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神奇的压强章末小结与提升认识压强压力定义:物理学中,把垂直作用在物体表面上的力叫做压力作用效果:跟压力和受力面积有关压强定义:物理学中,把物体表面受到的压力与受力面积的比,叫做压强单位:Pa(N/m2)应用增大压强的方法:增大压力或减小受力面积减小压强的方法:减小压力或增大受力面积研究液体的压强特点液体内部各个方向都有压强,并且在同一深度各个方向的压强相等液体内部的压强跟深度有关,深度增加,压强增大不同液体内部的压强跟液体的密度有关,在同一深度,密度越大,压强越大连通器定义:上端开口、底部互相连通的容器,物理学上叫做连通器原理:连通器内装入同种液体,当液体静止时,各容器中的液面总保持相平应用:船闸、过路涵洞、锅炉水位器、乳牛自动喂水器等大气压与人类生活证明大气压存在的实验:马德堡半球实验大气压的测量测量实验:托里拆利实验大小:1个标准大气压约为1.0105Pa特点:大气压随高度而变化,高度越高,大气压越小固体与液体压力、压强的计算固体液体一般情况先求压力(水平面上F=G),再求压强p=FS先求压强(p=液gh),再求压力(F=pS)特殊情况柱体对水平面的压强p=gh粗细均匀容器中的液体对容器底的压力等于液体的重力,即F=G典例1如图所示,往量杯中匀速注水直至注满。下列表示此过程中量杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线中合理的是【解析】量杯的形状是上宽下窄,所以在向量杯中注水时,相同时间注入相同质量的水,水在量杯中的高度增加得越来越慢,量杯底部受到水的压强的增加也会越来越慢,B项正确。【答案】 B典例2如图,在水平桌面上竖立着三个柱状物甲、乙、丙,它们的高度均为h,且均为实心匀质物体,甲、乙、丙的底面分别是半径为R的圆面、边长为a的正方形、半径为r的圆面。已知2Ra2r,它们对桌面的压强p甲=p乙=p丙,则甲、乙、丙的密度关系是()A.甲乙丙B.甲=丙乙C.甲乙丙D.甲=乙=丙【解析】三个柱状物对桌面的压强p=FS=GS=mgS=VgS=ShgS=gh,因p甲=p乙=p丙,且它们的高度均为h,所以甲、乙、丙的密度关系为甲=乙=丙,D项正确。【答案】 D典例3在水平地面上,有一质量为5 kg的容器内装有35 kg的水,如图所示,水面到水底的深度为1.2 m,容器的底面积为0.02 m2(g=10 N/kg),求:(1)容器底面所受的水的压强和压力;(2)地面受到的压力和压强。【答案】 (1)水对容器底部的压强p=hg=1.0103 kg/m310 N/kg1.2 m=1.2104 Pa由p=FS得,水对容器底部的压力F=pS=1.2104 Pa0.02 m2=240 N(2)容器对地面的压力F=G=(m水+m器)g=(5 kg+35 kg)10 N/kg=400 N容器对地面的压强p=FS=400 N0.02m2=2104 Pa实验一:探究压力的作用效果与哪些因素有关1.实验器材:小方桌、泡沫塑料、砝码。2.实验方法:控制变量法。3.实验步骤(1)如图甲所示,把小方桌的四脚朝下放在泡沫塑料上,观察压力的作用效果,即此时桌子四脚陷入泡沫塑料的深度;(2)如图乙所示,在桌子上加上一个砝码,观察此时桌子四脚陷入泡沫塑料的深度,并与图甲的陷入深度对比;(3)如图丙所示,使桌面朝下并在小方桌上加上一个砝码,观察此时桌面陷入泡沫塑料的深度,并与图乙的陷入深度对比。4.实验结论:压力的作用效果与压力大小和受力面积有关,压力越大、受力面积越小,压力的作用效果越明显。典例1老师要求同学们用身边的物品探究压力的作用效果与哪些因素有关,小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。(1)小亮是通过观察来比较压力的作用效果的;(2)小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制大小相同,改变受力面积的大小,从该实验中得出的结论是;以下实例中应用该结论的有;A.菜刀要经常磨一磨B.书包要用宽的背带C.汽车限重D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是。【解析】(1)小亮通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这是转换法的运用;(2)将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,这样可以控制压力相同,改变受力面积的大小,从该实验中得出的结论是压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积相同,只改变压力的大小,故他的操作步骤是把左侧瓶中的水倒出一些后,让瓶子倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。【答案】 (1)海绵的凹陷程度(2)压力压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显AD(3)把左侧瓶中的水倒出一些后,让瓶子倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较实验二:探究液体内部压强的特点1.实验器材:U形管压强计、水、盐水、深水杯等。2.实验步骤(1)检查仪器,在深水杯中装入适量水,将压强计的橡皮盒放入深水杯中某一深度处,调节橡皮盒的方向,观察U形管两侧液面的高度差;(2)将压强计的橡皮盒放入深水杯中更深处,不改变橡皮盒的方向,观察U形管两侧液面的高度差;(3)将压强计的橡皮盒放入盐水杯中某深度处(跟水中某一深度相同),不改变橡皮盒的方向,观察液面的高度差。3.实验结论:液体内部各个方向都有压强,同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相同;液体的压强随深度的增加而增大;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。典例2小陈利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。实验前,他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上,如图甲所示:(1)如果压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面不相平,应;(2)当小陈将压强计的金属盒浸没于水中后,发现U形管两边的液面如图乙所示,几乎无变化,则实验装置可能出现了的问题;(3)排除故障后,他重新将金属盒浸没水中,发现随着金属盒浸入水中的深度增加,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图丙所示,由此可知液体内部的压强与有关;(4)小陈保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中,搅匀后的实验情形如图丁所示,比较丙、丁两次实验,小陈得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,他的结论(选填“可靠”或“不可靠”),原因是。【解析】(1)当压强计的金属盒在空气中时,如果U形管两边的液面不相平,则不能正常使用,应该取下橡皮管重新安装;(2)将金属盒浸没于水中后,发现U形管两边的液面不发生变化,实验装置可能出现了漏气现象,使压强无法正常传递;(3)随着金属盒浸入水中的深度增加,U形管两边液面的高度差逐渐变大,说明液体内部的压强与深度有关,深度越大,压强越大;(4)比较丙、丁两次实验不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,因为没有控制液体的深度相同。【答案】 (1)重新连接橡皮管(2)漏气(3)液体的深度(4)不可靠没有控制金属盒在盐水中的深度与在水中的深度相同
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