2.研究液体的压强VIP

难点解读 一 压力与重力的关系 1 定义 垂直压在物体表面上的力叫压力 2 大小 压力并不都是由重力引起的 通常把物体放在水平桌面 上时 如果物体不受其他力 则压力等于物体的重力 若物体放 在水平桌面上 同时还受其它竖直方向的力 则压力的大小等于重 力与其它力的合力 3 若物体放在斜面上 压力是由于重力引起的 但小于重力 4 若物体被压在竖直的墙壁上 则压力与重力的大 小无关 3 方向 垂直于支持面 4 作用点 在受力物体上 二 固体压强 1 大小的判断 A 可以根据公式 p F S 进行判断 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 特殊情况 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 gh 2 常见压强值的估计 中学生站立时对地面的压强约为 104Pa 中学生的重力约为 500N 鞋底与地面的接触面积约为 500cm2 中 学生走路时对地面的压强为 2 104Pa 3 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 三 液体的压强 1 压强公式 液体压强公式 p gh 说明 A 公式适用的条件为 液体 B 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 2 计算液体对容器底的压力和压强问题 一般方法 首先确定压强 p gh 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 作图法 对直柱形容器 F G 三 大气压 1 产生原因 空气受重力并且具有流动性 2 大气压的存在 马德堡半球实验 覆杯实验 瓶吞鸡蛋实验 3 大气压的实验测定 托里拆利实验 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 4 应用 活塞式抽水机和离心水泵 5 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 题讲解 例 1 2016 大庆市 甲 乙两种物体的质量和 体积的关系图象如图所示 若用质量相等的甲 乙两种物质分别制 成等高的实心圆柱体 A B 把它们并排竖直放在水平地面上 则两 圆柱 体 A B 对水平地面的压强之比是 A 4 1 B 8 1 C 4 3 D 1 2 解析 本题考查了固体压强的计算 可以有两种解法 一用公式 S F P 二用公式 P gh 符合固体压强计算的特殊情况 直柱状物体放在水 平地面上 观察图像可知 当甲的质量为 8 g 时体积为 1 cm3 当乙的质量为 4 g 时体积为 4 cm3 根据公式可以求得 甲 8 g cm3 乙 1 g cm3 密度之比为 8 1 方法一 A B 两圆柱体质量为 m 则 A B 两圆柱体的体积之比为 1 8 等高圆柱体 所以底面积之比为 1 8 质量相等 则重力 相等 压力相等 根据可得 A B 两圆柱体对地面的压强之比为 S F P 8 1 方法二 已知密度之比为 8 1 等高圆柱体 则根据公式 P gh 可得 A B 两圆柱体对地面的压强之比为 8 1 对于这个题目 显然用上第二种方法更简单 2 2016 南充 如图所示 底面积相同的甲 乙两容器中装有质 量和深度均相同的不同液体 则甲 乙两容器中液体的密度 甲和 乙的关系以及液体对容器底部的压力 F 甲和 F 乙的关系 正确的 是 甲 乙 A 甲 乙 F甲 F乙 B 甲 乙 F甲 F乙 C 甲 乙 F甲 F乙 D 甲 乙 F甲 F乙 解析 由题意可知 两液体的质量 深度 容器的底面积相等 由 图可知 甲容器内液体的体积小于乙容器内液体的体积 由 m v 可知 甲液体的密度大于乙液体的密度 即 甲 乙 故 AC 错 误 由 F pS ghS 可知 甲液体对容器底部的压力大于乙 即 F 甲 F 乙 故 B 错误 D 正确 故选 D 本题易错点是误以为液体对容器底部的压力等于液体的重力 而实 际上液体对容器底部的压力和容器的形状有关 柱状容器中 液体 对容器底部的压力等于液体的重力 底大口小的容器 液体对容器 底部的压力小于液体的重力 底小口大的容器 液体对容器底部的 压力大于液体的重力 3 如图所示为托里拆利实验的装置图 下列表述 正确的是 A 将玻璃管稍微倾斜 管内外水银面高度差将不 变 B 将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面 管内外水银面高度差将 变大 C 向槽中继续注入少量水银 管内外水银面高度差将变小 D 换用更粗一些的等长玻璃管 管内外水银面高度差将不变 解析 大气压的大小等于水银柱产生的压强 P gh 大气压不变 则管内外水银面高度差不变 和管的粗细无关 与管外水银面的高 低无关 只与管内外水银面的高度差有关 故选 D 4 在瓶内点燃浸过酒精的棉花 然后用剥皮的熟鸡蛋堵住瓶口 鸡蛋就会进入瓶内 这是因为 A 瓶口由于热胀 使鸡蛋掉入瓶中 B 瓶内气体把鸡蛋吸入瓶中 C 瓶内空气压强变小 外界大气压把鸡蛋压入瓶中 D 鸡蛋受重力作用 解析 浸过酒精的棉花点燃使瓶内气体密度变小 瓶内的气压减小 小于外界大气压 这样鸡蛋就会在外界大气压的作用下 逐渐被推 入瓶内 当浸过酒精的棉花燃尽后 瓶内气体减少 冷却后气压变 得很小 强大的外界大气压将鸡蛋逐渐压入瓶中 即 瓶吞鸡蛋 故选 C 5 太阳能汽车是直接利用太阳能为能源的一种新型汽车 如图是一 种太阳能汽车 右边是它的剖面图 从形状上看 这种汽车在高速行驶时 对水平地面产生的压力 F1 与停在水 平路面对地面产生的压力 F2 相比 A F1 F2 B F1 F2 C F1 F2 D 无法比较 解析 由于这种太阳能汽车上表面凸起 下表面平直 所以当汽车 高速行驶时 流过汽车上方的空气流速较快 压强较小 而流过下 方的空气速度较慢 压强较大 这样 车上下方所受的压力差形成 了一个向上的力 从而使车对地面的压力减小 故选 B 6 2014 年菏泽 下列事例中属于减小压强的是 A 拦河大坝修成上窄下宽的形状 B 运动员穿带有冰刀的溜冰 鞋 C 注射针头做得很尖 D 给坦克车装上履带 解析 根据公式可得 减速小压强的方法可以通过受力面积不 S F P 变增大压