第十三章《压力和压强》复习提纲
1、 压强(12分难点) ? 一个填空、两个综合、
? 压强分为固体、液体、和大气压强后面两个比较难,但09年没有出液体压强题。
? 中考考查中的小综合试题可能会与这部分知识有关,例如压强和浮力的小综合,压强与简单机械之间的小综合等等,因此,呈现的形式也会是多样化的,涉及到的题型会遍及中考常见的所有题型,特别是近几年的科学探究性试题都设计到这部分知识。
一、复习的重点和难点 重点:(1)说出压力和压强的定义,说明压强的物理意义。
(2)浮力的应用和物体的浮沉条件。
(3)说明液体压强产生的原因,复述液体内部压强规律。 (4)解释连通器的原理及应用实例。 难点:(1)会灵活运用压强知识解决简单的问题。
(2)液体压强公式并会用公式进行简单计算,会用液体压强知识解决简单实际问题。 二、知识梳理
压力 压力和压强 压强
固体压强 压强的公式:P=
F S 改变压强的方法
液体内部压强的规律 液体压强 液体压强的计算公式:P=ρgh 大气压强 三、复习内容
1、固体的压力和压强:
1)压力:
⑴ 定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。 ⑵压力的特征:
? 压力产生的条件:是物体之间相互接触且发生挤压,物体发生形变。 ? 压力的方向:总是垂直于物体的受力面指向物体内部。
? 压力的作用点:在被压物体的受力面上,一般在接触面中心。
? 压力的大小:可由物体的平衡条件和相互作用力大小相等这些规律来确定。
注意:压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G ⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
F F
F F
F
G G F+G G – F F-G F ⑸重力与压力的区别:
? 重力是由于地球吸引而使物体受到的力,施力物体是地球,受力物体是地面附近的一切物体。
? 压力是垂直作用在物体表面上的力,是由于物体间的挤压形变而产生的,施力物体是施加压力作用的物体,
受力物体是被压物体。
1
? 重力的方向总是竖直向下;压力方向总是垂直于支撑面,由于物体支撑面有不同的方向,所以压力也有不同
的方向。 2)、研究影响压力作用效果因素的实验: 图示
? 说明:压力相同时,受力面积越小压力作用效果越明显。 ? 受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。看到的
现象是:泡沫塑料压下深度减小。 ? 概括这两次实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面
积有关。
? 本实验研究问题时,采用了控制变量法。和 对比法 3)、压强:
⑴ 定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。 ⑵ 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
22
⑶ 公式: p=F/ S 其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(N)S:米(m)。
2
? 国际标准单位帕斯卡,简称“帕”。1帕=1牛/米。
? 压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa 。成人站立时对地面的压强约为:1.544
×10Pa 。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:1.5×10N
? 特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh ⑷ 增加和减少压强的方法:
? 在受力面积不变时,增大压力可增大压强,减小压力可减小压强。
? 在压力不变时,增大受力面积可减小压强,如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等
减小受力面积可增大压强。如:缝一针做得很细、菜刀刀口很薄。
⑸灵活运用压强公式进行计算:
? 利用p=F/S计算固体压强的关键是确定受力面积,解题时,要抓住“受力”二字, ? 分析物体表面到底有多大面积受到压力作用,而不能取任意的一个面积代入。 ? 解题的思路:
① 根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力F; ② 确认受力面积S;注意两物体的接触部分
③再根据公式p=F/S求出压力对受力面的压强,要特别注意压力和重力的区别。 ④一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:
? 处理时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式 p= F/S )。
