(共22张PPT)
第九章 压强
第1节 压强(第1课时)
课程标准(2022年版) 本节要点
2.2.7 通过实验,理解压强． 1．理解压力的概念,知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关．
2．掌握压强的概念,知道压强的计算公式．
3．知道国际单位制中压强的单位及其意义,会进行压强的简单计算．(重点)
物体间由于相互挤压而垂直作用在物体表面上的力,叫做压力．压力的作用点在受力面上,压力的方向______于接触面,并指向______(选填“施力”或“受力”)物体．
压力
垂直
受力
如图所示,请分别画出物体A、B、C所受的重力和接触面所受的压力的示意图,并判断二者的大小关系;由以下三幅图可知:压力与重力的大小________(选填“一定”或“不一定”)相等．
1
不一定
＝
<
≠
如图所示：
答案图
变式1 下列关于压力的说法中,正确的是( )
A．压力的方向总是竖直向下的
B．压力的大小等于重力的大小
C．放在水平地面上的物体,对地面的压力就是物体的重力
D．压力的方向一定与受力面垂直
D
1．压力不一定都由重力提供．物体只有放在水平面上且竖直方向不受外力作用时,对水平面的压力大小才等于物体的重力大小．
2．对比重力与压力:
辨析 重力 压力
区别 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 由于物体间相互挤压而垂直作用在物体表面上的力
施力物体 地球 施压的物体
方向 竖直向下 垂直于受压面且指向被压物体
作用点 物体的重心 在受压面上
联系 ①有时压力是由物体的重力产生的,如水平面或斜面上的物体对支持面的压力． ②当物体孤立地置于水平面上时,物体对水平面的压力等于物体所受的重力． ③当物体孤立地置于斜面上时,物体对斜面的压力小于物体所受的重力．
学生实验:探究影响压力作用效果的因素．
实验步骤:
(1)如图甲所示,把小桌放在海绵上,观察海绵的形变程度．
(2)如图乙所示,在小桌上放一个砝码,观察海绵的形变程度．
(3)如图丙所示,把小桌桌面向下放在海绵上,在小桌上放一个与步骤(2)相同的砝码,观察海绵的形变程度．
探究影响压力作用效果的因素
分析与论证:
(1)实验中通过比较海绵的______程度来确定压力的作用效果．
(2)分析比较图____、____的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力______,压力的作用效果越明显．
(3)分析比较图乙、丙的实验现象,可得出结论:在压力相同时,__________越小,压力的作用效果越明显．
(4)此实验表明,压力的作用效果与______和__________有关．物理学中,用______来表示压力的作用效果．
形变
甲
乙
越大
受力面积
压力
受力面积
压强
评估与交流:
(1)此实验运用的探究方法有__________法和______法．
(2)实验中是把小桌放在海绵上进行实验,为什么不能把小桌直接放在木板上进行实验 这是因为木板硬度____,在相同情况下形变程度____,实验现象________,不利于得出正确的实验结论．
控制变量
转换
大
小
不明显
小强同学利用小桌、海绵及肥皂探究影响压力作用效果的因素,实验探究过程如图所示．
(1)小强通过观察________________来比较压力的作用效果,这里应用的科学方法是________．
(2)比较甲、乙两图,可以得到结论:_______________________________
__________________．
海绵的凹陷程度
转换法
当受力面积相同时,压力越大,压力
的作用效果越明显
(3)比较____、____两图可知,压力一定时,__________越小,压力的作用效果越明显．这里应用的科学方法是____________．
(4)若将图丙中的海绵换成木板,小桌对支持面的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)．此实验______(选填“能”或“不能”)用木板代替海绵,原因是木板的形变程度____,力的作用效果________．
乙
丙
受力面积
控制变量法
不变
不能
小
不明显
(5)实验时,如果没有海绵,______(选填“可以”或“不可以”)用沙子来代替海绵．
(6)小强想探究压力的作用效果与受力面积的关系,重新设计了如图丁所示的实验:将肥皂沿竖直方向切成大小不同的A、B两块,放在海绵上,发现海绵的凹陷程度相同,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关．小强的方法是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是______________________． 改进方案是:①将B叠放在A上并放在海绵上,观察________________; ②________________,重复上一步实验;
③对比两次实验得出实验结论．
可以
错误
没有控制压力大小不变
海绵的凹陷程度
将A叠放在B上
(7)在物理学中,用______来表示压力的作用效果．
压强
阅读教材P30~31的内容,完成以下填空:
(1)压强概念:在物理学中,把物体所受____________与__________之比叫做压强,用字母___表示;公式:_____．
(2)单位:压强的国际单位是________,简称____,符号是_____,1 Pa＝ 1 N/m2．
50 Pa的物理意义:物体每1 m2的面积上受到的压力是____N．
压强
压力的大小
受力面积
p
p＝
帕斯卡
帕
Pa
50
(2023·惠州惠东县期末改编)小明的质量为54 kg,则他受到的重力是_____N,小明双脚接触地面的面积为300 cm2,那么他双脚站立对地面的压力为_____N,压强为___________Pa．(g取10 N/kg)
2
540
540
1.8×104
变式2 (2023·茂名化州市期中)一个四轮电动汽车的质量为1 600 kg,每个轮胎和地面的接触面积为0.02 m2,g＝10 N/kg,求:
(1)车对地面的压力;
解:车对地面的压力
F＝G＝mg＝1.6×103 kg×10 N/kg＝1.6×104 N
答:车对地面的压力为1.6×104 N;
(2)车对地面的压强．
车对地面的压强p＝＝2×105 Pa
答:车对地面的压强为2×105 Pa．
1．(2023·河源连平县期中)关于压力和压强,下列说法中正确的是( )
A．压强越大,压力的作用效果越明显
B．物体对支撑面的压力增大,压强不发生变化
C．压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的
D．压力的大小总等于物体重力的大小,但不是物体的重力
A
2．[物理观念]重为G的物体在支撑面上静止不动,试判断压力F是否等于重力,并指出下列各种情况下接触面所受压力的大小．
G
G
G+F1
G－F1
F1
F1－G
3．[科学思维]如图甲所示,一个图钉帽的面积是8×10－5 m2,图钉尖的面积是5×10－8 m2,如图乙所示,手指对钉帽的压力是10 N．则手指对钉帽的压强是___________Pa,图钉尖对墙的压强是________Pa．
1.25×105
2×108
4．[科学探究]在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验．
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法也运用于以下____(填字母)实验中．
A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B．探究音调与长度有关时,控制琴弦的粗细、材料和张力相同
C．喇叭放音乐时,纸盘上的细沙跳动,说明发声的物体在振动
C
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,__________越小,压力的作用效果越明显．
(3)对比甲、丁两图,小刚认为压力的作用效果与压力大小无关．你认为他的观点是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是_____________
_________．
受力面积
错误
没有控制受力
面积相同
5．小理同学的质量为50 kg,每只脚与地面接触的面积为0.02 m2．他双脚站立在水平地面上时,(g取10 N/kg)求:
(1)小理同学的重力;
解:小理同学的重力G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N
答:小理同学的重力是500 N;
(2)小理同学对地面的压强．
解:因为他双脚站立在水平地面上,所以对地面的压力
F＝G＝500 N
受力面积S＝0.02 m2×2＝0.04 m2
小理同学对地面的压强p＝＝1.25×104 Pa
答:小理同学对地面的压强为1.25×104 Pa．
6．如图所示,一个杯子重3 N,底面积为30 cm2,平放在面积为1 m2的水平桌面中央．
(1)桌面的受力面积为____cm2;
30
(2)求杯子对桌面的压强．
解:因为杯子水平放置,所以杯子对桌面的压力
F＝G＝3 N
受力面积S＝30 cm2＝3×10－3 m2
杯子对桌面的压强p＝＝1 000 Pa
答:杯子对桌面的压强是1 000 Pa．(共32张PPT)
第九章 压强
第九章 章末复习
压
强
1.压力
定义：______作用在物体表面上的力叫做压力．
影响压力作用效果的因素：____________和__________.
