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文档简介
盲校八年级物理(低视力版)下册压强知识清单一、压强:压力的作用效果【基础】【核心概念】(一)认识压力——触觉感知与定义建构1、压力的定义:垂直作用在物体表面上的力叫做压力。这是力学中的一个基本概念,我们需要通过触觉来建立清晰的表象。请大家用食指轻轻按压自己的手心,体会手心受到的那种向内的、垂直的力,这就是压力。压力的方向总是垂直于受力表面并指向被压的物体。例如,我们将手按在墙上,手对墙的力就是垂直于墙面的压力。2、压力与重力的辨析【难点】【高频考点】:压力并不总是由重力引起的,很多同学容易将两者混淆。当一个物体静止在水平面上时,物体对水平面的压力大小等于物体的重力,且方向相同(竖直向下),但压力不是重力,它们的作用点不同,压力的作用点在物体表面,重力的作用点在物体的重心。例如,当你用手按压墙壁时,手对墙的压力来自于手的肌肉收缩,与重力无关。在斜面上,物体对斜面的压力则小于物体的重力,且方向垂直于斜面向下,而非竖直向下。只有当物体自由静止在水平面上时,压力F才等于重力G。3、压力的作用效果:压力会使物体发生形变。我们可以通过触摸感知这种形变。例如,用手指按压海绵,手指会感受到海绵向下凹陷,这种凹陷的程度就直观地显示了压力的作用效果。在盲校物理实验中,我们常采用海绵、沙子或橡皮泥等易于形变的材料来放大这种效果【重要】。(二)探究影响压力作用效果的因素——实验方法与思维【必考点】【实验探究】1、提出问题:压力的作用效果究竟与哪些因素有关?通过生活经验,我们可以猜想:用同样的力气,用指尖抵住桌面和用手指肚抵住桌面,指尖感觉更疼,说明受力面积可能影响效果;而背书包时,书越多,肩膀越疼,说明压力大小也可能影响效果。2、设计实验——控制变量法与转换法的应用【核心思维】:(1)控制变量法:当研究压力大小对作用效果的影响时,必须控制受力面积相同;当研究受力面积的影响时,必须控制压力大小相同。(2)转换法(缺陷补偿)【★盲校教学特色】:由于低视力或全盲学生无法直接观察形变,我们将压力的作用效果转换为易于感知的触觉信号或听觉信号。例如,可以采用特制盲用实验仪:在一块木板下方钉上不同数量的钉子,将木板放在充满气的气球上,通过触摸钉子陷入气球的深度,或听到气球被扎破时发出的不同声响,来判断压力作用效果的强弱【1】。3、实验结论【基础】:大量实验表明,压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(三)压强——定量描述压力作用效果的物理量1、压强的定义【重要】:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。它用来定量地描述压力的作用效果,压强越大,压力作用效果越明显。2、压强的公式:p=F/S其中,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积。3、压强的单位【基础】:在国际单位制中,力的单位是牛顿(N),面积的单位是平方米(m²),压强的单位则是牛/米²,它有一个专用名称叫做帕斯卡,简称帕,符号为Pa。1Pa=1N/m²。为了建立1Pa的触觉概念,我们可以这样感受:将一张报纸对折后平铺在手心,报纸对手心压力的大小约0.5N,而报纸与手心的接触面积约0.5m²?不对,这太大了,实际上是大约两张报纸平铺时对桌面的压强接近1Pa。更直观的例子是:一块砖平放在地面上,对地面的压强大约为1000多帕。4、压强公式的变形与应用:根据公式p=F/S,我们可以推导出求压力的公式F=pS,以及求受力面积的公式S=F/p。在解题时,必须注意单位的统一,受力面积S一定要换算成平方米(m²)【易错点】。(四)怎样增大或减小压强——生活中的智慧【高频考点】【生活应用】1、增大压强的方法【必考】:根据压强公式p=F/S,增大压强可以从两方面入手:一是在受力面积一定时,增大压力;二是在压力一定时,减小受力面积。在实际生活中,往往两种方法同时使用。(1)实例:刀刃磨得很薄,是通过减小受力面积来增大压强,使切菜更容易;针尖做得很细,也是减小受力面积,增大压强以便于刺入衣物;压路机的碾子质量很大,是通过增大压力来增大压强。2、减小压强的方法【必考】:与增大压强相反,减小压强也需要从两方面入手:一是在受力面积一定时,减小压力;二是在压力一定时,增大受力面积。(1)实例:书包带做得宽大,是通过增大受力面积来减小压强,背起来更舒服;坦克安装宽大的履带,也是增大受力面积,减小对地面的压强,防止陷入松软的土地;铁轨下面铺放枕木,是将压力分散到更大的面积上,减小对地面的压强;在雪地里行走时穿滑雪板,也是为了增大受力面积,减小压强。