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文档简介
压强:(一)固体的压强
1、压力的概念
(1)压力是指垂直作用在物体表面上的力。
(2)压力的方向总是与物体的接触面垂直,且指向受力物体。
(3)压力的作用效果重要是使物体发生形变,形变大小与压力大小及受力面积有关。
2、压强的概念
(1)压强的定义:物体单位面积上受到的压力。
(2)压强的物理意义:用于表达压力作用效果的物理量。
(3)压强的I公式:p=F/S。
(4)压强的单位:国际单位帕斯卡(Pa);1帕斯卡相称于一张报纸平铺时对桌面的压强。
3、增大与减小压强的措施
(1)增大压强的措施:增大压力、减小受力面积;
(2)减小压强的措施:减小压力、增大受力面积。
4、压强的推导公式:p=pgh(满足条件:柱形固体自由放置在水平面上)
5、压力与重力的关系:
(1)自由放置在水平面上的物体,压力大小等于重力的大小,不过重力和压力不是同一种力,重力的作用点在重
心,压力的作用点在接触面上。(如图1所示)
(2)其他方式放置时,压力与重力无直接关系。(如图2、3、4所示)
6、固体压强的切割、叠放问题
(1)常见的切割问题包括横向切割、竖向切割、不规则切割等等。
(2)固体压强的叠放问题处理措施:首先,求物体的面积或者面积之间的关系;然后,求物体的重力再找压力之
间的关系;最终,再根据压力与受力面积之间的关系求压强并进行计算。
7、固体压强的多状态计算
(1)分析物体的受力状况,画出受力分析图;
(2)列平衡方程求解压力;
(3)根据公式求解出压强的关系。
8、固体的压强的变化量问题:
(1)当接触面积S不变时,压力前后发生变化,压强也伴随发生变化,压力的变化量为AF,压强的变化量为
Ap,故AF与Ap之间的关系为Ap=AF/S。
(2)当压力F前后不变,接触面积发生变化时,没有简朴的体现式。
时间:备注:
压强:(一)固体的压强
例1、(切割问题)
有一边长为a时均匀正方体对水平地面的压力是F,压强是p,若切去边长0.5a的正方体阴影部分,则剩余部分对
地面的压力为,压强为o
例2、(叠放问题)
两个正方体金属块A、B叠放在水平地面上,金属块B对地面的压强为pi,若取走金属块A,金属块B对地面的
压强为P2,已知Pl:P2=3:2,金属块A、B的边长之比LA:LB=2:3,则金属块A与金属块B%|密度之比"A:
0B=________
例3、(叠放问题)
把同种材料制成的甲、乙两个正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为P1和尸2,若把甲、放在乙的
上面,则乙对桌面的压强为();若把乙、放在甲的上面,则甲对桌面的压强为()
22
A.尸|+尸2B.PI+P2
332332
C.(PI+P2)/P2D.(PI+P2)/Pl
例4、(压强变化问题)
如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平压力F),向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面,如图
乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力R压强0和摩擦力好的变化状况是()
甲乙
A.F、p不变,可变大B.F、耳•不变,p变大
C.F变小,p、F/■变大D.F、6不变,p变小
例5、(固体压强多状态问题)
坦克要越过壕沟时,可将备有的气袋放入壕沟,给气袋充斥气,这样坦克通过气袋就像走平地同样.当坦克的前
二分之一履带压在气袋上时,对气袋的压力和压强分别为B和pi.设坦克在水平地面上行驶时,对地面的压力和
压强分别为B和P2,坦克前后是对称的,则如下有关两种状况下压力、压强的比较成果,对的的是()
1
A.F1=F2,pl=P2B.F1=2F29pi—p2
11
C.尸1=/2,Pl=3)2D.FI=F2,Pl=2p2
时间:备注:
压强:(一)固体的压强
例6、(切割问题)
如图所示,放在水平地面上的物体A、B高度相等,A对地面的压力不不小于B对地面的I压力。若在两物体上部
沿水平方向切去相似的厚度,则切去部分的质量机A、,弥的关系是()
AB
7777777777777777/77777777~
A.mA一定不小于mBB.HIA也许不小于BIBC.nu一定不不小于niBD.nu也许等于HIB
例7、(叠放问题计算)
如图所示,质地均匀的实心圆柱体A、B叠放在水平地面上,已知它们的密度之比PA:PB=1:3,底面积之比
S=4PA:PB=1
SA:B:3,A对B的压强和B对地面的压强之比:2,则它们的高度之比tu:hB为()
如图所示,实心均匀正方体A、B放置在水平地面上,受到的重力均为64N,A的棱长为0.2m,B的棱长为0.3
m.