2.压强
定义：物体所受____________与__________之比．
公式：_____.
单位：________，简称：____，符号：_____.
3.增大压强的方法：______压力或______受力面积．
4.减小压强的方法：______压力或______受力面积．
压
强
垂直
压力的大小
受力面积
压力的大小
受力面积
帕斯卡
帕
Pa
增大
减小
减小
增大
p＝
液
体
压
强
①液体对________和__________都有压强．
②液体内部向__________都有压强．
③同一深度液体向各个方向的压强都______.
④液体压强随______的增大而增大．
⑤液体压强还与__________有关．
1．特点
2．公式：_________.
3．连通器
原理：连通器中装有同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是________.
应用：茶壶、船闸、过路涵洞等．
压
强
容器底
容器侧壁
各个方向
相等
深度
液体密度
p＝ρgh
相同的
大
气
压
强
1．最早证明大气压强存在的实验：________________.
2．最早测出大气压值的实验：______________.
3．标准大气压的值：p0＝____________Pa，相当于_____mm高的水银柱所产生的压强．
4．大气压随高度的增加而______，液体的沸点随大气压的增大而______.
5．流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置压强越____.
压
强
马德堡半球实验
托里拆利实验
1.013×105
760
减小
增大
小
1．[物理观念]将一个质量为2 kg、底面积为0.05 m2的长方体平放在某一水平桌面中央,水平桌面的面积为0.8 m2,g取10 N/kg．则长方体对水平桌面的压强为( )
A．2.5 Pa B．25 Pa
C．40 Pa D．400 Pa
压强
D
2．将8个完全相同的正方体物块分成两部分叠放在水平地面上,如图甲、乙所示,它们对地面的压强之比p甲∶p乙等于( )
A．5∶3
B．5∶2
C．10∶9
D．3∶2
C
3．如图所示,长方体金属块重20 N,F恒为5 N,当金属块静止不动时,则支撑面受到的压力分别是FA＝____N,FB＝___N,FC＝____N,FD＝____N．
A B C D
20
5
15
25
4．(2020·广东)如图所示,用拇指和食指按压一支铅笔的两端,拇指和食指受到的压力分别为F1和F2,受到的压强分别为p1和p2．则F1____F2,p1____p2(前两空选填“>”“<”或“＝”);若F2＝1 N,笔尖的面积为1×10－6 m2,则p2＝________Pa．
＝
<
1×106
5．(2023·广州天河区期中)固定斜面上的U形容器里装有适量的水,下列水面静止时的位置正确的是( )
A B C D
液体压强
C
6．如图所示,甲、乙两个容器中装有密度分别为ρ甲、ρ乙的两种液体,A、B、C、D四点的压强分别为pA、pB、pC、pD,下列分析错误的是( )
A．若pD＝pB,则ρ甲一定大于ρ乙
B．若pA
C．若ρ甲>ρ乙,则pB一定大于pC
D．若ρ甲＝ρ乙,则pA一定小于pD
B
7．(2023·东莞模拟)如图所示,甲、乙两只完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平．设液体对试管底部的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A．p甲>p乙
B．p甲＝p乙
C．p甲D．无法确定
A
8．一个渔民驾驶一艘动力木船在湖中打鱼,发现离水面0.5 m处的船板漏了一个面积大小为10 cm2的洞,湖水从漏洞喷入船中,渔民紧急处理补好漏洞,避免了危险．(g取10 N/kg,ρ水＝1.0×103 kg/m3)问:
(1)漏洞处湖水的压强是多少
解:漏洞处湖水的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m＝5 000 Pa
答:漏洞处湖水的压强是5 000 Pa;
(2)补好漏洞至少需要多大的压力
解:受力面积S＝10 cm2＝0.001 m2
至少需要的压力F＝pS＝5 000 Pa×0.001 m2＝5 N
答:补好漏洞至少需要5 N的压力．
9．(2023·徐州)如图所示,将压水泵插入水桶中,从上端向下按压,水就会从出水口流出．按压的作用是使桶内气压( )
A．大于大气压
B．等于大气压
C．小于大气压
D．变为零
大气压强
A
10．如图是托里拆利实验的规范操作过程．下面说法错误的是( )
A.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
B.是大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下
C.大气压的数值等于这
段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜不影响实
验测量结果
A
11．[科学思维]如图所示,把一根两端开口的细玻璃管通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生的变化如表所示．根据实验现象,下列判断错误的是( )
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
A．往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
B．水柱高度h增大,说明大气压降低了
C．上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D．水柱高度h越大,瓶内、外的气体压强差越大
A
12．如图所示,以下四个关于“流体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是( )
A．p1p2 D．无法判断
流体压强与流速的关系
C
13．(2023·凉山)物理应用于生活．厨房中常在光滑的瓷砖上用到免打孔挂钩,使用时将吸盘用力按压到瓷砖上,由于__________ 的作用,挂钩将“吸”在瓷砖表面．刮大风时,当风沿着窗外的墙面吹过,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外,这是由于窗外空气的流速大、压强____ (选填“大”或“小”)造成的．
大气压强
小
14．[物理学与日常生活]如图是跳台滑雪运动员在空中滑行的情景．运动员在空中滑行受到的力是__________(选填“平衡力”或“非平衡力”),运动员特有的姿势与滑雪板的组合与飞机的机翼很相似,这种姿势能使他在空中滑行更远的距离．从流体的压强与流速的关系的角度分析:这是由于运动员背上的空气流速______(选填“大于”“小于”或“等于”)滑雪板下面的空气流速,从而产生向____的升力．
非平衡力
大于
上
15．(2023·深圳四模)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体．下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲＝ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲'＝p乙'
A．只有①和③ B．只有①和④
C．只有②和③ D．只有③和④
D
16． “寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,中国茶文化源远流长．如图所示,紫砂壶的壶嘴与壶身构成一个________,此紫砂壶的容量为200 mL,质量为300 g,壶底与桌面的接触面积为8 cm2,此紫砂壶装满水时对桌面的压力为___N,对桌面的压强为_______Pa．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
连通器
5
6 250
17．(2023·广州)(1)如图1所示,用力把重力G＝3 N的测力计压在水平桌面上,测力计对桌面的压力F＝50 N,与桌面的接触面积S1＝1×10－4 m2,桌面的面积S2＝0.5 m2,用题中物理量符号写出测力计对桌面压强的表达式:_______,该压强是________Pa．
图1
p＝
5×105
(2)如图2所示,塑料管两端开口,抽气时,A点的空气流速小于B点的,A点的气压______(选填“大于”“等于”或“小于”)B点的气压;用气压计测出A点的气压是9.9×104 Pa,该气压值等于_____m高的静止水柱所产生的压强．(水的密度为1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
图2
大于
9.9
18．如图所示，平底茶壶的质量是300 g，底面积是40 cm2,内盛0.7 kg的水，放置在面积为1 m2的水平桌面中央．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)求:
(1)水对茶壶底部的压力;
解:水的深度h＝12 cm＝0.12 m
水对茶壶底的压强
p水＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1 200 Pa
茶壶的底面积S壶底＝40 cm2＝4×10－3 m2