3、【难点辨析】切割物体时,是压强起决定作用还是压力?切东西时,我们关心的是刀刃对物体的“切割效果”,这取决于压强。锋利的刀刃接触面积小,压强大,所以容易切割。而压路机压实路面,则需要巨大的压力,同时压路机的碾子与地面接触面积也经过精心设计。二、液体内部的压强(一)液体压强的产生原因与特点【基础】【难点】1、产生原因:液体受到重力作用,且具有流动性。这就导致液体内部向各个方向都有压强,而不仅仅是像固体那样只向下压。2、液体压强的特点【核心】:(1)液体对容器底和侧壁都有压强。我们可以通过触觉实验来验证:在一个塑料瓶的侧壁不同高度钻几个小孔,装上水后,用手指堵住小孔,可以感受到水对指尖的冲击力;松开手指,水会从小孔喷出,且越靠下的孔喷出的水越远,这说明深度越大,压强越大。(2)液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。这一点可以通过触觉式压强计来验证:用手指按压橡皮膜,通过U形管中液面的高度差来感知压强的大小;在盲校,我们可以使用改装后的触觉式压强计,通过触摸探杆振动的幅度来感知压强的大小【2】。(二)液体压强的大小——公式推导与应用【高频考点】1、液体压强公式:p=ρgh其中,p表示液体内部某点的压强(单位:Pa),ρ表示液体的密度(单位:kg/m³),g是一个常量(9.8N/kg,通常取10N/kg),h表示该点的深度(单位:m),即从液面到该点的竖直距离。【特别警示】h的测量是竖直深度,而不是该点到容器底的距离,也不是该点沿倾斜方向到液面的长度【易错点1】【高频考点】。2、公式的理解【重要】:(1)液体压强只与液体的密度和深度有关,与液体的重力、体积、容器的形状无关。也就是说,同一个深度,不管容器是粗的还是细的,不管液体有多少,只要液体密度相同,压强就相同。(2)对于不同液体,深度相同时,密度越大的液体,压强越大。(3)公式p=ρgh只适用于静止的液体,不适用于流动的液体。3、液体压强与固体压强的计算区别【难点辨析】:(1)固体:一般先求压力F(水平面上F=G),再用p=F/S求压强。(2)液体:一般先求压强p=ρgh,再用F=pS求液体对容器底的压力。需要注意的是,液体对容器底的压力F不一定等于液体的重力G。例如,在敞口容器中,侧壁会分担一部分液体重力,所以F<G;在缩口容器中,侧壁会对液体产生向下的压力,所以F>G;只有柱形容器,F=G。这一考点常出现在选择题和填空题中【易错点2】【高频考点】。(三)连通器——液体压强原理的应用【基础】【生活应用】1、连通器的定义:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。2、连通器原理【重要】:当连通器中只装同一种液体,且液体静止不流动时,各容器中的液面总是相平的。3、原理解析:为什么液面相平?我们可以想象在连通器底部取一个微小液片,当液体静止时,这个液片左右两侧受到的压强相等。根据p=ρgh,同种液体ρ相同,所以左右两侧的深度h必须相等,因此液面相平。4、生活中的应用实例【高频考点】:(1)茶壶:壶身与壶嘴构成一个连通器,因此壶嘴与壶身的高度应基本一致,否则茶壶无法正常工作。(2)锅炉水位计:通过一根玻璃管与锅炉连通,从玻璃管中显示的水位就知道锅炉内的水位。(3)乳牛自动喂水器:当牲畜喝水时,饮水槽内水位下降,贮水槽内的水通过连通器原理自动补充,保持水位恒定。(4)船闸:利用连通器原理,使船只在高水位与低水位之间平稳通过。三、大气的压强(一)大气压强的存在——从感知到证明【基础】【实验探究】1、大气压强的产生:地球周围包围着厚厚的空气层,叫做大气。大气受到重力作用,且具有流动性,因此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。2、证明大气压存在的经典实验【高频考点】:(1)马德堡半球实验:这是1654年德国马德堡市市长奥托·冯·格里克进行的著名实验。他将两个铜质半球合在一起,抽去里面的空气,然后用16匹马向相反方向拉,结果用了很大的力气才将它们拉开。这个实验有力地证明了大气压不仅存在,而且很大【8】。(2)覆杯实验:将玻璃杯装满水,用硬纸片盖住杯口,然后倒置过来,会发现纸片不会掉下来,水也不会洒出。这说明大气压向上托住了纸片。(3)吸盘挂钩:将塑料吸盘压在光滑墙面上,挤出空气后,吸盘很难被拉下,这是因为大气压将吸盘紧紧压在墙上。3、触觉体验:取一个空的矿泉水瓶,用嘴吸出瓶内部分空气,你会感觉到瓶子向内凹陷,这是大气压将瓶子压瘪了。