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第八章　压强
一级主题 内容要求 情境素材
运动和 相互作用 机械运 动和力 1.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.探究并了解液体压强与哪些因素有关。 3.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 1.估测自己站立时对地面的压强。
2.了解铁路站台上设置安全线的必要性
探究类学 生必做实验 探究液体压强与哪些因素有关 一、压力与压强
1.压力
(1)定义:　 　作用在物体表面的力。
(2)方向:　 　于被压物体表面且指向被压物体内部。
(3)作用点:在受力物体表面上。
(4)作用效果:跟压力的大小和　 　有关。
2.压强
(1)定义:在物理学中,物体所受压力的大小与　 　之比叫做压强。
(2)公式:　 。
垂直
垂直
受力面积
受力面积
(3)单位及其换算:帕斯卡(Pa),1 Pa=　 　N/m2。
(4)增大压强的方法:　 　压力,　 　受力面积。
(5)减小压强的方法:　 　压力,　 　受力面积。
注意:压力不是重力,只有静止在水平面上的物体且竖直方向上只受重力和支持力时,其压力大小才等于物体的重力。
1
增大
减小
减小
增大
1.篆刻刀的刀口很锋利、破窗锤的前端做成锥状,都是通过减小　 　来增大压强的;铁轨下面铺放枕木是通过增大　 　来减小压强的
受力面积
受力面积
二、液体压强
测量工具 微小压强计 压强 规律 液体对容器底部和侧壁都有压强;液体内部向　 　都有压强,在同一深度液体向各个方向的压强　 　;液体的压强随深度的增加而　 　;不同液体的压强与液体的　 　有关,在同一深度处,液体密度越大,压强越　 　 产生原因 液体受到　 　且具有　 　 计算 公式 表达式 p=　 　,其中　 　表示液体的深度,是指从　 　沿竖直方向向下到研究点的距离
意义 从公式可看出,液体的压强只与　 　和液体的　 　有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状无关
适用范围 适用于计算静止液体的压强
应用 连通器 特征 上端　 　,下端　 　的容器
液面相平条件 容器中装　 　液体且液体　 　
实例 茶壶、锅炉水位计、奶牛自动喂水器、船闸等
各个方向
相等
增大
密度
大
重力
流动性
ρgh
h
液面
液体的密度
深度
开口
连通
同种
静止
注意:液体对容器底的压力F大小不一定等于液体的重力G,其关系为:
2.如图所示,液体从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对容器的　 　有压强;不同高度的孔,喷出的液体的远近不同,说明液体的压强和　 　有关;若堵住瓶口,水很快停止流出,是因为小孔内部受到的压强比瓶外大气压　 　
3.茶壶、排水管的U形“反水弯”、水位计都是　 　,原理是当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是
　 　的
侧壁
深度
小
连通器
相同
三、大气压强
证明大气压存在的实验 　 　实验
托里拆 利实验 托里拆利实验首次测出了大气压强的值
(1)实验中用水银是利用了水银　 　的性质。
(2)在做托里拆利实验的过程中,测量结果与玻璃管的粗细、形状、是否倾斜等因素　 　。
(3)最早测出大气压的数值等于　 　mm高水银柱产生的压强,通常这样大小的大气压叫做标准大气压p0,为1.013×105 Pa
变化规律 大气压随高度的增加而　 　,液体的沸点随气压　 　而降低
常见应用 活塞式抽水机和离心式水泵
注意:生活中常说的“吸”或“抽”液体大部分是利用大气压。如钢笔吸墨水、吸管吸饮料、抽水机和离心式水泵抽水等。
马德堡半球
密度大
无关
760
减小
减小
4.塑料管内的水不会流出来,塑料吸盘压在光滑墙面不下落,用吸管可以把饮料吸到嘴里,这些都证明了　 　的存在,也说明大气向
　 　都有压强
5.如图所示是一个自制的气压计,当从上端向里吹气后,水会沿玻璃管上升到瓶口以上,这是由于瓶内气体压强　 　大气压造成的;将此装置从山底拿到山顶,发现玻璃管中的液柱高度　 　,该现象说明大气压随高度的增加而　 　
大气压
各个方向
大于
升高
减小
四、流体压强与流速的关系
流体 具有流动性的　 　统称为流体
关系 流体在流速大的地方压强　 　,流速小的地方压强　 　
应用 火车站站台上的安全线、喷雾器、乒乓球的上旋与下旋、足球比赛中的香蕉球等
飞机 的升力 飞机的升力是机翼的上下表面承受的压力差,因为飞机机翼的上下表面形状是“上曲下平”,所以机翼上方气体流速　 　,压强　 　;下方气体流速　 　,压强　 　。这样机翼受到向上的压力大于向下的压力,飞机受到向上的　 　,这就是飞机的升力
液体和气体
小
大
大
小
小
大
压力差
6.在两张纸的中间向下吹气,纸片之间的空气流速　 　,压强　 　,由于纸片外部空气压强　 　两纸片间的压强,所以纸片会向中间靠拢
增大
减小
大于
考点一　压力与压强
[典例1](2022重庆)有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高为5 cm、底面积为20 cm2,B的高为8 cm、底面积为50 cm2。若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为p1=1.0×103 Pa,B对桌面的压强为p2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为p3=6.0×103 Pa,A对桌面的压强变为p4。(g取10 N/kg)下列判断正确的是(　 　)