(1)求正方体A对水平地面的压强;
PB
(2)求正方体A、B的密度之比pA:;
(3)若正方体A、B上部沿水平方向分别截去相似的高度h,A、B剩余部分对水平地面的压强分别为PA'和PB',
请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h的取值范围。
例9、(叠放问题)
甲、乙两个实心正方体,分别由密度0、必的物质构成,将它们放在水平地面上,甲对地面的压强为小,乙对地
面的I压强为P2,则把甲放在乙的I上面时,乙对地面的J压强与把乙放在甲上面时甲对地面的(压强之比为o
例10、(试验设计题目)
要通过测量计算出你双脚站立时对地面日勺压强P以及你的体积V,既有一下器材可以供你选择:试验室用托盘天
平、电子秤、台秤、磅秤、量筒、刻度尺、坐标纸等。
(1)写出你选用的一组器材是和o
(2)用测算出的物理量表达你对地面的压强p=o
(3)用测算出的物理量表达你的体积V=(人的密度与水时密度近似相等)。
(4)以上两式中各字母代表的物理量分别为:。
时间:备注:
压强:(二)液体的压强
1、液体压强的产生原因:液体受到重力作用,液体具有流动性。
2、微小压强计(如图所示):一般而言,当探头的薄膜受到液体压力日勺作用时,U型管左右两测液面产生高度
差,高度差越大,薄膜受到液体的压强越大。
34、静止液体日勺压强特点
(1)液体内部朝各个方向均有压强。
(2)同种液体,压强随深度的增长而增大。
(3)同种液体,同一深度,液体朝各个方向压强都相等。
(4)不一样液体在同一深度的压强与液体密度有关系,液体密度越大,压强越大。
4、液体压强公式:p=pgh
(1)静态液体的压强大小只与液体的密度和液体的深度有关系;
(2)液体的深度指的是,从自由液面到该点时竖直距离,其中,自由液面指的是与大气直接接触的液面。
5、公式p=pgh和p-F/S的使用条件
(1)对固体而言,p=3的使用无限制条件,而p=pg〃要成立的条件:柱形物体自由放置在水平面上。
(2)对液体而言,一般运用求压强,而?=松虽然也成立,不过不规则容器中F大小一般不等于液体重力
大小,无法直接运用p=fZS=GZS求解压强,因此一般运用它的变形式尸=pS求解液体压力。
6、固体压力压强、液体压力压强解题的一般思绪
(1)固体压力压强:先求出压力,再运用p=FZS求固体压强。
(2)液体压力压强:先运用p=pg/?求出压强,再运用F=pS求出液体压力。
7、液体压力:浸在液体中的物体,某个表面所受到的液体竖直方向的压力,大小等于该表面上方均为液体时该部
分液体所受重力的大小。
8、形杯问题
(1)柱形容器底部所受液体压力大小等于液体重力。
(2)敞口容器(开口面积不小于底面积)底部所受液体压力大小等于重力。
(3)缩口容器(开口面积不不小于底面积)底部所受液体压力不小于液体重力。
9、连通器:上端开口,下端连通的容器;连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面高度总是相似。
10、薄片脱落问题:中空且两端开口的玻璃筒,使用轻质的薄片挡住玻璃筒的下端后竖直插入某种液体中,往玻
璃筒中缓慢倒入另一种液体,当玻璃筒内外两种液体对薄片产生的压强相等时,薄片恰好脱落。
时间:备注:
压强:(二)液体的压强
11、液面变化问题
(1)如图甲所示,物体下表面刚接触水面,当物体向下运动h时,如图乙所示,容器内液面高度变化为O
物体下移入,设容器内液面从阳上升到h2.对比两图,①区域的液体,被物体排到环形部分②区域,
则可知①、②两部分体积相等.
