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文档简介
第10讲压强(讲义)-【新课标新思维】人教版中考物理一轮复习四步曲学思讲测课标要求2.2.7通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。2.2.8探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。考查内容一、压强;二、液体压强;三、大气压强;四、流体压强与流速关系考点分布考查频率命题趋势01探究影响压力作用效果的影响☆☆《压强》是力学部分的重点内容,也是学生学习过程中较难的部分,尤其是压强的相关计算是学生学习的重点和难点。对压强的学习应和生产和生活中的实例相结合,为此,在备考中,考生应注重所学概念和规律在实际生活中的应用。本单元常考题型有:选择题、填空题、实验探究题、计算题和综合题等。主要命题点有:探究压力作用效果的影响因素、压强及其计算、增大或减小压强的方法、探究液体内部压强的特点、液体压强的计算、连通器、大气压强及其应用、流体压强与流速关系等02压力、压强及其计算☆☆☆03增大或减小压强的方法☆☆☆04液体内部压强的特点☆☆05液体压强相关计算☆☆☆06连通器☆07大气压强与应用☆☆☆08大气压强的测量☆☆09流体压强现象☆☆☆10飞机的升力☆☆一、压力概念释义压力物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力压力产生的条件两个物体必须接触,而且有挤压的作用压力的方向垂直于受力物体表面并指向被压物体作用点被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心压力的性质压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力压力与重力只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力二、压强概念释义压强物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)物理意义表示压力作用效果的物理量公式p=FS。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m单位帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示变形公式根据公式p=FS及其变形公式F=pS、公式的应用p=F根据公式p=FS及其变形公式F=pS、公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小▲拓展培优柱状物体固体压强的计算(公式p=ρgh的使用条件)(1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);(2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等;(3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。压力与压强的区别与联系(1)概念不同:压力是由于发生挤压而垂直作用在物体表面上的力;压强是物体所受压力与受力面积之比,即物体单位面积上所受的压力大小;(2)意义不同:压力是压强产生的必要条件,压强表示压力的作用效果。三、怎样增大或减小压强1.增大压强(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时加大力量。2.减小压强(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。▲拓展培优:从压强的角度认识超载的危害货车超载后不仅会因为惯性增大不易刹车,引发交通事故,还会使货车对路面的压强过大,超出路面能够承受的极限,损坏路面。【例1】1.玲玲学习压强知识后,利用小桌、海绵、砝码等器材来“探究影响压力作用效果的因素”,实验过程如图中甲、乙、丙所示。(1)通过甲、乙实验能够得到的结论是。(2)下列事例中,直接应用到由乙、丙实验所得结论的是(填序号)。①压路机的滚轮质量很大②书包的背带设计的宽些③鞋底上凹凸不平的花纹(3)如图丁的实验中,将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现海绵的凹陷程度不变,由此得出“压力的作用效果与受力面积无关”的结论,此探究过程中存在的问题是。【变式1-1】2.为践行“低碳生活,绿色出行”,姜堰城区内安装了公共自行车网点,越来越多的市民上下班由坐汽车改骑自行车,自行车轮胎刻有花纹是为了摩擦;座垫做得较宽是为了压强。【变式1-2】3.如图所示,边长10cm的均匀正方体铝块,放在水平桌面中央,则正方体铝块对桌面的压强为Pa;若沿水平方向截下一部分a竖放在水平桌面上,且使a对桌面压强与剩余部分b对桌面压强之比为5:4,图中截去部分a的高度h为cm。(铝的密度为2.7×103kg/【变式1-3】4.如图所示,两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重为4N,B重32N。已知A对B的压强与B对桌面的压强相等,则A对B的压力与B对桌面的压力FA∶FB=,A的密度和B的密度ρA∶ρB=。一、液体压强液体压强的产生液体受到重力作用,液体具有流动性探究液体内部压强的特点U型管压强计:当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大物理方法控制变量法:(1)控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向;(2)控制液体的密度、探头的方向相同,改变探头的深度;(3)控制探头在液体中的深度、方向相同,改变液体的密度转换法:研究内部压强的规律时,通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小液体内部压强的特点液体内部向各个方向都有压强,在同种液体的同一深度,向各个方向的压强都相等同种液体内部的压强随深度的增大而增大液体内部压强的大小还跟液体密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大二、液体压强的大小1.液体压强的大小公式p=ρgh物理量与单位(1)压强:用p表示,单位帕斯卡(Pa);(2)液体的密度:用ρ表示,单位千克每立方米(kg/m3);(3)重力常数:用g表示,单位牛顿每千克(N/kg);(4)液体的深度:用h表示,单位米(m)对液体压强的理解(1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关(2)液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的竖直距离(3)公式p=ρgh适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体(4)均质、实心、竖直的柱状固体(如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等)对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强2.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。