一、压力
1.垂直作用在两个物体接触表面的作用力叫压力。压力的方向垂直于受力面且指向受力面;压力的作用点在受力面上。
2.压力的大小:压力并不是重力,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作用,则压力F=物体的重力G。
3.固体可以大小不变、方向不变地传递压力。
二、压强
1.研究影响压力作用效果因素的实验得出的结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。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。本实验研究问题的对照实验中,采用了控制变量法。
2.物体单位面积受到的压力叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量。
3.公式:p=F/S。压强单位:帕斯卡(Pa),1Pa=1N/m2。一张对折的报纸平铺在桌面上时,对桌面的压强约1Pa。1Pa的科学意义:表示物体每平方米的受力面积受到的压力是1N。
4.放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长方体等)对桌面的压强p=ρgh。
5.增大/减小压强的方法:
【注意】
1.使用压强公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S。受力面积要注意是指两物体间的实际接触部分。此公式适用于固、液、气体的压强的计算。务必注意面积单位换算:1cm2=10-4m2。
2.一盛有液体的容器放在水平桌面上对桌面的压力和压强问题属于固体的压力和压强问题。解题时,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)。
三、液体压强
1.液体由于受到重力作用,对支持它的容器底部有压强;液体具有流动性,对容器侧壁有压强。
2.液体压强的特点:液体对容器的底部和侧壁会产生压强,液体内部朝各个方向都有压强;液体压强随着深度增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体的压强还与液体的密度有关,液体密度越大,压强越大。
3.液体压强的公式:p=ρgh。从公式中可以看出:液体的压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡裂桶实验充分说明这一点。
四、大气压强
1.大气对处于其中的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压。产生原因:气体受到重力作用,且有流动性,故会向各个方向对处于其中的物体产生压强。
2.著名的证明大气压存在的实验是马德堡半球实验。其他证明大气压存在的现象:吸盘挂衣钩能紧贴在墙上、利用吸管吸饮料等。
3.大气压的测量
伽利略首先用长玻璃管内的水柱测出了大气压的数值约为10m的水柱高,托里拆利改进后利用水银柱准确测出大气压值为760mm水银柱高。常用气压计种类:水银气压计、空盒气压计。
海平面附近的大气压,其数值接近于1.01×105Pa,人们通常把这个大气压称为标准大气压,与水银柱高的换算如下:p=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.01×105Pa。
4.大气压的应用与拓展
(1)大气压的应用实例:活塞式抽水机抽水、离心式水泵抽水、吸管吸饮料、注射器吸药液、滴管吸取液体药品等。
(2)液体的沸点随气压减小而降低,随气压增大而升高。高原上气压低,水的沸点低,烧饭时用高压锅可以提高水的沸点。
(3)大气压随高度的增加而减小;大气压受天气和气候的影响,一般晴天气压比阴雨天高,冬天气压比夏天高。
五、流体压强与流速的关系
物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
流体压强与流速关系的应用:乘客候车要站在安全线外;飞机机翼做成流线型,上表面空气流动的速度比下表面快,因而上表面压强小,下表面压强大,在机翼上下表面就存在着压强差,从而获得向上的升力等。
例1、如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
例2、为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是( )
A.放上瓶盖后可以增大受力面积
B.敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D.要提高实验的可靠性还需多次实验
例3、小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将气球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大,停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4。下列关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1=p2
C.p3<p4 D.p3=p4
