1、第九章 压强 一、压强 (一)压力 1定义:物理学中,把 叫做压力。 2理解:相互接触并挤压产生压力,压力方向垂直物体的受力面,作用点在受力面。 3压力与重力的区别与联系 比较项目 A 对斜面的压力 A 受到的重力 力的示意图 施力物体 物体 A 地球 受力物体 斜面 物体 A 性质 弹力 引力 产生原因 物体间相互接触且挤压 地球的吸引 大小 一般不等于重力 G=mg 方向 垂直于受压面指向受力物体 总是竖直向下 区别 作用点 受压物体表面 重心 联系 只有当物体处于水平面且在竖直方向上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,尽管如此,压力仍不是重力。 【
2、例题一】关于物体所受的重力和物体对支持面的压力的关系,下列说法中正确的是( ) A压力就是物体所受的重力 B压力一定等于物体所受的重力 C压力和重力不可能是同一个力 D压力和重力的方向都是竖直向下的 【例题二】一个木箱放在斜面上,如图所示,能够正确表示斜面受到木箱的压力 F 的是( ) (二)影响压力作用效果的因素 1实验探究 2实验结论:压力的作用效果与 和 有 关。 【例题三】小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图甲、乙所 示的实验。 (1)实验能够得到的结论是 。 (2)若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小但关系” ,应再做图 (选填“丙” 或“丁” )所示实
3、验。 (三)压强 1概念:物理学中,把物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,用符号 p 表示,压 强在数值上等于物体单位面积上所受的压力,压强是用来表示压力作用效果的物理量。 2压强公式: = 3压强的单位:N/m 2,帕斯卡,简称帕,符号为 Pa。 4注意事项: (1)压强和压力不能混为一谈。 (2)变形公式: ,S 是物体间接触面积,不是表面积;F 是压力,不是重力。 =, = (3)计算时单位要统一。 【例题四】如图所示,图钉尖端的面积是 0.3mm2,钉帽的面积是 1.5cm2。用 9N 的力垂直于墙壁按这只图钉,试求钉帽和墙壁受到的压力 和压强。 【例题五】如图所示,将一块砖平放
4、、立放、侧放时,它对地面的压强( ) A平放时最大 B立放时最大 C侧放时最大 D平放、立放、侧放时一样大 (四)怎样减小或增大压强 1减小压强: 2增大压强: 【例题六】如图所示的实例中,目的是为了增大压强的是( ) 【例题七】 (多选)如图所示情况中,能使物体对水平地面压强减小的是( ) A沿 aa虚线切除上部 B沿 bb虚线切除右部 C沿 cc虚线切除右部 D沿 cc虚线切除左部 【例题八】在生物进化的过程中,动物身上的各种器 官不断 地完善,以适应生存环境。我们所了解的下列事例中,有减小压强功能的是( ) A号称“森林医生”的啄木鸟,长有细长而又坚硬的尖喙,便于啄开树皮 B人口腔里的牙
5、齿根据咀嚼功能的不同,分出了切牙、尖牙等 C骆驼的体重比马的体重大不了一倍,脚掌面积却是马蹄的三倍 D大象长有两个大大的耳朵,不仅可以发挥听觉功能,还能用于散热 【练习 1】关于压强,下列说法正确的是( ) A物体所受重力越大,产生的压强越大 B受力面积越小,产生的压强越大 C压强与物体的重力成正比,与受力面积成反比 D在压力相同的情况下,受力面积越大,产生的压强越小 【练习 2】如图所示,物体 A 与 B 均为长方体,A 重 30N,B 重 15N,物体 A 的底面积为 10cm2,物体 B 的底面积为 5cm2,则 A 对 B 的压强 p1 和 B 对桌面的压强 p2 分别是( ) A 1
6、=310 4, 2=9104 B 1=610 4, 2=9104 C 1=310 4, 2=3104 D 1=610 4, 2=3104 【练习 3】一般情况下,一位中学生每只脚与地面的接触面积为 150200cm2,那么他双脚 站在水平地面上,对地面的压强最接近于( ) A B C D1.4103 1.4104 2.8103 2.8104 【练习 4】如图所示为一个家里常见的平底薄壁的玻璃杯将它放在水平桌面上压力为 F, 压强为 p,如果将它倒扣过来放在水平桌面上,则( ) AF 变大,p 变小 BF 不变,p 不变 CF 不变,p 变大 DF 不变,p 变小 【练习 5】如图所示,甲、乙两
