第21讲 压强 流体压强与流速
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第21讲 压强 流体压强与流速
Ⅰ考生必背：基础知识
必记1：压强
1．压强：(1)定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。(2)物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量。(3)公式：。(4)单位：N／m (帕斯卡)。
2．增大或减小压强的方法：(1)增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积。(2)减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积。
必记2：液体的压强21世纪教育网
3．液体压强的特点：液体内部向各个方向都有压强；在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等；深度增加，液体内部的压强增大；液体内部的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，液体的压强越大。21世纪教育网
4．液体内部压强的计算公式：。
5．连通器的特点：连通器内装有同一种液体，在液体不流动时，各容器内的液面是相平的。
必记3：大气压强
6．标准大气压为1．013×10Pa。测量大气压强的仪器叫气压计，气压计有水银气压计和金属盒气压计。
必记4：液体压强与流速的关系
7．在气体或液体中，流速越大的位置压强越小。飞机就是运用这一原理升空的。
Ⅱ考生必会：考点
一、基本考点
考点1：压强(重点、热点) 21世纪教育网
1．压力的定义和方向：(1)压力的定义：物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫压力。(2)压力的方向：与受力面垂直。
2．压力与重力的区别：(1)产生原因不同：压力是物体之间在直接接触过程中，由于发生相互挤压作用而产生的力。重力是物体由于地球的吸引而受到的力。(2)方向不同：重力的方向总是竖直向下的，而压力的方向始终与物体的受力面垂直。只有当物体的受力面处于水平状态时，压力和重力的方向才可能相同。(3)大小不同：在一般情况下压力和重力的大小是不相同的，只有在特定情况下(如放在水平支持物上的物体)受压物体所受压力的大小与施力物体的重力大小才相等，但压力和重力仍然是不同性质的两个力。(4)作用点不同：压力的作用点在受力物体的表面上，而重力的作用点在物体的重心上。
3．压力的作用效果；当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。这说明压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。21世纪教育网
4．压强：(1)定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。(2)物理意义：压强表示压力的作用效果，压强越大，则压力的作用效果越明显。(3)公式：，应用公式解题时，公式中各物理量的单位要统一。在P、F、S三个物理量中，若已知其中的两个物理量，则可应用及变形公式求出另一个物理量。
5．本考点在中考中常与密度、浮力等知识联系在一起考查，常见的题型有：填空题、选择题、探究题、计算题。
【例1】为纪念郑和七下西洋将华夏文明传扬于世，闽江口屹立起国内最大最高的一尊石雕像，如图l-21-1所示。石雕像和基座的总质量为7×10 kg，基座底部呈正方形，面积约为50 m，则石雕像和基座总重力是_______N，对水平地面的压强是_______Pa。(g取10 N／kg)
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解：7×10；1．4×10 点拨：石雕像和基座的总重力G=mg=7×10kg×l0 N／kg=7×10N，对水平地面的压强 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" =1．4×10Pa。
三易点警示灯：压强与压力的区别(易误点) 21世纪教育网
详释：压力与压强是两个不同的物理量，压力是一种力，而压强则是表示压力作用效果的物理量，压强大，则压力的作用效果就明显，而压力大，其作用效果不一定明显，即压力大，它所产生的压强不一定大。压力小，它所产生的压强也不一定小。同学们在复习中要注意它们的区别，以防混淆。
【例1】下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A．单位面积上受到的压力越大，压强越大
B．受力面积越大，压强越小
C．重力越大，压力越大
D．压力越小，压强越小
错解：B或D
错解分析：错解的原因是混淆了压力与压强这两个不同的概念。物体在单位面积上受到的压力叫压强，单位面积上受到的压力越大，压强也越大，A选项正确；压强的大小与受力面积、压力大小都有关，由公式知，B、D选项都错误；重力大小与压力大小无关，C选项错误。21世纪教育网
