第八章 压强
【知识要点提示】
1.压力 : 作用在物体表面上的力
① 置于水平面上的物体,对支持面的压力大小 物体的重力
② 置于斜面上的物体,对支持面的压力大小 物体的重力
③ 压在竖直墙面上的物体,对支持面的压力大小与物体的重力 (填:“有关”或“无关”),从上面的事例可以看出压力和重力是两个不同的力。
2.压力的作用效果是指:“被压物体表面的形变程度”,该效果跟 和 有关。
进一步的试验证明:① 当受力面积相同时,压力越 ,压力的作用效果越明显;
②当压力相同时,受力面积越 ,压力的作用效果越明显。
3.为了描述压力产生的效果,物理上引入了“压强”这个物理量,压强的定义为:
。公式为 ,单位: 简称 ,符号为 。
4.生活中切割物品的“刀刃”做的很锋利,其应用中包含的物理原理是
,便于切割;推土机的“履带”比较宽大,其应用中包含的物理原理是 ,不易陷入泥土中;汽车严重超载时路面容易损坏的原因是 。
5.液体内部向各个方向都有压强,压强的大小不仅跟液体的 有关,还跟液体的 有关,液体压强公式为 。
6.“连通器”是指:几个空心体的一端彼此连通,而另一端均与大气相通的装置。① 同种液体装入连通器静止后,各部分与大气接触的液面总保持在同一高度。② 不相容的密度不同的两种液体依次装入连通器静止后,各部分与大气接触的液面不能保持在同一高度。
7.大气压:空气和液体一样,空气内部向各个方向也都存在压强,我们称为大气压强,简称大气压。著名的 实验证明了大气压的存在;著名的 实验测出了大气压的值。
8.大气压的单位有:标准大气压、mmHg、帕和百帕,其关系为
1标准大气压= mmHg= Pa= hPa
9.离地面越高的地方大气压就 ,液体的沸点就
10.流体压强与流速的关系为:流速大的地方压强 ,流速小的地方压强 。
【达标练习题例】
一、填空题
1.高度相同的甲、乙两容器,底面积之比为2:1,放在水平桌面上。甲容器装满酒精,乙容器装满水,则甲、乙两容器底所受压强之比为 ,所受压力之比为 。(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
2.首先测定出大气压数值的科学家是 。一个标准大气压的值等于 毫米汞柱,约等于 帕。做托里拆利实验时,用一根长约1米、一端开口的玻璃管,充满水银后,将开口堵住倒插于水银槽内,则管中的水银液面会下降,降到一定高度时水银柱将停止下降。如果将玻璃管倾斜,管中水银柱的长度将 ,但水银柱液面所在的高度将 。若用粗一点或细一点的玻璃管作这个实验,水银柱的高度将 ,这是因为在一定条件下,同一地区的大气压强 。
3.有一个铁质圆柱体,底面积是10厘米2,重70牛,放在水平面上,用30牛的力竖直压它,地面受到的压力是 牛,压强是 帕。如果用20牛的力向上提它,地面受到的压力是 牛,压强是 帕。
4.底面积相同的量杯与量筒中装等质量的水,则 底部受到的压强大, 底部受到的压力大, 底部受到的水的压力小于水重。
5.修铁路时,钢轨不是直接铺到路基上,而是铺在枕木上,这是为了减小 。
啄木鸟的喙比较尖,当啄木鸟用喙敲击树木时,听到有空洞声,说明有害虫住在里面。它的嘴尖,相当于减小了与树木之间的 ,增大了对树木的 ,这样有利于将树木啄破,取出里面的害虫。
6.大象的质量是5000kg,每只脚底的面积是500cm2,大象的四脚站立时对地面的压强是 Pa (g=10牛/千克)
7.如图所示:底面积相同而形状不同的A、B两个容器中装有等高的同种液体,则液体对容器底部的压强、压力的关系为:PA_____PB,FA______FB。(填“大于”、“小于”或“等于”)
8.将两物体平放在水平桌面上,设两物体的重力之比为1:3,两物体与桌面接触面积之比为3:1,则两物体对桌面的压强之比等于______。
9.在如右图所示的盛有液体的容器中,投入一个木块后,容器底 受到的压强_ _,压力______;若杯中装满水时, 再将木块投入后,容器底受到的压力_______,压强______。(填“变大”、“变小”或“不变”)
10.在火车站和地铁站台上,都画有一条安全线,当火车快速开过时,人越过这条线就会有危险。这是因为,火车开动时,靠近火车的地方气体流速大,压强_____,离站台远的地方气体_____,压强 _____,强大的气流会将人压向火车。
二、选择题
1.关于液体压强的下列说法中正确的是( )
A.在同—深度,液体向上的压强大于向下的压强
