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文档简介
重难点05压强和简单机械重点实验
<1
点蓄题趋势
实验考点三年考情分析2025考向预测
.压力作用效果与压力的关系(2024•宿迁)(2)
探究压力11.切割叠加问题
2.压力作用效果与受力面积的关系(2023•徐州)(2)
作用效果2.增大或减小压强的方法
3增.大或减小压强的方法(2023•泰州)(2)
与哪些因3.p=F/S的灵活运用
4压.强公式应用
素有关
4.探究压力作用效果的影响因素
1.液体压强与深度的关系(2024•南京)(4)L连通器原理:
探究液体.液体压强与液体密度的关系(•淮安)()
2202452.液体压力与容器形状:
压强与哪3.液体压强与方向的关系(2024•南通)(4)
3与浮力结合的综合计算题
些因素有4.U形管两侧液面高度差反映液体压强(2024•宿迁)(5)
4.验证液体压强与深度、密度的
关大小
关系
5.检查U形管压强计气密性
1.大气压强的存在(2024•南通)(2)1.大气压的存在与测量
.大气压强与压力的计算(•徐州)()
2202422.生活现象解释:
大气压的3.流体压强与流速的关系(2024•苏州)(2)
3.托里拆利实验变式
估测4.关键操作:排尽空气和拉力测量(2024•无锡)(2)
.流体压强与流速关系
5.误差来源:残留空气和摩擦4
6.改进方法:林增强密封性和减小摩擦
1.平衡条件:尸必=6乙及应用(2024•淮安)(4)1.杠杆五要素与作图
.关键操作:调节平衡螺母、力臂测量(2024•南京)(2)
探究杠杆22.动态平衡分析
3.误差来源:杠杆未水平、力臂不准确、(2024•宿迁)(7)
的平衡条3.实验设计与误差分析
件杠杆自重。
.最小力问题
4.数据处理:图像分析4
重难诠释
【题型解读】
1.影响压力作用效果的因素
•选择题:增大/减小压强的方法
•填空题:压力与压强的区别
•实验题:探究压力作用效果与压力大小、受力面积的关系
•计算题:规则物体切割后对地面压强的变化、注意单位换算
2.影响液体压强大小的因素
・选择题:液体压强与深度、密度的关系、连通器与流体力学
•填空题:不同形状容器中液体压力与重力的关系、流体压强与流速的关系
•实验题:压强计气密性检查、液面高度差分析
3.大气压的估测
•选择题:大气压的存在(生活应用)、流体压强与流速的关系
•填空题:托里拆利实验(水银柱高度与外界气压的关系)、气压与沸点关系
•实验题:注射器法测大气压
・计算题:高压锅限压阀的气压计算
4.杠杆的平衡条件
・选择题:杠杆转动过程中力臂变化及最小动力的求解
•作图题:生活工具中和异形杠杆的正确标注力臂、最小力问题
•实验题:杠杆平衡条件的实验验证与误差分析
•计算题:杠杆平衡条件的应用
【知识必备】
1.影响压力作用效果的因素
压强:物体单位面积上受到的压力(p=FS),单位:帕斯卡(Pa)o
压力与重力的区别:压力不一定等于重力,只有物体在水平面且不受其他外力时,F=G增大/减小压强
的方法:
增大:增大压力或减小受力面积(如刀刃、针尖)。
减小:减小压力或增大受力面积(如书包带宽、履带)
实验探究:
控制变量法:探究压力作用效果与压力大小、受力面积的关系(如海绵凹陷实验)。
易错点:混淆压力与重力;忽略受力面积的变化(如切割叠加问题)
计算题解题思路
步骤:先求压力(F=G或根据受力分析),再用p=FS计算。
规则物体(如正方体、圆柱体):可用p=pgh简化计算(仅限直柱形物体)
固体压强实验:用海绵或硬纸片观察形变,需多次实验验证普遍性
2.影响液体压强大小的因素
特点与公式
公式:p=pgh,适用于静止液体,与容器形状无关。
特点:同一深度,各方向压强相等;压强与液体密度、深度成正比
连通器原理:上端开口、底部连通的容器,静止时各容器液面相平(如茶壶、锅炉水位计)
液体压力与容器形状
