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第十章　压　强
1．压力
(1)定义：物理学中将①______作用在物体表面上的力叫做压力。
(2)三要素
a．作用点：在接触面上，如图所示。
压力与压强
垂直
b．方向：②______于被压物体表面并指向受力物体。
c．大小
(a)放在水平面上的物体(自由静止)，F③____G(压力是由重力产生的)。
(b)放在斜面上静止的物体，F(3)影响压力作用效果的因素：压力和受力面积。
a．当受力面积相同时，压力越④____，压力的作用效果越明显。
b．当压力大小相同时，受力面积越⑤____，压力的作用效果越明显。
垂直
＝
大
小
2．压强
(1)定义：在物理学中，物体所受的⑥______与⑦__________的比叫做压强。
(2)物理意义：反映单位面积上所受压力的作用效果，压强越大，压力的作用效果越明显。
压力
受力面积
(3)公式： 。
(4)单位
a．压强p的单位是⑩________，简称帕，符号为Pa。
b．其他常用单位有千帕(kPa)、兆帕(MPa)。
c．换算关系：1 kPa＝103 Pa，1 MPa＝106 Pa。
压力
物体的受力面积
帕斯卡
3．减小和增大压强的方法
(1)减小压强
方法 实例
压力一定时， ______受力面积 铁轨铺在枕木上
受力面积一定时， ______压力 易损货物不能摞得太高
(2)增大压强
方法 实例
压力一定时， ______受力面积 针尖做得很尖
受力面积一定时， ______压力 压路机的碾子很重
增大
减小
减小
增大
1．生活中做相似的事，从物理学的角度看其目的可能不同。剪刀、斧头用过一段时间要磨一磨；冰壶运动中，运动员对冰面也要磨一磨。前者的“磨”是为了增大______，后者的“磨”是为了减小冰壶与冰面之间的______。
2．如图所示，手指施加8 N的力把图钉压入木板。若图钉帽的受力面积是1.0×10－4 m2，则手指对图钉帽的压强为________Pa。图钉尖很尖锐，是在压力一定时，通过减小受力面积来达到__________的目的。
压强
摩擦
8×104
增大压强
1. 产生原因：液体由于本身受重力作用，所以对支持它的容器底部有压强，同时由于液体具有流动性，所以对容器壁也有压强。
2．液体压强的特点
(1)液体内部向 __________都有压强。
(2)同种液体在同一深度，向各个方向的压强大小都 ______。
(3)同种液体中，深度越深，压强 ______。
(4)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 ______。
液体的压强
各个方向
相等
越大
密度
密度
越大
3．公式：p＝ ________。其中ρ表示液体密度，单位为kg/m3；h表示液体深度，单位为m；p表示压强，单位为Pa。
注：液体深度是指液体中被研究的点到液面(液体与空气的分界面)的竖直距离，如图中的h。
ρ g h
4．连通器
(1)定义：上端开口，底部互相连通的容器叫做连通器。
(2)特点：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气接触的液面总是保持在 ____________上。
(3)应用
a．茶壶的壶身与壶嘴组成连通器。
b．下水管的U形“反水弯”是一个连通器。
c．锅炉和外面的水位计组成连通器。
同一水平面
1．如图为船闸工作示意图，阀门B关闭时，打开阀门A，则(　　)
A．闸室与上游构成连通器
B．闸室与下游构成连通器
C．闸室中的水位逐渐下降
D．闸室中的水位保持不变
A
2．“海斗一号”是中国首台作业型全海深自主遥控潜水器，最大下潜深度10 907 m，刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录。“海斗一号”从距海面1 m深处下潜至10 907 m深处，其受到海水的压强是原来的________倍。
10 907
1．定义：空气受重力的作用，又具有流动性，因此大气对浸在它里面的物体表面就产生了压强，即大气压强，简称大气压或气压。
2．大气压的存在：马德堡半球实验证明了大气压的存在。
3．测量大气压强
大气压强
托里拆利
1.013×105
760
5．大气压的应用：高压锅、活塞式抽水机、离心水泵等。
小
降低
升高
如图所示，这是小明自制的气压计。小明带着它登山的过程中，玻璃管中液柱会逐渐______，这里采用的物理研究方法是________。
升高
转换法
1. 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____。
流体压强与流速的关系
小
大
小
小
大
压力
校园里时常出现小“旋风”，当小“旋风”经过时，漩涡中心气流的速度____，漩涡内部气体压强____，容易把地面上的纸屑“吸”向空中。(均选填“大”或“小”)
大
小
常考命题点
1．主要实验器材及作用
