第010讲 压强【讲义】-【新课标新思维】2026年人教版中考物理一轮复习四步曲 学思讲测(通用版)

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名称 第010讲 压强【讲义】-【新课标新思维】2026年人教版中考物理一轮复习四步曲 学思讲测(通用版)
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文件大小 13.0MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-01-19 09:56:31

文档简介

模块二 力学
第10讲 压强【讲义】(3-7分)(解析版)
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 5
清单03 实验清单 11
清单04 易错清单 14
清单05 应用清单 15
清单06 典例清单 19
题型归纳、技巧点拨 24
01 探究影响压力作用效果的因素 24
02 压力、压强及其计算 26
03 减小或增大压强的方法 27
04 液体内部压强的特点 27
05 液体压强相关计算 28
06 连通器 29
07 大气压强与应用 29
08 大气压强的测量 30
09 流体压强现象 31
10 飞机的升力 31
课标要求 2.2.7通过实验,理解压强。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。 2.2.8探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
考查内容 一、压强; 二、液体压强; 三、大气压强; 四、流体压强与流速关系
考点分布 考查频率 命题趋势
01 探究影响压力作用效果的影响 ☆☆ 《压强》是力学部分的重点内容,也是学生学习过程中较难的部分,尤其是压强的相关计算是学生学习的重点和难点。对压强的学习应和生产和生活中的实例相结合,为此,在备考中,考生应注重所学概念和规律在实际生活中的应用。 本单元常考题型有:选择题、填空题、实验探究题、计算题和综合题等。 主要命题点有:探究压力作用效果的影响因素、压强及其计算、增大或减小压强的方法、探究液体内部压强的特点、液体压强的计算、连通器、大气压强及其应用、流体压强与流速关系等
02 压力、压强及其计算 ☆☆☆
03 增大或减小压强的方法 ☆☆☆
04 液体内部压强的特点 ☆☆
05 液体压强相关计算 ☆☆☆
06 连通器 ☆
07 大气压强与应用 ☆☆☆
08 大气压强的测量 ☆☆
09 流体压强现象 ☆☆☆
10 飞机的升力 ☆☆
清单01 基本概念
一、【压强】
1.定义: 作用在物体表面上的力,用F表示,单位是牛(N)。
2.产生条件:两个物体必须 ,而且有 的作用。
(1)静止在水平地面上,紧靠墙角的小球,由于墙与小球接触但无挤压作用,它们之间没有形变,因此不存在压力(如图)。
(2)人靠墙站立时,由于墙与人之间有挤压作用,因此它们之间存在压力(如图所示)。
3.方向: 受力物体表面并指向被压物体。
4.作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。
5.性质:压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于 。
6.压强定义:物体所受 与 之比。
7.压强物理意义:表示压力 的物理量。
二、【液体压强】
1.液体压强的特点
(1)液体由于受到重力作用,因此对支撑它的容器底部有压强;
(2)液体由于具有流动性,因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强;
(3)液体由于流动而在内部互相挤压,因此液体内部向 都有压强。
2.连通器:上端开口、下端 的容器叫做连通器。
3.连通器的特点:连通器里装入同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是 。
三、【大气压强】
1.实验探究:大气压强的存在
示意图 过程和现象 原因原因分析
加热装有水的易拉罐,水开后密封易拉罐,冷却后易拉罐变瘪
用嘴吸去管内的空气,就能喝到饮料
盛满水的杯子紧盖一个硬纸片,倒置后,纸不掉,水也流不出来
【探究归纳】人们生活中地球大气中,大气对 的物体有压强。
2.大气压强:像液体一样,大气压强对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。
3.大气压强产生的原因:地球周围的空气因为受到地球的吸引而具有重力,因此对浸入大气的物体产生压强,同时因为大气具有流动性,因而大气内部向各个方向都有压强。
四、【流体压强与流速关系】
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
清单02 知识点
一、【压强】
1.压力与重力的区别与联系
A对斜面的压力 A受到的重力
区别 施力物体 物体 地球
受力物体 支持物(斜面) 物体
性质 弹力 引力
产生原因 物体间相互接触并挤压 地球的吸引
大小 — G=mg
方向 垂直于受力物体表面并指向被压物体 竖直向下
作用点 受压物体表面 重心
示意图
联系 只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
温馨提示 压力与物重大小关系 物体受重力作用,可能对接触面产生压力,但压力大小不一定等于物体的重力。放置在水平地面上的物体,其对地面的压力大小:F压=G(如图1所示); 若在物体上方加一个竖直向下的力F外,则地面受到的压力F压=G+F外(如图2所示); 若有一个外力F外(F外2.影响压力作用效果的因素
(1)因素:压力大小和受力面积大小。
(2)解释生活中的现象:如图所示,体重相同的人,徒步在雪地里行走的人留下的痕迹更深,这说明:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。想一想:体重不同的两个人同相同的雪橇在雪地里运动,谁在雪地里留下的痕迹更深呢?
3.压强公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
4.单位: ,简称帕,用符号Pa表示。
温馨提示 (1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。 (2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。 (3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。 (4)公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
二、【液体压强】
1.液体压强公式的推导:计算液面下深度为h处液体的压强时,可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。
设平面的面积为S,如图所示:
(1)液柱的体积:V=Sh,
(2)液柱的质量:m=ρV=ρSh;
(3)液柱对水平面的压力:F=G=mg=ρShg;
(4)水平面受到的液柱的压强:。
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
2.液体压强公式
(1)公式:p=
(2)公式中各字母表示的物理量和单位
字母 物理量 单位
p 压强 Pa
ρ 液体的密度 kg/m3
g 常量 N/kg
h 液体的深度 m
应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一为 中的单位。ρ的单位用kg/m3,h的单位用m,计算出的压强p的单位才是Pa。
3.对液体压强公式的四点理解
(1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关。
(2)液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的数值距离。如图所示,A、B、C、D、E各点的深度分别为:30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。
(3)公式p=ρgh适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体。
(4)均质、实心、竖直的柱状固体(如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等)对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。
【归纳总结】公式与p=ρgh的区别与联系
压强公式 液体压强公式p=ρgh
区别 适用范围 适用于所有情况下压强的计算 用来计算液体的压强
决定因素 压力和受力面积 g值不变时,取决于液体的密度和深度
联系 液体压强公式p=ρgh是通过公式结合液体的特点推导出来的,是压强定义式特殊形式
4.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系:容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液 液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液 液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
三、【大气压强】
1.大气压强的特点
(1)大气向各个方向都有压强;
(2)在同一高度向 的压强相等。
2.平时感受不到大气压存在的原因:大气压在我们周围时刻存在着,但我们却没有感受到,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡。
▲拓展培优 最早证明大气压存在的实验 1654年,在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。人们把两个铜制的空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两只马队向相反的方向拉两个半球。当两队的马匹共达到16匹时,才将两个半球拉开。马德堡半球实验不仅最早证明了大气压的存在,而且说明了大气压强很大。
3.大气压强的变化
影响因素 具体描述
海拔 (1)海拔越高,气压越小,在海波3000m内,每升高10m,大气压越减小100Pa;(2)海平面附近的大气压越等于标准大气压。
气象 (1)晴天的大气压比阴雨天的高;(2)冬天的大气压比夏天的高。
教材深挖 气体体积与压强的关系 气球被脚一踩,它的体积变小,球内气体的压强增大,甚至会将气球撑破;堵住打气筒出气口,当打气筒的活塞下呀一些后,筒内的气体体积减小,压强增大,活塞越往下压越费力。大量实验表明:温度不变时,一定质量的气体,体积减小、压强增大,体积增大,压强减小。
四、【流体压强与流速关系】
1.实验探究:流体压强与流速的关系
提出问题 当流体流动时,流体压强的大小跟流体不流动时有什么不同?
