中小学教育资源及组卷应用平台
知识精讲 有的放矢
核心考点一: 压力及其作用效果
知识归纳
压力是_______作用在物体表面上的力。
压力与重力的区别:
重力 压力
产生原因 地球的吸引 接触且有挤压
方向 竖直向下 垂直于受力面,指向受力物体
大 小 G = mg 由施力物体决定
作 用 点 重心 受力物体表面
当受力面积相同时,______越大,压力的作用效果越______;当压力相同时,受力面积越______,压力的作用效果越______。www.21-cn-jy.com
压力的作用效果是由______________________________决定的。
4.压强:物体单位______受到的______。定义式:________________________。用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,压强公式可写为______。www-2-1-cnjy-com
5.在国际单位制中,压强的单位为______,简称______,符号为______,1帕=______牛/米2。
1.公式p=中,F与S对应于同一个研究对象,这个公式适用于固体、液体、气体的压强计算。
2.压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强p和F、S之间却有密切关系。
3.公式中的S是受力面积,不是物体的表面积。
4.利用压强公式进行计算时,务必注意单位统一。
典型例题 珠联璧合
【例题1】1.(2021秋 平潭县期末)如图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是( )【出处:21教育名师】
A.可以改变运动员的运动状态
B.其施力物体是地球
C.大小一定等于运动员的重力
D.可以使跳板发生形变
【变式1】(2021秋 黄浦区月考)甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度比较深。将它们沿水平方向切去一部分后,剩余部分对海绵的凹陷程度如图所示,则( )
A.甲切去的质量一定比乙大
B.它们切去的质量可能相同
C.甲切去的高度一定比乙小
D.它们切去的高度可能相同
核心考点二:增大或减小压强的方法
知识归纳
1.增大压强的方法:(1)受力面积一定时,______压力。(2)______一定时,______受力面积。(3)在条件允许的情况下,同时______压力和______受力面积。21*cnjy*com
2.减小压强的方法:(1) 受力面积一定时,减小压力。(2)压力一定时,增大______。(3)在条件允许的情况下,同时______压力和增大______。
【合作探究】
除教材上的例子,请同学们再各举两个生活中减小和增大压强的例子。
答:减小压强:书包背带做得较宽;滑雪板的面积较大。增大压强:盲道上突起的圆点;冰鞋上装有冰刀。
典型例题 珠联璧合
【例题2】(2022 吉安县模拟)图中展示了日常生活或生产技术中的四种情景,其中达到了增大压强目的的是( )
A.铁轨铺在枕木上 B.图钉的钉尖做得很尖
C.螺母下垫垫圈 D.滑雪用滑雪板
【变式2】.(2022 海南模拟)小明用约100颗钉子做成了钉床甲,6颗钉子做成钉床乙,如图所示(钉子规格相同)。将一个塑料袋装满水封好,先后放到两个钉床上,发现它放到钉床甲上未被扎破,而放到钉床乙上却被扎破了,这是因为装满水的塑料袋( )
A.在甲上受到的压力小 B.在甲上没有受到压力
C.在乙上受到的压强大 D.在乙上的受力面积大
核心考点三:液体的压强
知识归纳
液体不但对容器的______和______会产生压强,液体的______也存在压强。液体的深度越大,压强越______。21教育网
2.压强计是比较液体内部 压强大小 的仪器。当压强计金属盒上蒙的______受到压强时,U形玻璃管左右两管内的液面就会出现______,压强越大,液面的______越大。
3.液体压强的特点:
(1)液体的压强随深度的增加而______。
(2)在同一深度,液体向____________的压强相等。
(3)液体的压强还跟液体的______有关,在深度相同时,______越大,压强越大。
4、压强计:当压强计一端金属盒上橡皮膜受到液体挤压时,U形管两边液面出现高度差,压强越大,两边高度差也越大。21世纪教育网版权所有
液体内部压强与深度的关系
液体内部压强与密度的关系
液体内部压强与液体质量的关系
1.液体压强产生的原因是液体受重力作用且液体具有流动性。
2.在比较固体对固体产生的压力和压强的大小时,先比较压力F的大小,再根据公式p=比较压强;在比较液体对固体产生的压力和压强的大小时,通常先根据公式p=ρgh比较压强,再根据F=pS比较压力。
3.液体的压强只与液体的密度和某点的深度有关,而与液体的重量、体积及容器的大小、形状无关。
4.深度是液面到液体内部某处的垂直距离;高度是液体底部到液体内部某处的垂直距离。
典型例题 珠联璧合
【例题3】(2021秋 徐汇区校级期中)如图所示,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分底面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.容器中左、右两侧液体的质量相等
B.左侧液体的质量大于右侧液体的质量
C.容器中左、右两侧液体的密度相同
D.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
【变式3】.(2021秋 闵行区期末)小晨对同种液体内部压强的规律提出两种猜想:
①同种液体内部压强大小与液体高度有关;
②同种液体内部压强大小与液体深度有关。
于是他对同种液体内部压强的规律进行研究,在横截面积相同的柱形容器侧壁开口处包有相同的橡皮膜,注入不同深度的水,容器侧壁开口处与水面的距离从左往右分别为h1、h2、h3、h4、h5且h1<h2<h3=h4=h5,橡皮膜的鼓起情况及相关现象如图所示(图c、d、e橡皮膜鼓起程度相同)。
(1)实验中是通过观察 现象来判断液体内部压强的大小。
(2)小晨观察图(a)、(b)、(c)的实验现象认为:同种液体,液体内部压强大小随着液体高度的增加而增大。
请你根据上述实验现象判断小晨的结论正确与否,并阐述理由。
小晨的结论是 ,理由1: ;理由2: 。
巩固训练 初露锋芒
