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第九章 压强
复习与总结
1.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.探究并了解液体压强与哪些因素有关。
3.知道大气压强及其与人类生活的关系。
4.了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
课时学习目标
学习重点
1.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.探究并了解液体压强与哪些因素有关。
学习难点
1. 知道大气压强及其与人类生活的关系。制作简易活塞式抽水机。
2.了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
课时学习目标
知识点梳理
知识点一:压强
1.压力
(1)定义:压力是______作用在物体表面上的力.
(2)方向:________接触面,且指向被压物体.
(3)压力的作用效果:压力的作用效果与______的大小和__________的大小有关.
2.压强
(1)定义:物体_____________________________________叫做压强.
(2)计算公式: ————————————————————————-____.
压力F的单位是牛顿( );受力面积S的单位是平方米(m2);
压强的单位是牛每平方米(N/m2)也叫作帕斯卡( )。
所受的压力的大小与受力面积之比
垂直
垂直于
压力
受力面积
知识点梳理
知识点一:压强
3.增大和减小压强的方法
(1)增大压强的方法:
①受力面积一定时,_____________;实例:压路机碾子质量做的很大。
②压力一定时,________________ ;实例:图顶尖做的很细。
③增大压力的同时减小受力面积。
增大压力
减小受力面积
注意:压力和重力是性质不同的两种力。重力是由于地球吸引而使物体受到的力,方向总是竖直向下,压力是由于接触的物体互相家挤压发生形变产生的力,方向垂直于受力面。压力的大小不一定等于物体所受的重力.在水平面上的物体对水平面的压力在数值上等于物体受到的重力。
(1)减小压强的方法:
①受力面积一定时,_____________;实例:车辆禁止超载。
②压力一定时,________________ ;实例:书包带做的宽大。
③减小压力的同时增大受力面积。
减小压力
增大受力面积
【示例1】如图所示,小聪和小明的总质量相同,在雪中步行的小聪会深陷雪中,而滑雪的小明却可以站在雪地上,两个人对水平雪地的压力F聪 (选填“>”、“<”或“=”)F明,对水平雪地的压强p聪 (选填“>”、“<”或“=”)p明,小明可以站在雪地上是由于宽大的雪板可以 (选填“增大”或“减小”)人对雪地的压强。
=
>
减小
A
【示例2】一只北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行(如图甲所示)。越过薄冰到达陆地再变成正常行走(如图乙所示)。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了【 】
A.减小压强 B.减小压力 C.增大压强 D.减小受力面积
知识点二:比热容
知识点二:液体的压强
1.产生原因
由于液体受到______的作用,并且具有________,所以液体内部向各个方向、液体对容器底和容器侧壁都有压强。
知识点梳理
2.液体内部压强的特点
(1)液体内部向各个方向都有压强;
(2)在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强______;
(3)同种液体中,液体压强随深度的增大而______;
(4)液体压强还和液体密度有关,同一深度,液体的密度越大,液体压强______。
重力
流动性
相等
增大
越大
知识点二:比热容
知识点二:液体的压强
3.液体压强的计算公式
知识点梳理
4.连通器
(1)定义:上端开口,下端连通的容器叫________.
(2)特点:当连通器中装同一种液体且连通器中的液体不流动时,连通器各部分中的液面__________.
(3)应用:______、______等.
连通器
相平
水壶
船闸
p=ρ液gh
液体密度ρ液的单位是千克每立方米(kg/m3);g是常数,g=9.8N/kg;液体深度指从液体的自由表面到所研究处的竖直距离,深度h的单位米(m); 压强的单位是帕斯卡( )。
知识点梳理
【示例3】一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入盛有水的平底容器中,一次瓶口朝上(如图甲),一次瓶口朝下(如图乙),这两次药瓶在水里的位置相同.实验中观察到两次橡皮膜都向内凹,这是因为____________________________,图乙中的橡皮膜凹得更多,说明____________________________________________,所以生活中的拦河大坝做得___________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)。
上窄下宽
液体内部向各个方向都有压强
在液体密度一定时,液体压强随深度的增加而增大
知识点三:大气压强
知识点梳理
3.大气压强的测量
(1)测量实验:____________________.
(2)测量原理:实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是空气,因此,是大气压支持管内
这段水银柱不会落下,大气压的数
值等于这段水银柱产生的压强.
(3)标准大气压:
p0=__________Pa,
其数值相当于____mm高
水银柱产生的压强.
1.产生原因:空气受重力作用,且具有流动性.
2.验证实验:__________________、瓶“吞”蛋实验、覆杯实验.
马德堡半球实验
托里拆利实验
1.013×105
760
知识点三:大气压强
知识点梳理
4.大气压强与高度的关系
大气压随着高度的增加不断______.