猜想与假设 流体压强与流速可能无关,也可能流速越大压强越小,还可能流速越大压强越大
进行实验 在硬币上方沿水平方向吹气,硬币会向上跳起,并随着气流向前运动,飞跃障碍物
在两张纸之间向下吹气,观察到两张纸向中间靠拢
纸条一端贴近下嘴唇,用力向前方吹气,观察到纸条飘起
在水平放置的两根筷子之间放上两个乒乓球,通过塑料管像两球中间吹气,观察到乒乓球向中间靠拢
将两只小纸船放入水盆中,用针管向两船之间冲水,观察到两只小船向中间靠拢
在倒置的漏斗里放一个乒乓球,并用手指托住,然后从漏管用力向下吹气,将手指移开,发现乒乓球掉不下来
实验结论 在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大
★方法技巧 判断流体流速大小的技巧 自然流体,如流动的空气(风)、流动的水,一般是在较宽阔的地方流速小,在较窄的地方流速大;运动的物体引起空气和液体流动时,运动物体周围的流体流速大,其余地方的流体流速小。
清单03 实验清单
一、【压力作用效果与哪些有关】
【实验目的】压力作用效果与哪些因素有关。
【实验原理】根据压力作用在物体上产生形变的大小来判断压力的作用效果。
【实验装置】
【实验步骤】1.照图甲那样,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度;
2.再照图乙那样,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度;
3.再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度;
【实验表格】
【实验结论】受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;压力大小一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
二、【探究液体内部压强的大小可能与哪些因素有关】
1.U型管压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)构造:主要由U型管、橡皮管、探头(由空金属盒蒙上橡皮膜制成)三部分组成(如图所示)。
(3)工作原理:当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
★特别提醒 U型管左右两侧液面的高度差,只能反映液体内部压强的相对大小,压强计的示数不等于液体内部压强的大小。
2.实验探究:液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
图示 控制变量 现象分析 结论
控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向 U型管两侧液面的高度差不变,即液体内部压强不变,说明液体内部压强与方向无关 液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等
控制液体的密度、探头的方向相同,增大探头在液体中的深度 U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是深度增加引起的 同种液体内部的压强随深度的增加而增大
控制探头的方向、在液体中的深度相同,增大液体的密度 U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是液体密度变大引起的 液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体内部的压强越大
【探究归纳】
液体内部压强的特点:
(1)液体内部向各个方向都有压强,在同种液体的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)同种液体内部的压强随深度的增大而增大;
(3)液体内部压强的大小还跟液体密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
★特别提醒 实验前应检查U型管压强计是否漏气,常用方法是用手轻轻按压橡皮膜,看压强计U型管两侧液面的高度差是否发生变化。如果发生变化,说明不漏气;如果无变化或变化不明显,说明漏气。
★方法技巧 实验中科学探究方法的应用 1.转换法:研究内部压强的规律时,通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。 2.控制变量法:(1)控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向;(2)控制液体的密度、探头的方向相同,改变探头的深度;(3)控制探头在液体中的深度、方向相同,改变液体的密度。
三、【大气压强的测量】
1.托里拆利实验
测量方法 将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程 丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析 玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论 大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论 我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示。 p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。 这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验。
2.对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
教材深挖 托里拆利实验用水银而不用其他液体的原因 水银在常温下是密度最大的液体,在同样的大气压下,需要的玻璃管较短,如果换用其他液体,加入用水来做托里拆利实验,由实验原理可得ρ水银gh水银=ρ水gh水,则。可见,实验时需要约11m的玻璃管,这是很难操作的。
清单05 易错清单
易错点1:明确受力面积:
明确受力面积:受力面积是指相互挤压的物体间的实际接触面积。两物体相接触那个面的面积不同时,受力面积一般为面积较小的那个面的面积。
压力是垂直作用在物体表面的力,这里一定时垂直作用。
易错点2:对液体深度h的理解:
在利用p=ρgh 进行计算时,关键是正确判断液体的深度h。“深度”与“高度”“长度”不同,深度指的是被研究点到自由液面的竖直距离,高度指的是被研究点到容器底部的竖直距离,而长度可以是竖直的,也可以是倾斜的。如图甲所示,A、B两点的深度不同,但高度相同。如图乙所示,h是液柱的深度,l是液柱的长度,h易错点3:区分压力、压强是固体产生的还是液体产生的:
区分题目中所提的是固体产生的压力、压强,还是液体产生的压力、压强,其实就是看施力物体。如果施力物体是液体,那么就是液体产生的;如果施力物体是固体,那么就是固体产生的。
易错点4:对流体压强与流速关系的理解:
判断流体流速的大小是解决此类问题的关键,方法如下:①在水平面上高速运动的物体周围,离物体越近的位置流体的流速越大;②同一流体经过不同的横截面积时,流体在横截面积小的位置流速大;③相同时间内,同一流体通过路程大的位置流速大。
清单06 应用清单
1.增大和减小压强在实际生活中的应用
(1)增大压强
1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时加大力量。
图甲:图钉尖很尖 图乙:铁轨下铺设枕木 图丙:书包带很宽
(2)减小压强
1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
2.连通器的应用
茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水 下水弯的U型“反水弯”是一个连通器,阻挡下水道的异味进入室内 锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器,可显示锅炉内的水位 水塔和自来水管构成连通器,将水送到千家万户
过路涵洞是一个连通器,使水从道路一侧流到另一侧 养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器,可保持饮水槽内水位不变 船闸利用连通器原理实现船只通航
3.大气压强的应用
(1)活塞式抽水机的工作原理:活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
(2)生活中的“吸力”:日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。
4.气压计
(1)定义:测量大气压的仪器叫做气压计。
(2)分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计等)。
①水银气压计:在托里拆利实验中,如果玻璃管旁竖立一个刻度尺,读出水银柱的高度即可知道当时的大气压,这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确,但携带不便,常用于气象站和实验室。
②金属盒气压计:又叫无液体气压计。如图所示,其核心部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒中央相连的弹性钢片。盒的表面是波纹状的,大气压变化时,金属盒受力发生变化,与盒体相连的钢性弹片的弯曲程度也发生变化,固定在弹性钢片末端的拉杆就通过传动结构放大这种形变,如果刻度盘上标的是高度差,该仪器就成了登山用的高度计。
金属盒气压计及其工作原理示意图
(3)生活中的气压计:除测量大气压外,汽车轮胎、氧气瓶、灭火器、飞机机舱及太空站内的气体压强的测量都用到了气压计。
▲拓展培优 测量大气压的其他方法 方法一方法二方法三器材弹簧测力计、刻度尺、吸盘、玻璃板弹簧测力计、刻度尺、注射器弹簧测力计、刻度尺、吸盘、小桶、玻璃板示意图测量的物理量刚好将吸盘拉离玻璃板时弹簧测力计的示数F、吸盘直径D注射器活塞刚被拉动时测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L小直径D、吸盘刚好脱离玻璃板时吸盘、小桶和沙的总重力G具体步骤(1)用弹簧测力计测出从光滑玻璃板上刚好能拉下吸盘所用的力F; (2)将吸盘底面圆形画在纸上,用刻度尺测出吸盘的直径D,用S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积; (3)用压强公式即可计算出大气压强的值(1)把注射器活塞注射器筒的底端,用一个橡皮帽封住注射器的小孔; (2)用细绳拴住注射器活塞推柄的颈部,并使绳与固定在墙上的测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F; (3)观察并记录注射器筒上所表明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L; (4)根据和V=LS即可测出大气压的值。(1)测出吸盘和玻璃板接触面的直径D,用S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积; (2)将吸盘按压在光滑水平玻璃板下面,挤出吸盘内的空气,将装有适量沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺慢慢地向筒内加细沙,直到吸盘刚好脱离玻璃板,测出此时吸盘、小桶和沙的总重力G; (3)根据即可计算出大气压的值。表达式评估交流因为吸盘或注射器内的空气不可能完全被挤出,所以三种方法测出的大气压值往往比实际小一些。
▲拓展培优 不能用p=ρgh求大气压强的原因 因为大气层没有很明显的分界线,所以h不能确定,且大气的密度不均匀,随高度的变化而变化,所以ρ不能确定,故大气压强不能通过公式p=ρgh计算出来,只能通过测量来确定。
5.飞机的升力
(1)飞机机翼的形状:如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
(2)升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
6.生活中跟流体压强与流速关系相关的现象
事例 图解 分析
“香蕉球” 足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进
气流喷壶 水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出
站台安全线 列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车
风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外 风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外
清单05 典例清单--举一反三
【典例1】压强
1.玲玲学习压强知识后,利用小桌、海绵、砝码等器材来“探究影响压力作用效果的因素”,实验过程如图中甲、乙、丙所示。
(1)通过甲、乙实验能够得到的结论是 。
(2)下列事例中,直接应用到由乙、丙实验所得结论的是 (填序号)。
①压路机的滚轮质量很大
②书包的背带设计的宽些
③鞋底上凹凸不平的花纹
(3)如图丁的实验中,将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现海绵的凹陷程度不变,由此得出“压力的作用效果与受力面积无关”的结论,此探究过程中存在的问题是 。
【变式1-1】(2025·广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是(  )。
A. 物体对水平面的压强:
B. 物体对水平面的压力:
C. 物体的密度:
D. 物体的质量:
【变式1-2】(2025·武威等)救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是为了___________(选填“增大”或“减小”)人对冰面压强;匍匐前进时救生员对冰面的压力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)直立前进时救生员对冰面的压力。
【变式1-3】(2025·云南省)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )。
A. 安全锤的锤头做得很尖 B. 背包的背带做得较宽
C. 眼镜架上装有鼻托 D. 铁轨铺在枕木上
【典例2】液体压强
【典例2】(2025·广东省)在探究液体压强与哪些因素有关时,小明提出如下猜想:
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关。
(1)实验前,U形管两侧液面如图甲,应重新安装橡胶管使两侧液面________。
(2)调好器材后,探究猜想①和②比较图乙、丙可知:同种液体,________,压强越大;已知,比较图丙、________可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知,根据实验结论推测,探头的位置可能在________(选填“a”“b”或“c”)处。
(4)探究猜想③,如图,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论。此实验设计不合理的地方是________。
(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是________。
【变式2-1】(2025·苏州)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个面上开了六个相同圆孔,在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d、e、f,将它压入水中后,出现如图乙所示的现象。
(1)通过观察橡皮膜______的形变可知,水的内部有向上的压强;
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知,______越大,水的压强越大;
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是:______。
【变式2-2】(2025·成都)三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是(  )。
A. 茶壶 B. 密度计
C. 高压锅 D. 液体温度计
【变式2-3】(2025·上海)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的水面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
【典例3】大气压强
【典例3】(2025·乐山)如图所示,在托里拆利实验中,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有___________的支持;把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差___________。
【变式3-1】(2025·南充)生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其它三项不同的是(  )。
A. 胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B. 正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C. 地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D. 制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
【变式3-2】(2025·广西)大气压强与我们的生活息息相关,能证实大气压强存在的实例是(  )。
A. 用吸管吸水 B. 用筷子夹菜 C. 用细线切豆腐 D. 用削笔刀削铅笔
【变式3-3】(2025·广州)如图是用于测量汽车轮胎内气体压强的胎压计,其数值的单位是“”,表示的受力面积上,所受的压力大小相当于1kg物体的重力大小。若g取10N/kg,则相当于(  )。
