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第九章 压强 第1节 压强 知识点：①压力；②压强；③怎样减小或增大压强
知识一 压力 1. 压力F ①压力：垂直压在物体表面上的力叫压力。 ②产生条件： 物体间接触挤压、发生形变。 ③压力方向：垂直于受力面。 2. 压力与重力的关系 压力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力的大小不一定等于重力大小。只有当物体放置于水平面上时，压力的大小才等于重力的大小。 F＝G F与G 无关 F＜G 知识二 压强 1. 压强的定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。 压强是表示压力作用效果的一个物理量。 2. 公式 P=F/S F表示压力，单位是N； S表示受力面积，单位是m2； P表示压强，单位是pa。 3. 压强单位——帕斯卡（ pa） 1pa=l N/m2 其物理意义是：1 pa的大小等于lm2的面积上受到的压力是1N。 一张报纸平放在水平面上时产生的压强约1pa。 4. 对P=F/S的理解： ①该公式具有普遍意义，适用于所有物体产生的压强，包括固体、液体和气体产生的压强。 ②公式中的F表示压力，不是重力，只有当物体在水平面上时，压力大小才等于重力大小，但是应该写出F=G。 ③公式中的S表示受力面积，也就是两物体的实际接触面积，与物体表面积不一定相等，可以等于或小于物体表面积。 5. 柱体产生的压强 ①计算公式： p=ρgh 表示密度，单位kg/m3；h表示高度，单位m；P表示压强，单位为pa ②公式 p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强； ③柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关，与物体的底面积、重力等无关。 【例题1】如图所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人，科考队员在附近遥控机器人。已知机器人质量为500 kg，每条履带与地面的接触面积为1000 cm2。 （1）若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104 Pa，该机器人能顺利通过该冰面吗？ （2）如果科考队员的质量为70 kg，他双脚跟冰面的接触面积为400 cm2，科考队员能在冰面上安全行走吗？ 【解析】（1）机器人的压力 F=G=mg=500 kg×9.8N/kg=4900N； 该机器人受力面积S ＝1000 cm2×4= 4000 cm2＝0.4m2 产生的压强P机器＝F/S＝4900N/0.4m2= 1.225×104Pa <4.2×104 Pa 所以机器人能安全通过该冰面。 （2）F人=G=mg=70 kg×9.8N/kg=686N 科考队员行走时S人＝400 cm2×0.5=200 cm2＝0.02m2 P人＝F /S ＝686N/0.02m2=3.43×104 Pa<4.2×104 Pa 所以科考队员能在冰面上安全行走。　 【答案】（1）4900N；（2）1.225×104 Pa<4.2×104 Pa。机器人能安全通过该冰面。（3）3.43×104 Pa<4.2×104 Pa 科考队员能在冰面上安全行走。 知识三 怎样减小或增大压强 1. 增大压强的三种方法 ①当压力F一定时，需减小受力面积S； ②当受力面积S一定时，需增大压力F； ③在减小受力面积S的同时，增大压力F。 刀斧、切削工具的刀片磨的很薄，钉子、针、锯齿的尖端加工的很尖，这些都是采用减小受力面积的方法增大压强。 2. 减小压强的三种方法 ①当压力F一定时，需增大受力面积S； ②当受力面积S一定时，需减小压力F； ③在增大受力面积S的同时，减小压力F。 高楼大厦的地基很宽，载重汽车装有很大的轮子，铁轨下铺上枕木，滑雪时穿上滑雪板，这些都是采用增大受力面积的方法减小压强。
第2节 液体的压强 知识点：①液体压强的特点；②液体压强的大小；③连通器