B.在同—液体内,越深的地方液体的压强越大
C.液体对容器底的压强小于对容器侧面的压强·
D.液体具有流动性,所以液体内部向上的压强为零。
2.试管中装有某种液体,在试管处于右图中所示的甲、乙、丙三个位置时,管内液体质量保持不变,则试管底部受到的液体压强( )
A.甲位置最大 B.乙位置最大
C.丙位置最大 D.三个位置一样大
3.如下图所示,四块相同的木块放置在水平地面上:如按下图中阴影部分切掉并取走,则剩余部分对水平地面的压强最大的是( )
4.一只底面为正方形、面积为S的箱子,当放在面积为2S的水平正方形桌面中央时,箱子对桌面的压强是P;当将该箱子放在面积为S/4的水平的正方形的凳面上时,箱子对凳面的压强是( )
A.P/4 B.P C.4P D.5P
5.地球上大气压的存在是众人皆知的事实,但不是任何现象都能证实的,也不是各种运动都能证明大气压的存在。下面的几种说法中不能证明的是( )
A.活塞式抽水机的抽水过程 B.离心式水泵的抽水过程
C.钢笔吸墨水 D.车辆的行驶
6.下列关于液体内部压强的说法中正确的是 ( )
A.液体质量越大,所产生的压强越大
B.不同液体内的不同深度,压强可能相等
C.液体内部同一深度向下的压强总大于向上的压强
D.液体对容器底的压强大小与容器的形状有关
7.三个相同的烧杯,分别倒入等质量的三种液体,液面位置如图所示, 则液体对烧杯底压强大小关系正确的是 ( )
A.P甲>P丙>P乙
B.P甲<P丙<P乙
C.P甲=P乙=P丙
D.因密度未知,所以无法比
8.某人用嘴将小空瓶内的空气吸出,小瓶马上挂 在嘴唇上,原因( )
A.嘴把瓶子吸住 B.瓶内所剩的空气作用的结果
C.嘴边的唾液把瓶粘住 D.大气压把小瓶压在嘴唇上
9.一位小朋友的氢气球不小心脱手升到了空中,当气球升到高空时发生了破裂,以下关于气球升到高空破裂的原因的分析正确的是( )
A.高空大气压增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压减小,气球体积减小,将气球压破
10.三个质量相同;底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,里面分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压强相等,则三种液对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最大
C.乙最大 D.丙最大
l1.我们吸气时,下列说法正确的是( )
A.肺的容积减小,肺内空气压强增大
B.肺的容积增大,肺内空气压强减小
C.肺的容积增大,肺内空气压强增大
D.肺的容积减小,肺内空气压强减小
12.装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,下图中描述正确的是( )
13.甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有水,盐水和煤油,把它们放置在水平桌面上,用压强计测得三个容器底部液体压强相等,己知ρ盐水>ρ水>ρ煤油则:( )
A.甲容器中液面最高 B.乙容器中液面最高
C.丙容器中液面最高 D.三容器中液面一样高
14.关于压力和压强,下列说法中正确的是( )
A.物体的质量越大,对受力面的压力一定越大
B.压力越大,对受力面的压强越大
C.受力面积越小,产生的压强一定越大
D.压力一定时,受力面积越小,产生的压强一定越大
15.下面措施中,属于减小压强的是( )
A.拧螺钉时,在螺母下面垫一个较大的平面垫圈
B.缝衣针的针尖做得很尖
C.纸盒包装饮料常配有一根一端很尖的塑料吸管
D.房屋的地基比墙宽
16.图下中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
17.下列说法中,正确的是( )
A.细管中水产生的压强一定小于粗管中产生的压强
B.深度相同的液体产生的压强必定相等
C.液体压强的大小可以用公式p =ρg h 计算
D.液体对容器底部的压力等于液体的重力
18.水平桌面上放着等质量的铜、铁、铝三个立方体,它们对桌面压强最大的是( )(ρ铜>ρ铁>ρ铝)
A.铜块 B. 铁块 C. 铝块 D. 一样大
19.一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是( )