水对茶壶底部的压力F1＝p水S壶底＝1 200 Pa×4×10－3 m2＝4.8 N
答:水对茶壶底部的压力为4.8 N;
(2)茶壶对桌面的压强．
解:茶壶的质量m壶＝300 g＝0.3 kg
茶壶的重力G壶＝m壶g＝0.3 kg×10 N/kg＝3 N
水的质量G水＝m水g＝0.7 kg×10 N/kg＝7 N
茶壶对桌面的压力F2＝G水+G壶＝7 N+3 N＝10 N
茶壶对桌面的压强p＝＝2.5×103 Pa
答:茶壶对桌面的压强为2.5×103 Pa．
19．[科学思维]肺活量是检测肺功能的重要指标之一,是指一个人最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体体积,单位是毫升(mL)．如图是一种测量肺活量方法的示意图,测量前薄壁圆筒A内充满水．测量时,被测者吸足空气,再通过B尽量将空气呼出,呼出的空气通过导管全部进入A内,使A浮起．若初三女生小丽用这种方法测其肺活量,测得筒外水面到容器底部的距离h是20 cm,薄壁圆筒A内水面到筒顶部距离是14 cm．已知A的质量为200 g,横截面积为200 cm2．(圆筒A内空气质量忽略不计,ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求容器底部受到水的压强;
解:水的深度h＝20 cm＝0.2 m
则水对容器底部的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m＝2×103 Pa
答:容器底部受到水的压强是2×103 Pa;
等级 优秀 良好 及格 不及格
肺活量/mL 2 950~3 050 2 650~2 800 1 650~2 550 1 450~1 610
(2)若初三女生的肺活量标准如表所示,请通过计算说明小丽肺活量的等级;
解:A内气体体积V＝Sh'＝200 cm2×14 cm＝2 800 cm3＝2 800 mL
由表可知小丽肺活量的等级是良好
答:小丽肺活量的等级是良好;
(3)若小丽吹气时,在A的正上方放置质量为50 g的小物块C,求放置小物块前、后圆筒A内气体压强的变化量．
解:放置小物块C前对A受力分析得:A内气体对A底部的压力F1＝F+GA
即p1S＝p0S+mAg ①
小物块C的质量mC＝50 g＝0.05 kg
放置小物块C后对A和物块受力分析得,A内气体对A底部的压力
F2＝F+G总
即p2S＝p0S+(mAg+mCg) ②
由②－①得:Δp＝p2－p1＝＝25 Pa
答:放置物块前、后圆筒A内气体压强的变化量是25 Pa．
典例 [科学探究]如图所示,利用压强计探究液体内部的压强．
(1)图甲中的压强计______(选填“是”或“不是”)连通器,实验前用手轻轻按压探头的橡皮膜,发现U形管内的液体能灵活升降,说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”)．
探究液体压强与哪些因素有关
不是
不漏气
(2)实验中用U形管两侧液面高度差来反映液体压强的大小,这种方法叫________．
(3)通过比较乙、丙两次实验可知:液体压强与____________有关;通过比较________两次实验可知:液体压强与液体密度有关,在其他条件不变的情况下,液体密度越大,液体压强______．
(4)将压强计改装,如图戊所示,当两探头置于空气中时,U形管内两侧液面相平,将两个探头分别置于A、B两种液体中相同深度时,U形管的右侧液面比左侧高,则ρA____ρB(选填“>”“<”或“＝”)．
转换法
液体的深度
丙、丁
越大
>(共15张PPT)
第九章 压强
第4节 流体压强与流速的关系
课程标准(2022年版) 本节要点
2.2.8 了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用． 1．知道流体压强的大小与流速的关系．(重点)
2．了解飞机升力产生的原因．(难点)
3．会解释有关流体压强与流速关系的一些现象．(重点)
自学教材P44~45的内容,完成以下填空:
物理学中把具有流动性的液体和气体统称为______．在气体和液体中,流速越大的位置,压强越____．如图所示,让两张纸自由下垂,在两张纸中间向下吹气,结果发现两张纸____________,这表明气体流动速度越大的位置,压强______．
流体压强与流速的关系
流体
小
向中间靠拢
越小
(回归教材)如图所示,高铁站的站台边沿标有黄色安全线,提示乘客在候车时要站在安全范围内．原因是当列车高速通过时,车体附近气体流速____,压强____,使乘客受到一个“推”向列车的力,十分危险．(均选填“大”或“小”)
1
大
小
变式1 王老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验,通过动手动脑,学习物理知识,揭示物理规律．如图所示的实验不是揭示流体压强与流速关系的是( )
A．吹气时甲管中水面上升 B．吹气时纸条向上飘
C．用吸管从瓶中吸饮料 D．吹气时乒乓球不下落
C
1．在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小．
2．流体流速大小的判断方法:
(1)凸起处流速大．如下图所示．
(2)狭窄处流速大．如甲、乙两图所示．
(3)高速运动物体附近流速大,离物体越近的位置流体的流速越大．如丙、丁两图所示．
飞机的升力
阅读教材P45的内容,完成以下填空:
如图是机翼的模型,当飞机飞行时,迎面吹来的风被机翼分成两部分．在相同时间内,机翼上方气流通过的路程____,因而速度____,它对机翼的压强____;相同时间内机翼下方气流通过的路程_____,因而速度小,它对机翼的压强_____,由于机翼上、下表面存在压强差,从而产生向上的升力．(均选填“大”或“小”)
大
小
小
大
大
家用轿车的外形大多为流线型,快速行驶过程中可以减小阻力,但轿车上方的空气流速大于下方的,此时上方气体压强比下方的____(选填“大”或“小”),轿车受到一个向____的压力差,造成轮胎与地面的摩擦力______,行车不稳．因此跑车都会安装如图所示的“气流偏导器”,当跑车高速行驶时,偏导器上方的空气流速比下方的____,“气流偏导器”受到一个向____的压力差,目的是______压力,从而____________．
2
小
上
减小
小
下
增大
增大摩擦力
变式2 (2023·深圳光明区期末)船在水中航行时,船体受到水的阻力较大,影响了航行速度．有一种水翼船,在船体下安装了水翼,如图所示,船在高速航行时,水面下的水翼会使船体抬高从而减小水对船体的阻力．水翼的形状应该是( )
A B
C D
B
飞机飞行时,等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上、下表面,由于上表面弯曲、下表面平直,空气通过机翼上表面的流速大、压强较小;通过下表面的流速小、压强较大,所以机翼受到一个向上的压强差,飞机受到向上的压力差,也就是升力．
1．(回归教材)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A．刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B．打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C．居室前、后两面的窗户都打开时,过堂风会把居室侧面摆放的衣柜门吹开
D．将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
D
2．(2023·广州越秀区模拟)一辆坦克在演习时向目标高速发射一颗炮弹．发射炮弹前后如图a、图b所示．炮管正前方有一点C,C点两侧有A、B两点,其俯视图如图c所示;在开炮时,炮管喷出高速气体,这时( )
A．A处的气体压强小于C处
B．C处的气体压强大于B处
C．A处的尘土向右运动
D．B处的尘土保持静止
C
3． C919大飞机是我国从零开始研发,并在2017年首飞成功,2023年6月开启常态化商业运行．下列关于大飞机的相关物理知识说法正确的是( )
A．如图甲所示,大飞机起飞升入高空过程中,机外的大气压强越来越大
B．为了让大飞机产生升力,机翼横截面应该设计成图乙的样子
C．图丁中小汽车的气流偏导器和大飞机机翼的横截面设计都应该是图丙的样子
D．大飞机是通过机翼上、下表面的流速不同产生压强差,
从而产生向上的升力的
D
4．(回归教材)取一根吸管,在离吸管末端三分之一处剪一个水平切口P,从切口处折弯吸管,把吸管放进水里,让切口离水面约2~3 cm,如图所示．用力吹气,切口P处气体流速______,压强______,杯中的水在外界大气压强作用下沿吸管上升到切口P处,上升的水在气流的作用下沿水平方向喷出．它在生活中的应用有________(请举一例)．
增大
减小
喷雾器
5．(2023·湛江赤坎区期末)为探究液体的某些性质,小明设计了如图所示的玻璃装置．首先向水槽里灌满水,松开铁夹后,水流入a、b两管,待稳定后,a、b两管中水面高度ha ____ hb．随后拔去右端的软木塞,装置中的水立即向外涌出,此时a、b两管中水面高度ha'____hb'(前两空选填“>”“<”或“＝”),其原因是_____________________________．
＝
>
b管下端细,此处流速大,压强小(共24张PPT)
第九章 压强
第3节 大气压强
课程标准(2022年版) 本节要点
