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第八章 神奇的压强8.1 认识压强1知识点：物理学中，把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力的作用效果会使物体发生形变。压力的作用效果与以下因素有关：受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。 压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显。物理学中，把物体单位面积上受到的压力叫做压强。压强= ； P=（4）力的单位是牛（N），面积的单位是平方米（m2）;压强的单位就是牛每平方米（Nm-2）,也叫做帕斯卡，简称帕，符号是Pa.。1Pa表示1平方米受到的压力是1N。 1Pa=1 Nm-2例题：成年野牛每只脚掌的面积大约是0.025m2,它在水平沙地上站立时留下脚印的深度是1.8cm，实验表明，使沙地相同深度的压强是2105Pa，假设它四只脚印面积相等（g=10N/kg）(1)野牛对沙地的压力F为多少？（2）野牛的质量m为多少？课堂测评1.图8-9中，采用增大受力面积的方法减小压强的事例是( )啄木鸟利用长长 老虎用其锐利的 火星探测车的 斧头的刃越薄的尖喙啄食害虫 牙齿咬碎猎物 轮子很宽 越锋利A B C D 图8-92. 图8-10下列是2008年第29届奥运会运动项目图标，在这些运动中，运动员对地面压强最大的是（ ）3.质量相同的鸡和鸭同在湿稻田里走动。鸭的脚印比鸡的浅这是因为鸭与鸡相比，鸭脚掌接触地面的面积较_，对地面产生的压强较_。(填“大”或“小”)图8-114.如图8-11所示，物体A在水平推力F的作用下，从甲图位置运动到乙图位置。在此过程中， A对桌面的压力将_，A对桌面的压强将 _ 。（填“变大”、“不变” 或“变小”）。 图8-125.小明同学利用砝码、小桌、装有沙子的容器等实验器材，做“探究压力作用的效果”实验，如图8-12所示 (1)保持小桌对沙子的压力不变，改变小桌与沙子的接触面积，小明发现接触面积越大小桌陷入沙子越浅，说明压力的作用效果与_有关。(2)保持小桌与沙子的接触面积不变，改变小桌对沙子的压力，小明发现压力越大，小桌陷入沙子越深，说明压力的作用效果与_有关。(3)实验过程中，压力的作用效果是通过_表现出来的。图8-136 构建和谐社会，关爱弱势群体，是社会主义精神文明的重要体现。为了方便盲人出行，在市区的人行道上专门铺设了盲道，如图8-13所示。盲道上有条状的凹凸条纹，盲人凭脚的感觉就能识别出盲道，请你从物理学的角度说出其中的道理。7.在高速公路上，一些司机为了降低营运成本，肆意超载，带来极大的危害按照我国汽车工业的行业标准，载货车辆对地面的压强应控制在7105Pa以内。有一辆自重2000kg的6轮汽车，已知该车在某次实际营运中装货10t，每个车轮与地面的接触面积为0.02m2。求：(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准，这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10Nkg)8.2 研究液体的压强1知识点： (1)液体内部压强的特点，不仅对容器底部产生压强，对容器侧壁也产生压强。 （2）液体内部各个方向都有 压强 ，并且在同一深度各个方向的压强 相等 ；液体内部的压强跟 深度 有关，深度增加，压强 增大 ；不同液体内部的压强跟液体的 密度 有关，密度越大，压强 越大 。 （3）计算液体内部压强公式：P液=gh (4)连通器：上端开口，底部互相连通的容器。若连通器内装入同种液体，当液体静止时，各容器中的液面总保持相平。茶壶，过路涵洞，锅炉水位器，船闸等属于连通器。图8-17图8-16课堂测评图8-181如图8-18所示，A、B两个内径相同的玻璃管内盛有同种液体，当A管竖直，B管倾斜放置时，两管液面等高，则（ ） AA、B两管中液体的质量相等 BA管中液体对管底的压强比B中大 CA管中液体对管底的压强比B中小 DA管中液体对管底的压强与B中相等 图8-192. 如图8-19中甲图所示，圆台形密闭容器中装满水，静置在水平桌面上，此时容器对桌面的压强为P1，水对容器的压强为P2。然后将容器倒置，如图乙，则此时P1 、P2的变化情况是（ ）A.P1变大，P2不变B.P1变大，P2变小C.P1不变，P2不变 D.P1变小，P2变大3、连通器在生产生活中有着广泛的应用，图8-20中利用连通器原理的有（ ）A只有甲、乙 B只有丙、丁C只有甲、丙、丁D甲、乙、丙、丁图8-20图8-21 4、关于图8-21中a、b、c三点压强的说法中，正确的是（ ）Aa点向下压强比向上压强大Ba、b两点的压强相等Cb点压强比c点压强小Db、c两点的压强相等图8-225.