正确解法：A
考点2：液体的压强(重难点、热点)
考点归纳与拔高：
1．液体压强产生的原因：液体由于受重力的作用，且液体具有流动性，所以液体对容器底和侧壁及液体内部都有压强。
2．液体压强的特点：(1)液体内部向各个方向都有压强。(2)同一深度，液体内部向各个方向的压强相等。(3)深度增加，液体的压强也随着增加。(4)液体的压强与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，液体的压强越大。
3．液体压强的测量：液体内部的压强用压强计测量。压强计U形管两侧的液面高度差越大，说明液体的压强越大。21世纪教育网
4．液体压强的计算：液体的压强用公式计算，公式中，代表液体的密度，单位是kg／m；g为9.8 N／kg；h代表深度，单位是m，P代表液体的压强，单位是Pa。
5．液体的压强只与液体的密度和深度有关，而与液体的质量、容器的形状、液体的体积等无关。21世纪教育网
6．连通器：连通器是根据液体压强规律工作的装置，连通器的特点是：静止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同一高度。连通器在生活、生产中有着广泛的应用：如锅炉水位计；茶壶；船闸；自来水管；过路涵洞等。
【例3】在空纸盒的侧面扎三个大小一样的孔。纸盒装满水后，水从小孔喷出，图1-21-2中最接近实际情况的是( )
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解：A 点拨：液体的压强随深度的增加而增大，表现在水流上是压强越大，水流越急，水的射程越远，故A正确。
三易点警示灯：液体对容器底的压力与液体重力的关系(易误点)
详释：净理液体的压强是由于液体所受重力产生的，但从公式知，液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的重力无关，所以容器中液体对容器底的压力与容器内液体的重力无关。在解答有关容器内液体产生的压强、压力的题目时，弄清压强是关键，一般先求P()，然后再求F(F=PS)。21世纪教育网
【例2】在一个重2 N，底面积为0．01 m的容器里装8 N的水，容器中水的深度为0．05 m，把它放在水平桌面上，如图1—21—3所示(g取10 N／kg)。求：
(1)水对容器底部的压强和压力；
(2)容器对桌面的压力和压强。
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错解:(1) HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" ，F=G=8N 。
(2) F′=G′=2N, HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" 21世纪教育网
错解分析：错解的原因是：(1)误认为水对容器底的压力等于容器内水的重力；(2)不明确容器对桌面压力大小的计算。
正确解法：(1)水对容器底部的压强： gh=1.0×10 kg／m×10 N／kg×0．05 m=500 Pa，水对容器底的压力：=500 Pa×0．01 m=5 N。
(2)容器对桌面的压力：。
容器对桌面的压强： HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" 。
考点3：大气压强（重点、热点）
考点归纳与拔高：
1．大气压强：地球周围的大气层内部向各个方向都有压强，这种压强叫大气压强，简称大气压。
2．大气压强产生的原因：由于空气受重力的作用，而且空气又具有流动性，因此大气层内部向各个方向都有压强。
3．大气压的测量：(1)用托里拆利实验测量大气压。由实验知，大气压强跟玻璃管内水银柱产生的压强相等，所以测出玻璃管内水银柱的高度，利用公式P—pgh即可算出大气压强的值。(2)用气压计可直接测出大气压的值。常见的气压计有：水银气压计、金属盒气压计等。21世纪教育网
4．标准大气压：1标准大气压=l．013×10Pa。
5．大气压的变化：大气压是变化的，同一地点的不同时刻大气压不同；同一时刻的不同地点大气压也不同；大气压随高度的增加而减小。
6．大气压的应用：大气压在生活、生产中有广泛的应用，例如，抽水机就是利用大气压将水从低处抽到高处的；高压锅是利用增大锅内的气压，提高水的沸点的道理制成的。
7．本考点在中考中常结合实际情况，联系流体压强与流速的关系及液体沸点与液面气体压强的关系一起考查，常见的题型有：填空题、选择题、简答题。
【例5】如图l—21—4所示，用塑料管可以把瓶子中的水吸到嘴里，这是由于( )
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A．人对水产生吸引力的作用
B．吸管本身有吸水的作用21世纪教育网
C．大气压作用在水面上的结果
D．水压的作用
解：C 点拨：人用力吸塑料管时，管内空气减少，管内气压降低，小于管外大气压，于是瓶子内的水在大气压的作用下被压入塑料管内并上升，直至嘴重，这是大气压作用在水面上的结果。
考点4：液体压强与流速的关系（重点）
考点归纳与拔高：
