第六讲 压强
第1课时 固体压强 液体压强
1.通过实验,理解压强。
2.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。
3.探究并了解液体压强与哪些因素有关。
一、压力
1.定义: 垂直 作用在物体表面的力。
2.方向:总是 垂直 物体表面,并指向被压物体。
3.大小:压力大小与重力大小无关,只有当物体自由地放置在水平面上时,压力大小才等于重力大小。
【名师点拨】
(1)压力的方向垂直于接触面,但不一定“竖直向下”。
(2)压力与重力没有必然的联系,只有把物体自由地放置在水平面上时,压力才等于重力。
二、压强
1.物理意义:表示压力作用效果的物理量。压强 越大 ,压力的作用效果越明显。
2.定义:物体所受 压力的大小 与 受力面积 之比。
3.公式: p= 。
4.单位及换算:1 Pa=1 N/m2。
5.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①压力不变时, 减小 受力面积。②受力面积不变时, 增大 压力。
(2)减小压强的方法:①压力不变, 增大 受力面积。 ②受力面积不变, 减小 压力。
三、液体压强
1.液体压强:
(1)产生原因:液体有重力,且有流动性。
(2)特点:①液体内部向 各个方向 都有压强;
②在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 相等 ;
③同种液体,深度越深,压强 越大 ;
④液体内部的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度 越大 ,压强越大。
(3)公式: p=ρgh 。
2.连通器:
(1)定义:上端 开口 ,下端 连通 的容器。
(2)特点:连通器装相同的液体,当液体 不流动 时,连通器各部分中的液面高度总是 相同 的。
(3)应用:水壶的壶嘴与壶身、排水管的U形“反水弯”、锅炉和外面的水位计、船闸等。
【实验一】探究影响压力作用效果的因素
实验名称 有关考点 实验装置
探究影响压力作用效果的因素 1.按照控制变量法的要求设计实验: (1)探究压力作用效果与压力的关系时,必须控制受力面积不变,改变压力的大小。 (2)探究压力作用效果与受力面积的关系时,必须控制压力大小不变,改变受力面积的大小。 2.实验中,应选择海绵、沙子等较软的物体作为研究对象,是为了保证压力的作用效果(即形变程度)较为明显,便于观察和比较压力作用效果的明显程度。 3.实验中,根据研究物体的“形变程度”判断压力的作用效果是否明显。 4.实验结论: (1)受力面积相等时,压力越大,压力的作用效果越明显。 (2)压力相等时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。 实验器材: 海绵、小桌、砝码
【示范题】如图所示为“探究影响压力作用效果的因素”实验。
基础点
(1)甲、乙、丙实验中,根据海绵的 凹陷程度 来比较压力的作用效果。
(2)要研究压力作用效果与压力大小的关系,应选用 甲 、 乙 两次实验。
(3)比较甲、乙实验可得到的结论:在受力面积一定时, 压力越大,压力的作用效果越明显 。
(4)由实验乙、丙可知压力的作用效果与受力面积大小的关系,请举出生活中应用此知识的一个实例 书包用宽背带 。
(5)比较甲、丙实验, 不能 (选填“能”或“不能”)得出正确结论,因为 没有控制单一变量 。
高分点
(6)小明用一木块代替小桌子放在海绵上,实验时将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。将左边部分移开后,小明发现海绵凹陷程度不变,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为小明在探究过程中,存在的问题是没有 控制压力大小相同 。
(7)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙 = (选填“>”“<”或“=”)p丁。
【实验二】探究液体内部压强的特点
实验名称 有关考点 实验装置
探究液体内部压强的特点 1.实验方法:控制变量法、转换法。 2.根据U形管压强计两端的液面高度差判断液体压强的大小:“高度差”越大,液体压强就越大。 3.实验前,必须检查U形管压强计的气密性:分别用不同的力按压橡皮膜,观察U形管两端的液面。如果两端液面的高度差随着变化,则说明不漏气,气密性很好;如果两端液面无变化,则说明压强计漏气。 4.探究液体压强与方向的关系:将压强计的金属盒放入某种液体的某一深度,只改变金属盒的朝向。 5.探究液体压强与液体深度的关系:控制金属盒的朝向和液体密度不变,只改变金属盒在液体中的深度。 6.探究液体压强与液体密度的关系:控制金属盒的朝向不变,分别把金属盒放在不同液体中的相同深度。 7.实验拓展:探究液体压强与容器形状是否有关:用形状不同的容器盛同种液体,分别把金属盒放入不同容器中的相同深度,观察U形管两端的液面高度差。 实验器材:U形管压强计、烧杯、橡胶管、探头、铁架台等
【示范题】如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
基础点
(1)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好选用 有色 (选填“有色”或“无色”)液体。
(2)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 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(3)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 B (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(4)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 高度差 来表示。
