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第1节　压强
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一、压强
阅读教材,完成下列问题:
1.在探究压力和受力面积对海绵形变的影响实验中采用的物理研究方法是　　　　　　　　。
2.海绵在压力作用下的形变情况跟　　　　　　、　　　　　　有关。
3.物理学中把物体所受　　　　　　　　与　　　　　　　　之比叫作压强。
控制变量法
压力大小
受力面积
压力的大小
受力面积
二、怎样减小或增大压强
阅读教材,完成下列问题:
1.在生产生活中,有时需要　　　　压强,有时需要　　　　压强。
2.为了使拖拉机不陷进土里,要设法　　　　它对地面的压强;切菜、把图钉按进墙里,就要　　　　刀刃对菜、图钉对墙的压强。
3.任何物体所承受的压强都有一定的　　　　,超过这个　　　　,物体就会被　　　　。
减小
增大
减小
增大
限度
限度
损坏
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一、压强
1.公式:p=。
2.单位:帕斯卡(Pa),1 Pa=1 N/m2。
3.变形公式:S=,F=pS。
跟踪练习1“绿色出行,低碳生活”的理念已经深入人心。小华骑着自行车行驶在平直的水平路面上。已知小华的质量为50 kg,自行车质量为10 kg,前后轮胎和地面总接触面积为2×10-3 m2,g取10 N/kg。求:
(1)人和自行车的总重力;
(2)自行车对水平路面的压强。
答案: (1)600 N　(2)3×105 Pa
解析:(1)人和自行车的总重力
G=mg=(50 kg+10 kg)×10 N/kg=600 N。
(2)自行车对水平路面的压力等于自行车与人的总重力,自行车对水平路面的压强p==3×105 Pa。
【点拨】 此题考查了压强的计算公式的应用,明确自行车对水平路面的压力等于自行车与人的总重力。
(1)重力利用G=mg计算;
(2)自行车对水平路面的压力大小等于自行车与人的总重力大小,利用p=计算自行车对水平路面的压强。
二、增大或减小压强的方法
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;减小受力面积的同时增大压力。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;增大受力面积的同时减小压力。
跟踪练习2(2024·山东青岛二模)如图所示的实例中,可以利用增大压强的知识服务于我们生活的是(　　)
C
解析:单板滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故A错误。压雪车有宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故B错误。逃生锤锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故C正确。提袋子时垫上厚纸片,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故D错误。
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第3节　大气压强
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一、大气压强的存在
阅读教材,完成下列问题:
1.大气对浸在它里面的物体产生的压强,称为　　　　　　　　,简称　　　　　　。
2.如图所示,挤出空气的吸盘能够吸附在光滑的墙面上
并能承载重物,这说明了　　　　　　　　是存在的。
3.大气由于受到　　　　作用,因此对浸入大气的物体产生压强;同时空气具有　　　　　　,因而大气内部向各个方向都有压强。
大气压强
大气压　
大气压强
重力
流动性
二、大气压的测量
阅读教材,完成下列问题:
1.最早测出大气压的值的实验是　　　　　　　　　　,该实验测出标准大气压的值是　　　　　　 Pa。
2.测量大气压的仪器叫作　　　　　　,常见的气压计有水银气压计和　　　　　　　　。
3.大气压随高度的增加而　　　　。
4.水的沸点随气压的减小而　　　　。
托里拆利实验
1.013×105　
气压计
无液气压计
减小
降低
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一、托里拆利实验
(1)将玻璃管中灌满水银的原因:排尽玻璃管中的空气。
(2)用手指将管口堵住,倒插在水银槽中,放开手指。
(3)管内水银面下降的原因:管内水银柱产生的压强大于外面的大气压。
(4)管内水银面停止下降说明:管内水银柱产生的压强等于外面的大气压。
(5)把玻璃管倾斜,管内、外水银的高度差不改变。
跟踪练习1(2024春·四川成都期末)小马同学进行大气压值测量实验的情况如图所示,下列关于该实验的说法正确的是(　　)