A. B. C. D.
【典例4】流体压强与流速关系
【典例4】(2025·绥化)下列现象中能用流体压强与流速的关系解释的是( )。
A. 口吹硬币跳越木块 B. 用吸管吸饮料
C. 铁轨下铺枕木 D. 茶壶中水面相平
【变式4-1】(2025·烟台)科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是(  )。
A. 甲图:拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B. 乙图:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C. 丙图:潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D. 丁图:飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
【变式4-2】(2025·江西省)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强___________,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越___________。
【变式4-3】(2025·眉山)如图所示的事例,说法正确的是(  )。
A. 图甲中,船闸不属于连通器
B. 图乙中的现象,说明液体压强与液体的深度有关
C. 图丙中的现象,说明纸条上方比下方空气流速大,压强大
D. 图丁中,把玻璃板拉离水面时弹簧测力计的示数会变大,说明分子间存在着斥力
01 探究影响压力作用效果的因素
【点拨】 1.此实验采用的方法有:控制变量法、转换法; 2.实验使用海绵而不用木板:木板不容易产生形变,而海绵容易产生形变,便于观察实验现象; 3.用海绵形变的大小来衡量压力作用效果的大小,是转换法; 4.海绵的作用:通过海绵的形变体现压力作用效果; 5.而在探究压力作用效果具体受哪个因素影响时,采用了控制变量的方法; 6.实验中通过比较不同实验步骤看能否得出结论:关键是看是否采用了控制变量法; 7.同学实验时将物体沿竖直方向切成大小不同的两块。他发现它们两块对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中的做法是否正确?原因是:不正确,她没有控制压力大小相同; 8.如果将图中的海绵换成木板,压力的作用效果与放海绵的作用效果相同吗:相同,因为压力的效果与压力大小和受力面积有关,有其他因素无关,改成木板后只是我们观察不到效果而已; 9.实验需要多次进行,目的是:总结普通规律; 10.实验结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力大小一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
1. (2025·辽宁省)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是(  )。
A. 增大压强 B. 减小压强
C. 增大压力 D. 减小压力
2.(2024·山东滨州)“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体验;
(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 F倒(选填“>”“<”或“=”),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
02 压力、压强及其计算
【点拨】 (1)叠加体压强的计算:1)单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;2)叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。 (2)压力、压强的比较:1)比较固体压力、压强时,一般先比较压力的大小,再结合受力面积比较压强的大小;2)对于密度均匀的水平面上的柱状物体,也可以用公式p=ρgh比较压强,再利用F=pS比较压力。 (3)压强、质量与密度综合:1)对于密度均匀的柱状物体,放立在水平面上时,对地面的压强可以用公式p=ρgh计算;2)由压强相等受力面积不等,根据公式F=pS判断压力的大小,从而比较重力的大小和质量的大小。 (4)压力、压强与图像的结合:1)首先找出图像所表示的含义;2)观察图像特点,找出关键信息;3)根据找出的特点,利用所学知识和公式进行计算。
3.(2025·宜宾)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,g=10N/kg。下列结果正确的是(  )。
A. 物体B的高度为10cm B. 物体B的重力为10N
C. 物体A的重力为24N D. 物体A的密度为1.2×10 kg/m
4.(2025·连云港)王莲拥有水生植物中最大的叶片,莲叶边缘上卷,在叶脉通气组织支撑下,莲叶几乎不浸入水中。王莲进入观赏期时,植物园向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的25%。工作人员将面积为1.5m2、质量为3kg的硬质泡沫板放在底面积为2m2的莲叶中央,该莲叶卷边高度为16cm,游客站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示,某游客质量为60kg,双脚站立时与地面的接触面积为4×10-2m2。求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)游客双脚站立在地面时对地面的压强。
(2)游客体验“一叶当舟”时,莲叶受到的压强。
(3)为保证安全,该莲叶能托起游客的最大质量。
03 增大、减小压强的方法
5. (2025·威海)图所示的工具可以提高在沙漠中植树的效率。使用较细的铁棒更容易将树根压入干燥沙子,这是通过___________来增大压力的作用效果;竖直向上缓慢提升工具时,拉力越来越小,说明铁棒侧壁受到的摩擦力___________(选填“减小”“不变”“增大”)。
6.(2025·青海省)如图所示,下列措施中有利于顿钻碎石的是( )。
①增大加重杆的重量②减小加重杆的重量
③增加钻头的锋利程度④尽量让钻从低的地方下落
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③
04 液体内部压强的特点
7.(2025·乐山)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为(  )。
A. B. C. D. 无法判断
8.(2025·扬州)今年1-5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )。
A. 深度不变 B. 深度变大 C. 压强变小 D. 压强不变
05 液体压强相关计算
【点拨】 压力、压强的分析与计算顺序:解答关于压强的综合题时一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。 (1)固体(先压力后压强):一、分析、计算压力;二、由分析计算压强。 (2)液体(先压强后压力):一、根据液体压强公式p=ρgh分析、计算液体的压强;二、根据F=pS分析、计算压力。 ★易错警示 液体压力与压强的计算:对应形状不规则的容器,里面装的液体对容器底的压力F一般不等于液体的重力G液。
9.(2025·绥化)如图所示,水平桌面上有一个圆柱形薄壁容器。容器内竖立一个圆柱形杯子(材料质地均匀),高为0.09m,底面积为。现只向容器内注水,当容器内水的深度为0.06m时,杯子对容器底部的压力刚好为零;接下来同时向容器内和杯中注水,当杯口与容器内的水面相平时,杯中水的体积是杯子容积的一半,且杯子对容器底部的压力也刚好为零。(整个过程中,杯底与容器底部始终接触但不紧密)求:
(1)只向容器内注水,当水的深度为0.06m时,水对容器底部的压强;
(2)空杯子的质量;
(3)该杯子材料的密度;
(4)继续向杯子中注水,直至注满,此时杯子对容器底部的压强是多少?
06 连通器
11.(2025·北京)取一段胶皮管,左端接一个漏斗,右端接一个尖嘴的小管,向漏斗中装水,使左侧管中液面高于小管口,便形成了一个人工喷泉,如图所示。请从力的角度推理说明右侧管口水喷出的原因。
12.(2025·自贡)下列说法中不正确的是(  )。
A. 图甲:三峡船闸利用了连通器原理
B. 图乙:“拔火罐”技术利用了大气压强
C. 图丙:给坦克安装上宽大的履带是为了增大压强
D. 图丁:运油-20起飞时机翼上表面的压强小于下表面的压强
07 大气压强与应用
13. (2025·烟台)生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,下列关于玻璃瓶的小实验解释正确的是(  )。
A. 甲图:用大小不同力敲打玻璃瓶的同一位置,能改变声音的音调
B. 乙图:用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为细管发生了微小形变
C. 丙图:将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压强随高度升高而增大
D. 丁图:用吸管吸水时,水会沿着吸管进入嘴里,是因为大气压强的作用
14. (2025·广安)慢跑是一种有益于健康的运动项目。在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路,其中一个原因是车辆通过时,车道空气流速变大,压强______,容易发生危险。此外我们在跑步过程中,要调节好自己的呼吸频率,吸气时空气在______的作用下进入人的肺部。
08 大气压强的测量
15. (2025·凉山州)如图所示,该实验是托里拆利第一次测出大气压强值的实验,水银对玻璃管中A点的压强______(选填“大于”“小于”或“等于”)水银槽上方的大气压强。利用图中数据可计算出该地的大气压强为______Pa。()
16.如图实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是(  )。
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力;
B.乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的;
C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值;
D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
09 流体压强现象
【点拨】 (1)明确“因果”,辨别现象:流体流动时,不同的区域流速不同,压强大小不同,流速大的区域压强小,不同的区域之间就会出现压强差。有压强差时,物体的形状或运动状态就会发生改变。这时,流体流动是“因”,压强差是:“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速的关系导致的现象。 (2)利用流体压强与流速的关系解题时,先弄清哪个位置的流体流速大,哪个位置的流体流速小,再找出各处压强的大小的关系,进而分析物体受力情况和可能发生的现象。
17.(2025·宜宾)下列事例主要用流体压强与流速关系来解释的是(  )。
A. 生活中常用吸管喝牛奶 B. 机翼表面设计成上凸下平
C. 高压锅容易把食物煮熟 D. 拦河大坝设计成上窄下宽
18. (2025·辽宁省)如图,若某同学往吸管B中吹气,可以看到吸管A中的水面上升。由于吹气,使吸管A上方空气流速变____,压强变____。
