《压力和压强》复习提纲

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《压力和压强》复习提纲
一、固体的压力和压强
1、压力：
⑴ 定义：垂直压在物体表面上的力叫压力。
⑵ 压力并不都是由重力引起的，通常把物体放在桌面上时，如果物体不受其他力，则压力F = 物体的重力G
⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
G G F+G G – F F-G F
2、研究影响压力作用效果因素的实验：
⑴课本甲、乙说明：受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是：压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时，采用了控制变量法。和 对比法
3、压强：
⑴ 定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。
⑵　物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量
⑶　公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是：p：帕斯卡（Pa）；F：牛顿（N）S：米２（m2）。
A使用该公式计算压强时，关键是找出压力F（一般F=G=mg）和受力面积S（受力面积要注意两物体的接触部分）。
B特例：对于放在桌子上的直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强p=ρgh
　　⑷　压强单位Pa的认识：一张报纸平放时对桌子的压力约０.５Pa 。成人站立时对地面的压强约为：１.５×104Pa 。它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：１.５×104N
⑸ 应用：当压力不变时，可通过增大受力面积的方法来减小压强如：铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如：缝一针做得很细、菜刀刀口很薄
4、一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题：
处理时：把盛放液体的容器看成一个整体，先确定压力（水平面受的压力F=G容+G液），后确定压强（一般常用公式 p= F/S ）。
二、液体的压强
1、液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。
2、测量：压强计 用途：测量液体内部的压强。
3、液体压强的规律：
⑴ 液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强；
⑵ 在同一深度，液体向各个方向的压强都相等；
⑶ 液体的压强随深度的增加而增大；
⑷ 不同液体的压强与液体的密度有关。
4、压强公式：
⑴ 推导压强公式使用了建立理想模型法，前面引入光线的概念时，就知道了建立理想模型法，这个方法今后还会用到，请认真体会。
⑵推导过程：（结合课本）
液柱体积V=Sh ；质量m=ρV=ρSh
液片受到的压力：F=G=mg=ρShg .
液片受到的压强：p= F/S=ρgh
⑶液体压强公式p=ρgh说明：
A、公式适用的条件为：液体
B、公式中物理量的单位为：p：Pa；g：N/kg；h：m
C、从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。
D、液体压强与深度关系图象：
5、
F=G FG
6、计算液体对容器底的压力和压强问题：
一般方法：㈠首先确定压强p=ρgh；㈡其次确定压力F=pS
特殊情况：压强：对直柱形容器可先求F　用p=F/S 　
压力：①作图法　　②对直柱形容器　F=G
7、连通器：⑴定义：上端开口，下部相连通的容器
⑵原理：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平
⑶应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
三、大气压
1、概念：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，一般有p0表示。说明：“大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
2、产生原因：因为 空气受重力并且具有流动性。
3、大气压的存在——实验证明：
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4、大气压的实验测定：托里拆利实验。
(1)实验过程：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论：大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
(4)说明：
A实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。
B本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3 m
C将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。
D若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下，被密封气体的压强（管中液体为水银）。
H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg
E标准大气压： 支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
2标准大气压=2.02×105Pa，可支持水柱高约20.6m
