第六讲第一节固体液体压强（原卷版）

第六讲：压力压强第一节——固体、液体压强一、力1、压力：物体与物体之间由于相互挤压，产生一个垂直作用在物体表面上的力，这个力称作压力。2、产生的条件：压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力。3、方向：压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体。例如按图钉(如图)，其方向可以与墙面垂直，与天花板垂直，也可以一与水平桌面垂直，无论这个面如何放置，压力的方向总是与接触面垂直。4、作用点：压力的作用点在受压物体的表面上。5、压力和重力的区别。6、影响压力作用效果的因素：（1）压力的作用效果与压力的大小有关。在受力面积一定时压力越大，压力作用效果越明显（如图甲乙）。（2）压力的作用效果与受力面积的大小有关，在压力一定时受力面积越小，压力作用效果越明显（如图丙丁）。二、压强1、定义：单位面积受到的压力叫压强。2、计算公式：压强=，p=（p表示压强，F表示压力，S表示受力面积）3、单位：国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕（Pa）。常用的压强单位有百帕，千帕，兆帕。1Pa=1N/m拓展：密度均匀的柱形固体对水平面的压强柱形固体包括圆柱体、长方体、正方体等。柱体对水平面的压力，所以柱体对水平面的压强，由此可知，柱形固体对水平面的压强只与柱体的密度和高度有关，与体积和底面积无关。因此利用这一特性可以解决一些施工选材、建筑物高度预测等问题。三、改变压强的方法增大或减小压强的方法：（1）增大压强的方法：（2）减小压强的方法①受力面积一定时，增大压力。①受力面积一定时减小压力。②压力定时，减小受力面积。②压力一定时增大受力面积。③在增大压力的同时减小受力面积。③在减小压力的同时增大受力面积。四、压强计压强计是测量液体内部压强的仪器，其结构如图所示。用手按橡皮膜时，U形管两边液面出现高度差，橡皮膜所受压强大小可通过U形管两侧液面高度差的大小体现。橡皮膜所受压强越大，U形管两侧液面的高度差也就越大。五、液体内部的压强特点液体内部压强的特点：（1）液体对容器底和侧壁都有压强（图A），液体内部向各个方向都有压强（图B）（2）液体的压强随深度的增加而增大（图C）；在同一深度液体向各个方向的压强相等（图B）（3）液体的压强与液体的密度有关，同一深度处，密度越大压强越大（图D）。图A图B图C图D六、液体内部压强的公式1、计算液体压强的普适公式：(1)液体压强公式的推导：设液体内有一液柱高度为h，液柱的底面积为S，则液柱对水平面的压力，液柱对水平面的压强。(2)公式中p表示液体内部某处的压强，单位是帕斯卡(Pa)，为液体的密度，单位为千克每立方米(kg/m3)，g是常数，g取9.8N/kg，h表示液体内某处的深度，单位为米(m)。(3)从公式看出，静止液体的内部压强跟液体的密度、深度有关，跟液体的质量、体积及容器的形状、底面积大小无关。2、公式在使用时应注意(1)凡是液体产生的压强，都可用来计算和讨论。(2)在液体密度一定时，液体内部的压强与深度成正比；在深度一定时，液体内部的压强与液体密度成正比。(3)在液体压强公式中h表示深度，而不是高度。h指液面到液体内研究的点的竖直高度。如图所示，甲图中A点的深度为30cm，乙图中B点的深度为40cm，丙图中C点的深度为50cm。(4)用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强，它不包括液体受到的外加压强。(5)在盛有液体的容器中，液体对容器底的压力、压强遵循液体的压力、压强规律；而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体的压力、压强规律。拓展：液体内部存在压强，压强的大小与液体的深度和液体的密度有关，即。由于液体具有流动性，当液体装入容器中时，容器的底和壁就要受到液体的压强。液体对容器底的压强：在各种不同形状的容器中，如果只装同种液体，只要液柱的竖直高度相等，液体对容器底的压强就相等。它与容器的形状、容积以及底面积的大小无关，也与所盛液体重力的大小无关。如图所示。七、连通器1、定义：上端开口、下端连通的容器叫连通器。如水壶、排水管的U形管、锅炉水位计。2、连通器的特点：在连通器内注入同一种液体，当液体不流动时，连通器内各容器中的液面总是保持在同一水平面上。拓展：理解连通器原理要注意下面两个条件：一是“连通器里只有一种液体”；二是“在液体不流动的情况下”。只有满足这两个条件，各容器中的液面才保持相平。如果连通器里不止有一种液体或者液体还在流动，那么各容器中的液面就不一定保持相平。3、连通器特点的应用(1)茶壶嘴与茶壶口相平的设计是连通器的应用。(2)锅炉水位计也是利用连通器原理，把锅炉内的水位反映到锅炉外的连通管中。(3)牲口自动喂水器就是利用连通器使饮水部分水而自动升高的。(4)船闸是建造在拦河坝上让船只通行的通道，它是连通器的应用。当上游阀门打开时，闸室与上游河道构成连通器；当下游阀门打开时，闸室与下游河道构成连通器。这样使落差较大的河面上能让船只正常安全地行驶。下面描述的是一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。①如图所示，船在上游(打开上游阀门A，闸室和上游水道构成了一个连通器)。②如图所示，船进入闸室中(闸室水面上升到和上游水面相平后，打开上游闸门，船驶入闸室)。③如图所示，船准备出闸室(打开下游阀门B，闸室和下游水道构成了一个连通器)。④如图所示，船到了下游(闸室水面下降到跟下游水面相平后，打开下游闸门，船驶向下游)知识巩固练一、选择题1、如图所示，放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体，其高度从左到右逐步增大，对地面的压强分别为p1、p2、p3，则下列关系正确的是（）A.p1=p2=p3B.p1<p2<p3C.p1>p2>p3D.缺少条件，无法判断2、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右图所示，这个容器可能是（）3、扎马步是中国功夫的基本功，好处是锻炼耐力，加强下盘力量和稳定性，如图所示为一武术爱好者扎马步时的姿势，下列说法正确的是（）A．他对地面的压力是由于鞋子形变产生的B．若他其中一只脚对地面压强为p，则他对地面压强为2pC．当他静止不动时，每只脚对地面的压力都等于他的重力D．当他静止不动时，他受到的重力和他对地面的压力是一对平衡力4、如图所示，在装水的连通器中左边放一个木球，木球浮于水面，其结果是（）A．两边的液面不会一样高，应该是右边高B．两边的液面不会一样高，应该是左边高C．放了木球后，水对容器底的压强和压力没有变化，但两边液面一样高D．放了木球后，水对容器底的压强和压力增大了，但两边液面一样高5、如图所示甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B，把它们平放在水平地面上，则两正方体A、B对水平地面的压强之比为（）A．4：3B．8：1C．4：1D．1：26、小敏利用海绵、小桌子和砝码进行了如图所示的探究实验，下列对整个探究活动的分析不正确的是