再比如,用吸管喝饮料,当我们吸走吸管内空气时,大气压就将饮料压入吸管,进入口中。(二)大气压的测量——托里拆利实验【难点】【高频考点】1、托里拆利实验:这是意大利科学家托里拆利首次测量出大气压数值的实验。他将一根长约1米、一端开口的玻璃管灌满水银,用手指堵住管口,倒置放入水银槽中,然后松开手指。这时,管内的水银面会下降,但下降到一定程度后,水银面不再下降,管内外水银面存在一定的高度差。2、实验原理分析:在玻璃管内的水银面上方是真空(称为托里拆利真空),没有空气压力。而管外水银槽液面受到大气压的作用。取管外水银槽液面为参考面,则管内同一深度(即水银槽液面处)的压强应该相等。管内该深度的压强等于管内外水银面的高度差产生的压强。因此,大气压p₀等于h高度水银柱产生的压强,即p₀=ρ水银gh。3、标准大气压的值:通常把托里拆利实验中,高度差h=760mm水银柱所产生的压强,叫做标准大气压。p₀=ρ水银gh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m≈1.013×10⁵Pa。粗略计算时,可取p₀=1×10⁵Pa。4、实验要点与易错分析【易错点3】:(1)若玻璃管倾斜,管内外水银面的竖直高度差h保持不变,但管内的水银柱长度会增加。(2)若将玻璃管向上提一些(管口未离开水银面),或向下压一些,竖直高度h不变。(3)若玻璃管中混入少量空气,测量结果会偏小,因为空气会产生一定的压强。(4)若在玻璃管顶端开一小孔,管内外水银面会相平,因为连通器原理。5、气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。常见的有水银气压计(根据托里拆利实验原理制作)和无液气压计(金属盒气压计),无液气压计通过抽成真空的金属盒的形变来指示气压大小,携带方便。(三)大气压的变化与影响【重要】【生活应用】1、大气压随高度的变化【高频考点】:大气压不是固定不变的。随着海拔高度的增加,空气越来越稀薄,大气压逐渐减小。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。因此,在高山上用普通的锅不易把饭煮熟,这是因为水的沸点随气压减小而降低。为了解决这个问题,高山上需要使用高压锅。2、大气压与沸点的关系:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低,随气压增大而升高。高压锅就是利用这个原理,通过限压阀提高锅内气压,使水的沸点升高到120℃左右,从而更快地煮熟食物。3、大气压与天气的关系:通常情况下,晴天气压比阴天高,冬天气压比夏天高。4、大气压在生活中的应用实例【高频考点】:(1)抽水机(活塞式抽水机):利用大气压将水压入泵内,从而把水抽到高处。(2)吸尘器:利用电动机带动叶片高速旋转,使吸尘器内部形成暂时真空,外界大气压将灰尘和空气压入吸尘器内。(3)医生用注射器吸取药液:将针头插入药液,向上拉活塞,使针管内气压减小,大气压就将药液压入针管。四、流体压强与流速的关系(一)流体——定义与基本特性【基础】1、流体的定义:具有流动性的气体和液体统称为流体。流体没有固定的形状,其形状随容器而改变。2、流体压强的基本特征:处于静止状态的流体,其压强遵循我们前面学习的规律(液体内部压强规律、大气压规律)。但当流体流动起来后,其压强分布会出现新的特点。(二)流体压强与流速的关系——伯努利原理【核心】【高频考点】1、实验探究【重要】:我们可以通过简单易行的实验来感受这一关系。(1)吹纸条实验:用手拿着一张纸条的上端,让纸条自由下垂。在纸条的上方沿水平方向吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为纸条上方空气流速大,压强小;下方空气流速小,压强大,上下压强差把纸条托起来了。(2)漏斗吹乒乓球实验:将一个乒乓球放在倒置的漏斗口内,用手指托住,从漏斗口向下用力吹气,同时松开手指,会发现乒乓球不会掉下,反而被“吸”在漏斗口。这是因为乒乓球上方(漏斗颈内)空气流速大,压强小;下方空气流速小,压强大,压强差把乒乓球托住。(3)用触觉感知:我们可以制作一个简单的装置,让空气流过不同粗细的管道,通过橡皮膜的凹陷程度来间接感知流速大处压强小【盲校教学特色】。2、结论【必考点】: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。这就是著名的伯努利原理。(三)飞机升力的产生【热点】【拓展应用】1、机翼的形状:飞机的机翼截面通常设计成上表面凸起、下表面平直的流线型形状。