一、固体的压力和压强
1、压力:
⑴ 定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
⑵ 压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G
⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
G G F+G G – F F-G F
2、研究影响压力作用效果因素的实验:
⑴课本甲、乙说明:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时,采用了控制变量法。和 对比法
3、压强:
⑴ 定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。
⑵ 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(N)S:米2(m2)。
A使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。
B特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh
⑷ 压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa 。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa 。它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:1.5×104N
⑸ 应用:当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:缝一针做得很细、菜刀刀口很薄
4、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:
处理时: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F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式 p= F/S )。
二、液体的压强
1、液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
2、测量:压强计 用途:测量液体内部的压强。
3、液体压强的规律:
⑴ 液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
⑵ 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
⑶ 液体的压强随深度的增加而增大;
⑷ 不同液体的压强与液体的密度有关。
4、压强公式:
⑴ 推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。
⑵推导过程:(结合课本)
液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh
液片受到的压力:F=G=mg=ρShg .
液片受到的压强:p= F/S=ρgh
⑶液体压强公式p=ρgh说明:
A、公式适用的条件为:液体
B、公式中物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m
C、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。
D、液体压强与深度关系图象:
6、计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:㈠首先确定压强p=ρgh;㈡其次确定压力F=pS
特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F 用p=F/S
压力:①作图法 ②对直柱形容器 F=G
7、连通器:⑴定义:上端开口,下部相连通的容器
⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
三、大气压
1、概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
2、产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。
3、大气压的存在——实验证明:
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4、大气压的实验测定:托里拆利实验。
(1)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
(4)说明:
A实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
B本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
C将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
D标准大气压: 支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
2标准大气压=2.02×105Pa,可支持水柱高约20.6m
5、大气压的特点:
(1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(2)大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa
6、测量工具:
定义:测定大气压的仪器叫气压计。
分类:水银气压计和无液气压计
说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7、应用:活塞式抽水机和离心水泵。
8、沸点与压强:内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
应用:高压锅、除糖汁中水分。
9、体积与压强:内容:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例?
答:①用塑料吸管从瓶中吸饮料②给钢笔打水③使用带吸盘的挂衣勾④人做吸气运动
一、填空题
1.物体 ________受到的 _____叫压强.压强的计算公式是_____压强的单位是_____.
2.压力的作用效果跟_____________________和 _____________________有关.
3.推土机具有宽大的履带,目的为了____________________________,斧头、菜刀具有很窄的刃,目的是为了____________________________.
4.将一个重力等于100 N,边长20 cm的均匀正方体,放在水平方桌面的,桌子的边长是50 cm,则正方体对桌面的压强是 _____;若用20 N的水平力把它紧压在竖直墙壁上,则墙壁受到的压强是_____.
5.你双脚站在水平地面上,如果想使你对地面的压强增大一倍可以_____,这是因为______.
6.用刀切菜时,刀钝了切不动,这时可以使劲切,这是利用_____的方法来_____;或者在磨刀石上把刀磨一磨就容易切了,这是利用_____的方法来_____.
7.已知图钉帽的面积是1 cm2,图钉尖的面积是5×10-4 cm2,手指对图钉帽的压力是 20 N,那么图钉尖对墙的压强p2是_____Pa,手对图钉帽的压强p1是_____Pa,p2是p1的_____倍.
8.要在0.5 cm2的面积上产生4×106 Pa的压强所需压力为_____ N.
9.用5 N的压力作用在1 cm2的面积上产生的压强为_____Pa;若保持压力不变,要产生2×104 Pa的压强,受力面积应变为_____ m2.
10.一长方体木块平放和侧放在水平地面上时,其受力面积之比为3∶1,则平放和侧放时,对地面的压强之比是_____,压力之比是 _____.