容器类型容器底部受到液体压力的定性分析容器底部受到液体压力的等量分析由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压<G液液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)三、连通器1.连通器:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。2.连通器的特点:连通器里装入同种液体,当液体部流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的,如图所示。★特别提醒:连通器各部分中的液面高度相同时的条件:一、连通器中的液体是同种液体;二、液面静止。3.连通器的应用茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水下水弯的U型“反水弯”是一个连通器,阻挡下水道的异味进入室内锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器,可显示锅炉内的水位水塔和自来水管构成连通器,将水送到千家万户过路涵洞是一个连通器,使水从道路一侧流到另一侧养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器,可保持饮水槽内水位不变船闸利用连通器原理实现船只通航【例2】5.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的液体甲、乙,在两容器中同一高度处有A、B两点。若A、B两点的液体压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲p乙;若两种液体质量相等,则其对容器底部的压强关系是p'甲p'乙,此时A、B两点液体压强关系是p'Ap'B。(以上三空均选填“>”“=”“<”)【变式2-1】6.如图所示,改变微小压强计的金属盒在水中的深度,U形管两侧液面的高度差不变,则该装置(选填“漏气”或“不漏气”)。排除所有故障后,若U形管左右两侧水面高度差h=5cm,则橡皮管内气体压强与大气压之差约为Pa,保持金属盒在水中的深度不变,向水中撒盐,U形管两侧液面的高度差(选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ盐水=1.2×103kg/【变式2-2】7.如图所示,置于水平地面的轻质薄壁柱形容器甲,高为0.5m,底面积为5×10−2m(1)水对容器底部的压力。(2)现将乙轻放且浸没在甲容器的水中,恰使甲对地面的压强和水对容器甲底部的压强均为最大。①此时容器甲对地面的压强。②正方体乙的密度。【变式2-3】8.如图所示是一艘轮船过船闸时某一时刻的情景,此时闸室与(选填“上游”或“下游”)构成连通器;若下游闸门D两侧水位差为30m,则闸门两侧所受水的压强差为Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)一、大气压强大气压强的产生气体受到重力作用,气体具有流动性大气压强的特点大气向各个方向都有压强在同一高度向各个方向的压强相等我们没有感受到大气压,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡大气压与海拔高度:(1)海拔越高,气压越小,在海波3000m内,每升高10m,大气压越减小100Pa;(2)海平面附近的大气压越等于标准大气压大气压与气象:(1)晴天的大气压比阴雨天的高;(2)冬天的大气压比夏天的高二、大气压的测量1.托里拆利实验测量方法将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。实验过程丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变实验分析玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下实验结论大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh交流讨论我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示;p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa;这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验2.对托里拆利实验的认识(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。三、大气压的应用1.活塞式抽水机的工作原理活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。2.生活中的“吸力”日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。【例3】9.如图所示,是用来测量大气压的实验,实验中使用水银的原因是水银(选填“密度大”、“有毒”或“颜色(银色)容易辨别”),测量值为cmHg,运动员所携带的水银气压计就是由该原理制成的,海拔越高,气压越。(选填“大”或“小”)【变式3-1】10.物理学科在“做中学”是一种重要的学习方式。某兴趣小组课后制作了如图所示的简易气压计,此时瓶内气压(选填“大于”“等于”或“小于”)瓶外大气压;若将这个瓶子从山脚带到山顶,玻璃管内水柱的高度h将(选填“升高”或“降低”)。【变式3-2】11.如图所示是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时,输液管的上端通过针头A与输液瓶的瓶口连接,输液管的下端通过针头B与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到:液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和。(1)其中“进气管”的作用是:保持输液瓶内外气压平衡。该输液装置涉及到的物理知识有____。A.阿基米德原理 B.大气压强 C.液体内部压强(2)图中,如果此时扎针处出现“回血”现象(血液进入输液管),最便捷的解决方式是改变手的位置,你认为手应该(选填“向上抬”或“向下移”),请说明理由:。【变式3-3】12.实验时常用胶头滴管“吸”取和滴加少量液体,下列与“吸”取液体的原理相同的是()A.排水管的U形“反水弯”B.拔火罐C.液体从侧壁孔喷出D.逃生锤锤头很尖一、流体压强与流速关系1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。2.流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。(1)在硬币上方沿水平方向吹气,硬币会向上跳起,并随着气流向前运动,飞跃障碍物(2)在两张纸之间向下吹气,观察到两张纸向中间靠拢(3)纸条一端贴近下嘴唇,用力向前方吹气,观察到纸条飘起(4)在水平放置的两根筷子之间放上两个乒乓球,通过塑料管像两球中间吹气,观察到乒乓球向中间靠拢(5)将两只小纸船放入水盆中,用针管向两船之间冲水,观察到两只小船向中间靠拢(6)在倒置的漏斗里放一个乒乓球,并用手指托住,然后从漏管用力向下吹气,将手指移开,发现乒乓球掉不下来(7)“香蕉球”:足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进。