如图甲所示。实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面________;若在调试中用手指轻压探头的橡皮膜时,U形管两边液柱的高度差变化________(选填"显著"或"不显著"),则说明该压强计的气密性良好。(2)比较A、B可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强_______;比较A、C可知:液体内部压强的大小跟_______有关。(3)

用图乙所示容器探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭。用此容器进行的两次实验情形如图丙的D、E所示。由此可推断:a、b两液体对容器底压强的大小关系是pa

_______pb

;a、c两液体密度的大小关系是ρa

_______ρc

(均选填“>”、“<”或“=”)。【答案】相平;显著;相等;深度;<;>。【解析】(1)液体的压强变化不能直接观察,压强计的测量原理是:压强的变化引起U形管两液面出现高度差,压强越大,高度差越大;使用压强计之前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平。用手指轻压探头的橡皮膜时,橡胶管中气体压强的变化改变U形管中液面高度差,U形管两边液柱的高度差变化显著,说明该压强计的气密性良好。(2)比较A、B可知:在液体内部的同一深度,当探头方向不同时,U形管两边的液面高度差相同,说明在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相同。比较A、C可知:液体的密度相同,深度不同,深度越深U形管两边液柱的高度差越大,即液体压强越大,说明液体内部压强的大小跟深度有关。(3)

由图D可知,在橡皮膜处两液体的压强相同,a液体的深度大于b液体的深度,根据

可知a液体的密度小于b液体的密度,因为橡皮膜处到容器底部的深度相同,则a液体对容器底部的压强小于b液体对容器底部的压强。由图D可知,在橡皮膜处a液体压强大于c液体的压强,a液体的深度小于c液体的深度,根据可知ρa

>ρc

。☆考点6:液体压强的特点与比较典例11:盛有不同液体的甲、乙两个柱形容器()放于水平地面上,如图所示,液体对容器底部的压强相等。倒入(液体不溢出)或抽出部分液体后,液体对容器底部的压强变为、,以下判断中正确的是()。A.若倒入相等质量的原液体,可能等于B.若抽出相等质量的原液体,一定大于C.若倒入相等体积的原液体,一定大于D.若抽出相等体积的原液体,一定小于【答案】B。【解析】A.已知液体对容器底部的压强相等,由于柱状容器中液体对底面的压力等于液体的重力,则:,;若倒入相等质量的原液体,则由图可知:,则,所以,,故A错误;B.若抽出相等质量的原液体,则由图可知:S甲

>S乙

,则,所以,,故B正确;C.根据可得:,;由题意知,,即由图可知,,所以,;若倒入相等体积的原液体,则倒入后甲容器中液面的高度乙容器中液面的高度则有已知:,由图可知,,则有:,所以,,故C错误;D.若抽出相等体积的原液体,抽出后甲容器中液面的高度乙容器中液面的高度则有

,已知,,由图可知,,则:,所以,,故D错误。故选B。典例12:装有不同液体的甲、乙两烧杯,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示,液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是p甲

、p乙

,则下列判断正确的是()。A.p甲

>p乙

B.p甲

=p乙

C.p甲

<p乙

D.不能判断【答案】A。【解析】由图可知,物体在甲中漂浮,则ρ甲

>ρ物物体在乙中悬浮,则ρ乙

=ρ物所以ρ甲

>ρ乙由于液面高度相同,由公式p=ρ液

gh可知p甲

>p乙。☆考点7:不同容器压力与压强的比较考点概述:压力、压强的分析与计算顺序解答压强综合题时,一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。判断方法可以简单描述为:(1)施力物体时固体的,属于固体压强;(2)施力物体是液体的,属于液体压强。固体压强:第一步—分析计算压力;第二步—由压强公式分析计算压强。液体压强:第一步—根据液体压强公式p=ρgh分析计算液体压强;第二步—根据F=pS分析计算压力。典例13:如图所示,将质量相等的水,分别倒入放在水平桌面上的两个形状不同、底面积相等的容器中,则水对容器底部产生的压强和压力正确的是()。A.p甲