(5)实验时把金属盒放入液体中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小;在以下几个实验中,所用研究方法与此方法相同的有 C、D (填序号)。
A.探究导体中的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系
B.将玻璃罩内的空气慢慢抽出,听到罩内闹钟的铃声逐渐减弱,由此推理得出真空不能传声
C.根据电磁铁能够吸起大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱
D.探究动能大小相关因素实验中,由木块移动距离反映小车动能的大小
(6)比较图乙和图丙,可以得到液体的压强与 深度 有关;比较 丙、丁 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(7)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 相等 。
高分点
(8)如表是小芳同学分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。
序号 液体 深度h/mm 压强计液面高度差/mm
1 水 30 28
2 60 56
3 90 84
4 盐水 90 92
①分析表中序号1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强与液体的 深度 有关;比较表中序号为3、4的两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟 密度 有关。
②进一步分析序号为1、2、3的数据,小芳还得出结论:在同种液体中,液体的压强的大小与深度 成正比 。
(9)若保持丙图中金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,发现U形管两侧液面高度差变大。小芳由此得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。你认为她的结论是否可靠 不可靠 。原因是: 没有保持深度相同 。
(10)若换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 C 。
A.酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
B.植物油(ρ植物油=0.9×103 kg/m3)
C.盐水(ρ盐水=1.1×103 kg/m3)
(11)实验结束后,小芳又猜想:液体的压强可能与容器形状有关。然后进行了两次实验,实验现象如图戊所示。由此可知,小芳的猜想是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。
(12)已知图丙中U形管左右两侧水面的高度差h=10 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 1 000 Pa。(g取10 N/kg)
【重难点一】压力与压强的比较
【典题1】把装了半瓶水的矿泉水瓶从正立变为倒立(如图所示),关于下列物理量大小的变化的说法中,正确的是(B)
A.桌面受到的压力增大
B.桌面受到的压强增大
C.乙图中水对瓶盖的压强等于甲图中水对瓶底的压强
D.乙图中水对瓶盖的压力等于甲图中水对瓶底的压力
【技法点拨】液体对容器底的压力F与液体的重力G的比较
FG
【变式】如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体。下列说法正确的是(D)
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pA>pB>pC
C.液体对容器底部的压力FBD.容器对桌面的压力F甲=F乙=F丙
【重难点二】压强的计算
【典题2】如图所示,铁桶重为20 N,桶的底面积为100 cm2,往桶里倒入8 kg的水,水的深度为15 cm,平放在面积为1 m2的水平台面上(g取10 N/kg)。
求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强。
解:(1)水对桶底的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m=1 500 Pa;
(2)S=100 cm2=1.0×10-2 m2,
由p=得桶底受到水的压力:F=pS=1 500 Pa×1.0×10-2 m2=15 N;
(3)台面受到的压力:F'=G桶+G水=G桶+m水g=20 N+8 kg×10 N/kg=20 N+80 N=100 N,台面受到的压强:p'===10 000 Pa。
【技法点拨】
1.液体压强的计算:p=ρgh。
(1)适用条件:静止的液体。
(2)h的含义:指所研究的点到自由液面的竖直距离,而不是点到容器底的距离。如图所示,甲图中A点的深度为30 cm,乙图中B点的深度为40 cm,丙图中C点的深度为50 cm。
(3)不仅适用于液体,也适用于均匀的柱体。
2.压强公式p=与p=ρgh的比较
公式 p= p=ρgh
适用范围 固体、液体、气体都适用 液体和均匀柱体
常用范围 及计算顺序 常用来计算固体压强,计算顺序是先压力 (F=G=mg)后压强(p=) 常用来计算液体压强,计算顺序是先压强(p=ρgh)后压力(F=pS)
【变式】底面积300 cm2、深度20 cm的薄壁圆柱形容器重6 N,放置在水平桌面上,其中盛有6 cm深的水,如图甲;然后将一质量为2.7 kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取10N/kg)
(1)铝块的体积是多少m3
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少Pa