如图8-22所示，一开口的杯子，装上8 cm深的水后，放在水平桌面上。已知杯子底面积为60 cm2；杯子装上水后的总质量为0.6 kg。则水对杯底的压强为Pa。杯子对桌面的压强为_ Pa。（g取10Nkg）6.图8-23是研究液体内部压强实验时的六种情况，除图杯中装的是浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答：图8-23（1）比较两幅图，可以得出：液体内部压强大小跟液体的_ _有关；（2）比较两幅图，可以得出：液体内部压强大小还跟液体的_ _有关；（3）比较三幅图，还可以得出结论_ _ _。7如图8-24所示，在水平桌面上放置一空玻璃杯，它的底面积为0.01m2，它对桌面的压强为200Pa。图8-24 求玻璃杯的质量。 在玻璃杯中装入1kg水后，水对杯底的压强为900Pa，求水的深度。 通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图中a 、b、c的哪一种？(g=10N/kg，杯壁的厚度可忽略)8.3 大气压与人类生活课堂测评1有以下实例：电风扇正在工作； 用吸管吸饮料；电冰箱制冷；吸盘挂钩挂衣服。其中利用大气压的是（ ）A B C D2. 某同学用嘴将小空瓶内的空气吸出，小瓶马上就挂在嘴唇上了，这是因为（ ）A嘴把小瓶吸住 B嘴边的唾液把小瓶粘住图8-29C瓶内剩余空气作用的结果 D大气压把小瓶压在嘴唇上3.在青藏铁路上运营的高原列车有完备的供氧系统和医疗应急系统，这样做是因为 （ ）A高原空气稀薄，大气压强小 B高原空气稀薄，大气压强大C高原空气稠密，大气压强小 D高原空气稠密，大气压强大4.图8-29所示是为病人输液的装置示意图，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，还有一种简便的方法就是 。图8305.小张为研究吸管中的饮料是被吸上来的，还是被压上来的，设计了图830所示的实验。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，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。图831 6. 小华同学用有挂钩的塑料吸盘来估测大气压的值，他设计的实验方案如图8-31所示，将蘸水吸盘按在平滑的玻璃板上，挤出里面的空气，按住玻璃板，用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩，缓缓往上拉，记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧测力计的读数，再测量出吸盘与玻璃板的接触面积，即可算出大气压的值。实验室提供的器材有量程为10N的弹簧测力计1只，底面积为3cm2的吸盘1个，平滑的玻璃板1块。实验时，他发现当弹簧测力计拉至读数最大时，吸盘仍未脱离玻璃板，实验室又没有量程更大的弹簧测力计，他认为可以运用其它器材结合所学物理知识来解决这一问题。（1）请设计两种不同的实验方案。要求：先确定所需的器材（除题目已给的器材外），再简要说明你是如何运用物理知识解决这一问题的？（不增加弹簧测力计的个数）方案一器材：_；说明：_。 方案二器材：_ _ _；说明：_ _。（2）该实验只能粗略测出大气压的值，结果并不精确，请指出你所设计的一种方案中产生误差的主要原因有哪些？（写出2点即可）_；_ _。7盛夏时分，“小问号”王欣同学在打开冰箱取饮料时，突然脑海里浮出一个问题：为什么每次开冰箱门都比较费力?通过仔细观察他发现，打开冰箱门时，冰箱里的冷空气出来，外面的热空气进去。当冰箱门重新关上后，就将这部分热空气也关在了里面，箱内热空气冷却收缩，压强减小。王欣判断这应该是开冰箱门费力的一个原因。若冰箱门长为0.6m，宽为0.5m，冰箱外的气压为1l05pa，设冰箱内部与外部的气压相差1/1000。求：（1）冰箱内气体压强多少?（2）冰箱内、外气体对门的压力各是多少?（3）冰箱门受到的内外压力差相当于质量为多少的物体受到的重力？（g=10N/kg）四、课程资源1. 一些压强值事物压强/Pa一万米高空（50）的空气压强8500米高山上（40）的空气压强履带拖拉机对地面的压强坦克对地面的压强炊事用高压锅内的最大压强载重汽车轮胎内气体压强汽水瓶内压强高温高压蒸汽锅炉：400450时510时无缝钢管能耐受的压强小汽车发动机汽缸内的压强高压储气钢瓶气体压缩机火车车轮与钢轨之间的压强火车钢轨与轨枕之间的压强火车轨枕与道床之间的压强石墨转化为金刚石（高温下加压）地球中心压强原子弹爆炸中心压强太阳中心压强热核反应02641050331105约03105约（0405）105（1213）105小于10105可达到101053010540105101105（80800）105100105150105可达5000105（70009000）10520105（153）10541010大于364101110141016可达10161017图833五、补充习题1.