例4、如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上,关于比较甲、乙两图中桌面受到的大小,下列说法( )
A.甲图中桌面受到的压力比乙图大 B.乙图中桌面受到的压力比甲图大
C.两图中桌面受到的压力相等 D.无法确定
例5、下列估算最接近实际的是( )
A.成年人正常步行速度约为1.3m/s
B.科学课本中一张纸的厚度约为8nm
C.一个成年人双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
D.一个中学生受到的重力约为50N
例6、如图所示,有一密闭的圆台形容器,内装一定质量的水,如果把它倒置后放在水平桌面上,则下列说法正确的是( )
A.水对容器底部的压力相等,压强是图乙大
B.容器对桌面的压力相等,压强相等
C.图乙中水对容器底部的压力小,压强大
D.图甲中水对容器底部的压力小,压强小
例7、在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有 (填字母);
A.转换法B.控制变量法C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 ;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=F/S,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= 。
例8、小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸人引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10—4m3/s,则通气孔的面积至少为________mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸人气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要________N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积________时,压强增大。
例9、如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=10N/kg。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为10cm,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p0=1.0×105Pa)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。
1.在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是( )
A.坦克通过履带与地面接触
B.单钢轮压路机有较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
2.电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好安全带,如图,系带设计的比较宽是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
3.如图所示,重为G的小铁块在水平方向力F的作用下,沿条形磁铁的表面从N极滑到S极,下列说法正确的是( )
A.小铁块受到的摩擦力一直变小
B.小铁块受到的重力始终不变
C.小铁块对磁铁的压力始终不变
D.小铁块对磁铁的压强先变大后变小
4.下列说法最接近实际的是( )
A.双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为1250帕
B.人正常骑自行车的速度约为20m/s
C.科学课本中一张纸的厚度约为8nm
D.一本《科学》课本的重力约为3N
5.如图,质量分布均匀的长方体重物 A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB,且 SA>SB,将它们放在水平面上,它们对地面的压强相等。现水平割去上半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为 PA和PB,对地面的压力分别为FA和FB,下列物理量大小比较的关系正确是( )
6.如图在一盛水的柱状容器中,浸没着一块用细绳拴住的实心冰块,细绳固定在烧杯底部。下列能正确表示冰块逐渐熔化时(不考虑水蒸发和温度影响,ρ冰=0.9×103千克/米3),容器底部受到水的压强随冰熔化体积变化而变化的图像是( )
A. B. C.D.
7.创意改变生活,如图是自带吸管的玻璃杯,杯中装有水,小科用手掌封住杯口,通过玻璃吸管不容易“吸”到水;移开手后,能轻松“吸”到水。请回答:
(1)小科能轻松“吸”到水是利用了 ;
(2)图中A点的压强 B点的压强(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)装有水的玻璃杯总质量为0.28千克,放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为4平方厘米,此时杯子对桌面的压强为多少?(g=10N/kg)
