物理总第九章 压强

第九章压强知识点一知识点一 压强压强1 1压力压力(1)(1)定义：定义：_压在物体表面上的力。压在物体表面上的力。(2)(2)方向：垂直指向方向：垂直指向 _。(3)(3)作用效果：与作用效果：与_的大小、的大小、 _有关。有关。 垂直垂直 受力面受力面 压力压力 受力面积受力面积2 2压强压强(1)(1)意义：表示压力意义：表示压力 _的物理量。的物理量。(2)(2)定义：物体所受定义：物体所受_与与 _之比。之比。(3)(3)公式：公式：_。变形式：。变形式：_。(4)(4)单位及换算：单位及换算：1 Pa1 Pa_N/m_N/m2 2。(5)(5)应用：通过应用：通过_压力、压力、_受力面积的方法增大受力面积的方法增大压强；通过压强；通过_压力、压力、_受力面积的方法减小压受力面积的方法减小压强。强。FpSFSF pSp 和 作用效果作用效果 压力压力 受力面积受力面积 1 1 增大增大 减小减小 减小减小 增大增大 知识点二知识点二 液体压强液体压强1 1液体压强液体压强 (1)(1)产生原因：由于液体受到产生原因：由于液体受到_作用且具有作用且具有_。(2)(2)测量工具：压强计。测量工具：压强计。重力重力 流动性流动性(3)(3)特点特点A A液体内部向液体内部向_都有压强；都有压强；B B在液体内部的同一深度，向各个方向上的压强都在液体内部的同一深度，向各个方向上的压强都_；C C同种液体，深度越大，压强同种液体，深度越大，压强 _；D D同一深度的不同液体，同一深度的不同液体， _越大，压强越大。越大，压强越大。(4)(4)液体压强的计算公式：液体压强的计算公式： _。由公式可知，液体压。由公式可知，液体压强的大小只与强的大小只与 _和和_有关。有关。各个方向各个方向相等相等越大越大液体密度液体密度p pghgh液体密度液体密度 深度深度 2 2连通器连通器 (1)(1)定义：上端定义：上端_，下端，下端_的容器。的容器。(2)(2)原理：连通器装相同的液体，当液体原理：连通器装相同的液体，当液体 _时，连时，连通器各部分中的液面高度总是通器各部分中的液面高度总是_的。的。(3)(3)应用：水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、锅炉水位应用：水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、锅炉水位计以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶、自来水水塔等都计以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶、自来水水塔等都是连通器，世界上最大的人造连通器是三峡船闸。是连通器，世界上最大的人造连通器是三峡船闸。 开口开口 连通连通 不流动不流动 相同相同 知识点知识点三三 大气压强大气压强1 1产生：由于空气受到产生：由于空气受到_作用，且具有作用，且具有_。2 2著名实验著名实验(1)(1)马德堡半球实验：不但说明大气压强的马德堡半球实验：不但说明大气压强的_，而且，而且还说明大气压强还说明大气压强_。 重力重力 流动性流动性 存在存在 很大很大 (2)(2)托里拆利实验：测出大气压强的托里拆利实验：测出大气压强的_；标准大气压；标准大气压p p0 0的的值相当于值相当于_mmHg_mmHg产生的压强，其值为产生的压强，其值为 _ Pa_ Pa。 值值 760 760 1.0131.01310105 53 3变化变化(1)(1)大气压与高度的关系：大气压随海拔高度的增大而大气压与高度的关系：大气压随海拔高度的增大而_。(2)(2)液体沸点与气压的关系：液体的沸点随气压的减小而液体沸点与气压的关系：液体的沸点随气压的减小而_。 减小减小 降低降低 知识点四知识点四 流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系1 1关系：在液体和气体中，流速越大的位置，压强关系：在液体和气体中，流速越大的位置，压强 _。