V①nSl/inVg)=(S?—Si)M
S2-Si
(2)如图丙所示,物体下表面刚接触水面,当物体浸入液体中的长度为h时,如图丁所示,容器内液面高度变化
为O
当物体浸入液体的深度为h时,设液面从h[上升到h2.对比两图,③区域即V桂,④区域为总体积的
变化量△▽;由于是由新增的V排引起的,则两部分体积相等,即:
=
V®=Si/iV®—S2AA
时间:备注:
压强:(二)液体的压强
例1、如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和100cn?。容器甲中盛有
0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高时酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m日勺水和酒精后,剩余水对容器甲
底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精。当质量m的范围为时,才能满足。水>「酒精。
例2、一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),两次放置
橙汁对杯底的压强分别是PA和加,则()
A.PA>PBB.PA<PBC.°A=PBD.无法判断
AB
例3、两个底面积不一样的圆柱形容器甲和乙,容器足够高,分别盛有质量相等的水和酒精(水的密度不小于酒
精)可以使水和酒精对容器底部的压强相等的措施是()
A.倒入相似质量的水和酒精B.倒入相似体积的水和酒精
C.抽出相似质量日勺水和酒精D.抽出相似体积的水和酒精
例4、质量为2kg、底面积为0.01加时容器放在水平地面上,容器内盛有质量为8kg的酒精(p酒精=0.8x103
kg/m3)o求:
⑴酒精的I体积V酒精;
(2)液面下0.1m处酒精产生的压强p酒精;
⑶容器对地面的压强p。
时间:备注:
压强:(二)液体的压强
例5、
如图9-4-26所示,一个两端开口的弯管形容器,从粗端向容器中灌水,在
细端用一个横截面积是0.01m2,质量为1kg的活塞堵住,活塞可在细管中
无摩擦的滑动.当H=30cm,/i=10cm时,在活塞上放置一个质量是1kg的
祛码,活塞静止,由此可知()
A.水对活塞的压强等于祛码对活塞的压强
B.水对活塞的压力大小等于祛码所受重力大小的2倍
C.破码对活塞的压强相当于20cm深的水产生的压强
D.撤去祛码,当两侧液面相平时,活塞再次静止
例6、
某学校物理兴趣小组在研究完液体压强中形杯问题的相关知识之后,对历年相关题进行归纳后得到
以下题型.
(1)如图9-4-27所示,放在水平桌面上的容器A为圆柱形,容器B为圆锥形,两容器本身的质量和底面积
都相同,装入深度相同的水后,再分别放入相同质量的木块,如图所示,下列说法中正确的是()
A.放入木块前,两容器对桌面的压力相等
B.放入木块前,由于A容器中的水多于B容器,所以A容器底部受到水的压力大于B容器底部
受到水的压力
C.放入木块后,两容器底部受到水的压力相等
D.放入木块后,B'容器底部受到水的压力大于A'容器底部受到水的压力
(2)上下开口的甲、乙、丙三个玻璃筒,用一个重力不计的薄片恰好盖住下
端,然后浸入水中,如图9-4-28所示.三个薄片的面积都相同,薄片离水
面的深度也都相同.现将100g水倒入甲筒中,恰能使薄片下落,那么将
100g水分别倒入乙筒和丙筒中,则它们各自的薄片()
A.都不脱落B.都脱落图9-4-28
C.乙筒薄片脱落,丙筒薄片不脱落D.乙筒薄片不脱落,丙筒薄片脱落
(3)如图9-4-29所示,L为固定在铁架台上两端开口的梯形管,P为轻质塑料片,被水
槽内的水托住,并封住下端开口,若向L内缓慢注入1kg水正好能使P脱落.
①若不注入水,而是将1kg的金属块轻轻地放在P上,则P将()
②若不注入水,而是缓慢注入1kg的水银,则P将()
③若不注入水,而是缓慢注入1kg的酒精,则P将()
图9-4-29
A.会被压掉B.不会被压掉
C.正好被压掉D.无法判断
时间:备注:
压强:(二)液体的压强
例7、
有一个装有部分水的不规则的容器,如图9-4-30所示.容器上端小圆柱形瓶颈的横截面积为Si,容
器的底面积为S?,且冷=^■.现向容器内缓慢注入重30N的水(不溢出),求水对容器底部的压力增大
了多少?
.