(8)“气流喷壶”:水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出。(9)“站台安全线”:列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车。(10)“风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外”:风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外。二、飞机的升力1.飞机机翼的形状:如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。2.升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。【例4】13.如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,从漏斗口用力向下吹气并将手指移开,乒乓球不会下落。下列现象具有上述现象所揭示的科学道理的是()。A.用吸管把饮料吸进嘴里 B.大风把茅草屋顶掀翻C.抽水机把水从低处抽往高处 D.壁虎紧贴墙面向上爬行【变式4-1】14.国庆假期,小明乘坐动车回老家看望爷爷。当动车进入隧道后他感觉耳朵越来越不舒服,有胀痛感和轻微耳鸣,而当动车离开隧道后,这种不适就会迅速消失。主要因为在隧道内()。A.车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低B.车厢外空气流速大,压强大,导致车厢内气压升高C.车厢外空气流速小,压强小,导致车厢内气压降低D.车厢外空气流速小,压强大,导致车厢内气压升高【变式4-2】15.如图甲所示的是一种家庭喂养宠物的自动喂水器,当碗中的水位下降到一定程度时,瓶中的水就会自动流下来,当碗中水位上升到一定程度后,瓶中的水就不再流下,这个装置是利用了的作用;如图乙所示,当向B管中吹气时,A管中的水位会上升,这是因为在流体中,流速越快的地方压强越(选填“大”或“小”)。【变式4-3】16.如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但是当电动车快速行驶时,伞面会被空气向上吹起来,存在较大的安全隐患。2023年夏季,针对电动车安装遮阳伞所带来的严重交通隐患,交警部门加大检查拆除力度。下列四种图示情景与其原理相同的是()。A.飞机的机翼设计成流线型B.铁轨铺在宽大枕木上C.纸片托住水D.水利大坝上窄下宽01探究影响压力作用效果的因素17.“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验;(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正F倒(选填“>”“<”或“=”),观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与有关;(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔(选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为的存在;(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是:____。A.限制货车超载B.铁轨下面铺放枕木C.破窗锤的敲击端做成锥状18.在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。(1)实验中压力的作用效果是通过海绵来体现的,(选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验。(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制相同;改变压力的大小,可以得出结论:。(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是:____。A.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是:.02压力、压强及其计算【点拨】(1)叠加体压强的计算:1)单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;2)叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用p=F(2)压力、压强的比较:1)比较固体压力、压强时,一般先比较压力的大小,再结合受力面积比较压强的大小;2)对于密度均匀的水平面上的柱状物体,也可以用公式p=ρgh比较压强,再利用F=pS比较压力。(3)压强、质量与密度综合:1)对于密度均匀的柱状物体,放立在水平面上时,对地面的压强可以用公式p=ρgh计算;2)由压强相等受力面积不等,根据公式F=pS判断压力的大小,从而比较重力的大小和质量的大小。(4)压力、压强与图像的结合:1)首先找出图像所表示的含义;2)观察图像特点,找出关键信息;3)根据找出的特点,利用所学知识和公式进行计算。19.如图,某同学拿着实心球静止站立在水平地面上,该同学和实心球总重500N,双脚与地面的总接触面积为0.04m2,此时他对地面的压强为Pa。该同学将实心球投出后,双脚站立在水平地面上保持静止,他对地面的压强与投出实心球之前相比20.如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的14。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2(1)空心砖的重力;(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;(3)空心砖的材料的密度。03增大、减小压强的方法21.小小卷笔刀,处处皆学问.对下图所示卷笔刀的分析,正确的是A.摇柄的粗糙条纹是为了减小压力B.底部的橡胶软垫是为了减小摩擦C.刀片薄薄的刀刃是为了增大压强D.透明储屑仓设在下方与惯性有关22.在“生活处处有物理”的综合实践活动中,小明观察了厨房的一些设备和现象,下列解释正确的是()A.用煤气灶煲汤,在沸腾时调小火焰能使汤的温度升高B.用高压锅炖煮食物熟得快,是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低C.切菜的刀磨得很锋利,是通过减小受力面积的方式增大压强D.刚出锅的馒头入嘴时很烫,是因为馒头含有的热量很高04液体内部压强的特点23.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ΔhA和24.在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:;(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否;(3)比较图中两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强;(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度(填“更大”或“更小”)的液体。