5、大气压的特点：
(1)特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小，且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。
(2)大气压变化规律研究：在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa
6、测量工具：
定义：测定大气压的仪器叫气压计。
分类：水银气压计和无液气压计
说明：若水银气压计挂斜，则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。
7、应用：活塞式抽水机和离心水泵。
8、沸点与压强：内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。
应用：高压锅、除糖汁中水分。
9、体积与压强：内容：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大，气体体积越大压强越小。
应用：解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。
☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例？
答：①用塑料吸管从瓶中吸饮料②给钢笔打水③使用带吸盘的挂衣勾④人做吸气运动
三、浮力
1、浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。
2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体
3、浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差 即浮力。
4、物体的浮沉条件：
(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。
(2)请根据示意图完成下空。
下沉 悬浮 上浮 漂浮
F浮 < G F浮 = G F浮 > G F浮 = G
ρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物
(3)、说明：
① 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为(2/3)ρ
分析：F浮 = G 则：ρ液V排g =ρ物Vg
ρ物=（ V排／V）·ρ液= 2 3ρ液
③ 悬浮与漂浮的比较
相同： F浮 = G
不同：悬浮ρ液 =ρ物 ；V排=V物
漂浮ρ液 <ρ物；V排④判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物 。
⑤ 物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中，示数为F则物体密度为：ρ物= Gρ/ (G-F)
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。
5、阿基米德原理：
(1)、内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)、公式表示：F浮 = G排 =ρ液V排g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
(3)、适用条件：液体（或气体）
6：漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高，）
规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；
规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同；
规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；
规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；
规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
7、浮力的利用：
(1)、轮船：
工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。
排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排= ；排开液体的重力G排 = m g ；轮船受到的浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。
(2)、潜水艇：
工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3)、气球和飞艇：
工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计：
原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大
8、浮力计算题方法总结：
(1)、确定研究对象，认准要研究的物体。
(2)、分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
(3)、选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。
计算浮力方法:
①称量法：F浮= G－F(用弹簧测力计测浮力)。
②压力差法：F浮= F向上 － F向下（用浮力产生的原因求浮力）
③漂浮、悬浮时，F浮=G (二力平衡求浮力；)
④F浮=G排 或F浮=ρ液V排g （阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）