知识一 液体压强的特点 1. U形管压强计： 是探究液体内部压强特点的实验器材。 探头受到的液体压强大小是通过U形管两边液面的高度差反映的。 2. 液体压强的特点： ①在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。 ②深度越深，压强越大。 ③在深度相同处，液体的密度越大，压强越大。 3. 用U形管压强计探究液体压强的特点： ①保持U形管压强计探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察并记录U形管液面的高度差。 ②控制液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变，逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。 ③把压强计的探头放入盐水中，控制探头的深度不变、在液体中的方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。 【例题2】如图所示，放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水 (ρ盐水＞ρ水)，液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系是 （ ） A. pa＞pb＞pc　　 B．pc＞pb＞pa C. pb＞pa＞pc D．pc＞pa＞pb 【解析】a、b是同种液体内的两点，因为hb＞ha，所以pb＞pa； b、c两点深度相同，因为 ρ盐水＞ρ水，所以pc＞pb。 选项B正确。 答案：B。
知识二 液体压强的大小 1. 液体压强的大小：P=ρgh。 P表示液体压强，单位是Pa；ρ表示液体密度，单位是kg/m3；h表示液体深度，单位是m。 ①根据P=ρgh可知：液体内部压强只跟液体密度和深度有关，与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、形状均无关。帕斯卡破桶实验说明了这点。 ②公式P=ρgh是通过理论推导得出的。 设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。以S面为研究对象： 液柱的压力F=G=mg=ρVg = ρgSh 液柱的压强P=F/S=ρgSh/S =ρgh 2. 液体产生的压力： 液体对容器底部的压力F不一定等于液体的重力G。 柱形的容器，液体对容器底部的压力F=G；口大底小的容器F＜G；口小底大的容器F＞G。 F＝G F＜G F＞G 【例题3】将一未装满饮料的密闭饮料杯，先正立放置在水平桌面上，如图甲所示，饮料对杯底的压强是p1，对杯底的压力是F1；再将饮料杯倒立放置，如图乙所示（图中没有画出饮料液面的位置），饮料对杯底的压强是p2，对杯底的压力是F2，则p1 ___ p2 ， F1_____ F2。（选填“>”、“<”或“=”） 【解析】将饮料杯倒立放置后，如图所示，饮料的深度变小，所以对杯底的压强变小。因为甲是口大底小的容器，所以饮料对杯底的压力小于饮料的重力；乙是口小底大的容器，所以饮料对杯底的压力大于饮料的重力。 答案： ＞，＜。
知识三 连通器 1. 定义：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 2. 连通器原理： 连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的。 3. 连通器的应用： 船闸、茶壶、锅炉水位计、回水弯、牲畜自动饮水器等。 【例题4】下列情形中，没有利用连通器原理的是（ ） A.茶壶 B.高压锅 C.下水道存水管 D.船闸 【解析】茶壶、下水道存水管、船闸都是连通器。高压锅是利用液体的气压越高，液体的沸点越高的原理工作的，与连通器无关。 答案： B。
第3节 大气压强 知识点：①大气压强； ②大气压强的存在； ③大气压强的测量； ④大气压强的应用。
知识一 大气压强的存在 1.大气压强： ①大气和液体一样，向各个方向都有压强，同一高度向各个方向的压强相等。 ②大气压产生的原因：由于受到重力的作用，并且空气具有流动性。 2.大气压强的存在： 经典实验：马德堡半球实验、覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验等。 【例题5】如图所示实验现象，不能说明大气压强存在的是（ ） 【解析】A选项：因为水对塑料片有向上的压强，所以手移开后塑料片不下落，与大气压无关。 B选项：小试管上升，因为小试管内部大气向上的压强比水对试管向下的压强大，小试管会上升。 C选项：去壳熟鸡蛋进入瓶内，是因为瓶内气体的压强小于外部的大气压。 D选项：杯口的纸片不下落，是外部的大气压对纸片有压强。 可见A选项不能说明大气压强存在，其他都可以，所以选A。 【答案】A.