一个长方体木块放在水平桌面的边缘，O为木块的重心，如图833所示。木块重力为G，底面积为S，则下列说法不正确的是（ ） A木块对桌面的压力为G B木块对桌面的压强为G/S C木块对桌面压力的受力面积小于SD沿竖直方向将木块外侧的一半切掉，此时木块对桌面的压强比原来小2目前汽车超载现象异常突出，公路损坏严重。你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于（ ）A汽车的大小 B汽车对公路的压强 C汽车的速度 D汽车的惯性3图834所示的四个实例中，目的是为了增大压强的是（ ）图8344游客乘坐海底观光潜艇潜到海底观赏海底世界，在潜艇不断下潜的过程中，潜艇受到海水的压强的变化情况是（ ）A不断增大 B不断减小 C保持不变 D不能确定5如图835所示的“帕斯卡裂桶实验”表明，影响液体内部压强的因素是液体的（ ）A质量 B深度 C密度 D体积6将装满纯净水的桶（约40cm高）开口朝下放在水中，如图836所示，结果是（ ）A桶内的水将流出一部分 B桶内的水将全部流出C仍然是满桶水 D无法判断图837图836图8357小明将盛有水的烧瓶放在火焰上加热，水沸腾后，把烧瓶从火焰上拿开，迅速塞上瓶塞，向瓶底浇冷水，如图837所示，则观察到烧瓶里的水（ ）A一直沸腾，浇上冷水时，停止沸腾B先停止沸腾，浇上冷水时，会再沸腾C因没有继续加热，且又浇上冷水，故不会沸腾图838D从火焰上拿开到向瓶底上浇冷水的过程中，始终都会沸腾8人们为了纪念物理学家所作出的杰出贡献，用他们的名字作为某些物理量的单位。图838中两位物理学家名字分别被命名为 和 两个物理量的单位。图8399小聪的质量是56kg，当他双脚站立在水平地面上时，留下如图839所示的鞋印，则小聪与地面的总接触面积是_cm2，他对地面的压强是_Pa（图中每一小格表示4cm2，凡大于半格的都算一格，小于半格的不计；g取10N/kg）。10如图8-40所示，伸出双手，将双掌掌心合拢，用力向内挤压，尽量排除手掌间的空气，再把手掌分开时，会有一种向里“吸”的感觉，这是因为手掌受到_的作用。图84011如图841所示，作出物体A对支承面BC的压力示意图。 B B C C图841AA12利用一个挂衣钩的吸盘、刻度尺、弹簧测力计、平滑的桌面，设计一个实验，估测大气压的值，写出实验步骤和计算大气压值的表达式。图84213.如图842所示，茶壶的质量是0.2kg，底面积是410-3m2，内盛0. 6kg 的开水，把它放在一水平桌面的中央。（g取10N/ kg ) 填空：在壶盖上开有一个小孔，其作用是在倒水时使壶内外的_相等；由于壶身和壶嘴构成_，从而使壶身与壶嘴液面保持相平。 计算：茶壶对桌面的压力； 茶壶对桌面的压强。14大气压随高度的升高而降低，一支登山队测出了几个高度的大气压，如下表所示。高度h/km大气压P/105Pa01.010.40.970.80.921.40.862.00.79 图843（1）请你根据表中的数据，在图843所示的坐标中作出大气压随高度变化的图像。（2）根据图像，可以看出大气压随高度变化的数量关系大致为： 。（3）当高度为1km时，大气压约为 Pa。当高度为3000km时，已到了大气层的边缘，此处的大气压约为 Pa。（4）除了高度，大气压还与什么因素有关？请提出你的一个猜想： 。15下表是小莉同学用如图8-44所示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301862142826017122958390158242844盐水9015424692 图8-44（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 。（3）小莉同学在学了液体压强公式后，用公式对以上实验的数据进行分析计算（g = 10N/kg），得出金属盒在30mm深处水的压强是 Pa，而从压强计测出的压强为 Pa，由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值，你认为造成这个差别的原因是什么？第八章 神奇的压强一、单项选择题。共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的答案，选对的得3分，选错的或不答的得0分。关于压力的说法中，正确的是：【 】 A 压力的大小总等于物体重力大小 B 压力的方向总是竖直向下C 压力的方向总垂直于物体表面 D 压力的大小决定了压强大小如图8-14是几位同学提出的拦河大坝截面图的设计方案，其中最安全可靠的是【 】图8-143.图8-15实验中不能说明大气压存在的是【 】 图8-15甲乙图8-164.如图8-16所示，木块甲重3N.乙重5N，叠放在一起放在水平 桌面上，甲对乙的压强与乙对桌面压强相等，甲乙底面积之比为【 】A.38 B.35 C.53 D.835. 