【题1】.(2021 杭州)在科学研究中经常用到数学方法,如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是( )
①速度:物体在单位时间内通过的路程
②压强:物体单位面积受到的压力
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比
A.只有①② B.只有③④ C.只有①③④ D.①②③④都可以
【题2】.(2021 广元)如图所示,人坐在沙发上比坐在木凳上感觉要舒服,是因为( )
A.弹簧的弹力与人体受到的重力平衡
B.减小了人体受到的压力
C.减小了人体受到的压强
D.减小了人体受到的压力和压强
【题3】.如图所示,薄壁容器的底面积为S,在容器中装入某种液体,液体的重力为G,密度为ρ,深度为h,那么,容器底部受到液体的压强和压力分别为( )
A.和G B.ρgh和G C.和ρghS D.ρgh和ρghS
【题4】.(2021 遵义)如图所示,是质量为20kg的超市购物车。某同学在超市选购商品的过程中,发现用力推一下购物车,车就会自己向前运动一段距离,购物车“自己向前运动”是由于购物车具有 ;若他在购物车内放入质量为15kg的货物后,购物车静止在水平地面上,与地面的总接触面积为10cm2,此时购物车对水平地面的压强为 Pa。(g取10N/kg)【来源:21cnj*y.co*m】
【题5】.(2021 辽阳)如图所示,是我国自主研制的世界最先进的常规动力破冰船﹣﹣﹣﹣﹣“雪龙2号”,排水量为14000t,其满载时排开海水的体积为 m3,所受浮力为 N。其海面下5m处受到海水的压强为 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
走进重高 拓展视野
【题1】.(2021 衡阳县自主招生)如图所示,圆柱形容器A、B分别装有甲、乙两种液体,A的底面积大于B的底面积,甲的总高度大于乙的总高度,液体对各自容器底部的压力相等。现分别从两容器中抽出高度相同的液体,则甲、乙液体的密度ρ以及各自剩余质量m的关系是( )
A.ρ甲<ρ乙,m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙,m甲<m乙
C.ρ甲>ρ乙,m甲>m乙 D.ρ甲>ρ乙,m甲<m乙
【题2】.(2021 青岛自主招生)一水箱由圆筒与圆锥面无缝连接,形状和尺寸如右图所示,箱内底部p处有一压强传感器,开始水箱是空的,现在以每秒1kg的速度平缓地向箱内注水。下列哪个图能够表示注水过程中,水在p处产生的压强随时间变化情况( )21·cn·jy·com
A.B. C.D.
【题3】.(2020 市南区校级自主招生)如图所示,长方体的长宽高之比为3:1:1,现将9个这样的长方体在水平面上叠放成一个正方体,在结构稳定的情况下,抽走其中的一块后,其对地面的最大压强和最小压强之比为( )21*cnjy*com
A.3:2 B.9:8 C.1:1 D.8:6
【题4】(多选).(2021 衡阳县自主招生)如图所示,材料相同、半径相同、质量分布均匀的圆柱体A和半圆柱体B靠在一起,A、B之间光滑,地面粗糙,A的重力为G,开始A静止在地面上,现过A的轴心施以水平作用力F,可缓慢的将A拉离平面一直滑到B的顶端,整个过程中,B始终处于静止状态,对该过程分析,下列说法正确的是( )21教育名师原创作品
A.开始时拉力F最大为3G,以后逐渐减小为0
B.A、B间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G
C.地面受到B的压力大小一直不变
D.地面对B的摩擦力逐渐增大
课后训练 鲲鹏展翅
【题1】.(2021 广州模拟)把重为6N的铁块放在重为20N的木块上方,接着把木块放在水平桌面上静止,如图所示,则木块对桌面的压力是( )
A.6N B.20N C.26N D.14N
【题2】.(2021 仓山区校级模拟)如图所示是多功能削皮器。当用它削瓜皮时,以下实例中使用原理和它相同的是( )
A.载重汽车安装了很多车轮
B.铁轨铺在枕木上
C.吸管的一端剪成斜口
D.图钉帽的面积做得较大
【题3】.(2021 清江浦区一模)如图所示,用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小圆孔,用薄橡皮膜将小圆孔封闭不可以用该装置探究的问题是( )
A.液体是否对容器的底部产生压强
B.液体压强是否与液体的密度有关
C.液体压强是否与液体的深度有关
D.液体是否对容器的侧壁产生压强
【题4】.(2022 雨花区校级模拟)如图所示,用大拇指和食指分别用沿竖直方向的力压住一铜圆柱体两端,圆柱体对食指的压力和压强分别为F1和p1,圆柱体对大拇指的压力和压强分别为F2和p2。则以下说法正确的是( )
A.F1=F2,p1=p2 B.F1<F2,p1<p2
C.F1=F2,p1<p2 D.F1>F2,p1>p2
【题5】.(2021 芜湖二模)装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两种液体没有混合。上层液体的密度为0.8g/cm3,下层液体是水,水的密度为1.0g/cm3,高度h2=10cm。已知烧杯的底面积为100cm2,烧杯中的液体对烧杯底部的压力为14N,g取10N/kg,则上层液体的高度h1为 cm。
【题6】.(2022 南海区校级模拟)小明没有合适的量筒来测形状不规则菠萝的体积,于是他先在底面积为20cm2的烧杯中加入适量的水,用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为100g;再用细线将菠萝悬吊在水中,通过加减砝码和调节游码,使天平再次平衡,如图所示,此时天平的称量结果为 g,据此算出该粽子的体积为 cm3;水对烧杯底部增加的压强为 Pa。(g=10N/kg)
【题7】.(2022 碧江区 模拟)我国自主研发载人潜水器“蛟龙号”在世界最深处的马里亚纳海沟下潜,最大深度7062米。在同一深度,液体各个方向的压强大小 (选填“相同”或“不相同”),下潜到3000m时,受到海水的压强为 Pa。(海水密度取1.0×103kg/m3)
【题8】.(2021 沈阳二模)小虎利用如图1所示装置探究液体压强特点。
(1)小虎向A图装置中加入一定量的水,观察到橡皮膜向下凸,这说明 。