2 2飞机升力：机翼上方空气流速大，压强飞机升力：机翼上方空气流速大，压强 _，下方空气流，下方空气流速小，压强速小，压强_，在机翼的上、下表面存在向上的，在机翼的上、下表面存在向上的 _。越小越小小小大大压力差压力差考点一考点一 固体压强固体压强 (3(3年年3 3考考) )命题角度命题角度固体压强的计算固体压强的计算( (常考常考) )例例1 1(2017(2017无棣模拟无棣模拟) )如图甲是西南大学校内的一座塑像，如图甲是西南大学校内的一座塑像，其基座结构类似于图乙和图丙的模型。若其基座结构类似于图乙和图丙的模型。若A A、B B是质量分布均是质量分布均匀的正方体物块，其棱长分别是匀的正方体物块，其棱长分别是20 cm20 cm、30 cm30 cm，密度之比，密度之比A AB B3131。将。将A A放在水平地面上，放在水平地面上，B B放在放在A A的上面，的上面，A A对对水平地面的压强为水平地面的压强为5 100 Pa(5 100 Pa(如图乙如图乙) )。g g取取10 N/kg10 N/kg。求：。求：(1)(1)图乙中，物块图乙中，物块A A对地面的压力；对地面的压力；(2)(2)物块物块A A的密度；的密度；(3)(3)若将物块若将物块B B放在水平地面上，放在水平地面上，A A放在放在B B的上面的上面( (如图丙如图丙) )，要使要使B B对地面的压强为对地面的压强为2 800 Pa2 800 Pa，应将物块，应将物块B B沿竖直方向切沿竖直方向切去几分之几。去几分之几。【思路点拨【思路点拨】 (1)(1)根据压强的变形公式即可求出物块根据压强的变形公式即可求出物块A A对地对地面的压力；面的压力；(2)(2)因为水平地面上静止的物体的重力与地面受因为水平地面上静止的物体的重力与地面受到的压力大小相等，所以物块到的压力大小相等，所以物块A A、B B的总重力大小等于图乙的总重力大小等于图乙中物块中物块A A对地面的压力，根据密度的变形公式和重力的计算对地面的压力，根据密度的变形公式和重力的计算公式即可求出物块公式即可求出物块A A的密度；的密度；(3)(3)设应将物块设应将物块B B沿竖直方向切沿竖直方向切去的比例为去的比例为x x，然后利用压强公式求解。，然后利用压强公式求解。【自主解答【自主解答】 解：解：(1)(1)由由p p 可得，物块可得，物块A A对地面的压力：对地面的压力：F FpSpSA A5 100 Pa5 100 Pa0.2 m0.2 m0.2 m0.2 m204 N204 N。(2)(2)图乙中物块图乙中物块A A对地面的压力等于物体对地面的压力等于物体A A、B B的总重力，所以的总重力，所以A A、B B的总重力：的总重力：G G总总F F204 N204 N，由重力和密度公式可得，由重力和密度公式可得，G GA AG GB BA AV VA Ag gB BV VB Bg g204 N204 N，FS因为因为A AB B3131，所以，所以，A A(0.2 m)(0.2 m)3 310 N/kg10 N/kg A A(0.3 m)(0.3 m)3 310 N/kg10 N/kg204 N204 N，解得解得A A1.21.210103 3 kg/m kg/m3 3。(3)(3)物块物块A A重：重：G GA AA AV VA Ag g1.21.210103 3 kg/m kg/m3 3(0.2 m)(0.2 m)3 310 N/kg10 N/kg96 N96 N，物块物块B B重：重：G GB BB BV VB Bg g 1.21.210103 3 kg/m kg/m3 3(0.3 m)(0.3 m)3 310 N/kg10 N/kg108 N108 N，1313设应将物块设应将物块B B沿竖直方向切去的比例为沿竖直方向切去的比例为x x，则剩余部分占物，则剩余部分占物块块B B体积的比例为体积的比例为1 1x x，物块，物块B B剩余部分的底面积为剩余部分的底面积为S SB B(1(1x x) )，物块，物块B B的剩余部分重力为的剩余部分重力为G GB B(1(1x x) )，则由，则由p p 可得，可得，FS答：答：(1)(1)物块物块A A对地面的压力为对地面的压力为204 N204 N；(2)(2)物块物块A A的密度为的密度为1.21.210103 3 kg/m kg/m3 3；(3)(3)要使要使B B对地面的压强为对地面的压强为2 800 Pa2 800 Pa，应将物块，应将物块B B沿竖直方向沿竖直方向切去三分之一。