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压 强
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第九章
科学知识梳理
知|识|梳|理
压强
压强
液体的压强
大气压强
单位: ________;简称: ____;符号为_____
科学知识梳理
压强
定义:压力与受力面积的______
比
帕斯卡
计算公式: ________
帕
Pa
增大和减小压强的方法
科学知识梳理
液体的压强
产生原因
液体没有固定的形状,具有___________,对阻碍它流动、散开的容器壁产生压强
定义:上端开口、下部相连通的容器
液体内部压强的特点:在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小___________;液体内部的压强随深度的增加而_________;不同液体在同一深度产生的压强大小与液体的________有关,液体的__________越大,压强越大
液体受到__________而对支撑它的容器底产生压强
连通器
原理:连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面__________
重力
流动性
相等
增大
密度
密度
相平
科学知识梳理
大气压强
大气压的存在
大气压的变化
大气压的测量
产生原因:空气受_________,并且具有___________
证明大气压存在的实验:________________________
测量实验:______________________(测量结果与玻璃管的粗细、水银槽内水银的多少、玻璃管插入水银的深度、玻璃管是否竖直无关)
测量仪器: ___________
大气压随高度的增加而___________
气压与体积的关系:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小,压强___________
重力
流动性
马德堡半球实验
托里拆利实验
气压计
减小
越大
图|说|教|材
教材图片 图片解读
如图所示,取一支一端平整、一端削尖了的铅笔,用两指按住铅笔的两端,两指面凹陷程度________(选填“相同”或“不相同”),从受力角度来分析,两个手指承受的压力________(选填“相同”或“不相同”)。这一事例说明压力的作用效果与___________有关
不相同
科学知识梳理
相同
受力面积
教材图片 图片解读
如图所示,剪刀有锋利的刀刃,目的是通过______受力面积来_______压强;沙漠中的越野汽车装有非常宽大的轮子,目的是通过_______与路面的接触面积来_______对沙面的压强,以防止车轮陷入沙中
减小
科学知识梳理
增大
增大
减小
教材图片 图片解读
通过如图所示实验得出:液体内部存在______,在同一深度,液体向各个方向的压强大小______;液体内部的压强随深度的增加而______
科学知识梳理
压强
相等
增大
教材图片 图片解读
如图所示,普通茶壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了_________的原理
连通器
科学知识梳理
教材图片 图片解读
如图所示,在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上,浇上冷水,塑料瓶会被压扁。这一现象说明存在___________
大气压强
科学知识梳理
教材图片 图片解读
如图所示,托里拆利实验中,水银柱的高度为__________,通常把这个高度的水银柱产生的压强叫标准大气压,标准大气压等于____________Pa;如果把玻璃管倾斜一定角度,玻璃管内水银柱的高度_______;把玻璃管顶部凿一小孔,水银柱将迅速_______
760 mm
科学知识梳理
1.01×105
不变
下降
科学方法概览
物理研究方法 该方法在本章的应用
控制变量法 探究压力的作用效果;探究液体内部的压强
转换法 探究压力的作用效果时用被压物体的形变程度来体现压力的作用效果;探究液体内部的压强时,液体内部压强的大小用微小压强计U形管两侧液面的高度差来显示
易|错|概|念|辨|析
判断下列说法的正误,并对错误的说法分析指正。
( )1.压力的方向总是竖直向下的。
分析指正:
________________________________________________________________________________________________________________________。
×
科学应用举例
压力的方向总是垂直于受压物体表面且指向受压物体。只有放置在水平面上的物体对水平面的压力的方向才是竖直向下的
( )2.压力都是由重力产生的,压力的大小一定等于重力。
分析指正:
_______________________________________________________________________________________________。
×
科学应用举例
压力并不都是由重力产生的,只有自由放置在水平面上的物体对水平面的压力大小才等于物体的重力
( )3.压强就是压力。
分析指正:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
×
科学应用举例
压强和压力是两个不同的物理量。压力的实质是弹力,是物体对物体的作用,单位是牛。压强是压力与受力面积的比,表示单位面积上受到压力的大小,反映压力的作用效果,单位是帕
×
科学应用举例
压强是压力与受力面积的比,只有当受力面积一定时,压力越大,压强才越大
( )5.很大的压力可能只会产生很小的压强,很小的压力可能会产生很大的压强。
分析指正:
____________________________________________________________________________________________________________。
√