2.2.8 知道大气压强及其与人类生活的关系． 1．知道大气压强的存在及生产生活中的相关应用．
2．理解托里拆利实验的过程和原理．(重点)
3．知道大气压强的变化,能说出液体沸点跟气压的关系．
演示实验:观看覆杯实验后,完成下列填空．
(1)如图甲所示,一张硬纸片就可以托住整杯水,这证明空气有______;若杯口朝向改为如图乙、丙、丁所示,则硬纸片______(选填“会”或“不会”)掉下,说明大气和液体一样,向各个方向都有______．
大气压强的存在
压强
不会
压强
(2)大气压强,简称________或______．
(3)大气压产生的原因:由于______的作用,并且空气具有______性,因此大气内部向各个方向都有压强．
大气压
气压
重力
流动
在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶被压扁(如图所示)．该现象证明了________________．说明力可以改变物体的______．
1
大气压强的存在
形状
变式1 [物理学与日常生活]以下四种情况,不能说明大气压存在的是( )
A．用吸管吸牛奶
B．高压锅易煮熟食物
C．吸尘器吸灰尘
D．把塑料吸盘挂衣钩紧贴在光滑的墙上可以挂衣服
B
1．马德堡半球实验是最早证明大气压强存在的实验．
2．与大气压有关的实例:①塑料吸盘挂衣钩贴在光滑的墙面上能挂上东西;②自来水笔吸墨水,注射器吸药水;③用吸管喝牛奶、饮料;④活塞式、离心式抽水机;⑤拔火罐．(注意:用针管注射药水、给自行车打气不是大气压的应用．)
演示实验:大气压的测量——托里拆利实验．
如图是实验过程示意图,完成以下填空:
(1)如图甲所示,取一根长约1 m、一端封口的直玻璃管,沿内壁将水银缓慢地倒入管中,直至灌满,避免混入______．
大气压的测量
空气
(2)如图乙所示,将玻璃管开口端浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢下降,但降到一定程度就不再下降了,由此证明了__________的存在,管内水银面上方是______．
(3)如图丙所示,用刻度尺量出玻璃管内、外水银面的高度差为760 mm,这说明此时外界的大气压与760 mm高水银柱产生的压强______．
大气压强
真空
相等
(4)意大利科学家__________首先用实验测定了大气压的值,标准大气压可以支撑住____cm高的水银柱．标准大气压值为____________Pa．
(5)如图丁所示,将玻璃管倾斜,水银柱高度______,改变玻璃管的粗细、形状或改变水银槽中的水银量,发现管中水银柱的高度______(前两空选填“升高”“降低”或“不变”)．当实验环境中的气压发生变化后,发现管中水银柱高度也发生变化,此现象说明管中水银柱的高度只与外界________有关．
托里拆利
76
1.013×105
不变
不变
大气压
【实验拓展】
(6)如果玻璃管中混入少量空气,管中水银柱的高度______(选填“升高”“降低”或“不变”)．
(7)如果做这个实验的玻璃管只有200 mm,现在在管顶开一个小孔,水银将______(选填“喷出”“回落”或“不变”)．
降低
回落
[科学思维]如图所示的托里拆利实验,玻璃管内上部分为真空,当地大气压的数值等于_____mm水银柱产生的压强;若将玻璃管倾斜放置,管中水银柱的高度将______(选填“增大”“减小”或“不变”);若玻璃管内上部分有空气,则大气压的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值;若用水来代替水银做实验,水____(选填“会”或“不会”)充满玻璃管．
2
758
不变
小于
会
变式2 如图为托里拆利实验,当地的大气压相当于_____mm高水银柱产生的压强;若槽内水银面上方的玻璃管高度只有500 mm,管的上方______出现真空,管的顶部受到等于_____mm高水银柱产生的压强,此时若在管的顶部开一个小孔,管内的水银______(选填“会”或“不会”)喷出;若换用更粗的玻璃管做此实验,管内水银柱的高度将______(选填“增大”“减小”或“不变”);若在当地做水的沸腾实验,水的沸点______(选填“大于”“小于”或“等于”)100 ℃．
755
不会
255
不会
不变
小于
大气压的测量
1．最早测出大气压值的实验是托里拆利实验．在托里拆利实验中,只要外界大气压不变,玻璃管内、外水银面的高度差就不会改变,和管的粗细、长度、倾斜角度以及将玻璃管上提或下压(玻璃管口未离开水银面)等因素无关．若有空气进入玻璃管内,则由于这部分空气对水银柱产生一个向下的压强,故会使水银柱的高度降低．
2．标准大气压的大小:p0＝p水银＝ρgh＝13.6×103 kg/m3× 9.8 N/kg×0.76 m＝1.013×105 Pa．
3．测出大气压力F和受力面积S,再利用公式也可以计算出大气压强．
4．大气压的测量仪器:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)．
(回归教材)如图是同学们自制的气压计和温度计,请回答下列问题．
(1)甲为自制______计,其原理为________________,
乙为自制______计．
大气压的影响因素和应用
3
温度
液体的热胀冷缩
气压
(2)把自制气压计从1楼带到5楼的过程中,记录了下表
数据,发现玻璃管中的水柱_______,说明大气压随高
度的增加而______．
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
升高
减小
(3)把自制气压计从1楼带到5楼的过程中,采用________________(选填“用手竖直持握”或“用水平托盘端着”)的方式更为合理,理由是____________________________________________________．
用水平托盘端着
用手握住瓶子时,会传递热量给瓶子,热胀冷缩会带来干扰
变式3 (2023·深圳三模)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A．图甲中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
B．图乙中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C．把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内、
外液面高度差变大
D．乙装置更能准确地测量出大气压的值
C
(2023·广东)如图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验．将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强______(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强．若在吸盘上戳一个小孔,吸盘内部气体压强会变____．若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越____．
4
小于
大
小
大气压的变化规律
项目 变化规律 解析说明
与高度 的关系 ①大气压随高度的增加而减小; ②在海拔3 000 m以内大约每升高10 m,大气压减小100 Pa． 由于大气压与大气受重力作用有关,因此离地面越高,空气越稀薄,大气压越低．
与天气季 节的关系 一般晴天气压比阴天高,冬天气压比夏天高． 空气中水蒸气含量越大,气压越低．
沸点与气 压的关系 一切液体的沸点都随气压的减小而降低,随气压的增大而升高． 用高压锅煮饭,饭熟得快就应用了这一关系．
1．(回归教材)如图为一个盆景的自动供水装置．用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没．当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度．水不会全部流出而能保留在瓶中的原因是( )
A．瓶口太小,水不易流出
B．外界大气压强等于瓶内水的压强
C．外界大气压强等于瓶内空气的压强
D．外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和
D
2．(2023·广州三模)如图是某地进行大气压实验时的装置图,管内水上方为真空．下列哪种情况可以使管内的A点(与液面相平的一个点)处受到的压强增大( )
A．外界大气压增大
B．把管倾斜一定角度
C．管内混入少量空气
D．把液体换成密度比水大的水银
A
3．[物理观念]下列现象与大气压有关的是________________(填 序号)．
①“玉兔”号在月球上留下“足迹”;
②自来水笔吸入墨水;
③茶壶盖上做一个小孔;
④船闸通航;
⑤高原上食物不易煮熟;
⑥民间的拔火罐;
⑦深海潜水要穿抗压潜水服;
⑧玻璃厂用吸盘搬运玻璃;
⑨用吸管吸饮料;
⑩用活塞式抽水机抽水．
②③⑤⑥⑧⑨⑩
4．[科学思维]成年人的血压正常值:收缩压在90~140 mmHg,舒张压在60~90 mmHg,那么90 mmHg大约是____________Pa(水银密度取13.6×103 kg/m3,g＝10 N/kg)．马德堡半球实验证明了______________．在制药时为了在不超过80 ℃的温度下从溶液中除去水分而提取抗菌素,采用的方法是______(选填“升高”或“降低”)容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃．