(1)海绵：受力容易发生形变，使实验现象更明显。
(2)砝码：改变压力的大小。
探究影响压力作用效果的因素
2．实验方法
(1)转换法：将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
(2)控制变量法。
3．实验操作注意事项
被压物体要选易发生形变的材料，便于比较压力的作用效果。
【实验结论】
4．压力的作用效果不仅与压力的______有关，还与__________的大小有关。 当压力大小一定时，受力面积越____，压力的作用效果越明显；当受力面积一定时，压力越____，压力的作用效果越明显。
大小
受力面积
小
大
如图所示，在探究影响压力作用效果的因素的实验中，图甲中小桌子放在海绵上，图乙中在桌面上放一个砝码，图丙中桌面朝下，并在其上放一个同样的砝码。
(1)(转换法)甲、乙、丙三图所示的实验中，都是通过比较海绵的_________来比较压力作用效果的。这种研究方法也运用于以下____实验中。
A．用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律
B．用悬挂的乒乓球靠近振动的音叉，用乒乓球运动来探究声音产生的
(2)(控制变量法)比较________两图可以初步得出实验结论：压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显；若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论，可以采取的措施是____________________。
凹陷程度
B
乙、丙
取下题图丙中的砝码
(3)某同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两部分，如图丁所示，他发现物体B的两部分对海绵的压力作用效果相同，由此他得出的结论是压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是______________________。
没有控制压力大小相同
(4)结合乙、丙两图的实验结论，请举出一个生活中应用此结论的实例：____________________________________________________(合理即可)。
书包的背带做得较宽(或建房子时要将地基打得较宽)　
(5)通过比较丙、戊两图所示的实验，发现海绵和木板的形变量不同，由此得出压力的作用效果与受力物体的材料有关。你认为这个结论正确吗？________，请说明原因：__________________。图丙中海绵受到的压强p和图戊中木板受到的压强p′的大小关系为p____(选填“＞”“＜”或“＝”)p′。
不正确
木板不易变形
＝
常考命题点
1．实验前装置的检测与调整
用手按压金属盒上的橡皮膜，观察U形管中两边液面是否发生变化，若变化，则气密性良好；若不变化，可以通过拆除软管重新安装的方法进行调节，最终使其左右两边的液面相平。
探究液体内部压强的特点
2．实验方法
(1)转换法：根据U形管压强计中两边液面的高度差来反映液体压强的大小。
(2)控制变量法。
3．通过比较不同条件下的液体压强，根据U形管压强计两边液面的高度差，总结实验结论。
4．探究液体内部的压强大小与盛放液体的容器形状是否有关：控制金属盒浸没在同一液体的同一深度处，改变容器的形状，得出液体压强与容器形状______。
无关
【实验结论】
5．液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。同种液体中深度越深，压强越大；液体内部压强的大小还与液体的密度有关，深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
如图所示，创新实验小组的小丽用压强计做“探究液体内部压强的特点”实验。
(1)图甲中压强计______(选填“是”或“不是”)连通器。实验前检查装置气密性时，小丽发现U形管两侧液面已有高度差，接下来的操作是_______
_________________。
(2)通过比较乙、丙两次实验可以得出的结论是________________________
_________________________。
(3)小丽比较乙、丁两次实验得出液体压强和液体密度有关的结论，同组的小明认为这样比较得出的结论是不正确的，他的理由是
__________________________________。
不是
将软管
取下，再重新安装
在同种液体内部，液体的
压强随深度的增加而增大　
没有控制探头在液
体的同一深度
(4)实验中小丽发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两侧液面的高度差不变，表明在同种液体的同一深度处，