如图8-17所示，三个相同的杯子装质量相等的水，将质量相等的铁块.铜块.铝块（铝铁铜）分别浸没水中 (水未溢出) ，比较杯子底部受到的液体压强【 】图8-17A.放铁块的压强最小B.放铜块的压强最小C.放铝块的压强最小D.压强相等图8-186. 如图8-18所示，若把A稍微向右水平移动，则A对桌面的压力F、压强P的变化情况是【 】A.F变大，P变小 B. F不变，P变大C.F不变，P变小 D. F变小，P变小二、多项选择题。共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项是正确的答案，选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。下如图8-19所示的事例中，属于增大压强的是【 】 图8-19下列事例中，不属于利用大气压作用的是【 】A.用图钉把地图钉在墙壁上 B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中C.人将新鲜空气吸入肺里 D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服下列物体是利用连通器原理制成的是【 】A、水渠的过路涵洞 B、牲畜的自动饮水器 C茶壶 D船闸。 三、填空题。每空1分，共28分。图8-2010 是表示压力作用效果的物理量，压力产生的效果不仅跟 有关，还跟 有关，要使压力产生效果明显，就必须增大 或者减小 . 11. 如图8-20甲，一容积为05m3、底面积为05m2的容器装满水后密封，容器内水的质量是_kg，水对容器底面的压力为_N、压强为_Pa. 如图8-20乙，若在容器侧壁处开一小孔P，发现水不会从小孔流出，这是由于_（水1.0103kgm3，g10Nkg，大气压约为1.01105Pa）图8-2112. 最早测得大气压的实验是_实验，在实验过程中若大气压为76 cm水银柱，若实验操作完全正确，现将玻璃管上提2 cm，但管口没有离开水银面，水银柱高_ cm；如将玻璃管下按2 cm，水银柱高_ cm；使玻璃管倾斜放置时，水银柱高度将_(填“不变”“变长”或“变短”)；改用直径稍大的玻璃管做实验时，水银柱的高度将_(填“不变”“变长”或“变短”).13.一个边长为20 cm的正方体，它受到的重力是10 N，靠近竖直墙壁放在水平地面上，如图8-21所示，它对地的压力为_，对地面的压强为_；对墙壁的压力为_，对墙壁的压强为_.图8-2214.在高山上用普通锅煮不熟饭，是因为高度越高大气压强越 （填“大”或“小”），且普通锅的气密性不好，锅内气压受外界气压影响，从而使水的 低于100.15.如图8-22所示的容器里装有液体，凸出的橡皮膜表明液体对容器 （填有或没有）压强，并且看到下面一个橡皮膜比上面橡皮膜凸出明显，说明 16. 生活中把刀磨得锋利是为了 压强，工人师傅在螺母下垫一个比较宽的垫圈是为了 压强.图8-2317. 如图8-23所示,重12N的物体B放在水平地面上,重8N的物体A叠放在B上,A对B的压力与B对地面的压力之比为 ;若A的底面积与B的底面积之比为25,则A对B的压强与B对地面的压强之比为 .图8-2418、船闸是根据 原理原理制成。如图8-24在装修房子时，工人师傅常用一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明管两端在墙面不同的地方做出标记，这样做的目的是保证两点在 ，用到的物理知识是 。四、作图题。每小题2分，共8分。19如图8-25，重力为60N的木箱静止在斜面上，用力的示意图画出木箱所受到的重力和木箱对斜面的压力。20如图8-26某人用力F=200N按图钉时，请作出图钉对墙的压力示意图。图8-25图8-26五、计算题。2小题，每小题8分，共16分 。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须写出数值和单位。21被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙面上，它的质量为400kg，每只脚掌的面积为210-2m2.问：（1）骆驼对沙面的压力有多大？（2）骆驼对沙面的压强为多大？（3）骆驼的脚掌约为马蹄掌的3倍，这样大的脚掌有什么好处？（g=10N/Kg）22如图8-27，平底茶壶的质量是400g，底面积是40c，内盛0.6kg的开水，放置在面积为1的水平桌面中央。试求：水对茶壶底部的压力；茶壶对桌面的压强。（g=10N/Kg）解：茶壶静止在水平桌面上水对茶壶底的压力F1=G水=m水g=.610=6 (N)图8-27茶壶的重力G壶=m壶g= 0.410=4（N）茶壶对水平桌面的压力水壶6410（N） 茶壶对水平桌面的压强 你认为上述解题过程中有无错误？如有错误，请指出其中的错误之处并加以订正。图8-28六、实验探究题。（3小题