(2)探究液体内部压强的特点时,使用B图的压强计更适合,它的主要优点是 。小虎在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,调节的方法是 ,使U形管左右两侧的液面相平。2-1-c-n-j-y
(3)小虎排除故障后进行实验,将压强计的探头放在水中的同一深度处,使橡皮膜朝向不同的方向,如图2甲、乙、丙所示,可初步得出的实验结论是 。
(4)图2丙中U形管左右两侧液面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强为 Pa。(U形管内液体的密度ρ液=1.2×103kg/m3,大气压强取1.0×105Pa,g取10N/kg)
(5)如图2甲,将压强计的探头竖直上提适当距离,并向容器中加水使得橡皮膜距离水面高度不变,则压强计U形管左右两侧液面的高度差 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【题9】.(2021 江汉区模拟)如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力的作用效果的因素”。
(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果.
(2)在图A、B、C操作中,观察图 可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(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作用效果 (填“相同”或“不相同”),理由是 .
(4)在A图中画出矿泉水瓶对海绵的压力的示意图。
【题10】.(2022 沙坪坝区校级模拟)A、B两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A物体放在水平地面上,将B物体叠放在A物体上,如图甲所示。若沿竖直方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与切去部分的宽度的关系如图乙所示,已知A、B物体的边长分别为20cm、10cm。求:
(1)A物体的密度;
(2)B物体的重力;
(3)现将A、B两物体分别置于水平地面上,如图丙所示。在正方体A、B上沿竖直方向按相同比例k截下一部分,并将截下的部分分别叠放在对方剩余部分上,若叠放后A、B剩余部分对水平地面的压强相等,则k的值为多少?
3章
第七节
压强
教学目标
【知识与技能】
(1)理解压力、压强的概念。
(2)掌握压力的作用效果与哪些因素有关。
(3)了解压强公式中各物理量的名称、单位及符号,并会运用压强公式。
(4)了解增大或减小压强的方法。
(5)知道液体内部存在压强,以及液体压强产生的原因。
(6)掌握液体内部压强的特点。
(7)会运用液体压强公式。
【过程与方法】
(1)通过实验活动,培养学生的观察能力、信息处理和分析能力。
(2)了解改变压强的实际意义和方法,培养学生的知识迁移能力和解决实际问题的能力。
(3)通过探究水内部压强的特点,培养学生的实验操作和观察能力。
【情感态度与价值观】
通过生活和物理的密切联系,培养学生勇于探索生活中的物理学原理的精神。
培养学生热爱科学,积极研究探索科学知识的精神。
【重点难点】
【重点】
(1)压力的作用效果与哪些因素有关。(2)增大或减小压强的方法。(3)液体内部压强的特点。
【难点】
探究水内部压强的特点。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
知识精讲 有的放矢
核心考点一: 压力及其作用效果
知识归纳
压力是 垂直 作用在物体表面上的力。
压力与重力的区别:
重力 压力
产生原因 地球的吸引 接触且有挤压
方向 竖直向下 垂直于受力面,指向受力物体
大 小 G = mg 由施力物体决定
作 用 点 重心 受力物体表面
当受力面积相同时, 压力 越大,压力的作用效果越 明显 ;当压力相同时,受力面积越 小 ,压力的作用效果越 明显 。www.21-cn-jy.com
压力的作用效果是由 单位面积上受到的压力 决定的。
4.压强:物体单位 面积 受到的 压力 。定义式: 压强= 。用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,压强公式可写为 p= 。www-2-1-cnjy-com
5.在国际单位制中,压强的单位为 帕斯卡 ,简称 帕 ,符号为 Pa ,1帕= 1 牛/米2。
1.公式p=中,F与S对应于同一个研究对象,这个公式适用于固体、液体、气体的压强计算。
2.压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强p和F、S之间却有密切关系。
3.公式中的S是受力面积,不是物体的表面积。
4.利用压强公式进行计算时,务必注意单位统一。
典型例题 珠联璧合
【例题1】1.(2021秋 平潭县期末)如图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是( )【出处:21教育名师】
A.可以改变运动员的运动状态
B.其施力物体是地球
C.大小一定等于运动员的重力
D.可以使跳板发生形变
【解答】解:A、运动员对跳板的压力使跳板弯曲,说明压力可以使跳板发生形变,故A错误;
B、运动员对跳板的压力的施力物体是人,故B错误;
C、跳板被压弯的过程中,跳板不是水平的,所以压力的大小不等于重力,故C错误;
D、由图可知,跳板在压力的作用下发生了形变,故D正确。
故选:D。
【变式1】(2021秋 黄浦区月考)甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度比较深。将它们沿水平方向切去一部分后,剩余部分对海绵的凹陷程度如图所示,则( )
A.甲切去的质量一定比乙大
B.它们切去的质量可能相同
C.甲切去的高度一定比乙小
D.它们切去的高度可能相同
【解答】解:(1)甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度比较深,
所以,p甲>p乙,
而F甲=G甲=m甲g,F乙=G乙=m乙g,
所以,>,
将它们沿水平方向切去一部分后,海绵的凹陷程度相同,则甲乙对海绵压强相等,即p甲剩=p乙剩,
所以,=,
所以,>,
