中考一轮复习 - 力学重点之压强

2019-08-01 22:39

中考一轮复习之力学重点压强 课程1:压强 液体压强

【知识脉络】

(1)定义: 垂直作用在物体表面上的力 (2)方向: 垂直指向物体的表面 1. 压力 (3)压力不一定都等于重力,方向不一定与重力方向相同,只有放在 水平面上的物体,压力 等于 重力,方向与重力相同 (4)压力作用效果:压力的大小;受力面积的大小 (1)表示 压力作用效果 的物理量 (2)定义:物体单位面积上受到的压力 (3)公式:p=F / S F: 压力 ;单位: 牛 ;符号: N 2. 压强 (4)单位 S:受力面积;单位: 米2 ;符号: m2 和符号 p: 压强 ;单位: 帕 ;符号: Pa (5)50 Pa 的物理意义: 物体每平方米的面积上受到的压力为50N (6)影响因素: 压力大小 和 受力面积大小 (7)增大压强:增大 F,减小 S ;减小压强:增大 S ,减小 F 1)产生原因: 液体受到重力的作用,且液体具有流动性 ( 3. 液体压强 ①液体对容器底部和侧壁都有 压强 ,液体内部向 各个 方向都有压强 (2)规律: ②液体的压强随深度增加而 增大 ,在同一深度,液体向 各个方向的压强 相等 ③不同液体的压强还跟 密度 有关系 (3)计算公式: p =ρgh ,其中:p表示 压强 ,单位 帕 ,符号Pa,ρ表示液体的密度,g取9.8牛/千克。在粗略计算中可取10牛/千克。h表示深度,是自由液面到所计算点的竖直距离 (4)连通器原理:连通器里的液体 静止 时,各容器中的液面高度总是 齐平的

【考点精讲】

二、固体和液体的压强、压力的计算 压强的计算 固体 液体 p?F(S为受力面积,即两物p=ρgh(h指研究点到自由液面的S竖直高度) F=pS=ρghS,对于液体,求对某个面的压力一般先求压强,再通过该公式求出压力 体的接触面积) 压力的计算 F=pS;放在水平面上的物体对支持面的压力等于物体的重力,即F=G=mg 【中考警示】(1)液体压强公式p=ρgh中的h是指研究点到自由液面的竖直高度,而不是

研究点到液面的长度。

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(2)容器内的液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力(详细见下图) 1. 液体对容器底部的压力与压强(S甲=S乙=S丙=S)

p甲=p乙=p丙=ρ液gh F甲=F乙=F丙=ρ液ghS

2. 液体对容器底部的压力与液体所受重力(底面积相同)

甲 乙 丙

F甲=ρ液ghS=ρ液gV =G液甲 F乙=ρ液ghS=ρ液gV <G液乙 F丙=ρ液ghS=ρ液gV >G液丙

(3)固体能够传递压力,而密闭容器中的液体能够传递压强。

三、实验探究

固体压强:

液体压强:

两者均采用了“控制变量法”与“转换法”,结论的表述都要注意条件。

【典例精析】

聚焦热点1. 巧识物理图象,妙解压强问题

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用物理图象反映物理规律是一种比较简捷的方法。物理图象承载的信息量大,可以使问题简化。同学们在学习的过程中要学会使用物理图象表示物理规律。下面我们通过几个例题说明解决此类问题的方法。

例题1 甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系如图所示。在水平桌面上竖直放置着由甲、乙两种物质分别制成的相同高度的实心圆柱体,质量比是1∶5。那么甲、乙两种物质的密度之比是__________,甲、乙两圆柱体对桌面产生的压强之比是__________。

思路导航:当体积都为v?20cm时,对应的m甲?60g,m乙?20g,

3

m甲?甲Vm60g3∴密度之比??甲??;

m?乙m乙20g1乙V在水平桌面上物体对桌面的压力等于物体自身的重力,

FGmg?Vg?????gh; SSSSp甲?甲gh?甲3?==?; p乙?乙gh?乙1?p?故答案为:3:1;3:1。 答案:3∶1 3∶1

方法归纳:将密度图象问题与固体的压强进行结合,体现出一定的综合性,要求较高。一些和圆柱体类似的几何体,如正方体、长方体等,放在水平地面上时,对地面的压强只与物体的高和密度有关,而与底面积无关。在以后的一些习题中可以使用此结论进行解题,可使问题简化、更方便解题,解题的关键是要选取恰当的公式。