__________________________。
(5)实验结束后，善于动手的小丽同学改装了液体压强计，将U形管的两端都分别连接了软管和探头，当两探头置于空气中时，U形管两侧液面相平。接下来，小丽将两个探头分别置于装有密度为ρ甲、ρ乙的液体的A、B容器中。当探头所处深度相同时，U形管的液面位置如图戊所示，则ρ甲____(选填“>”“<”或“＝”)ρ乙。调节探头位置，当U形管内两侧液面高度再次相平时，分别测出此时两个探头在A、B两容器中所处深度h甲和
h乙，则ρ甲＝______(用ρ乙、h甲和h乙表示)。
液体向各个方向的压强相等
>
ρ乙
(6)实验结束后，小华自制了一个简易压强计，如图己所示，将该压强计浸入水中，橡皮膜将______(选填“上凹”或“下凸”)。增加简易压强计在水中的深度，细玻璃管中液柱会______(选填 “上升”或“下降”)。
上凹
上升
如图所示，质量为0.5 kg，底面积为25 cm2的正方体A和棱长为10 cm、密度为1.5×103 kg/m3的正方体B分别静止在水平地面上。g取10 N/kg，则：
固体压强的相关计算
(1)A对水平地面的压强为_______Pa，B对水平地面的压强为________Pa。
(2)若将A叠放在B上，此时B对水平地面的压强为________Pa。
(3)若将B叠放在A上，B对A的压强为________Pa。A对水平地面的压强为________Pa。
2×103
1.5×103
2×103
6×103
8×103
计算固体压强时的注意事项
1．公式p＝ 中F的单位为N，S的单位为m2时，p的单位才是Pa。
2．当物体放置在水平面上静止时，压力F的大小等于物体所受的重力。
3．受力面积S指物体间相互接触且受力的面积，不一定等于物体的表面积。
类型1　对液体压强的理解
如图甲所示，密闭的容器中装有适量的水。将图甲中的容器倒放后如图乙所示。
(1)若图甲容器中水的重力为G，水对容器底的压力为F，则G____F(选填“＞”“＜”或“＝”)。
对液体压强的理解及相关计算
>
(2)若图甲中水对容器底的压强为p1，图乙中水对容器底的压强为p2，则p1____p2(选填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)若图甲中容器对水平桌面的压强为p3，图乙中容器对水平桌面的压强为p4，则p3____p4(选填“>”“<”或“＝”)。
>
>
类型2　液体压强的计算
(多选)在探究液体的压强与哪些因素有关时，将U形管压强计的金属盒浸没在水中，如图所示，然后改变金属盒浸入液体的深度，U形管左侧液面下降2 cm(图中未画出)，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A．U形管压强计内选用密度大的液体可增加其灵敏度
B．图中U形管两管内液体的压强差为720 Pa
C．U形管内液体密度为1.0×103 kg/m3
D．金属盒由图示位置继续下降了3.2 cm
BD
1．液体对容器底的压力F和液体自身重力G不一定相等，只有容器为上下等大的柱体时，液体对容器底的压力才等于液体的重力。
2．容器形状不规则时，先根据p＝ρgh计算液体对容器底的压强，再根据F＝pS计算液体对容器底的压力。
3．由液体压强公式p＝ρgh可得，液体压强只与液体的密度和液体的深度有关，与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状等无关。
类型1　增大或减小压强的方法
1．[2022 贵阳18(1)题1.5分]国家速滑馆内一场速滑赛结束，运动员穿戴的冰刀鞋使赛道冰面产生了凹凸不平的划痕，如图所示。为迎接下一场比赛，工作人员通过浇水并喷洒干冰对冰面破损处进行修复。请回答：为什么锋利的冰刀会对冰面产生划痕？
压强的理解及计算
答：锋利的冰刀与冰面间的受力面积小，压力一定时，冰刀对冰面产生的压强大，所以在冰面留下了划痕。
类型2　固体压强的计算
2．(2022 遵义30题4分)如图所示，位于水平地面上的甲、乙、丙三个平底容器的底面积均为5×10－3 m2，其中丙是柱形容器，它们所装水的深度相同。若水对甲、乙容器底的压力分别为F甲、F乙，则F甲____F乙；用弹簧测力计悬挂一个重为4 N的物体从水面上方缓慢浸入丙容器的水中，水未溢出容器。当物体静止时，弹簧测力计的示数为3.5 N，此时容器对水平地面的压强与物体未浸入水中时容器对水平地面的压强相比变化了_____Pa。(容器厚度均可忽略)
＝
100
3．(2021 贵阳15题第1空2分)如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果。若车总重为300 N、与水平地面接触的总面积为3×10－3 m2，则它对地面的压强为________Pa。
1×105
4．(2019 贵阳16题4分)将重为6 N、面积为0.02 m2的玻璃板平放在足够大的粗糙水平桌面中央，理论上玻璃板对桌面的压强是_____Pa，实际上玻璃板对桌面的压强比理论值要更____一些。(不计空气浮力)
300
大
类型3　液体压强的理解及计算