减小
降低
5.液体沸点与气压的关系
液体的沸点随气压的减小而______,随气压的增大而______.
升高
6.应用举例:
①用吸管将饮料“吸”入口中;②塑料吸盘“吸”在瓷砖上;③用注射器“吸”取药液.
知识点梳理
【示例4】如图所示的自制水气压计,从细管上端吹入空气,瓶内气体的压强______大气压,细管中的水面会______;将它从山脚拿到山顶,细管中的水面会______,原因是随着高度的增加,瓶外的大气压逐渐______.
大于
上升
上升
减小
知识点二:比热容
知识点四:活塞式抽水机
活塞式抽水机是利用________把水从低处抽到高处的。
活塞式抽水机,又叫“吸取式抽水机”,主要由筒身、活塞、单向阀门、进水管和出水管组成。其工作原理如下:
当提起活塞时,阀门A关闭,管外的水在________的作用下,推开阀门B进入圆筒。
当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部。
再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在________的作用下推开活门B而进入圆管中。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。活塞式抽水机的结构简单,操作方便,但出水量小,提水的高度最多只能达到______m.
知识点梳理
大气压
大气压
大气压
10.3
知识点梳理
【示例5】如图所示为小明所在的实验小组在实践活动中设计的简易活塞式抽水机的结构图,它是利用________来工作的;将该抽水机下面部分放入水中,当向上拉动拉杆带动活塞向上运动时,活塞下部的气压_____(选填“大于”或“小于”)大气压,此时阀门_____,玻璃球_______运动,水被抽入抽水机中。
关闭
大气压
小于
玻璃球
阀门
拉杆
活塞
向上
知识点二:比热容
知识点五:流体压强与流速的关系
1.流体压强和流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置压强______。
知识点梳理
2.飞机的升力:如图是飞机飞行时机翼上的气流截面图.机翼上方的空气流速大,压强小,机翼下方的空气流速小,压强大.这样机翼上下表面存在压强差,就产生了压力差.
越小
知识点梳理
越小
【示例6】如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,会观察到__________________;在两张纸的中间向下吹气,会观察到____________________.这两个实验结果表明,流速越大的位置,压强______
两张纸都向中间靠拢
硬币跳过木块
概念辨析
【例题1】(2026年上海虹口区中考一模题)图为公交车配备的安全锤。
(1)安全锤的一端做得很尖锐是为了【 】
A.增大压力 B.减小压力
C.增大压强 D.减小压强
(2)若安全锤尖端面积为5X10-6m2,在一次破窗过程中,它对玻璃窗的压力为50N,则它对玻璃窗的压强为________Pa.
【解析】(1)安全锤的一端做得很尖锐,是在压力一定的条件下,通过减小受力面积增大对车窗玻璃的压强的;
C
(2)对玻璃窗的压强为
1×107
概念辨析
【例题2】(2026年河北石家庄精英中学中考一模题)如图所示,小华在探究液体内部压强的特点时,将压强计的探头放入水中某一深度处,记下U形管两边液面的高度差h,下列做法能够使高度差h减小的是【 】
A.将探头向上移动一段距离
B.将探头向下移动一段距离
C.将探头放在食盐水中的同样深度处
D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
【解析】在探究液体内部压强的特点时,是用压强计U形管两边液面高度差显示探头所在处液体的压强的。将压强计的探头放入水中某一深度处,U形管两边液面出现高度差h,说明液体(水)内部存在压强。要使U形管两边液面的高度差h减小,在液体(水)密度一定的情况下,需要将压强计的探头向上移动一段距离,使水对压强计探头的压强减小。
A
概念辨析
【例题3】(2024年江苏徐州期末考试题)小明用如图所示的两个吸盘模拟马德堡半球实验。他将两个吸盘对接,用力挤出中间空气后,向两侧拉两个吸盘,很难将它们分开,说明吸盘内气体压强________(选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压;若在吸盘上扎一个小孔,则吸盘内气体压强会变_________,吸盘就很容易分开;若在海拔更高的地方做同样的实验,将吸盘分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压越_________。
=1A,
【解析】将两个吸盘对接,用力挤压出空气后向两侧拉,很难将它们分开,说明吸盘内部气体压强小于大气压强。若在吸盘上扎一个小孔,气体进入,吸盘内部气体压强会变大,吸盘就很容易分开。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,大气压强越小。
小于
大
小
概念辨析
【例题4】(2026年河北石家庄新华区中考一模题)中华文化博大精深,关于竹蜻蜓的最早记载见于晋朝葛洪所著的《朴子》一书中,竹蜻蜓的原理如图所示。当旋转时,流过叶片上方的气流速度较_______,叶片上下表面产生压强差,形成对叶片向上的压力差,使竹蜻蜓飞行。请在图中画出竹蜻蜓所受重力的示意图。
大
【解析】(1)竹蜻蜓的形状上凸下平,和飞机的机翼形状相似。竹蜻蜓旋转时,流过叶片上方的气流速度大,压强小;流过叶片下方的气流速度小,压强大。叶片下表面所受气流向上的压力大于上表面所受气流向下的压力,叶片获得方向向上的升力,使竹蜻蜓在空气中飞行。
竹蜻蜓所受重力方向竖直向下。
.