8.【生活发现】①自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生压强的大小与哪些因素有关?
【建立假设】
假设一:一定质量的气体产生压强的大小可能与气体的温度有关;
假设二:一定质量的气体产生压强的大小可能与气体的体积有关;
【实验检验】为了验证假设一,进行如下实验:
步骤一:取一根长度约为1米一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银密封一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标记处标出水银柱下表面的位置(如图所示),此空气柱的压强记为p1。
步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,水银柱上升直至停止,此空气柱的压强记为p2。
步骤三:往玻璃管内注入水银,直到水银柱的下表面对准所标出的位置为止,此空气柱的压强记为p3。
【实验分析】
(1)p1、p2、p3的大小关系是________。
(2)实验的步骤三,往玻璃管内注入水银,直到水银柱的下表面对准所标出的位置为止,这样操作目的是________。
(3)【得出结论】通过观察________可以得出,一定质量的气体产生的压强与气体的温度有关,气体的温度越高,压强越________。
(4)【实验反思】实验后小敏同学作了如下的反思,一定质量的气体,升温后改变了气压,那么,根据上面步骤二中的实验现象(水银往上升),可以得出:一定质量的气体,若增大气体的体积,则气压会减小,此结论你认为合理吗?为什么?________。
9.现有一根两端开口的直玻璃管,将其橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化
(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多橡皮膜向外凸的程度会________(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)将注人水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动到如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会________(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是________(选填“凸面”“凹面”或“平面”),试说明理由。________
1.用真空采血管抽血时,将采血针一端刺入人体静脉后,另一端插入真空采血管的胶塞,血液便会自动流入采血管。血液能够流进真空采血管的动力来自( )
A.大气压B.人体内血压C.护士的拉力D.血液自身重力
2.如图,甲、乙、丙三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
3.在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关。”下列能帮助小柯改变这种想法的实验是( )
A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落
B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图丁,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落
4.质地均匀的长方体重10N,如图甲放在桌面上,它与桌面的接触面积为0.01m2则它对桌面的压强p1为________Pa;用水平力F1向右缓慢推动物体,使其一小部分露出桌面。在推动物体的过程中,物体对桌面的压力________(选填“变小、不变”或“变大”。下同)。物体对桌面的压强________:如图乙,竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强p2________p1(选填“>”、“=”或“<”)。
5.为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米2,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2,则p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
6.如图所示,对着两张纸中间用力向下吹气,两张纸会 靠拢 (选填“靠拢”“分开”或“保持静止”),理由是 。
7.2021年5月15日,我国首个火星探测器“天问一号”成功登陆火星,这是中国航天领域的里程碑事件,图为探测器离轨着陆火星全过程及“祝融号”火星车的示意图,已知g火星=3.76N/kg,请回答。
(1)“天问一号”探测器着陆有降落伞减速和动力减速等过程,而“嫦娥五号”在降落月球时没有采用降落伞减速的原因是 。动力减速采用喷气方式,利用了力能 的原理,在此过程中着陆器受力是 (选填“平衡”或“不平衡”)的。