解:(1)铝块的体积为:V铝===10-3 m3;
(2)放入铝块前,圆柱形容器中水的重力为:G水=m水g=ρ水V水g=ρ水S容h水g
=1.0×103 kg/m3×300×10-4 m2×6×10-2 m×10 N/kg=18 N,
容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,即F=G总=G水+G容=18 N+6 N=
24 N,容器对水平桌面的压强为:p容===800 Pa;
(3)铝块的边长为L铝===0.1 m,铝块的底面积为S铝=(L铝)2=
(0.1 m)2=0.01 m2=100 cm2,由图乙可知,加入铝块后,水的深度为:
h水'===9 cm,水对容器底部的压强增加量为Δp水=ρ水gΔh水=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(9-6)×10-2 m=300 Pa。
【命题点一】固体压强
1.(2024·深圳中考)2024年 6月 2 日,嫦娥六号探测器成功着陆月球背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,如图所示是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘形“脚”,其目的是(C)
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
2.2023年杭州亚运会共设40个竞赛大项,61个分项。如图所示是四个项目的图标,图标中体重相同的运动员对水平地面压强最小的是(A)
3.如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置。在此过程中,长木板对桌面的压力、压强的变化情况是(B)
A.压力变小,压强变小 B.压力不变,压强变大
C.压力不变,压强不变 D.压力变大,压强变大
4.(2024·牡丹江中考)一辆质量为40 t的坦克,履带和地面接触的总面积为5 m2,静止时对水平地面的压强是 8×104 Pa,宽大的履带是通过 增大受力面积 的方法减小对地面的压强。(g取10 N/kg)
【命题点二】 液体压强
5.从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是(D)
6.(2024·广州中考)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为(D)
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
7.如图所示,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。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水,不能判断哪侧是清水,哪侧是浓盐水的是(D)
8.(2024·常州中考)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、乙试管竖直,两试管内液面相平,甲试管内的液体密度为ρ甲,液体对试管底部的压强为p甲;乙试管内的液体密度为ρ乙,液体对试管底部的压强为p乙,则ρ甲 < ρ乙,p甲 < p乙(均选填“>”“<”或“=”)。
【命题点三】探究影响压力作用效果的因素
9.(2024·滨州中考)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对 平衡 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对 相互作用 力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续实验;
(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正 = (选填“>”“<”或“=”)F倒,观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关;
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的 深度 有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔 A和B (选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为 大气压 的存在;
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是: A 。
A.限制货车超载
B.铁轨下面铺放枕木
C.破窗锤的敲击端做成锥状
【命题点四】 探究液体内部压强的特点
10.(2024·深圳中考)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得到sc小于sd。
(1)现已知hc(2)其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置;
答:
(3)sc'和sd'分别为现在的最远距离,则sc' > sd';
(4)辉辉同学的结论是否正确 请说出你的判断和理由。
答:结论是不正确的,没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究液体压强与深度关系。
11.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的 深度 有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较 C、D 两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关。