所以,m甲切>m乙切,故A正确、B错误;
(2)因为p======ρgL,
因为p甲剩=p乙剩,
所以,ρ甲gL甲剩=ρ乙gL乙剩,即ρ甲L甲剩=ρ乙L乙剩,
由图可知,L甲剩>L乙剩,
所以,ρ甲<ρ乙,
又因为,>,ρ=,V=Sh,
所以,>,
即ρ甲h甲切>ρ乙h乙切,
所以,h甲切>h乙切,故C、D错误。
故选:A。
核心考点二:增大或减小压强的方法
知识归纳
1.增大压强的方法:(1)受力面积一定时, 增大 压力。(2) 压力 一定时, 减小 受力面积。(3)在条件允许的情况下,同时 增大 压力和 减小 受力面积。21*cnjy*com
2.减小压强的方法:(1) 受力面积 一定时,减小压力。(2)压力一定时,增大 受力面积 。(3)在条件允许的情况下,同时 减小 压力和增大 受力面积 。
【合作探究】
除教材上的例子,请同学们再各举两个生活中减小和增大压强的例子。
答:减小压强:书包背带做得较宽;滑雪板的面积较大。增大压强:盲道上突起的圆点;冰鞋上装有冰刀。
典型例题 珠联璧合
【例题2】(2022 吉安县模拟)图中展示了日常生活或生产技术中的四种情景,其中达到了增大压强目的的是( )
A.铁轨铺在枕木上 B.图钉的钉尖做得很尖
C.螺母下垫垫圈 D.滑雪用滑雪板
【解答】解:A、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意;
B、图钉的钉尖做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意;
C、螺母下垫垫圈,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不合题意;
D、滑雪用滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不合题意。
故选:B。
【变式2】.(2022 海南模拟)小明用约100颗钉子做成了钉床甲,6颗钉子做成钉床乙,如图所示(钉子规格相同)。将一个塑料袋装满水封好,先后放到两个钉床上,发现它放到钉床甲上未被扎破,而放到钉床乙上却被扎破了,这是因为装满水的塑料袋( )
A.在甲上受到的压力小 B.在甲上没有受到压力
C.在乙上受到的压强大 D.在乙上的受力面积大
【解答】解:
钉床甲100颗钉子做成,6颗钉子做成了钉床乙,由此可知,将一个塑料袋装满水封好,先后放到两个钉床上,在甲、乙上的压力相同,且甲的受力面积大于乙的受力面积,受力面积越小,压强越大,所以发现它放到钉床甲上未被扎破,而放到钉床乙上却被扎破了,故C正确,ABD错误。
故选:C。
核心考点三:液体的压强
知识归纳
液体不但对容器的 底部 和 侧壁 会产生压强,液体的 内部 也存在压强。液体的深度越大,压强越 大 。21教育网
2.压强计是比较液体内部 压强大小 的仪器。当压强计金属盒上蒙的 橡皮膜 受到压强时,U形玻璃管左右两管内的液面就会出现 高度差 ,压强越大,液面的 高度差 越大。
3.液体压强的特点:
(1)液体的压强随深度的增加而 增大 。
(2)在同一深度,液体向 各个方向 的压强相等。
(3)液体的压强还跟液体的 密度 有关,在深度相同时, 密度 越大,压强越大。
4、压强计:当压强计一端金属盒上橡皮膜受到液体挤压时,U形管两边液面出现高度差,压强越大,两边高度差也越大。21世纪教育网版权所有
液体内部压强与深度的关系
液体内部压强与密度的关系
液体内部压强与液体质量的关系
1.液体压强产生的原因是液体受重力作用且液体具有流动性。
2.在比较固体对固体产生的压力和压强的大小时,先比较压力F的大小,再根据公式p=比较压强;在比较液体对固体产生的压力和压强的大小时,通常先根据公式p=ρgh比较压强,再根据F=pS比较压力。
3.液体的压强只与液体的密度和某点的深度有关,而与液体的重量、体积及容器的大小、形状无关。
4.深度是液面到液体内部某处的垂直距离;高度是液体底部到液体内部某处的垂直距离。
典型例题 珠联璧合
【例题3】(2021秋 徐汇区校级期中)如图所示,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分底面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.容器中左、右两侧液体的质量相等
B.左侧液体的质量大于右侧液体的质量
C.容器中左、右两侧液体的密度相同
D.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
【解答】解:
AB、液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的,左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变,说明左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而橡皮膜位于隔板底部,所以左、右两侧液体对容器底部的压强相等,右侧部分横截面积是左侧的2倍,根据p=可得F=pS,可知,左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,因两侧均为直壁形容器,液体对容器底部的压力等于液体的重力,故左侧液体的重力小于右侧液体的重力,又因为G=mg,所以左侧液体的质量小于右侧液体的质量,故AB错误;
CD、左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而左侧液体的深度大于右侧液体的深度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,故C错误、D正确。
故选:D。
【变式3】.(2021秋 闵行区期末)小晨对同种液体内部压强的规律提出两种猜想:
①同种液体内部压强大小与液体高度有关;
②同种液体内部压强大小与液体深度有关。
于是他对同种液体内部压强的规律进行研究,在横截面积相同的柱形容器侧壁开口处包有相同的橡皮膜,注入不同深度的水,容器侧壁开口处与水面的距离从左往右分别为h1、h2、h3、h4、h5且h1<h2<h3=h4=h5,橡皮膜的鼓起情况及相关现象如图所示(图c、d、e橡皮膜鼓起程度相同)。
(1)实验中是通过观察 现象来判断液体内部压强的大小。
(2)小晨观察图(a)、(b)、(c)的实验现象认为:同种液体,液体内部压强大小随着液体高度的增加而增大。