05液体压强相关计算【点拨】压力、压强的分析与计算顺序:解答关于压强的综合题时一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。(1)固体(先压力后压强):一、分析、计算压力;二、由p=F(2)液体(先压强后压力):一、根据液体压强公式p=ρgh分析、计算液体的压强;二、根据F=pS分析、计算压力。★易错警示液体压力与压强的计算:对应形状不规则的容器,里面装的液体对容器底的压力F一般不等于液体的重力G液。25.2024年4月26日,神舟十八号载人飞船采用自主快速交会对接模式,对接于中国空间站天和核心舱径向对接口,形成三船三舱组合体。成功对接后,以天和核心舱为参照物,神舟十八号载人飞船是的;2020年11月10日,全海深载人潜水器“奋斗者”号在深潜试验中最大下潜深度达到10909m,创造了中国载人深潜新的历史。此次深潜试验中“奋斗者”号在最大下潜深度处承受海水的压强为Pa。(取g=10Nkg,26.如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为0.30kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.A.0.36kg B.0.40kg C.0.44kg D.0.48kg06连通器27.下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是()A.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时,水面相平,利用了连通器的特点B.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用C.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越大D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力28.下列不是利用连通器原理工作的是()A.茶壶 B.船闸C.抽水机 D.地漏07大气压强与应用29.在劳动中应用科学知识。下表所列劳动项目与科学知识不相符的是()选项劳动项目科学知识A移动重物时在下面垫圆木用滚动代替滑动可以减小摩擦B煮沸自来水煮沸可杀菌消毒,降低水的硬度C用硝酸铵和水自制冷敷袋硝酸铵在溶于水的过程中吸收热量D自制气压计流体中,流速越大的位置压强越小A.A B.B C.C D.D30.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2×10−3m2,外界大气压为1×1008大气压强的测量31.如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是()A.是大气压支持玻璃管内的水银柱不会下落B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强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32.如图实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是()A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力B.乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的1C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值09流体压强现象【点拨】(1)明确“因果”,辨别现象:流体流动时,不同的区域流速不同,压强大小不同,流速大的区域压强小,不同的区域之间就会出现压强差。有压强差时,物体的形状或运动状态就会发生改变。这时,流体流动是“因”,压强差是:“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速的关系导致的现象。(2)利用流体压强与流速的关系解题时,先弄清哪个位置的流体流速大,哪个位置的流体流速小,再找出各处压强的大小的关系,进而分析物体受力情况和可能发生的现象。33.春节期间,小明和父母乘飞机去上海旅游。在飞机上升的过程中,外界大气压强(选填“变大”、“变小”或“不变”);在飞机飞行过程中,座位上的小明相对于窗外的机翼是(选填“静止”或“运动”)的;机翼方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小,因此获得了向上的升力。34.下列现象用流体压强与流速关系知识解释的是()A.硬纸板不掉下来B.吸盘挂钩C.用吸管吸饮料D.飞机机翼10飞机的升力35.学校科技社团活动中,小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。飞机模型的机翼设计成上凸下平。试飞时,手将飞机模型向前推出,是力改变了飞机模型的;飞机模型在空中水平飞行过程中,机翼上方的空气流速较快,压强较;飞机模型着地后,能够沿水平地面继续向前滑行一段距离,是由于飞机模型具有。36.国产大飞机C919飞行时,机翼上方的空气流速下方的空气流速,机翼上方的气压下方的气压。(两空均选填“大于”或“小于”)
答案解析部分1.【答案】(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显(2)②(3)没有控制压力的大小相同【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验【解析】【解答】(1)甲乙实验中,受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,通过甲、乙实验能够得到的结论是受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)由乙、丙中压力相同,而丙中受力面积大,压力作用效果不明显,故得出的结论是:在压力相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显:①压路机的滚轮质量很大,在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;②书包的背带设计的宽些,是在压力一定时,通过增大受力面积减小压力作用效果;③鞋底上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力;故选②;
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,如图丁的实验中,将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现海绵的凹陷程度不变,由此得出“压力的作用效果与受力面积无关”的结论是错误的,此探究过程中存在的问题是:没有控制压力的大小相同。
故答案为:(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;(2)②;(3)没有控制压力的大小相同。
【分析】(1)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,