口大底小容器:液体对容器底的压力小于液体重力。
口小底大容器:液体对容器底的压力大于液体重力
实验与计算
U形管压强计:测量液体内部压强,需检查气密性,液面高度差反映压强大小。
综合计算:结合浮力分析(如冰块漂浮时容器底部压强变化)
液体压强实验:U形管压强计需调整探头方向,验证同一深度各方向压强相等
3.大气压的估测
存在与测量
存在证据:马德堡半球实验、覆杯实验、吸盘挂钩。
托里拆利实验:测得标准大气压po=76cmHg=1.01xl05Pa。
注意事项:玻璃管需灌满水银,倾斜时水银柱高度不变但长度变长
影响因素
海拔:海拔越高,大气压越低(每上升10m,约降低lOOPa)o
沸点与气压:气压增大,沸点升高(如高压锅)
流体压强与流速
伯努利原理:流速大的地方压强小(如飞机机翼、火车安全线)
4.杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件
平衡状态:杠杆静止或匀速转动时,称为杠杆平衡。
公式:动力x动力臂=阻力x阻力臂,即BL】=F2L2
杠杆的分类与实例
省力杠杆:
特点:动力臂>阻力臂(Li>L2),省力但费距离。
实例:撬棍、锄刀、羊角锤、开瓶器
费力杠杆:
特点:动力臂<阻力臂(J<L2),费力但省距离。
实例:钓鱼竿、银子、理发剪刀、筷子
等臂杠杆:
特点:动力臂=阻力臂(Li=L2),既不省力也不费力。
实例:天平、定滑轮
实验探究:杠杆平衡条件
关键注意事项:
实验前调节平衡螺母,实验中不可再调。
钩码重力方向竖直向下,力臂与杠杆刻度线重合。
弹簧测力计倾斜时,力臂需重新计算
【重难解读】
1.影响压力作用效果的因素
压力与压强的区别
压力:垂直作用于物体表面的力,方向总是垂直于接触面,不一定等于重力(如斜面上的物体压力小
于重力)
压强公式:p=/FS,需注意:
受力面积是实际接触面积,而非物体的底面积(如正方体侧放时受力面积减小)
易混淆场景:叠加物体时,需分步计算总压力与总接触面积(如砖块平放与侧放时的压强变化)
动态平衡问题
切割或叠加物体时,压强的变化需结合公式分析:
切割后剩余部分对地面的压强可能增大或减小,取决于切割方式(如沿高度切割会减少受力面积)
口诀:“压力大小看受力,压强大小看面积”
2.影响液体压强大小的因素
公式的特殊性
液体压强公式:p=pgh,仅与液体密度和深度有关,与容器形状、液体体积无关
易错点:
误认为容器形状影响压强(如口大底小的容器中,液体对底部的压力可能小于液体总重力)
深度计算:从液面到某点的竖直距离,即使容器倾斜,仍按最高液面计算(如U形管中液面高度差反
映压强)
压力与重力关系的误区
液体对容器底的压力:需先通过p=pgh计算压强,再通过F=pS计算压力,不一定等于液体重力(容器
形状影响压力大小)
典型例题:正放与倒置的矿泉水瓶中,水对瓶底和瓶盖的压力不同,需结合公式分析
液体压强实验(U形管压强计)
关键操作:调节液面高度差前需检查气密性(按压橡皮膜观察液面变化)
误差分析:探头若接触容器底部,数据会失真;倾斜时需重新计算液面高度差
3.大气压的估测
托里拆利实验的细节
实验误差:若玻璃管混入空气,测得的大气压值会偏小;若管倾斜,水银柱长度增加但高度差不变
标准大气压值:1.01x105pa,相当于76cm高水银柱产生的压强
大气压的应用与现象
吸管吸饮料:依赖大气压与口腔内气压差,而非“吸力”
高压锅原理:增大气压使水的沸点升高,缩短烹饪时间
海拔影响:每升高10m,大气压降低约lOOPa,高原地区沸点降低
估测大气压实验(注射器法)
公式:p=F/S,需测量拉力FF和活塞面积S(通过注射器容积和长度计算)
误差来源:注射器摩擦或漏气导致结果偏小,需涂抹润滑油或多次测量
流速大的位置压强小,解释两船并行相撞、飞机升力产生等现象
实验验证:用纸片模拟机翼上下表面流速差异,观察纸片被“吸起”的现象
4.杠杆的平衡条件
力臂的理解与作图