(

)A.

探究的问题：压力的作用效果与什么因素有关

B.

探究的方法：控制变量法

C.

探究过程分析：通过观察海绵的凹陷面积的大小判断受力效果

D.

探究结论：压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关7、一密度为ρ的钢制轴承，由粗细不同的两部分圆柱体构成，粗细圆柱体的高度均为2h，如图甲所示放置时，轴承对水平面的压强为3ρgh，图乙所示放置时，轴承对水平面的压强为（）A．4ρgh B．5ρgh C．6ρgh D．8ρgh二、填空题8、如下图所示，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。(1)本实验的科学探究方法是和转换法。(2)小桌对海绵的压力改变了海绵的(填“形状”或“运动状态”)。(3)为了探究压力的作用效果与压力大小的关系，应比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力(填“越大”或“越小”)，压力的作用效果越明显。(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积(填“越大”或“越小”)，压力的作用效果越明显。9、在研究液体压强的实验中，老师出示了图甲所示的装置，并向装置中加入一定量的水，此时观察到的现象是，说明液体对容器底有压强。稍后老师拿出图乙所示的压强计准备探究液体内部是否存在压强，而小明认为没必要，利用图甲装置即可。于是小明将图甲装置缓慢地浸入水中，他将观察到。若要探究液体内部压强的特点，甲、乙装置中哪个装置更适合，；并说明理由：。10、如图所示，放在水平桌面上的三个质量相同的A、B、C，它们对桌面的压力，对桌面的压强（均选填“A最大”、“B最大”、“C最大”或“一样大”）。11、在学习液体的压强知识时，老师使用了如图所示的实验装置：容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔，实验时在左右两侧倒入同种或不同种液体。（1）在两侧倒入不同深度的水（如图），通过观察橡皮膜向（填“左”或“右”）侧凸起可以判断右侧水的压强较大，这种研究方法叫。（2）探究“液体压强与液体密度的关系”时，应保持容器中A、B两侧液体的相同。（3）若左侧注入的是水，水面距离橡皮膜的距离为8cm，右侧注入酒精，酒精液面距离橡皮膜的距离为cm时，橡皮膜是平的。（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）12、如图1所示容器中间用隔板分成左右两部分，隔板上有一圆孔用薄膜封闭。（1）若容器左右两部分分别注入密度相同的液体，右侧的液面比左侧的液面高，薄膜向左突起，由此说明液体的压强与因素有关。（2）若容器左右两部分分别注入密度不同的液体，右侧的液面与左侧的液面等高，薄膜发生形变，由此说明液体压强与因素有关。（3）如图2所示，一个密封的满瓶矿泉水放在水平桌面上，若在B点打一个小孔，则矿泉水（填“会”“不会”）流出来；若在A点再打一个小孔，则水从（填“A点”“B点”或“A和B两点”）流出来。此现象还能说明。三、实验探究与计算题13、在探究液体压强的实验中，进行了如图所示的操作：(1)实验中，探究液体压强的工具是。(2)由丙、丁两图进行实验对比，得出液体压强与盛液体的容器形状(填“有关”或“无关”)。(3)甲、乙两图是探究液体压强与的关系，结论是。(4)要探究液体压强与密度的关系，应选用两图进行对比。(5)在图乙中，固定金属盒的橡皮膜在水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时，两玻璃管中液面高度差不变，说明了在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强大小。(6)实验是通过U形管中液面的来反映被测压强大小的。使用前用手轻轻按压几下橡皮膜是检查装置的，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置（填“漏气”或“不漏气”）。14、为了控制疫情，全国很多地方实行疫区封闭管理，使用无人机进行常态化安全巡查。如图甲所示，是正在巡查的某款无人机。无人机起飞前，放在地面上要确保脚架平稳着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。该无人机的部分参数如下表。（g取10N/kg）无人机自重（含电池）10kg最大升力F200N最大飞行速度v54km/h