A.此时大气压强等于760 mm高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内、外水银面的高度差将不变
C.若将水银换成水做实验,在玻璃管上端开孔,水会喷出
D.若把此装置从山下带到山顶,则管内、外水银面的高度差将增大
B
解析:由图可知,管内、外水银面的高度差为750 mm,且管内水银的上方为真空,则此时大气压强等于750 mm高水银柱产生的压强,故A错误。若将玻璃管稍稍倾斜,因大气压强不变,则根据公式p=ρgh可知,管内、外水银面的高度差将不变,故B正确。若将水银换成水做实验,在玻璃管上端开孔,此时管内的水与外界大气相通,则玻璃管和水槽相当于组成了一个连通器,管内的水不会从小孔喷出,反而在重力的作用下会立即下降,直到管内、外水面相平,故C错误。若把此装置从山下带到山顶,海拔变高,大气压减小,根据公式p=ρgh,则管内、外水银面的高度差将减小,故D错误。
【点拨】 托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即p大气=p水银=ρ水银gh,此题的关键是要明确水银柱的高度是指玻璃管内水银面到玻璃管外水银面的竖直高度。如果在管顶开一个小孔,此时整个装置相当于一个连通器,则液体静止时连通器内的液面相平。大气压跟海拔有关,海拔越高,大气压越低。
二、大气压的变化
1.大气压强和海拔有关,海拔越高,大气压越低。在海拔3 000 m以内,每升高10 m,大气压大约减小100 Pa。
2.大气压还与天气季节有关,冬天气压高,夏天气压低;晴天气压高,阴天气压低。
跟踪练习2暑期李老师去了一趟西藏,刚到拉萨就出现头晕、恶心等现象,主要原因是(　　)
A.西藏气温太低 B.西藏的阳光太强
C.西藏海拔高,气压太低 D.西藏海拔高,气压太高
C
解析:拉萨地理位置比较高,越高的位置大气压越小,相对于大气压来说,人不容易吸取新鲜空气,血液中氧气含量少,人就会头晕、头痛、耳鸣,有的甚至恶心呕吐。故选C。
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本章·梳理延伸
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本章知识梳理
专题归纳复习
探究学习活动
本章知识梳理
专题归纳复习
专题归纳一区分压力和重力
比较项 示意图 施力 物体 受力 物体 产生 原因 大小 方向 作用点 联系
物体对斜面的压力 物体 斜面 物体间相互接触且有挤压 视具体情况而定 垂直于受力面并指向受力物体 受压物体表面 只有当物体孤立地静止在水平面上时,两力大小相等,方向相同
物体受到的重力 地球 物体本身 地球的吸引 G=mg 竖直向下 重心 典型分析1(2024春·广西百色期中)下列关于压力的说法正确的是(　　)
A.压力的方向一定垂直于物体间的接触面
B.压力的大小一定等于物体的重力大小
C.压力的大小一定不等于物体的重力大小
D.压力的方向总与重力的方向一致
A
解析:压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面或接触面,并不一定竖直向下,压力的方向不一定与重力的方向一致,故A正确,D错误。压力是垂直作用在物体表面上的力,如果将物体压在竖直墙壁上,压力的大小与重力无关,故B错误。当物体孤立静止置于水平面上时,物体对水平面的压力大小等于重力大小,故C错误。
专题归纳二压力、压强的计算
1.固体产生的压力和压强的计算
先求压力:F=G=mg(当物体静止在水平面上时,压力等于重力);
再求压强:p=。
2.液体产生的压力和压强的计算
先求压强:p=ρgh;
再求压力:F=pS。
典型分析2如图所示,将底面积为100 cm2、重为10 N的容器放在水平桌面上,容器内装有重60 N,深50 cm的水。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)A点处液体的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
答案:(1)4×103 Pa　(2)50 N (3)7×103 Pa
解析:(1)A点的深度hA=50 cm-10 cm=40 cm=0.4 m
根据p=ρgh可知A点处液体的压强
pA=ρ水ghA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m=4×103 Pa。
(2)根据p=ρgh可知水对容器底的压强为
p1=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10-2 m=5×103 Pa。
水对容器底的压力为
F=p1S=5×103 Pa×100×10-4 m2=50 N。
(3)容器对水平桌面的压力等于容器的重力加水的重力,根据p=得出容器对水平桌面的压强为
p2==7×103 Pa。
探究学习活动
典型分析3阅读下面材料,回答问题。
风洞实验