10 飞机的升力
19. (2025·南充)近年来,我国科技取得了巨大成就,下列分析不合理的是(  )。
A. 四川舰上的电磁弹射系统工作原理与电动机相同
B. 人形机器人对舞台的压力大小等于地面对它的支持力大小
C. 运﹣20大型运输机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
D. 天宫二号由近地点向远地点运动时重力势能减小,动能增加
20.(2024·四川泸州)在学校科技社团活动中,小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时,手将飞机模型向前推出,是力改变了飞机模型的 ;飞机模型在空中水平飞行过程中,机翼上方的空气流速较快,压强较 ;飞机模型着地后,能够沿水平地面继续向前滑行一段距离,是由于飞机模型具有 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)模块二 力学
第10讲 压强【讲义】(3-7分)(解析版)
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图、知识导航 3
考点精研、易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 5
清单03 实验清单 11
清单04 易错清单 14
清单05 应用清单 15
清单06 典例清单 19
题型归纳、技巧点拨 29
01 探究影响压力作用效果的因素 29
02 压力、压强及其计算 31
03 减小或增大压强的方法 34
04 液体内部压强的特点 35
05 液体压强相关计算 36
06 连通器 38
07 大气压强与应用 39
08 大气压强的测量 40
09 流体压强现象 41
10 飞机的升力 42
课标要求 2.2.7通过实验,理解压强。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。 2.2.8探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
考查内容 一、压强; 二、液体压强; 三、大气压强; 四、流体压强与流速关系
考点分布 考查频率 命题趋势
01 探究影响压力作用效果的影响 ☆☆ 《压强》是力学部分的重点内容,也是学生学习过程中较难的部分,尤其是压强的相关计算是学生学习的重点和难点。对压强的学习应和生产和生活中的实例相结合,为此,在备考中,考生应注重所学概念和规律在实际生活中的应用。 本单元常考题型有:选择题、填空题、实验探究题、计算题和综合题等。 主要命题点有:探究压力作用效果的影响因素、压强及其计算、增大或减小压强的方法、探究液体内部压强的特点、液体压强的计算、连通器、大气压强及其应用、流体压强与流速关系等
02 压力、压强及其计算 ☆☆☆
03 增大或减小压强的方法 ☆☆☆
04 液体内部压强的特点 ☆☆
05 液体压强相关计算 ☆☆☆
06 连通器 ☆
07 大气压强与应用 ☆☆☆
08 大气压强的测量 ☆☆
09 流体压强现象 ☆☆☆
10 飞机的升力 ☆☆
清单01 基本概念
一、【压强】
1.定义:垂直作用在物体表面上的力,用F表示,单位是牛(N)。
2.产生条件:两个物体必须接触,而且有挤压的作用。
(1)静止在水平地面上,紧靠墙角的小球,由于墙与小球接触但无挤压作用,它们之间没有形变,因此不存在压力(如图)。
(2)人靠墙站立时,由于墙与人之间有挤压作用,因此它们之间存在压力(如图所示)。
3.方向:垂直于受力物体表面并指向被压物体。
4.作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。
5.性质:压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力。
6.压强定义:物体所受压力与受力面积之比。
7.压强物理意义:表示压力作用效果的物理量。
二、【液体压强】
1.液体压强的特点
(1)液体由于受到重力作用,因此对支撑它的容器底部有压强;
(2)液体由于具有流动性,因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强;
(3)液体由于流动而在内部互相挤压,因此液体内部向各个方向都有压强。
2.连通器:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
3.连通器的特点:连通器里装入同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
三、【大气压强】
1.实验探究:大气压强的存在
示意图 过程和现象 原因原因分析
加热装有水的易拉罐,水开后密封易拉罐,冷却后易拉罐变瘪
用嘴吸去管内的空气,就能喝到饮料
盛满水的杯子紧盖一个硬纸片,倒置后,纸不掉,水也流不出来
【探究归纳】人们生活中地球大气中,大气对浸在其中的物体有压强。
2.大气压强:像液体一样,大气压强对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。
3.大气压强产生的原因:地球周围的空气因为受到地球的吸引而具有重力,因此对浸入大气的物体产生压强,同时因为大气具有流动性,因而大气内部向各个方向都有压强。
四、【流体压强与流速关系】
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
清单02 知识点
一、【压强】
1.压力与重力的区别与联系
A对斜面的压力 A受到的重力
区别 施力物体 物体 地球
受力物体 支持物(斜面) 物体
性质 弹力 引力
产生原因 物体间相互接触并挤压 地球的吸引
大小 — G=mg
方向 垂直于受力物体表面并指向被压物体 竖直向下
作用点 受压物体表面 重心
示意图
联系 只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
温馨提示 压力与物重大小关系 物体受重力作用,可能对接触面产生压力,但压力大小不一定等于物体的重力。放置在水平地面上的物体,其对地面的压力大小:F压=G(如图1所示); 若在物体上方加一个竖直向下的力F外,则地面受到的压力F压=G+F外(如图2所示); 若有一个外力F外(F外2.影响压力作用效果的因素
(1)因素:压力大小和受力面积大小。
(2)解释生活中的现象:如图所示,体重相同的人,徒步在雪地里行走的人留下的痕迹更深,这说明:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。想一想:体重不同的两个人同相同的雪橇在雪地里运动,谁在雪地里留下的痕迹更深呢?
3.压强公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
温馨提示 (1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。 (2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。 (3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。 (4)公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
二、【液体压强】
1.液体压强公式的推导:计算液面下深度为h处液体的压强时,可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。
设平面的面积为S,如图所示:
(1)液柱的体积:V=Sh,
(2)液柱的质量:m=ρV=ρSh;
(3)液柱对水平面的压力:F=G=mg=ρShg;
(4)水平面受到的液柱的压强:。
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
2.液体压强公式
(1)公式:p=ρgh
(2)公式中各字母表示的物理量和单位
字母 物理量 单位
p 压强 Pa
ρ 液体的密度 kg/m3
g 常量 N/kg
h 液体的深度 m
应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3,h的单位用m,计算出的压强p的单位才是Pa。
3.对液体压强公式的四点理解
(1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关。
(2)液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的数值距离。如图所示,A、B、C、D、E各点的深度分别为:30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。
(3)公式p=ρgh适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体。
(4)均质、实心、竖直的柱状固体(如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等)对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。
【归纳总结】公式与p=ρgh的区别与联系
压强公式 液体压强公式p=ρgh
区别 适用范围 适用于所有情况下压强的计算 用来计算液体的压强
决定因素 压力和受力面积 g值不变时,取决于液体的密度和深度
联系 液体压强公式p=ρgh是通过公式结合液体的特点推导出来的,是压强定义式特殊形式
4.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系:容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液 液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液 液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
三、【大气压强】
1.大气压强的特点
(1)大气向各个方向都有压强;
(2)在同一高度向各个方向的压强相等。
2.平时感受不到大气压存在的原因:大气压在我们周围时刻存在着,但我们却没有感受到,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡。
▲拓展培优 最早证明大气压存在的实验 1654年,在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。人们把两个铜制的空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两只马队向相反的方向拉两个半球。当两队的马匹共达到16匹时,才将两个半球拉开。马德堡半球实验不仅最早证明了大气压的存在,而且说明了大气压强很大。
3.大气压强的变化
影响因素 具体描述
海拔 (1)海拔越高,气压越小,在海波3000m内,每升高10m,大气压越减小100Pa;(2)海平面附近的大气压越等于标准大气压。
气象 (1)晴天的大气压比阴雨天的高;(2)冬天的大气压比夏天的高。
教材深挖 气体体积与压强的关系 气球被脚一踩,它的体积变小,球内气体的压强增大,甚至会将气球撑破;堵住打气筒出气口,当打气筒的活塞下呀一些后,筒内的气体体积减小,压强增大,活塞越往下压越费力。大量实验表明:温度不变时,一定质量的气体,体积减小、压强增大,体积增大,压强减小。
四、【流体压强与流速关系】
1.实验探究:流体压强与流速的关系
提出问题 当流体流动时,流体压强的大小跟流体不流动时有什么不同?