>p乙

F甲

>F乙

B.p甲

<p乙

F甲

<F乙C.p甲

>p乙

F甲

=F乙

D.p甲

=p乙

F甲

=F乙【答案】B。【解析】水对容器底的压力由容器底正上方的那一段水柱产生,甲容器底受到的压力小于容器中水的重力,乙容器底受到的压力大于容器中水的重力,然而两容器中水的质量相等,重力,所以容器中水的重力也相等,所以甲容器底受到的水的压力小于乙容器底受到的水的压力。容器底受到的压强,两容器底面积相同,甲容器底受到的压力小,所以水对甲容器底的压强小于水对乙容器底的压强。故

ACD

错误,B正确。故选B。典例14: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pA

和pB

,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA

和FB

,则()。A.,

B.,C.,

D.,【答案】D。【解析】由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即。正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力。倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水的重力作用在瓶子的侧壁上,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力。瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。☆考点8:液体压力与压强的计算典例15:如图甲所示,体积为1000cm3

的实心均匀正方体A,自由放置在底面积为300cm2

、高为20cm的薄壁柱形容器中,容器重力为3N,高为12cm的长方体B通过一绳悬挂于手中保持静止,绳对物体的拉力为25N,此时A与B相距7cm,现往容器中注入某种液体,当液体深度为14cm时如图乙所示,绳对物体的拉力为21N,此时液体对容器底的压强为1400Pa,则液体密度为_________kg/m3

;若在乙图基础上使物体继续向下移动4cm,B刚好浸入一半,此时容器对桌面的压强为__________Pa。【答案】1×103;2×103。【解析】[1]由可得,液体的密度为[2]A物体的边长为如图乙,AB未下移前,B物体竖直方向一半处距离容器低的高度为当AB下移4cm后B物体竖直方向一半处距离容器低的高度为而此时B刚好浸入一半,则液体深度为19cm,则此时液体对容器底的压强为此时容器对桌面的压强为。典例16:如图,一个柱形容器乙放在水平桌面上,高为0.3米,底面积为0.02米2

,里面装有0.2米深的水。(1)求乙容器中水对容器底部的压强;(2)将物体甲轻轻放入乙容器的水中,要使容器乙对桌面的压强变化量与水对容器底的压强变化量之比最小,求出甲物体的密度范围,并计算该最小比值。【答案】(1)2×103

Pa;(2)当时,最小比值为1。【解析】(1)乙容器中水对容器底的压强(2)由于容器对桌面的压力等于物体的总重力,容器乙对桌面的压力变化量等于甲的重力;由力的相互作用可知,水对容器底的压力变化量等于水对甲的浮力,在受力面积都等于容器的底面积时,由公式可知由与之比有最小值,说明物体的重力不可能小于物体受到的浮力,所以当F浮

=G甲

时,容器乙对桌面的压强变化量与水对容器底的压强变化量的比值最小,由物态的沉浮条件可知,当时,最小比值为1。答:(1)乙容器中水对容器底部的压强为2×103

Pa;(2)当时,容器乙对桌面的压强变化量与水对容器底的压强变化量的比值最小,最小值为1。☆考点9:连通器思路点拨:(1)根据连通器的定义判断是不是连通器;(2)当连通器里只有一种液体时且不流动时,连通器各部分液面相平。解答压强综合题时,一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。判断方法可以简单描述为:(1)施力物体时固体的,属于固体压强;(2)施力物体是液体的,属于液体压强。典例17:下列实例中与船闸的工作原理相同的是()。A.抽水机

B.吸尘器

C.茶壶

D.托盘天平【答案】C。【解析】船闸的工作原理是连通器。上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器。A.抽水机是利用大气压强工作的,故A不符合题意;B.吸尘器是利用流速大的位置压强小来工作的,故B不符合题意;C.茶壶是上端开口、下部连通的,所以是利用连通器的原理工作的,故C符合题意;D.托盘天平是等臂杠杆,利用杠杆的平衡条件工作的,故D不符合题意。故选C。典例18:在图所示的实例中,工作原理与连通器无关的是()。A.

高压喷水枪

B.

茶壶C.

人耳中的半规管

D.