(2)着陆后,“祝融号”火星车从着陆器中驶出,已知火星车质量为240kg,共有6个车轮,若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10﹣3m2,求“祝融号”对火星水平平整表面的压强。
答案及解析
例1、解:AC、水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,即F=G,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即F甲=F乙,故A、C错误;
BD、由公式可知,在压力F一定时,受力面积S越小,压强p越大,水瓶倒立时桌面的受力面积更小,压强更大,即p甲<p乙,故B错误、D正确。
故选:D。
例2、解:AB、放上瓶盖后,鸡蛋上方的受力面积增大了,根据p=F/S可知,在压力一定时,鸡蛋受到的压强减小了,所以敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙小,故A正确、B错误;
C、鸡蛋乙被敲碎,说明力能改变物体的形状,故C正确;
D、为了使实验更具有普遍性,可以通过多次实验来寻找普遍规律,所以要提高实验的可靠性还需多次实验,故D正确。
故选:B。
例3、B
【解析】抽气前后气球内气体一直与外界大气相通,气球内气压等于大气压,故p1=p2;抽气前瓶内气体与外界大气相通,瓶内压强与大气压相等;向外抽气,瓶内的气球在膨胀,说明此时气球内气体压强大于玻璃瓶内气体压强,即p3>p4。
例4、C
【解析】水平面上的物体,对地面的压力等于上面所有物体的重力之和,即F=G总,据此判断即可。
条形磁铁都是完全相同的,因此它们的重力相等;将叠放的磁铁看作一个整体,那么它们对地面的压力都等于重力之和,即F=G总,故C正确,而A、B、D错误。
例5、解:A、成年人正常步行的速度约为1.3m/s,故A正确;
B、科学课本中一张纸的厚度约为80μm=80000nm,故B错误;
C、成年人双脚站立时对地面的压强约为:成年人每只鞋的底面积大约为200cm2,即0.02m2,故双脚面积S=0.04m2;成年人的体重大约为60kg,压力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,压强p1.5×104Pa,故C错误;
D、中学生的质量约为50kg,则受到的重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故D错误。
故选:A。
例6、解:
ACD、倒置后,液体深度h增大,根据p=ρgh知水对容器底面的压强增大;
正放时,水对容器侧壁有压力,因为物体间力的作用是相互的,所以容器侧壁对水也有压力,所以F>G,
倒置时,有一部分水压在容器壁上,水对容器底的压力:F′<G,
所以F>F′,即:水对容器底面的压力将变小,故AD错误,C正确;
B、倒置前后容器对桌面的压力等于水和容器的总重力,因总重力不变,故对桌面的压力不变;
而倒置后接触面积减小,根据p=F/S可知容器对水平桌面的压强将增大,故B错误。
故选:C。
例7、解:
(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;
(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;
(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是:
paρgh。
故答案为:(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。
例8、(1)6.8(2)1.1(3)减小
【解析】(1)笔帽的通气量、气体流速、通气孔的面积存在一定的关系,通气量等于气体流速乘以通气孔的面积;(2)根据P=F/S可计算出医生至少需要的力;(3)一定质量的气体,压强与体积有关,体积越大压强越小,体积越小压强越大。
【解答】(1)通气孔的面积为:1.36×10—4m3/s/20m/s=0.68×10—5m2=6.8mm2;(2)F=PS=1.3×104Pa×0.85×10-4m2≈1.1N;(3)当急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压时,气体体积减小,压强会强大。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积减小时,压强增大。
例9、解:(1)金属块重120N,底面积100cm2,金属块对容器底部的压力等于其重力,F甲=G=120N,
甲图中金属块对容器底部的压强
p11.2×104Pa;
(2)乙底部用蜡密封,加入水后,乙不受浮力,对乙受力分析,容器对乙的支持力等于乙的重力加上大气压力,F大气=p0S乙=105Pa×10﹣2m2=1000N,
金属块对容器底部的压力:
F=G乙+F大气=120N+1000N=1120N;
(3)①金属块重120N、高20cm、底面积100cm2,没有加水时,对容器底部的压力等于120N;
②若向甲图中容器内加水,在水面从0升高到20cm的过程中,排开水的体积变大,由阿基米德原理:
F浮=ρ水gV排=ρ水gSh,物体受到的浮力逐渐变大,且与h成正比,这个过程中金属块对容器底部的压力:
F2=G﹣ρ水gSh,可知F2为关于h的一次减函数;
