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第一部分　教材知识巩固
力学
第八讲　压强
第1节　压强　液体压强
2022年版课程标准内容要求
2.2.7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。
2.2.8探究并了解液体压强与哪些因素有关。
考点1
压力
1．定义:物理学中,把________作用在物体表面上的力叫作压力。
2．压力的三要素
(1)方向:总是________被压物体的表面,并指向____________。
(2)作用点:在被压物体的接触面上。
垂直
垂直
被压物体
(3)大小:如图所示是物体对不同接触面的压力示意图,请填入对应的压力与重力的大小关系。(注:当物体自由放置,静止在水平地面上,且无其他外力作用时,对水平地面的压力大小等于自身重力大小。)
=
F-G
3．影响压力作用效果的因素:__________________和______________。
受力面积的大小
压力的大小
1．[沪科“做中学”、人教“演示”改编题]小敏利用海绵、桌子和钩码探究压力产生效果的影响因素,如图所示。此实验通过海绵的___________来反映压力的作用效果,这里采用的研究方法是__________(选填“控制变量法”或“转换法”)。比较图甲、乙,可以得到压力的作用效果与________的大小有关;当受力面积一定时,____________,压力的作用效果越明显。通过比较图__________,可初步得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。这里采用的研究方法是______________。如图丁所示,小明想探究压力的作用效果是否与受力面积有关,他将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块后,发现压力的作用效果相同,于是得出结论:压力
凹陷程度
转换法
压力
压力越大
乙、丙
控制变量法
的作用效果与受力面积无关,他在探究的过程中存在的问题是___________
___________。为完成这个实验的探究,不借助其他器材,请你设计一个实验方案:______________________________________________________。
没有保持压力大小不变
把肥皂竖放、平放、侧放,改变受力面积,观察海绵的凹陷程度
考点2
压强
1．定义:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。
2．物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。
3．公式:______(F表示压力,单位是N;S表示物体的受力面积,单位是m2，1 m2＝________cm2;p表示压强,单位是Pa)。变形公式:F＝pS(求压力);S＝(求受力面积)。
4．增大或减小压强的方法
(1)增大压强:可以____________或________________。
(2)减小压强:可以____________或________________。
p＝
104
增大压力
减小受力面积
减小压力
增大受力面积
2．[沪科图片、人教“想想议议”改编题]推土机宽大的履带是通过增大受力面积来________压强的;篆刻刀是通过________________来增大压强的;破窗锤的敲击端做成锥状是通过减小受力面积来________压强的;火车轨道铺设枕木可以减小火车轨道对地面的________。
减小
减小受力面积
增大
压强
3．[沪科“作业”改编题]超载是造成车祸和毁坏公路的主要因素,每年给国家造成300多亿元的损失。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105 Pa以内,超过这个标准就算超载。有一辆自重 2 000 kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10 t,每个车轮与地面的接触面积为0.02 m2。求:
(1)该车重力;
(2)这辆汽车是否超载,请写出计算过程。
解：(1)该车的重力G＝mg＝2 000 kg×10 N/kg＝2×104 N
(2)货物的重力G货＝m货g＝10×103 kg×10 N/kg＝1×105 N
车对地面的压力等于车和货物的总重力,即:
F＝G总＝2×104 N＋1×105 N＝1.2×105 N
该车对路面的压强p＝＝1×106 Pa
由于1×106 Pa>7×105 Pa,所以这辆汽车超载了
考点3
液体压强
1．产生原因:液体受到________的作用,且具有流动性。
2．液体压强计的原理:通过U形管左右两侧液面的__________来显示橡皮膜所受压强的大小,液面高度差越大,表明橡皮膜所受的压强越______。
3．特点
(1)在液体内部的同一深度,液体向各个方向都有压强,且压强大小_____。
(2)同一液体,深度越大,压强越______。
(3)液体内部压强的大小还与液体的________有关,在深度相同时,液体的密度越______,压强越大。
重力
高度差
大
相等
大
密度
大
易错提醒:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的质量、容器的形状等因素无关。
4．公式:p＝__________(p表示压强,单位是Pa;ρ表示液体密度,单位是kg/m3;h表示研究点到液体表面的竖直距离,单位是m)。变形公式:ρ＝(求液体密度);h＝(求深度)。
ρgh
4．[人教图片改编题]如图所示,水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出,说明液体对容器的________有压强;b孔中的水喷得更远,说明液体内部的压强随着深度的增加而________;在相同的时间内上孔喷出水的质量比下孔喷出水的质量______。此时,用手封住瓶口(水面高于a孔),能够观察到小孔__________(选填“ab”“a”“b”或“都停止”)持续向外出水。
侧壁
增大
少
都停止
考点4
连通器
1．定义:上端________、下端________的容器。
2．原理:连通器里装入同种液体,当液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是________的。
开口
连通
相同
5．[沪科“作业”、人教“想想议议”改编题]如图所示,把一个质量为 0.5 kg，底面积为40 cm2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成_________。若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面_______(选填“相平”或“不相平”)。茶壶盖子上的小孔使壶内气压与_________相等,水容易倒出。壶内装有0.6 kg的水,水面到壶底的距离为12 cm,则水对壶底的压力是____N(ρ水＝1.0×103 kg/m3)。
连通器
相平