切去三分之一。命题角度命题角度固体压强的探究固体压强的探究例例2 2(2016(2016滨州中考滨州中考) )在在“探究实心圆柱体对地面的压强与探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关哪些因素有关”的实验中，某中学一小组的同学们认为此压的实验中，某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度强跟圆柱体的密度、高度、高度h h、圆柱体底面积、圆柱体底面积S S是有关的，但是有关的，但有怎样的关系看法不同。于是，在老师的帮助下，小组的同有怎样的关系看法不同。于是，在老师的帮助下，小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成高度和学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验，测出横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验，测出实心圆柱体竖直放置时实心圆柱体竖直放置时( (如图所示如图所示) )对水平桌面上海绵的压对水平桌面上海绵的压下深度，实验记录如表所示。下深度，实验记录如表所示。序号序号物体物体底面积底面积S S/cm/cm2 2高度高度h h/cm/cm海绵被压下海绵被压下深度深度/cm/cm1 1合金甲圆柱体合金甲圆柱体A A10105 50.50.52 2合金甲圆柱体合金甲圆柱体B B101010101 13 3合金甲圆柱体合金甲圆柱体C C202010101 14 4合金乙圆柱体合金乙圆柱体A A10105 51.51.55 5合金乙圆柱体合金乙圆柱体B B101010103 36 6合金乙圆柱体合金乙圆柱体C C202010103 3(1)(1)该小组同学是通过该小组同学是通过 来判断压强大小的。来判断压强大小的。(2)(2)分析实验分析实验1 1、2 2或或4 4、5 5可以得出：当圆柱体的材料密度相可以得出：当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的 有关。有关。(3)(3)分析分析 可以得出：当圆柱体的密度相同时，实心圆柱可以得出：当圆柱体的密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。体对水平地面的压强与底面积无关。 (4)(4)此探究过程用到的科学探究方法有此探究过程用到的科学探究方法有 、 。(5)(5)实验结束之后，同学们在老师的指导下，以某一合金甲实验结束之后，同学们在老师的指导下，以某一合金甲圆柱体为研究对象，推导它对海绵的压强大小的表达式圆柱体为研究对象，推导它对海绵的压强大小的表达式( (已已知合金的密度为知合金的密度为，合金圆柱体的高度为，合金圆柱体的高度为h h，底面积为，底面积为S S) )。表达式为表达式为 。(6)(6)上面推导出的表达式上面推导出的表达式 ( (选填选填“能能”或或“不能不能”) )应用应用于各类固体压强的计算。于各类固体压强的计算。【思路点拨【思路点拨】 (1)(1)实验中，压力的作用效果是通过海绵的实验中，压力的作用效果是通过海绵的形变程度来反映的；形变程度来反映的；(2)(2)根据给出的实验，找出其中的不根据给出的实验，找出其中的不变量和变化量，然后确定压强与变化量的关系；变量和变化量，然后确定压强与变化量的关系；(3)(3)根据实根据实验结论确定实验不变量和变化量，然后找出符合条件的实验结论确定实验不变量和变化量，然后找出符合条件的实验序号；验序号；(4)(4)常用的物理实验方法有理想模型法、控制变量常用的物理实验方法有理想模型法、控制变量法、等效替代法、转换法、类比法等；法、等效替代法、转换法、类比法等；(5)(5)根据压强公式，根据压强公式，结合重力与压力的关系，推导出压强的表达式；结合重力与压力的关系，推导出压强的表达式；(6)(6)根据实根据实验中的条件确定推导公式的适用范围。