图9-4-30
时间:备注:
压强:(三)气体的压强和流体压强
1、大气压强的I存在和产生原因
(1)大气压强的概念:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压强,一般用P0表达。
(2)证明大气压强存在的试验:马德堡半球试验。
(3)大气压强产生的原因:空气具有重力且具有流动性。
2、大气压强的测定试验---托里拆利试验
(1)试验原理:运用可以直接计算的液体压强替代可以直接计算的大气压强,po=p^=p"h。
(2)试验器材:水银槽、水银、长约1m且一端封闭一端开口的玻璃管。
(3)试验环节:往玻璃管内注入水银,将管口堵住,然后将玻璃管倒插在水银槽中,放开堵住管口的手指后,管
内水银面下降某些,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(4)试验结论:一种原则大气压po=76OmmHg=76cmHg=1.013xl05Pa。
(5)试验分析:
①本试验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度至少为10.336m。Cpo=p,s=psgh,同样的I大气压下,液体的I密
度越小,则对应的越大)
②玻璃管的高度应当不小于760mm,低于760mm时水银将充斥整个玻璃管,测量成果不精确。
③将玻璃管稍微上提或者下压,管内外的水银高度差不变,将玻璃管倾斜,管内充斥水银之前高度仍旧不变,变
化的是水银柱的长度。
④玻璃管的上方混有空气,则试管内水银柱高度差偏低,测量值偏小。
3、大气压强的影响原因
(1)高度:大气层中的空气越往高处越稀薄,因此大气压随高度的增长而减小。
(2)大气压的大小还与温度、湿度有关。温度越高,气压越低;湿度越大,气压越低。
4、密闭气体压强的影响原因
(1)温度越高,密闭气体压强越大;
(2)压缩气体时,气体压强将变大。
5、液面上方的气体压强越大,液体的沸点越高。
6、大气压的作用:
(1)运用吸盘搬运玻璃;
(2)运用吸管能从汽水瓶中将汽水吸入口中。
7、流体流速与压强
(1)在气体或者液体中,流速大的地方压强小。
(2)常见的两种模型:机翼模型(流动旅程大的流速大,压强小);管道模型(横截面积小的流速大,压强
小)。
飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相称于有气流迎面流过机翼。气流被机翼提成上下两部分,
由于机翼横截面H勺形状上线不对称,在相似时间内,机翼上方气流通过H勺旅程较长,因而速度较大,它对机翼H勺
压强较小;下方气流通过H勺旅程较短。因而速度较小,它对机翼日勺压强较大。因此在机翼得上下表面产生了压强
差,这就是向上H勺升力,如下图所示:
时间:备注:
压强:(三)气体的压强
8、生活试验证明大气压存在:
试验一:模拟马德堡半球试验
两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球试验和模拟试验的共
同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把
它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。
试验二:“瓶吞蛋”试验
用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,试验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入
装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观测到鸡蛋“嚼”时一声掉入瓶
内。上述试验,由于棉花燃烧使瓶内气压升高,而骤冷又会使气压迅速减少,当瓶内压强不不小于瓶外大气压强
时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。
试验三:“覆杯”试验
玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉
下来。该试验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强不不小于大气对纸片向上的压强,因而
纸片不掉下来。
分析上述三个试验,不难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强,“覆
杯试验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点:大气向各个方向均有压强。
压强:(三)气体的压强
例1、如图所示,在装有适量水日勺盘子中央,固定一支点燃日勺蜡烛,然后将一种透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,蜡烛
火焰很快熄灭,盘中的水在的作用下进入杯中。这一过程中,杯中水柱产生的压强将。
例2、气体的流速越大,压强越小。下列现象的产生与此有关的是()
A.向球间吹气,两球靠拢B.手离开硬纸,纸不下落
C.轻推气球,迅速滑行D.抽离玻璃片,下瓶变淡
例3、下列多种现象与其波及物理知识之间的关系中,错误的是()
A.高原反应一一大气压和海拔高度的关系
B.飞机飞行时获得升力一一流体压强和流速的关系
C.水下潜水艇可以上浮一一液体的压强和深度的关系
D.运用高压锅轻易将饭煮熟一一沸点和气体压强的关系
例4、如图所示是测量大气压强的装置,玻璃管长约1m,槽内装有水银.下列说法对时的是()
A.此装置是一种连通器
B.第一次运用此装置测出大气压强的科学家是帕斯卡
C.玻璃管竖直放置时测出的大气压强一定为76厘米汞柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外汞液面高度差减小
例5、
图9-5-18所示的菜刀在离刀口不远处有一排透气孔.使用这种菜刀切菜时,透气孔中的
空气会在菜片和刀面之间形成空气隔层,避免在作用下菜片沾刀,同时也能
(填“增大”或“减小”)切菜时刀受的阻力.
时间:备注:
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