聚焦热点2. 正确理解受力面积S和液体深度

固体压强中的受力面积S,是物体相互挤压的共同面积,而不是某一个物体的面积;液体深度是指液体最高液面到某点的竖直距离。

例题2 重79 N的正方体铁块被放在0.5 m2的水平桌面的中央,求铁块对桌面的压强。(ρ铁=7.9×103 kg/m3,g取10 N/kg)

G79 N

思路导航:铁块的质量:m===7.9 kg

g10 N/kg

m7.9 kg-33

铁块的体积:V==33=10 m ρ7.9×10 kg/m

因为铁块是正方体,所以铁块的棱长是0.1 m,其底面积S=0.01 m2。由于铁块与桌面的接触面积小于桌面的面积,所以桌面的受力面积为0.01 m2,则铁块对桌面的压强 FG79 Np===103 Pa。 2=7.9×SS0.01 m

答案:7.9×103 Pa

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聚焦热点3. 建立连通器模型,提高解题能力

实际生产和生活中的茶壶、锅炉水位计、船闸等,它们的物理模型就是连通器,利用的是连通器原理。

例题3 如图船闸中,仅阀门A打开,上游和闸室组成________;拦河大坝修成“上窄下宽”的形状是因为液体的压强随深度的增加而________。

思路导航:当阀门A打开,上游和闸室连通,形成连通器;船闸就是连通器在实际生活中的具体运用。拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状,是因为水的压强随深度增加而增大。

答案:连通器 增大

【总结提升】

正确求解固体压强与液体压强,注意两者的计算公式和求解顺序不同。

例题4 如图所示,有一个容器由两个正方体组成,上部立方体的边长为10cm,下部立方体的边长为20cm,则这个容器装满水后放在水平的地面上,求:(1)水对容器底部的压力和压强分别是多大?(2)容器对地面的压力和压强各是多大?(容器的质量忽略不计,g=10N/kg)

思路导航:求水对容器底部的压力和压强,是计算液体的压力与压强;容器对地面的压力和压强是计算固体的压力和压强。液体压强:p=ρgh;液体压力:F=ρghS;固体压力:

F

F=G;固体压强:p= 。

S

容器的容积V=V1+V2=(0.1m)3+(0.2m)3=0.009m3; 水的质量为:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.009 m3=9kg; 水受到的重力为:G=mg=9kg×10N/kg=90N 容器底部的面积S=(0.2m)2=0.04m2

(1)p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa F=pS=3×103pa×0.04m2=120N (2)F=G=90N F90Np= = =2250Pa S0.04 m23答案:(1)p?3?10PaF?120N (2)p?2250PaF?90N

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微课程2:大气压强 流体压强与流速的关系

【知识脉络】 (1)产生原因: 大气受到重力的作用,且空气具有流动性 (2)证明大气压存在的实验:马德堡半球实验(最早),覆杯实验,吸饮料 1.大气压强 (3)最早测出大气压数据的实验: 托里拆利实验 (4)1个标准大气压= 1.01×105 Pa= 760 mm水银柱= 10.3 m水柱 (5)大气压随高度的增加而 减小 ,一般来说,晴天时的大气压比阴天时的 高 ,冬天的比夏天的 高 (6)液体的沸点,都是随其上方气压减小时 减小 ,气压增大时 增大 应用:高压锅、去除糖汁中的水分 ⑴关系:流体流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大 2. 流体压强 与流速的关系 ⑵应用:普通飞机的升力

【考点精讲】

一、大气压强

1. 托里拆利实验

(1)在托里拆利实验中,管内水银柱的高度只随外界大气压的变化而变化。与管的粗细、倾斜角度、管的长度及是将玻璃管提起还是下压、水银槽内水银面的高低等因素无关(水银柱自由液面不与玻璃管底接触)。 (2)实验时,如果把玻璃管倾斜放置,水银柱的高度不会改变,水银柱的长度却要变长。

(3)实验时,若玻璃管内混入少量空气,则管内水银柱的高度会减小。

① 玻璃管上方为真空,操作方法是水银要灌满玻璃管再倒置; ② 如果玻璃管倾斜,水银柱的长度变长,但竖直高度不变;

③ 提起玻璃管或向水银槽内加入水银或改变管的粗细,管内水银柱竖直高度不变;但向水银槽内加入水银,关内水银的高度会上升,不变的是管内的液面到槽内液面的距离;

④ 用一锥体在液注中间某处刺破,孔上方水银柱很快向上方移动,孔下方水银迅速下落至水银槽中;

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