《神奇的压强》复习学案(山东省济宁市)

物理总复习学案 第十章 神奇的压强
一、知识系统建构
定义： 作用在物体表面上的力叫压力。
压力
压力的作用效果：跟 和 有关。
压力和压强 定义： 面积上受到的 大小叫压强。
公式： 。
压强 单位： 。
增大压强的方法：增大 或减小 。
应用
减小压强的方法：增大 或减小 。
　　　　　　　　　　　　液体内部向 方向都有压强；
同种液体在同一深度的各处、各方向的压强大小 ；
压强 液体的压强 压强随液体深度的增加而 ；
不同液体的压强还与液体的 有关，在同一深度， 越大，液体的压强 。
大气压：大气中存在着 ，叫大气压强，简称大气压。
　 托里拆利实验：通过玻璃管内外水银面的 ，间接显
大气压的测量 示大气压的大小。
大气压强 气压计：常见的气压计有 气压计和 气压计。
标准大气压：通常把 mm水银柱所产生的压强，作为1个标准大气压，符号为1atm。1atm≈ Pa。
液体的沸点跟它表面气压的关系：液体的沸点随液体表面气压增大而 ，随气压减小而 。
二、经典考题透析
题型一 探究压力的作用效果跟什么因素有关
例1 （2006·宜昌）在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中，小明利用小桌、砝码、泡沫塑料等器材设计了如图1所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)在实验中，小明同学是通过观察泡沫塑料____________来比较压力作用效果的。
(2)图1中___________________两个实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的；_________________两个实验是用来研究压力的作用效果与压力是否有关的。
甲 乙 丙
图1
(3)在物理学中，用____________来表示压力的作用效果。
解析：(1)力的作用效果之一是使物体发生形变，力越大，力的作用效果越明显，物体的形变就越大，所以可通过观察泡沫塑料形变的大小来比较压力的作用效果。(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小两个因素有关，要研究与哪个因素是否有关，必须采用控制变量法.要研究其与受力面积的关系，则要保证压力的大小相等，故选择乙和丙两个实验；要研究其与压力是否有关，则要保证受力面积相同，故应选择甲和乙两个实验。
答案：(1)形变的大小 (2)乙和丙 甲和乙 (3)压强
题型二 增大、减小压强的方法
　　例2（2006·桂林）如图2中，采用减小受力面积的方法增大压强的事例是（　　　）
解析：增大压强的方法有两种：增大压力和减小受力面积．题目已经明确要求是要选择采用减小受力面积来增大压强的事例．分析这四个情景可以知道，起重机的履带、铁轨的枕木、滑雪用的滑雪板都是增大受力面积来减小压强的事例．只有选项B中的菜刀做的锋利是通过减小受力面积的方法来增大压强的事例．
答案：B
题型三　压强公式的应用
例3（2005·内蒙古包头）长颈鹿是地球陆地上目前个子最高的动物，因此它的血压也是在动物中最高的。成年的长颈鹿平均身高可达4．3m，它的质量可达2t，长颈鹿一只脚掌的着地面积为250cm2。
求：(1)长颈鹿站立时，对水平地面产生的压力和压强分别是多大
(2)若长颈鹿的血液密度为1．05 ×103kg／m3，当它的心脏收缩时，需把血液压到比心脏高3m的头部，则长颈鹿心脏收缩时，需产生的压强至少是多大 (收缩压是指心脏收缩时产生的压强，计算时不考虑大气压，本题g取10N/kg)
解析：（1）长颈鹿站立于水平地面时对水平地面产生的压力的压力等于其重力，根据一般压强公式F=PS就可计算出它对地面的压强；（2）长颈鹿要把血液压到比心脏高3m的头部，心脏收缩时，需产生的压强至少要能支撑3m高的血液柱。
答案：（1）压力为：F=G=mg=2×103Kg×10N／kg=2×104N
压强为：
（2）
例4（2007·兰州）一个普通中学生双脚站立在水平地面上，他对水平地面的压力、压强最接近（ ）
A．500N 104Pa B．500N 103Pa
C．50N 104Pa D．50N 103Pa
解析：首先要分清学生的质量和重力的关系，不要把质量大小当作是重力的大小，一个中学生的重力约为G=500N.站在水平地面上，压力与重力相等，F=G=500N.双脚与地面的接触面可以看作是一个长方形，面积约为S=25cm×20cm=500cm2=0.05m2，代入公式就可以求得压强大小为：p===104Pa.