猜想与假设 流体压强与流速可能无关,也可能流速越大压强越小,还可能流速越大压强越大
进行实验 在硬币上方沿水平方向吹气,硬币会向上跳起,并随着气流向前运动,飞跃障碍物
在两张纸之间向下吹气,观察到两张纸向中间靠拢
纸条一端贴近下嘴唇,用力向前方吹气,观察到纸条飘起
在水平放置的两根筷子之间放上两个乒乓球,通过塑料管像两球中间吹气,观察到乒乓球向中间靠拢
将两只小纸船放入水盆中,用针管向两船之间冲水,观察到两只小船向中间靠拢
在倒置的漏斗里放一个乒乓球,并用手指托住,然后从漏管用力向下吹气,将手指移开,发现乒乓球掉不下来
实验结论 在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大
★方法技巧 判断流体流速大小的技巧 自然流体,如流动的空气(风)、流动的水,一般是在较宽阔的地方流速小,在较窄的地方流速大;运动的物体引起空气和液体流动时,运动物体周围的流体流速大,其余地方的流体流速小。
清单03 实验清单
一、【压力作用效果与哪些有关】
【实验目的】压力作用效果与哪些因素有关。
【实验原理】根据压力作用在物体上产生形变的大小来判断压力的作用效果。
【实验装置】
【实验步骤】1.照图甲那样,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度;
2.再照图乙那样,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度;
3.再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度;
【实验表格】
【实验结论】受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;压力大小一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
二、【探究液体内部压强的大小可能与哪些因素有关】
1.U型管压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)构造:主要由U型管、橡皮管、探头(由空金属盒蒙上橡皮膜制成)三部分组成(如图所示)。
(3)工作原理:当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
★特别提醒 U型管左右两侧液面的高度差,只能反映液体内部压强的相对大小,压强计的示数不等于液体内部压强的大小。
2.实验探究:液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
图示 控制变量 现象分析 结论
控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向 U型管两侧液面的高度差不变,即液体内部压强不变,说明液体内部压强与方向无关 液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等
控制液体的密度、探头的方向相同,增大探头在液体中的深度 U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是深度增加引起的 同种液体内部的压强随深度的增加而增大
控制探头的方向、在液体中的深度相同,增大液体的密度 U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是液体密度变大引起的 液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体内部的压强越大
【探究归纳】
液体内部压强的特点:
(1)液体内部向各个方向都有压强,在同种液体的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)同种液体内部的压强随深度的增大而增大;
(3)液体内部压强的大小还跟液体密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
★特别提醒 实验前应检查U型管压强计是否漏气,常用方法是用手轻轻按压橡皮膜,看压强计U型管两侧液面的高度差是否发生变化。如果发生变化,说明不漏气;如果无变化或变化不明显,说明漏气。
★方法技巧 实验中科学探究方法的应用 1.转换法:研究内部压强的规律时,通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。 2.控制变量法:(1)控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向;(2)控制液体的密度、探头的方向相同,改变探头的深度;(3)控制探头在液体中的深度、方向相同,改变液体的密度。
三、【大气压强的测量】
1.托里拆利实验
测量方法 将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程 丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析 玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论 大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论 我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示。 p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。 这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验。
2.对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
教材深挖 托里拆利实验用水银而不用其他液体的原因 水银在常温下是密度最大的液体,在同样的大气压下,需要的玻璃管较短,如果换用其他液体,加入用水来做托里拆利实验,由实验原理可得ρ水银gh水银=ρ水gh水,则。可见,实验时需要约11m的玻璃管,这是很难操作的。
清单05 易错清单
易错点1:明确受力面积:
明确受力面积:受力面积是指相互挤压的物体间的实际接触面积。两物体相接触那个面的面积不同时,受力面积一般为面积较小的那个面的面积。
压力是垂直作用在物体表面的力,这里一定时垂直作用。
易错点2:对液体深度h的理解:
在利用p=ρgh 进行计算时,关键是正确判断液体的深度h。“深度”与“高度”“长度”不同,深度指的是被研究点到自由液面的竖直距离,高度指的是被研究点到容器底部的竖直距离,而长度可以是竖直的,也可以是倾斜的。如图甲所示,A、B两点的深度不同,但高度相同。如图乙所示,h是液柱的深度,l是液柱的长度,h易错点3:区分压力、压强是固体产生的还是液体产生的:
区分题目中所提的是固体产生的压力、压强,还是液体产生的压力、压强,其实就是看施力物体。如果施力物体是液体,那么就是液体产生的;如果施力物体是固体,那么就是固体产生的。
易错点4:对流体压强与流速关系的理解:
判断流体流速的大小是解决此类问题的关键,方法如下:①在水平面上高速运动的物体周围,离物体越近的位置流体的流速越大;②同一流体经过不同的横截面积时,流体在横截面积小的位置流速大;③相同时间内,同一流体通过路程大的位置流速大。
清单06 应用清单
1.增大和减小压强在实际生活中的应用
(1)增大压强
1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时加大力量。
图甲:图钉尖很尖 图乙:铁轨下铺设枕木 图丙:书包带很宽
(2)减小压强
1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
2.连通器的应用
茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水 下水弯的U型“反水弯”是一个连通器,阻挡下水道的异味进入室内 锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器,可显示锅炉内的水位 水塔和自来水管构成连通器,将水送到千家万户
过路涵洞是一个连通器,使水从道路一侧流到另一侧 养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器,可保持饮水槽内水位不变 船闸利用连通器原理实现船只通航
3.大气压强的应用
(1)活塞式抽水机的工作原理:活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
(2)生活中的“吸力”:日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。
4.气压计
(1)定义:测量大气压的仪器叫做气压计。
(2)分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计等)。
①水银气压计:在托里拆利实验中,如果玻璃管旁竖立一个刻度尺,读出水银柱的高度即可知道当时的大气压,这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确,但携带不便,常用于气象站和实验室。
②金属盒气压计:又叫无液体气压计。如图所示,其核心部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒中央相连的弹性钢片。盒的表面是波纹状的,大气压变化时,金属盒受力发生变化,与盒体相连的钢性弹片的弯曲程度也发生变化,固定在弹性钢片末端的拉杆就通过传动结构放大这种形变,如果刻度盘上标的是高度差,该仪器就成了登山用的高度计。
金属盒气压计及其工作原理示意图
(3)生活中的气压计:除测量大气压外,汽车轮胎、氧气瓶、灭火器、飞机机舱及太空站内的气体压强的测量都用到了气压计。
▲拓展培优 测量大气压的其他方法 方法一方法二方法三器材弹簧测力计、刻度尺、吸盘、玻璃板弹簧测力计、刻度尺、注射器弹簧测力计、刻度尺、吸盘、小桶、玻璃板示意图测量的物理量刚好将吸盘拉离玻璃板时弹簧测力计的示数F、吸盘直径D注射器活塞刚被拉动时测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L小直径D、吸盘刚好脱离玻璃板时吸盘、小桶和沙的总重力G具体步骤(1)用弹簧测力计测出从光滑玻璃板上刚好能拉下吸盘所用的力F; (2)将吸盘底面圆形画在纸上,用刻度尺测出吸盘的直径D,用S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积; (3)用压强公式即可计算出大气压强的值(1)把注射器活塞注射器筒的底端,用一个橡皮帽封住注射器的小孔; (2)用细绳拴住注射器活塞推柄的颈部,并使绳与固定在墙上的测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F; (3)观察并记录注射器筒上所表明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L; (4)根据和V=LS即可测出大气压的值。(1)测出吸盘和玻璃板接触面的直径D,用S=πr2计算出吸盘与玻璃板的接触面积; (2)将吸盘按压在光滑水平玻璃板下面,挤出吸盘内的空气,将装有适量沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,用小勺慢慢地向筒内加细沙,直到吸盘刚好脱离玻璃板,测出此时吸盘、小桶和沙的总重力G; (3)根据即可计算出大气压的值。表达式评估交流因为吸盘或注射器内的空气不可能完全被挤出,所以三种方法测出的大气压值往往比实际小一些。
▲拓展培优 不能用p=ρgh求大气压强的原因 因为大气层没有很明显的分界线,所以h不能确定,且大气的密度不均匀,随高度的变化而变化,所以ρ不能确定,故大气压强不能通过公式p=ρgh计算出来,只能通过测量来确定。
5.飞机的升力
(1)飞机机翼的形状:如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
(2)升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
6.生活中跟流体压强与流速关系相关的现象
事例 图解 分析
“香蕉球” 足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进
气流喷壶 水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出
站台安全线 列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车
风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外 风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外
清单05 典例清单--举一反三
【典例1】压强
1.玲玲学习压强知识后,利用小桌、海绵、砝码等器材来“探究影响压力作用效果的因素”,实验过程如图中甲、乙、丙所示。
(1)通过甲、乙实验能够得到的结论是 。
(2)下列事例中,直接应用到由乙、丙实验所得结论的是 (填序号)。
①压路机的滚轮质量很大
②书包的背带设计的宽些
③鞋底上凹凸不平的花纹
(3)如图丁的实验中,将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现海绵的凹陷程度不变,由此得出“压力的作用效果与受力面积无关”的结论,此探究过程中存在的问题是 。
【答案】(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;(2)②;(3)没有控制压力的大小相同。
