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文档简介
第十章固体压强和液体压强
2022课程标准
通过实验,理解压强,知道增大和减小压强的方法,并了解其在生活中的应用。
探究并了解液体压强与哪些因素有关。
教材考点•深度梳理
考点一压强
定义
物体所受①的大小与②之比叫做压强。公式是③,单位为
④o
增大或减小压强的方法
⑤______—压力刹车时必须用力握住车闸;压路机碾子的质量很大
增大压强刀刃磨得很薄;钉子、针、锯齿、啄木鸟的喙和鹰的爪子
⑥受力面积
都很尖锐
⑦压力车辆限载
减小压强载重汽车装有很多车轮;火车轨道铺设在枕木上;滑雪板;
⑧受力面积
骆驼长着宽大的脚掌;推土机的宽大履带
考点二液体压强
液体压强的特点
(1)液体内部向⑨都有压强,压强随深度的增加而⑩
(2)在同种液体、同一深度处,液体向各个方向的压强⑪o
⑶不同液体的压强与液体的⑫有关,在同一深度处,液体的⑬越大,压强也越
大。
❷液体压强的大小
液体压强的计算公式:“=⑭,液体压强只与⑮和⑯有关,与液
体质量、体积等无关。
商授与是研究点到自由液面的竖直距离。
连通器
(1)定义:上端⑰、下端⑱的容器。
⑵特点:若连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是⑲
的。
⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸、排水管的U形“反水弯”。
教材图片•解读延伸
命题点:增大或减小压强的方法
牌节如图,小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破,是通过
来压强的;重重的骆驼不会陷入沙中,是因为骆驼的脚
(人教八下图9.1-1、图9.1-2)掌很宽大,是通过来压强的。
命题点:增大或减小压强的方法
如图,推土车的履带做得又宽又大是通过增大受力面积来
压强的;篆刻刀的刀刃又尖又细是通过来增大
压强的;破窗锤的锤头很尖锐是通过减小受力面积来
(人教八下图9.1-4)压强的;火车轨道铺枕木是通过增大受力面积来压强
的。
命题点:增大或减小压强的方法
如图为多轴平板货车,货车上装有很多轮子,是采用
的方法来货车对地面的压强的。
(人教八下图9.1-5)
命题点:液体压强
如图,在开口的矿泉水瓶上分别扎上、下两个小孔,水便从小
孔喷出,上面孔的水喷得距离近,下面孔的水喷得距离远,这是因
为上孔处的液体压强(选填“大于”“小于”或“等于")下
(人教八下图921)孔处的液体压强。随着瓶内水面的降低,水喷出的距离越来越
短,是因为小孔处水的压强逐渐变(选填“大”或“小”)。
命题点:连通器
如图,连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各
部分中的液面高度总是。
命题点:连通器
如图所示的茶壶、U形弯和水位计都是利用原理工
(人教八下图926)作的。
命题点:液体压强的特点
如图,甲、乙两个容器中盛有相同质量的同种液体,两个容器
底受到液体的压力F甲F乙,受到的压强p甲p乙。(均
选填”或
(人教八下图929)
命题点:液体压强的影响因素
9如图,给隔板左右两侧各加入密度相同、深度不同的液体,可
以看到橡皮膜向左凸起。由此可知,同种液体中深度越深,压强
(人教八下图9.2-10)越O
重点难点•提升训练
重难点一压力、压强的相关判断和计算
中考期间,某学校的学生乘坐校车到9km外的考点参加考试,校车行驶了15min后安全到
达考点。若校车和学生总质量为9000kg,车轮与地面的总接触面积为0.15n?,求校车对水平路面
的压强。(g=9.8N/kg)
一E1E30D回、
一款环保共享电动汽车满载时总质量为900kg,轮胎与地面的总接触面积为300cn?,静止在水
平马路上时,路面受到的压力F=N,压强pi=Pa;若该车不慎陷入路边松软的水
平草坪,此时电动汽车对地面的压强p2(选填“大于”“等于”或“小于”加o(g取10N/kg)
(2024.石家庄裕华区一模)如图所示,在水平地面上有两个由同种材料制成的均匀正方体金属块
甲和乙,其密度为3x103kg/n?,甲的边长为0.1m,乙的边长为0.2m,则甲对地面的压强p产
Pa,若乙沿竖直方向切割一半后叠放在甲的正上方,此时甲对地面的压强为Pao
廨题丽固体压力和压强的计算
⑴一般固体:通常情况下,物体对水平面的压力等于物重。计算顺序是先压力CF=G=/ng),后压强
⑦=§。
(2)柱形固体:柱体对水平面的压力咋=nS〃g,所以柱体对水平面的压强p=^=pgho
⑶盛有液体的容器: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4G容+G液),后
重难点二液体压强的相关判断和计算
甲乙
如图所示,水平桌面上放有甲、乙两平底水杯,分别装有深度相同的水。已知两个杯子重均为
33
1N,底面积均为20cn?,水深10cm,水的密度为l.OxlOkg/m,g取10N/kg(忽略杯壁厚度)。下列