A.A的重力为20 N
B.B的密度为3.0 g/cm3
C.p3∶p2=2∶5
D.p4=1.6×104 Pa
B
思路点拨:
易错点1:有些同学在图丙中不明确B对A压强中的受力面积,误认为是受力面积SB=50 cm2,从而导致出错。
易错点2:有些同学在图丙中不明确A对地面的压力,误认为A对地面的压力为A所受的重力,导致出错。
[变式1-1] (2022黑龙江)如图所示的情景中,为了增大压强的是(　 　)
A.火车轨道铺枕木
B.斧头的刃很薄
C.多轴平板货车
D.推土机安装履带
[变式1-2] (2022郴州)一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上。沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分。剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强最大的是(　 　)
B
D
A B C D
考点二　液体压强的特点及计算
[典例2] (2020常德)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是(　 　)
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④
C.只有②和③ D.只有③和④
D
思路点拨:
[变式2] (2022贺州)如图所示,水平桌面上甲、乙两容器底面积均为0.01 m2,甲容器内盛有体积为3×10-3 m3的水,乙容器内盛有深度为0.35 m的酒精,则甲容器内水的质量为　 　kg;从甲、乙两容器内都抽出　 　m高度的液体后,液体对两容器底部压强相等。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
3
0.1
关于固体和液体的压力、压强的求解
考点三　大气压强的测定及有关计算
[典例3] (2021苏州)如图所示是小明利用容积为2 mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出　 　的长度l为10 cm,即可算出活塞横截面积为　 　cm2。
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1 N,据此可测得大气压值p=　 　Pa。
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到
筒内底部时弹簧测力计示数为F′,则大气压值p′=　 　(用题中出现的物理量符号表示)。
注射器带刻度部分
0.2
1.05×105
(4)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值　 　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
思路点拨:
(1)
(2)
偏小
[变式3](2021自贡)如图所示是在标准大气压下完成的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法错误的是(　 　)
A.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
B.外界大气压强等于76 cm高的水银柱所产生压强
C.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
D
借助于二力平衡和压强的知识来粗略地测量大气压的值。其中应用吸盘、注射器来测量大气压是最常见的方法。
考点四　流体压强与流速的关系
[典例3](2022苏州)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,无噪声,节能环保。只要速度为0.2 m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变　 　,室内的污浊气体在　 　作用下被排出。水平方向的风,从不同方位吹来,风帽的转动方向　 　。
思路点拨:
三步法确定流体压强与流速的关系的应用
小
大气压
相同
[变式4](2022广州)如图甲所示,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pa0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图乙所示,此时a、b处的气压为pa、pb,水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则(　 　)
A.pc>pd B.pa>pb
C.pa0>pa D.pb0=pb
B
乙
甲
实验1　探究影响压力作用效果的因素
1.压力作用的效果跟　 　的大小和　 　有关。
2.实验方法
(1)转换法:通过观察海绵的　 　来反映压力的作用效果。
(2)控制变量法:探究压力的作用效果与压力大小的关系,应控制　 　不变,只改变
　 　的大小;要探究压力的作用效果与受力面积之间的关系,应控制　 　不变,只改变　 　的大小。
3.不能用木板等一些较硬材料来替代海绵,因为压力使其产生的形变程度太　 　,无法用肉眼观察到。
压力
受力面积
凹陷程度
受力面积
压力