⑤根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）
四、压力和压强液体压强大气压强
【习题63】请举出生活或生产中增大压强的四个实例(结论开放)：
(1)__________；(2)__________； (3)__________；(4)__________。
【分析】 日常生活、生产中增大压强的例子有很多，都是通过增大压力、减小受力面积实现的。
【答案】 (1)针尖很尖；(2)刀刃很锋利；(3)压路机的磙子很重；(4)用刀切菜时用力。
【习题64】 我们生活在大气“海洋”的底部，一切物体与大气接触的表面，都无一例外地承受着巨大的大气压的作用。倘若我们在物体的某一侧设法减小气压，形成一个“负压区”，则物体将在两侧气压差产生的合力的作用下发生运动或紧紧地吸附在某一物体表面．于是便出现了生活中、生产中的种种与“吸”有关的现象，如呼吸、吸吮、吸烟、吸尘、吸排油烟、空吸、虹吸、吸墨水、注射药液、抽水、真空吸盘、拔火罐……，如图1—16所示，在每一种被吸起或吸住物体的两侧，你一定都能够找到“常压区”和“负压区”。例如呼吸时，胸廓扩张，肺部气压减少，空气便在压力差作用下经鼻腔、气管被吸进肺内，可以说，这许多种看似不同的“吸”，其实都是在大气的“压”下发生的。(条件开放)
(1)请根据以上材料，再举出生活中、生产中相似的事例
(2)分析上述事例的物理本质。
【分析】此题通过分析日常生活、生产中的不同的“吸”，揭示了各种不同的“吸”实际上都是大气压的作用结果。日常生活中这样的事例有很多。
【答案】 (1)用吸管吸饮料；疏通卫生池堵塞用的橡胶吸盆。(2)大气压的作用。
【习题65】一块重79 N的正方体铁块放在1m2的桌面中央，求桌面受到的压强。(条件开放)
【分析】此题属于条件开放题，条件隐含。桌面的受力面积不是桌面的面积，而是铁块与桌面的接触面积。
【答案】G=mg=P铁gV
【答案】桌面上受到的压强为7．9×103 Pa。
【习题66】将一本初中物理书平放在水平桌面上，如何测定它对桌面的压强 请你写出你选择的器材、实验步骤及压强表达式。(策略开放)
【分析】根据压强的公式P=F／S可知，要求压强，必须要知道压力和受力面积。
【答案】方法一：需刻度尺、天平。
步骤：①用刻度尺测得课本的长和宽分别为口和6；②用调节好的天平测得课本的质量m，表达式：。
方法二：需弹簧秤、细线、刻度尺。
步骤：①用刻度尺测得课本的长和宽分别为a和b；②用调节好的弹簧秤和细线测得课本的重为G，表达式：p=。
方法三：用纸张规格计算书的面积，再用以上方法测出重力或质量。
【习题67】 你知道茶壶的设计中包含哪些科学道理 (结论开放)
【分析】通过观察，联系所学物理知识解答此题。
【答案】①壶嘴做得与壶口一样高，连通器原理；②壶盖上开个小孔，是为了使壶内气体与壶外大气相连通，保证水流出后，壶内水面气压总等于外界大气压，使水流出不受阻；③壶把上的塑料护套增大受力面积减少压强，隔热等。
【习题68】 阅读有关流体压强和流速关系的材料，回答所提出的问题。
流体是液体和气体的统称，流体在流速较大的地方压强较小在流速较小处压强较大，飞机机翼的横截面是上凸下平的。如图所示，当飞机在空中快速运动时，气流掠过机翼的上、下表面，由于上表面凸起，使机翼上方气流速度大于机翼下方，则机翼上方的气压小于机翼下方，机翼受到向上的压力大于向下的压力，这两个力的合力便是飞机获得的升力。当然，升力的大小除了与机翼形状有关外，还与飞机速度、机翼尺寸以及机翼平面与水平面间的夹角等有关。
(1)由以上知识思考一下，铁路道口行人为什么应站在安全线以外
(2)请设计家用煤气灶上将煤气跟空气相混合的装置、简易的冷热水混合器或家用喷雾器(提示：利用流体流速大压强小的性质和大气压的作用)，只要求画出简图。(任选一种即可)
【分析】 本题只要在设计时，利用流体流速大压强小的性质和大气压的作用，即可完成任务。
【答案】 (1)高速行驶的车辆附近气流快、压强小，倘若人靠得太近，大气压就会将人压向车辆，发生事故。
(2)①煤气、空气相混合装置(如图所示)；②简易的冷热水混合器(如图所示)；③家用喷雾器(如图所示)。
【习题69】 某水坝高50 m，上游水位40 m，则坝底受到的水的压强是多大 (条件冗余开放)
【答案】水对坝底产生的压强为4×105 Pa。
【习题70】 一质量为4kg的长方形木块，其长为20 cm，宽为10 cm，高为6 cm。求木块放在桌面上对桌面的压强。(结论开放)
【分析】木块的放法不同对桌面的压强不同。
【答案】 木块受到的重力为G=40 N
(1)侧放时有： P=3 333．3 Pa
(2)平放时有： P=2000 Pa
(3)竖放时有： P=6 666．7 Pa
【习题71】 红军二万五千里长征是从红色故都—瑞金始发的。途中，不少战士过草地时陷入了沼泽地，为了减少牺牲，请你应用所学压强知识，谈谈红军战士过草地时可采取的预防或营救措施。
【分析】 红军战士陷入沼泽地是因为沼泽地承受不了人的重力对其产生的压强，所以应从增大受力面积，减少压强的方向去考虑。
【答案】①多带木板垫着过草地；②爬过去；③增大鞋底的面积。(其他方法合理也行)因为压力一定时，增大了受力面积，减小了压强，人就不易陷入沼泽地。 ．
【习题72】 向墙上按图钉，已知图钉帽的面积为lcm2，受到的压强为2×105 Pa，图钉尖的面积是0．5mm2，手对图钉尖的压强是多大 (策略开放)
【分析】压力的大小不变。注意从定义、相等量两个不同的角度人手考虑解题方案。
【答案】
答：图钉尖对墙的压强为4×107 Pa
【习题73】烧瓶内的水沸腾后将它移开火焰，你有几种方法使瓶内的水再沸腾起来
【分析】 烧瓶内的水沸腾后移开火焰，由于不能继续吸热所以它将停止沸腾。要使瓶内的水继续沸腾可从沸点和气压的关系考虑。
【答案】方法一：塞紧瓶口往瓶底浇冷水。
方法二：用抽气筒抽出瓶内的空气。
方法三：把烧瓶放在温度高于100℃的地方。
【习题74】某封冻的湖面能承受的最大压强为7 ×104 Pa,某坦克的质量为20 t，每条履带的面积为2 m2。此坦克能否安全通过该湖面 (策略开放)