说法正确的是()
A.甲杯中水对杯底的压力小于乙杯中水对杯底的压力
B.甲杯杯底对桌面的压强为1.5X103Pa
C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
D.若向两杯水中均投入相同的石块,两杯中的水对杯底的压力增加量相等
屈国耻圜
如图所示,把一个质量为0.5kg,底面积为40cm2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),
壶嘴和壶身构成。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底12cm,则水对壶底的压力是
N(p水=1.0x1kg/nRg取10N/kg)o
如图,圆柱形容器A、B放在水平桌面上,A内装水,B内装某种液体。A、B容器内的底面积之
比SA:SB=3:2,液面的高度之比AA:〃B=4:3,液体对两个容器底部的压力大小相等,则液体对两
个容器底部的压强之比为,B容器中液体的密度为kg/m3o
解题通法液体对容器底部的压力和压强问题
(1)一般先用p=pgh求出压强,再用F=pS求出压力。
(2)三种不同的容器压力和压强的计算和比较
液体对容器底部的压强P=P液g力
F=pSF=pSF=pS
液体对容器底部的压力
(F=GS)(F<GS)(QG液)
k=G/G液(桌面上方容器
容器对桌面的压力
及容器内液体的总重力)
,F'
容器对桌面的压强P=~
尸S
重点实验•完全突破
实验一探究影响压力作用效果的因素
实验装置图
海绵
❷实验器材及作用
形变显著的物体(如海绵、沙子、橡皮泥等)、小桌、。
(1)海绵的替代材料(沙子、橡皮泥等)。
(2)硅码的作用:改变的大小。
❸实验方法
(1)转换法的应用:压力的作用效果通过海绵或沙子等物体的来体现。
(2)控制变量法的应用
①探究压力的作用效果与压力大小的关系:控制受力面积不变,改变的大小。
②探究压力的作用效果与受力面积的关系:控制压力不变,改变的大小。
❹实验操作
⑴在海绵上放一个小桌,观察如图甲所示的海绵被压陷的深浅。
⑵在小桌子上方放一个,再次观察海绵的凹陷深度,如图乙所示。
⑶将小桌子过来,桌面和海绵接触,放上,然后再次观察海绵的凹陷深度,如图丙
所示。
甲乙丙
实验结论
压力的作用效果与和有关。当一定时,越大,则压力的作用效
果越明显;当一定时,越小,则压力的作用效果越明显。
交流与反思
⑴实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生,实验现象明显,而木板不易发生
形变,实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
⑵实验中若压力大小、受力面积都不同,则探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关
系。例如将如图所示的物体沿着竖直方向切割成大小不等的两块,每一块对海绵的压力作用效果
都不变,这样不能得到压力的作用效果与受力面积或压力大小无关的结论。
£00国随
在探究“影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个祛
码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的祛码。
4M.
甲乙丙
⑴在三次实验中,均用海绵的凹陷程度来显示小桌对的压力作用效果。
⑵比较两图可以初步得出实验结论:当压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越
不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施
是O下列事例中,直接应用该结论的是(填序号)。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过lot
【补充设问】
⑶实验中用到的研究方法有和转换法;由甲、乙两图可以探究压力作用效果与
的关系。
(4)将该小桌和祛码放在如图丁所示的木板上,则图丙中小桌对海绵的压强尸和图丁中小桌对木板
的压强p的大小关系为p(选填或“=”炉。
』1^1』涔板
T
实验二探究液体内部的压强特点
实验装置图
1
实验器材
、刻度尺、水、盐水等。
❸实验注意事项
实验前用手按压橡皮膜,观察u形管中的液柱是否变化,若,则气密性良好。
❹实验方法
⑴转换法:利用U形管两边液面的来反映液体压强大小。
(2)控制变量法
①探究液体内部压强与方向的关系:让金属盒在同种液体、的深度、不同的方向进行实
验。
②探究液体内部压强与深度的关系:让金属盒在同种液体、相同的、不同的深度进行实
验。
③探究液体压强与液体密度的关系:让金属盒在相同的深度、相同的方向、不同种液体中进行实
验。
实验结论
液体内部向各个方向都有压强,同种液体内部压强随深度的增加而;在深度相同的情况
下,液体压强的大小与液体的密度,液体的密度越大,液体的压强。