答案：A
题型四 探究液体压强的特点
例5（2005·重庆课改区）下表是小莉同学用如图３所示的装置，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
左液面/mm 右液面/mm 液面高度差/mm
1 水 30 186 214 28
2 60 171 229 58
3 90 158 242 84
4 盐水 90 154 246 92
(1)分析表中序号1、2、3三组数据可得到的结论是：同种液体的压强随深度的增加而 ， 比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是：不同液体的压强还跟液体的 有关。
(2)为了进一步研究在同一深度，液体向各个方向的压强是否相等，他们应控制的量有 和 ，要改变的是 。
解析：(1)分析表中序号1、2、3三组数据可知， 随着深度逐渐增加，压强计液面高度差也逐渐增加，因此压强逐渐增大。比较表中序号3、4两组数据可知，深度相同时，盐水的密度大，压强计液面高度差大，说明不同液体的压强还跟密度有关。
(2)根据液体压强的公式p=ρgh可知，要想研究在同一深度，液体向各个方向的压强是否相等，应控制液体的深度和液体的密度相同，改变金属盒的朝向，观察压强计液面高度差是否变化。
答案：(1)增大 密度 (2)深度 密度 金属盒的朝向（或方向）
题型五　液体压强的应用
例6 （2006·杭州）如图４所示，为水库大坝的设计示意图，你认为哪一张设计图是合理的 （选填“A”、“B”或“C”）理由是 .
图４
解析：这是液体压强知识的一个重要应用．由于液体压强随深度的增加而增大，大坝底部受到的压强很大，所以大坝要修建成上窄下宽的形状。
答案：A 液体深处压强较大
题型六 气体压强
例７(2006·江西)生活中处处有物理：（1）生活在西部高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式制作，较少用煮的方式，这是由于高原地区的大气压较 ___ ，水的沸点较 的缘故；（2）如图5所示，治病输液时，药水瓶口A处常插着两根塑料管B、C，其中插C管的目的是利用 使输液能顺利地进行。
解析：这道题主要考察有关大气压的知识，高原的海拔较高，这儿的大气压较低，水的沸点也较低，所以用水来煮食物就很难熟；如果输液瓶口没有C管，那么当液体下降一部分后，瓶内气压就会小于瓶外大气压，液体就不再下降。
答案：（1）低 低　（2）大气压
例８（2006·长春）大气对你一只手掌的上表面的压力最接近以下哪个数值（　　）
　　　　A．10N　　　　 　　　　　　　　B．100N
　　　　C．1000N　　　　　　　　　　　D．10000N
解析：可以认为大气压为1.01×105Pa，一只手掌的面积大约为100 cm2，即0.01 m2，则大气对一只手掌的上表面的压力大约为F=pS=1.01×105Pa×0.01m2=1000 N．
答案：C
三、单元综合评价
2.（2006·南京）将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中，现象如图7所示。这两种液体的密度大小关系是（ ）
A．甲液体的密度一定小于乙液体的密度
B．甲液体的密度一定等于乙液体的密度
C．甲液体的密度一定大于乙液体的密度
D．无法判断
3.（2006·舟山）为了保护塑胶跑道一些学校禁止在跑道上使用带长钉子的运动鞋。这是因为运动员穿上该种钉鞋后对跑道的压力几乎不变，但跑道的（ ）
A．受力面积减小，压强减小 B．受力面积增大，压强增大
C．受力面积减小，压强增大 D．受力面积增大，压强减小
4.（2006·浙江衢州）下列事例中，不是应用大气压的是 （ ）
A．用吸管吸饮料 B．用抽水机抽水
C．用胶头滴管吸取化学试剂 D．将注射器针管中的药液注入人体内
5.如图8所示，张红用吸管吸饮料时出现了一个怪现象，无论她怎么用力，饮料都吸不上来。你认为出现这种现象的原因是（ ）
A.吸力太小 B.吸管太细
C.瓶口密封 D.吸管插得太深
6.如图9所示一只可口可乐瓶，其侧壁有a、b两个小孔并用塞子塞住，瓶内盛有一定质量的酒精，把可口可乐瓶放入水中，当瓶内、外液面相平时，拔出a、b两个小孔上的塞子，则（ ）
A.a、b两个小孔均有水流入
B.a、b两个小孔均有酒精流出
C.酒精从a孔流出，水从b孔流入
D.水从a孔流入，酒精从b孔流出
7.（2005·汕头）小红的妈妈在超市买了很多食品，她用塑料袋提着回家，没走多远就感到手被勒得很痛。请你用学过的物理知识，给她提一个建议： ，这是利用改变 来 （“增大”或“减小”）袋子对手的压强。
8.（2006·河北）斧子是木工师傅常用的工具。用过一段时间，木工师傅要将斧头磨一磨，目的是通过 来增大压强；斧头松了，木工师傅将斧柄的一端在地面上用力撞击几下，斧头就牢牢地套在斧柄上，这是由于 。