验中的条件确定推导公式的适用范围。【自主解答【自主解答】 (1)(1)海绵被压下深度海绵被压下深度(2)(2)高度高度(3)2(3)2、3 3或或5 5、6 6(4)(4)控制变量法转换法控制变量法转换法(5)(5)p pghgh(6)(6)不能不能【解题技巧【解题技巧】 实验中，应用了控制变量法和转换法。控制实验中，应用了控制变量法和转换法。控制变量法：探究圆柱体的压强与密度、高度、底面积的关系变量法：探究圆柱体的压强与密度、高度、底面积的关系时，控制其中两个量不变，只改变其中的一个物理量；转时，控制其中两个量不变，只改变其中的一个物理量；转换法：用海绵被圆柱体压下的深浅来显示圆柱体对海绵的换法：用海绵被圆柱体压下的深浅来显示圆柱体对海绵的压力的作用效果。压力的作用效果。1 1(2017(2017邹平模拟邹平模拟) )探究探究“压力作用效果压力作用效果”的实验如图的实验如图甲、乙、丙所示。甲、乙、丙所示。(1)(1)甲、乙、丙实验中，根据甲、乙、丙实验中，根据 _来比较压来比较压力的作用效果。力的作用效果。(2)(2)通过甲、乙实验能够得到的结论是通过甲、乙实验能够得到的结论是_。(3)(3)由乙、丙实验可知压力的作用效果与受力面积大小的关由乙、丙实验可知压力的作用效果与受力面积大小的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例：系，请举出生活中应用此知识的一个实例：_。海绵下陷的深度海绵下陷的深度受力面积相同时，受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显压力越大，压力作用效果越明显挖掘机装有履挖掘机装有履带，增大受力面积减小压强带，增大受力面积减小压强(4)(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强海绵受到的压强P P丙丙和图丁中木板受到的压强和图丁中木板受到的压强P P丁丁的大小关系的大小关系为为P P丙丙_P P丁丁 ( (选填选填“”“”“”或或“”) ) 2.(20162.(2016滨州中考滨州中考) )有一圆柱形容器，放在水平桌面上。有一圆柱形容器，放在水平桌面上。现将一棱长为现将一棱长为10 cm10 cm，质量为，质量为2.7 kg2.7 kg的正方体金属块放在容的正方体金属块放在容器底部器底部( (如图所示如图所示) )，g g取取10 N/kg10 N/kg。求：。求： (1)(1)物体密度；物体密度；(2)(2)物体对容器底的压强；物体对容器底的压强；(3)(3)向容器中加入水至向容器中加入水至8 cm8 cm深时，水对容器底的压强多大，深时，水对容器底的压强多大，物体受到容器的支持力多大。物体受到容器的支持力多大。( (容器足够高，物体与容器底容器足够高，物体与容器底没有紧密接触没有紧密接触) )【答案【答案】 解：解：(1)(1)物体的体积：物体的体积：V VL L3 3(10 cm)(10 cm)3 31 000 cm1 000 cm3 30.001 m0.001 m3 3，(2)(2)物体对容器底的压力：物体对容器底的压力：F FG Gmgmg2.7 kg2.7 kg10 N/kg10 N/kg27 N27 N，受力面积：受力面积：S SL L2 2(10 cm)(10 cm)2 2100 cm100 cm2 20.01 m0.01 m2 2，物体对容器底的压强：物体对容器底的压强：(3)(3)水对容器底的压强：水对容器底的压强：p p水水ghgh1.01.010103 3 kg/m kg/m3 310 N/kg10 N/kg0.08 m0.08 m800 Pa800 Pa，物体排开水的体积：物体排开水的体积：V V排排ShSh0.01 m0.01 m2 20.08 m0.08 m8 810104 4 m m3 3，物体受到的浮力：物体受到的浮力：F F浮浮水水gVgV排排1.01.010103 3 kg/m kg/m3 310 N/kg10 N/kg8 810104 4 m m3 38 N8 N，物体受到容器的支持力：物体受到容器的支持力：F F支支G GF F浮浮27 N27 N8 N8 N19 N19 N。