船闸【答案】A。【解析】A.喷水枪是利用水的压强的原理制成的,无论结构还是原理都不符合连通器.B.茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器;C.三条半规管内部是连通的,它们的工作原理是连通器原理;D.船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸.所以船通过船闸使用了两次连通器;故选A。【点睛】记住连通器定义,生活中的锅炉水位计、自动喂水器、洗手盆的回水弯管、过桥涵洞、船闸等等都是连通器。☆考点10:大气压强及应用思路点拨:利用大气压强的现象的共性一般利用大气压强的现象,都是通过某种方法,使设备内的气压小于外界大气压,然后在外界大气压的作用下出现人们期望见到的现象。典例19:下列情形中与大气压无关的是()。A.医生给病人注射药液

B.高山上无法用普通锅将食物煮熟C.用吸管喝饮料

D.用胶头滴管吸化学药液【答案】A。【解析】A.医生给病人注射药液,药水推入病人肌肉中是利用人的压力将药液注入人体肌肉的,不是利用大气压来工作的,故A符合题意;B.高山上用普通锅不易煮熟米饭,是因为海拔越高,大气压越低,水的沸点越低造成的,与大气压有关,故B不符合题意;C.用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下上升通过吸管进入口中,故C不符合题意;D.用滴管吸化学药液,要先把滴管橡胶管内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里,故D不符合题意。故选A。典例20:如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强——大气压。下列有关叙述中错误的是()。A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在;B.标准大气压的数值约为1.01×105

帕;C.大气压的大小与海拔有关,离地面越高的地方,大气压越大;D.大气压越高,沸点越高【答案】C。【解析】A.证明大气压存在的实验很多,而最著名的实验就是马德堡半球实验,马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在,故A正确,不符合题意;B.1个标准大气压的数值为1.013×105

帕,等于760mm汞柱产生的液体压强,故B正确,不符合题意;C.大气压的大小与海拔有关,海拔越高的地方,大气压的值越小,故C错误,符合题意;D.液体的沸点与压强的大小有关,大气压越高,沸点越高,大气压越低,沸点越低,故D正确,不符合题意。故选C。☆考点11:大气压强的大小(托里拆利实验)典例21:如图是测量大气压强的装置,待水银柱稳定后(试管口始终没离开水银面),下列说法正确的是()。A.适当提起玻璃管,水银柱的高度差变小;B.如果管内有少量空气,水银柱的高度差变大;C.往水银槽中添加适量水银,水银柱的高度差不变;D.将装置转移到高山上进行实验,水银柱的高度差变大【答案】C。【解析】AC.在做托里拆利实验时,只要外界大气压不变,管内外水银面的高度差不变,适当提起玻璃管,往水银槽中添加适量水银,都不改变高度差的变化,故A错误,C正确;B.如果管内有少量空气,此时外界大气压等于管内空气产生的压强与水银柱产生的压强之各,故水银柱的高度差变小,故B错误;D.将装置转移到高山上进行实验,外界大气压变小,故水银柱的高度差变小,故D错误。故选C。典例22:为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下:(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L=____cm。(2)如图乙,把注射器活塞推推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F=____N。(3)该同学所测得的大气压强值为____Pa。【答案】4.00;6.4;1.024×105Pa。【解析】(1)从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为2.5ml=2.5cm3,这2.5cm3的刻度长度由刻度尺可看出为4.00cm;(2)弹簧测力计的分度值是0.2N,指针的位置在6.4N处,弹簧测力计的示数是6.4N,所以拉力大小是6.4N;(3)活塞的横截面积为,大气压强。☆考点12:流体压强与流速关系(流体压强现象)典例23:在如图所示的四个实验装置中,能用来探究流体压强与流速关系的是()。A.

B.C.

D.【答案】A。【解析】A.如图所示的装置,当风从该装置吹过时,其上下表面空气流动速度不同,导致其上下表面产生压强差,使该装置受到向上的力的作用,该力可以通过测力计指针的偏转来反映,所以该装置可以用来探究流体压强与流速关系,故

A

符合题意;B.该装置是用弹簧测力计测量物体的重力,故

B

不符合题意;C.该装置是托里拆利实验装置,用来测量大气压的值,故C不符合题意;D.该装置是用密度计测量液体密度,故D不符合题意。故选A。典例24:我国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,支架上悬空部分结构特点如图,其上方空气的流速______下方的流速,上方的压强______下方的压强,使房屋更加牢固。【答案】小于;大于。【解析】(1)(2)风刮过南极泰山站,站顶上方的空气流动速度小,压强大;站顶受到向上的压强小于向下的压强,受到向下的压力大于向上的压力,使整体更加稳固,使房屋更加牢固。☆考点13:流体压强与流速关系的应用(飞机的升力)典例25:2019年12月,淮安市正式进入高铁时代。如图所示,高铁站台离边缘不远处有一条黄色警戒线,为了保障安全,乘客必站在警戒线以外,其原因是:若高铁急速驶过车站,警戒线区域内的空气流速会变大,压强