1．流体：液体和气体除了有一定的质量外，都没有一定的形状，而且还能够流动，所以液体和气体统称为流体。
2．流体压强与流速的关系：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。
3．飞机产生升力的原因：飞机机翼横截面的形状上下不对称，其上方弯曲，下方近似于直线，如图l-21—5所示，当飞机在跑道上滑行时，迎面而来的空气被机翼分成上、下两部分，在相等时间内，机翼上方空气通过的路程较长，因而流速较大，压强较小，下方流速较小，压强较大，因此在机翼的上下表面产生了压强差，这就产生了向上的升力，把飞机托起来。
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【例6】 沙漠中有一个沙丘(如图l—21—6所示)，当水平方向的风不断吹过沙丘时，沙丘会慢慢( )
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A．向左移动 B．向右移动
C．仍停原处 D．无法确定
解：A 点拨：从沙丘的形状可以看出，当水平方向的风刮过时，其左边的空气流速大，压强小，沙粒在左右两边压强差的作用下向左移动，因此正确选项为A。
三易点警示灯：对流体压强与流速的关系的理解(易误点) 21世纪教育网
详释：有些同学由于对流体的压强与流速的关系理解不透彻，因而在解答有关问题时要么凭空猜想，要么被某些表面现象所迷惑，从而解答错误。在解答有关流体压强与流速关系的题目时，首先要认真读题，明确题意，弄清问题中流体的哪个地方流速大，哪个地方流速小，流体向哪个方向的压强大，向哪个方向的压强小，然后根据要求，作出正确的解答。
【例7】把一个漏斗拿在手中，使其喇叭口朝下，用另一只手拿住一个乒乓球，让球对着漏斗内的细管处，如图1—21—7所示，撒开手，小球会掉下。但若对准漏斗细管口用力向下吹气，则会有什么现象发生 试解释产生该现象的原因。
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错解：现象：乒乓球会掉下来。原因：向下吹气时，乒乓球除受重力外还受到一个向下吹的力。21世纪教育网
错解分析：错解原因是对本题所描述的现象无直观的认识和感受，不理解流体压强与流速的关系，解题时凭空猜想。本题中，向下吹气时，乒乓球上方的空气流速大，下方的空气 流速小，空气对乒乓球向下的压强小于空气对乒乓球向上的压强，所以乒乓球不会掉下来。
正确解法：现象：乒乓球不会掉下来。原因：对着漏斗细管I=1用力向下吹气时，乒乓球上方空气流速大压强小，下方流速小压强大，所产生的压力差向上，把乒乓球托住不会掉下来。
二、综合运用考点
考点5：压力、压强的大小比较与计算(学科内综合考点)
1．压强是中考的热点之一，定性比较压力、压强的大小和定量计算压力、压强是中考中经常见到的题目，该类题目常将压强与密度、浮力等考点综合在一起考查。解答该类题目关键是弄清题意，明确公式的适用范围和解题思路。
2．固体的压力与压强：(1)一般思路：①先设法求压力；②根据求压强。(2)特殊思路：灵活运用推导公式（表示固体密度，h表示固体高度)，它适用于密度均匀的固体。
3．液体的压力与压强：(1)一般思路：①先根据 (液体压强公式)求压强；②再根据F=PS求压力。(2)特殊思路：灵活运用F=PS==G，它适用于求解柱体容器中液体对容器底的压力，即压力的大小等于对应柱体内液体的重力。
【例8】小明放学回家，看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯，如图l—21-8所示。于是他利用家中的皮尺测得水深12 cm，粗略测出玻璃杯的底面积为2×10 m；又估测出水和杯子的总质量约为0．4 kg；并提出了下列问题。请你同他一起解答这些问题。(g取10 N／kg， =l．0×10 kg／m)
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(1)水和杯子的总重力；
(2)水对杯底的压强；
(3)杯子对水平茶几的压强。
解：(1)水和杯子的总重力G=mg=0.4kg×l0 N／kg=4 N。
(2)水对杯底的压强：P=gh=1．0 ×10 kg／m×10 N／kg×0．12 m=1．2×10 Pa。
(3)杯子对水平茶几的压强：。
点拨：在解答有关压强、压力的计算题目时，应首先明确该压强是谁对谁的压强，它的大小由哪些因素决定，它的大小应该用什么公式计算，然后再根据要求作出正确解答。本题中水对杯底的压强由水的密度和深度决定，应该用计算；杯子对水平茶几的压强大小由杯子对茶几面的压力和茶几面的受力面积决定，应该用计算。
三、实际应用考点21世纪教育网
考点6：压强知识在生活、生产中的应用
考点归纳与拔高：
1．压强知识在生活及工农业生产、国防、科学技术中有着广泛的应用，因此应用压强知识解决实际问题是中考的热点。在中考中涉及压强实际应用的知识有：增大或减小压强的方法；液体内部压强的规律；连通器的特点；大气压强及变化规律；流体压强与流速的关系等。
2．本考点在中考中常与质量、重力、密度、浮力、简单机械等知识综合，结合相关知识在实际中的应用，考查同学们应用所学知识分析、解决实际问题的能力，常见的题型有：填空题、选择题、简答题、计算题、实验题。