答：答：(1)(1)物体密度为物体密度为2.72.710103 3kg/mkg/m3 3；(2)(2)物体对容器底的压强为物体对容器底的压强为2.72.710103 3 Pa Pa；(3)(3)向容器中加入水至向容器中加入水至8 cm8 cm深时，水对容器底的压强为深时，水对容器底的压强为800 Pa800 Pa，物体受到容器的支持力为，物体受到容器的支持力为19 N19 N。考点二考点二 液体压强液体压强 (3(3年年3 3考考) )例例3 3(2017(2017滨州中考滨州中考) )质量为质量为100 g100 g，底面，底面积为积为20 cm20 cm2 2的薄壁容器中盛有的薄壁容器中盛有500 g500 g水，将水，将容器放置在水平地面上，如图所示，容器容器放置在水平地面上，如图所示，容器内水深内水深h h为为20 cm20 cm，则水对容器底部的压强为，则水对容器底部的压强为 PaPa，容器，容器底部对地面的压强为底部对地面的压强为 PaPa。( (水水1.01.010103 3 kg/m kg/m3 3，g g取取10 N/kg)10 N/kg)【思路点拨【思路点拨】 应用公式应用公式p pghgh计算水对容器底部的压计算水对容器底部的压强；应用公式强；应用公式p p 计算容器底部对地面的压强。计算容器底部对地面的压强。【自主解答【自主解答】 2 0002 0003 0003 000FS【解题技巧【解题技巧】 根据容器的形状，液体对容器底部的压力通根据容器的形状，液体对容器底部的压力通常有三种情况，如图所示。如果装入三个容器的液体的重常有三种情况，如图所示。如果装入三个容器的液体的重力都为力都为G G液液，则液体对容器底部的压力，则液体对容器底部的压力F FpSpSghSghS，而，而ShSh的含义是以容器底为底面积，以液体深度为高的柱体的体的含义是以容器底为底面积，以液体深度为高的柱体的体积，即积，即V V柱柱ShSh，所以，所以F FpSpSghSghSgVgV柱柱m m柱柱g gG G柱柱，G G柱柱的含义为以的含义为以V V柱柱为体积的那部分液体的重力，如图中斜线部为体积的那部分液体的重力，如图中斜线部分，即若容器为柱体，则分，即若容器为柱体，则F FG G液液；若容器为非柱体，则；若容器为非柱体，则F FG G液液。讲：讲： 对对“液体深度液体深度”理解有误理解有误 液体压强公式液体压强公式p pghgh中的中的h h表示液体的深度，是指液表示液体的深度，是指液体内部某一点到液面的竖直距离，与容器的形状、粗细以体内部某一点到液面的竖直距离，与容器的形状、粗细以及倾斜程度等无关。及倾斜程度等无关。练：链接跟踪训练第练：链接跟踪训练第3 3题题3 3(2017(2017郴州中考郴州中考) )如图所示，一茶杯放在水平桌面上，如图所示，一茶杯放在水平桌面上，茶杯底面积为茶杯底面积为20 cm20 cm2 2。杯中水深。杯中水深10 cm10 cm，杯和水的总重力为，杯和水的总重力为3 N3 N，则杯对水平桌面的压强为，则杯对水平桌面的压强为 _Pa_Pa；水对杯底的压；水对杯底的压力为力为_N_N。( (g g取取10 N/kg10 N/kg，茶杯杯壁厚度不计，茶杯杯壁厚度不计) )1 5001 500 2 2 考点三考点三 大气压强大气压强 (3(3年年1 1考考) )例例4 4(2015(2015滨州中考滨州中考) )如图所示，是托里拆利实验的规范操如图所示，是托里拆利实验的规范操作过程。关于托里拆利实验，下面说法错误的是作过程。