7、个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压 强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水 平地面的压强关系是( ) A 甲 乙 D无法判断 【练习 6】如图所示,图钉 尖的 面积是 ,图钉帽51082 的面 积是 ,松木能承受的最大压强是 。以11042 5106 下说法正确的是( ) A手指至少要用 500N 的力,图钉尖才能进入松木 B手指至少要用 0.25N 的力,图钉尖才能进入松木 C图钉静止时,它受到水平向左的力大于水平向右的 力 D图钉静止时,它受到水平向左的力小于水平向右的力 【练习 7】随着自然的进化,动物界中出现了许多压强应用高手,攻
8、击和骆驼就是两例。 攻击的爪子尖尖的,觅食时减小 ,增大 ;而骆驼的脚掌宽宽的,这样在 走路时能够 对地面的压强。 【练习 8】某同学的质量是 48kg,每只鞋底与地面的接触面积为 120cm2,则他双脚着地站 在水平地面上时,对地面的压力为 N,压强为 Pa。 (g 取 10N/kg) 【练习 9】如图所示,是小雨同学在做“探究物体对水 平地面压强与压力关系”的实验后绘制的 pF 关系图 像,由图象可知这个物体与水平地面的接触面积是 m2。 【练习 10】一个物体放在斜面上,请用力的示意图画出物体受到的重力和斜面受到的压力。 【练习 11】质量为 20t 的坦克,每条履带与地面的接触面积为
9、2m2, (g 取 9.8N/kg)求: (1)坦克所受到的重力是多大? (2)若冰面所能承受的最大压强为 ,坦克能否直接从冰面上通过?6104 【练习 12】如图是 2010 年上海世博会中象征中国精神的“东方之冠”中国馆。它呈 拱斗型,巨大的钢结构由四根核心筒巨柱支撑,矗立在超大面积的地基上。请问为什么要 建超大面积的地基? 二、液体的压强 (一)液体压强的特点 1液体内部朝各个方向都有压强; 2在同一深度,各个方向压强相等,深度越大,压强越大; 3在深度相同时,液体密度越大,压强越大。 【例题九】关于液体压强的下列说法中,正确的是( ) A在同一深度,液体向上的压强大于向下的压强 B在同
10、一液体中,越深的地方液体的压强越大 C液体对容器底的压强小于对容器侧面的压强 D液体具有流动性,所以液体内部向上的压强为零 (二)液体压强的大小 1液体压强的产生: (1)公式推导:要知道液面下某处竖直向下的压强,可以 设想此处有一个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对 此平面产生的压强。 (如图所示) (2)液体压强的单位:帕斯卡 (3)液体压强与液体密度,深度的关系: 2注意事项: (1)凡是液体产生的压强,都可用 来计算和讨论。= (2)应用公式时要注意同一各个物理量单位。 (3) 和 的区别: = = 【例题十】长江三峡大坝上下游水位差最高可达 113m,上游的船要在船闸中经过 5
11、个闸室 使船体逐渐降低,每个闸室水位变化超过 20m,因而三峡船闸的闸门非常大。其首级人字 形闸门每扇高 39.5m,宽 20.2m。倘若闸门外的水位高 30m,则这扇闸门所受水的最大压 强是 Pa,已知闸门所受水的平均压强是最大压强的一半,则这扇门所受水的 压力是 N。 (g 取 10N/kg) (三)连通器 1概念:上端开口,下端相连的容器叫连通器。 2原理:连通器中如果只有一种液体,在液体不流动时,连 通器各容器液面保持向平。 3连通器的应用: 【例题十一】如图所示,公路两旁的水渠由下面的倾斜的涵洞相连,两渠水面相平,关于 涵洞中的水流方向,下列说法正确的是( ) A由于水往低处流,所以
