8.1 压力的作用效果(巩固训练)
【基础堂清】
1.如图所示,在探究“影响压力作用效果的因素”的实验中,采用了 和 的研究方法。
2.如图所示,这是一种配置有安全带切割器的安全锤。当发生交通事故,安全带卡死无法挣脱时,可用 处割断安全带,然后用 处用力击碎侧窗玻璃逃生。
3. 少林功夫驰名中外,一武术爱好者以图中所示的姿势练功时,如果他的体重为500 N,单只脚与地面的接触面积为2×10-2 m2,他双脚站立时对水平地面的压强为
Pa,则其中的一只脚对地面的压强为 Pa,他走路时对水平地面的压强相比双脚站立时 (选填“大”“一样大”或“小”)。
4.动物大多有各自的求生绝活,如图所示的“绝活”中,能减小压强的是 ( )
A.啄木鸟的尖嘴 B.骆驼的巨掌
C.鹰的利爪 D.野牛的锥角
5.家用小汽车的每个车轮与地面的接触面积为0.01 m2,车重1.2×104 N。若某小汽车驾驶员及乘客共重3×103 N,在水平地面上,则该载人小汽车对地面的压强是 ( )
A.3.0×105 Pa B.3.75×105 Pa
C.1.2×106 Pa D.1.5×106 Pa
【素养日清】
6.书包带做得宽一些,目的是在压力一定时,增大肩部的 ,从而 压强,背着更舒服。
7.如图所示,质地均匀的长方体重7 N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01 m2,则它对桌面的压强为 Pa。竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.两块完全相同的砖块叠放在水平地面上,如图所示,砖块的长、宽、高之比为4∶2∶1,若砖块A对砖块B的压力是FA,压强为pA,砖块B对地面的压力是FB,压强为pB,则 ( )
A.FA∶FB=1∶2 B.pA∶pB=4∶1
C.FA∶FB=2∶1 D.pA∶pB=1∶2
9.如图,两个形状、大小、材料完全相同的实心物体1和2,放在水平桌面上,它们对桌面产生的压力F和压强p的大小关系正确的是 ( )
A.F1>F2,p1>p2 B.F1
C.F1=F2,p110. 如图所示,有三个同种材料制成的实心圆柱体甲、乙、丙放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等。下列判断正确的是 ( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙m丙
11.“五一”长假期间,小华到某纪念馆参观,他背着10 kg的背包在水平公路上行走,如图所示,这是他在行走时的某一状态。已知小华的质量是60 kg,他每只鞋的鞋底与地面的触地面积为200 cm2,求此时:(g取10 N/kg)
(1)小华对地面的压力大小;
(2)小华双脚站立时对地面的压强。
12. 消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离,这与压强的知识有关。图甲模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为15 000 Pa;图乙模拟消防员趴在淤泥地上的场景,当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与水平地面的接触面积为0.5 m2,受困者与消防员的质量分别为60 kg和70 kg,g取10 N/kg。
(1)求受困者所受的重力;
(2)求图甲中受困者双脚与地面的接触面积;
(3)当受困者完全伏在图乙中消防员背上后,求消防员对地面的压强。
【参考答案】
基础堂清
1.转换法 控制变量法
2.C B
3.1.25×104 1.25×104 大
解析:双脚站立时压力F=G=500 N,双脚站立时与地面的接触面积S=2S1=2×2×10-2 m2=4×10-2 m2,双脚站立时对水平地面的压强p===1.25×104 Pa;双脚站立时,每只脚对地压强相等;他走路时,压力不变还等于重力即F=G=500 N,但受力面积变小,根据公式p=可知,在F不变时,S减小,压强变大。
4.B 5.B
素养日清
6.受力面积 减小
7.700 变小
8.A 解析:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两块完全相同砖块的重力G相等,所以,砖块A对砖块B的压力和砖块B对地面的压力之比==,故A正确、C错误;受力面积之比==,砖块A对砖块B的压强和砖块B对地面压强之比==×=×=,故B、D错误。
9.C 解析:放在水平桌面上的物体对桌面的压力大小等于自身所受的重力大小,两个物体所受的重力相等,所以对桌面的压力相等。由题图可知,受力面积S1>S2,根据压强的计算公式p=可知,在压力相同的情况下,受力面积越大,压强越小,所以p110.A
11.解:(1)小华对地面的压力:
F=G总=m总g=(60 kg+10 kg)×10 N/kg=700 N
(2)小华双脚站立时对地面的压强:
p===3.5×104 Pa
12.解:(1)受困者所受的重力:
G1=m1g=60 kg×10 N/kg=600 N
(2)受困者对地面的压力:
F1=G1=600 N
根据p=可知,受困者双脚与地面的接触面积:
S1===0.04 m2
(3)消防员对地面的压力:
F2=G总=m总g=(60 kg+70 kg)×10 N/kg=1 300 N
消防员对地面的压强:
p2===2.6×103 Pa8.1 压力的作用效果
情境创生 无砟轨道(如图甲)的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,这可减少维护、降低粉尘等。高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,时速可达350 km(如图乙),传统铁路的钢轨是固定在枕木上的,其下为小碎石铺成的路砟(如图丙)。
(1)传统的铁路轨道枕木的作用是通过 来减小压强,防止铁轨因压强太大而下陷到泥土里。
(2)在高速列车加速行驶时,放在桌面上“静止不动”的书受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(3)动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤砸破玻璃逃生,为了更容易砸破玻璃,“逃生锤”外形应该选择下图中的 ,这样的锤子在相同条件下使用时可以产生较大的 。