请你根据上述实验现象判断小晨的结论正确与否,并阐述理由。
小晨的结论是 ,理由1: ;理由2: 。
【解答】(1)实验中,橡皮膜受到液体的压强,会向外凸出,液体压强越大,凸出程度越大,实验中是通过观察橡皮膜凸出程度的大小来判断液体内部压强的大小。
(2)由图(a)、(b)和(c)可知,图中深度、高度都不同,根据控制变量法可知,研究同种液体内部压强大小与高度关系时,应控制液体的深度相同,改变液体的高度;
由图(c)、(d)和(e)可知,液体深度相同,高度不同,但是液体压强相同,说明液体内部压强大小与高度无关;故小晨的结论时错误的。
故答案为:(1)橡皮膜凸出程度的大小;(2)错误的;由图(a)、(b)和(c)可知,图中深度、高度都不同,而研究同种液体内部压强大小与高度关系时,应控制液体的深度相同,改变液体的高度;由图(c)、(d)和(e)可知,液体深度相同,高度不同,但是液体压强相同,说明液体内部压强大小与高度无关。
巩固训练 初露锋芒
【题1】.(2021 杭州)在科学研究中经常用到数学方法,如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是( )
①速度:物体在单位时间内通过的路程
②压强:物体单位面积受到的压力
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比
A.只有①② B.只有③④ C.只有①③④ D.①②③④都可以
【解答】解:①速度是指物体在单位时间内通过的路程,公式为v=,可以使用数学方法表示;
②压强是指物体单位面积受到的压力,公式为p=,可以使用数学方法表示;
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量,例如在10米2的地里种了50棵玉米,则玉米的种群密度为5棵/米2,可以使用数学方法表示;
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比,显然这是用公式来计算溶质的质量分数,可以使用数学方法表示。
故选:D。
【题2】.(2021 广元)如图所示,人坐在沙发上比坐在木凳上感觉要舒服,是因为( )
A.弹簧的弹力与人体受到的重力平衡
B.减小了人体受到的压力
C.减小了人体受到的压强
D.减小了人体受到的压力和压强
【解答】解:人坐在沙发上或木凳上,受到的支持力或弹力与人体受到的重力平衡,即人体受到的支撑面的压力相等,坐沙发身体被包围的面积大,即受力面积大,这样人体受到的压强就小,从而感觉舒服;
故选项A、B、D错误,选项C正确。
故选:C。
【题3】.如图所示,薄壁容器的底面积为S,在容器中装入某种液体,液体的重力为G,密度为ρ,深度为h,那么,容器底部受到液体的压强和压力分别为( )
A.和G B.ρgh和G C.和ρghS D.ρgh和ρghS
【解答】解:某种液体的深度为h,则p=ρgh,
由p=可得,容器底部受到液体的压力:F=pS=ρghS。
故选:D。
【题4】.(2021 遵义)如图所示,是质量为20kg的超市购物车。某同学在超市选购商品的过程中,发现用力推一下购物车,车就会自己向前运动一段距离,购物车“自己向前运动”是由于购物车具有 ;若他在购物车内放入质量为15kg的货物后,购物车静止在水平地面上,与地面的总接触面积为10cm2,此时购物车对水平地面的压强为 Pa。(g取10N/kg)【来源:21cnj*y.co*m】
【解答】解:用力推一下购物车,购物车运动起来,由于购物车具有惯性,还要保持原来的运动状态,所以离手后还能向前运动一段距离;
质量为20kg的购物车上装有15kg的货物,静止在水平地面上时,对水平地面的压力:F=G总=(m1+m2)g=(20kg+15kg)×10N/kg=350N,
购物车与地面的总接触面积为:S=10cm2=0.001m2,
此时购物车对水平地面的压强:p===3.5×105Pa。
故答案为:惯性;3.5×105。
【题5】.(2021 辽阳)如图所示,是我国自主研制的世界最先进的常规动力破冰船﹣﹣﹣﹣﹣“雪龙2号”,排水量为14000t,其满载时排开海水的体积为 m3,所受浮力为 N。其海面下5m处受到海水的压强为 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【解答】解:(1)“雪龙2号”满载时,受到的浮力:
F浮=G排=m排g=14000×103kg×10N/kg=1.4×108N,
由F浮=ρ液gV排可得,满载时排开海水的体积:
V排===1.4×104m3;
(2)“雪龙2号”海面下5m处受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa。
故答案为:1.4×104;1.4×108;5×104。
走进重高 拓展视野
【题1】.(2021 衡阳县自主招生)如图所示,圆柱形容器A、B分别装有甲、乙两种液体,A的底面积大于B的底面积,甲的总高度大于乙的总高度,液体对各自容器底部的压力相等。现分别从两容器中抽出高度相同的液体,则甲、乙液体的密度ρ以及各自剩余质量m的关系是( )
A.ρ甲<ρ乙,m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙,m甲<m乙
C.ρ甲>ρ乙,m甲>m乙 D.ρ甲>ρ乙,m甲<m乙
【解答】解:根据p=可得,液体对容器底部的压力:F=pS=ρ液ghS,
由于F甲=F乙,即:ρ甲gh甲S甲=ρ乙gh乙S乙,
则:ρ甲h甲S甲=ρ乙h乙S乙,
由于h甲>h乙,则ρ甲S甲<ρ乙S乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图知S甲>S乙,所以ρ甲<ρ乙;
在两容器中分别抽出相同高度△h的液体,则抽出液体的质量△m甲=ρ甲△hS甲,△m乙=ρ乙△hS乙,
因ρ甲S甲<ρ乙S乙,则ρ甲△hS甲<ρ乙△hS乙,由此可知△m甲<△m乙,
由图可知,容器为规则的容器,则液体对容器底部的压力等于液体的重力,即甲液体的质量等于乙液体的质量,则剩余的液体的质量m甲>m乙。21cnjy.com
故选:A。
【题2】.(2021 青岛自主招生)一水箱由圆筒与圆锥面无缝连接,形状和尺寸如右图所示,箱内底部p处有一压强传感器,开始水箱是空的,现在以每秒1kg的速度平缓地向箱内注水。下列哪个图能够表示注水过程中,水在p处产生的压强随时间变化情况( )21·cn·jy·com