【分析】 可以通过比较压力、压强、受力面积来进行比较。
【答案】解法一：因为P=F／S， 所以F1=2．8×105N，
所以G=mg=1．96 ×104 N<2．8 ×105 N， 可以安全通过。
解法二：p==4．9 ×104 Pa<7 ×104 Pa，可以安全通过。
解法三：因为P=F／S， 所以s=2．8 m2<4 m2， 可以安全通过。
【习题75】如图所示，两圆柱形容器盛有不同液体，说出比较这两种液体对容器底的压强大小的办法。
【分析】此题属于综合开放题，条件和结论都不确定，条件不同，结论不同。
【答案】方法一：测出两个容器中液体的质量和容器的底面积。
方法二：测出两个容器中液体的深度、密度。
【习题76】 如图所示，将试管口朝下放，在酒精灯火焰上方加热3～5 s，然后立刻将试管口竖直插入盛水的容器中某处不动。
(1)你猜想可能产生的现象是
(2)你猜想的依据是 。
【分析】这是一道条件开放型题，气体也会发生热胀冷缩现象。当热试管插入水中时，温度降低，压强减小，则水就会进入。
【答案】 (1)水在试管内上升。
(2)加热后试管中空气热膨胀，插入水中后热空气收缩压强减小，小于外界大气压，在大气压作用下把一部分水压入试管中。
【习题77】为了探究实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个不同的圆柱体竖直放在同一水平沙面上，进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现同一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。
表一(p铜=8．9×103 kg／m3)
实验序号 材料 高度／cm 底面积／cm2
123 铜铜铜 202020 102030
表二(J0'铁=7．8×103 kg／m3)
实验序号 材料 高度／cm 底面积／cm2
456 铁铁铁 202020 102030
表三1p钢=8．9×103kg/m3)
实验序号 材料 高度／cm 底面积／cm2
789 铜铜铜 101010 102030
(1)比较分析实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当圆柱体材料的密度和高度相同时，压力的作用效果与底面积__________。(选填“有关”或“无关”)
(2)分别比较实验序号__________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当圆柱体的高度相同时，材料的密度越大，压力的作用效果越显著。
(3)分析比较实验序号l与7(或2与8或3与9)的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是__________，进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，归纳得出结论
【答案】 (1)无关。
(2)1与4或2与5或3与6
(3)当圆柱体的材料相同时，高度越高压力的作用效果越显著；圆柱体的密度与高度的乘积越大，压力的作用效果就越显著。
【习题78】要学好物理就要动手实践，请你列举出用大塑料可乐瓶制成的三种物理实验器具，并简述制作过程及用它所演示的物理现象。。(结论开放)
【分析】要注意，所设计的器具要有所给器具的特点，不能胡乱设计，比如该题的可乐瓶，要有其作为容器的特点，不能剪出一块塑料片，演示绝缘体之类的设计。
【答案】 (1)制作量杯：用实验室已有的量筒定量地向瓶中倒入水，并刻上刻度。
(2)作液体对侧壁压强实验器：在瓶的侧壁不同的高度处扎等大的小孔，倒入水后，从水流的情况可以直观地反映液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)演示喷雾器：用细塑料管插入加盖的盛水可乐瓶，用手使劲捏可乐瓶，水会成雾状从细塑料管中喷出。
【习题79】小英设计了“验证水的内部压强和水深的关系”的实验：将两端开口的玻璃管竖直插在盛有水的烧杯底，缓慢向管内倒入煤油，煤油柱高出水面。用直尺测出管中煤油柱的深度h’，和管外水面到煤油柱底端的深度h，改变管中煤油柱的深度，按上述方法重做两次。
(1)如图1—23所示，第一次实验情况：h=__________，h'=__________。
(2)根据实验导出水的压强公式。
(3)为节约煤油，减少煤油对环境的污染，请说出实验后回收煤油的一种方法。
【分析】 煤油柱深度h和管外水面
到煤油柱底端的深度h可由图中刻度尺直接读出。第(2)问可根据水对煤油柱向上的压力等于煤油柱的重力和阿基米德定律求出。而回收煤油的方法可用注射器或胶头滴管吸取或者稍提起玻璃管，用塑料片堵住管口后提取。
【答案】(1)h=1．60cm，，h’=2．00 cm 。
(3)回收煤油的方法：
①用带细软管的注射器吸取；②用化学实验中的胶头滴管吸取；③稍提起玻璃管，用塑料片堵住管口后提取。
【习题80】 在“研究液体的压强”的实验中，进行了如图1—24中各图所示的操怍。
(1)为了顺利地完成该实验，除了图中画出的各种器材外，还需要用到__________。
(2)比较图中代号为__________的三个图，可以得到的结论是：在同一深度，液体向各个方向的压强相等。
(3)比较代号为__________的两个图，可以知道：在深度相同的情况下，不同液体的压强还跟它的密度有关。液体的密度越大，压强越__________。
(4)比较代号为__________的三个图，可以知道：液体的压强随深度的增加而增大。
【答案】 (1)刻度尺。(2)A、B、C。(3)E、F；大。(4)B、D、E。
F
F
F
F
F
p
h
h
h
h
h
h
h
h
G
F浮
G
F浮
F浮
G
F浮
G
F浮
G
m
ρ液
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