小结:压力和重力是两个不同的物理量,要区分清楚。请看以下对比: 名称 定义 压力 垂直压在物体表面上的力叫做压力 由于地球的吸引而使物重力 体受到的力叫重力 性质 施力物体 弹力 与它接触并挤压的物体 引力 地球 方向 垂直于接触面 总是竖直向下 作用点 受力物体的表面 物体的重心 联系 压力由重力引起时才与重力有关;压力大小不一定等于重力大小,方向不一定相同
【对应训练】
1:三个质量均为2千克的物体,如图放置,处于平衡状态,试分析它们对接触面的压力和重力的关系?(实物投影,请同学们作出物体对接触面的压力)
2.拖拉机的履带有一块块的金属板连接而成,每块金属块上都有一两条凸起的棱,金属板的作用和物理原理 ,凸起的棱的作用和物理原理是 。
3. 物体A静止在水平桌面上如图5所示。若把A稍微向右水平移动,则A对桌面的压力F、压强p的变化情况是 〔 〕
2
图5
A.F变大,p变小 B.F不变,p变大 C.F不变,p变小 D.F变大,p变大
2-42
4.小华往墙上按图钉。已知图钉帽的面积是1cm,图钉尖的面积是5×10cm,手指对图钉帽的压力是20N,求图钉尖对墙的压强和手对图钉帽的压强。
12.2003年5月13日,中央电视台播出一则新闻,我国最新生产一种专门用于运送SARS病人的救护车,救护车的驾驶室不仅与救护舱隔离,保障驾驶员不受感染,而且救护舱形成了一个负压区(即气压小于大气压的区域)。请你解释一下:救护舱形成负压区的目的是什麽?可以采用什么方法实现这个目的? 5、(2004、)把同种材料制成的甲、乙两个正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为P1和P2,如图所示,把甲、放在乙的上面,则乙对桌面的压强为( )
22332332
A、P1+P2 B、P1+P2 C(P1+P2)/P2 D(P1+P2)/P1 6、(2005、)如图4 所示,两个正方体金属块A 、B 叠放在水平地面上,金属块B 对地面的压强为P1。若取走金属块A ,金属块B对地面的压强为p2 , 边长之比L1:L2 = 2 : 3 ,已知p1: p2=3 : 2 ,则金属块A 与金属块B 的密度之比为( ) 压强答案:
2.增大受力面积 减小对地压强 使接触面粗糙 增大摩擦力
852
3.C 4. 4×10 Pa 2×10Pa 5.P1=ρag ,P2=ρbg, P=(m1+m2)g/ b “C”
332
6. P1=( L1ρ1g + L2ρ2g)/ L2 ,P2=L2ρ2gp1: p2=3 : 2 →ρ1:ρ2=27:16
2、液体的压强:
(1)液体压强产生的原因:
? 液体由于重力的作用,对支撑它的容器底产生压强;
? 液体没有固定形状,具有流动性,对阻碍作用它流动的容器壁产生压强; ? 液体内部由于各相邻部分之间的挤压,液体内部向各个方向都有压强。 (2)测量:压强计 用途:测量液体内部的压强。 (3)液体压强的特点和规律
? 液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
? 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。 ? 不同液体的压强跟它的密度有关。 (4)液体压强的公式:
P=ρgh
①推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。 ②推导过程:
液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh→液片受到的压力:F=G=mg=ρShg→液片受到的压强:p= F/S=ρgh
③液体压强公式p=ρgh说明:
? 公式适用的条件为:计算静止的液体所产生的液体内部压强,不包括液面上大气所产生的压强。
公式中ρ为液体的密度,h表示液体的深度(指研究点到液面的距离)而不是距容器底部的高度。 公式中物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m;ρ:kg/m3
? 从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面
积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。
p ? 液体压强与深度关系图象:
(5)计算液体对容器底的压力和压强问题: 一般方法:㈠首先确定压强 P=ρgh;
h ㈡其次确定压力F=PS
(6)液体对容器底的压力
F=G F
液体压强练习
3
1、(2005、15)如图l 所示,甲、乙两支完全相同的试管.分别装有质量相等的液体.甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对两试管底的压强分别为P甲和P乙,则
A.P甲
P乙 D.条件不足,无法判断 2、(2004、32)如图7所示,放在水平地面的容器,侧壁上有一开口
2
弯管,弯管内的液面高度h1=0.8m;容器顶部和底部的面积均为0.1m,顶部到底部的高度
33
H2=0.6m,容器中的液体密度为1.2×10kg/m,则液体对容器顶部的压力为_____N。(g=10N/kg)
4.(陕西省)边长是l0厘米的正方体,重25牛.沿斜面匀速下滑.已知斜面对它的支持力是12牛,则物体对斜面的压力为 牛,压强为 帕.