A. B. C. D.
【基础堂清】
1.如图所示,已知木块所受的重力为G,所受作用力为F,请指出各图中支持面MN所受压力的大小: F甲= ;F乙= ;F丙= 。
2.重为500 N的人站立在水平地面上,一只脚与地面的接触面积为2.0×102 cm2,则人对地面的压强为 Pa,它表示的物理意义是 。
3. 如图所示,两个手指按压三角板的不同位置,上面手指受到三角板的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)下面手指受到三角板的压力, (选填“上面”或“下面”)手指受到的压强更大。
4.一本八年级物理课本平放在桌面上时,它对桌面的压强最接近 ( )
A.0.5 Pa B.5 Pa
C.50 Pa D.500 Pa
5.如图所示的实例中,属于减小压强的是 ( )
6. 一头大象的质量是4 800 kg,每只脚底的面积是0.06 m2。g取10 N/kg,如图所示,当大象四足站立时,求:
(1)大象的重力;
(2)大象对地面的压力;
(3)大象对地面的压强。
【素养日清】
7. 如图所示,为了防止磕碰伤害到人,小梅的妈妈给家具尖锐的拐角处都包上保护套,小梅按压时发现,保护套非常柔软,易发生形变。据此,小梅提出了下面的四个问题,其中最具有探究价值又易于探究的问题是 ( )
A.人磕碰到家具的拐角受到伤害的程度与哪些因素有关
B.压力的作用效果与受力面积的大小是否有关
C.压力的作用效果与压力的大小是否有关
D.压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小是否有关
8.如图所示,取4个完全相同的正方体木块,分别以甲、乙、丙三种方式叠放(木块前后对齐)。三种方式中,最底层木块的上表面受到上方木块的压强分别为p甲、p乙、p丙,则p甲:p乙:p丙为 ( )
A.3∶2∶3
B.2∶2∶3
C.3∶1∶3
D.2∶1∶3
9. 太极拳是我国非物质文化遗产,集颐养性情、强身健体等多种功能为一体。图甲姿势换成图乙姿势时,人对水平地面的 ( )
A.压力变大,压强不变
B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变小
D.压力不变,压强变大
10.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小宇同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请分析回答下列问题:
(1)压力的作用效果的大小是通过比较海绵的 程度来确定的。
(2)分析比较图乙和丙的实验现象,可以得出结论: 。
(3)分析比较图 和 的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象,归纳得出结论: 。
(5)如图戊所示,小宇将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制 大小相同,改变受力面积的大小。
11. 在建设“节能房”的项目化学习中,小组同学设计的房子剖面如图所示。地基和房屋的总质量为2.5×105 kg,地基与地面接触的总面积为20 m2。(g取10 N/kg)
(1)求地基对地面的压力。
(2)求地基对地面的压强。
(3)经勘察可知,地面能够承受的最大压强为1.2×105 Pa,节能房能否按设计要求建盖 如果不能,应该采取什么措施
【参考答案】
情境创生
(1)增大受力面积
(2)非平衡力
(3)B 压强
基础堂清
1.G G+F F
2.1.25×104 1平方米的地面上受到的压力为1.25×104牛
3.小于 上面
4.C 5.D
6解:(1)大象的重力:
G=mg=4 800 kg×10 N/kg=4.8×104 N
(2)大象对地面的压力:F=G=4.8×104 N
(3)四脚站立时的受力面积:
S=4S1=4×0.06 m2=0.24 m2
四脚站立在地面时对地面的压强:
p===2×105 Pa
素养日清
7.B
8.C 解析:设每一个正方体木块的重力为G,底面积为S,因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,分别以甲、乙、丙三种方式叠放时,对底层木块的压力分别为F甲=3G,F乙=2G,F丙=3G,由图可知,受力面积分别为S甲=S,S乙=2S,S丙=S,由p=可得,三者的压强之比p甲∶p乙∶p丙=∶∶=∶∶=3∶1∶3。
9.C 解析:甲、乙两图,人站在水平地面上,对地面的压力F甲=F乙=G;图甲中人是单脚着地站立,图乙中人是双脚着地站立,地面受力面积S甲p乙,即从图甲姿势换成图乙姿势时,人对水平地面的压力不变,压强变小。
10.(1)凹陷
(2)当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
(3)乙 丁
(4)压力作用效果与压力大小和受力面积大小有关
(5)压力
11.解:(1)地基对地面的压力等于自身的重力,
F=G总=mg=2.5×105 kg×10 N/kg=2.5×106 N;
(2)地基对地面的压强:
p===1.25×105 Pa
(3)因为1.25×105 Pa>1.2×105 Pa,
所以不能按设计要求建盖。应适当增大地基总的底面积或适当减小地基和房体的总质量。8.2 探究:液体压强与哪些因素有关(巩固训练1)
【基础堂清】
1.液体内部朝各个方向都有压强,同一液体,深度增加,液体的压强 ;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强 。
2.锅炉水位计利用的是 原理,我们从锅炉外透明管中看到的水面位置 (选填“高于”“低于”或“等于”)锅炉中水面的实际位置。可见,连通器内同一液体静止时,液面位置与各容器的形状、粗细 (选填“有关”或“无关”)。
3.一个游泳池水深2 m,池底受到水的压强是 Pa;当向游泳池中继续注水时,随着水面的升高,池底受到水的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