难点:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,而非支点到作用点的距离。
高频错误:将支点到作用点的线段误认为力臂。
解题技巧:
步骤口诀:”一找支点,二画作用线,三作垂线段,四标符号L”。
实例分析:若动力作用线未通过支点,需反向延长力的作用线后再作垂线(如钓鱼竿的阻力臂)。
实验探究
调节杠杆水平平衡的目的:消除杠杆自重对实验的影响,便于直接读取力臂。
多次实验的目的:避免偶然性,得出普遍结论。
弹簧测力计倾斜时的数据处理:拉力大小需结合力臂实际长度计算
易错点:实验过程中调节平衡螺母
杠杆平衡条件的动态分析
难点:杠杆转动时,力臂变化导致动力/阻力的变化。
典型例题:
人站在逐渐倾斜的跷跷板上时,动力臂减小,动力需增大才能维持平衡。
用弹簧测力计斜拉杠杆时,拉力的力臂小于测力计到支点的距离(需用几何关系计算)。
口诀:“力臂变,力必变;平衡条件定方向”。
最小动力问题
方法:找到最大动力臂(支点到最远作用点的连线),动力方向垂直于该力臂。
中考题型:给出杠杆和阻力,要求画出最小动力的方向(如撬石头时动力作用点的选择)。
实例:若支点在杠杆一端,最小动力的作用点应在杠杆另一端,方向垂直于支点与该点的连线。
-------------------h
限时提升练
选择题(共9小题)
1.(2023•徐州)下列实例中,属于减小压强的是()
A.篆刻刀的锋利刀口
B.骆驼的宽大脚掌
C.注射器的尖锐针头
D.压路机质量很大的碾子
2.(2023•泰州)下列事例中,能增大压强的是(
A.载重汽车装有许多车轮
B.压路机的碾子质量很大
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
3.(2022•常州)有市民在湿地劳动时不慎陷入淤泥无法脱身,救援者将宽大的木板平绑在鞋底,顺利走
到受困者身边,如图所示。受困者的质量为50kg、对淤泥的压强为pi,救援者连同木板的总质量为80kg、
对淤泥的压强为P2,淤泥处处相同,则()
受困者
A.pi<p2B.pi>p2
C.pi=p2D.数据不全,无法比较
4.(2024•徐州)我国南北朝时期成书的《关尹子•九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则
水不下。”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于()
A.重力的作用B.摩擦力的作用
C.浮力的作用D.大气压的作用
5.(2024•南通)公元前4世纪,亚里士多德提出“自然界厌恶真空”的观点,即自然界不存在真空,如
果有真空的话,就有水、气来填补。17世纪托里拆利提出大气受到重力作用存在压强的观点。下列现象
可分别佐证亚里士多德和托里拆利观点的是()
①用吸管“吸”饮料;
②两船并行相“吸”碰撞;
③两光滑铅块压紧后“吸”住;
④抽水机只能将水“吸”到约10米高。
A.①和②④B.④和②③C.①和①④D.④和①③
6.(2024•苏州)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是()
C.—-将硬币吹进盘中D.吹气时乒乓球不掉
7.(2024•镇江)小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡,此时弹簧测力
计处于竖直方向,他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是()
J…
-IH1[1I111111HP
--------H
A.钩码的数量适当增加
B.钩码的位置适当左移
C.弹簧测力计转到图中虚线位置
D.弹簧测力计位置适当向左平移
8.(2024•南通)钓鱼活动深受人们喜爱。如图是钓鱼的情景,你认为最合理的拉起鱼竿的方式是()
叠?