;若高铁提速,站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离应

。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)【答案】变小;变大。【解析】当高铁急速驶过车站,警戒线区域内的空气流速会变大,由流体压强与流速的关系可知,警戒线以内的地方空气压强减小,而此时人外侧的空气流动速度慢,人外侧的空气压强大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险;若高铁提速,则向内侧的压强差会更大,所以应该增大站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离。【点睛】流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小,从人的内侧和外侧受到的气体压强进行分析。掌握流体压强和流速的关系,能解释有关问题,明确火车经过时造成人两侧空气流速的不同是解答此题的关键。典例26:我国自主研制的国产大飞机C919在轨道上高速滑行时,其机翼上方的空气流速比下方的空气流速快。如图为机翼的模型图,机翼上方受到空气的压力F1________下方受到空气的压力F2,飞机对地面的压力________飞机受到的重力(后两空选填“大于”、“小于”或“等于”)。【答案】小于;小于。【解析】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以在相同时间内,空气通过机翼上表面的气流路程较长,流速快,通过下表面的流速较慢。因为机翼上方的空气流速大,压强较小;机翼下方的空气流速小,压强大,机翼下方受到的向上的压力大于机翼上方受到的向下的压力,飞机对地面的压力小于飞机受到的重力。一、选择题1.(2021·四川攀枝花市)下列物理量最接近实际的是()。A.中学生百米跑成绩约14s;B.体考用实心球的重力约200N;C.中学生的手掌宽度约50cm;D.物理课本放在桌面上对桌面的压强约为1Pa【答案】A。【解析】A.中学生百米赛跑的成绩约为14s,故A符合实际,符合题意;B.体考用实心球的重力约20N,故B不符合实际,不符合题意;C.中学生手掌的宽度约为8cm,故C不符合实际,不符合题意;D.物理课本的质量约为250g,重力约为2.5N,长约为25cm,宽约为20cm,和桌面的接触面积约为物理课本对桌面的压强约为故D不符合实际,不符合题意。故选A。2.(2021·浙江杭州市)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则()。A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙【答案】D。【解析】AC.水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,即F=G,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即F甲=F乙,故AC不符合题意;BD.由公式可知,在压力F一定时,受力面积S越小,压强p越大,水瓶倒立时桌面的受力面积更小,压强更大,即p甲<p乙,故B不符合题意,D符合题意。故选D。3.(2021·北京中考真题)图示的四个实例中,为了增大压强的是()。A.饮料管的一端剪成斜口;B.在铁轨下面铺枕木;C.书包背带做得较宽;D.图钉帽的面积做得较大【答案】A。【解析】饮料管的一端剪成斜口是减小受力面积,增大压强;在铁轨下面铺枕木、书包背带做得较宽、图钉帽的面积做得较大都是增大受力面积,减小压强,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。4.(2021·湖南岳阳市)图甲,用手握住一个核桃很难将其捏破;图乙,将A、B两个核桃放在一起捏,A破了,B没破。下列说法正确的是()。A.两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力;B.B给A的力大于A给B的力;C.A、B接触处,A受到的压强大于B受到的压强;D.A、B接触处,A受到的压强等于B受到的压强【答案】D。【解析】A.两个核桃放在一起容易捏破,是因为减小了受力面积,增大了压强,故A错误;B.物体间力的作用是相互的,B给A力的同时A也给B的相同大小的力,故B错误;CD.A、B接触处,A、B受到的压力大小相同,受力面积也相同,根据,故A受到的压强等于B受到的压强,故C错误,D正确。故选D。5.(2021·四川凉山彝族自治州)一块长方体合金块,重1.2N,侧放于面积为1m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10-3m2,下列说法正确的是()。