4.如图所示,一开口的杯子,装入8 cm深的水后,放在水平桌面上。已知杯子和水的总质量为0.6 kg,杯子与桌面的接触面积为60 cm2。则杯子对桌面的压强为 Pa,水对杯底的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
5. 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取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
6. 如图,这是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg) ( )
A.4×105 Pa B.3×105 Pa
C.5×105 Pa D.1×105 Pa
【素养日清】
7. 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。
8. 如图所示,水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水后,甲中水面比乙中水面高,然后将甲上口密封,此装置 (选填“是”或“不是”)连通器。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面高度 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙中的液面高度。
9.如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是 ( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,放在水平桌面上的容器,重10 N,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高度h1=0.08 m,其顶部和底部的面积均为0.025 m2,顶部到底部的高度h2=0.06 m,容器中的液体重20 N,密度为1.2×103 kg/m3。求:(g取10 N/kg)
(1)液体对容器底部的压强。
(2)液体对容器底部的压力。
(3)容器对桌面的压强。
11. 如图甲所示的是法国科学家帕斯卡在1648年做的一个实验,他用一个封闭的木桶,桶内装满水,上面插一根很细的管子(可简化为乙图)。他从楼房的阳台向管中灌水时,只加了几杯水,桶就被撑破了。假设:桶底面积为1 200 cm2,桶高0.5 m,细管的横截面积为1 cm2,桶和细管总质量为6 kg,再在桶中刚好装满水,g取10 N/kg。
(1)桶刚好装满水时,水的质量是多少kg
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是多大
(3)再向细管中注入一杯水,质量为0.5 kg(水未溢出),水对桶底增大的压强是多大
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增大了多少牛
【参考答案】
基础堂清
1.增大 越大
2.连通器 等于 无关
3.2×104 变大
4.1 000 800
5.D 6.B
素养日清
7.< < 解析:甲试管倾斜、乙试管竖直时液面相平,则甲试管竖直后,液体长度不变、高度将大于乙试管,故甲试管液体体积大于乙试管液体体积。根据ρ=得知,质量相同时,液体密度与体积成反比,故甲试管液体密度小于乙试管液体密度。根据液体压强公式p=ρgh得知,深度相同时,底部所受压强与液体密度成正比,故甲试管液体对试管底部压强小于乙试管液体对试管底部压强。
8.不是 大于
9.B
10.解:(1)最高液面到容器底的距离是h1=0.08 m
液体对容器底部的压强:p1=ρgh1=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=960 Pa
(2)由p=可得,液体对容器底部的压力:F1=p1S=960 Pa×0.025 m2=24 N
(3)容器对桌面的压力F2=G容+G液=10 N+20 N=30 N,容器对桌面的压强:p2===1 200 Pa
11.解:(1)桶刚好装满水时,水的体积:
V=Sh=1 200 cm2×50 cm=60 000 cm3
水的质量:
m=ρV=1 g/cm3×60 000 cm3=60 000 g=60 kg
(2)刚好装满水的桶对地面的压力:
F=G=m总g=(60 kg+6 kg)×10 N/kg=660 N
则刚好装满水的桶对地面的压强:
p===5 500 Pa
(3)这一杯水的体积:
V0===500 cm3
则细管中水柱的高度:
h0===500 cm=5 m
则水对桶底增大的压强:
Δp=ρgh0=1×103 kg/m3×10 N/kg×5 m=5×104 Pa
(4)水对桶底增大的压力:
ΔF=ΔpS=5×104 Pa×1 200×10-4 m2=6 000 N8.2 探究:液体压强与哪些因素有关(巩固训练2)
【基础堂清】
1.三个底面积相同、形状不同的容器如图所示,装入质量相同的水,但都没有装满,三者底部所受到压强p甲、p乙和p丙的关系是: ,水对容器底部的压力F甲、F乙和F丙的关系是: 。
2.如图所示的是某栋房子供水的水路示意图,放水时水龙头与水塔构成了一个 。若将水龙头(相同型号)单独打开并将开关旋至最大,则 (选填“甲”或“乙”)水龙头出水速度更大。
3.如图所示,这是一辆不慎驶入水中的汽车的车门,随着水位升高,车门上A处受到水的压强将
(选填“变大”“变小”或“不变”)。若A处深为1 m,则受到水的压强为 Pa。若车门在水下部分的面积为0.8 m2,受到水的平均压强为5×103 Pa,此时车门所受水的压力为 N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