【例9】图1—21—9所示的四个实例中，目的是为了减小压强的是( )
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解：A 点拨：铁轨铺在路枕上是增大受力面积减小压强；安装滚珠轴承是为了减小摩擦；气垫船形成气垫也是为了减小摩擦；剪刀的刀口锋利是为了增大压强，故选项A正确。
Ⅲ 考生必知：课标新题型
课标新型题一：探究题
【例1】（实验探究题）某兴趣小组开展科学探究活动。
[提出问题]液体产生的压强跟深度有什么关系 21世纪教育网
[设计实验]探究液体产生的压强跟深度的关系，用如图1—21—10所示装置，在弹簧秤下挂一圆柱体，容器中盛有某种液体。
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[获取证据]测得圆柱体横截面积为l X l0米，圆柱体的重为0．6牛顿。当圆柱体缓慢地浸入液体中时(圆柱体始终竖直且没有被浸没)，记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧秤相应的示数F，求得相应的圆柱体在下表面处产生对液体的压强P(液体在圆柱体下表面处产生的压强也为P)，所得数据如下表：
实验序号 1 2 3 4 5
h／米 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
F／牛 0.48 0.36 0.24 0.12 0
p/帕 1.2×10 2.4×10 3.6×10 4.8×10
[得出结论]根据以上数据可得出液体产生的压强跟深度的定量关系是________。
[讨论与交流](1)根据第5次实验所得数据，求得圆柱体在下表面处对液体产生的压强是________帕。21世纪教育网
(2)当弹簧秤的示数为0．3牛时，圆柱体受到的浮力为________牛。
解：p=12 000h (1)6×10 (3)0.3
点拨：从表中数据可以看出，当深度增加时，液体产生的压强也增加，且液体产生的压强与深度成正比，关系式为P=12 000h；(1)根据液体产生的压强和深度的关系可知，第5次实验时产生的压强P=12 000h=12 000×0.5 Pa=6×10 Pa(2)圆柱体浸在液体中受到的浮力F=G-F=0.6 N-0.3 N=0.3 N。
课标新型题二：开放题
【例2】日常生活中，我们经常利用大气压为我们服务，请举出两个这方面的例子：
(1)________________ (2)____________________
解：(1)用吸管吸饮料 (2)塑料挂衣钩(其他答案合理均可)
点拨：大气压的应用很多，如各种吸管、吸盘、活塞式抽水机等均是利用大气压的例子。
Ⅳ 考生必试：中考题
1. 如图l—21—11所示，将一块砖平放、立放、侧放时，它对地面的压强( )
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A．平放时最大
B．立放时最大
C．侧放时最大21世纪教育网
D．平放、立放、侧放时，一样大
2. 如图l—21—12所示的事例中，属于减小压强的是( )
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3. 一未装满橙汁的密闭杯子，先正立放在桌面上(如图l—21—13A)，然后反过来倒立在桌面上(如图1—21—13B)，两次放置橙汁对杯底的压强分别是P和P，则( )
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A．P>P B．P
4．长江三峡大坝上下游水位差最高可达113 m，上游的船要在船闸中经过5个闸室使船体逐渐降低，每个闸室水位变化二十多米，因而三峡船闸的闸门非常大。 其首级人字闸门每扇高39．5 m，宽20．2 m。倘若门外的水位高30 m，则这扇闸门所受水的最大压强是_____ Pa，已知闸门所受水的平均压强是最大压强的一半，则这扇闸门所受水的压力是_____ N。(g取10 N／kg)
Ⅴ 考生必闯：过关测验题
一、选择题
1．下列现象中，为了增大压强的是( )
A．骆驼长着宽大的脚掌21世纪教育网
B．载重汽车装有许多轮子
C．坦克车装有宽宽的履带21世纪教育网
D．压路机装有质量很大的碾子
2．如图1—21—14所示各图象中，能正确描述液体压强与深度关系的是( )
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3．如图1—21—15所示，在铝质易拉罐中放人少量的水，然后用酒精灯加热。待罐口出现白雾时，用橡皮泥堵住罐口，把酒精灯撤去，让易拉罐自然冷却。下列说法正确的是( )
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A．罐口出现的白雾是熔化形成的
B．易拉罐被压瘪，是由于罐体冷却收缩形成的
C．易拉罐被压瘪，是由于大气压的作用
D．易拉罐被压瘪后，过一段时间又自动恢复原状
4．2007年夏季，高邮湖面上发生龙卷风，把大量的湖水“吸”人空中，龙卷风实质上是高速旋转的气流，它能“吸”起物体的原因是( )
A．龙卷风内部的压强远小于外部的压强
