第2章 压力 压强 知识清单

2压力压强2.1压强一、压力（1）定义：垂直作用在物体表面的力叫作压力（2）方向：总是垂直物体表面，并指向被压物体（3）作用点：受力物体的表面（4）大小：当物体静止在水平面时，压力大小等于重力大小（5）影响压力作用效果的因素：压力大小、受力面积大小（转化法：观察凹陷程度比较）①与接触面积有关：比较乙丙可得②与压力大小有关：比较甲乙可得二、压强（1）定义：在物理学中，物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强（2）公式：p＝eq\f(F,S)（3）单位：国际单位制中，压强p的单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa，1Pa＝1N/m2应用公式p＝eq\f(F,S)应注意的几点：①F：施加在物体上的压力．当物体自由放置在水平面上静止时，压力的大小等于物体重力的大小，即F＝G②S：受力面积，两物体相互接触且相互挤压的面积．③单位要统一：应用公式时，F的单位是N，S的单位是m2，算出的压强p单位才是Pa.（4）推导公式p=ρgh的应用：粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压强可用：p=FS=GS=ρgSh三、减小或增大压强的方法（1）减小压强一般是减小有害压强方法实例压力一定时，增大受力面积铁轨铺在枕木上受力面积一定时，减小压力易损货物不能摞得太高条件允许时，减小压力，同时增大受力面积卡车限重并增加轮子的个数（2）增大压强一般是增大有益压强方法实例压力一定时，减小受力面积针尖做得很尖受力面积一定时，增大压力压路机的碾子很重条件允许时，增大压力，同时减小受力面积钉钉子时，一方面用较大的力，另一方面把钉子做得尖细2.2液体内部的压强一、液体压强1、液体压强产生的原因（1）液体受重力作用，对支撑它的容器底有压强。（2）液体具有流动性，对阻碍它流散开的容器壁也有压强。（3）液体由于具有流动性而在液体内部相互挤压，因此液体部向各个方向都有压强。2、液体压强具有以下几个特点：（1）液体除了对容器底部产生压强外，还对“限制”它流动的侧壁产生压强，固体则只对其支承面产生压强，方向总是与支承面垂直；（2）在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度向各个方向的压强都相等，同种液体，深度越深，压强越大。（3）液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。（4）容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。3、液体压强的计算：注意∶应用时，各个物理量的单位都应统一取国际单位。其中ρ—kg/m3，g—N/kg，h—m，p—Pa。二、对液体压强公式的理解（1）由可知，液体压强只与液体密度和液体深度有关，与液体质量、体积等无关。（2）h指的是液体的深度，是被研究的点到自由液面的竖直距离。如下图所示，A、B、C的深度分别是h1、h2和h3，D、E、F三点的深度相同，都是h。（3）该公式适用于静止的液体和密度均匀的气体，不适用于流动的液体、气体。（4）和的应用适用范围压强的定义式，适用于所有情况，多用于计算固体压强液体压强的计算式，也适用于计算形状规则、质地均匀的柱形固体对水平面的压强计算顺序固体先算压力后计算压强液体先算压强后计算压力（5）容器底所受压力、压强及对支持面的压力、压强的比较容器容器底受到的压强p=ρ液gh容器底受到的压力F=pS=ρ液gh=G柱F＞G液F=G液F＜G液对支持面的压力F1=G液+G容对支持面的压强p1=F1/S总结当运用液体压力压强先算压强再算压力的方法变量太多无法计算时，可以通过先观察杯子的形状先比较压力的大小，再比较压强的大小。三、研究液体内部的压强研究什么？探究液体压强与液体的深度是否有关探究液体压强与液体的密度是否有关改变什么？压强计探头在液体内部的深度密度不同的液体控制什么？液体的密度，压强计探头的方向压强计探头在不同液体中的深度和方向怎么改、控、测？实验装置图(1)将U形管压强计的探头放人水中深度为H处，观察并记录U形管两侧液面的高度差△h1(2)保持探头方向不变，改变探头在水中的深度，观察并记录U形管两侧液面的高度差△h2(2)保持探头方向不变，将探头伸入密度不同液体中深度H处，观察并记录U形管两侧液面的高度差△h3怎么分析？若△h1≠△h2，则液体压强与液体的深度有关若△h1≠△h3，则液体压强与液体的密度有关实验分析1、实验器材及作用[U形管、刻度尺(测量压强计的探头在液体中的深度)]★2、实验前检查装置气密性的方法(用手压探头上的橡皮膜，观察U形管中的液柱是否变化，若液柱变化明显，则气密性良好)3、实验前U形管液面应调平(若不平，应重新拆装)★4、转换法的应用(根据U形管中液面的高度差来判断液体压强的大小)★5、控制变量法的应用。实验结论:在同种液体的同一深度处，液体对各个方向的压强都相等;在同种液体内部，深度越深，液体压强越大;在深度相同时，液体的密度越大，压强越大实验改进探究液体压强与什么因素有关如图所示，容器中间用隔板分成左、右两部分，隔板下部有一圆孔，用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。它可以用来做"探究液体压强是否跟深度、液体密度有关"的实验。1、实验要验证"在同种液体中液体压强跟深度有关"这一结论，应该怎样设计实验？说出实验步骤和实验现象。实验步骤∶向容器左右两边加入水，使右边水面高出左边水面。实验现象∶橡皮膜向左边凸出。2、实验要验证"在深度相同时，液体压强跟液体密度有关"这一结论，应该怎样设计实验？说出实验步骤和实验现象。实验步骤∶向容器左右两边分别加入水和盐水，使两边液面相平。实验现象∶橡皮膜向左边凸出。四、连通器的原理：（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；（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。