交流与反思
⑴若实验前发现U形管两侧液面已有高度差,应进行的操作是拆下探头,利用的原理使
其两侧液面相平。
⑵探头移动方向的判断:改变液体密度,为了使液体压强不变,若密度增大,探头应向移动;
若密度减小,探头应向移动。
闻固胴绍
“奋斗者,,号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载
人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
海水海水水
WAJ--盘
甲乙丙丁
⑴图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构
来看,压强计(选填“是”或“不是")连通器。
⑵比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而;比较乙、丁两次实验可
初步判断:液体内部压强与液体密度(选填“有关”或“无关”)。
⑶根据液体内部压强的规律可知,当“奋斗者”号深潜到10000m时,每平方米的舱体受到的海水
压力为NS海水=1.03x103kg/m3,g取10N/kg),相当于质量为t的物体受到的重
力。
(4)若图丁的实验中U形管左右两侧液面的高度差为5cm,则橡皮管内气体的压强与管外大气压
之差为Pa-
【补充设问】
(5)如图甲,小杨用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压
强计(选填“漏气”或“不漏气”)。
(6)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,其调节的方法是(选填
“A”或"B”),使U形管左右两侧的液面相平。
A.将一侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
⑺实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面的变化,将金属盒放进盛水
的容器中,金属盒的橡皮膜会(选填“内凹”或“外凸”)。
河北中考•真题体验
命题点一固体压强
(2019•河北)如图所示,一轻质杠杆A3长1m,支点在它的中点。。将重分别为10N和2N的正
方体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点,已知OC:OB=1:2,M的棱长Z=0.1m。
⑴在图中画出N受力的示意图。
⑵求此时M对地面的压强。
(3)若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为扣的部分,然后将C点处系着N的细绳向右移动h
时,M对地面的压强减小了60Pa,求/?为多少。
N
M
命题点二液体压强
(2024.河北节选)如图所示,把两个注射器筒拔去活塞后用胶管连接,做成一个连通器,在连通器
中加入水,观察两个筒里水面的高度。实验表明:连通器里的同一种液体不流动
时,o
U
❸(2020.河北节选)仿照实例,请将运用的主要物理知识填写在右侧的横线上。
例:铅垂线的应用——重力的方向总是竖直向下的。
三峡大坝的船闸的使用
【详解答案】
教材考点•深度梳理
①压力②受力面积③p]@Pa
⑤增大⑥减小⑦减小⑧增大
⑨各个方向⑩增大⑪相等⑫密度
⑬密度⑭pgh⑮液体密度
⑯液体深度⑰开口⑱连通⑲相同
教材图片•解读延伸
1.减小受力面积增大增大受力面积
减小
2.减小减小受力面积增大减小
3.增大受力面积减小
4.小于小
5.相同的
6.连通器
7=<
8.大
重点难点•提升训练
重难点一
例1.解:校车对水平路面的压力/=G=〃zg=9000kgx9.8N/kg=88200N,
校车对水平路面的压强:p=(=器罂=5.88x105pa。
变式训练
1.9X1033xl05小于
解析:共享电动汽车静止在水平马路上时,路面受到的压力:尸=G=mg=900kgxlON/kg=9xlO3N,则路面受到的压
强:.[=就*=3x105Pa;若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压力不变,受力面积
变大,由p=(可知,此时电动汽车对地面的压强变小,即P2小于pi。
2.30001.5X104
解析:正方体对水平地面的压强:=2詈=掌=等=pg£,已知甲的边长L甲=0.1m,则甲对地面的压强:p甲
=pgL甲=3x103kg/m3xl0N/kgxO.lm=3000Pa;已知乙的边长Z,乙=0.2m,则乙的体积Vz,=(L乙y=(0.2m"=0.008
3
n?,根据密度公式可知乙的质量mLpV乙=3xl()3kg/mxO.OO8m3=24kg,乙的重力Gz=m乙g=24kgxl0N/kg=240
3333
N,切割一半的乙的重力G乙=畀240N=120N,甲的质量m甲="甲="(£^)=3xlOkg/mx(0.1m)=3kg,贝!J甲
的重力G甲二根甲g二3kgxlON/kg=3ON,放在水平面上的物体对地面的压力等于物体的重力,所以F=G甲+G切=30