12、涵洞的水从乙流向甲 B由于两渠水面相平,涵洞中的水不会流动 C由于乙水渠比较宽,所以水会从乙流向甲 D由于甲侧的涵洞口低,压强大,所以水会从甲流向乙 【练习 13】三个质量相同、地面积相同但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有 甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压强相等, 则三种液体对容器底的压强( ) A甲最大 B乙最大 C丙最大 D一样大 【练习 14】将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图 所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是 pA 和 pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别 是 FA 和 FB,则( ) A B =
13、 C = D 【练习 15】在塑料圆桶的不同高度处开三个小孔,当筒里灌满水时,各孔喷出水的情况如 图所示,表明液体压强( ) A与深度有关 B与密度有关 C与液柱粗细有关 D与容器形状有关 【练习 16】船闸是利用 的原理来工作的。 【练习 17】2012 年 5 月 12 日,国内首艘深水铺管起重船“海洋石油 201”正式起航,自 此我国拥有在南海自营勘探开发深水油气资源的能力。在海洋资源开发中,随着海水 的增加,海水产生的压强增大。在 1500m 的深海铺管作业中,海 水对管道设备的压强是 Pa。 (取 海水 =1.0103kg/m3) 【练习 18】如图所示,是某同学研究液体压强时,绘制
14、的甲、乙 两种液体的压强与深度的关系图象。由图可知,甲、乙两种液体 密度的大小关系为 ,其中 液体是水。 【练习 19】如图所示,容器中装有水,有关尺寸已经给出,求 A 点处水的压强是多大? 【练习 20】如图所示,水塔与自来水管组成连通器,若水塔内 水面高度 h1=18m,五楼住户水龙头出水口高度 h2=13m,四楼住 户出水口高度 h3=10m,水龙头出水口直径为 2cm。求: (1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是多少? (2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少?(g 取 10N/kg) 【练习 21】图中平底茶壶的质量是 0.4kg,壶的底面积是 410-3m2。内盛 0.6kg
15、 的开水, 水面高度在图中已标出,放置在面积为 1m2 的水平桌面中央。试求(g 取 10N/kg): (1)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力; (2)茶壶对桌面的压强。 三、大气压强 (一)大气压强的存在 1在地球的周围有厚厚的空气层(大气层),这些空气有质量,受重力作用,同液体一样 具有流动性。 2实验探究:(覆杯实验) 归纳总结:大气与液体一样,向各个方向都有压强,在同一高度向各个方向的压强大小相 等。 3定义:大气产生的压强叫做大气压强。 4平常感觉不到大气压存在的原因:身体内外相通,压强相等。 5大气压存在的证明:马德堡半球实验、覆杯实验。 【例题十二】如图所示,下列现象中与大
16、气压强无关的是( ) 【例题十三】将杯子里装满水,用硬纸片把杯口盖严,手按住纸片把杯子倒过来,放手后, 纸片不会掉下来,杯子里的水不会流出,如图所示,这表明 。 如果将杯子转到乙、丙所示的位置,纸片不掉,水仍流不出来,这表明大气向 都有压强。 (二)大气压的测量 1大气的高度和密度无法确定,所以不能用 来计算,故大气压强的值只能通过测= 量获得。 2托里拆利实验: 水银柱的高度与管的粗细、倾斜角度和深浅无关。 3标准大气压:通常把 760mm 水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母 p0表示。根据 液体压强的公式,760mm 高的水银柱产生的压强等于 ,在粗略计算中,标准大0=13.610 3
17、/39.8/0.76=1.013105 气压还可以取作 。如果用水来做托里拆利实验,则由1105P(100) 得水银 水银 =水 水 得13.610 3/39.8/0.76=1.0103/39.8/水 水 =10.3 的压强相当于约 10m 高水柱产生的压强。标准大气压为 。1105P 1.013105 4气压计:测量大气压的仪器。有水银气压计和金属气压计等。 5沸点与气压的关系 水的沸点在标准大气压下是 100,随着气压的减小,水的沸点也会降低,所以高原上的 水沸点低,会出现煮鸡蛋不熟的现象,在高山上需要用高压锅来做饭。 【例题十三】利用托里拆利实验装置测量大气压强时,当玻璃管内的水银柱稳定