(2)分析乙、丙实验得出结论,分析每个选项,找出正确答案。(1)通过甲、乙实验能够得到,受力面积相同时,压力越大,海绵的凹陷程度越明显,可得的结论是受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(2)由乙、丙实验可得:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。①.压路机的滚轮质量很大,是受力面积相同时,通过增大压力,增大压力的作用效果,故①不符合题意;②.书包的背带设计的宽些,是压力相同时,通过增大受力面积,减小压力的作用效果,故②符合题意;③.鞋底上凹凸不平的花纹,是压力不变时,通过增大接触面粗糙程度,增大摩擦力,故③不符合题意。故选②。(3)如图丁的实验中,将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现海绵的凹陷程度不变,由此得出“压力的作用效果与受力面积无关”的结论,此探究过程中存在的问题是改变受力面积的同时,也改变压力大小,没有控制压力的大小相同。2.【答案】增大;减小【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用【解析】【解答】自行车轮胎刻有花纹,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,防止骑行时轮胎打滑,保障行驶安全。
座垫做得较宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,让骑行时臀部更舒适。
故答案为:增大;减小。
【分析】1、增大/减小摩擦的方法
核心原理:摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
增大摩擦的途径:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦的途径:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③变滑动为滚动;④使接触面分离(如加润滑油、气垫)。
2、增大/减小压强的方法
核心原理:压强的大小与压力大小和受力面积有关,公式为P=FS(p表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
减小压强的途径:①压力一定时,增大受力面积;②受力面积一定时,减小压力。
增大压强的途径:①压力一定时,减小受力面积;3.【答案】2.【知识点】压强的大小及其计算;固体横切问题【解析】【解答】已知条件:正方体边长L=10cm=0.1m,铝的密度ρ=2.7×103kg/m3,g=10N/kg。
均匀正方体对水平桌面的压力F等于其重力G,即F=G=mg=ρVg=ρL3g。
受力面积S=L2。根据压强公式P=FS,代入得:P=FS=ρL3gL2=ρLg
代入数值计算:p=2.7×103kg/m3×0.1m×10N/kg=2.7×103Pa
截去部分a的高度h,核心原理:对于均匀柱体(如正方体、长方体),对水平桌面的压强可简化为p=ρgh(h为柱体高度)。
截去部分a竖直放置后,其高度仍为原正方体的边长,因此a对桌面的压强pa=p=2.7×103Pa。剩余部分b是高度为L-h的均匀柱体,其对桌面的压强pb=ρg(L-h)。
建立比例关系:已知pa:pb=5:4。
代入压强公式:ρgLρg(L−h)=54,约去公共项ρg,得到:LL−h=54,将L=10cm代入上式:得:h=2cm。
故答案为:2.7×103;2。
【分析】1、固体压强的通用公式4.【答案】1∶9;27∶8【知识点】密度公式及其应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算【解析】【解答】解:物体A对B的压力与物体B对桌面的压力之比:F设A、B的边长分别为a、b,则A对B的压强pAB对桌面的压强p因A对B的压强与B对桌面的压强相等,则有4N解得a∶b=1∶3,则A、B的体积之比VA∶VB=a3∶b3=(1)3∶(3)3=1∶27由G=mg和ρ=mV可得,A、B的密度之比ρAρB=m5.【答案】>;=;<【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强的计算【解析】【解答】由图可知:A点深度hA<B点深度hB,且pA=pB。根据液体压强公式p=ρgh,在压强p相同时,深度h越小,液体密度ρ越大,因此ρ甲>ρ乙。
A、B两点到容器底的高度相同(设为h0),则:甲容器底压强:p甲=pA+ρ甲gh0
乙容器底压强:p乙=pB+ρ乙gh0
因为pA=pB且ρ甲>ρ乙,所以p甲>p乙。
若两种液体质量相等,比较容器底压强p'甲与p‘乙,圆柱形容器中,液体对容器底的压力等于液体重力,即F=G=mg。因为两种液体质量m相等,所以F甲=F乙;又因为容器底面积S相同,根据压强公式P=FS,可得p'甲=p'乙。
若两种液体质量相等,比较A、B两点压强pA与pB,由图可知液体体积V甲<V乙,质量相等时,根据ρ=mV得ρ甲>ρ乙。
A、B到容器底的距离相同(设为h0),则:pA=p'甲-ρ甲gh0,pB=p'乙-ρ乙gh0,因为p'甲=p'乙且ρ甲>ρ乙,所以pA<pB。
故答案为:>;=;<。
【分析】1、液体压强公式
公式:p=ρgh,p:液体压强(Pa);ρ:液体密度(kg/m3);g(N/kg);h:深度(从液面到该点的垂直距离,m)
核心结论:液体压强与液体密度和深度成正比,与容器形状无关。
2、圆柱形容器的液体压力与压强
圆柱形容器中,液体对容器底部的压力等于液体自身重力:F=G=mg
容器底压强:P=FS=mgS,仅与液体质量和容器底面积有关。6.【答案】漏气;500;变大【知识点】液体压强的特点【解析】【解答】改变金属盒在水中的深度时,U形管两侧液面高度差不变,说明金属盒受到的液体压强变化无法传递到U形管内,因此装置漏气(若不漏气,深度增加,液面高度差应增大)。
U形管两侧液面高度差h=5cm=0.05m,根据液体压强公式:∆p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa,这个压强差就是橡皮管内气体与大气压的差值。
向水中撒盐,液体密度ρ变大(ρ盐水>ρ水),金属盒深度不变,根据p=ρgh,金属盒受到的液体压强增大,因此U形管两侧液面高度差变大。
故答案为:漏气;500;变大。
【分析】1、微小压强计的工作原理
微小压强计通过U形管两侧液面高度差反映液体压强大小。
若装置漏气,金属盒处压强变化无法传递到U形管,液面高度差不随深度改变;若不漏气,深度越大,高度差越大。
2、液体压强公式
公式:p=ρgh;p:液体压强(Pa);ρ:液体密度(kg/m3);g:重力加速度(N/kg);h:深度(从液面到该点的垂直距离,m),核心结论:液体压强与液体密度和深度成正比。
3、压强差的计算
U形管两侧液面高度差对应的压强,即为两侧气体(或液体)的压强差,计算时直接代入液体压强公式即可。7.【答案】(1)解:水对容器甲底部的压强p由p=FS答:水对容器底部的压力为150N;(2)解:甲对水平地面的压力等于水和乙的总重力,要使甲对地面的压强和水对甲底部的压强均为最大,则将乙放入甲容器的水中时,水恰好盛满容器,且无水溢出。①水的体积V由ρ=mV水和乙的总重力G此时容器甲对水平地面的压力F甲对地面的压强p②容器的容积V=Sh=5×1乙放入甲容器的水中浸没且水恰好盛满容器无水溢出时,乙的体积V乙的密度ρ答:①此时容器甲对地面的压强为6000Pa;②正方体乙的密度为1.5×103kg/m3。【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用【解析】【分析】1、液体压强:p=ρgh,只和密度、深度有关;压力F=pS。先算液体压强:p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m8.【答案】上游;3×105【知识点】液体压强计算公式的应用;连通器原理及其应用【解析】【解答】连通器的特点是上端开口、底部相连通。从图中可以看到:上游闸门C和阀门A是关闭的,闸室与上游被隔开;闸室与下游之间的阀门B和闸门D也是关闭的,但此时闸室的水位与上游水位齐平,说明闸室已经和上游完成了连通,和下游存在水位差。因此,此时闸室与上游构成连通器。