科学应用举例
( )6.有一圆柱形杯子,杯内水对杯子底部有压强,对杯子侧壁无压强。
分析指正:
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
×
因为液体受重力作用,所以液体对容器底有压强;同时因为液体具有流动性,所以液体对容器壁也有压强。所以杯中的水对杯子底部和侧壁都有压强
科学应用举例
( )7.液体对容器底部的压力大小一定等于液体的重力。
分析指正:
______________________________________________________________________________________________________。
×
只有圆柱体、正方体、长方体等形状规则的柱形容器内的液体对容器底部的压力大小才等于液体的重力
科学应用举例
( )8.液体由于有重力才产生了压强,在液体内同一深度,向下的压强均大于向上的压强。
分析指正:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
×
科学应用举例
液体内部压强的产生原因是液体有重力且具有流动性;同时根据液体内部压强的特点可知,同一种液体,在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等
( )9.在连通器里,不管有几种液体,只要液体不流动,各容器中的液面一定相平。
分析指正:
___________________________________________________________。
×
科学应用举例
在连通器里,同种液体不流动时,各容器中的液面保持相平
( )10.托里拆利实验最早证明了大气压的存在。
分析指正:
________________________________________。
×
科学应用举例
马德堡半球实验最早证明了大气压的存在
( )11.高压锅运用了液体沸点随气压的升高而降低的原理。
分析指正:
_________________________________________________________________________。
×
科学应用举例
气压越大,沸点越高,高压锅就是利用了液体沸点随气压的升高而升高的原理
重|点|考|点|剖|析
考点一 固体压强
科学应用举例
例1 如图9-T-1所示,平放在水平地面上的汉白玉雕刻石狮子及底座的质量为2600 kg,底座的底面积为1.3×104 cm2。求:(g取10 N/kg)
(1)石狮子及底座对地面的压力。
(2)石狮子及底座对地面的压强。
科学应用举例
图9-T-1
科学应用举例
考点二 液体压强
本考点主要考查液体压强的特点和液体压强公式p=ρgh的理解和应用,核心是深度h大小的确定和单位的统一。本考点多以填空题、选择题、计算题的形式进行考查。
科学应用举例
例2 如图9-T-2所示,平底茶壶的质量是0.4 kg,底面积是40 cm2,内盛0.6 kg的水,放置在面积为1 m2的水平桌面中央。求:(g取10 N/kg)
(1)水对茶壶底部的压力。
(2)茶壶对桌面的压强。
科学应用举例
图9-T-2
科学应用举例
考点三 大气压强
本考点主要考查证明大气压的存在及大气压的测量。主要以选择题、填空题、计算题和实验探究题的形式进行考查。
科学应用举例
例3 如图9-T-3甲所示是小娜同学家里厨房中的高压锅,利用它可将食物加热到100 ℃以上,而且省时高效,深受消费者欢迎。(g取10 N/kg)
科学应用举例
图9-T-3
(1)小娜测得家中高压锅出气孔的横截面积S为12 mm2,压在出气孔上的限压阀的质量为72 g,g取10 N/kg,计算限压阀自重对出气孔处气体所产生的压强。
(2)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开限压阀放气。在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图乙所示水的沸点与气压的关系图线,利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度是多少?(标准大气压值p0取1.0×105 Pa)
科学应用举例
科学应用举例
科学应用举例
重|点|实|验|突|破
实验一 电功率的测量
例4 如图9-T-4所示,用一个矿泉水瓶、水、海绵和石块等器材探究“影响压力作用效果的因素”。
科学应用举例
图9-T-4
(1)实验时,通过观察____________________________来比较矿泉水瓶对海绵压力的作用效果。
(2)在图A、B、C操作中,观察图_____和图_____可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;观察图B和图C可知:受力面积一定时,_______越大,压力的作用效果越明显。
科学应用举例
海绵的凹陷(或形变)程度
A
B
压力
(3)若将矿泉水瓶放在石块上如图D所示,图D与图A比较,矿泉水瓶对石块和海绵的压力的作用效果_______(选填“相同”或“不相同”),理由是_________________________。
科学应用举例
相同
压力和受力面积均相同
[解析] (1)实验时,通过观察海绵的凹陷(或形变)程度来比较矿泉水瓶对海绵压力的作用效果。
(2)研究压力作用效果与受力面积大小的关系,要控制压力大小一定,在图A、B、C操作中,观察图A和图B可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,只改变压力大小,故观察图B和图C可知:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
科学应用举例
(3)由(2)知,压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。若将矿泉水瓶放在石块上,如图D所示,图D与图A比较,因压力和受力面积都相同,故矿泉水瓶对石块和海绵的压力的作用效果相同。
