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第九讲　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。
垂直
垂直
受力面积
5.不同情况下压力与重力的关系
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:　 。变形公式:F=pS;S= 。
受力面积
3.单位及其换算:帕斯卡(Pa),1 Pa=　 N/m2。
1
4.增大和减小压强的方法及应用
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
压力一定时,　 受力面积 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
[八下,P31] 如图所示的推土机,它的履带做得宽大是为了　 　对地面的压强,土铲做得锋利是为了　 　对被铲物体的压强。如果推土机的质量为1.8×104 kg,履带着地面积为2.4 m2,则推土机对水平地面的压强为　 　Pa。(g取10 N/kg)
减小
增大
7.5×104
液体压强
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.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=ρgh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重力的关系
4.连通器
(1)定义:上端　 　,下端　 　的容器。
(2)原理:连通器里装的是　 　的液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是　 　的。
(3)实例:茶壶、锅炉水位计、船闸等。
开口
连通
相同
相同
1.[八下,P33] 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 。
侧壁
深度
小
2.[八下,P36] 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。
连通器
相同
大气压强
1.验证实验:　 　实验。
马德堡半球
2.测量实验:托里拆利实验。
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
760
1.013×105
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　 　1
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　 　1
真空
偏小
粗细
弯直
深度
不变
3.大气压强与高度的关系:大气压强随高度的增加而　 　。
4.大气压强与沸点的关系:一切液体的沸点都是气压减小时　 　,气压增大时　 　。
减小
降低
升高
1.[八下,P39] 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。
大气压
各个方向
2.[八下,P41] 如图所示是一个自制的气压计,当从上端向里吹气时,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;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　 　。
大于
升高
减小
流体压强与流速的关系
1.流体:具有流动性的　 　统称为流体。
2.流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强 ,流速小的地方压强 。
3.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
[八下,P44] 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
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
[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。
D
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。下列关系正确的是( )
A.p1F2
B.p1>p2,F1C.p1D.p1>p2,F1>F2
A
上题中,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。
(2)倒立放置时水瓶对桌面的压强。
(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。
(2)计算装有液体的容器对水平面压强的技巧:先利用等量关系F=G总=G容+
G液算出容器对水平面的压力,再利用公式p= 计算容器对水平面的压强。
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
(双选)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。
流体压强
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 。
小
大气压
相同
[衍生子题]
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、pb0。在b处的上方持续水平吹气,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( )
B
(甲)　 (乙)
A.pc>pd B.pa>pb C.pa0>pa D.pb0=pb
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。
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。
小
大
(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:
　　 　 　。
(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。
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
乙
A
控制变量
(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 1
。
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。
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　 　。
拆开橡皮管重新安装
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　 　 1越大,表示液体的压强越大。
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;
差
高度差
高度差
密度和探头的深度
朝向
(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。
[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。
密度和探头的朝向
探头的深度和朝向
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　 1
(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　 　(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
(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　 　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ρ水和ρ液,则ρ水　 　ρ液。
增大
<
>
压强
1.(2023常德)下列关于压强的说法中正确的是( )
A.用久的菜刀要磨一磨,是通过减小菜刀刃部的受力面积来增大压强的
B.拦河坝设计成下宽上窄,利用了液体压强大小随深度增加而减小的原理
C.在物理学史上,马德堡半球实验第一次测量出了大气压强的准确数值
D.飞机升力是由于机翼上表面的空气流速小于下表面的空气流速产生的
A
2.(2022株洲)如图所示的实例中,为了减小压强的是( )
A.逃生锤的锤头很尖 B.载重车有很多车轮
C.盲道上有凸起 D.针头一端做成斜口
B
液体压强
3.(2023株洲)如图,在一个不带瓶盖的塑料瓶侧壁打一个小孔,a、b为瓶中小孔下方位置不同的两点,用手堵住小孔,在瓶中装满某种液体。松手后,在液体喷出的过程中( )
A.液体喷出的水平距离s变大
B.液体喷出的水平距离s不变
C.a、b两点间的液体压强差变小
D.a、b两点间的液体压强差不变
D
4.(2023常德)如图所示,水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水后,甲中水面比乙中水面高,然后将甲上口密封,此装置　 　(选填“是”或“不是”)连通器。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面高度　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)乙中的液面高度。
不是
大于
大气压强
5.(2023衡阳)在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A.拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B.穿在身上的化纤衣服容易“吸”灰尘
C.磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D.若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
A
探究影响液体压强大小的因素
6.(2023衡阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是
(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量　 　(选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的
　 　有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较　 　两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是液体压强与液体的密度有关。
转换法
无关
深度
C、D
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究。已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器　 　(选填“底部”或“侧壁”)有压强;他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
侧壁
小于
压强的相关计算
7.(2023郴州)如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是
(g取10 N/kg)( )
A.4×105 Pa B.3×105 Pa
C.5×105 Pa D.1×105 Pa 第7题图 第8题图
8.(2023永州)如图所示是一款功率1 600 W的电茶壶,茶壶的壶嘴与壶身构成　 　;茶壶内装有500 mL的水,则壶内水的质量为　 　g;A点离水面的深度h为7 cm,则A点受到水的压强为　 　Pa;该电茶壶产生热量的87.5%被水吸收,则将壶内500 mL的水从20 ℃加热到100 ℃,用时　 min。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg]
B
连通器
500
700
2
9.(2023岳阳)平江石牛寨地质公园中玻璃桥使用的特种玻璃,具备极强的耐压耐磨抗冲击的特性。现有一块该特种玻璃,质量为25 kg,体积为0.01 m3,
g取10 N/kg。求:
(1)这块玻璃所受的重力。
(2)这块玻璃的密度。
(3)一名质量为60 kg的游客静止站立在桥上,与桥面总接触面积为0.04 m2,此游客对桥面的压强大小。

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