【解析】(1)通过甲、乙实验能够得到,受力面积相同时,压力越大,海绵的凹陷程度越明显,可得的结论是受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)由乙、丙实验可得:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
①.压路机的滚轮质量很大,是受力面积相同时,通过增大压力,增大压力的作用效果,故①不符合题意;
②.书包的背带设计的宽些,是压力相同时,通过增大受力面积,减小压力的作用效果,故②符合题意;
③.鞋底上凹凸不平的花纹,是压力不变时,通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦力,故③不符合题意。
故选②。
(3)如图丁的实验中,将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现海绵的凹陷程度不变,由此得出“压力的作用效果与受力面积无关”的结论,此探究过程中存在的问题是改变受力面积的同时,也改变压力大小,没有控制压力的大小相同。
【变式1-1】(2025·广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是(  )。
A. 物体对水平面的压强:
B. 物体对水平面的压力:
C. 物体的密度:
D. 物体的质量:
【答案】D。
【解析】甲、乙、丙三个实心长方体材料相同,则密度相同,即
因高度
底面积
由可知,
由可知,
由可知,
因物体对水平面的压力

物体对水平面的压强


故ABC错误,D正确。故选D。
【变式1-2】(2025·武威等)救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是为了___________(选填“增大”或“减小”)人对冰面压强;匍匐前进时救生员对冰面的压力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)直立前进时救生员对冰面的压力。
【答案】①. 减小;②. 等于。
【解析】[1][2]救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是在压力不变时,通过增大任何冰面的接触面积,减小人对冰面的压强;匍匐前进时救生员对冰面的压力等于直立前进时救生员对冰面的压力,都等于救生员的重力。
【变式1-3】(2025·云南省)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )。
A. 安全锤的锤头做得很尖 B. 背包的背带做得较宽
C. 眼镜架上装有鼻托 D. 铁轨铺在枕木上
【答案】A。
【解析】根据可知,可以通过在压力一定时减小受力面积或者在受力面积一定时增大压力来增大压强。
A.安全锤锤头做的很尖,在压力一定时通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.书包的背带做得较宽,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.眼镜架上装有眼镜鼻托,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.铁轨铺在枕木上,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
【典例2】液体压强
【典例2】(2025·广东省)在探究液体压强与哪些因素有关时,小明提出如下猜想:
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关。
(1)实验前,U形管两侧液面如图甲,应重新安装橡胶管使两侧液面________。
(2)调好器材后,探究猜想①和②比较图乙、丙可知:同种液体,________,压强越大;已知,比较图丙、________可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知,根据实验结论推测,探头的位置可能在________(选填“a”“b”或“c”)处。
(4)探究猜想③,如图,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论。此实验设计不合理的地方是________。
(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是________。
【答案】(1)相平;(2)①. 深度越深;②. 丁;(3)a;(4)见解析;(5)见解析。
【解析】【小问1详解】实验前,U形管两侧液面如图甲,还没有按压橡皮膜前U形管两侧液面就存在一定的高度差,可知两管气压不相等,接下来的操作是拆除软管重新安装,则两管气体与大气连通,液面就是相平的。
【小问2详解】[1]比较图乙、丙可知,同种液体,丙图中探头的深度较大,U形管两侧液面的高度差较大,液体压强较大,可以得到同种液体,深度越大,压强越大。
[2]要得到深度相同时,液体密度越大,压强越大,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,比较图丙和图丁。
【小问3详解】深度相同,液体的密度越大,液体压强越大,盐水的密度大于水的密度,将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致,盐水和水产生的压强相等,盐水的深度较小,探头的位置可能在a处。
【小问4详解】探究液体压强与容器大小有关,要控制液体的种类以及深度相同,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,排开液体的体积相同,大容器的底面积大于小容器的底面积,由可知,水升高的高度不同,最终水的深度不同。
【小问5详解】探究液体压强与深度的关系,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还需要更换密度不同的液体重复操作。
【变式2-1】(2025·苏州)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个面上开了六个相同圆孔,在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d、e、f,将它压入水中后,出现如图乙所示的现象。
(1)通过观察橡皮膜______的形变可知,水的内部有向上的压强;
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知,______越大,水的压强越大;
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是:______。
【答案】(1)d;2)深度;(3)压住塑料盒绕某一竖直轴转动一圈。
【解析】【小问1详解】底部的橡皮膜d向上凸出,说明水的内部有向上的压强。
【小问2详解】比较橡皮膜b、c或f、e,位置靠下的橡皮膜的形变程度较大,说明深度越大,水的压强越大。
【小问3详解】
想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是压住塑料盒绕某一竖直轴转动一圈,改变橡皮膜朝向,观察橡皮膜的形变程度变化。
【变式2-2】(2025·成都)三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是(  )。
A. 茶壶 B. 密度计
C. 高压锅 D. 液体温度计
【答案】A。
【解析】连通器的特点是上端开口、底部连通,当装入同种液体且静止时,各容器液面相平。
A.茶壶的壶身与壶嘴底部连通,构成连通器,液面静止时,壶嘴和壶身的水面相平,故A符合题意;
B.密度计利用漂浮时,浮力等于重力的原理,与连通器无关,故B不符合题意;
C.高压锅通过增大气压提高沸点,属于气压应用,故C不符合题意;
D.液体温度计利用液体的热胀冷缩原理,与连通器无关,故D不符合题意。故选A。
【变式2-3】(2025·上海)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的水面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
【答案】(1)38.24N;(2)①196Pa;②6×103kg/m3。
【解析】【小问1详解】甲容器对地面的压强为3824帕,甲容器,放在水平地面上,底面积为0.01m2,所以甲对地面的压力
【小问2详解】①将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m;由于小球的体积不变,甲、乙容器完全相同,则放入小球后,甲中水面上升0.02m,则水对容器底的压强变化量
②乙容器对地面的压强为6176帕,乙容器,放在水平地面上,底面积为0.01m2,所以乙对地面的压力
甲、乙对地面的压力等于甲、乙的总重力,甲、乙两容器对地面原来的压强分别为3824帕,6176帕,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等,则

解得
将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m,则小球的体积
则金属小球的密度。
【典例3】大气压强
【典例3】(2025·乐山)如图所示,在托里拆利实验中,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有___________的支持;把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差___________。
【答案】①. 大气压##大气压强;②. 不变。
【解析】[1]托里拆利是最早测出了大气压数值,是因为管内水银面下降到一定高度时就不再下降,此时外界大气压给液柱的支持力等于液柱给液面的压力,故是因为大气压的支持。
[2]液体压强与深度成正比,深度是指液面到液体内某位置的竖直距离,所以玻璃管无论倾斜与否,管内外水银面竖直高度差不变。
【变式3-1】(2025·南充)生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其它三项不同的是(  )。
A. 胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B. 正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C. 地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D. 制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
【答案】D。
【解析】A.高原地区海拔高,大气压强比较低。车轮胎内的气压原本是与外界气压平衡的,到了高原后,外部气压降低,轮胎内部气压相对较高,导致轮胎“胀”起来。原理是外部气压降低导致内部气体膨胀。
B.密封的食品袋内部气压与外界大气压相等,带到高海拔后外部气压降低,袋内气压相对较高,导致袋子“胀”起来。原理是外部气压降低导致内部气体膨胀。
C.氢气球升到高空时,外部气压逐渐降低,气球内部的气压不变,所以氢气会膨胀,导致气球“胀”起来。原理是外部气压降低导致内部气体膨胀。
D.面团发酵时,酵母菌分解糖类产生二氧化碳(CO )气体,气体在面团内部积聚,导致面团“胀”起来。原理是内部气体(CO )的产生导致膨胀。
所以D选项与ABC三个选项“胀”起来的原理不同,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【变式3-2】(2025·广西)大气压强与我们的生活息息相关,能证实大气压强存在的实例是(  )。
A. 用吸管吸水 B. 用筷子夹菜 C. 用细线切豆腐 D. 用削笔刀削铅笔
【答案】A。
【解析】A.用吸管吸水,现将吸管中空气吸出,吸管内的气压小于大气压,水在大气压作用下进入吸管,故A符合题意;
B.用筷子夹菜,筷子与菜间存在摩擦,在摩擦力的作用下,菜不会滑落,故B不符合题意;
C.用细线切豆腐,细线的受力面积减小,压力相同时,力的作用效果较明显,故C不符合题意;
D.用削笔刀削铅笔,刀片的受力面积减小,压力相同时,力的作用效果较明显,故D不符合题意。
故选A。
【变式3-3】(2025·广州)如图是用于测量汽车轮胎内气体压强的胎压计,其数值的单位是“”,表示的受力面积上,所受的压力大小相当于1kg物体的重力大小。若g取10N/kg,则相当于(  )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】【解答】 1kg物体的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N,
1kg物体均匀压在1cm2水平面上产生的压力:F=G=10N,
受力面积S=1cm2=1×10-4m2,1kg/cm2相当于:,故D正确,ABC错误。
故选D。
【典例4】流体压强与流速关系
【典例4】(2025·绥化)下列现象中能用流体压强与流速的关系解释的是( )。
A. 口吹硬币跳越木块 B. 用吸管吸饮料
C. 铁轨下铺枕木 D. 茶壶中水面相平
【答案】A。
【解析】A.口吹硬币跳越木块,吹气时硬币上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的压力差使硬币跳起,能用流体压强与流速关系解释,故A符合题意;
B.用吸管吸饮料是利用大气压,吸气使吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入吸管,故B不符合题意;
C.铁轨下铺枕木是通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.茶壶中水面相平是利用连通器原理(连通器内装同种液体,液体不流动时液面保持相平),故D不符合题意。故选A。
【变式4-1】(2025·烟台)科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是(  )。