6.(南通市)如图4—2所示,水平桌面上的容器内水深h为0.12米,内装150克水,容器与桌面的接触面积为10厘米2.则水对容器底的压强为 帕.桌面受到容器底的压强为2.7
3
×10帕, 则容器的质量为 千克.
-
7.(北京市海淀区)如图4—2l所示,一圆柱形平底容器底面积为5×102米2,把它放在水平桌
-、
面上.在容器内放入一个底面积为2×102米2、高为0.15米的圆柱形物块,且与容器底不完全密合,物块的平均密度为0.8×103 千克/米3.(取g=10牛/千克)求:
(1) 物块对容器底的压强;
(2) 向容器内缓慢注入质量为多少千克的水时,物块对容器底的压强恰好为零
8.(北京市东城区)如图4一24所示,在质量为l千克的容器内装有5千克的水,容器底的面积为l00厘米2,容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9米2(取g=10牛/千克) 求: (1)容器底对桌面的压力. (2)容器底对桌面的压强. (3)水对A点的压强. (4)水对容器底部的压强.
13.如图2-2所示管中盛满水银,管内A处向上的压强为 ,B处向下的的压强为 ,C处向上的压强为 。(不考虑大气压强)
14.如图2-3所示,地面上放有密度相同、液体深度相同,不同形状的四个容器,(1)、(2)容器的底面积为S1,(3)、(4)容器的底面积为S2。
33
3、(2004、)某同学使用水和酒精(ρ酒精=0.8×10kg/m)做“研究液体内部压强规律”的实验,实验记录的数据如右表。
(1)分析表中1、2、3或4、5、6次实验的数据可以看出______. (2)对比表中1、4两次实验的数据可以看出________. 次数 液体 液体深度(cm) l 水 10 2 3 4 5 6 水 20 水 30 酒精 10 酒精 20 酒精 30 液体内部压强(Pa) 0.98×10 1.96×10 2.94×10 0.78×l0 1.56×10 2.34×10 333333
答案:
4
1.C 2.240N 4.12N 1200Pa 6.1200帕 0.12Kg 7.1200pa 3kg 8.①60N②6000Pa③6500Pa④10 Pa 9.0,
4
2665.6帕斯卡,13328帕斯卡10.(1)=,=,<,<(2)=,<,=,=(3)=,= 3.P正比于h P正比于ρ
3、连通器:
⑴定义:上端开口,下部相连通的容器
⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、过路涵洞、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。 ⑶同种液体等高处压强处处相等
4、大气压强
(1)概念: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,一般有p0表示。
说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
(2)产生原因:因为空气受重力并且具有流动性。 (3)大气压的存在——实验证明:
? 历史上著名的实验——马德堡半球实验。
? 小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。 (4)托里拆利实验。大气压的实验测定:
①实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
②原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
5
③结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×10Pa(其值随着外界大气压的变化而变化) ④说明:
? 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。 ? 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m ? 将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。 ? 若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。 h h h h h h h
H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg(H+h) cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg ? 标准大气压:
支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
5
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×10Pa
5、大气压的特点:
(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。 (2)大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
? 大气压强随高度升高而减小,大约每升高12米,大气压强降低1毫米汞柱,这是由于空气的密度随高度升高而减小的缘故。
? 大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢 ? 同一地点,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(3)由于大气的深度h不可测定,且大气的密度又随高度而变化,所以大气的压强不能用液体压强的关系式来计算。常用气压计来测量
(4)一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
6、测量大气压的工具:
(1)定义:测定大气压的仪器叫气压计。 (2)分类:水银气压计和无液气压计
(3)说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
5