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器 侧壁 有压强(选填“底部”或“侧壁”)。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【命题点五】压强的相关计算
12.(2023·广东中考)C919是我国自主研发的一种大型客机,已完成商业首航。假设某架飞机总质量为8×104 kg,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为1 m2,g取10 N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)以800 km/h匀速直线飞行18 min所通过的距离。
解:(1)飞机受到的重力:G=mg=8×104 kg×10 N/kg=8×105 N;
(2)飞机静止时对水平地面的压力:F=G=8×105 N,
对水平地面的压强:p===8×105 Pa;
(3)以800 km/h匀速直线飞行18 min即0.3 h,由v=知,
所通过的距离s=vt=800 km/h×0.3 h=240 km。
13.如图所示,一重为2 N的薄壁容器中装有质量为600 g的水,容器的底面积为40 cm2,g取10 N/kg。
求:(1)水对容器底部的压力;
(2)容器对桌面的压强。
解:(1)水对容器底部的压强:p=ρgh=103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa
水对容器底部的压力:由p=得F=pS=1 000 Pa×40×10-4 m2=4 N;
(2)G水=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N
容器对水平桌面的压力:F'=G总=2 N+6 N=8 N
容器对桌面的压强:p'===2 000 Pa
跟踪诊断,请使用 “高效提分作业”第六讲 压强
第1课时 固体压强 液体压强
1.通过实验,理解压强。
2.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。
3.探究并了解液体压强与哪些因素有关。
一、压力
1.定义: 作用在物体表面的力。
2.方向:总是 物体表面,并指向被压物体。
3.大小:压力大小与重力大小无关,只有当物体自由地放置在水平面上时,压力大小才等于重力大小。
【名师点拨】
(1)压力的方向垂直于接触面,但不一定“竖直向下”。
(2)压力与重力没有必然的联系,只有把物体自由地放置在水平面上时,压力才等于重力。
二、压强
1.物理意义:表示压力作用效果的物理量。压强 ,压力的作用效果越明显。
2.定义:物体所受 与 之比。
3.公式: 。
4.单位及换算:1 Pa=1 N/m2。
5.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①压力不变时, 受力面积。②受力面积不变时, 压力。
(2)减小压强的方法:①压力不变, 受力面积。 ②受力面积不变, 压力。
三、液体压强
1.液体压强:
(1)产生原因:液体有重力,且有流动性。
(2)特点:①液体内部向 都有压强;
②在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 ;
③同种液体,深度越深,压强 ;
④液体内部的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度 ,压强越大。
(3)公式: 。
2.连通器:
(1)定义:上端 ,下端 的容器。
(2)特点:连通器装相同的液体,当液体 时,连通器各部分中的液面高度总是 的。
(3)应用:水壶的壶嘴与壶身、排水管的U形“反水弯”、锅炉和外面的水位计、船闸等。
【实验一】探究影响压力作用效果的因素
实验名称 有关考点 实验装置
探究影响压力作用效果的因素 1.按照控制变量法的要求设计实验: (1)探究压力作用效果与压力的关系时,必须控制受力面积不变,改变压力的大小。 (2)探究压力作用效果与受力面积的关系时,必须控制压力大小不变,改变受力面积的大小。 2.实验中,应选择海绵、沙子等较软的物体作为研究对象,是为了保证压力的作用效果(即形变程度)较为明显,便于观察和比较压力作用效果的明显程度。 3.实验中,根据研究物体的“形变程度”判断压力的作用效果是否明显。 4.实验结论: (1)受力面积相等时,压力越大,压力的作用效果越明显。 (2)压力相等时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。 实验器材: 海绵、小桌、砝码
【示范题】如图所示为“探究影响压力作用效果的因素”实验。
基础点
(1)甲、乙、丙实验中,根据海绵的 来比较压力的作用效果。
(2)要研究压力作用效果与压力大小的关系,应选用 、 两次实验。
(3)比较甲、乙实验可得到的结论:在受力面积一定时, 。
(4)由实验乙、丙可知压力的作用效果与受力面积大小的关系,请举出生活中应用此知识的一个实例 。
(5)比较甲、丙实验, (选填“能”或“不能”)得出正确结论,因为 。
高分点
(6)小明用一木块代替小桌子放在海绵上,实验时将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。将左边部分移开后,小明发现海绵凹陷程度不变,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为小明在探究过程中,存在的问题是没有 。
(7)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙 (选填“>”“<”或“=”)p丁。
【实验二】探究液体内部压强的特点
实验名称 有关考点 实验装置