5．(2018 毕节27题第1空1分)如图所示是“西电东送”的重点水电站——洪家渡水电站，电站拦河大坝高约180 m。当蓄满水时水对坝底的压强约为__________Pa(g取10 N/kg)。
1.8×106
6．(2017 贵阳24题2分)如图所示，水平桌面上静置两个完全相同的玻璃容器，将两容器壁的一侧开孔并用粗玻璃管连接，注水管紧贴左侧容器器壁并向内缓慢、均匀地注水，直至水注满两个容器。请你画出从水开始注入到注满过程中，左侧容器底部受到水的压强p随时间t变化的大致关系图像。
如答图所示。
7．[2017 遵义36题(1)(2)问6分]我国自主设计研发的“蛟龙号”载人深潜器不断刷新潜水深度纪录，为我国探究深海海洋资源提供了大量的宝贵资料。“蛟龙号”的一些主要参数如表所示，“蛟龙号”可在潜水器外搭载几块压载铁块做无动力下潜。在一次下潜中，搭载三名乘员下潜到7 200 m深处作业，三名乘员总质量为180 kg，自带装备总质量为220 kg，海水密度取1.0×103 kg/m3，压载铁块的密度为 7.9×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：
项　目 参　数
规　格 长8.2 m，宽3.0 m，高3.4 m
空　重 22 t(不含乘员、装备、压载铁块)
最大负荷 220 kg(不含乘员)
乘　员 准载3人，每人不超过80 kg
(1)“蛟龙号”搭载三名乘员及装备(不含压载铁块)时的总质量。
解：“蛟龙号”搭载三名乘员及装备(不含压载铁块)时的总质量
m总＝m空重＋m人＋m装备＝22×103 kg＋180 kg＋220 kg＝2.24×104 kg。
(2)“蛟龙号”下潜到顶部距海面7 200 m深处时顶部受到海水的压强。
解：“蛟龙号”下潜到顶部距海面7 200 m深处时顶部受到海水的压强
p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7 200 m＝7.2×107 Pa。
8．(2021 黔东南11题2分)预防新型冠状病毒性肺炎疫情的最好办法是接种疫苗。截止6月6日，全州累计完成第一剂次接种超110万剂。保障接种人群按期完成免疫程序，形成免疫屏障，有效阻断疫情传播。如图所示，接种注射器的针头做得很尖，是为了______(选填“增大”或“减小”)压强，便于进行肌肉注射；注射前，医生将注射器活塞推至注射器筒底部，这样做是为了利用________把药液压入注射器内。
大气压强
增大
大气压
9．(2018 贵阳19题3分)小明在空玻璃杯中盛满开水，将水倒掉后，杯中有很多水蒸气。迅速将杯口倒扣在一个气球上，一段时间后慢慢拿起杯子，发现气球被杯子紧紧地“吸住”(如图所示)。请你用所学物理知识解释气球被杯子“吸住”的原因。
答：小明在空玻璃杯中盛满开水，将水倒掉后，杯中有很多水蒸气，一段时间后，水蒸气液化成水珠，玻璃杯内气体减少，压强减小，大气压将气球压在玻璃杯口。
10．(2022 遵义22题3分)出色的足球运动员常会利用“香蕉球”破门得分。“香蕉球”在空中划出一道优美的弧线，如图所示。下列相关说法正确的是(　　)
A．足球在飞行过程中没有受到力的作用
B．足球在飞行过程中受惯性作用不断向内侧偏转
C．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速大，外侧流速小
D．足球向内侧偏转是因为内侧空气流速小，外侧流速大
流体压强与流速的关系
C
11. (2019 贵阳19题3分)如图所示，泡沫块正沿粗糙斜面缓慢下滑，现用吸管沿泡沫块上表面吹气。请判断吹气过程中它将继续下滑还是停止滑动？写出判断理由。
答：吹气过程中泡沫块将继续下滑。用吸管沿泡沫块上表面吹气，泡沫块上表面空气流速增大，压强减小，而泡沫块下表面受到的大气压强不变，会形成一个向上的压力差，导致泡沫块受到的摩擦力减小，泡沫块所受合力方向仍沿斜面向下，所以它将继续下滑。
12．(2021 贵阳12题3分)(多选)玻璃杯中装有半杯水，用一硬纸片盖住杯口，小心地将杯子倒置于水平位置保持静止，纸片与水均被大气压稳稳地托住(如图所示)，这样就成功地用半杯水演示了“覆杯实验”。若不考虑纸片的重力，关于这一实验下列分析正确的是( )
A．同一水平位置杯壁对水的作用力的合力为零
B．大气对纸片的压强等于水因重力对纸片产生的压强
C．杯中水面上方的气压等于外界大气压
D．水受到的重力小于纸片对水的支持力
压强综合考查
AD
13．(2019 毕节13题3分)只利用下图各组给定的器材做实验，不能完成其实验目的的是(　　)
B
14．(2022 毕节28题3分)如图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为__________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)
2×105
1.5×104
不是

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