已知水位差Δh=30m,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。根据液体压强公式p=ρgh,压强差为:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg9.【答案】托里拆利;密度大;75;小【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系【解析】【解答】图中是利用玻璃管和水银测量大气压的经典装置,这个实验叫做托里拆利实验。
空实验中使用水银,最主要的原因是水银的密度大。液体压强公式为p=ρgh,在大气压一定时,液体密度越大,液柱高度就越小,实验装置就越容易操作。如果用水来做这个实验,水柱高度会达到约10米,非常不方便。
空大气压的大小由玻璃管内水银柱的竖直高度决定,与玻璃管是否倾斜无关。图中竖直水银柱的高度为75cm,因此测量值为75cmHg。
空大气压随海拔高度的增加而减小,所以海拔越高,气压越小。
故答案为:托里拆利;密度大;75;小。
【分析】用来测量大气压的实验是托里拆利实验,水银的密度在液体中最大,可根据计算说明实验中使用水银的原因;
在托里拆利实验中,水银柱的高度差应是竖直高度,而不是水银柱的长度。
海拔越高,空气越稀薄,气压强越小。10.【答案】大于;升高【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;气压计和抽水机【解析】【解答】玻璃管内液面高于瓶内液面,说明瓶内气体压强需要平衡瓶外大气压和管内水柱产生的压强,即:p瓶内=p大气压+ρgh,因此,瓶内气压大于瓶外大气压。
大气压随海拔高度升高而降低。当瓶子从山脚带到山顶时,瓶外大气压变小,而瓶内气压暂时不变,瓶内气压会将更多的水压入玻璃管中,使管内水柱高度升高。
故答案为:大于;升高。
【分析】1、简易气压计的工作原理
瓶内封闭气体压强p瓶内、外界大气压p0与管内水柱压强p水满足平衡关系:p瓶内=p大气压+ρgh。
管内水柱高度h反映了外界大气压的变化:h越大,说明外界大气压越小。
2、大气压与海拔高度的关系
大气压随海拔高度的增加而减小,因为海拔越高,空气越稀薄,大气压强越小。
这是气压计能测量海拔高度的核心依据。
3、液体压强的平衡
静止液体中,同一水平面上的压强相等,通过分析液面高度差可以得到不同区域的压强关系。11.【答案】(1)B;C(2)向下移;针处出现“回血”现象,最便捷的解决方式是改变手的位置,此时手应该向下移动,则手在液体中的深度增加,根据p=ρgh可知液体对人体的压强增大,把血液压回血管即可正常输液【知识点】液体压强的特点;液体压强计算公式的应用;大气压的综合应用【解析】【解答】(1)A、阿基米德原理→不涉及(阿基米德原理是关于浮力的,本装置无浮力相关应用)。
B、大气压强→涉及(进气管让空气进入瓶内,利用大气压使药液顺利流出)。
C、液体内部压强→涉及(药液深度产生的压强,将药液压入血管)。所以正确选项是B、C。
(2)向下移;
根据液体压强公式p=ρgh,手向下移时,针头处药液的深度h增大,药液产生的压强增大,当药液压强大于血压时,血液会被压回血管,从而解决回血问题。
故答案为:(1)BC。(2)向下移;针处出现“回血”现象,最便捷的解决方式是改变手的位置,此时手应该向下移动,则手在液体中的深度增加,根据p=ρgh可知液体对人体的压强增大,把血液压回血管即可正常输液。
【分析】1、大气压强的应用
进气管的作用是让瓶内与外界大气相通,保证瓶内气压始终等于大气压,使药液在重力和液体压强作用下持续流出。
2、液体内部压强公式
公式:p=ρgh,p:液体压强(Pa),ρ:液体密度(kg/m3);g:重力加速度(N/kg);h:深度(从液面到该点的垂直距离,m)
核心结论:液体压强随深度增加而增大,这是解决回血问题的关键依据。
3、压强平衡
输液时,药液在针头处的压强需大于血压,才能将药液输入血管;若药液压强小于血压,就会出现血液回流(回血)现象。12.【答案】B【知识点】增大压强的方法及其应用;液体压强的特点;连通器原理及其应用;大气压的综合应用【解析】【解答】胶头滴管吸取药液时利用了大气压;A.水池下的U形“反水弯”底部连通,上部开口,利用了连通器原理,故A不符合题意;B.拔火罐先用燃料在火罐内燃烧,然后扣在人体上,待冷却后,罐内形成负压,利用了大气压,故B符合题意;C.液体从侧壁孔喷出,则液体内部向各个方向的压强,深度越深,压强越大,喷出的远近不同,故C不符合题意;D.逃生锤锤头很尖,减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。故选B。
【分析】连通器的底部连通,上部开口,U形反水弯相当于连通器;拔火罐利用了大气压的作用;液体内部的压强随深度的增加而增大;压力一定时,受力面积越小,压强越大。13.【答案】B【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系【解析】【解答】从漏斗口向下吹气,乒乓球下方空气流速大,压强小;乒乓球上方空气流速小,压强大。这样就形成了一个向上的压力差(升力),托住了乒乓球,使其不会下落。结论:该现象揭示的原理是流体流速越大,压强越小。
A、用吸管把饮料吸进嘴里→利用大气压强。吸气时管内气压减小,外界大气压将饮料压入嘴中。
B、大风把茅草屋顶掀翻→利用流体压强与流速的关系。大风过时,屋顶上方空气流速大、压强小,屋内空气流速慢、压强大,产生向上的压强差,将屋顶掀翻。与题干原理一致。
C、抽水机把水从低处抽往高处→利用大气压强。大气压将水从低处压向高处。
D、壁虎紧贴墙面向上爬行→利用大气压强。壁虎脚掌的吸盘排出空气,内部气压小于外界大气压,大气压将其压在墙上。
故答案为:B。
【分析】1、流体压强与流速的关系
内容:在流体(液体和气体)中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
应用实例:飞机机翼的升力、火车站的安全线、喷雾器、以及本题中的吹乒乓球、大风掀屋顶。
2、大气压强的应用
生活中利用大气压的例子有:吸盘挂钩、抽水机、吸管吸饮料、钢笔吸墨水等。14.【答案】A【知识点】流体压强与流速的关系【解析】【解答】动车进入隧道时,车身周围空间狭窄,车厢外侧的空气需要快速绕过车身,导致车厢外空气流速极大。根据“流速越大,压强越小”的原理,车厢外侧空气流速大,压强就小。车厢虽然是密封的,但如果外部气压剧烈变化,会导致车厢内气压也随之降低(内外气压平衡趋势)。此时,车厢内气压小于外界的标准大气压。人的耳膜内部通常接近外界大气压,当车厢内气压降低时,耳膜外侧(耳道侧)压力变小,内侧压力大,耳膜会向外凸起,从而产生胀痛、耳鸣等不适感。离开隧道后,外界气压恢复,耳膜内外压力平衡,不适感消失。
A、车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低→正确,符合上述分析。
B、车厢外空气流速大,压强大→错误,流速大的地方压强小。
C、车厢外空气流速小→错误,动车在隧道内速度快,且空间狭窄,流速极大。