4.如图,这是一款名为“旋转杯”的网红杯,杯子由粗细两部分组成,从结构上来看:杯子粗细两部分构成一个 。当用左侧管吸了一些饮料后,杯子液体的液面静止后,粗杯内饮料对杯底的压强会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等质量的水(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
6. 如图所示,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ。则液体对烧杯底部的压强为 ( )
A.2.4ρgh B.2.7ρgh C.2.8ρgh D.3ρgh
7.把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片重量不计),放入水面下12 cm处,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103 kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度是 ( )
A.12.8 cm B.9.6 cm C.8 cm D.15 cm
8.如图所示,一个底面积为0.008 m2,质量为0.1 kg的薄壁杯子中盛有0.5 kg的水,水的深度为0.06 m,将杯子静置于面积为0.05 m2的水平桌面上。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)水对杯底的压强;
(2)水对杯底的压力;
(3)杯子对桌面的压强。
9.(液体压强、压力的计算)我国的载人深潜器“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m,刷新了中国载人深潜新纪录。“奋斗者”号有一个面积为50 cm2的观察窗,当在10 000 m海深处时,求:(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)“奋斗者号”受到海水的压强;
(2)观察窗受到海水的压力。
10. 植树节里,小倩同学用如图所示的水桶提了15 L水给刚栽上的树苗浇水,已知桶自身质量为1 kg,桶中水深h为30 cm,提水时,手的受力面积为1×10-3 m2。求:(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)水对桶底的压强;
(2)提水时,手受到的压强。
【参考答案】
基础堂清
1.p乙>p甲>p丙 F乙>F甲>F丙
2.连通器 甲
3.变大 1×104 4×103
解析:随着水位升高,A处水的深度h不断增大,由p=ρgh可知,A处受到水的压强将增大;若A处深为1 m,则受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m=1×104 Pa;由p=得,车门所受水的压力F=p'S=5×103 Pa×0.8 m2=4×103 N。
4.连通器 变小
5.A
素养日清
6.C
7.D 解析:当塑料片刚好下沉时p水=p煤油,即ρ水gh水=ρ煤油gh煤油,则煤油在管内的高度h煤油===15 cm。
8.解:(1)水对杯底的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m=600 Pa
(2)水对杯底的压力:
F=pS=600 Pa×0.008 m2=4.8 N
(3)杯子和水的总重:
G=mg=(0.1 kg+0.5 kg)×10 N/kg=6 N
杯子对水平桌面的压力:F'=G=6 N
杯子对桌面的压强:
p'===750 Pa
9.解:(1)“奋斗者号”受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 000 m=1×108 Pa
(2)观察窗受到海水的压力:
F=pS=1×108 Pa×50×10-4 m2=5×105 N
10.解:(1)水深:h=30 cm=0.3 m
水对桶底的压强:
p1=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa
(2)水的体积:
V=15 L=0.015 m3
水的质量:
m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.015 m3=15 kg
水与桶的总重:
G总=(m水+m桶)g=(15 kg+1 kg)×10 N/kg=160 N
手受到的压强:
p2====1.6×105 Pa8.2 探究:液体压强与哪些因素有关
情境创生 三峡大坝是当今世界上最大的水利枢纽建筑之一,如图所示。三峡大坝主要由挡水泄洪主坝体、发电建筑物、通航建筑物等建筑组成,坝体为混凝土重力坝,坝轴线长2 309.47米,全长2 335米;坝顶高程185米,最大坝高181米;正常蓄水位175米,总库容393亿立方米,其中防洪库容221.5亿立方米。
(1)大坝设计成了上窄下宽的形状,原因是 。
(2)三峡大坝建有船闸,船闸是利用 的原理工作的。
【基础堂清】
1.液体内部的压强的特点:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 。同一液体的深度越深,压强越 。在深度相同时,液体的 越大,压强越大。
2.液体压强的计算公式:p= 。其中h表示的是液体内某一点到 。
3.把上端开口、底部互相 的容器叫作连通器。 在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在 面上。
4.加在密闭液体上的压强,能够 地被液体向各个方向传递,这个规律被称为 定律。
5. 如图所示,玻璃容器侧面的高、中、低部各有一个完全相同的孔,三张相同的橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住。往容器中加水,使水面高过最上面的孔。
变式① 从上到下的三个孔受到水的压强逐渐变 。
变式② 实验说明液体对容器的 有压强,同时可以说明液体压强的大小与 有关,该实验用到的物理学研究方法为 法。
6.