①合金块对桌面的压强是1.2Pa;②合金块对桌面的压强是1200Pa;③若沿竖直方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变;④若沿水平方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变。A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【答案】B。【解析】①②合金块对桌面的压强③若沿竖直方向切去一块,剩余部分对桌面的压力、受力面积均变小,由可知,剩余部分对桌面的压强不变。④若沿水平方向切去一块,剩余部分对桌面的压力变小,受力面积不变,由可知,剩余部分对桌面的压强变小。①④错误,②③正确,故ACD错误,B正确。故选B。6.(2020·四川成都)下列关于压强的说法中,正确的是()。A.给自行车轮胎加气,胎内气体压强变小;B.往装水的杯子中加盐,杯底受到的压强不变;C.向桌上的空杯加水,杯子对桌面的压强变大;D.人在站立时抬起一只脚后,人对地面的压强变小【答案】C。【解析】A.给自行车轮胎加气,胎内的体积一定,气体增加,会使胎内压强增大,故A错误;B.往装水杯子中加盐,水的密度增大,根据可得,杯底受到的压强增大,故B错误;C.向桌上的空杯加水,水杯质量增大,根据可得,杯子对桌面的压强变大,故C正确;D.人在站立时抬起一只脚后,与地面的接触面积变小,根据可得,人对地面的压强增大,故D错误。故选C。7.(2021·湖北中考真题)如图所示,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,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强()。A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小【答案】B。【解析】三个容器内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,容器底面积相同,所以三种液体体积:V甲>V乙>V丙;容器对桌面的压强相等,容器底面积相同,所以桌面受压力相等,而F=G,三个容器质量相同(容器重相同),根据压强公式p=,所以三种液体重相同即质量相同,由三种液体的体积关系和质量关系,根据密度公式可知,甲<乙<ρ丙;因为三种液体的液面在同一水平面上,所以h相同,由液体压强公式p=gh可知,p甲<p乙<p丙。ACD错误,B正确。故选B。8.(2021·宁夏中考真题)对图中各现象的物理原理分析错误的是()。A.甲图中刚停止沸腾的水,瓶底浇上冷水,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压降低而升高;B.乙图中地漏利用连通器原理防止异味;C.丙图中盆景自动供水装置中瓶内的水不能流下来是因为瓶外气压大于瓶内的气压;D.丁图中由于汽车外形上凸下平,快速行驶时对地面的压力会比静止时小【答案】A。【解析】A.浇上冷水,气压变低,水又重新沸腾,说明液体的沸点随气压降低而降低,A错误,故A符合题意;B.地漏利用连通器原理防止异味,利用水封是正确的,故B不符合题意;C.瓶内的水不能流下来是因为瓶外气压大于瓶内的气压是正确的,故C不符合题意;D.汽车外形上凸下平,快速行驶时,上方流速大,压强小,会产生向上的升力,故对地面的压力会比静止时小,故D不符合题意。故选A。9.(2021·黑龙江中考真题)两个相同的烧杯、中分别盛有两种不同液体,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中,当两小球静止时所处位置如图所示,且两烧杯中液面相平,液体对烧杯底部的压强和,它们的大小关系是()。A. B. C. D.无法确定【答案】A。【解析】由图可知,A烧杯中小球漂浮,B烧杯中小球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,因为A烧杯中小球漂浮,所以A>球因为B烧杯中小球悬浮,所以B=球则两种液体的密度大小关系是:A>B因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式p=gh,可得液体对容器底部的压强大小关系为故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。10.(2021·河南中考真题)如图,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是()。A.左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等;B.左、右两侧液体对容器底的压力相等;C.左侧液体的密度小于右侧液体的密度;D.容器中左、右两侧液体的质量相等【答案】ABC。【解析】A.橡皮膜容易发生形变,通过橡皮膜的形变来判断容器两侧压强的大小,两侧受到压强不同时,会向压强小的一侧凸起,已知当左右两边分别注入两种不同的液体时,橡皮膜的形状没有发生改变,则橡皮膜左右两边受到液体的压强相等,故A正确;B.