A. 甲图:拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B. 乙图:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C. 丙图:潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D. 丁图:飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
【答案】BCD。
【解析】A.由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成下宽上窄的形状。故A错误;
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁悬浮列车的车体和轨道间是同名磁极,利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮,故B正确;
C.潜水器在水中时,排开水的体积不变,是靠改变自身重力实现上浮和下潜。当潜水器水舱进水时,潜水器自身重力增加,浮力小于重力,于是就下潜。反之,水舱中水排出时,潜水器重力减轻,浮力大于重力,于是就上浮,故C正确;
D.飞机机翼横截面的上表面弯曲,下表面比较平,飞机前进时,机翼上方的空气流速较大,压强较小;下方的空气流速较小,压强较大,这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。故D正确。故选BCD。
【变式4-2】(2025·江西省)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强___________,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越___________。
【答案】①. 大;②. 低。
【解析】[1]机翼模型上凸下平的形状导致机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速大,流体中,流速大的位置压强小,则机翼下方的空气压强比上方的空气压强大。
[2]在地球上,高度越高,大气压越低,所以飞机升得越高,受到的大气压越低。
【变式4-3】(2025·眉山)如图所示的事例,说法正确的是(  )。
A. 图甲中,船闸不属于连通器
B. 图乙中的现象,说明液体压强与液体的深度有关
C. 图丙中的现象,说明纸条上方比下方空气流速大,压强大
D. 图丁中,把玻璃板拉离水面时弹簧测力计的示数会变大,说明分子间存在着斥力
【答案】B。
【解析】A. 图甲中,船闸满足上端开口,下端连通,属于连通器,故A错误;
B. 图乙中的现象,同种液体,深度越深,压强越大,说明液体压强与液体的深度有关,故B正确;
C. 图丙中的现象,说明纸条上方比下方空气流速大,压强小,故C错误;
D. 图丁中,把玻璃板拉离水面时弹簧测力计的示数会变大,说明分子间存在着引力,故D错误。
故选B。
01 探究影响压力作用效果的因素
【点拨】 1.此实验采用的方法有:控制变量法、转换法; 2.实验使用海绵而不用木板:木板不容易产生形变,而海绵容易产生形变,便于观察实验现象; 3.用海绵形变的大小来衡量压力作用效果的大小,是转换法; 4.海绵的作用:通过海绵的形变体现压力作用效果; 5.而在探究压力作用效果具体受哪个因素影响时,采用了控制变量的方法; 6.实验中通过比较不同实验步骤看能否得出结论:关键是看是否采用了控制变量法; 7.同学实验时将物体沿竖直方向切成大小不同的两块。他发现它们两块对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中的做法是否正确?原因是:不正确,她没有控制压力大小相同; 8.如果将图中的海绵换成木板,压力的作用效果与放海绵的作用效果相同吗:相同,因为压力的效果与压力大小和受力面积有关,有其他因素无关,改成木板后只是我们观察不到效果而已; 9.实验需要多次进行,目的是:总结普通规律; 10.实验结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力大小一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
1. (2025·辽宁省)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是(  )。
A. 增大压强 B. 减小压强
C. 增大压力 D. 减小压力
【答案】B。
【解析】趴在冰面上,是为了增大受力面积,从而可在压力一定时,可以减小压强,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
2.(2024·山东滨州)“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体验;
(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 F倒(选填“>”“<”或“=”),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
【答案】平衡;相互作用;=;受力面积;深度;A和B;大气压;A。
【解析】(1)[1]瓶子受到的支持力与重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力。
[2]瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上,是一对相互作用力。
(2)[3]瓶子正放与倒放时,对桌面的压力都等于自身的重力,大小是相同的,即F正=F倒。
[4]由图乙和图丙可知,压力大小相同,受力面积不同,海绵的形变程度不同,因此可知压力的作用效果与受力面积有关。
(3)[5]由图丁可知,A、B两处深度不同,且B处的深度比A处的深度要大,此时B处的水流速度大于A处的水流速度,说明B处水的压强要大于A处水的压强,因此可知,同种液体内部压强的大小与液体的深度有关。
[6][7]瓶盖拧紧后,瓶内与瓶外隔绝,由于外界大气压的作用,将瓶内的水压在瓶内而流不出来,因此小孔A和B都会立即停止出水。
(4)[8]塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比探究的是压力的作用效果与压力大小的关系。
A.限制货车超载是通过改变压力大小来改变压强,故A符合题意;
B.铁轨下面铺放枕木是通过增大受力面积减小压强,故B不符合题意;
C.破窗锤的敲击端做成锥状是通过减小受力面积增大压强,故C不符合题意。故选A。
02 压力、压强及其计算
【点拨】 (1)叠加体压强的计算:1)单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;2)叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。 (2)压力、压强的比较:1)比较固体压力、压强时,一般先比较压力的大小,再结合受力面积比较压强的大小;2)对于密度均匀的水平面上的柱状物体,也可以用公式p=ρgh比较压强,再利用F=pS比较压力。 (3)压强、质量与密度综合:1)对于密度均匀的柱状物体,放立在水平面上时,对地面的压强可以用公式p=ρgh计算;2)由压强相等受力面积不等,根据公式F=pS判断压力的大小,从而比较重力的大小和质量的大小。 (4)压力、压强与图像的结合:1)首先找出图像所表示的含义;2)观察图像特点,找出关键信息;3)根据找出的特点,利用所学知识和公式进行计算。
3.(2025·宜宾)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,g=10N/kg。下列结果正确的是(  )。
A. 物体B的高度为10cm B. 物体B的重力为10N
C. 物体A的重力为24N D. 物体A的密度为1.2×10 kg/m
【答案】AD。
【解析】A.由图可知,当h = 10cm时,B对地面的压强为0,这意味着此时B全部被截取,所以物体B的高度为10cm,故A正确。
B.由题意可知,B原来压强为,由可知,因物体B是正方体,则边长为10cm,底面积为0.01m2,,故B错误;
C.当h = 4cm = 0.04m时,截取部分B的重力,则由图可知
当h = 10cm = 0.1m时,截取部分B的重力,则可知
联立上式解得,,故C错误。
D.,则A的边长为0.2m,则A的质量为,A的密度为,故D正确。故选 AD。
4.(2025·连云港)王莲拥有水生植物中最大的叶片,莲叶边缘上卷,在叶脉通气组织支撑下,莲叶几乎不浸入水中。王莲进入观赏期时,植物园向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的25%。工作人员将面积为1.5m2、质量为3kg的硬质泡沫板放在底面积为2m2的莲叶中央,该莲叶卷边高度为16cm,游客站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示,某游客质量为60kg,双脚站立时与地面的接触面积为4×10-2m2。求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)游客双脚站立在地面时对地面的压强。
(2)游客体验“一叶当舟”时,莲叶受到的压强。
(3)为保证安全,该莲叶能托起游客的最大质量。
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】【小问1详解】游客双脚站立在水平地面上时,对地面的压力为F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
双脚站立时,地面的受力面积S=4×10-2m2
游客双脚站立在地面时对地面的压强为
【小问2详解】莲叶受到的压力等于人的重力和泡沫重力之和,大小为F2=G人+m泡沫g=600N+3kg×10N/kg=630N
莲叶与泡沫接触,受力面积为S2=1.5m2,莲叶受到的压强为
【小问3详解】当莲叶浸入水中的深度达到卷边高度25%时,泡沫板和人的总重力为
泡沫板和人的总质量
莲叶能托起人的最大质量。
03 增大、减小压强的方法
5. (2025·威海)图所示的工具可以提高在沙漠中植树的效率。使用较细的铁棒更容易将树根压入干燥沙子,这是通过___________来增大压力的作用效果;竖直向上缓慢提升工具时,拉力越来越小,说明铁棒侧壁受到的摩擦力___________(选填“减小”“不变”“增大”)。
【答案】①. 减小受力面积;②. 减小。
【解析】[1]压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关;使用较细的铁棒更容易将树根压入干燥沙子,这是通过减小受力面积的方增大压力的作用效果。
[2]竖直向上缓慢提升工具时,工具处于平衡状态;工具在竖直方向受到拉力、重力、摩擦力的作用,重力不变,拉力越来越小,则摩擦力越来越小。
6.(2025·青海省)如图所示,下列措施中有利于顿钻碎石的是( )。
①增大加重杆的重量②减小加重杆的重量
③增加钻头的锋利程度④尽量让钻从低的地方下落
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③
【答案】D。
【解析】顿钻碎石需要增大对碎石的压强或者使杆具有更大的能量。所以可以通过增大压力减小受力面积的方式去增大压强。①增大加重杆的重量可以增大压力,③增加钻头的锋利程度可以减小受力面积增大压强。除此之外也可以通过将杆从高的地方下落去增大钻的重力势能,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
04 液体内部压强的特点
7.(2025·乐山)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为(  )。
A. B. C. D. 无法判断
【答案】A。
【解析】甲液体中A点深度hA比乙液体中B点深度hB小,即,因为A、B两点处的液体压强相等,即,即,因为,所以,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(2025·扬州)今年1-5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )。
A. 深度不变 B. 深度变大 C. 压强变小 D. 压强不变
【答案】C。
【解析】AB.P点的深度是从水面到P点的垂直距离。水位下降后,水面到P点的距离变小,因此深度变小,故AB不符合题意;
CD.根据液体压强公式可知,同种液体密度相同,深度变小,液体压强也变小,故C符合题意,D不符合题意。故选C。
05 液体压强相关计算
【点拨】 压力、压强的分析与计算顺序:解答关于压强的综合题时一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。 (1)固体(先压力后压强):一、分析、计算压力;二、由分析计算压强。 (2)液体(先压强后压力):一、根据液体压强公式p=ρgh分析、计算液体的压强;二、根据F=pS分析、计算压力。 ★易错警示 液体压力与压强的计算:对应形状不规则的容器,里面装的液体对容器底的压力F一般不等于液体的重力G液。
9.(2025·绥化)如图所示,水平桌面上有一个圆柱形薄壁容器。容器内竖立一个圆柱形杯子(材料质地均匀),高为0.09m,底面积为。现只向容器内注水,当容器内水的深度为0.06m时,杯子对容器底部的压力刚好为零;接下来同时向容器内和杯中注水,当杯口与容器内的水面相平时,杯中水的体积是杯子容积的一半,且杯子对容器底部的压力也刚好为零。(整个过程中,杯底与容器底部始终接触但不紧密)求:
(1)只向容器内注水,当水的深度为0.06m时,水对容器底部的压强;
(2)空杯子的质量;
(3)该杯子材料的密度;
(4)继续向杯子中注水,直至注满,此时杯子对容器底部的压强是多少?