A.B. C.D.
【解答】解:据图可知,容器的形状是底部是圆锥,上部是圆柱,相同时间倒入相同质量的水,故开始时液面在圆锥中时,高度增加较快,且越来越慢,在圆柱中高度增加最慢,水在容器中的增加的高度先快后慢,根据p=ρgh可知,水在p处产生的压强随时间变化是先快后慢,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【题3】.(2020 市南区校级自主招生)如图所示,长方体的长宽高之比为3:1:1,现将9个这样的长方体在水平面上叠放成一个正方体,在结构稳定的情况下,抽走其中的一块后,其对地面的最大压强和最小压强之比为( )21*cnjy*com
A.3:2 B.9:8 C.1:1 D.8:6
【解答】解:由题意知,不管从哪里任意抽取一块,剩余长方体的重力之和都相等,
因为静止在水平面上的物体对水平面的压力大小等于其自身重力大小,所以对地面的压力都相等,
从最下层抽取一块,此时压强最大,从上面两层任意抽取一块,此时压强最小,
已知长方体的长宽高之比为3:1:1,
故最大受力面积和最小受力面积之比为3:2,
由p=可得,最大和最小压强之比为3:2。
故选:A。
【题4】(多选).(2021 衡阳县自主招生)如图所示,材料相同、半径相同、质量分布均匀的圆柱体A和半圆柱体B靠在一起,A、B之间光滑,地面粗糙,A的重力为G,开始A静止在地面上,现过A的轴心施以水平作用力F,可缓慢的将A拉离平面一直滑到B的顶端,整个过程中,B始终处于静止状态,对该过程分析,下列说法正确的是( )21教育名师原创作品
A.开始时拉力F最大为3G,以后逐渐减小为0
B.A、B间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G
C.地面受到B的压力大小一直不变
D.地面对B的摩擦力逐渐增大
【解答】解:AB、圆柱体A和半圆柱体B的圆心的连线为2R,故其与竖直方向夹角为60°;
A球受三个力平衡,如图所示:
三个力构成封闭矢量三角形三个边,其中重力不变,其它两个力的夹角变小,开始时拉力F最大为G,以后逐渐减小为0,故A错误;
A、B间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G,故B正确;
CD、对圆柱体A和半圆柱体B分析,受重力、水平力、支持力和摩擦力,根据平衡条件,支持力:N=G+GB,保持不变,故对地压力大小不变;摩擦力f=F,逐渐减小到零;故D错误;
故选:BC。
课后训练 鲲鹏展翅
【题1】.(2021 广州模拟)把重为6N的铁块放在重为20N的木块上方,接着把木块放在水平桌面上静止,如图所示,则木块对桌面的压力是( )
A.6N B.20N C.26N D.14N
【解答】解:把铁块和木块看做一个整体,该整体对水平桌面的压力等于整体的重力,故压力为20N+6N=26N。
故选:C。
【题2】.(2021 仓山区校级模拟)如图所示是多功能削皮器。当用它削瓜皮时,以下实例中使用原理和它相同的是( )
A.载重汽车安装了很多车轮
B.铁轨铺在枕木上
C.吸管的一端剪成斜口
D.图钉帽的面积做得较大
【解答】解:多功能削皮器的刀片比较薄,用削瓜皮时使用原理是:在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
A、载重汽车安装了很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
B、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
C、吸管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
D、图钉帽的面积做得较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
所以使用原理和它相同的是吸管的一端剪成斜口。
故选:C。
【题3】.(2021 清江浦区一模)如图所示,用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小圆孔,用薄橡皮膜将小圆孔封闭不可以用该装置探究的问题是( )
A.液体是否对容器的底部产生压强
B.液体压强是否与液体的密度有关
C.液体压强是否与液体的深度有关
D.液体是否对容器的侧壁产生压强
【解答】解:A、此时的橡皮膜没有处于容器的底部,所以该现象不能验证液体对容器底部有压强,故A符合题意;【来源:21·世纪·教育·网】
B、在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜凹向左边,则右边液体密度大,若橡皮膜凹向右边,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小,若要探究“液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜产生的现象;液体压强是否与液体的密度有关系,故B不符合题意;
C、在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜产生的现象;可以探究“液体压强跟深度的关系”,故C不符合题意;
D、此装置可以在一侧倒入液体,如果橡皮膜凸出,则表明液体对容器的侧壁有压强,若不凸出,则表明液体对侧壁没有压强;可以探究液体是否对容器的侧壁产生压强,故D不符合题意。
故选:A。
【题4】.(2022 雨花区校级模拟)如图所示,用大拇指和食指分别用沿竖直方向的力压住一铜圆柱体两端,圆柱体对食指的压力和压强分别为F1和p1,圆柱体对大拇指的压力和压强分别为F2和p2。则以下说法正确的是( )
A.F1=F2,p1=p2 B.F1<F2,p1<p2
C.F1=F2,p1<p2 D.F1>F2,p1>p2
【解答】解:圆柱体在竖直方向上处于静止状态,则食指对圆柱体的压力加上圆柱体的重力与大拇指对圆柱体的压力是一对平衡力,大小相等,所以食指对圆柱体的压力小于大拇指对圆柱体的压力,由于物体间力的作用是相互的,所以圆柱体对食指的压力小于圆柱体对大拇指的压力,即F1<F2,根据p=知在受力面积相同时圆柱体对食指的压强小于圆柱体对大拇指的压强,即p1<p2,故B正确。
故选:B。