科学应用举例
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)本实验设计中有一个显著的缺点是_________________________________________________________
_______。
科学应用举例
将矿泉水瓶倒放在海绵上时,支撑面积太小,不稳,极易翻倒
(2)图A、B、C和图D相比较,观察压力的作用效果时,受压物体应该选择___(填字母)。
A.硬度小、易形变的材料或物体,如:沙子、海绵
B.硬度大、不易形变的材料或物体,如:木板、大理石板
C.任何材料或物体都可以
科学应用举例
A
例5 在学习了微小压强计的原理和使用方法后,林红所在小组做“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验。如图9-T-5所示,实验中他们利用刻度尺测量出探头在液体中的深度h,以及微小压强计液面的高度差H,并记录实验结果于下表:(微小压强计内液体为水,ρ水=1.0×103 kg/m3)
科学应用举例
科学应用举例
图9-T-5
容器内液体的密度ρ液/(kg·m-3) 实验序号 h/cm H/cm
0.8×103 1 5.0 4.0
2 10.0 8.0
3 15.0 12.0
科学应用举例
容器内液体的密度 ρ液/(kg·m-3) 实验序号 h/cm H/cm
1.0×103 4 5.0 5.0
5 10.0 10.0
6 15.0 15.0
1.2×103 7 5.0 6.0
8 10.0 12.0
9 15.0 18.0
(1)分析实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)三次实验,可得出初步结论:微小压强计内液体的密度相同,且容器内液体的密度ρ液相同时,___________________________________。
科学应用举例
液体内部压强随深度的增加而增大
(2)分析实验序号____________________________________三次实验,可得出初步结论:微小压强计内液体的密度相同,且探头所处深度h相同时,______________________________________。
科学应用举例
1、4、7(或2、5、8或3、6、9)
液体内部压强随液体密度的增大而增大
(3)进一步比较表中的数据,还可以得出初步结论:微小压强计内液面的高度差H与探头所处深度h的比值等于_______________________________________________。
(4)为了使(3)中结论更具有普遍性,你认为该小组同学还应该采取的操作是_____________________________________________。
科学应用举例
容器内液体密度与微小压强计内液体密度的比值
改变微小压强计内液体的密度并重复以上实验
[解析] (1)分析实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)三次实验,微小压强计的探头浸入的是同种液体,即在液体密度相同时,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(2)若想探究液体内部压强与液体密度的关系,应该控制深度相同,故应分析1、4、7(或2、5、8或3、6、9)三次实验。根据实验数据可得出:在液体的深度相同时,液体内部的压强随液体密度的增大而增大。
科学应用举例
(3)分析微小压强计内液面的高度差H与探头所处深度h的比值关系可知:微小压强计内液面的高度差H与探头所处深度h的比值等于容器内液体密度与微小压强计内液体密度的比值。
(4)由于一次实验具有偶然性,应改变微小压强计内液体的密度并重复以上实验,得出普遍性的结论。
科学应用举例
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)微小压强计是通过U形管两侧液面的________来反映被测压强大小的;使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置________(选填“漏气”或“不漏气”)。
科学应用举例
高度差
不漏气
(2)如果要探究同种液体同一深度处不同方向的压强大小的关系,操作方法是:先后改变探头的橡皮膜使其朝向不同方向,但应该始终确保探头的橡皮膜的中心在______________________。
科学应用举例
同种液体的同一深度
(3)为了验证液体压强的特点,某实验小组设计了如图9-T-6所示的器材继续探究液体压强,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。该装置可以
探究液体压强是否跟深度、液体密度有关。
科学应用举例
图9-T-6
①实验时用橡皮膜的形状变化反映液体压强的不同,这种方法是_________。
②当两边盛有相同深度的不同液体时,橡皮膜将向密度_____(选填“大”或“小”)的液体一边凸出。
科学应用举例
转换法
小
③如图9-T-7所示,调整左右两边不同液体液面的高度使橡皮膜恰好无形变,此时,左侧是盐水,右侧是水,左侧盐水面距橡皮膜的深度是10 cm,右侧水面距橡皮膜的深度是12 cm,则左侧盐水的密度为_________kg/m3。
科学应用举例
图9-T-7
1.2×103
④若在安装隔板时,柱状容器左右分割不相等,则_______
(选填“会”或“不会”)影响测出正确结果。
科学应用举例
不会
[解析] (1)微小压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)探究同种液体同一深度处不同方向的压强大小的关系时,应该控制深度相同,先后使探头的橡皮膜朝向不同方向。
(3)①实验时用橡皮膜的形状变化反映液体压强的不同,这种方法是转换法。②液体的压强与密度有关,在深度相同时,密度越大,压强越大;所以,当两边盛有相同深度的不同液体时,橡皮膜向密度小的液体一边凸出。