在靠近塑料瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图所示,这说明液体对容器的 有压强。随着瓶内水面的不断下降,可以观察到的现象是 ,这个现象表明 。
【素养日清】
7.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pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FBD.容器对桌面的压力F乙8. 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。潜水器下潜到表中标注的对应深度,承受海水压强最大的是 ( )
A.7103救生艇 B.蛟龙号
C.深海勇士号 D.奋斗者号
9. 如图所示,这是用压强计探究水内部压强的情景。
(1)把探头放入水中,通过观察 来判断探头处水的压强大小,高度差越大,水的压强 (选填“越大”或“越小”)。
(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强 。
(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液面的高度差增大,从而得到:在同种液体中,液体的压强随 的增大而增大。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,可以观察到U形管两边液面的高度差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.鱼儿在水中的舞姿,如诗如画,鱼缸不仅是一种装饰,更是一种生活方式,如图所示,有一体积为0.5 m3,底面积为1 m2的鱼缸,其中质量为6 kg的漂亮彩石静止在水底(彩石不吸水),鱼缸底部到水面深度为40 cm,鱼缸和内部的水、鱼、水草的重力为4 800 N,已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)水对鱼缸底的压强是多少
(2)鱼缸对地面的压强为多少
【参考答案】
情境创生
(1)液体压强随深度的增加而增大
(2)连通器
基础堂清
1.相等 大 密度
2.ρgh 液面的垂直距离
3.连通 静止 同一水平
4.大小不变 帕斯卡
5.大 侧壁 深度 转换
6.侧壁 水射出的距离越来越小 同一液体,深度越小,液体压强越小
素养日清
7.B 解析:由题知,三个容器的底面积相同,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,三种液体的质量和深度均相同;由图中容器的形状可知,B液体的体积最小,C液体的体积最大,根据ρ=可知,B液体的密度最大,C液体的密度最小,即ρB>ρA>ρC,故A错误;液体的密度关系为ρB>ρA>ρC,且三种液体的深度相同,根据公式p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系为pB>pA>pC,故B正确;因液体对容器底部的压强pB>pA>pC,三个容器的底面积相同,根据公式F=pS可知,液体对容器底部的压力关系为FB>FA>FC,故C错误;容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,因三个容器的质量相同、三种液体的质量也相同,则根据G总=m总g可知它们的总重力相等,所以它们对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故D错误。
8.D
9.(1)U形管两边液面的高度差 越大
(2)相等
(3)深度
(4)变大
10.解:(1)水对鱼缸底的压强:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×40×0.01 m=4×103 Pa
(2)鱼缸对地面的压力为F=G鱼+G石=G鱼+m石g=4 800 N+6 kg×10 N/kg=4 860 N,则鱼缸对地面的压强:
p===4 860 Pa8.3 空气的“力量”(巩固训练)
【基础堂清】
1. 物理小妙招,生活更精彩。图甲中,用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手,这是通过增大 来减小压强;图乙是自制的简易蛋黄分离器,挤压矿泉水瓶,让瓶口贴近蛋黄,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用 的作用。
2.如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并探究大气压的变化,下列说法正确的是 ( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,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小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
【素养日清】
3.在海拔2 000 m以内,可以近似地认为,每升高10 m,大气压降低 Pa(即1毫米水银柱)。如果测得山上的大气压比山下的大气压低5.6 cm水银柱,那么这座山的高大约为 m。(ρ水银=13.6×103 kg/m3,g取9.8 N/kg)
4. 小莲用力拧瓶盖,可是怎么也拧不动(图甲),当她用勺子在瓶盖边缘撬了几下后(图乙),用手一拧瓶盖就打开了。这主要是因为用勺子撬瓶盖可以 ( )
A.减小瓶内外气体的压力差
B.减小瓶盖与瓶口的接触面积
C.减小瓶盖上方受到的压强
D.增大瓶盖与瓶口间的摩擦力
5. 小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为7.9 N。
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm,计算得到活塞的横截面积为 cm2。
(4)计算得到大气压强的数值为 Pa。(保留到小数点后两位数字)
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致误差的因素有: 。(请写出两条)
【参考答案】
基础堂清
1.受力面积 大气压
2.A
素养日清
3.133 560
解析:1毫米水银柱产生的压强:
p大气=p水银=ρ水银gh=13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×1×10-3 m≈133 Pa
在海拔2 000 m以内每上升10 m,大气压降低1 mmHg,则此山高度:
h=×56 mmHg=560 m
4.A
5.(1)排尽筒内空气
(2)匀速拉动
(3)6.00 0.75
(4)1.05×105