压力的大小
受力面积
小
4.实验结论:在压力一定时,受力面积越　 　,压力的作用效果越明显;在受力面积一定时,压力越　 　,压力的作用效果越明显。
小
大
[例题] 某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实 验,实验探究过程如图所示。
[基础练]
(1)实验中用　 　反映压力的作用效果,采用了转换法;我们　 　(选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验。
(2)比较甲、乙两图的实验可以得出:
　 　。
海绵凹陷程度
可以
受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)比较图丙和图　 　可以得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用该结论的是　 　(选填“A”或“B”)。
A.图钉的一端做得很尖
B.交通管理部门规定,严禁货车超载
(4)本实验还采用了　 　的研究方法。
[拓展练]
(5)比较丙、丁两图,发现前后两次压力的作用效果不同,你认为造成此现象的原因是　 _
　;图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p　　 (选填“>” “<”或“=”)p′。
(6)实验时,小明将小桌换成木块,并将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关,你认为他的观点　 　(选填“正确”或“错误”);理由是　 　,改进的方法是
　 　。
乙
A
控制变量
受力面的材
料不同
=
错误
没有控制压力大小相同
把切下的部分放在剩余木块的上方
(7)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对　 　力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对　 　力。
(8)在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强。若实验中使用的砝码和小桌的质量分别为500 g和100 g。砝码的底面积和小桌桌面的面积分别为20 cm2和200 cm2,则图丙中小桌对海绵的压强为　 　Pa。
相互作用
平衡
300
实验2　探究液体内部压强的特点
1.实验器材:压强计——将探头浸入水中,U形管中两液面出现　 　,　 　越大,说明橡皮膜受到的压强越大。
2.实验前,检查U形管左右两液面是否相平,如果不平,说明橡皮管内有气体,应　 _
　。
3.检查装置的气密性:用手指不论轻压还是重压橡皮膜,U形管两边液面的高度差变化小,说明压强计的气密性　 　。
4.实验方法
(1)转换法:通过U形管左右两管的液面　 　来判断,液面　 　越大,表示液体的压强越大。
高度差
高度差
拆开橡皮管重
新安装
差
高度差
高度差
(2)控制变量法
①探究同一深度的压强:保持液体　 　不变,只改变探头的　 　,观察到U形管两侧液面的高度差相等;
②探究液体压强与深度的关系:保持液体　 　不变,只改变探头在液体中的深度,观察到U形管两侧液面的高度差不相等;
③探究液体压强与密度的关系:保持　 　不变,只改变液体密度,观察到U形管两侧液面的高度差不相等。
5.实验结论:在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强都　 　。深度越深,压强越
　 　。液体内部压强的大小还跟液体的　 　有关,在深度相同时,液体的　 　越大,压强越大。
密度和探头的深度
朝向
密度和探头的朝向
探头的深度和朝向
相等
大
密度
密度
[例题] 如图所示是探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
[基础练]
(1)压强计上的U形管　 　(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面　 　的变化得出的,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会　 　(选填“内凹”或“外凸”)。
(3)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图甲所示,其调节的方法是
　 　(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的液面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
不属于
高度差
内凹
B
(4)比较图乙、丙两图,可以得到液体的压强与　 　有关;请举出生活中应用该实验结论的一个事例:　 　。
(5)比较　 　两图,可以得出液体的压强与液体密度有关。
(6)由丁、戊两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状　 　(选填“有关”或“无关”)。
(7)已知图乙中U形管左右两侧液面的高度差h=10 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
　 　Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ盐水=1.1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