G
【例题1】(2025年河南安阳调研题)在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。下列有关说法错误的是【 】
A.在三次实验中,用海绵被压下的深浅来显示小桌对海绵的压力作用效果,该方法叫控制变量法
B.对比甲、乙两图可得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比
D.某地规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,体现了甲、乙两图的实验结论
知识点强化训练
A
【解析】在三次实验中,小桌对海绵压力的作用效果均用海绵被压下的深浅来反映,采用了转换法; 对比甲、乙两图,受力面积相同时,压力越大,海绵的凹陷程度越明显,所以可以得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关; 若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关"的实验结论,需要控制压力大小相同,所以可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比,控制压力大小相同,受力面积不同;某地规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,是在受力面积一定时控制了最大压力,体现了甲、乙两图的实验结论。
知识点强化训练
选项A中的说法错误。
【例题2】(2025年四川绵阳期中考试题)如图所示,质量分布均匀的长方体重物A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB且SA>SB,将它们放在水平地面上,它们对地面的压强相等。现竖直割去右半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为ρA′和ρB′,对地面的压力分别为FA′和FB′,下列物理量大小关系的比较正确的是【 】
A. FA′<F B′ B. pA′<PB′
C. ρA>ρB D. 切割前后A、B对地面的压力均不变
【解析】A.放在水平地面上的柱状物体对地面的压强 ,即
p=ρgh,A、B的高分别为hA、hB,则A、B对地面的压强分别为pA=ρAghA、PB=ρBghB,知A、B对地面的压强相等,pA=PB,所以ρAghA=ρBghB,由图知hA<hB,所以,ρA>ρB ;
A、B沿竖直方向割去右半部分,割去后A、B的密度和高度不变,因此剩余部分对地面的压强不变,分别为 pA′=pA,PB′=PB,则pA′=PB′;SA>SB,割去后SA′>SB′,根据F=pS可得,A、B剩余部分对地面的压力FA′>FB′;A、B对地面的压力等于其所受的重力,切割后A、B所受的重力变小,则对地面的压力变小。
C
知识点强化训练
【例题3】(2024年四川遂宁中考题) 夏季汛期来临,暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升,此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因,他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想:
A.液体压强大小可能与液体深度有关;B.液体压强大小可能与液体密度有关。
为验证以上猜想,他利用相关器材完成了如下实验:
【解析】(1)探究液体压强与哪些因素有关的实验中,液体内部的压强不能直接测量,通过U形管两侧管中液面高度差反映液体内部压强的大小,U形管两侧液面高度差越大,探头所在处液体的压强越大,实验中使用了转换的思维方法。
知识点强化训练
(1)用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是【 】
A.控制变量法 B.模型法 C.转换法
C
【例题3】(2)为了验证猜想A,比较①②两次实验操作,初步得出结论:液体的压强随深度的增加而_________;
【解析】(2)①②两次实验中,液体的密度相同,②中探头所在处液体深度较大,U形管两侧液面高度差较大,因此②中探头所在处液体的压强较大。因此可初步得出结论:液体密度一定时,液体的压强随深度的增加而增大。
(3)为了验证猜想B,即探究液体压强大小可能与液体密度有关,应控制探头所在处液体深度相同,液体的密度不同,因此应比较②③两次实验。
知识点强化训练
(3)为了验证猜想B,应比较_________(选填序号)两次实验操作,初步得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大.