(5)实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得的大气压值偏小;若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得的大气压值偏大8.3 空气的“力量”
情境创生 负压病房在救治重症患者及保护医护人员方面起到了非常大的作用。负压病房是利用特殊的装置,使病房内的气压低于病房外的气压。在负压病房内部,只能是外面的新鲜空气流进病房,而病房内被患者污染过的空气不能流出病房,并且被患者污染过的空气能够通过专门的通道及时排放到固定的地方,避免了病房外的空气受到污染,从而降低医务人员被感染的风险。负压病房最适合抢救患有呼吸道传染性疾病的病人。
(1)负压病房内的气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)病房外的气压,空气从 (选填“室内”或“室外”,下同)流向 。
(2)下列现象中,有可能处于“负压”状态的是 (填字母)。
A.正在熬制中药的高压锅内
B.吸饮料之前的吸管内
C.用针管吸取药液时针管内部
D.充满气后的氧气罐内
【基础堂清】
1.空气内部 也都存在压强,称为 。
2. 1654年, 实验证明了大气压的存在,意大利科学家 最早用实验测量出大气压 的值。
3. 拔火罐具有促进血液循环、缓解肌肉疼痛等功效。拔火罐时,用火加热玻璃罐内部后迅速扣在皮肤上,玻璃罐在 的作用下“吸”在皮肤上。请列举一个生产生活中应用该原理的实例: 。
4.下列现象与大气压无关的是 ( )
A.用吸管吸饮料,饮料上升 B.用吸盘挂毛巾,吸盘不脱落
C.帕斯卡“裂桶实验” D.用注射器吸药液
5. 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
6. 如图所示的是托里拆利实验的规范操作过程,根据托里拆利实验,回答下列问题。
问题① 将装满水银的长玻璃管倒立插入水银槽中,管内水银会下降一定高度,管的正上方没有水银的地方是 (选填“空气”或“真空”)。实验时使用水银而不用水的原因是水银的
大。
问题② 实验时若混入少量空气,大气压的测量结果会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若像最右图一样将玻璃管倾斜,则水银柱的长度将变长,高度 ,对实验结果 (选填“有”或“没有”)影响。
【素养日清】
7.护士在使用注射器吸取药液时,先将活塞推到针筒底部,这是为了 ,然后将针尖浸入药液中,利用 吸取药液。现今医院对患者进行静脉抽血时,将贮血管做成真空(低压)的,它是利用 让血液自动进入管内的。
8. 生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在 (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为2×10-3 m2,外界大气压为1×105 Pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 N,吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 。
9.小明同学自己设计了一个估测大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗的重忽略不计,则根据这些数据计算大气压p的公式是 。若吸盘内的空气不能完全排出,则大气压的测量值比实际值偏 小 (选填“大”或“小”)。
10. 某款擦窗机器人如图所示,它的“腹部”有吸盘,当真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,由于 的作用,它能牢牢地吸附在竖直玻璃上;若擦窗机器人的总质量为1.1 kg,当它吸附在竖直玻璃上处于静止时,受到的摩擦力为 N。(g取10 N/kg)
11.如图所示,茶壶的盖上有一个小孔,其作用是 ( )
A.便于观察壶内的水位
B.便于壶内水面上方空气流动,加快茶水冷却
C.可以调节水温
D.让外面空气进入壶内,便于茶水倒出
12.如图所示,这是个自制气压计。下列说法正确的是 ( )
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐上升
B.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
13.小杰家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂压力锅”的字样,如图所示,高压锅的横截面积为4.0×10-2 m2,限压阀的质量为100.8 g,排气孔的面积为7 mm2。问:(g取10 N/kg,外界大气压强为1标准大气压取1×105 Pa)
(1)锅内气体的压强最大可达多少
(2)锅盖至少要能承受多大的力才能保证安全
(3)设锅内压强每增加3.6×103 Pa,水的沸点就相应的增加1 ℃,则锅内的最高温度可达多高
【参考答案】
情境创生
(1)低于 室外 室内
(2)C
基础堂清
1.各个方向 大气压强
2.马德堡半球 托里拆利
3.大气压强 用吸管吸饮料
4.C 5.A
6.真空 密度 变小 不变 没有
素养日清
7.排尽空气 大气压 血压
8.平整 200 摩擦力
9. 小
10.大气压 11
11.D 12.A
13.解:(1)锅内最大压强为:
p=p0+=1×105 Pa+=2.44×105 Pa
(2)锅盖能承受的压力最小为:
F=pS'-p0S'=(p-p0)S'=(2.44×105 Pa-1.0×105 Pa)×4.0×10-2 m2=5.76×103 N
(3)锅内压强增加了:
Δp=p-p0=2.44×105 Pa-1×105 Pa=1.44×105 Pa
水的沸点增高:
Δt==40 ℃
tmax=100 ℃+40 ℃=140 ℃8.4 流体压强与流速的关系(巩固训练)
【基础堂清】
1.乒乓球比赛中,用球拍将球击出后,乒乓球由于具有 ,会继续向前运动;如图所示,乒乓球在空中旋转前进时,乒乓球上方的气体流速小于下方的气体流速,上方气体压强 下方气体压强,使乒乓球在球桌上的落点难以判断,这就是“弧圈球”。
2.在物理实践活动中,小明同学用两根粗细不同的吸管和盛水的杯子自制成一个口吹喷雾器。把吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,如图所示。往B管中吹气,你看到的现象是 ,原理是 。为了使实验效果较好,可将较 (选填“粗”或“细”)的吸管插入水中。
3.在学校举办的科技运动会上,水平抛出一个飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞盘的形状应为图中的 ( )