1.224×104
大气压的存在
降低
5．(回归教材)1654年,在德国马德堡市曾经做过一个著名的马德堡半球实验(如图甲所示),把两个半径为 20 cm的铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,总共用了16 匹马才把两个半球拉开．(π取3.14)
(1)如果当时大气压的值为1×105 Pa,把半球看成一个圆盘,其面积为_________m2,那么拉开半球的拉力是____________N．
0.125 6
1.256×104
(2)图乙是某实验室供教学用的半球,只需4个人便可拉开,其原因:①半球半径小,作用在其上的大气压力____;②球内无法抽成______．
(3)图丙是同学们用高压锅模拟马德堡半球实验．如果他们没有抽气机,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢 请写出你的办法:在高压锅里放少量的水,______________,产生大量________,把空气“赶走”,然后盖严锅盖,让其冷却,水蒸气液化后,里面就接近真空了．
小
真空
加热至水沸腾
水蒸气(共21张PPT)
第九章 压强
第1节 压强(第2课时)
课程标准(2022年版) 本节要点
2.2.7 知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用． 1．了解增大和减小压强的主要方法．
(重点)
2．掌握压强的计算公式．会运用变形公式进行压强的相关计算．(难点)
A．逃生锤的头很尖 B．载重车装有很多车轮
C．盲道上有凸起 D．吸管的一端剪成斜口
如图所示的应用中,为了减小压强的是( )
增大、减小压强的方法
1
B
变式1 (2023·阳江二模)下列各选项中物理原理不同于其他三项的是( )
A．楼房的地基做宽些 B．菜刀磨得很锋利
C．铁路上铺枕木 D．俯卧在冰上爬行
B
1．确定研究对象,分析压力和受力面积的变化,根据公式p＝分析压强的变化:
(1)F一定时,S越小,p越大;S越大,p越小．
(2)S一定时,F越小,p越小;F越大,p越大．
2．减小压强的典型例子:拖拉机和坦克的履带、铁轨下铺枕木、宽大的书包带、房屋的地基、螺丝下的垫圈、重型卡车装有很多车轮等．
3．增大压强的典型例子:注射器针头和破窗锤的头很尖,刀、斧和冰刀的刀口锋利等．
一块砖平放和竖放在水平地面上时,其受力面积之比为4∶1,则平放和竖放时,对地面的压力之比为______,压强之比为______．
压强的综合应用
2
1∶1
1∶4
变式2 (2023·梅州期末)如图所示,甲、乙两个质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的棱长之比l甲∶l乙＝2∶3,质量之比m甲∶m乙＝4∶1,则它们的底面积之比S甲∶S乙＝______;对地面的压力之比F甲∶F乙＝______,对地面的压强之比p甲∶p乙＝______．
4∶9
4∶1
9∶1
如图所示,一块长方体砖块竖直放在水平地面上时,对地面的压力为F1,压强为p1;当把同样的三块砖扎在一起,还是竖直放在水平地面上,对地面的压力为F2,压强为p2,则它们之间的关系正确的是( )
A．F1>F2,p1>p2
B．F1＝F2,p1＝p2
C．F1D．F1＝F2,p13
C
砖块放在水平地面上时,对地面的压力等于其自身的重力;运用压强公式p＝时,考虑压强变化既要关注压力的变化也要关注受力面积的变化．当把同样的三块砖扎在一起,压力变为原来的3倍,受力面积也变为原来的3倍,所以压强不变．
变式3 将一个均匀正方体放在水平地面上,如图所示．若沿虚线切开拿走上面的一半,则正方体的密度、正方体对桌面的压力及压强的变化情况是( )
A．密度不变,压力减小,压强不变
B．密度变小,压力减小,压强减小
C．密度不变,压力减小,压强减小
D．密度不变,压力不变,压强不变
C
(2023·中山月考)如图所示,两轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱,质量为40 kg的小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶,每只车轮与地面的接触面积为20 cm2,已知平衡车的质量为10 kg,平衡车受到的阻力为总重的0.1倍,g取10 N/kg．
3
(1)求平衡车的重力;
解:平衡车的重力G车＝m车g＝10 kg×
10 N/kg＝100 N
答:平衡车的重力为100 N;
(2)求小红驾驶平衡车匀速行驶时,平衡车的牵引力;
解:小红和平衡车的总重力G总＝m总g＝(m小红+m车)g＝(40 kg+ 10 kg)×10 N/kg＝500 N
平衡车受到的阻力f＝0.1G总＝0.1×500 N＝50 N
平衡车在平直的路面上匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力
由二力平衡条件可知牵引力F牵＝f＝50 N
答:小红驾驶平衡车时,平衡车的牵引力为50 N;
(3)求小红驾驶平衡车匀速行驶时,对地面的压强;
解:平衡车对地面的压力等于小红和平衡车的总重力,则小红驾驶平衡车时对地面的压强
p＝＝1.25×105 Pa
答:小红驾驶平衡车时对地面的压强为1.25×105 Pa;
(4)为了使平衡车对地面的压强不超过2.5×105 Pa,则驾驶人的最大重力是多少
解:最大压力F'＝p'S＝2.5×105 Pa×2×20×10－4 m2＝1 000 N
驾驶人的最大重力Gmax＝1 000 N－100 N＝900 N
答:驾驶人的最大重力为900 N．
变式4 如图为某型号电动自行车,它的主要技术参数如表所示．若一个质量为75 kg的人骑着该车在水平路面上匀速行驶,此时电动自行车对地面的压强为1×105 Pa．(g取10 N/kg)求:
(1)人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力;
解:人和车的总重力
G＝m总g＝(75 kg+25 kg)×10 N/kg＝
1 000 N
人骑着该车在水平路面上行驶时对水
平路面的压力
F＝G＝1 000 N
答:人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力为1 000 N;
(2)行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积．
解:电动自行车对地面的压强p＝1×105 Pa
根据 p＝可得,轮胎与地面的总接触面积
S总＝＝0.01 m2
则每个轮胎与地面的接触面积S＝S总＝0.005 m2
答:行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005 m2．
1．(2023·徐州)下列实例中,属于减小压强的是( )
A．篆刻刀的锋利刀口 B．骆驼的宽大脚掌
C．注射器的尖锐针头 D．压路机质量很大的碾子
B
2．(2023·乐山)太极拳是国家级非物质文化遗产．一位太极拳爱好者在打拳过程中出现如图甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是( )
A．F甲>F乙,p甲>p乙
B．F甲>F乙,p甲C．F甲＝F乙,p甲>p乙
D．F甲＝F乙,p甲C
3． [科学思维]如图所示,木板重12 N,现将其底面积的三分之二与水平桌面接触且静止时,木板对桌面的压力为____N;在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压强______,木板所受摩擦力的大小______．(后两空选填“变大”“变小”或“不变”)
12
变小
不变
解:A与B之间的受力面积S＝0.1 m×0.1 m＝0.01 m2
A对B的压力F＝GA＝160 N
A对B的压强p＝＝1.6×104 Pa
答:A对B的压强为1.6×104 Pa;
4．如图所示,A、B两个正方体物块叠放在一起置于水平地面上,A重160 N,其棱长是0.2 m,B重20 N,其棱长是0.1 m,g取10 N/kg．求:
(1)A对B的压强;
(2)B对水平地面的压强．
解:B与水平地面之间的受力面积S'＝S＝0.01 m2
B对水平地面的压力F'＝GA+GB＝160 N+20 N＝180 N
B对水平地面的压强p'＝＝1.8×104 Pa
答:B对水平地面的压强为1.8×104 Pa．
5．(2023·广州白云区期中)共享单车打通了绿色出行的“最后一公里”．某品牌共享单车如图所示,它的质量为20 kg,车胎着地总面积为50 cm2．单车支架的着地面积、车胎受力形变等因素忽略不计．(g取10 N/kg)求:
(1)该单车在水平地面上静止时对地面的压强;
解:单车在水平地面上静止时对地面的压力
F＝G车＝m车g＝20 kg×10 N/kg＝200 N
单车在水平地面上静止时对地面的压强
p＝＝4×104 Pa
答:单车在水平地面上静止时对地面的压强为4×104 Pa;
(2)某同学在水平地面上骑行单车时,单车对地面的压强是1.6×105 Pa,该同学的质量．
解:由p＝可得,某同学在水平地面上骑行单车时对地面的压力
F'＝p'S＝1.6×105 Pa×50×10－4 m2＝800 N
由于压力等于人和单车的总重力,即G总＝F'＝800 N