由p=可得F=pS,S相同,则橡皮膜左右两边受到液体的压力相等,故B正确;C.由A可知,橡皮膜左右两边受到液体的压强相等,由图可知,h左h右,根据p=gh可得,容器左边液体的密度小于右边液体的密度,故C正确;D.由C可知,左右,因为m=V=Sh,2S左=S右,h左h右,故不能判断容器中左、右两侧液体的质量相等,故D错误。故选ABC。11.(2021·贵州安顺市)玻璃杯中装有半杯水,用一硬纸片盖住杯口,小心地将杯子倒置于水平位置保持静止,纸片与水均被大气压稳稳地托住(如图所示),这样就成功地用半杯水演示了“覆杯实验”。若不考虑纸片的重力,关于这一实验下列分析正确的是()。A.左侧杯壁对水的作用力方向向左;B.大气对纸片的压强等于水因重力对纸片产生的压强;C.杯中水面上方的气压等于外界大气压;D.水受到的重力小于纸片对水的支持力【答案】D。【解析】A.因为液体具有流动性,所以左侧杯壁受到液体的压力向左,根据物体间力的作用是相互的,水受到杯壁的压力向右,故A错误;BC.对硬纸板,受到向上的大气压强,向下的液体压强和杯内气体产生的压强,大气对纸片的压强等于水因重力对纸片产生的压强加上杯内气体的压强,故B错误,C错误;D.对杯中的水进行受力分析,水受到竖直向上的支持力,竖直向下的重力和杯内气体的压力,因为杯中的水静止,所以支持力等于重力加上气体压力,因此水受到的重力小于纸片对水的支持力,故D正确。故选D。12.(2021·内蒙古中考真题)下列事例中,利用大气压原理工作的是()。A.三峡船闸 B.拖拉机的履带又宽又大C.用塑料吸管吸饮料 D.用注射器注射新冠疫苗到人体内【答案】C。【解析】A.三峡船闸的闸室和上下游构成连通器,是利用连通器原理来工作,故A不符合题意;B.拖拉机的履带又宽又大是为了增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;C.用塑料吸管喝饮料时,大气压强把饮料压入口中,故C符合题意;D.用注射器注射新冠疫苗到人体内是推力将药液注入体内的,故D不符合题意。故选C。13.(2021·山东东营市)下列现象不能说明大气压强存在的是()。A.同种液体橡皮膜向左凸出;B.水“悬空”在塑料管中;C.用吸管喝饮料;D.吸盘被压在光滑墙壁上【答案】A。【解析】A.橡皮膜左右两侧液体的密度相同,而深度不同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关,与大气压无关,故A符合题意;B.纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故B不合题意;C.用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通过吸管进入口中,利用了大气压的作用,故C不合题意;D.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压,故D不合题意。故选A。14.(2021·广西南宁市)下列实例中,不涉及流体压强与流速关系的是()。A.玻璃厂用吸盘搬运玻璃;B.风沿窗外墙面吹过时,窗布飘向窗外;C.风雨天打伞,伞面有时会向上翻;D.列车驰过时,安全线内的人容易被吸向列车【答案】A。【解析】A.吸盘能紧紧的贴在玻璃上是因为大气存在压强,故A符合题意;B.风沿窗外墙面吹过时,窗外空气流速大压强小,窗帘内外产生压强差,使窗帘受到向外的压力从而飘向窗外,故B不符合题意;C.风雨天打伞,伞面上方空气流速快压强小,伞面上下产生压强差,使伞面受到向上的压力从而上翻,故C不符合题意;D.列车驰过时,带动列车周围空气流速变大,压强变小,使安全线内的人身体前后产生压强差,使人受到向列车方向的压力从而被吸向列车,故D不符合题意。故选A。二、填空题15.(2021·广西南宁市)如图所示,竖放在水平地面上的实心长方体质量为2kg,棱长分别为0.2m、0.1m、0.05m,该长方体的密度为______kg/m3,对水平地面的压强为______Pa。为了使该长方体对水平地面的压强变为600Pa,拟采取的方法有:将长方体平放或侧放后,在上部沿水平方向切去一定质量m。若要使切去的质量m较小,则m的较小值为______kg。【答案】2×103;4×103;0.8。【解析】[1]由题意知,长方体棱长分别为0.2m、0.1m、0.05m,该长方体的体积为V=abc=0.2m×0.1m×0.05m=10-3m3该长方体的密度为[2]由图可知长方体的底面积为S=bc=0.1m×0.05m=5×10-3m2长方体对水平地面的压强为[3]由题意知,要使长方体对水平地面的压强变为600Pa,且沿水平方向在上部切去一定质量m较小。由可知,应使长方体对水平地面产生压强的受力面积最大,即将长方体平放,此时长方体剩余部分的重力即对水平地面的压力为G1=F1=p1S=p1ab=600Pa×0.2m×0.1m=12N长方体剩余部分的质量为若要使切去的质量m较小,则m的较小值为m=2kg-1.2kg=0.8kg。16.