B．龙卷风内部的压强远大于外部的压强
C．龙卷风使物体受到的重力增大
D．龙卷风使物体受到的重力减小21世纪教育网
二、填空题
5．如图1—21—16所示，物体A在水平推力F的作用下从甲图位置匀速运动到乙图位置。在此过程中，物体A受到的摩擦力_____(填“大于”、“等于”或“小于”)水平推力F，物体A对桌面的压力_____(填“变大”、“变小”或“不变”)，物体A对桌面的压强将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
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6．如图1—21—17所示，是某同学研究液体压强时，绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图象。由图可知，甲、乙两种液体密度的大小关系为_____，其中_____液体是水。
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7．空降兵从3 000 m高空降落的过程中，以降落伞为参照物，空降兵是_____(填“运动”或“静止”)的；他受到的大气压_____ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
8．如图1—21—18所示，农村炉灶里的烟之所以顺着烟囱排到屋外，其原因是因为风吹过烟囱的顶端，使那里的空气流速___ __，压强_____。
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三、课标新型题21世纪教育网
9．堰塞湖是由于地震造成山体滑坡阻断已有河流而形成的湖泊。当堰塞湖水位升高时，堰塞堤坝越容易倒塌。为什么
10．如图1—21—19所示，小纸条靠近从水龙头流下的稳定的水流，你预测小纸条的运动情况是怎样的，物理依据是什么
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参考答案：
IV．1．B
点拨：砖在平放、立放、侧放时的重力不变，但立放时与地面间的接触面积最小，所以砖在立放时对地面的压强最大。21世纪教育网
2．D
点拨：改变物体的受力面积能改变压强，A、B、C中均是通过减小受力面积来增大压强的，D中是通过增大受力面积来减小压强的。
3．A
点拨：从题图中可以看出杯中橙汁的高度h>h，由液体压强公式可得，P>P，A选项正确。
4．3×10；9．09×10
点拨：根据液体压强公式得p=gh=1．0×10kg／m×10 N／kg× 30 m=3×10Pa闸门所受水的压力F=1/2PS=1/2×3×10Pa×30 m×20．2 m=9．09×10N。
V．一、1．D 21世纪教育网
点拨：压强的大小与压力和受力面积的大小有关，本题中，选项A、B、C都是通过增大受力面积来减小压强的，选项D是通过增大压力来增大压强的，故D正确。
2．B点拨：由公式p=gh可知，当液体密度一定时，与h成正比，当h为零时，也为零，据此判断选项B正确。
3．C 点拔：罐口出现的白雾是水蒸气液化形成的，A选项错；易拉罐自然冷却的过程中，内部气体温度降低，气压减小，小于外界大气压，大气压把它压瘪，且压瘪后如无外力它不能恢复原状，B、D选项错，C选项正确。
4．A
二、5．等于；不变；变小
6． HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" =2 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" (填 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" > HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" 也可)；乙
点拨：从图象可以看出，甲液体在深度4 cm处产生的压强与乙液体在8 cm处产生的压强相等，根据液体压强公式p=gh可判断， HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" =2 HYPERLINK " http://www.21cnjy.com" 。将水的密度代人公式p=gh，取h=4 cm=0．04 m，可得此时压强为p=400 Pa，因此乙液体是水。
7．静止；变大21世纪教育网
点拨：随高度的减小，空降兵所受的大气压也变大。
8. 大；小
三、9. 解：当堰塞湖水位升高时，水的深度越大，根据液体内部压强的规律，水对坝底产生的压强也越大，堤坝就越容易倒塌。
10．解：预测：小纸条将向水流靠近。依据：流体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；由于水流动，纸与水流间的空气流动速度较快，纸与水流之间的空气压强较小，纸的另一侧(右侧)空气流速较慢，空气的压强较大；水流与纸条间的空气压强小于纸条右侧的空气压强，两侧的空气压力差将纸条压向水流。
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