【题5】.(2021 芜湖二模)装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两种液体没有混合。上层液体的密度为0.8g/cm3,下层液体是水,水的密度为1.0g/cm3,高度h2=10cm。已知烧杯的底面积为100cm2,烧杯中的液体对烧杯底部的压力为14N,g取10N/kg,则上层液体的高度h1为 cm。
【解答】解:烧杯底面积为:S=100cm2=0.01m2,
烧杯中的液体对烧杯底部的压力为14N,即F=14N,
则烧杯底受到的压强为:p===1400Pa,
水的密度为:ρ2=1.0g/cm3=1000kg/m3,水的深度为h2=10cm=0.1m,则水产生的压强为:p2=ρ2gh2=1000kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;【版权所有:21教育】
上层液体产生的压强为:p1=p﹣p2=1400Pa﹣1000Pa=400Pa,
上层液体的密度为;ρ1=0.8g/cm3=800kg/m3,由p=ρgh得,上层液体的高度为:h1===0.05m=5cm。
故答案为:5。
【题6】.(2022 南海区校级模拟)小明没有合适的量筒来测形状不规则菠萝的体积,于是他先在底面积为20cm2的烧杯中加入适量的水,用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为100g;再用细线将菠萝悬吊在水中,通过加减砝码和调节游码,使天平再次平衡,如图所示,此时天平的称量结果为 g,据此算出该粽子的体积为 cm3;水对烧杯底部增加的压强为 Pa。(g=10N/kg)
【解答】解:如图所示,此时天平的称量结果为:100g+50g+2.4g=152.4g;
由题意得,菠萝排开水的质量为m排=152.4g﹣100g=52.4g,
因菠萝浸没在水中,则根据密度公式可得该菠萝的体积:V菠萝=V排===52.4cm3,
则水面上升的高度为:Δh===2.62cm=0.0262m,
则水对烧杯底部增加的压强为:Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0262m=262Pa。
故答案为:152.4;52.4;262。
【题7】.(2022 碧江区 模拟)我国自主研发载人潜水器“蛟龙号”在世界最深处的马里亚纳海沟下潜,最大深度7062米。在同一深度,液体各个方向的压强大小 (选填“相同”或“不相同”),下潜到3000m时,受到海水的压强为 Pa。(海水密度取1.0×103kg/m3)
【解答】解:(1)在同一深度,液体向各个方向的压强大小相同;
(2)潜水器下潜到3000m处受到的压强为:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m=3×107Pa。
故答案为:相同;3×107。
【题8】.(2021 沈阳二模)小虎利用如图1所示装置探究液体压强特点。
(1)小虎向A图装置中加入一定量的水,观察到橡皮膜向下凸,这说明 。
(2)探究液体内部压强的特点时,使用B图的压强计更适合,它的主要优点是 。小虎在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,调节的方法是 ,使U形管左右两侧的液面相平。2-1-c-n-j-y
(3)小虎排除故障后进行实验,将压强计的探头放在水中的同一深度处,使橡皮膜朝向不同的方向,如图2甲、乙、丙所示,可初步得出的实验结论是 。
(4)图2丙中U形管左右两侧液面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强为 Pa。(U形管内液体的密度ρ液=1.2×103kg/m3,大气压强取1.0×105Pa,g取10N/kg)
(5)如图2甲,将压强计的探头竖直上提适当距离,并向容器中加水使得橡皮膜距离水面高度不变,则压强计U形管左右两侧液面的高度差 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解答】解:
(1)没有倒水时,橡皮膜是平的,向装置中加入一定量的水,水具有重力和流动性,则水对橡皮膜有向下的压力,观察到橡皮膜向外凸,这说明液体对橡皮膜有向下的压强;
(2)用A做实验时,压强的大小变化是通过橡皮膜的凹陷程度来显示的,当压强变化较小时,橡皮膜的凹陷程度变化较小,不易观察;用B做实验,压强的大小变化是通过U形管液面的高度差来显示的,当压强变化较小时,液面的高度差较明显,易于观察;若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,对实验结果会造成影响,应拆掉橡胶管重新安装;
(3)由图2可知,液体的密度相同,橡皮膜所处的深度相同,橡皮膜的方向不同,U形管两边的液面高度差相同,说明同种液体在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等;
(4)图2中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm=0.1m,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p=ρ液gh=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1200Pa,因此橡皮管内气体的压强为:p管=p+p大气=1.012×105Pa;
(5)液体的压强与液体的密度和深度有关,将压强计的探头竖直上提适当距离,并向容器中加水使得橡皮膜距离水面高度不变,前后两次橡皮膜在水中的深度没有变化,因此压强没有变化,压强计U形管左右两侧液面的高度差不变。
故答案为:(1)液体对橡皮膜有向下的压强;(2)通过观察 U 形管液面高度差更容易反映液体压强大小,也便于比较不同方向液体压强的关系;拆掉橡胶管重新安装;(3)同种液体在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等;(4)1.012×105;(5)不变。
【题9】.(2021 江汉区模拟)如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力的作用效果的因素”。
(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果.