则该同学的重力G人＝G总－G车＝800 N－200 N＝600 N
由G＝mg可得,该同学的质量m人＝＝60 kg
答:该同学的质量为60 kg．(共21张PPT)
第九章 压强
专题二 压强的判断和计算
(2023·珠海香洲区期中)如图所示,一辆空洒水车质量为3 t(含司机),某次执行任务时向水箱里加质量为9 t的水,轮胎与地面的总接触面积为1.2 m2．满载的洒水车沿直线匀速行驶时所受阻力为车总重的0.03倍,(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
固体压强
1
(1)满载的洒水车对地面的压强;
解:满载的洒水车的总重力
G＝mg＝(3×103 kg+9×103 kg)×10 N/kg＝1.2×105 N
洒水车对地面的压力F＝G＝1.2×105 N
满载的洒水车对地面的压强p＝＝1×105 Pa
答:满载的洒水车对地面的压强为1×105 Pa;
(2)洒水车的牵引力大小．
解:因为车所受阻力为车总重的0.03倍,所以车所受阻力
f＝0.03G＝0.03×1.2×105 N＝3 600 N
因为洒水车沿直线匀速行驶,所以洒水车的牵引力
F牵＝f＝3 600 N
答:洒水车的牵引力大小为3 600 N．
变式1 [科学思维]如图1所示,金属正方体的质量为4 kg,底面积S＝0.01 m2．另一金属圆台重60 N,上底面积为S1,下底面积为S2(已知:S1(1)求金属正方体所受重力的大小;
解:金属正方体所受的重力
G＝mg＝4 kg×10 N/kg＝40 N
答:略．
(2)求图2中,两块金属整体对水平地面的压强;
解:题图2中两块金属整体对水平地面的压力F＝G+G'＝40 N+60 N＝100 N
与地面的接触面积是金属正方体的底面积S＝0.01 m2
此时对水平地面的压强p＝＝10 000 Pa
答:略．
(3)与图2相比,图3中圆台对正方体的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”),判断的依据是__________________________________．
变大
压力一定时,受力面积越小,压强越大
根据公式p＝计算压强,关键是确定压力大小,水平放置时F＝G总＝mg;找准受力面积很重要,属于易错点,还要注意单位换算: 1 m2＝102 dm2＝104 cm2＝106 mm2．
如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上．杯子重1 N,高 9 cm,底面积为30 cm2;杯内水重2 N,水深6 cm,ρ水＝1.0×103 kg/m3, g＝10 N/kg．请计算:(杯子厚度忽略不计)
固、液体的压力、压强综合计算与判断
2
(1)水对杯底的压强;
解:水的深度h＝6 cm＝0.06 m
水对杯底的压强p＝ρ水gh＝1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m＝600 Pa
答:水对杯底的压强为600 Pa;
(2)水对杯底的压力;
解:水对杯底的压力F＝pS＝600 Pa×30×10－4 m2＝1.8 N
答:水对杯底的压力为1.8 N;
(3)水杯对桌面的压力;
解:水杯对桌面的压力F'＝G水+G杯＝2 N+1 N＝3 N
答:水杯对桌面的压力为 3 N;
(4)水杯对桌面的压强．
解:水杯对桌面的压强
p'＝＝1 000 Pa
答:水杯对桌面的压强为1 000 Pa．
变式2 如图所示,小倩同学提了11 kg的水给树苗浇水,已知桶自身质量为1 kg,桶的底面积为5×10－2 m2(桶的厚度不计),桶中水深h为20 cm,提水时手的受力面积为0.8×10－3 m2．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g＝ 10 N/kg)求:
(1)水对桶底的压强;
解:水的深度h＝20 cm＝0.2 m
水对桶底的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m＝2 000 Pa
答:水对桶底的压强为2 000 Pa;
(2)水对桶底的压力;
解:水对桶底的压力F＝pS＝2 000 Pa×5×10－2 m2＝100 N
答:水对桶底的压力为100 N;
(3)提水时手受到的压强．
解:水和桶的总重力
G＝(m水+m桶)g＝(11 kg+1 kg)×10 N/kg＝120 N
手受到的压力F'＝G＝120 N
手受到的压强p'＝＝1.5×105 Pa
答:提水时手受到的压强是1.5×105 Pa．
如图所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A．甲的密度大,甲受到的重力小
B．甲的密度小,甲受到的重力小
C．甲的密度大,甲受到的重力大
D．甲的密度小,甲受到的重力大
3
A
变式3 (2023·大连)如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面．液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等．则两种液体的密度和质量的关系分别是( )
A．ρ甲<ρ乙;m甲>m乙
B．ρ甲<ρ乙;m甲C．ρ甲>ρ乙;m甲>m乙
D．ρ甲>ρ乙;m甲B
压力、压强的分析和计算
固体 液体
一般 情况 先求压力(水平面上F＝G总),再求压强p＝． 先求压强p＝ρgh,再求压力 F＝pS．
特殊 情况 匀质柱体对水平面的压强p＝ρgh． 柱形容器中的液体对容器底的压力等于液体的重力,即 F＝G,p＝．
1．[科学思维]如图所示,放在水平桌面上的是三个高度都为h、用同种材料制成的实心柱体,其中柱体B的体积最大,柱体C的体积最
小．下列说法正确的是( )
A．重力关系GA>GB>GC
B．压力关系FAC．压强关系pA＝pB＝pC
D．密度关系ρA＝ρB<ρC
C
2．(2023·江门二模)如图所示,两个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙两种液体,它们的液面在同一水平面上,这时两容器对桌面的压强相等．如果两容器对桌面的压力分别为F甲、F乙;两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙;两种液体对容器底的压强分别为p甲、p乙,那么它们之间的关系是:F甲____ F乙; ρ甲____ ρ乙; p甲____ p乙．(均选填“>”“＝”或“<”)
＝
<
<
3．[科学思维]长颈鹿是目前地球陆地上个子最高的动物,因此它的血压在动物中也是最高的,如图所示,长颈鹿身高达4 m,它的质量为2 t,单只脚掌的着地面积为250 cm2．(g取10 N/kg)问:
(1)长颈鹿四脚站立时对水平地面的压强为多少
解:长颈鹿站立时,对水平地面产生的压力F＝G＝mg＝2×103 kg× 10 N/kg＝2×104 N
四脚站立时对水平地面的压强p＝＝2×105 Pa
答:略．
(2)若长颈鹿的血液密度为1×103 kg/m3,当它的心脏收缩时,需把血液压到比心脏高3 m的头部,则长颈鹿心脏收缩时,需产生的压强至少是 多大
解:长颈鹿心脏收缩时,需产生的压强至少为p'＝ρgh＝1× 103 kg/m3×10 N/kg×3 m＝3×104 Pa
答:略．
4．(2023·深圳海珠区模拟)如图所示,质量为500 g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面积为200 cm2,内装2 500 mL的水．(ρ水＝1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水对容器底部的压强和压力;
解:由题图知,容器底部水的深度
h＝12 cm＝0.12 m
则容器底部受到水的压强
p水＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×0.12 m＝1 200 Pa
由 p＝可得,水对容器底部的压力F＝p水S＝1 200 Pa×200×10－4 m2＝24 N
答:水对容器底部的压强为1 200 Pa,压力为24 N;
(2)容器对水平桌面的压强．
解:容器内装2 500 mL的水,则水的重力
G水＝ρ水gV水＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 500×10－6 m3＝25 N
容器对水平桌面的压力等于水的重力和容器的重力之和,则容器对水平桌面的压力
F'＝G容+G水＝m容g+G水＝500×10－3 kg×10 N/kg+25 N＝30 N
容器对水平桌面的压强p'＝＝1 500 Pa
答:容器对水平桌面的压强为1 500 Pa．
5．(2023·惠州惠阳区月考)如图所示,柱形容器A和均匀柱体B置于水平地面上,A中盛有体积为6×10－3 m3的水,B受到的重力为250 N,B的底面积为5×10－2 m2．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求容器A中水的质量;
解:容器A中水的质量
m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×6×10－3 m3＝6 kg
答:略．
(2)求柱体B对水平地面的压强;
解:柱体B对水平地面的压强 pB＝＝5×103 Pa
答:略．