18、后,在玻 璃管的顶部穿一小孔,那么管内的水银液面将( ) A保持不变 B逐渐下降,最终与管外液面相平 C逐渐上升,最终从小孔中流出 D稍微下降一些 【例题十四】被称为“地球第三极”的珠穆朗玛峰的海拔是 8844.43m。利用下图可以估测 峰顶的大气压强约为 kPa。 【例题十五】如图所示,在一标准大气压下,把一段封闭的玻 璃管装满水银后倒插在水银槽中,试管顶受到水银的压强是 cm 水银柱。 (三)大气压的应用 1活塞式抽水机的工作原理: 3离心式抽水机的工作原理: 【例题十六】如图所示,是某同学自制的一个气压计,瓶内未装满水,有一部分空气,玻 璃管中水面比瓶内水面高,瓶塞处密封。下列说法或变化
19、可能导致玻璃管中水面上升的是 ( ) A把装置从山下搬到山顶 B把装置从山顶移到山下 C环境温度下降 D环境温度上升 【例题十七】彤彤感冒,妈妈给她买了某种治感冒的口服液,粗 心的彤彤将口服液内的特制吸管弄丢了,只好拿来一根较细的饮 料吸管插入瓶中,结果却怎么也“吸”不上药液。后来,她发现两 种吸管的形状不一样,饮料吸管外壁光滑,口服液吸管外壁有棱, 两种吸管的截面形状如图所示。请你运用物理知识解释为什么两 种吸管”吸“药的效果不同。 【例题十八】生活中,这种情况常常发生,刚刚倒完热水的热水瓶立即盖上瓶盖,冷却后 不易打开瓶盖,为什么不易打开呢?应该怎么办? 【练习 22】小华想用空易拉罐来体
20、验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( ) A用手捏易拉罐,易拉罐变瘪 B将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪 C让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪 D用抽气机抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪 【练习 23】医院给病人输液时,应使药液均匀地滴下,再注入血管,为使整个输液过程药 液都保持匀速下滴,如图所示的各种装置中应采用的装置为( ) 四、流体压强与流速的关系 (一)流体压强与流速的关系 1流体:液体和气体都没有一定的形式,且都可以流动,因此把它们统称为流体。 2实验探究: 实验探究 现象 分析 两个乒乓球向中间滚动 乒乓球向中间靠拢,外侧 所受气体的压强大,内侧 受到气体的压强小 小
21、纸船向中间靠拢,几乎 靠在一起 小纸船向中间靠拢,说明 外侧所受液体的压强大, 内侧受到液体的压强小 纸向中间靠拢 纸向中间靠拢,说明纸外 侧所受气体的压强大 纸条会向上飘起 纸条飘起来,说明上面压 强小,是下面大气压强把 纸条压起来的 3归纳总结: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。 4生活举例:踢足球时的“香蕉球”;大海中漩涡中心向下凹。 【例题十九】风沿着墙面吹过时,开着窗户上悬挂着的轻纱窗帘飘向窗 侧。 【例题二十】小明同学在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球。然后从漏斗口 向下用力吹气,并将手指移开,那么以下分析正确的是( ) A乒乓球不会下落,因
22、为其上方气体流速增大,压强变大 B乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小 C乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大 D乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小 (二)飞机的升力 1观察思考: 归纳总结:机翼的形状决定了机翼上下表面空气的流速不同,使机翼上下方产生压强差, 这一压强差使飞机获得向上的升力。 【例题二十一】中新网曾传发了一组照片,向人们展示了一 只灰鹅独特的飞行技艺。图中显示的就是这只灰鹅在突遇强 风时,身体猛然转过 180,而头部却保持正常姿态的情形。 使用这种“超级扭曲”的方式能使翅膀下方的空气流速 上方的空气流速(选填“大于”或“小于” ) ,从而使灰