关于托里拆利实验，下面说法错误的是( () )A A实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气B B是大气压支持玻璃管内水银柱不会落下是大气压支持玻璃管内水银柱不会落下C C大气压的数值等于这段水银柱产生的压强大气压的数值等于这段水银柱产生的压强D D玻璃管倾斜不影响实验测量结果玻璃管倾斜不影响实验测量结果【思路点拨【思路点拨】 (1)(1)水银柱高度是指玻璃管内外水银面的水银柱高度是指玻璃管内外水银面的竖直高度差竖直高度差h h，不是指倾斜时水银柱的长度，不是指倾斜时水银柱的长度L L，实验时玻，实验时玻璃管倾斜后，玻璃管内水银柱的长度虽然增加，但水银璃管倾斜后，玻璃管内水银柱的长度虽然增加，但水银柱的高度不变；柱的高度不变；(2)(2)实验中，玻璃管的粗细实验中，玻璃管的粗细( (内径不同内径不同) )不不会影响大气压的测量，因为液体的压强只与液体的密度、会影响大气压的测量，因为液体的压强只与液体的密度、深度有关，与液体的重力、体积无关；深度有关，与液体的重力、体积无关；(3)(3)实验中，玻璃实验中，玻璃管插入水银槽中的深度对测量值没有影响，玻璃管口向上管插入水银槽中的深度对测量值没有影响，玻璃管口向上提，玻璃管内水银液面上方的真空部分体积变大，水银柱提，玻璃管内水银液面上方的真空部分体积变大，水银柱的高度不变；管口向下按，管内水银液面上方真空部分体的高度不变；管口向下按，管内水银液面上方真空部分体积减小，水银柱高度不变。积减小，水银柱高度不变。【自主解答【自主解答】 A A【解题技巧【解题技巧】 正确理解大气压强：正确理解大气压强：(1)(1)大气压强的特点：大气压强的特点：随高度的增加而减小。在海拔随高度的增加而减小。在海拔3 000 m3 000 m以内，大约每升高以内，大约每升高10 m10 m大气压减小大气压减小100 Pa100 Pa，高度越高，减小得越缓慢；，高度越高，减小得越缓慢；(2)(2)利利用大气压知识解释日常生活中的现象：一切液体的沸点随用大气压知识解释日常生活中的现象：一切液体的沸点随液面上方气压的减小而降低，随气压的增大而升高。温度液面上方气压的减小而降低，随气压的增大而升高。温度不变时，气体的压强随气体体积的增大而减小，随气体体不变时，气体的压强随气体体积的增大而减小，随气体体积的减小而增大。积的减小而增大。4.(20174.(2017南京中考南京中考) )如图甲所示，在易拉罐中如图甲所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了说明了_的存在。的存在。 大气压大气压 考点考点四四 流体压强与流速的关系流体压强与流速的关系 (3(3年未考年未考) )例例5 5(2017(2017邵阳中考邵阳中考) )邵阳火车站站台上，标有一条安全线。邵阳火车站站台上，标有一条安全线。乘客必须站在安全线之外候车。是为了避免乘客被乘客必须站在安全线之外候车。是为了避免乘客被“吸吸”向向列车的事故发生。这是因为列车进站时车体附近列车的事故发生。这是因为列车进站时车体附近 ( () ) A A空气流速大，压强小空气流速大，压强小B B空气流速大，压强大空气流速大，压强大C C空气流速小，压强大空气流速小，压强大D D空气流速小，压强小空气流速小，压强小【思路点拨【思路点拨】 流体压强与流速关系的解题思路：流体压强与流速关系的解题思路：【自主解答【自主解答】 A A【解题技巧【解题技巧】 5 5(2017(2017黄石中考黄石中考) )手握两张大小相同、彼此正对且自手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张，如图所示。如果从两张纸的中间上端向下然下垂的纸张，如图所示。如果从两张纸的中间上端向下吹气，那么，这两张纸将会出现吹气，那么，这两张纸将会出现 _(_(选填选填“互相互相靠拢靠拢”或或“彼此远离彼此远离”) )的运动，此实验表明在气体中，的运动，此实验表明在气体中，流速越大的位罝，流速越大的位罝， _。互相靠拢互相靠拢压强越小压强越小