[拓展练]
(8)实验前,应调整压强计(如图甲所示),使U形管左右两边的液面　 　;小明在调试时发现,用手捏探头的橡皮膜时,U形管中的液柱几乎不动,可能的原因是　 　。
(9)U形玻璃管足够长时,管内选用密度　 　(选填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差。
液体的深度
拦河坝上窄下宽
丙、丁
无关
1 000
相平
压强计气密性差
较小
(10)小明利用如图所示的装置也能探究液体压强特点。
①小明向隔板的左侧倒入水,橡皮膜向右凸起,如图1所示,倒入的水越多,橡皮膜凸起的越明显,说明液体的压强随深度的增加而　 　。
②小明又向隔板的右侧倒入某种液体,当左、右两侧的液面如图2所示时,橡皮膜恰好没有产生形 变,则ρ液　 　ρ水。
③在图2中,当橡皮膜没有产生形变时,左、右两边液体对各自容器底的压强分别为p水和p液,则p水
　 　p液。
增大
<
>
1.(2022大庆)如图所示,将一瓶500 mL的纯净水倒置在水平桌面上,它对桌面的压强最接近下面哪个数据(　 　)
A.1×102 Pa B.1×104 Pa
C.1×106 Pa D.1×108 Pa
2.(2022黑龙江)如图所示,A、B两容器中装有同一液体,且液面高度相同,a点的压强小于b点的压 强,当a、b间的阀门打开时,下列说法正确的是(　 　)
A.液体由A流向B B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动
B
D
3.(2022北部湾)看似“轻”的空气,却有很大作用。下列实例中,利用流体压强与流速关系的是
(　 　)
A.塑料吸盘“吸”在墙上 B.我们交谈的声音是通过空气传播
C.茶壶盖上开小孔便于把水倒出 D.飞机机翼设计成上表面弯曲,下表面较平
4.(2022北京)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是(　 　)
A.ρ甲<ρ乙,pAB.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB
D.ρ甲>ρ乙,pAD
D
5.(2022毕节)如图所示是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5 m深的水时,车的总质量为12 t,轮胎与地面接触的总面积为0.6 m2,此时车静止在水平路面上,对路面的压强为　 　Pa,水对罐体底部的压强　 　Pa。当增大罐内气压后,水就可以洒向更远处,此时罐体与出水管
　 　(选填“是”或“不是”)连通器。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
6.(2022海南)如图所示是小明玩自制玩具的两个场景。图甲中,往弯曲的纸卷里吹气,纸卷伸直了,是因为纸卷里的气压　 　(选填“变大”或“变小”)。图乙中,用力向简易喷雾器的A管内吹气,B管口喷出了水雾,其原理是利用了流体压强与　 　的关系。
2×105
1.5×104
不是
变大
流速
甲
乙
7.(2022凉山)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的　 　来比较压力作用效果。
(2)用　 　 两图所示实验可以探究压力作用效果与压力大小的关系。
(3)对比乙、丙两图所示实验可以得出:当压力一定时,　 　越小,压力作用效果越明显。
(4)对比甲、丙两图所示实验,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是　 　(选填“正确”或“错误”)的,理由是　 　。
甲 乙 丙
凹陷程度
甲、乙
受力面积
错误
没有控制受力面积相同
8.(2022广安)在“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验中。
(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的
　 　。
(2)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强　 　。
(3)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的　 　越大,压强越大。
(4)通过比较图B与图　 　可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
A B C D E
气密性
相等
密度
D
9.(2022湖北)底面积300 cm2、深度20 cm的薄壁圆柱形容器重6 N,放置在水平桌面上,其中盛有
6 cm深的水,如图甲所示;然后将一质量为2.7 kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙所示。(ρ铝=2.7×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)则:
(1)铝块的体积是多少
甲
乙
答案:(1)1×10-3 m3
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少
答案:(2)800 Pa
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少
答案:(3)300 Pa

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