(3)现沿水平方向在柱体B上截去一定的高度,B剩余部分的高度与容器A中水的深度之比hB'∶h水为 2∶3,且B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强,求B的密度ρB．
解:柱体B截去一部分后,剩余部分对水平地面的压强pB'＝＝ρBghB'
容器A中水对容器底部的压强p水＝ρ水gh水,由于pB'＝p水,即ρBghB’＝ ρ水gh水,又因为hB'∶h水＝2∶3
故可得B的密度ρB＝ ρ水＝×1.0×103 kg/m3＝1.5×103 kg/m3
答:略．(共25张PPT)
第九章 压强
第2节 液体的压强(第1课时)
课程标准(2022年版) 本节要点
2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关． 1．掌握使用压强计测量液体压强．
2．探究并了解液体压强与哪些因素有关．(重点)
3．会用液体压强公式计算压强．
自学教材P33的内容,了解液体压强产生的原因．
演示实验:如图所示,图甲说明液体由于受到____力,对容器______有压强;图乙说明由于液体具有______性,对容器______也有压强;图丙说明液体的______越大,压强越大．
液体压强的产生
重
底部
流动
侧壁
深度
[物理观念]一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A．瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B．瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C．两次都向内凹,形变程度相同
D．两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
1
D
变式1 如图是装有水的气球,水由于受到______的作用,从而对气球的底部产生压强;用手指挤压气球的侧面,放手后气球侧面恢复原状,这是因为液体具有________,所以对气球侧面也产生压强．
重力
流动性
液体和固体一样受到重力的作用,因此对容器底部有压强;同时由于液体具有流动性,因此对侧壁也有压强．
注:用橡皮膜的形变来反映液体对容器底部和侧面有压强用到了转 换法．
学生实验:探究液体内部压强的特点．
实验器材:U形管压强计(结构如图所示)、烧杯、水和盐水．
液体内部压强的特点
实验过程:(1)首先组装好器材,检查装置的气密性．
如图所示,把探头放进盛水的容器中,观察液体内
部是否存在压强．保持探头在水中的深度不变,改
变探头的方向,观察液体内部同一深度各方向的压强
是否相等．
(2)增大探头在水中的深度,观察液体内部的压强与
深度有什么关系．
(3)换用不同的液体(例如酒精、盐水等),观察在深
度相同时,液体内部的压强是否与液体的密度有关．
归纳:(1)如图所示的测量仪器叫做______________．当____________放入液体中时,橡皮膜受到液体的压强,导致U形管两侧液面产生________,高度差越大,说明橡皮膜受到的压强越____．该步骤的研究方法是________．
U形管压强计
金属盒探头
高度差
大
转换法
(2)比较图A、B、C可知:液体内部同一深度,朝各个方向的压强______;比较图________可知:同种液体中,深度越大,压强越____;比较图________可知:深度相同时,液体的密度越大,压强越____．该步骤的研究方法是____________．
相等
C、D
大
B、E
大
控制变量法
小聪在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验,实验操作如图所示．
(1)实验中,我们通过观察________________________________________来比较液体内部压强的大小,这里应用的科学方法是________．图中压强计的U形管______(选填“是”或“不是”)连通器．
压强计的U形管中左、右两边液面的高度差
转换法
不是
(2)实验前,小聪做了如图甲所示的检查:当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度几乎不变化,出现这种情况的原因可能是__________．若在使用前U形管两边的液面有高度差,应进行的操作是___________________．
(3)要探究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他因素不变,这种实验探究方法是____________．
装置漏气
取下软管,重新安装
控制变量法
(4)比较乙、丙两图,可得出的结论是______________________________
_________________________________．
(5)比较丙、丁两图,可得出的结论是______________________________
_________________．
(6)比较____和____两图可以探究液体的压强与液体密度的关系．由实验现象可知液体的深度相同时,密度越大,压强越____．
在液体的密度相同时,液体压强的
大小与深度有关,深度越深,压强越大
在液体内部同一深度,液体向各个
方向的压强相等
丙
戊
大
【拓展创新】
(7)小明设计了如图己所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,已知容器中间用隔板分成两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭．实验时,在隔板左侧注入盐水,右侧注入水．
己
①当注入的盐水和水的深度相同且高于橡皮膜,橡皮膜处水产生的压强______(选填“大于”“小于”或“等于”)盐水产生的压强,橡皮膜向____(选填“左”或“右”)凸,说明液体的压强与____________有关;
②继续向右侧注入水,当橡皮膜恢复原状时,橡皮膜左、右两侧受到的压强______;
③若隔板两侧装的都是水,水面都高于橡皮膜,且左侧水面低于右侧水面,橡皮膜向左凸,说明液体的压强与____________有关．
小于
右
液体的密度
相等
液体的深度
1．液体内部压强的特点:
(1)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等．
(2)深度越深,压强越大．
(3)液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,深度相同时,液体的密度越大,压强越大．
2．探究液体内部压强的特点涉及的两种实验方法:
(1)转换法:把不同深度处液体压强的大小转换为U形管两侧液面的高度差．
(2)控制变量法:液体压强与液体的密度和深度有关,在探究过程中需要采用控制变量法．
液体压强公式:p＝______．(说明:液体的压强只与____________和____________有关,而与液体的质量、体积、重力,容器的底面积、形状等______．)
液体压强的大小
ρgh
液体的密度
液体的深度
无关
如图是我国自主研制的坦克,它具有潜渡功能．当坦克潜入水中,顶部舱门离水面5 m深时,求舱门受到水的压强．(ρ水＝1.0× 103 kg/m3,g＝10 N/kg)
2
解:坦克顶部舱门受到水的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
5 m＝5×104 Pa
答:坦克顶部舱门受到水的压强为5×104 Pa．
变式2 [科学思维]如图所示,图中A、B、C 三点受到的液体压强大小分别为:pA＝________Pa,pB＝________Pa,pC＝________Pa．(ρ水＝1.0×103 kg/m3 ,g＝10 N/kg)
3×103
4×103
6×103
p＝ρgh,ρ、g相同,压强大小与深度成正比．深度是指从水面(水与空气交界处)到该点的竖直距离,如图中hA＝0.3 m,hB＝ 0.4 m,hC＝0.6 m．
如图所示,容器中分别装有酒精、水银和水,它们的液面相平．比较液体内A、B、C三点的压强,其中____点压强最大,____点压强最小．
3
B
A
p＝ρgh,h、g相同,压强大小与液体密度成正比．
变式3 如图所示,当试管从倾斜放置到竖直放置的过程中,水对试管底部的压强( )
A．变大
B．不变
C．变小
D．无法确定
A
从倾斜放置到竖直放置的过程中，水的多少没有变，但试管底部水的深度在不断增大．
1．液体压强公式:p＝ρgh,h＝,ρ＝(单位:p—Pa,ρ—kg/m3,h—m)．液体压力:F＝pS．
2．h表示深度,深度是指液面到某点之间的竖直距离．判断出h的大小是计算液体压强的关键．如图所示,图甲中A点的深度为30 cm,图乙中B点的深度为40 cm,图丙中C点的深度为30 cm,D点的深度为50 cm．
1．(2023·东莞莞城区期末)如图为长江某水坝的示意图．水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等,水在A、B和C三点处产生的压强分别为 pA、pB和pC,
则( )
A．pApC
C．pA>pB＝pC D．pA＝pCD
2．[科学探究]如图所示,在探究液体内部的压强特点实验中,下列分析中正确的是( )
A．实验一说明在同种液体中,
深度越深,内部产生的压强越小
B．实验二说明在同一深度处,
液体密度越大,内部产生的压强越小
C．液体受到重力作用,所以内部产生向下的压强大于向上的压强