科学应用举例
科学应用举例
【开放探究】
善于动手的小勇同学改装了微小压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,如图9-T-8(a)所示。当两探头置于空气中时,U形管中的液面是相平的。小勇将两个探头分别置于装有密度为ρ甲、
ρ乙液体的甲、乙容器中。当探
头所处深度相同时,U形管中液
面位置如图(b)所示,
科学应用举例
图9-T-8
则ρ甲______(选填“>”“=”或“<”)ρ乙。为了使U形管中液面再次相平,小勇应增大_____容器中的探头在液体中的深度;当U形管中液面再次相平后,一旁的小月测出了此时两个探头在甲、乙两容器中所处的深度h甲和h乙,则ρ甲=_______(用ρ乙、h甲和h乙表示)。
科学应用举例
>
乙
科学应用举例
例6 某学习小组在测量当地大气压。在长约1 m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图9-T-9所示。
科学应用举例
图9-T-9
(1)这是著名的___________实验,第一次测量出了大气压的值。如果将此装置拿到距离地面480 m的高楼上,观察到的现象是:管内外液面的高度差______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱______下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱______向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
科学应用举例
托里拆利
变小
不会
不会
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)若将玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面的高度差______;将玻璃管稍微向上提但不离开液面,管内外水银面的高度差________;向水银槽中注入少量水银,管内外水银面的高度差______;如果不小心使管内混入了少量空气,管内外水银面的高度差______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
科学应用举例
不变
不变
不变
变小
(2)利用托里拆利实验测量大气压的值时,规范操作,准确测量,误差较小。但该实验实际测量大气压的值时,也有不足之处。请你说出其中的一点不足之处:________________________________________________________________________。(合理即可)
科学应用举例
人体接触水银,极易中毒(或一旦掉落地面,难以收集回收,极易污染环境)
(3)关于测大气压的值,我们通常利用常见的器材,也能粗略测出大气压的值。如图9-T-10所示,某组同学利用容积为10 mL的注射器、弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
科学应用举例
图9-T-10
①实验的原理是二力平衡和__________。
②把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是________________,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。
③如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞____________时,记下弹簧测力计的示数为19 N。
科学应用举例
排尽筒内空气
刚被拉动
④用刻度尺测出注射器_____________的长度为5 cm,这样不用测活塞的直径也能算出活塞的横截面积。
⑤测得大气压的值为_____________Pa。
⑥提出提高该种方法测量大气压值精确度的一条建议:____________________________________。
科学应用举例
带刻度部分
0.95×105
在活塞上涂上凡士林或其他润滑油等
科学应用举例
⑥在活塞上涂上凡士林或其他润滑油等可以加强活塞的密闭性并减小活塞与注射器筒之间的摩擦,提高实验的精确度。
科学应用举例
【开放探究】
如图9-T-11甲所示,王老师在圆柱形玻璃杯内装满水,用平滑的塑料薄片紧贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,水和塑料片都不会掉下来;
科学应用举例
图9-T-11
接着将倒置的杯子悬挂在玻璃钟罩内,如图乙所示,封闭钟罩后用抽气机持续抽出钟罩内的空气,直至塑料片掉下。已知杯中水和塑料片的总质量为100 g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5 cm2。(不考虑分子间作用力)
科学应用举例
(1)塑料片不掉下来说明了________的存在,通过计算可知,当钟罩内气体压强降到_______Pa时,塑料片会掉下。(g取10 N/kg)
科学应用举例
大气压
800
(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为30 kPa时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩内气压为8 kPa时,塑料片就掉下了,请你对此时塑料片掉下的现象作出合理的解释:________________________________________________________
_____________________________________________。
科学应用举例
由于玻璃杯内出现了一些小气泡,使塑料片受到向下的压强增大,导致气压为8 kPa时塑料片就掉下来了
科学应用举例
谢 谢 观 看!