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第九章　压强
压力
1.定义:　 　作用在物体表面的力。
2.方向:　 　于接触面且指向被压物体。
3.作用点:被压物体表面上。
4.作用效果:跟压力的大小和　 　有关。
5.不同情况下压力与重力的关系
垂直
垂直
受力面积
压强
1.定义:物理学中,把　 　与　 　的比,叫压强。
压力
受力面积
3.单位及其换算:帕斯卡(Pa),1 Pa=　 　N/m2。
4.流体的压强:　 　和　 　有很强的流动性,统称为流体;流体不仅对　 　的物体施加压强,在流体的　 　也存在压强。
1
液体
气体
与之接触
内部
5.控制压强的大小
方法 应用实例
增大 压强 压力一定时,　 　受力面积 菜刀的刀刃很薄、钉子的前端很尖、啄木鸟的喙很尖等
受力面积一定时,　 　压力 压路机的碾子质量很大、自行车刹车时用力捏闸等
减小 压强 压力一定时,　 　受力面积 铁轨下面铺设枕木、书包带做得宽大、载重汽车有很多车轮、骆驼的脚掌很宽大、滑雪时穿上滑雪板等
受力面积一定时,　 　压力 货车严禁超载、现代建筑中采用空心砖等
减小
增大
增大
减小
液体的压强
1.产生原因:液体受到　 　且具有　 　。
2.液体压强的特点
(1)同一深度液体向各个方向的压强　 　。
(2)液体的压强随深度的增加而　 　。
(3)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　 　。
3.测量工具:微小压强计。
4.公式: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。
重力
流动性
相等
增大
密度
大
ρgh
h
液面
注意:(1)公式p=ρ液gh中的h表示液体的深度,而不是高度。深度是指液体的液面到计算压强的那个点之间的距离。
如图所示,A、B、C三点的深度分别为hA=30 cm,hB=40 cm,hC=50 cm。
(2)三种情形下容器底部受到液体的压力与液体所受重力的关系:
5.连通器
(1)定义:上端　 　,下端　 　的容器。
(2)特点:连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面　 　。
(3)实例:茶壶、锅炉水位计、奶牛自动喂水器、船闸等。
开口
连通
相平
[八下,P47] 阀门A打开,B关闭。水从　 　流向　 　。闸室水面与下游相平时,下游闸门打开,船驶入闸室。关闭阀门A和下游闸门,打开阀门B,水从　 　流向　 　。闸室中水面与上游相平时,打开上游闸门,船驶往上游。
闸室
下游
上游
闸室
大气压强
1.定义:大气对　 　的物体也有压强,称为大气压强,简称大气压。
2.验证实验:　 　实验。
3.测量实验:托里拆利实验。
浸在它里面
马德堡半球
实验 过程
实验原理 大气压支持管内水银柱不下落,大气压的数值等于这段水银柱在水银面处产生的压强
测量结果 1标准大气压p0=　 　mmHg=　 　 Pa
实验 拓展 ①实验前玻璃管注满水银的目的:使玻璃管倒置在水银槽中时,水银上方为　 　;若未注满或管中混有少量空气,测量结果会　 　
②测量结果和玻璃管的　 　、　 　、长度以及试管口浸在水银槽的　 　无关
③如果实验时玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度即管内外水银柱的高度差　
760
1.013×105
真空
偏小
粗细
弯直
深度
不变
4.影响因素:大气压随高度的增加而　 　,液体的沸点随气压
　 　而降低。
5.大气压强与天气:大气压强是天气预报的重要气象要素之一,一般
　 　气压较高,　 　气压较低。
减小
减小
晴天
阴天
[八下,P51] 科考队员在珠穆朗玛峰峰顶一般不使用普通锅烧饭,原因是大气压强随海拔升高而　 　,导致水的沸点降低。
减小
压力与压强
如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
D
[一题多问]
[教材改编][2023湖南名师原创] 如果钉帽的面积是 0.8 cm2,钉尖的面积是5×10-4 cm2,手指对钉帽的压力是20 N,则手指对钉帽的压强为
　 　Pa,钉尖对墙壁的压强为　 　Pa。
2.5×105
4×108
液体压强的特点及计算
如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平桌面上时,瓶子对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1,倒立放置时瓶子对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2,则下列关系正确的是( )
A.p1F2
B.p1>p2,F1C.p1D.p1>p2,F1>F2
A
如果瓶盖的面积是8×10-4 m2,瓶底的面积是2.8×10-3 m2,瓶重和厚度均忽略不计。已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g取
10 N/kg。求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强。
解析:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强
p=ρ水gh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m=1 300 Pa,
所受水的压力
F=pS2=1 300 Pa×8×10-4 m2=1.04 N。
答案:(1)1.04 N　1 300 Pa
(2)倒立放置时水瓶对桌面的压强。
答案:(2)3.5×103 Pa
(1)计算液体对容器底压力的技巧:
①先利用公式p=ρgh算出液体对容器底的压强,再利用公式F=pS算出液体对容器底的压力;
②液体对柱状容器底的压力可利用等量关系 F=G液计算。
大气压强及其应用
下列现象不是利用大气压的是( )
C
A.活塞式抽水机抽水 B.盆景自动供水装置供水
C.茶壶装水 D.用吸管吸饮料
(多选)如图所示是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中正确的是( )
A.在使用水银气压计时,如果玻璃管倾斜不会影响测量结果
B.自制气压计瓶内气压加上吸管内水柱产生的压强,等于瓶外大气压
C.把自制气压计从1楼拿到10楼,瓶中水对瓶底的压强变小
D.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
AD
气压变化口诀:高度增加气压小,沸点跟着气压跑;冬天气压变得高,阴天气压又变小。
实验1　探究影响压力作用效果的因素
[实验器材]
小桌、海绵、砝码等。
[实验装置]
[设计与进行实验]
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
(1)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;
(2)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。
凹陷程度
受力面积
压力
压力的大小
受力面积
小
[实验结论]
1.在压力一定时,受力面积越　 　,压力的作用效果越明显。
2.在受力面积一定时,压力越　 　,压力的作用效果越明显。
小
大
例1小明利用小桌、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。
(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　 　。(填序号)。
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。
(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′。
(乙)
A
控制变量
受力面的材料不同
=
(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　 　。
(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。
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
相互作用
平衡
实验2　探究液体压强与哪些因素有关
(2022年课标必做实验)
[实验器材]
容器、不同液体、U形管压强计。
[实验装置]
[设计与进行实验]
1.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　 　。
2.U形管压强计
(1)作用:反映液体内部压强的大小。
(2)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　 　。
3.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。
拆开橡皮管重新安装
差
高度差
高度差
4.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)探究液体压强与液体密度的关系: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。
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
[实验结论]
1.在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强都　 　。
2.深度越深,压强越　 　。
3.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。
相等
大
密度
密度
例2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。
(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”)。
不属于
高度差
内凹
(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　 　(填序号),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
(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。
B
液体的深度
拦河坝上窄下宽
(丙)、(丁)
(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)
(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。
无关
1 000
相平
压强计气密性差
较小
[装置改进]
(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,橡皮膜凸起得越明显,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　　(选填“>”“<”或“=”)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　 　(选填“>”“<”或“=”)p液。
增大
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