D．通过观察U形管左、右两侧液面高度差来比较液体内部被测处压强的大小
实验一
实验二
D
3．装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为(g取10 N/kg,ρ水＝1.0×103 kg/m3)( )
A．8×102 Pa
B．1×103 Pa
C．8×104 Pa
D．1×105 Pa
A
4．如图所示,小华把一个可乐瓶的侧壁开了A、B、C三个相同的小孔,瓶中注满水,水从小孔流出,说明液体对容器的______有压强;B孔比A孔流出的水喷得更远,说明液体的压强随深度的增加而 _______．A、C两孔喷出的水流速度大小相同,说明同一深度的液体向各个方向的压强大______小 ．
侧壁
增大
相等
5．[科学思维](2023·广州海珠区期中改编)如图所示,质量为1 kg的容器内装有5 kg的水,容器底面积为100 cm2,容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9 m2．(g取10 N/kg,ρ水＝1.0×103 kg/m3)求:
(1)水对A点的压强;
解:A点的深度hA＝100 cm－35 cm＝65 cm＝0.65 m
水对A点的压强
pA＝ρ水ghA＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.65 m＝
6.5×103 Pa
答:水对A点的压强为6.5×103 Pa;
(2)水对容器底部的压强．
解:水对容器底部的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×100×0.01 m＝1×104 Pa
答:水对容器底部的压强为1×104 Pa．(共18张PPT)
第九章 压强
第2节 液体的压强(第2课时)
课程标准(2022年版) 本节要点
— 1．了解连通器的特点,了解生活和生产中形形色色的连通器并结合生活案例分析．
2．会区分并计算固体压强和液体压强．(难点)
[物理观念]下列不是利用连通器原理工作的是( )
连通器及其应用
1
A．锅炉水位计
B．船闸
C．压强计
D．乳牛自动喂水器
C
变式1 下图各连通器中,当水面静止时其情形正确的是( )
A B C D
A
1．上端开口、下端连通的容器叫做连通器．
2．只要是连通器,不管它如何放置,容器中装有同种液体且不流动时,各部分的液面总是相平的．
如图所示,甲、乙、丙三个底面积相同、形状不同的容器中装有质量相等的三种不同液体,液面高度相同,则液体对容器底部的压力( )
A．甲的最大
B．乙的最大
C．丙的最大
D．一样大
液体压力与液体重力
2
A
变式2 如图所示，密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上，若将该饮料倒置过来放在桌面上，倒置前后容器底部受到液体的压强分别为 p1和 p 2，容器底面受到液体的压力分别为F1和F2，则 p1 ____ p 2 ， F1 ____ F2.（均选填“>”“<”或“=”）
>
<
液体对容器底的压力与液体重力的关系
F＝G F>G FF＝pS＝ρghS＝ρgV＝G F＝pS＝ρghS>ρgV＝G F＝pS＝ρghS<ρgV＝G
液体对容器底的压力等于容器底竖直向上到液面形成的柱体中液体的重力(如上图中虚线部分)．
液体产生向下的力刚好全部作用在容器底部． 除液体产生向下的力全部作用在容器底部外,还受到了容器壁的压力． 液体产生向下的力没有全部作用在容器底部．
容器壁是竖直的,容器壁对液体水平方向的压力对容器底没有影响． 容器壁是向下倾斜的,容器壁对液体产生向下的压力． 容器壁是向上倾斜的,承担了部分液体的压力．
(2023·潮州潮安区期末改编)如图所示,一个截面是梯形的容器重20 N,容器底面积为200 cm2,倒入5 kg水后,水面高度为30 cm,g取10 N/kg, ρ水＝1.0×103 kg/m3．求:
液体压强和液体压力
3
(1)容器底受到水的压强;
解:容器中水的深度h＝30 cm＝0.3 m
容器底受到水的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m＝3×103 Pa
答:略．
(2)容器底受到水的压力．
解:(容器的底面积S＝200 cm2＝2×10－2 m2
根据p＝可得,容器底受到水的压力F＝pS＝3×103 Pa×2×10－2 m2＝60 N
答:略．
变式3 如图所示,圆柱形容器足够高且置于水平桌面上,其底面积为2×10－2 m2,内盛有质量为6 kg的水．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)容器中水的体积V水;
解:由题可知水的质量m水＝6 kg
容器中水的体积V水＝＝6×10－3 m3
答:容器中水的体积是6×10－3 m3;
(2)容器底部受到水的压强 p水．
解:方法一:水的深度h＝＝0.3 m
容器底部受到水的压强
p水＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m＝3×103 Pa
方法二:因为柱形容器水平放置,所以容器底部受到水的压力F＝G水＝ m水g＝6 kg×10 N/kg＝60 N
容器底部受到水的压强 p水＝＝3×103 Pa
答:容器底部受到水的压强是 3×103 Pa．
压强公式p＝与p＝ρgh的使用对比
公式 p＝ p＝ρgh
适用范围 压强的定义公式,适用于固体、液体、气体． 压强的推导公式,适用于液体和匀质柱形固体．
注意事项 p＝常用于计算固体压强,但柱体容器的液体压强也可用这个公式,关键看已知条件． 由于液体中F不一定等于G液,所以对于液体,一般要先求压强(p＝ρgh) 后才能求压力(F＝pS)．
A．茶壶 B．船闸
C．下水管 D．注射器
1．(2023·茂名高州市月考)下列装置不是应用连通器原理的是( )
D
2．[科学思维]如图所示,设水对容器底部的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p'．将瓶子从正放(如图甲所示)变为倒放(如图乙所示),则p、F及p'的变化情况正确的是( )
A．p变大,F变小,p'变小
B．p变大,F变小,p'变大
C．p变大,F变大,p'变大
D．p变小,F不变,p'变大
B
3．如图是一个茶壶,当茶壶静止时,壶内液面和壶嘴液面______,因为茶壶本身是一个________,壶中水对壶底的压强是__________Pa．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
相平
连通器
1.5×103
4．(2023·揭阳惠来县期中)如图所示,薄壁容器的底面积为S,重为G1,内装有密度为ρ,重为G2的某种液体,深度为h,容器放置在水平桌面上静止,那么液体对容器底部的压力为________,容器对桌面产生的压强为____．背着氧气瓶的潜水员若要在深海的海水中工作,就要穿抗压服．若某人穿上抗压服后能承受的最大压强为8×105 Pa,则这个人能下潜的最大深度为____m．(海水的密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
ρghS
80
5．[科学思维]如图所示,帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水．结果只用了一杯水,就把桶压裂了,这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验．假设桶高为50 cm,底面积为200 cm2,细管长为19.5 m,横截面积为2 cm2．(ρ水＝1.0×103 kg/m3 ,g取10 N/kg)求:
(1)当水灌满细管时,对桶底的压强;
解:水灌满细管时,桶底的深度
h＝19.5 m+0.5 m＝20 m
水对桶底的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20 m＝2×105 Pa
答:当水灌满细管时,对桶底的压强为2×105 Pa;
(2)当水灌满细管时,桶底所受的压力．
解:桶的底面积S＝200 cm2＝0.02 m2
桶底所受的压力
F＝pS＝2×105 Pa×0.02 m2＝4 000 N
答:当水灌满细管时,桶底所受的压力为4 000 N．
6．如图所示,发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖,这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重威胁着下游群众的生命安全．若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到55 m．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g＝10 N/kg)求此时:
(1)湖堤底部受到的水的压强;
解:湖堤底部受到的水的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
55 m＝5.5×105 Pa
答:湖堤底部受到水的压强为5.5×105 Pa;
(2)湖堤底部2 m2面积上所受的水的压力．
解:湖堤底部2 m2面积上所受的水的压力
F＝pS＝5.5×105 Pa×2 m2＝1.1×106 N
答:湖堤底部2 m2面积上所受的水的压力为1.1×106 N．