于-----
F
A.4B/F
〃----
010
C.MD.
9.(2024•连云港)如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是()
一.
■托盘天平
钢丝钳
二.填空题(共6小题)
10.(2024•无锡)生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在
(选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为2X10-31n2,外界大气压
为lX105pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为N,吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁
对它竖直向上的力。
11.(2024•泰州)如图所示是国内某汽车公司研制的电动飞行汽车。汽车外壳采用碳纤维材料打造,这是
因为碳纤维具有大和密度小的物理属性,能确保车身的坚固性和轻量化;飞行汽车的外观为
流线型,可以减小汽车高速飞行时受到的阻力,还能使汽车获得空气的力。
12.(2024•常州)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、
乙试管竖直,两试管内液面相平。甲试管内的液体密度为p甲,液体对试管底部的压强为p甲,乙试管内
的液体密度为p乙,液体对试管底部的压强为p乙,则p甲p乙,p甲p乙。
13.(2024•扬州)如图所示,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平桌面上,两容器中水的深度相等,
水对容器底部的压强分别为PA和PB,则PAPB;已知B容器底面积为50cm2,总重为8N,B容
器对桌面的压强为Pa;将压强计橡皮膜朝下分别放入两容器的底部,压强计U形管两边液
面的高度差分别为AhA和AhB,多次实验发现AhA均小于AhB,该现象产生的原因
是。
14.(2024•泰州)“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种测量弓弩最大弹力的方法。如图所示,O点
为提纽处,若AO:BO=3:1,秤坨重150N,忽略秤杆重,杆秤平衡时,弓弦所受的拉力为N;
为测出弓弩的最大弹力,应逐渐增加弓下方所挂重物的重力,再将秤坨悬挂点逐渐(靠近/
远离)O点。
15.(2024•苏州)健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向
后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是o若要增加训练强度,应将配重盘
三.作图题(共2小题)
16.(2024•徐州)如图所示,请画出撑开雨伞时,撑杆对伞骨作用力F的力臂1。
17.(2024•盐城)如图所示,画出用起子撬图钉的动力F1的力臂h。
四.实验探究题(共5小题)
18.(2024•南通)利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
(1)U形管两边液面的能显示压强大小;使用前用手指轻按金属盒的橡皮膜,若U形管中
液面不发生变化,说明;
(2)将金属盒分别放入水和盐水中,如图,金属盒的橡皮膜受到的压强分别是p水和p盐水,则p水p
盐水,据此不能得出液体压强与液体密度的关系,原因是。
19.(2024•南京)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中:
(1)如图所示,将压强计的金属盒放入水中某一深度处,记录金属盒方向、深度和;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的,记录数据;
(3)改变金属盒在水中深度,重复上述步骤。分析数据可知:深度越大,水的压强越大。支持该结论的
实验现象是。
(4)将水槽中的水换成浓盐水,这是为了探究对液体内部压强的影响。
20.(2024•淮安)在“探究杠杆平衡条件”实验中:
甲乙
(1)请在图甲中画出F1的力臂11。
(2)F2的力臂12为cm。当F2的大小为IN时,F1竖直向上拉杠杆,仍使杠杆在水平位置
平衡,Fi=N=
(3)小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤(自重不计),如图乙所示。要想增大杆秤的测量范围,你有
哪些方法?(写出一种方法即可)。小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的,请你通过推
理证实。(写出推理过程,涉及的物理量用图中字母表示)。
21.(2024•盐城)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验
展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气的关系。
【收集证据】
压强
传感器压差/104Pa
压差与气球半径的关系
气球半径/cm
02468
乙
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两
端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子连接注射器和三通
玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图象。
【交流结论】
(1)若小气球半径Ri=2cm,大气球半径R2=4cm,则它们相连通后空气将向半径的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有种。
22.(2024•宿迁)在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
零刻度线
重锤线
AO
lllll
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