9.（2005·黑龙江）工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记(如图10)．这样做的目的是保证两点在________，用到的物理知识是________________．
10.（2007·浙江嘉兴）小张为研究“吸管中的饮料是被吸上来的？还是被气压压上来的？”这一问题时，设计了图11的实验。当用力推注射器活塞时，广口瓶内的气压将_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）直玻璃管内的气压，能观察到的现象是_______。此实验_______（选填“能”或“不能”）验证“饮料是被气压压上来的”这一结论。
　　 11.（2006·哈尔滨）同一座楼里的水龙头，楼层越高出水速度越小，其中—个重要原因是 　　　　　 。 如果每层楼高3m，当水龙头全部关闭时，相邻两层相应位置水管内的压强差为 　　　 Pa。
12.（2007·浙江丽水）“六一”前夕，某质监部门对儿童玩具市场进行了专项检查，发现个别玩具结构不牢固，断裂后尖锐的边缘容易刺伤孩子。因为当人体碰上玩具尖锐的边缘时，减小了受力面积，它对人体的压强 （填“增大”、“减小”或“不变”）；有些仿真枪发射出的硬塑子弹，能在1米内打穿三层牛皮纸，这说明射出的硬塑子弹具有较大的 能，存在安全隐患。
13.（2006·盐城）有一辆被查堵的核定载重20t的大货车，连车带货超过100t，相当于两节火车车厢的载重量.车辆超载问题严重，路面和桥梁不堪重负，恶性交通事故时有发生。请你运用所学物理知识，说说车辆超载的危害有哪些？（写出两点即可）
（1）
（2）
14.（2007·湖北咸宁）在生活中，我们有时因为生病而需要打针输液．图12为输液示意图，药瓶瓶口插有两根管子．其中C管的作用是利用________使药液从A管中顺利流出；针头的表面做得非常光滑，这是为了________以减轻病人的痛苦。若要提高输液速度，除了调节调节器外，还有一个简便的方法就是____ ____。
15.（2007·福建莆田)如图13所示，用手指堵住吸管的上端，将水从甲杯移到乙杯中。在移动吸管的过程中，管中的水不会落下，是由于_______________的作用。只用吸管想一次移取的水多一些，你该怎么办
办法一：________________________办法二：
16.（2006·南京）一头质量为6×103kg的大象，每只脚掌的面积为600cm2，它的重力为 N，它四脚着地时对地面的压强为 Pa。若大象抬起一条腿，如图14所示，它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N／kg)
17.（2006·重庆）如图15所示，斧头的刃越锋利，越容易劈开木头．这是因为在压力一定的情况下，通过减小 ，增大了 的缘故．
18.（2006·莱芜）如图16甲、乙所示，烧瓶中的水沸腾后，移去酒精灯，水停止沸腾，待水温稍降低一些后，将一大注射器接到密闭的烧瓶口上，向外拉注射器的活塞，可以看到的现象是__________，实验表明______________________________。
19.（2007·广安）图17是老师在演示液体内部压强情况的六幅图，除②图杯中装的浓
盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答：
（1）比较①②两幅图，可以得出：液体内部压强大小跟液体的_______有关；
（2）比较⑤⑥两幅图，可以得出：液体内部压强大小还跟液体的_______有关；
（3）比较③④⑤三幅图，你还可以得出什么结论？_______
20.（2007·上海）图 18 (a) 、(b)为用指针式压强计验证液体内部压强的规律实验中的一个情景,此时研究的是液体内部压强与 的关系。[ 图18(a) 、(b) 中的容器内均装满液体].用此装置还可研究液体内部压强与 的关系。
21.（2006·河北）小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表：
序号 液体 深度／cm 橡皮膜方向 压强计左右液面高度差cm
1 水 5 朝上 4.8
2 水 5 朝下 4.8
3 水 5 朝侧面 4.8
4 水 10 朝侧面 9.5
5 水 15 朝侧面 14.2
6 酒精 15 朝侧面 11.4
根据表中的数据．请回答下列问题：
(1)比较序号为1、2、3的三组数据，可得出的结论是 ；
(2)比较序号为3、4、5的三组数据，可得出的结论是　 ；
(3)比较序号为5、6的两组数据，可得出的结论是 。
22. (2005·南京)图19是小华做“估测大气压的值”的实验示意图．
（1）请将下列实验步骤补充完整．
A．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气．然后，用橡皮帽封住注射器的小孔．