探究液体内部压强的特点 1.实验方法:控制变量法、转换法。 2.根据U形管压强计两端的液面高度差判断液体压强的大小:“高度差”越大,液体压强就越大。 3.实验前,必须检查U形管压强计的气密性:分别用不同的力按压橡皮膜,观察U形管两端的液面。如果两端液面的高度差随着变化,则说明不漏气,气密性很好;如果两端液面无变化,则说明压强计漏气。 4.探究液体压强与方向的关系:将压强计的金属盒放入某种液体的某一深度,只改变金属盒的朝向。 5.探究液体压强与液体深度的关系:控制金属盒的朝向和液体密度不变,只改变金属盒在液体中的深度。 6.探究液体压强与液体密度的关系:控制金属盒的朝向不变,分别把金属盒放在不同液体中的相同深度。 7.实验拓展:探究液体压强与容器形状是否有关:用形状不同的容器盛同种液体,分别把金属盒放入不同容器中的相同深度,观察U形管两端的液面高度差。 实验器材:U形管压强计、烧杯、橡胶管、探头、铁架台等
【示范题】如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
基础点
(1)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好选用 (选填“有色”或“无色”)液体。
(2)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”)。
(3)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(4)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 来表示。
(5)实验时把金属盒放入液体中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小;在以下几个实验中,所用研究方法与此方法相同的有 (填序号)。
A.探究导体中的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系
B.将玻璃罩内的空气慢慢抽出,听到罩内闹钟的铃声逐渐减弱,由此推理得出真空不能传声
C.根据电磁铁能够吸起大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱
D.探究动能大小相关因素实验中,由木块移动距离反映小车动能的大小
(6)比较图乙和图丙,可以得到液体的压强与 有关;比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(7)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 。
高分点
(8)如表是小芳同学分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。
序号 液体 深度h/mm 压强计液面高度差/mm
1 水 30 28
2 60 56
3 90 84
4 盐水 90 92
①分析表中序号1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强与液体的 有关;比较表中序号为3、4的两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟 有关。
②进一步分析序号为1、2、3的数据,小芳还得出结论:在同种液体中,液体的压强的大小与深度 。
(9)若保持丙图中金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,发现U形管两侧液面高度差变大。小芳由此得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。你认为她的结论是否可靠 。原因是: 。
(10)若换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 。
A.酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
B.植物油(ρ植物油=0.9×103 kg/m3)
C.盐水(ρ盐水=1.1×103 kg/m3)
(11)实验结束后,小芳又猜想:液体的压强可能与容器形状有关。然后进行了两次实验,实验现象如图戊所示。由此可知,小芳的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。
(12)已知图丙中U形管左右两侧水面的高度差h=10 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(g取10 N/kg)
【重难点一】压力与压强的比较
【典题1】把装了半瓶水的矿泉水瓶从正立变为倒立(如图所示),关于下列物理量大小的变化的说法中,正确的是( )
A.桌面受到的压力增大
B.桌面受到的压强增大
C.乙图中水对瓶盖的压强等于甲图中水对瓶底的压强
D.乙图中水对瓶盖的压力等于甲图中水对瓶底的压力
【技法点拨】液体对容器底的压力F与液体的重力G的比较
FG
【变式】如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体。下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pA>pB>pC
C.液体对容器底部的压力FBD.容器对桌面的压力F甲=F乙=F丙
【重难点二】压强的计算
【典题2】如图所示,铁桶重为20 N,桶的底面积为100 cm2,往桶里倒入8 kg的水,水的深度为15 cm,平放在面积为1 m2的水平台面上(g取10 N/kg)。
求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强。
【技法点拨】
1.液体压强的计算:p=ρgh。
(1)适用条件:静止的液体。
(2)h的含义:指所研究的点到自由液面的竖直距离,而不是点到容器底的距离。如图所示,甲图中A点的深度为30 cm,乙图中B点的深度为40 cm,丙图中C点的深度为50 cm。
(3)不仅适用于液体,也适用于均匀的柱体。
2.压强公式p=与p=ρgh的比较
公式 p= p=ρgh
适用范围 固体、液体、气体都适用 液体和均匀柱体