(2)在图A、B、C操作中,观察图 可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(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作用效果 (填“相同”或“不相同”),理由是 .
(4)在A图中画出矿泉水瓶对海绵的压力的示意图。
【解答】解:(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的压力作用效果。
(2)研究压力作用效果与受力面积大小关系,要控制压力大小一定,在图A、B、C操作中,观察图A和B可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;2·1·c·n·j·y
(3)图D与A比较,因压力和受力面积都相同,由压强公式可知,矿泉水瓶对石块和海绵的压强相同,故对石块和海绵的压力作用效果相同;
(4)矿泉水瓶对海绵的压力作用在海绵上,方向垂直于接触面向下,如图所示:
故答案为:(1)海绵的凹陷(或形变)程度; (2)A、B;(3)相同;压力和受力面积都相同;(4)如上图。21·世纪*教育网
【题10】.(2022 沙坪坝区校级模拟)A、B两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A物体放在水平地面上,将B物体叠放在A物体上,如图甲所示。若沿竖直方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与切去部分的宽度的关系如图乙所示,已知A、B物体的边长分别为20cm、10cm。求:
(1)A物体的密度;
(2)B物体的重力;
(3)现将A、B两物体分别置于水平地面上,如图丙所示。在正方体A、B上沿竖直方向按相同比例k截下一部分,并将截下的部分分别叠放在对方剩余部分上,若叠放后A、B剩余部分对水平地面的压强相等,则k的值为多少?
【解答】解:(1)A的边长LA=20cm=0.2m,
B的边长LB=10cm=0.1m,
A的底面积SA=LA2=(0.2m)2=0.04m2,
B的底面积SB=LB2=(0.1m)2=0.01m2,
A对地面的压强与切去部分的宽度的关系如图乙所示,
当切去部分的宽度为10cm时,即B物体全部被切除时,A对地面的压强为4000Pa,
根据压强公式可知p1==,
代入数据得:4000Pa=,
故GA=160N;
根据G=mg可知A的质量mA===16kg,
根据密度公式可知A的密度ρA===2×103kg/m3;
(2)当切去部分的宽度为0cm时,即B物体没有被切除时,A对地面的压强为4250Pa,
根据压强公式可知:p2==,
代入数据得:4250Pa=,
据此得出B的重力GB=10N;
(3)由于A、B分别沿竖直方向按相同比例k截下一部分,并将截下的部分分别叠放在对方剩余部分上,则截下的部分对地面的压力分别为:
FA′=GA﹣kGA+kGB=(1﹣k)GA+kGB;
FB′=GB﹣kGB+kGA=(1﹣k)GB+kGA;
截下的部分对地面的受力面积分别为:
SA′=SA﹣kSA=(1﹣k)SA;
SB′=SB﹣kSB=(1﹣k)SB;
因为A、B剩余部分对水平地面的压强相同,即pA′=pB′,
所以,=,
即:=,
所以,+=+,
即:×(﹣)=﹣,
则:×(﹣)=﹣,
解得:k=。
答:(1)A物体的密度为2×103kg/m3;
(2)B物体的重力为10N;
(3)k的值为。
3章
第七节
压强
教学目标
【知识与技能】
(1)理解压力、压强的概念。
(2)掌握压力的作用效果与哪些因素有关。
(3)了解压强公式中各物理量的名称、单位及符号,并会运用压强公式。
(4)了解增大或减小压强的方法。
(5)知道液体内部存在压强,以及液体压强产生的原因。
(6)掌握液体内部压强的特点。
(7)会运用液体压强公式。
【过程与方法】
(1)通过实验活动,培养学生的观察能力、信息处理和分析能力。
(2)了解改变压强的实际意义和方法,培养学生的知识迁移能力和解决实际问题的能力。
(3)通过探究水内部压强的特点,培养学生的实验操作和观察能力。
【情感态度与价值观】
通过生活和物理的密切联系,培养学生勇于探索生活中的物理学原理的精神。
培养学生热爱科学,积极研究探索科学知识的精神。
【重点难点】
【重点】
(1)压力的作用效果与哪些因素有关。(2)增大或减小压强的方法。(3)液体内部压强的特点。
【难点】
探究水内部压强的特点。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)