【答案】(1);(2);(3);(4)。
【解析】【小问1详解】当容器内水的深度为,容器底所受压强
【小问2详解】解法一:
当容器内水的深度时,杯子排开水的体积
根据阿基米德原理,杯子此时所受的浮力
此时杯子对容器底部的压力刚好为零,即
杯子的质量
解法二:当容器内水的深度时,杯子对容器底的压力刚好为零,此时杯子漂浮,杯子受到的浮力等于杯子的重力,即
代入数据可得
化简上式可得
杯子的质量
【小问3详解】
解法一:由题意可知:杯中水的重力等于增加的浮力,即,由此可得
代入数据
解得,杯子中水的体积
当杯口与容器内的水面相平时,杯子排开水的体积
组成杯子的材料的体积
杯子材料的密度
解法二:杯子的重力
容器内水的深度时,
杯子受到的浮力
当杯口与容器内水面相平时,杯子漂浮,杯子的重力等于杯子受到的浮力,即杯子中注入水的重力
则杯中水的质量
所以杯中水的体积
组成杯子的材料的体积
杯子材料的密度
【小问4详解】(4)解法一:
杯子注满水后,杯子的总重力
杯子对容器底的压力
注满水时杯子对容器底部的压强
解法二:
继续向杯子中注水直至注满,此时杯子浸没于水中,即,注满水时杯子对容器底部的压强
解法三:
杯子注满水后,对杯子对容器底部的压强等于后来注入的水对容器底产生的压强。
06 连通器
11.(2025·北京)取一段胶皮管,左端接一个漏斗,右端接一个尖嘴的小管,向漏斗中装水,使左侧管中液面高于小管口,便形成了一个人工喷泉,如图所示。请从力的角度推理说明右侧管口水喷出的原因。
【答案】见解析。
【解析】根据连通器的原理,当容器中的同种液体不流动时,液面保持相平,若两个容器中的液面不相平,则液体从液面高的一端向液面低的一端流动,因而水会从较低的尖嘴口向上喷出形成喷泉。
12.(2025·自贡)下列说法中不正确的是(  )。
A. 图甲:三峡船闸利用了连通器原理
B. 图乙:“拔火罐”技术利用了大气压强
C. 图丙:给坦克安装上宽大的履带是为了增大压强
D. 图丁:运油-20起飞时机翼上表面的压强小于下表面的压强
【答案】C。
【解析】A.图甲中三峡船闸通过闸室与上下游连通,利用连通器原理实现船只通行,故A正确,不符合题意;
B.图乙中"拔火罐"通过加热使罐内空气膨胀排出,冷却后形成瓶内压强变小,远远小于外界大气压,在大气压强作用下将罐体吸附在皮肤上,故B正确,不符合题意;
C.图丙中给坦克安装宽大履带是通过增大受力面积来减小压强,而非增大压强,故C错误,符合题意;
D.图丁中运油-20机翼上表面空气流速大压强小,下表面空气流速小压强大,从而产生升力,故D正确,不符合题意。故选C。
07 大气压强与应用
13. (2025·烟台)生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,下列关于玻璃瓶的小实验解释正确的是(  )。
A. 甲图:用大小不同力敲打玻璃瓶的同一位置,能改变声音的音调
B. 乙图:用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为细管发生了微小形变
C. 丙图:将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压强随高度升高而增大
D. 丁图:用吸管吸水时,水会沿着吸管进入嘴里,是因为大气压强的作用
【答案】D。
【解析】A.用大小不同的力敲打玻璃瓶的同一位置,玻璃瓶的振动幅度不同,能改变声音的响度,故A错误;
B.用力捏玻璃瓶,玻璃瓶发生微小的形变,使玻璃瓶的容积变小,从而使细管中液面上升,故B错误;
C.大气压强随高度升高而降低,将瓶子从一楼拿到十楼,外界大气压降低,细管中液面上升,故C错误;
D.用吸管吸水时,是先吸走了管中的空气,使气压减小,在外界大气压的作用将饮料压入嘴中;故D正确。故选D。
14. (2025·广安)慢跑是一种有益于健康的运动项目。在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路,其中一个原因是车辆通过时,车道空气流速变大,压强______,容易发生危险。此外我们在跑步过程中,要调节好自己的呼吸频率,吸气时空气在______的作用下进入人的肺部。
【答案】①. 变小;②. 大气压。
【解析】[1]车辆通过时,人和车之间的空气流动速度增大,压强减小,人外侧的压强基本不变,外侧压强大于内侧压强,人在内外侧压强差的作用下被压向车,容易发生事故。
[2]人在吸气时,膈肌收缩,胸腔扩大,肺内气压减小,外界大气压大于肺内气压,外界新鲜空气在大气压的作用下进入肺部。
08 大气压强的测量
15. (2025·凉山州)如图所示,该实验是托里拆利第一次测出大气压强值的实验,水银对玻璃管中A点的压强______(选填“大于”“小于”或“等于”)水银槽上方的大气压强。利用图中数据可计算出该地的大气压强为______Pa。()
【答案】①. 小于;②. 1.02×105。
【解析】[1]据图可知,大气压能够支撑750mm高的水银柱产生的压强,因此水银对玻璃管中A点的压强小于水银槽上方的大气压强。
[2]该地的大气压强为。
16.如图实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是(  )。
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力;
B.乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的;
C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值;
D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
【答案】D。
【解析】AC.甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力;在水平方向受大气对吸盘的压力和支持力,二力也是一对平衡力;因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,故不可以粗测大气压的值,故AC错误;
BD.乙图中吸盘受到大气对下面吸盘的压力和物体对下面的拉力,并且二力是一对平衡力,故大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力;由以上分析可知,乙图能求出大气对吸盘的压力,故可以粗测大气压的值,故B错误,D正确;故选D。
09 流体压强现象
【点拨】 (1)明确“因果”,辨别现象:流体流动时,不同的区域流速不同,压强大小不同,流速大的区域压强小,不同的区域之间就会出现压强差。有压强差时,物体的形状或运动状态就会发生改变。这时,流体流动是“因”,压强差是:“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速的关系导致的现象。 (2)利用流体压强与流速的关系解题时,先弄清哪个位置的流体流速大,哪个位置的流体流速小,再找出各处压强的大小的关系,进而分析物体受力情况和可能发生的现象。
17.(2025·宜宾)下列事例主要用流体压强与流速关系来解释的是(  )。
A. 生活中常用吸管喝牛奶 B. 机翼表面设计成上凸下平
C. 高压锅容易把食物煮熟 D. 拦河大坝设计成上窄下宽
【答案】B。
【解析】A.吸管喝牛奶利用大气压将液体压入吸管,与流体流速无关,故A不符合题意;
B.机翼表面设计成上凸下平,利用了流体压强与流速的关系:机翼上方空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,从而产生升力。故B符合题意。
C.高压锅通过增大气压提高沸点,与流体流速无关,故C不符合题意;
D.拦河大坝因液体压强随深度增加而增大,与流体流速无关,故D不符合题意。故选B。
18. (2025·辽宁省)如图,若某同学往吸管B中吹气,可以看到吸管A中的水面上升。由于吹气,使吸管A上方空气流速变____,压强变____。
【答案】①. 大;②. 小。
【解析】[1][2]由于吹气,使吸管A上方空气流速比吹气之前变大,根据伯努利原理,压强变小,可以看到吸管A中的水面上升。
10 飞机的升力
19. (2025·南充)近年来,我国科技取得了巨大成就,下列分析不合理的是(  )。
A. 四川舰上的电磁弹射系统工作原理与电动机相同
B. 人形机器人对舞台的压力大小等于地面对它的支持力大小
C. 运﹣20大型运输机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
D. 天宫二号由近地点向远地点运动时重力势能减小,动能增加
【答案】D。
【解析】A.电磁弹射和电动机的工作原理均是磁场对通电导线有力的作用,故A不符合题意;
B.人形机器人对舞台的压力和地面对它的支持力是一对相互作用力,等大反向共线,故B不符合题意;
C.飞机的升力都是利用了空气流速大的位置压强小的特点,故C不符合题意;
D.天宫二号由近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能,因此动能减小,重力势能增加,故D符合题意。故选D。
20.(2024·四川泸州)在学校科技社团活动中,小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时,手将飞机模型向前推出,是力改变了飞机模型的 ;飞机模型在空中水平飞行过程中,机翼上方的空气流速较快,压强较 ;飞机模型着地后,能够沿水平地面继续向前滑行一段距离,是由于飞机模型具有 。
【答案】运动状态;小;惯性。
【解析】[1]试飞时,手将飞机模型向前推出,手对飞机模型施加了作用力,使它由静止变为运动,是力改变了飞机模型的运动状态。
[2]飞机模型在空中水平飞行过程中,机翼上方的空气流速较快,压强较小,下方空气流速较小、压强较大,从而形成向上的升力。
[3]飞机模型着地后,能够沿水平地面继续向前滑行一段距离,是由于飞机模型具有惯性,要保持原来的运动状态,继续向前运动。
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