A.站着不动
B.就地趴伏在冰面上慢慢地向岸边挪动
C.赶快跑向岸边
D.立即改成单脚站立
20.如右图所示,向两张纸的中间吹气,发生的现象是( )
A.纸向两边分开 B.纸向中间靠拢
C.保持原来位置不动 D.都有可能
三、实验探究题
1.如图,小方桌分别放入沙盘中,观察桌脚陷入砂中的深度。图(1)与图(2)相比,图___中陷入较深;图(2)与图(3)相比,图____中陷入较深。由此得出结论:压力的作用效果,不仅跟压力的____有关,还跟____有关。从而在物理学中引入了______概念。上述这种研究问题的方法叫做_______
四、计算题
1.如图所示,边长20 cm、重10 N的正方体B放在水平地面上,边长10 cm、重8 N的正方体A叠放在B上,求:A对B的压强和B对地面的压强各是多少?
2.如图所示.将底面积为100cm2,重为5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N,深40cm的水.(g=10牛/千克)求:
(1)距容器底10cm的A处水的压强.
(2)容器对水平桌面压强
3.高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上。它省时高效,深受消费者欢迎。图(甲)为高压锅的构造,图(乙)为水的沸点与气压的关系图像。(g取10N/Kg,大气压为1标准大气压即105Pa)。
(1)说出高压锅为什么能将食物加热到100℃以上?
(2)若高压锅出气孔的截面积约12mm2,压在出气孔上的安全阀的质量为72g。通过计算并对照图像说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?
(3)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,用这种高压锅烧水时,要达到同样的最高温度,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?
4.如图,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。试求:
⑴ 水对茶壶底部的压力
⑵ 茶壶对桌面的压强(g=10牛/千克)
5.小花在滑冰场上快速滑行,在10s内滑行80m,她和冰刀的总质量为40kg,已知冰刀与冰面的接触面积为15cm2(g=10牛/千克)。 求
(1)小花受到的重力是多大
(2)小花滑行的平均速度是多大
(3)小花在单脚滑行市对冰面的压强是多大?当小花双脚站立时,她对冰面的压强怎样变化,简要说明理由
【知识要点提示答案】
1.垂直 ①等于 ②小于 ③无关 2.压力大小 受力面积 ①大 ②小 3.把单位面积上所受到的压力 帕斯卡 帕 Pa 4.压力一定时,受力面积越小,压强越大;压力一定时,受力面积越大,压强越小;接触面积不变,压力增大,压强增大。5.密度、深度 7.马德堡半球 托里拆利 8. 760 9.小 低 10.小 大
【达标练习题例答案】
一、填空题
1、4:5 8:5 2.托里拆利 760 1.01×105 变长 不变 相同 3. 100 107 50 5×106 4.量筒 量筒 量杯 5.压强 接触面积 压强 6.2.5×107
7.等于 等于 8.1:9 9.变大 变大 不变 不变 10.压强小 流速小压强大
二、选择题
1.B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.B 7.C 8.D 9.C 10.B 11.B 12.B 13.C 14.D 15.D 16.D 17.D 18.A 19.B 20.B
三、实验题
1. 2 2 大小 受力面积 压强 控制变量法
四、计算题
1.800N 450N 2.3×103Pa 5×105 Pa 3.(1)液体沸点随气体压强的变大而升高 (2)115°C (3) 适当增大安全阀的质量 4.(1)4.8N (2)250 Pa
5.(1)400N (2) 8m/s (3) 2.7×105 Pa 双脚站立时,压强变小,因为压力不变,接触面积增大了
F
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图17
甲
乙
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