知识二 大气压强的测量 1. 托里拆利实验： ①实验方法：在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测出管内外水银面高度差约为76cm。 ②以下操作对实验结果没有影响：玻璃管是否倾斜；玻璃管的粗细；在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。 2.大气压的数值： P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.01×105Pa。 3.标准大气压 把相当于760毫米水银柱所产生的压强值叫做1标准大气压，数值为：P0=1.01×105Pa。 4.大气压的测量仪器： 水银气压计、无液气压计。 【例题6】如图5所示是托里拆利实验过程，根据图示完成下面的问题。 （1）实验中测得玻璃管内水银柱的高度为_____mm。 （2）计算当时的气压为_____pa（ρ水银=13.6g/cm3，g＝10N/kg）。 （3）实验过程中，若像图丁中一样将玻璃管倾斜，则水银柱的高度将_____，水银柱的长度将_____。（均选填“变长”、“变短”或“不变”） （4）若实验过程中，玻璃管中的水银没有装满，则测量的大气压值比真实值要_____（选填“偏大”或“偏小”）。 【解析】（1）由图中数据可知，水银柱的高度为760mm。 （2）当时的气压为 p大＝ρ水银g h水银= 13.6×103kg/m3×10N/kg×0.76m=1.0336×105pa。 （3）如图所示，玻璃管倾斜，管中水银柱长度将增大，但是高度不变。 （4）若实验过程中，玻璃管中的水银没有装满，当倒插入水银槽中时，玻璃管中会存在少量空气，空气会产生一定的向下的压强，使管中水银柱高度减小，则测量的大气压值比真实值要偏小。 【答案】（1）760 ；（2）1.0336×105；（3）不变，变长；（4）偏小。
知识三 大气压强的变化及应用 1.影响大气压的主要因素——海拔高度。 海拔高度越高，大气压越低。 2. 大气压的应用： 生活中：吸管吸饮料，吸尘器，针管吸药液，拔火罐等。 生产中：真空吸盘起重机，活塞式抽水机，高度计等。 3.大气压影响水的沸点： 水表面的气压越低，沸点越低。 【例题7】西藏地区海拔高，关于西藏地区的气压与水的沸点，下列说法中正确的是（ ） A. 气压低，水的沸点高 B. 气压高，水的沸点高 C. 气压低，水的沸点低 D. 气压高，水的沸点低 【解析】因为海拔高度越高，大气压越低。西藏地区海拔高，大气压比较低。又因为水表面的气压越低，沸点越低。所以西藏地区气压低，水的沸点低。选项C正确。 答案：C。
第4节 流体压强与流速的关系 知识点：①流体压强与流速的关系； ②飞机的升力。
知识一 流体压强与流速的关系 1. 流体：液体和气体都具有流动性，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。 3. 日常生活中的现象： ①火车站和地铁站的站台上的安全线 当火车或地铁进站时，会带动人和车之间的空气的流速加快，根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。 ②风沿着窗外的墙面吹过时，窗口悬挂的窗帘会飘向窗外；居室前后两面的窗户都打开时，“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜门吹开。 风沿着窗外的墙面吹过时，窗外空气流速大，压强小，窗内外存在压强差，因而有压力差，使窗帘飘向窗外。 有“过堂风”吹过时，衣柜门外空气流速大，压强小，柜门内外存在压强差，因而有压力差，使衣柜门被吹开。 知识二 飞机的升力 1. 飞机的升力： 飞机起飞之前，先得在跑道上跑一段距离。飞机向前跑，空气就相对地向后移动。因为机翼的形状基本是上凸下平，所以上方空气流速加大，压强减小，机翼上方与下方存在压强差，因而有压力差，这就形成向上的升力。 【例题8】如图所示，以下四个关于“流体压强与流速的关系”的现象中，压强大小关系正确的是（ ） 【解析】A图，物体下方为凸形，气体流速快，压强小，p1＞p2，正确。 B图中，物体上下方都为凸形，形状差不多，上下气体的流速也差不多，压强应该相等，p3=p4，B图错误。 C图，两纸之间的空气流速快，压强小于外面的气压，即p5＜p6，错误。 D图，向下吹气时乒乓球上方气流速度快，压强小，即p7＜p8，错误。 【答案】A。

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