连通器液面相平的条件：(1)连通器里只有一种液体；(2)连通器里的液体不流动。只有同时满足这两个条件，连通器各部分的液面才是相平的，如果有一个条件不能满足，则连通器各部分的液面不会相平。2.3大气压强一、大气压的存在1、大气压强：包围在地球周围的空气层叫大气层。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。2、大气压强产生的原因：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，空气中某一点向各个方向的压强大小相等。3、证明大气压存在的实例：马德堡半球实验、覆杯实验、用皮碗模拟马德堡半球实验、鸡蛋被空气压入瓶中的实验等。人们的许多活动也直接利用了大气压，例如：用塑料吸管吸取饮料、塑料挂衣钩的吸盘能紧贴在光滑的墙面上、医生使用注射器将药液吸入、用活塞式抽水机、离心式水泵抽水。注意：在大气中的物体和人体表面都受到大气压强的作用。人们之所以没有感觉到大气对身体的压力，是因为我们身体内部也有压强，体内的压强与体外的压强近似相等，而且人作为高级生物长期生活在大气中，对大气压强的作用早已习惯、适应了。二、大气压的测量1、准确测量大气压数值的实验：托里拆利实验。17世纪中期，意大利科学家托里拆利首先测出了大气压强值。2、托里拆利实验的步骤(如图所示)（1）取一根一端开口，一端封闭的1米长的玻璃管，往里面注满水银。用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。（2）将开口一端朝下，浸没在水银中，且将玻璃管竖直放置(管顶要真空)。（3）用刻度尺测出水银柱的高度，即得所测的大气压的值。在1标准大气压下，水银柱的高度为760mm。（4）大气压数值的计算：。3、托里拆利实验注意事项（1）玻璃管中要充满水银，不能留有气泡；若有气泡，会使测量结果偏小。（2）在做实验时要将玻璃管竖直放置。（3）测量高度时要测水银面到玻璃管中液面的竖直高度。（4）管内水银柱的高度只随外界大气压强变化而变化，与管的粗细、倾斜角度、管的长度及将玻璃管提起还是压下无关。（5）如果玻璃管上端破了一个洞，管内的水银不会向上喷出，因为破洞后的玻璃管与水银槽构成了连通器，管内水银将向下落回水银槽，与水银槽中的液面相平。4、托里拆利实验不用水，而用水银的原因如果用水做实验，则由得。即大气压相当于约10m(约三层楼)高水柱产生的压强，则实验时玻璃管的长度必须大于10.3m，显然用水做托里拆利实验不合适。三、标准大气压1954年第十届国际计量大会决议声明，规定标准大气压值为101.325kPa。1标准大气压=，粗略计算中，可取。四、大气压的变化及测量1、大气压强变化的规律具体描述应用说明与海拔的关系海拔越高，气压越小由于大气压是大气层受到重力作用而产生的，离地面越高，空气越稀薄与天气、季节的关系一般晴天比阴天气压高，冬天比夏天气压高空气中水蒸气含量越大，气压越低气体压强与体积的关系温度不变时的气休，体积越小，压强越大；体积越大，压强越小打气筒打气和利用压缩制动原理的抽水机2、气压计：用来测量大气压的仪器。气压计分两类：水银气压计和金属盒气压计。（1）水银气压计：水银气压计是在托里拆利管旁立一把刻度尺，从玻璃管中读出水银上、下液面差值，就是测定的大气压值，常用“mmHg”作单位。水银气压计应竖直放置。（2）金属盒气压计(无液气压计)(如图)：金属盒气压计(无液气压计)的主要部分是个被抽成真空的金属盒及一个与盒盖中央相连的弹簧片，盒的表面是波纹状的。大气压变化时盒的厚度及弹簧片的弯曲程度也随之变化，固定在弹簧片末端的连杆就通过传动机构带动指针旋转，指示大气压强的值。3、液体的沸点与气压的关系：液体的沸点随气压的增大而升高。高压锅就是依据这个原理制成的，用高压锅煮饭，既能节省燃料，还可以节约时间。【微点拨】大气压强在生活中的应用1、影响大气压强的因素：①温度：温度越高，空气分子运动的越强烈，压强越大。②密度：密度越大，表示单位体积内空气质量越大，压强越大。③海拔高度：海拔高度越高，空气越稀薄，大气压强就越小。2、生活中利用大气压强的例子：吸盘、自来水笔吸墨水、用吸管吸饮料、抽水机抽水、吸尘器、打针输液、真空压缩包装袋等。2.4流体的压强与流速的关系一、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。【微点拨】流体压强与流速关系1、流体：物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体，如：空气、水。2、流体压强与流速的关系：气体流速大的位置压强小；流速小的位置压强大。液体也是流体。它与气体一样，流速大的位置压强小；流速小的位置压强大。轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。二、流体压强的应用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。迎面吹来的风被机翼分成两部分，由于机翼横截面形状上下不对称，在相同的时间里机翼上方气流通过的路程长，因而速度较大，对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，对机翼的压强较大。飞机的升力：气流在机翼上下表面由于流速不同、压强不同产生的压力差，这就是向上的升力。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。【微点拨】流体压强与流速关系及应用1、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。2、生活中与流体压强的解答方法：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。(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