A. B.
C. D.
4.如图,这是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,隆起洞口A和平坦洞口B,当风吹过洞口时就会给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是 ( )
A.风总是A口吹入,B口吹出
B.风总是B口吹入,A口吹出
C.风总是A、B口同时吹入
D.洞内的风向是由洞外的风向决定的
【素养日清】
5.图甲、乙、丙是流体压强和流速关系在生活中的实例,请运用所学过的知识解答这些物理现象。
(1)图甲,取两张白纸,使其平行自然下垂,向两纸中间用力吹气,可观察到两纸相互靠拢,由此得到流体压强与流速的关系是 。
(2)图乙,飞机前进时,机翼把气流分为上、下两部分,机翼上方气流速度 机翼下方气流速度,下方机翼受到的向上的压力 上方机翼受到的向下的压力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)图丙,小汽车的外形类似于飞机机翼,当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,小汽车在水平方向上受到的阻力 它的牵引力;小汽车对地面的压力 它所受的重力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
6. 如图所示的是演示“流体压强和流速的关系”的实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里吹气,会导致b管上方气流速度 a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U形管中 (选填“a”或“b”)管水面升高,如果升高端的液面比原来升高了2 cm,则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为 Pa。(g取10 N/kg)
【参考答案】
基础堂清
1.惯性 大于
2.管A中的水面上升
流体流速大的地方,压强小 细
3.A
4.B 解析:等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,由于B出口平直,A出口向上突起,所以空气通过B出口上表面的流速小,压强大;通过后A出口上表面的流速大,压强小,在两个出口间形成一个向右的压强差,因此,风总是B口吹入,A口吹出。
素养日清
5.(1)流速大的地方压强小
(2)大于 大于
(3)等于 小于
6.小于 a 4008.4 流体压强与流速的关系
情境创生 如图所示的是学校实验组展示的“神奇的空气炮”实验,将一个两端开口的塑料直筒倾斜放置,下端对着乒乓球,用吹风机沿着塑料筒外侧吹上端开口处,乒乓球就像“炮弹”一样连续发射出去。
(1)用吹风机沿着塑料筒外侧吹上端开口处时,上端空气流速 ,压强 ,乒乓球被大气压吸出去。
(2)下列哪个生活物品工作时利用了此原理: 。(单选)
A.吸盘挂钩 B.扫地机器人 C.吊扇
【基础堂清】
1.韦应物在《滁州西涧》中写道:“野渡无人舟自横”。这句诗描绘了一个自然现象:如图所示,当小船系在岸边时,由于河流中央水流速度 ,压强 ,小船会受到一个指向河流中央的横向力,导致小船自动横在水面。
2.如图所示的是中国科技馆的“球吸”展项,不吹风时两球静止,当风从下向上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象,下列事例的工作原理与此“球吸”原理相同的是 ( )
A.拔火罐 B.吸管吸饮料
C.船闸 D.飞机升力
3. 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。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。水翼的形状应该是选项中的 ( )