24
N+120N=150N,甲与地面的接触面积S甲=«甲)2=(0.1m)=0.01故此时甲对地面的压强p=^=^^=1.5xl0
甲•
Pao
重难点二
例2.B解析:由题知,两水杯的底面积相同,水杯内水的深度h相同,由p=pgh可知水对水杯底部产生的压强相
等,即pv=p乙;由F=pS可知,水对杯底的压力相同,故A错误;甲杯内水的重力G=mg=p水Vg=p水S/?g=1.0xl()3
kg/m3x20xl0-4m2x0.1mxlON/kg=2N,甲杯杯底对桌面的压力等于水杯和水的总重,即F=1N+2N=3N,对桌面
的压强p=《=3N15X103Pa,故B正确;比较甲、乙两水杯形状可知,甲杯内水的体积小于乙杯内水的体积,
s20x10m2
由G=mg=p啥可知,甲杯内水的重力小,即甲杯和水的总重小,对桌面的压力小,由p=?可知,对桌面的压强小,故C
错误;甲、乙两杯的底面积相同,形状不同,若向两杯水中均投入相同的石块,乙杯内水升高的高度小于甲杯内水
升高的高度,由p=pgh可知,乙杯内的水对杯底的压强增加量小,由F=pS可知,乙杯内的水对杯底的压力增加量
小,故D错误。
变式训练
3.连通器4.8
解析:茶壶的壶身与壶嘴上端开口、下部连通,所以茶壶是连通器;水对壶底的压强:p=/>水g/z=1.0xl()3kg/m3xio
2342
N/kgxl2xWm=1.2xl0Pa,由可知,水对壶底的压力:尸=05=1.2义1。3paX40xl0-m=4.8No
4.2:32xl03解析:液体对两个容器底部的压力大小相等,即PA=&,液体对两个容器底部的压强PA=QB嚼
液体对两个容器底部的压强之比PA:PB=?:*SB:SA=2:3。A、B两容器中是不同的液体,则有pA=2Ag〃A=2
水如,PB=2Bg砧液体对两个容器底部的压强之比分益=需/根据液面的高度之比hA:〃B=4:3可知,B容
器中液体的密度*=2X1o3kg/m3o
Z九B
重点实验•完全突破
实验一
2.祛码⑵压力
3.(1)凹陷程度
(2)①压力②受力面积
4.⑵祛码(3)倒置祛码
5.压力大小受力面积受力面积
压力压力大小受力面积
6.⑴形变(2)不能
即时演练
⑴海绵
(2)乙、丙取下丙图中的祛码①
(3)控制变量法压力大小(4)=
解析:(1)海绵受到压力的作用而发生形变,该压力的施力物体是小桌。海绵被压得深浅不一,显示了小桌对海绵
的压力作用效果。(2)压力的作用效果与压力大小、受力面积有关,探究影响压力作用效果的因素需要采取控制
变量法。乙、丙两次实验中,海绵所受压力大小相同,而甲、丙两次实验的压力并不相等,为控制该变量相同,可
以取下丙图中的祛码。课桌边缘设计成圆弧形状,就是通过增大受力面积来减小压力作用效果的,所以①是直接
应用该结论的,②③均不符合题意。(3)分析甲、乙两图发现:海绵的受力面积相同,海绵受到的压力不同,海绵的
凹陷程度不同,故可以探究压力的作用效果与压力大小的关系。(4)图丙中海绵受到的压力和图丁中木板受到的
压力大小相等,海绵和木板的受力面积也相同,根据p=(可知p=p'。
实验二
2.压强计
3.变化
4.(1)高度差⑵①相同②方向
5.增大有关越大
6.(1)连通器⑵上下
即时演练
⑴薄不是(2)增大有关
(3)1.03x1081.03X104(4)500
⑸不漏气(6)B(7)高度差内凹
解析:(1)在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的较好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明
显;U形管与压强计的探头连接后,一端被封闭,一端开口,所以不是连通器。(2)比较乙、丙两次实验,两容器中的
液体密度相同,金属盒所处的深度不相同,深度越深,高度差越大,压强越大,由此可知,在同种液体中,液体内部压
强随液体深度的增加而增大;比较乙、丁两次实验,金属盒在两种不同液体中的深度相同,U形管中液面高度差
不同,由此可知,液体内部压强与液体密度有关。(3)当“奋斗者”号深潜到10000m时,受到海水产生的压强0=
p海水g/i=1.03X103kg/m3xl0N/kgxlO000m=1.03xl08Pa,由可得,每平方米舱体要承受到的海水压力
F=^S=1.03X108Paxlm2=l.O3xlO8N;由G=mg可得m=^=;=嗤翟=1.03xl()7kg=1.03xl04to(4)图丁中U形
管左右两侧液面的高度差Nh=5cm=0.05m,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差\p=p水gA/z=1.0xl03
kg/m3xlON/kgxO.O5m=500Pa。(6)U形管右端上方是和大气相通的,U形管左右两侧的液面有一定高度差,说明
U形管左右两侧的液面上方的气体压强不同,故应取下软管重新安装,让U形管左侧液面和大气相通,这
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