在设计飞机等飞行器时,空气对飞行器产生的阻力是难以通过计算得到的。于是科学家们想出了一个办法,按一定比例做出缩小的飞行器模型,将其置于洞状空间内,从洞的一端按预定的速度向飞行器吹风,以了解实际飞行器的空气动力学特性,这种实验装置叫作风洞。风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。图甲是我国生产的某客机的风洞实验。根据相对性原理,飞机在静止的空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动,空气以同样的速度反方向吹来两者的作用效果是一样的。风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面,以及在工业空气动力学等领域中,都有广泛应用。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)风洞实验的理论依据是运动相对性原理和　　　　　　　原理。
(2)研制客机时,将客机模型放在风洞中固定不动,让风(流动的空气)高速迎面吹来,从而模拟飞机在空气中高速运动的情形,飞机模型相对于风是
　　　　　　(选填“运动”或“静止”)的。
(3)飞机是利用气体流速越大,压强越　　　　(选填“小”或“大”)的原理工作的,所以飞机机翼的横截面要设计成图乙中的　　　　(选填字母)。
甲
乙
流动相似性
运动
小
B
解析:(1)由短文可知,风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。
(2)飞机模型放在风洞中固定不动,让风(流动的空气)高速迎面吹来,以流动的空气为参照物,飞机模型是运动的。
(3)流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。飞机机翼设计成上凸下平的形状,起飞时获得升力而升空。
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第5节　流体压强与流速的关系
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一、流体压强与流速的关系
阅读教材,完成下列问题:
1.如图甲所示,找两张较薄的白纸,用手拿着离开一定距离,使它们竖直向下互相平行,然后用嘴向两纸中间吹气,两张纸向　　　(选填“内侧”或“外侧”)飘。
甲
内侧
2.如图乙所示,取一张纸条让其自然下垂,然后沿着纸面上方水平吹气,纸条向　　　(选填“上”或“下”)运动。
3.如图丙所示,把乒乓球放入漏斗,用漏斗管对乒乓球向下吹气,吹气时,乒乓球　　　(选填“会”或“不会”)掉落。
4.物理学中把具有　　　　的液体和气体统称为流体。
乙
丙
上
不会
流动性
二、飞机的升力
阅读教材,完成下列问题:
如图所示,国产大飞机能够在空中飞行,其中一个重要的因素就是机翼的形状,它使飞机在水平飞行时能够获得　　　　　　。
向上的升力
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一、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,流速越小的位置,压强越大。
跟踪练习1家用冰箱工作的原理图(部分)如图所示。液态的制冷剂从过滤器经过毛细管进入蒸发器,从过滤器到毛细管的过程中(　　)
A.液态制冷剂的流速增大,压强增大
B.液态制冷剂的流速增大,压强减小
C.液态制冷剂的流速减小,压强增大
D.液态制冷剂的流速减小,压强减小
B
解析:由流体压强与流速的关系可知,液态的制冷剂从过滤器经过毛细管进入蒸发器,由于毛细管较细,液态制冷剂从过滤器到毛细管的过程中,液态制冷剂的流速增大,压强减小。故选B。
【点拨】 本题考查的是流体压强与流速的关系,属于基础题。流体在流速大的位置,压强小,据此分析。
二、飞机升力产生的原因
如图所示,飞机机翼做成上凸下平,根据空气在机翼上下两部分所走的距离可知,航行时使机翼上方气流速度大于下方气流速度,机翼上方的压强小于下方的压强,因而有压力差,产生了升力。
跟踪练习2某地交警部门加大对电动自行车安装遮阳伞的检查、拆除力度,遮阳伞(如图所示)虽能遮挡阳光,但存在安全隐患。当电动自行车快速行驶时,下列说法正确的是(　　)
A.遮阳伞下边空气流速大,压强小,受到向上的压力
B.遮阳伞下边空气流速小,压强大,受到向下的压力
C.遮阳伞上边空气流速大,压强小,受到向上的压力
D.遮阳伞上边空气流速小,压强大,受到向下的压力
C
解析:当电动自行车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞受到一个向上的压力,伞面被向上吸。故选C。
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第4节　跨学科实践制作简易活塞式抽水机
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1.活塞式抽水机的工作原理:
活塞式抽水机的工作原理是利用活塞的上下移动来产生内外气压差,使水在大气压作用下上升抽出。如图所示。