(2021·贵州中考真题)如图所示,是质量为20kg的超市购物车,某同学在超市选购商品的过程中,发现用力推一下购物车,车就会自己向前运动一段距离,购物车“自己向前运动”是由于购物车具有___________;若他在购物车内放入质量为15kg的货物后,购物车静止在水平地面上,与地面的总接触面积为10cm2,此时购物车对水平地面的压强为___________Pa。(g取10N/kg)【答案】惯性;3.5×105。【解析】[1]用力推一下购物车使购物车运动起来,由于购物车具有惯性,失去推力后车仍然要保持原来的运动状态继续向前运动,所以车就会自己向前运动一段距离。[2]此时购物车对水平地面的压力为F=G总=m总g=(20kg+15kg)×10N/kg=350N则购物车对水平地面的压强为p=3.5×105Pa。17.(2021·四川凉山彝族自治州)观察图甲中汽车的外形可知,若汽车在水平路面上急速行驶,由于车上、下表面空气的流动速度不同,车对地面的压力会______(选填“变大”“变小”或“不变”),从而使车与地面之间的摩擦力______(选填“变大”“变小”或“不变”),车容易失控。为了避免发生上述意外情况,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的______(选填“A”或“B”)。【答案】变小;变小;B。【解析】[1]汽车在水平路面上急速行驶,由图甲可知,相同时间内汽车上表面空气通过的路程较长,根据,汽车上表面空气的流动速度大于下表面流动的速度,因气体流速大的地方压强小,故汽车上表面受到的压力小于下表面受到的压力,汽车产生向上的升力,汽车对地面的压力会变小。[2]因在接触面粗糙程度相同时,压力越小,摩擦力越小,根据汽车对地面的压力会变小,从而使车与地面之间的摩擦力变小,车容易失控。[3]为了避免发生上述意外情况,有些跑车为了提高“抓地力”,即应增大车对地面的压力,在车尾安装了一种“气流偏导器”,结合[1],其外形应选与汽车外形相反的形状,即用图乙中的B。18.(2020·四川甘孜州)如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,若茶壶中水深8cm,则水对壶底的压强是__________Pa(g取10Nkg);若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面__________(选填“相平”或“不相平”)。【答案】(1)800;(2)相平。【解析】水对壶底的压强为:[2]根据连通器的原理知,当连通器中液体静止时,液面总保持相平,故茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面相平。19.(2021·广西贵港市)据央广网报道,2021年3月31日18:00,当日最后一艘满载货物的船舶驶向粤港澳大湾区,标志着位于广西桂平市的大藤峡船闸试通航满一年。这不仅加速推进了航道改造升级,也带动了相关产业的高质量发展。船闸应用了______原理。2020年9月6日18时许,经过综合调度,建设中的广西大藤峡水利枢纽工程水库水位首次达到52米高程,这是大藤峡工程全面完工前允许运行的最高水位,此时水对坝底的压强为______Pa。(g取10N/kg,=1.0×103kg/m3)【答案】连通器;。【解析】[1]船闸是底部连通,静止时,上部分的液面相平的原理工作的,故运用的是连通器原理。[2]此时水对坝底的压强为水对坝底的压强为。20.(2021·甘肃兰州市)生产和生活中处处蕴含着物理知识,人们利用_______原理在水坝上修筑了船闸;注射器吸取药液时,药液是在_______的作用下进入注射器的。【答案】连通器;大气压。【解析】[1]船闸工作过程中,闸室分别跟上游和下游形成连通器,用来调节水面落差。[2]将活塞推置针筒的下端时,将针筒内的空气排出,再向上提起活塞时,针筒内的体积增大,压强减小,药液在外界大气压的作用下被压入注射器内。21.(2021·湖北中考真题)如图所示,圆柱形容器A和B放在水平桌面上,A容器中盛有50cm深的酒精,B容器中盛有30cm深的水,A、B容器的底面积分别为100cm2和300cm2,则A容器中酒精的质量为___________kg(ρ酒精=0.8g/cm3)。从A、B容器中分别取出质量均为m的酒精和水,剩余酒精和水对各自容器底部的压强分别为pA和pB,当质量m的范围为___________时,才能使pA<pB。【答案】4;1.5kg<m<4kg。【解析】[1]A容器中酒精的体积是A容器中酒精的质量为[2]B容器中水的体积是B容器中水的质量为由可知,酒精的重力是40N,水的重力是90N。圆柱形容器A和B放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强由题意pA<pB可得将,代入可得因为酒精的总质量为4kg,故m的范围是1.5kg<

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