2、升力的产生原因【难点】:当飞机在跑道上加速滑行时,气流迎面流过机翼。由于机翼上表面凸起,气流在上方需要经过更长的路程,因此流速较大,压强较小;机翼下表面比较平直,气流流速较小,压强较大。这样,机翼上下表面就产生了压强差,这个压强差对机翼形成一个向上的压力差,这就是飞机的升力。3、需要强调的是,飞机能够飞上天,靠的不是空气对飞机的浮力,也不是发动机直接向上的推力,而是机翼上下表面产生的压力差。(四)生活中的流体压强现象【高频考点】【生活应用】1、火车站台的安全线:当列车高速驶过时,列车周围的空气流速变大,压强变小。如果人站在站台安全线以内,靠近列车一侧的空气流速大、压强小,而人身后一侧的空气流速小、压强大,这个压强差会把人推向列车,非常危险。因此,必须设置安全线,提醒乘客站在线外候车。2、船吸现象:两艘大轮船在并排航行时,两船之间的海水流速比外侧大,压强比外侧小,于是两船会被外侧的海水压向中间,容易发生碰撞事故。因此,轮船在航行时不允许并排行驶。3、喷雾器:当推动活塞时,吸管上方的空气流速增大,压强减小,容器内的药液在瓶内气压的作用下被压上吸管,在管口被高速气流吹散成雾状。4、足球运动中的“香蕉球”:当运动员踢出旋转的球时,球一侧的空气流速大、压强小,另一侧流速小、压强大,球在压强差的作用下会沿弧线飞行,这就是“香蕉球”的原理。五、压强单元综合应用与解题思维训练【备考必会】(一)核心考点分布与考查频率分析根据对近年全国各地中考物理试题的分析,压强单元知识每年考查2~3道题,分值约为6~8分,难度系数在0.50.6左右【3】。主要考点分布如下:核心考点考查频率常见题型增大和减小压强的方法★★★(必考)选择题、填空题固体压强的理解与计算★★★(必考)选择题、填空题、计算题液体压强的特点与计算★★★(必考)选择题、填空题、实验探究题大气压强的存在与测量★★☆(常考)选择题、填空题流体压强与流速的关系★★☆(常考)选择题、填空题、简答题探究液体压强的影响因素实验★★★(必考)实验探究题压强与其它力学知识的综合计算★★★(必考)计算题(往往与浮力、功结合)(二)重点题型解题思路与步骤【重要】【解题指导】1、固体压强计算题——三步法:第一步:确定压力F。在水平面上,如果物体自由静止,通常F=G=mg。如果受到其他外力,需对物体进行受力分析,根据平衡条件求压力。第二步:确定受力面积S。找准两个物体实际接触的面积,注意单位换算(1cm²=10⁻⁴m²)。如果是多只脚、多个轮子,要乘以个数。第三步:代入公式p=F/S计算,注意结果单位是帕斯卡(Pa)。2、液体压强计算题——两步法:第一步:求压强。根据公式p=ρgh,先算出液体对容器底或某一深度处的压强。注意h是从液面到该点的竖直深度。第二步:求压力。根据F=pS,用第一步算出的压强乘以受力面积,得到液体对容器底的压力。【特别提醒】若题目要求的是容器对桌面的压强,则转化为固体压强问题,压力等于容器和液体的总重力,受力面积是容器与桌面的接触面积。3、压强综合计算题——审题要点:(1)看清问题是求液体对容器底的压强,还是容器对桌面的压强。(2)注意题目中是否给出g的取值(9.8N/kg或10N/kg)。(3)涉及多个物体时,要明确研究对象,分别受力分析。(4)当题目中出现“质量相等”“深度相同”“底面积相等”等关键词时,往往是解题的突破口。(三)易错点归纳【考前必读】【易错点】1、受力面积的单位混淆:计算前未将cm²换算成m²,导致结果相差10⁴倍。切记:1m²=10⁴cm²。2、深度h判断错误:误将“高度”当作“深度”。深度是指从液体自由液面竖直向下到该点的距离,不是从容器底部向上的距离。3、压力与重力不分:认为液体对容器底的压力总等于液体重力。只有柱形容器才相等,其他形状容器不等。4、大气压实验理解偏差:认为托里拆利实验中,水银柱的高度随管子粗细、倾斜程度改变而改变。实际上,竖直高度只与当时的大气压有关。5、流体压强应用中的因果关系:误以为“压强小导致流速大”,正确的关系是“流速大的位置压强小”。(四)跨学科实践与热点问题【拓展】【素养提升】1、“奋斗者”号载人潜水器【热点】:2020年,“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟,深度达10909米。在万米深海,潜水器承受着巨大的海水压强。根据p=ρgh计算,海水密度约1.03×10³kg/m³,深度11000m处的压强约为1.1×10⁸Pa,相当于每个平
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