D、车厢外空气流速小、压强大→错误。
故答案为:A。
【分析】1、流体压强与流速的关系
核心内容:在流体(液体、气体)中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
常见应用:飞机机翼升力、动车组过隧道产生的气压效应、喷雾器、汽艇航行等。
2、气压与人体感知
人体内部压强与外界大气压保持平衡。当外界大气压突然变化(降低或升高)时,人体的器官(如耳膜)会因为两侧压力差而产生物理反应(胀痛、眩晕)。15.【答案】大气压强;小【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系【解析】【解答】当碗中的水位下降到一定程度时,空气会进入到里面,瓶中的水会自动流出来;当碗中水位上升到一定程度后,瓶口被水封住,空气进不到瓶中,在外界大气压的作用下,瓶中的水就不再流下。
上端的空气流速快,压强小,由于大气压强的作用,液体从烧杯中压入A管中,所以水就沿A管上升。
故答案为:大气压强;小。
【分析】(1)浸在空气中的物体受到大气压的作用,从大气压的角度分析解答。
(2)在流体中,流速越快的地方压强越小,流速越慢的地方压强越大。16.【答案】A【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;流体压强与流速的关系【解析】【解答】电动车遮阳伞伞面呈上凸下平的形状,当电动车快速行驶时:伞面上方空气流速快,压强小;伞面下方空气流速慢,压强大;上下方形成向上的压力差(升力),将伞面向上吹起,存在安全隐患。流体流速越大,压强越小。
A、飞机的机翼设计成流线型:机翼上凸下平,飞行时上方空气流速快、压强小,下方流速慢、压强大,产生向上的升力,与题干原理相同。
B、铁轨铺在宽大枕木上:利用增大受力面积减小压强的原理,与流体压强无关。
C、纸片托住水:利用大气压强的作用,与流体压强无关。
D、水利大坝上窄下宽:利用液体压强随深度增加而增大的原理,与流体压强无关。
故答案为:A。
【分析】1、流体压强与流速的关系
核心结论:在气体和液体(流体)中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
典型应用:飞机升力、遮阳伞被吹起、火车站安全线、喷雾器等。
2、固体压强的减小方法
公式:P=FS,在压力F一定时,增大受力面积S可减小压强(如铁轨铺枕木)。
3、大气压强的应用
生活中利用大气压的现象:纸片托水、吸管吸饮料、吸盘挂钩等。
4、液体压强的特点
液体压强随深度增加而增大(p=17.【答案】(1)平衡;相互作用(2)=;受力面积(3)深度;A和B;大气压(4)A【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;大气压强的存在【解析】【解答】(1)瓶子的重力和桌面对瓶子的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一物体(瓶子)上、作用在同一直线上,是一对平衡力。
瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力,大小相等、方向相反、作用在两个不同物体(瓶子和桌面)上、作用在同一直线上,是一对相互作用力。
(2)塑料瓶正放和倒放时,对海绵的压力都等于瓶和水的总重力,所以F正=F倒。
正放和倒放时,海绵的受力面积不同,形变程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
(3)上下两个小孔深度不同,水喷出的远近不同,说明同种液体内部压强与深度有关(深度越深,压强越大)。
拧紧瓶盖后,瓶内与外界大气隔绝,瓶内气压减小,在大气压的作用下,A和B两个小孔都会立即停止出水。
外界大气压大于瓶内气压,将水压在瓶内,阻止水流出。
(4)塑料瓶停止出水后,总质量减小,对海绵的压力减小,形变程度更不明显,说明:受力面积相同时,压力越小,压力的作用效果越不明显(压强越小)。
A、限制货车超载→通过减小压力来减小压强,与题干规律一致。
B、铁轨铺枕木→增大受力面积减小压强。
C、破窗锤敲击端成锥状→减小受力面积增大压强。选A。
故答案为:(1)平衡;相互作用;(2)=;受力面积;(3)深度;A和B;大气压;(4)A。
【分析】1、平衡力与相互作用力
平衡力:大小相等、方向相反、作用在同一直线、作用在同一物体上。
相互作用力:大小相等、方向相反、作用在同一直线、作用在两个物体上。
2、压力的作用效果(压强)
公式:P=FS
影响因素:压力大小和受力面积。
受力面积一定时,压力越大,压强越大;压力一定时,受力面积越小,压强越大。
3、液体压强的特点
公式:P=ρgh
特点:同种液体中,深度越深,压强越大,与容器形状无关。
4、大气压的存在18.【答案】(1)被压下的深浅;不可以(2)受力面积;受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显(3)A(4)=(5)没有控制压力的大小相同【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验【解析】【解答】(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。因木板受压形变不明显,故我们不可以用木板代替海绵来完成实验。
(2)放在水平面上的物体的重力与压力相同,将两个相同的小桌分别正立放在海绵上,其目的是控制受力面积相同;对比甲、乙图可知,受力面积相同时,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显。
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出:压力相同,压力作用效果与受力面积大小有关,书包带宽是增大受力面积减小压强,货车不允许超载是减小压力减小压强,故A正确。
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2。由于压力和受力面积都不变,故压强不变,则p1=p2。
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,此时改变了受力面积的同时也改变了压力,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力大小不变。
故答案为:(1)凹陷程度;不可以。
(2)受力面积;受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)A。
(4)=。
(5)没有控制压力的大小相同。
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;选用的受压材料形变要明显。
(2)(3)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
(4)根据压强有关因素分析。
(5)根据控制变量法分析。19.【答案】12500;变小;动【知识点】能量的转化或转移;压强的大小及其计算【解析】【解答】(1)该同学站立时,它对地面的压力F=G=500N;
则站立时对地面的压强为