23、鹅受 到一个向 的作用力,能迅速降低飞行高度,使飞行更安全。 【例题二十二】如图是非洲平原犬鼠洞穴的 截面图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平 的,而另一个是隆起的土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其 中一个洞口堆成土包状,是为了建一处视野开阔的瞭望台,但是如果这一假设成立的话, 它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?请问:犬鼠为什么要在一个洞口堆上土包呢?请 在图上标出洞穴中空气流动的方向并加以说明。 【练习 24】一次龙卷风发生时,屋外气压急剧降到 90kPa,当时门窗紧闭,可以认为室内 气压是标准大气压,粗略取作 100kPa,若室内屋顶的面积为 100m2,这时屋顶所
24、受到的内 外压力差可达 N,这个力足可以把屋顶掀飞。 【练习 25】图中是一种小型喷雾器,推动圆筒内的活塞,可以使容器内的药液呈雾状向外 喷出,想一想这是为什么? 第九章 压强 复习 一、知识梳理 二、单元测试 一、选择题: 1让子弹飞的一个场景:马匪把斧头砍在轨道上,最终使正在向前运动的车被斧头挡 住前轮而向前翻到水中。斧头本身做得很锋利,砍在轨道上以后马匪又用重物猛击斧头, 这两种做法都是为了( ) A增大斧头对轨道的压强,前者是改变压力来改变压强,而后者是通过改变受力面积 来改变压强 B增大斧头对轨道的压强,前者是改变受力面积来改变压强,而后者是通过改变压力 来改变压强 C减小斧头对轨道
25、的压强,前者是改变压力来改变压强,而后者是通过改变受力面积 来改变压强 D减小斧头对轨道的压强,前者是改变受力面积来改变压强,而后者是通过改变压力 来改变压强 2下列关于液体压强的说法正确的是( ) A1kg 水产生的压强一定小于 10kg 水产生的压强 B可以利用液体压强的计算公式和大气压强数值计算大气层的高度 C液体压强与液体的质量无关 D液体压强与液体的重力有关 3有一种生活在田野的小老鼠,它把自己的洞穴打在了小斜坡上,如图所示,这个洞穴有 两个入口 B 和 C 和一个存放粮食的地方 A,有一次下大雨,水从斜坡上方的 C 洞口灌到洞 穴里,那么水面在老鼠的洞穴里到达的最高位置是( ) A
26、洞口 C 的顶端 B洞口 B 的顶端 C存放粮食处 A 的顶端 D水从 C 流入到洞穴里以后都从 B 处流出去,不会流到洞里 4如图所示,用一段透明胶带,把一根细线的一段粘在一个乒乓球上,让乒乓球靠近自来 水管静止不动,当打开水龙头时,乒乓球的运动情况是( ) A乒乓球向左移动 B乒乓球向右移动 C乒乓球仍然静止不动 D以上说法都不对 二、填空题 5甲、乙两个体重相同的同学走过烂泥地的情景如图所示,从 图中可以看出, 同学脚下陷得深些,原因是他和地面的接触 面积较 ,产生的 较大,这个情景表明 。 6伸出你的双手,将双掌合拢,用力向内挤压,尽量排除手掌间的空气。两手猛然间分开 时,会感觉到有一
27、种力量阻碍两手分开,这是因为受到 的作用。 7细玻璃管与一个带喇叭口的玻璃管间用软胶管相连,如图所示。内 有一定量的水,当喇叭口慢慢向上移动时,左管内水面将 (选填“不动”、“向上移动”或“向下移动”) 8把一个质量为 2kg 的实心长方体物块放在水平桌面上,它与桌面的 接触面积为 100cm3,则它对桌面的压强为 Pa,若把它的所有尺 寸均减小到原来的二分之一(密度不变),则它对桌面的压强变为 Pa。(g 取 10N/kg) 三、实验探究题 9小张在研究“吸管中的饮料是被吸上来的,还是被压上来的?”这一问题时,设计了如 图所示的实验。当用力注射活塞时,广口瓶内的气压将 (填“大于”、“小于” 或“等于”)直玻璃管内的气压,能观察到的现象是 。此实验 (填“能”或“不能”)验证“饮料是被气压压上来的”这一结论。 四、计算题 10双休日,小段一家人去动物园游玩时,小段给妈妈和小象拍了一张合影,如图所 示在拍摄现场的沙地上,留下了小象和妈妈的脚印,小段发现小象的脚印还没有妈妈的 脚印深,如果小象的质量是 2t,此时小象的触地面积为 2500cm2;妈妈的体重为 500 N, 所穿的皮鞋每只触地面积为 20cm2,请你通过计算解释这个现象(g 取 10 N/kg)
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