大气压
4.8
重难点
液体压强的相关计算
例1　如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体,液体对______容器底部的压强最大,三个容器对桌面的压强________(选填“相等”或“不相等”)。
A
相等
例2　一未装满水的密闭瓶子,先正立放在桌面上(甲图),然后倒立在桌面上(乙图),水对瓶底和瓶盖的压力的大小关系是F甲________F乙,水对瓶底和瓶盖的压强的大小关系是p甲________ p乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
大于
小于
实验
探究液体压强与哪些因素有关
1．实验器材:液体压强计、刻度尺、水、盐水等。
实验视频
探究液体压强与哪些因素有关
2．实验方法
(1)转换法:压强计是通过U形管左右两侧液面的__________来显示橡皮膜所受压强大小的。
(2)控制变量法
①探究液体内部压强与方向的关系:让金属盒在同种液体、________深度、不同的方向进行实验。
②探究液体内部压强与深度的关系:让金属盒在同种液体、________深度、相同的方向进行实验。
③探究液体压强与液体密度的关系:让金属盒在相同深度、相同的方向、密度________的液体中进行实验。
高度差
相同
不同
不同
3．实验结论:在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强________;在同种液体内部,深度越深,液体压强越______;液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越______。
相等
大
大
例　物理课上,同学们利用压强计研究液体内部的压强,进行了如下的操作。
图1
(1)从结构上来看,U形管压强计________(选填“是”或“不是”)连通器;在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用______(选填“薄”或“厚”)一些的较好。
不是
薄
(2)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置__________(选填“漏气”或“不漏气”);将探头放入液体之前,发现压强计U形管两侧液面已存在高度差,接下来的操作是______。
A．从管中倒出适量液体
B．取下软管重新组装
(3)把U形管压强计的探头放在液体中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是__________。
(4)通过比较__________两图,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成____________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
不漏气
B
转换法
B、D
上窄下宽
(5) 实验结论 通过比较D、E两图,可探究液体压强与____________的关系。通过观察实验,你得出的结论是_________________________________
_________________。
(6)通过比较A、B、C三图,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强________。
液体密度
在液体深度相同时,液体密度越大,产生的压强越大
相同
拓展设问:
(7)实验评估根据B和E实验步骤,__________(选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是:__________
______________。
(8)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更______的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两侧液面所对刻度线间的距离将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(9)某次实验时,小王同学将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为10 cm,此时U形管内外的气压差为_______Pa。(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
不可以
没有控制探头深度相同
小
变大
1 000
(10)小华自制了一个简易压强计,如图2所示,把简易压强计浸入水中,橡皮膜________(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”)。
图2
上凹
上升
命题点1
压强的理解及计算
1．(2024贵州)如图所示,安装在雪龙2号极地考察船船头底部的破冰艏(shǒu)是我国南极科考时的破冰利器,它犹如一把利刃,能________(选填“增大”或“减小”)对冰层的压强实现破冰。
增大
2．(2019贵阳)将重6 N、面积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
3．(2023贵州)温室效应加剧,全球气候变暖,北极冰层面积缩小、厚度变薄。如图所示,聪明的北极熊害怕踩破冰面,做出“借腹滑行”的无奈之举。
(1)请用物理知识解释“借腹”为什么不易破坏冰面。
(2)面对全球气候变暖的现状,请写出一条缓解温室效应的措施。
答：(1)“借腹滑行”时,压力一定,增大受力面积可以减小压强,故不易破坏冰面。
(2)出行多乘坐公共交通工具,少开私家车,减少碳排放。(答案不唯一)
4．(2022贵阳节选)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撒干冰对冰面破损处进行修复。为什么锋利的冰刀会对冰面产生划痕
答：冰刀与冰面的接触面积很小,压力一定时,对冰面产生的压强很大,很容易在冰面留下划痕。
命题点2
液体压强的特点及定性分析
5．(2025从江县校级一模)在装修房屋时,工人师傅常将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是(　　)
A．把水管当刻度尺用
B．把水管当气压计用
C．为了测量两个点的水平距离
D．为了找到两个相同高度的点
D
6．(2022安顺)如图所示,将一个密闭的圆柱形空桶放在装有水的深桶中,用手慢慢把它竖直压入水中(水未溢出)。在空桶完全进入水中之前,空桶每下降相同距离,下列说法正确的是(　　)
A．桶底受到水的压强的增加量不变
B．桶底受到水的压强的增加量变大
C．空桶底部受到水的压强的增加量不变
D．空桶底部受到水的压强的增加量变小
D
7．(2017贵阳)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。

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