常用范围 及计算顺序 常用来计算固体压强,计算顺序是先压力 (F=G=mg)后压强(p=) 常用来计算液体压强,计算顺序是先压强(p=ρgh)后压力(F=pS)
【变式】底面积300 cm2、深度20 cm的薄壁圆柱形容器重6 N,放置在水平桌面上,其中盛有6 cm深的水,如图甲;然后将一质量为2.7 kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取10N/kg)
(1)铝块的体积是多少m3
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少Pa
【命题点一】固体压强
1.(2024·深圳中考)2024年 6月 2 日,嫦娥六号探测器成功着陆月球背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,如图所示是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘形“脚”,其目的是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
2.2023年杭州亚运会共设40个竞赛大项,61个分项。如图所示是四个项目的图标,图标中体重相同的运动员对水平地面压强最小的是( )
3.如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置。在此过程中,长木板对桌面的压力、压强的变化情况是( )
A.压力变小,压强变小 B.压力不变,压强变大
C.压力不变,压强不变 D.压力变大,压强变大
4.(2024·牡丹江中考)一辆质量为40 t的坦克,履带和地面接触的总面积为5 m2,静止时对水平地面的压强是 Pa,宽大的履带是通过 的方法减小对地面的压强。(g取10 N/kg)
【命题点二】 液体压强
5.从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是( )
6.(2024·广州中考)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
7.如图所示,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。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水,不能判断哪侧是清水,哪侧是浓盐水的是( )
8.(2024·常州中考)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、乙试管竖直,两试管内液面相平,甲试管内的液体密度为ρ甲,液体对试管底部的压强为p甲;乙试管内的液体密度为ρ乙,液体对试管底部的压强为p乙,则ρ甲 ρ乙,p甲 p乙(均选填“>”“<”或“=”)。
【命题点三】探究影响压力作用效果的因素
9.(2024·滨州中考)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对 力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续实验;
(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正 (选填“>”“<”或“=”)F倒,观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与 有关;
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的 有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔 (选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为 的存在;
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是: 。
A.限制货车超载
B.铁轨下面铺放枕木
C.破窗锤的敲击端做成锥状
【命题点四】 探究液体内部压强的特点
10.(2024·深圳中考)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得到sc小于sd。
(1)现已知hc(2)其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置;
(3)sc'和sd'分别为现在的最远距离,则sc' sd';
(4)辉辉同学的结论是否正确 请说出你的判断和理由。
11.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的 有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较 两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关。
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器 有压强(选填“底部”或“侧壁”)。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【命题点五】压强的相关计算
12.(2023·广东中考)C919是我国自主研发的一种大型客机,已完成商业首航。假设某架飞机总质量为8×104 kg,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为1 m2,g取10 N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)以800 km/h匀速直线飞行18 min所通过的距离。
13.如图所示,一重为2 N的薄壁容器中装有质量为600 g的水,容器的底面积为40 cm2,g取10 N/kg。
求:(1)水对容器底部的压力;
(2)容器对桌面的压强。