甲图中,活塞下行,阀门B关闭,活塞下方的水冲开阀门A,涌到活塞上面;乙图中活塞上升,阀门A关闭,活塞上方的水被抬升,从出水口C流出,与此同时,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒内。反复摇动手柄,可不断向上抽水。
2.制作材料:
50 mL的针筒一个,小铁珠一粒(直径比针筒下口的直径稍大),矿泉水瓶一个。
3.制作过程:
(1)把针筒的针去掉,将针筒活塞拔出,把活塞的橡皮剪薄。
(2)将针帽剪成如图甲的样子;用火将针筒的上部烧软,如图乙所示;再将剪好的针帽与处理好的针筒粘好,制成出水口,如图丙所示。
(3)在针筒中放入小铁珠,再把处理好的活塞装回针筒。这样就制成了“活塞式抽水机模型”,如图丁所示。
(4)把矿泉水瓶从底部往上量取10 cm左右剪开,底部用作装水的容器(当成井),上方锥形部分不要。
4.使用方法:
(1)在矿泉水瓶中装入水。
(2)将“抽水机”的活塞压到底部,竖直拿好,把抽水口浸入水中。
(3)在“抽水机”中装入适量的水,然后上下来回缓慢拉动活塞,几次后水就会从出水口流出。
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第2节　液体的压强
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一、液体压强的特点
阅读教材,完成下列问题:
1.液体对容器底部有压力,说明液体对　　　　　　有压强;液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对　　　　　　　　有压强;喷泉中的水柱能向上喷出,说明液体内部　　　　也有压强。
2.由于液体自身受　　　　力,且液体内部具有　　　　　　,因此,液体内向各个方向都有压强。
3.在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,通过观察_________________
　　　　　　来判断液体压强的大小变化。
容器底
容器侧壁
向上
重
流动性
U形管两边液柱的
高度差
二、液体压强的大小
阅读教材,完成下列问题:
液体压强公式的推导:如图所示。
液柱的体积V=　　　
液柱的质量m=　　　
液柱对底面的压力F=G=mg
液体对底面的压强p==　　　
Sh
ρSh
ρgh
三、连通器
阅读教材,完成下列问题:
1.上端　　　　、下端　　　　的容器叫作连通器。
2.特点:如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是　　　　的。
3.请写出生活中常见的利用连通器特点的两个例子
　　　　　　 　　、　　　　　　　 　　。
开口
连通
相同
茶壶的壶嘴和壶身
洗手盆下面的存水弯管
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一、液体压强的特点
1.液体内部朝各个方向都有压强。
2.对同种液体,液体压强随液体深度增加而增大。
3.同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等。
4.在同一深度,液体密度越大,压强越大。
跟踪练习1如图所示,打开水坝的闸门时,液体压强使坝底的水奔流而出,则决定坝底水的压强大小的主要因素是(　　)
A.水的体积
B.水的深度
C.坝的密度
D.坝的高度
B
解析:由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,并且液体的压强随深度增加而增大,因此决定坝底水的压强大小的是水的深度,故A、C、D错误,B正确。
【点拨】 本题的解题关键是熟记液体压强的特点,会灵活运用它来解决实际问题。液体压强使坝底的水喷射而出,根据液体压强的特点就能找出决定坝底水的压强大小的因素。
二、液体压强的计算
1.液体压强公式:p=ρ液gh,h为深度大小,深度是此点距离液面的距离。
注意:液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的体积、质量、浸入液体中物体的密度均无关。
2.液体压力可用F=pS计算。
跟踪练习2有一未装满水的密闭矿泉水瓶,里面盛有400 g水,倒立放置在水平桌面上,如图所示。水面高度为12 cm,瓶盖的内表面积为7 cm2。已知
ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)水对瓶盖的压强;
(2)水对瓶盖的压力。
答案:(1)1 200 Pa　(2)0.84 N
解析:(1)水对瓶盖的压强为
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa。
(2)由p=可知,水对瓶盖的压力为
F=pS=1 200 Pa×7×10-4 m2=0.84 N。
【点拨】 本题考查了液体压强公式、压强定义式的应用,难度不大。
(1)根据p=ρgh可求出此时水对瓶盖的压强;
(2)根据p=可求出水对瓶盖的压力。
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