B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的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．当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下 ，即等于大气对活塞的压力F．
C．用刻度尺测出注射器的 ，记为l，读出注射器的容积V，则活塞的面积S = ．
D．最后计算出此时大气压的数值p= （写出表达式）．
（2）实验中，小华正确使用了测量仪器，且读数正确，但她发现测量结果总是偏小．其主要原因是 ．
23.为了给刚刚栽上的树苗浇水，同学们到市场上去购买水桶，结果他们发现了如图20中的A、B两种水桶，经查看与测量得知，它们是用同种材料制成的，自身质量都是1kg，容积都是15L.请问应购买哪种水桶比较好？并说明你选择的理由。已知提水时手的受力面积为1×10－3m3，提起一满桶水时，手受到的压强是多少帕？
24.刘翔是我们中国人的骄傲！他在2004年8月雅典奥运会上以12s91的成绩打破了由阿兰·约翰逊在亚特兰大奥运会上创下的12s95的110m栏奥运会，书写了中国乃至亚洲田径新的历史。下表是刘翔夺冠时的资料。（提示：12s91即12.91s）
性别：男出生地：上海生日：1983.7.13身高：1.89米体重：74千克项目：110米栏
（1）假设刘翔以匀速跑完全程，则刘翔跑完110m栏的速度是多少？(答案精确到小数点后两位)
（2）当刘翔双脚站在冠军领奖台上时，他对领奖台的压强多大？（假设刘翔每只鞋底与领奖台的接触面积约为250cm2，g取10N/kg）
25.（2005·宿迁）为精确测量世界屋脊——喜马拉雅山的高度，2005年中国科学院组织科考队利用现代测量技术对喜马拉雅山主峰峰顶进行重新测量．测量考察中，科考队员们戴着墨镜，身穿防寒羽绒服，背着氧气瓶，手拿尖头冰镐，脚蹬防滑靴．他们不畏艰难险阻，克服重重困难，终于在5月下旬完成了测量任务．根据以上情景，请你提出两个问题，并从物理学角度加以简答．
例：问题：墨镜的作用是什么？（为什么他们要戴墨镜呢？）
简答：高山上白雪皑皑，阳光反射强烈，戴墨镜可防止强光伤眼．
问题1： ；
简答： ．
问题2： ；
简答： ．
单元综合评价参考答案
1. B
2. A
3.C
4. D
5. C
6. A
7.用布把手包起来（或把塑料袋提手处加宽）　受力面积　减小
8. 减小受力面积 惯性
9.等高线上(或“同一水平线上”) 连通器原理(也可填写原理的具体内容)
10. 大于 玻璃管内的液面上升 能
11.高楼层出的水的深度较小，液体压强较小 　2.94×104
12.大 动
13. （1）车对路面的压强过大，容易损坏路面
（2）超载造成不易刹车
14. 大气压 减小摩檫 提高药瓶相对手背的高度（意思相同也可得分）
15.大气压 将吸管倾斜插进甲杯中；挤出吸管中的空气后将吸管插进甲杯中；用嘴吸等。其他合理办法同样得分。
16. 6×10４　变大
17. 受力面积　压强
18. 水再次沸腾　液体表面气压减小，液体沸点降低
19.(1)密度 （2）深度 （3）同一深度，同种液体内部向各个方向的压强相等
20. 液体密度 液体深度
21.在同一深度，液体向各个方向的压强都相等
　 液体压强随深度增加而增大
　 在同一深度液体压强还跟液体的密度有关　
22.（1）实验步骤补充为：B、弹簧测力计的示数；C、全部刻度的长度l，； D 、；
(2)由于注射器的注射口部分，
23.解：使用A桶较好。因为A桶的提手较粗，受力面积较大，手受到的压强较小，手不会感觉特别疼。
桶内装满水时水的质量为m=ρV=1×103 kg/ m3×15L=1×103 kg/ m3×15×10－3 m3=15kg　　　水桶对手的压力等于水桶和水的总重力：F=G=mg=(15kg+1kg)×10N/kg=160N
水桶对手的压强：p ===1.6×105 Pa
24.解（1）v=s/t=110m/12.91s=8.25m/s
(2)F=G=mg=74Kg×10N/Kg=740N
s=250 cm2×2=500 cm2=0.05 m2
p=F/s=740N/0.05 m2=14800 Pa
25.答案：问题1：科考队员为什么要使用尖头的冰镐？
简答：使用尖头冰镐，可以增大对封冻雪地的压强．
问题2：他们为什么要背氧气瓶？（氧气有什么作用？）
简答：高山上气压低，空气稀薄，缺氧．
D
C
B
图16
甲 乙
图３
图５
图7
A
滑雪时穿着宽大的滑雪板
铁轨铺在路枕上
用锋利的菜刀切菜
起重机通过履带与地面接触
图2
图10
图11
图12
图13
图14
图15
图19
图20
图17
图8
图9
PAGE
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