p=FS=500N0.04m2=1.25×104Pa20.【答案】(1)解:空心砖的重力为G=mg=1答:空心砖的重力为15N;(2)解:空心砖竖放时对水平地面的压强为p答:空心砖竖放时对水平地面的压强为3000Pa;(3)解:设空心砖的长宽高分别为a、b、c,p1压力不变,根据p=FS可知已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50cm2,则有联立①②,解得空心砖的体积为V=abc=1000c则空心砖的材料的密度为ρ答:空心砖的材料的密度为2g/cm【知识点】压强的大小及其计算【解析】【分析】(1)根据重力和质量的关系公式即可计算。
(2)根据压力和面积,利用压强的计算公式即可。
(3)根据空心占比算出材料部分体积,再利用质量密度关系计算。21.【答案】C【知识点】增大或减小摩擦的方法;增大压强的方法及其应用【解析】【解答】A.摇柄的粗糙条纹是为了通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故A错误;
B.底部的橡胶软垫是为了通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故B错误;
C.刀片薄薄的刀刃是为了通过减小受力面积的方式增大压强,故C正确;
D.透明储屑仓设在下方与重力的方向竖直向下有关,故D错误。
故选C。
【分析】AB.增大摩擦力的方法:增大压力或增大接触面的粗糙程度;
C.增大压强的方法:增大压力或减小受力面积;
D.根据重力的方向分析。22.【答案】C【知识点】沸腾及沸腾条件;热量的概念;增大压强的方法及其应用;沸点及沸点与气压的关系【解析】【解答】A沸腾时液体的温度保持不变,所以不能使汤的温度升高,A错误;
B高压锅内的气压比较大,锅内水的沸点也增大,B错误;
C压强的影响因素有压力大小和受力面积,压力大小一定时,受力面积越小,压强越大,切菜的刀磨的很锋利,是通过减小受力面积的方式增大压强C正确;
D热量是过程量,不能用“含有”来形容,只能说含有的内能较大,D错误;
故选C。
【分析】沸腾的特点是持续吸热和温度保持不变;水的沸点随着气压的增大而升高;压强与压力大小和受力面积有关,手里面积越小压强越大;热量是一个过程量。23.【答案】=;1.6×103;将压强计橡皮膜放入水中后,橡皮膜会排开一部分水,水面会上升,由于SA>SB,由Δh=【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算【解析】【解答】根据液体压强公式p=ρgh:两容器均为水,液体密度ρ相同;题目明确水的深度h相等;g为定值。因此,水对容器底部的压强相等,即pA=pB。
B容器底面积SB=50cm2=50×10-4m2=5×10-3m2,总重力G=8N。
容器对桌面的压力等于其总重力,即F=G=8N。
根据固体压强公式P=FS:所以B容器对桌面的压强为PB=FS=8N5×10−3m2=1.6×103Pa。
压强计橡皮膜放入容器底部时,会排开一定体积的水,使容器内水面上升;排开水的体积V排相同,由∆h=V排/S可知:底面积S越大,水面上升高度∆h越小。因为SA>SB,所以放入橡皮膜后A容器的水面总高度小于B容器的水面总高度。根据液体压强公式p=ρgh,此时A容器底部水的深度更小,故A容器底部液体压强小于B容器底部液体压强。压强计U形管液面高度差可知,ΔhA<ΔhB,因此将压强计橡皮膜放入水中后,A容器中水面的高度小于B容器中水面的高度,由p=ρgh【分析】1、液体压强的计算
公式:p=ρgh
核心结论:液体压强只与液体密度和深度有关,与容器底面积、形状无关。
2、固体压强的计算
公式:P=FS
核心结论:水平面上,容器对桌面的压力等于容器与内部液体的总重力;压强由压力和受力面积共同决定。
3、排水法与液面变化
物体浸入液体时,排开液体的体积V排会使液面上升,上升高度∆h=V排/S,容器底面积越大,液面上升越不明显。
4、压强计的工作原理24.【答案】(1)拦河大坝上窄下宽(2)相平(3)甲乙;相等(4)深度(5)更小【知识点】探究液体压强的特点实验【解析】【解答】(1)液体压强随深度增加而增大,拦河大坝下部需要承受更大水压,因此设计得更宽;潜水员下潜越深,水压越大,需要特制潜水服抗压。
(2)实验前U形管两侧液面应相平,这是为了保证初始状态下两侧气压相等,确保后续液面高度差能准确反映液体压强大小。
(3)甲、乙两次实验中,液体都是水(密度相同)、探头方向相同,只有深度不同,U形管液面高度差不同,可得出液体压强与深度的关系。
乙、丙两次实验中,液体都是水(密度相同)、深度相同,只有探头方向不同,U形管液面高度差相同,说明同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相等。
(4)根据控制变量法,探究液体压强与密度的关系时,需控制深度和探头方向相同,只改变液体密度,因此要使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同。
(5)根据p=ρ液g∆h,在压强p一定时,U形管内液体密度ρ液越小,液面高度差∆h越大,因此应换成密度更小的液体。
故答案为:(1)拦河大坝上窄下宽;(2)相平;(3)甲乙;相等;(4)深度;(5)更小。
【分析】1、液体压强的影响因素
核心公式:p=ρgh
影响因素:液体密度ρ、深度h;与方向、容器形状无关。
规律:同种液体,深度越深,压强越大;同种液体同一深度,向各个方向的压强相等;同一深度,液体密度越大,压强越大。
2、控制变量法
在探究多因素问题时,每次只改变一个变量,控制其他变量不变,从而研究该变量对结果的影响。本实验中:探究与深度的关系:控制密度、方向不变,改变深度;
探究与方向的关系:控制密度、深度不变,改变方向;
探究与密度的关系:控制深度、方向不变,改变密度。
3、微小压强计的工作原理
压强计通过U形管两侧液面高度差反映液体压强大小,高度差越大,压强越大。
实验前需调平液面,确保测量准确;更换U形管内液体时,密度越小,高度差越明显。25.【答案】静止;1【知识点】液体压强的计算;参照物及其选择【解析】【解答】以天和核心舱为参照物,神舟十八号载人飞船与核心舱对接后,两者的相对位置没有发生变化,因此神舟十八号载人飞船是静止的。
海水密度ρ海水=1.03×103kg/m3,下潜深度h=10909m,g=10N/kg,根据液体压强公式p=ρgh,代入数据计算:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.123627×108Pa
故答案为:静止;26.【答案】B【知识点】液体压强的计算【解析】【解答】根据正放时水对底部压强为900Pa,得到水的深度为:
h=p1ρgh=p2ρg=1400Pa故整个瓶子等价于
9cm+6cm=15cm
的圆柱形瓶子。
则装满酒精与装0.30kg的水的体积比为15:9即5:3,密度比为4:5,
故质量比为(5:3)×(4:5)=4:3,得到酒精质量为0.40kg。
故答案为:B。
【分析】瓶子整体并非柱形,应该通过左图算出水的高度,再通过右图算出空余部分的高度,从而算出总高度来解决问题。27.【答案】A【知识点】连通器原理及其应用【解析】【解答】A、茶壶是一个上端开口、底部连通的容器,静止时水面相平,故A正确。
B、用注射器给病人注射药液是利用人的推力产生的压强作用,不是大气压的作用,故B错误。
C、飞机的机翼上方突起,下方平直,这样的结果决定了当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小,空气压力方向向下;机翼下方空气流速慢,空气压强大,空气压力方向向上,两个压力形成一个向上的合力,当合力达到一定程度后,飞机
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