增大
②③
(4)亮亮通过以上探究得出结论:液体压强与液体深度和液体密度有关,所以大坝应修成____________(选填“上窄下宽”、“上宽下窄”)的形状,我们还应植树造林来减少水土流失。
上窄下宽
(4)由于液体的压强随深度的增加而增大,河水深度越大,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成上窄下宽的形状。
【例题4】(2026年河北石家庄精英中学中考一模题)学习“液体的压强”时,屈老师把底部有小孔且开口的两个完全相同的空透明矿泉水瓶用手竖直压入水中,形成了如图所示的“喷泉”,下列说法正确的是 【 】
A.刚把瓶子压入水中时,浸入水中更深的瓶子受到手的压力更小
B.该现象最有利于探究液体压强与液体体积的关系
C.浸入在水中的瓶子外部侧壁不受水的压力
D.经过足够长的时间,两瓶中水面相平
【解析】A、B.刚把瓶子压入水中时,瓶子受水对瓶底方向向上的压力、方向向下的重力和手的压力平衡,由于浸入水中更深的瓶子瓶底受到的压强、压力大,所以受到手的压力更大;由于液体(水)密度一定,图示的现象最有利于探究液体压强与液体深度的关系;
C.由于液体具有流动性,因此液体内部向各个方向都有压强。浸入在水中的瓶子内部、外部侧壁都受水的压力;
D.图中的两个底部有小孔的瓶子和盛水容器底部连通、上端开口,构成连通器。当水静止不流动时,各容器中水面相平。
D
知识点强化训练
【例题5】(2023年山东烟台中考题) 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是【 】
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等
B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等
D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等
【解析】A、B.由图知,左图容器中水的体积比右图容器中水的体积小,由m=ρV知,左图容器中水的质量小,故左图容器中水所受的重力比右图容器中水所受的重力小,由于玻璃杯的质量相同,左图容器对桌面的压力小于右图容器对桌面的压力,由于玻璃杯的底面积相同,由p=F/S知,左图容器对桌面的压强小于右图容器对桌面的压强;
C、D.两容器内水面的高度相同,容器底所在处水的深度相同,由p=ρgh得,水对两容器底部的压强相等;由F=pS得,两容器内的水对底部的压力相等。
知识点强化训练
C
【例题6】(2026年湖北新中考一模题)如图所示,下列描述正确的是【 】
A.如图甲:手持自制气压计从山脚走到山顶,管内液面升高
B.如图乙:上课时老师用力压住粉笔写字是为了减小压强
C.如图丙:托里拆利实验的玻璃管倾斜会影响实验结果
D.如图丁:饮水机使用时,会出现气泡,水中的气泡上升时不断变小
【解析】大气压随高度的增大而减小,手持自制气压计从山脚走到山顶,大气压强变小,造成瓶内气压大于瓶外气压,会有一部分水被压入玻璃管,使管内液面上升;用力压住粉笔写字是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强的;做托里拆利实验时,玻璃管如果倾斜会使玻璃管中的水银柱长度增加,但水银柱的高度不变,不会影响实验测量结果;水中的气泡上升时,所处的深度变小,受到的液体的压强变小,故气泡体积不断变大。
A
知识点强化训练
【例题7】(2025年山东东营中考题)某兴趣小组对物理课本上的插图进行了讨论,下列对插图的介绍正确的是【 】
A.甲图:玻璃管中的液体只对橡胶膜有压强 B.乙图:粗管中水的流速最快压强最小
C.丙图:滑雪者没有陷入雪中是因为她对雪压力较小
D.丁图:盆景水位保持一定的高度是因为大气压的作用
【解析】A.甲图:玻璃管中的液体受重力能流动,对底部的橡皮膜和玻璃管侧壁都有压强;
B.乙图:液体在管子中流动时,粗管处水流速度小压强大,吸管处水流速度大压强小;
C.丙图:滑雪者没有陷入雪中,是因为滑雪者对雪面的压力一定,穿戴着滑雪板滑雪,增大了受力面积,减小了对雪面的压强;
D.丁图:盆景水位保持一定的高度是因为大气压的作用,使得瓶中水面上方的气压和瓶中水柱产生的压强之和等于大气压。
知识点强化训练
D
【例题8】(2026年上海杨浦区中考一模题)无动力水翼板是一种水上运动器材,由一块冲浪板和水翼(未画出)组成,如图所示,一位重为750N的运动员站在水平的冲浪板上向前匀速滑行。
(1)请在图中画出冲浪板对运动员的支持力F的示意图。
(2)为了在滑行的过程中使水对水翼产生一个较大的向上的力,图中虚框内水翼形状应设计成【 】
【解析】(1)运动员站在冲浪板上处于静止平衡状态,受到平衡力的作用。运动员所受冲浪板的支持力F和所受的重力G是平衡力,二力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上。由此可知,冲浪板对运动员的支持力F=750N,方向竖直向上。
(2)为了在滑行的过程中使水对水翼产生一个较大的向上的力,水翼的形状应和飞机机翼上凸下平的形状相似,这样冲浪板高速冲浪时,水翼上方水流速度大压强小,下方水流速度小压强大,水对水翼会产生一个较大的向上的力。
知识点强化训练
B
·
F=750N
复习与提高: 1~9题
课后作业