③物体刚好浸没时,由阿基米德原理求出受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×100×10﹣4m2=20N(小于120N,金属块不能上浮),由力的平衡可得金属块对容器底部的压力:
F3=120N﹣20N=100N;
至容器装满水的过程中,金属块受到的浮力不变,金属块对容器底部的压力仍为100N,故从开始加水至容器装满水(水高为30cm)的过程中金属块对容器底部压力如下所示:
故答案为:(1)甲图中金属块对容器底部的压强为1.2×104Pa;
(2)金属块对容器底部的压力为1120N;
(3)如上所示。
1.解:A、坦克通过履带与地面接触,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、单钢轮压路机有较重的前轮,是在受力面积一定时,通过增大压力增大压强,故B符合题意;
C、滑雪板与雪地接触面积较大,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、背包用较宽的背带,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。
2.解:安全头盔的系带设计的比较宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D正确、ABC错误。
故选:D。
3.解:AC、铁块在左端时,受到N极的引力较大,铁块对磁铁的压力较大;越靠近中间,磁性减弱,磁铁对铁块的作用减小,铁块对磁铁的压力减小;靠近S极,磁性增强,引力增大,铁块对磁铁的压力较大;也就是铁块对磁铁的压力先变小后变大;由于粗糙程度不变,压力先变小后变大,所以摩擦力也是先变小后变大,故AC错误;
B、小铁块的重力是由于地球的吸引而产生的,不会随外力的变化而变化,故B正确;
D、因为受力面积不变,而压力先变小后变大,所以受到的压强是先变小后变大,故D错误。
故选:B。
4.解:
A、中学生的体重约为500N,双脚站立时与水平地面的接触面积约为400cm2=0.04m2,双脚对水平地面的压强p1.25×104Pa,故A不符合实际;
B、人正常骑自行车的速度约为18km/h=18m/s=5m/s,故B不符合实际;
C、科学课本中一张纸的厚度约为80μm=80000nm,故C不符合实际;
D、一本科学课本的质量约300g=0.3kg,重力约为G=mg=0.3kg×10N/kg=3N,故D符合实际。
故选:D。
5.C
【解析】物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
【解答】
A、 而压强相等,所以底面积大的,压力大;FA>FB;故A错误;
B、沿图中虚线割去一半,质量会减小一半,则压力减小一半,而接触面积不变,所以压强都减小一半;所以PA>PB;故B错误;
C、 故C正确;
D、割去后质量减少,则压力减小,而接触面积不变;所以压强也会减小;故D错误;
6.A
【解析】1、容器底部受到的液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,密度越大压强越大,深度越大压强越大。公式为:;
2、将熔化成水时密度增大,体积减小,质量不变。
【解答】用细绳拉住冰块时,冰块全部浸没在水中,此时V排=V冰,当冰块熔化成水时体积逐渐减小,容器内的液面是下降的,所以压强是减小的,C、D错误。由液体压强公式,h是逐渐减小的,与V冰的变化成正比关系,所以压强的变化是线性的,B选项错误,A选项正确。
7.解:(1)用吸管从瓶子里吸水时,先把吸管内的部分空气吸走,管内的气压小于外界大气压,水在大气压的作用下被压入吸管,上升到嘴里,所以使水上升到嘴里的力是大气的压力,故所以小科能轻松“吸”到水是利用了大气压;
(2)由图可知,A点的深度等于B点的深度,所以根据p=ρ液gh可知,A点压强等于B点压强;
(3)杯子和水的总重力:G=mg=0.28kg×10N/kg=2.8N;
杯子对桌面的压力:F=G=2.8N,
杯子对桌面的压强:p7000Pa。
故答案为:(1)大气压;(2)等于;(3)杯子对桌面的压强为7000Pa。
8.(1)p1=p2
(2)控制封闭空气柱的体积不变
(3)空气柱上方水银柱的长度;大
(4)不合理,没有控制气体温度不变
【解析】(1)当水银柱保持静止状态时,封闭气体的压强等于水银柱压强与大气压强之和,即p内=p水银+p大气,据此分析比较;
(2)当探究气体压强和温度的关系时,必须控制气体的体积相同。当水银柱的下表面到达同一刻度时,封闭气体的体积相同。
(3)根据p内=p水银+p大气可知,大气压强保持不变,水银柱的长度越大,水银的压强越大,即封闭气体的压强越大。
(4)根据控制变量法的要求分析即可。
【解答】(1)步骤一和步骤二中水银柱的长度相同,那么水银柱的压强相同,根据p内=p水银+p大气可知,压强p1=p2。在步骤三中,水银柱的长度增大,因此水银的压强增大,因此封闭气体的压强增大,即p1=p2(2)实验的步骤三,往玻璃管内注入水银,直到水银柱的下表面对准所标出的位置为止,这样操作目的是控制封闭空气柱的体积不变。
(3)【得出结论】通过观察空气柱上方水银柱的长度可以得出,一定质量的气体产生的压强与气体的温度有关,气体的温度越高,压强越大。