二、选择题
11.以下措施中,能增大压强的是
A.铁路的铁轨要铺在枕木上
B.汽车的轮胎表面有凹凸花纹
C.刀刃要磨得很薄
D.在坦克的轮子上安装履带
12.人坐在沙发上比坐在椅子上舒服,这是因为
A.沙发有弹性把人拖住了
B.沙发对人的压力比椅子对人的压力小一些
C.沙发对人的压强比椅子对人的压强小一些
D.以上解释都不对
13.下列对实例的解释正确的是
A.雪上飞机的轮子上装有雪橇主要是为了增加飞机在雪地上滑行的速度
B.图钉的钉帽的作用是为了减小钉帽对手的压强
C.铁轨铺放在枕木上是为了减小列车对地面的压力
D.溜冰时如果发现冰面有断裂的迹象应立即快速翘脚跑开
14.下列说法正确的是
A.在压力一定的情况下,物体的受力面积越大,产生的压强就越大
B.在物体受力面积一定的情况下,物体受到的压力越大,压强就越大
C.压强一定时,物体的受力面积越大压力就越小
D.要减小压强可以在增大压力的同时减小物体的受力面积
15.如图13—1所示,物体重10 N,它与竖直墙面的接触面积是 0.5 dm2,现用24 N的水平力把物体按在墙上,墙面受到物体的压力和压强分别为
A.10 N,2×103 Pa
图13—1
B.10 N,4.8×103 Pa
C.24 N,2×103 Pa
D.24 N,4.8×103 Pa
16.正方体金属块放在水平桌面上,若从高度的一半处将它沿水平方向切开,如图13—2所示,并将上半部分拿走,则剩余部分对桌面的压力、压强与原来相比
A.压力减半,压强减半
B.压力不变,压强减半
图13—2
C.压力减半,压强不变
D.压力、压强都不变
17.上题中,若将正方体沿竖直方向从一半处切开,拿走右边一半,则左边一半对桌面的压力、压强与原来相比
A.压力减半,压强减半
B.压力不变,压强减半
C.压力减半,压强不变
D.压力、压强都不变
18.一个质量是60 kg的人,若他的每只鞋底的面积是100 cm2,想站立或走过最大承受压强为6×104 Pa的冰面时,以下叙述中正确的是
A.他能站立在冰面上
B.他不能站立在冰面上
C.他不能走过冰面
D.若要站力或走过还必须增加条件
19.底面积为0.2 m2,重为400 N的铝块放在面积为400 cm2的水平桌面上,铝块对桌面产生的压强为
A.2000 Pa B.4000 Pa
C.10000 Pa D.1 Pa
三、计算题
20.在封冻的冰面上,若人的每只鞋底面积是125 cm2,体重为500 N的人恰好可以通过,如果每只鞋底面积是175 cm2,体重为500 N的人最多可以负重多少通过冰面?
实验题
1、在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题:
(1)压力的作用效果的大小是通过比较海绵的 程度来确定。
(2)分析比较图乙和丙的实验现象,可以得出结论:
。
(3)分析比较图 的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著.
(4)进一步综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象,并归纳得出结论:
2、在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小聪对实验器材做了一些改进,如图所示,在有机透明盒里放入一块海绵和砖块进行实验。
(1)实验时,是通过观察_______来比较砖块对海绵的压力作用效果。
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用____两次实验(填序号)。
(3)分析比较图中a、b、c三次实验,可得的结论是_______________。
计算题
1、如图所示,实心均匀正方体A,B放置在水平地面上,受到的重力均为牛,A的边长为0.2米,B的边长为0.3米。
①求正方体A对水平地面的压强
②求正方体A. B的密度之比ρA:ρB
③若正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的厚度h后.A、B剩余部分对水平地面的压强PA1和PB1.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.
一、填空题
1.单位面积上 压力 p=F/S 帕斯卡
2.压力的大小 受力面积的大小
3.减小对地面的压强 增大压强
4.2.5×103 Pa 500 Pa
5.抬起一只脚 压力一定,减小受力面积可以增大压强
6.增大压力 增大压强 减小受力面积 增大压强
7.4×108 2×105 2000
8.200 9.5×104 2.5×10-4
10.1∶3 1∶1
二、选择题
11.C 12.C 13.B 14.B 15.D 16.A 17.C 18.A 19.C
三、计算题
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