A. B.
C. D.
【素养日清】
4. 我国的歼-20战斗机已经正式装备空军部队,歼-20战斗机的机翼上方空气 ,可以增加飞机的升力;它使用的涡扇15喷气式发动机工作时向后喷出高速气流,利用 原理使飞机向前飞行。
5.近期全国各地交警部门都加大对摩托车、电动车安装遮阳伞(如图所示)的检查拆除力度。当摩托车快速行驶时,遮阳伞 (选填“上表面”或“下表面”)空气流速更大,压强更 ,摩托车整体的稳定性变差,存在安全隐患。
【参考答案】
情境创生
(1)快 小
(2)B
基础堂清
1.大 小
2.D
3.B 解析:在流体中流速越大的位置,压强越小。当船在水中高速航行时,水翼上表面凸起,它与船体间的水流速度大,压强小;水翼下表面做成平面,水流速度小,压强大,因此在水翼的上下表面存在向上的压力(压强)差,所以船体被抬高了;故水翼的形状应该是图中的B。
素养日清
4.流速大,压强小 物体间力的作用是相互的
5.上表面 小第8章 压强 综合训练
一、填空题
1.在我国青藏高原的边防哨所,战士们用高压锅做饭,这是因为大气压随高度的增加而 ,高压锅能更快煮熟食物是利用了气压增大,沸点 的原理。
2.如图甲,拦河大坝修成“上窄下宽”的形状是因为液体的压强随深度的增加而 ;图乙中,船闸仅阀门A打开,上游和闸室组成 。
甲 乙
3. 如图所示的是《天工开物》中名为“北耕兼种”的农具,在耩(jiǎng)的中间有一个小斗,底部挖有一个小孔,将种子放入耩中,牛行走的时候带动耩摇动,种子便从小孔中撒下。耩使用铁尖的目的是增大 ,便于“起土”,犁地时,提压扶手容易改变铁尖在土中的深浅。犁的铁尖表面很光滑,使用中可以减小泥土对铁尖的 。
4.中考考场内,一名质量为50 kg、双脚与地面接触总面积为400 cm2的监考教师,站在讲桌前认真监考,则他站立时对地面的压强是 Pa;当他开始走动后,对地面的压强与站立时相比 (选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取10 N/kg)
5.饮茶是我国的传统文化,如图所示的是一把装有水的茶壶,壶嘴与壶身构成一个连通器,茶壶底部受到的水产生的压强为 Pa。若茶壶内部底面积为18 cm2,则茶壶内底部受到水的压力为 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
二、选择题
6.1684年,著名物理学家帕斯卡曾经做过一个著名的“裂桶实验”。他在一个密闭的、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子,然后从楼房的阳台上往管子里灌水。结果,只灌几杯水,桶竟开裂了,如图所示。这表明影响液体内部压强的因素是液体的 ( )
A.质量 B.深度
C.密度 D.体积
7.下列现象没有利用大气压强的是 ( )
A.把药液注射进肌肉里
B.用吸管吸瓶中的饮料
C.茶壶上留有小孔
D.利用离心水泵抽水
8.如图所示,玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中。下列选项能正确反映橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况的是( )
A. B.
C. D.
9.甲、乙两种物质的m-V关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压力、压强之比是 ( )
A.F甲∶F乙=4∶1
B.p甲∶p乙=2∶1
C.F甲∶F乙=2∶1
D.p甲∶p乙=4∶1
三、作图题
10.图甲是运动员滑雪时的场景,简化后如图乙所示(用斜面表示雪面,用方块表示运动员),在图乙中画出运动员所受重力和滑雪板对地面压力的示意图。
甲 乙
四、实验题
11.某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。(g取 10 N/kg)
甲 乙 丙
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度 。
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(3)他把探头放入水面下6 cm处,探头受到水的压强为 Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 有关。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 (选填“左”或“右”)侧液体的密度较大。
五、计算题
12.现代家具越来越重视“人体工学”的设计,如图(a)所示的电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图(b)(c)所示。下表中的数据为重500牛的人使用电脑椅时的一些参数。
椅子的质量 10千克
人端坐在椅子上时的受力面积 800厘米2
人端坐在椅子上时对坐垫的压力 320牛
人向后靠时对坐垫的压强 2 000帕
每个轮子的受力面积 4厘米2
(1)计算人端坐在椅子上时对坐垫的压强,说明人后靠时比端坐时舒服的原因。(根据计算回答)
(2)求人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强。
【参考答案】
1.减小 升高
2.增大 连通器
3.压强 摩擦
4.1.25×104 变大
5.1.5×103 2.7
6.B 7.A 8.B
9.D 解析:由图像可知,甲、乙两物质的密度比为===4∶1;A、B圆柱体等高,根据p====ρgh可知,两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为p甲∶p乙==4∶1;由于两圆柱体质量相等,根据G=mg可知两圆柱体的重力相等,根据F=G可知两圆柱体对地面的压力相等,故两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是1∶1,故D正确。
10.答图:
11.(1)相同
(2)高度差 不漏气
(3)600 深度
(4)右
12.解:(1)由表格数据可知,人端坐在椅子上时的受力面积S=800 cm2=0.08 m2,对坐垫的压力F=320 N,
则人端坐在椅子上时对坐垫的压强:
p===4 000 Pa
因为端坐在椅子上时对坐垫的压强大于后靠时对坐垫的压强,所以后靠时比端坐时舒服;
(2)椅子的重力:
G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N
人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压力:
F'=320 N+100 N=420 N
椅子对地面的受力面积:
S'=5×4×10-4 m2=2×10-3 m2
人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强:
p2===2.1×105 Pa