(4)【实验反思】实验后小敏同学作了如下的反思,一定质量的气体,升温后改变了气压,那么,根据上面步骤二中的实验现象(水银往上升),可以得出:一定质量的气体,若增大气体的体积,则气压会减小,我认为不合理,理由是:没有控制气体温度不变。
9.(1)变大(2)变小
(3)平面;玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两方液体的压力大小相等方向相反,使膜水平
【解析】(1)橡皮膜的凸起程度表示它所受水压强的大小;它的凸起程度越大,说明受到水的压强越大;
(2)橡皮膜除了受到向下的水的压强,还受到管外水向上的压强,这时橡皮膜的凸起程度取决于内外压强差;
(3)如果管内水的压强大,那么橡皮膜向外凸;如果管外水的压强大,那么橡皮膜向内凹;如果二者压强相等,那么橡皮膜保持水平。
【解答】(1)向管内缓缓注水,由于水的重力作用,橡皮膜会受到向下的压强,因此会观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,水对橡皮膜的压强增大,那么橡皮膜向外凸的程度会变大;
(2)将注人水后的玻璃管放入装有水的水槽中,橡皮膜还会受到向上的压强;这时管内外压强相互抵消,相当于橡皮膜向下的压强变小,那么向外凸的程度会变小;
(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,那么h内=h外;根据公式可知,玻璃管内外液体密度相等,且深度相等,因此橡皮膜受到上下两方的压强大小相等且方向相反,使膜水平。
1.解:真空采血管在组装后应保持一定的负压,即真空试管内气体的压强低于大气压,针头插入检查者的静脉时,在检查者体内血压的压力下,血液流入真空采血管。故B正确,ACD错误。
故选:B。
2.A
【解析】由图可知,知道装入水的质量相等,可知各容器内水的深度关系,再根据液体压强的公式分析容器底部受到水的压强的大小关系。
【解答】如图三容器装入相同质量的水, 因容器的底面积相等, 所以,三容器内水的深度关系为h甲>h乙>h丙,由p=ρgh可 知,容器底部受到水的压强关系为p甲>p乙>p丙。
3.D
【解析】图丁中,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落,说明没有空气,也就是没有气压时,纸片和水不能继续被托住,这说明实验中纸片不掉落是因为受到大气压的作用,而不是纸片被杯口的水粘住了。
4.1000;不变;变大;=
【解析】(1)长方体对桌面的压力等于自身重力,根据公式计算压强;
(2)根据压力和重力的关系判断压力是否改变,再根据压强公式判断对桌面压强的变化;
(3)上下粗细一致的柱体对地面的压强:,据此比较即可。
【解答】(1)长方体对桌面的压强:;
(2)在推动物体的过程中,物体对桌面的压力始终等于自身重力,因此保持不变。但是长方体与桌面的接触面积变小了,根据公式可知,物体对桌面的压强变大了;
(3)根据公式p=ρgh可知,长方体对桌面的压强只与密度和高度有关,与接触面积无关,因此剩余部分对桌面的压强与原来相等,即p2=p1。
5.解:(1)本图是同一个瓶子的两种放置状态,压力大小相等,受力面积越小,海绵形变越大,压力作用效果越明显,所以本实验说明压力一定时,压力作用效果与受力面积有关;
(2)瓶中装满水,将瓶子竖直倒置,水的密度ρ、水的深度h不变,
由液体压强公式p=ρgh可知,瓶子正放时对海绵的压强与瓶子倒放时对海绵的压强相等,
所以p1=p2;
(3)V=600mL=600×10﹣6m3
这瓶水的质量为:m=ρV=1×103kg/m3×600×10﹣6m3=0.6kg。
这瓶水重为:G=mg=0.6kg×9.8N/kg=5.88N。
物体放在水平面上,则F=G=5.88N。
瓶子正放时对海绵的压强为p11.68×103Pa;
要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,
由p得:倒放时水的重力G′=F′=pS=1.68×103Pa×7×10﹣4m2=1.176N,
倒出的水的重力△G=G﹣G′=5.88N﹣1.176N=4.704N,
则由G=mg得:△m0.48kg。
由m=ρV得V0.48×10﹣3m3=0.48×103cm3=480mL。
故答案为:受力面积;等于;480。
6.解:对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间。
故答案为:靠拢;纸片中间气体流速大压强小,纸片中间气体压强小于两侧大气压,在两侧气压差的作用下将纸片向内挤压。
7.解:(1)月球表面没有大气层,降落伞不能工作,不能依靠空气阻力使“嫦娥五号”减速,故“嫦娥五号”没有采用降落伞方式降落;
“天问一号”探测器动力减速采用喷气方式,其速度大小不断变化,利用了力能改变物体运动状态的原理,在此过程中着陆器受力是不平衡的;
(2)“祝融号”对火星水平平整表面的压力:F=G火星=mg火星=240kg×3.76N/kg=902.4N,
受力面积:S=6×4.0×10﹣3m2=2.4×10﹣2m2,
“祝融号”对火星水平平整表面的压强:p3.76×104Pa。
答:(1)月球表面没有大气层;改变物体运动状态;不平衡;
(2)“祝融号”对火星水平平整表面的压强为3.76×104Pa。
2023浙教版科学中考第一轮复习--物理模块(七)
压力和压强