资源简介 压强适用学科初中物理适用年级初二适用区域人教版课时时长(分钟)2课时知识点1.压力的定义。2.压强的概念,压强的表示字母及单位。3.增大和减小压强的方法及应用4.利用压强公式解决有关问题。教学目标一、知识与技能1.理解压强的概念。2.理解压强的大小跟哪些因素有关。3.能用压强公式进行简单的计算。4.了解增大和减小压强的主要方法。二、过程与方法1. 能通过实验,探究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。经历探究的主要环节,初步学习使用控制变量法。2. 在压强概念的学习中,学习运用比值定义法。三、情感态度与价值观1. 经历观察、实验以及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。2. 通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的愉悦,培养学生对参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心。教学重点理解压强的大小跟哪些因素有关。教学难点理解压强的概念。教学过程 一、复习预习复习力是物体对物体的作用。由于物体发生形变而产生的力叫弹力。压力,拉力,推力,及支持力都是弹力的一种。预习1.压力的定义。2.压强的概念。3.压强的单位。4.增大和减小压强的方法及应用5.压强公式解决有关问题。二、知识讲解课程引入:描述你看到的现象。两个人对雪地有压力吗?压力产生了怎样的作用效果?两个小朋友体重相同,压力大小相同吗?两人压力的作用效果相同吗?你觉得压力的作用效果与什么因素有关呢?考点/易错点1 压力定义:我们把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力不是重力。方向:与被压物体的表面垂直,指向被压物体。作用点:压力作用在被压物体的表面。如图:由此可知有些压力是由于重力的作用而产生的,但大小不一定都等于重力,只有放在水平面上的物体对支持面的压力大小等于物体的重力。有很多情况是压力与重力无关的。考点/易错点2 压力的作用效果与哪些因素有关1.茫茫雪原,想在上面行走的人可以说是寸步难行,雪橇却可以使人在雪原上如同插上了翅膀。2.我们分别用笔尖和笔帽去扎手,会有不同的感觉。由此可知,压力的作用效果与受力面积的大小关,在压力一定的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越明显。用手捏空易拉罐时,用力大一些与用力小一些,易拉罐的形变程度是完会不同的。把一块砖头放在沙地上与,丙块砖头叠加在一起再放在沙地上的效果也是不同的。 由此可知,压力的作用效果与压力的大小有关。当受力面积一定时,压力越大压力的作用效果越明显。考点/易错点3 增大压强和减小压强的方法及应用任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会损坏;在田间劳作时,为了不使拖拉机陷进地里,便要设法减小它对地面的压强。而用刀切东西﹑按图钉时,便要设法增大压强。那么,用什么办法可以增大压强,用什么办法可以减小压强呢?(一)、增大压强的办法 1.在压力一定时,减小受力面积,可以增大压强例:锯﹑剪刀﹑斧头等,用过一段时间后, 刀口要变钝,也就是接触面积要变大,在压力一定时,压强小;在磨一磨后,刀口会变锋利,也就是接触面积要变小,在压力一定时,可以增大压强大。 2.在受力面积一定时,增大压力,可以增大压强例:向墙上订钉子时,钉子与墙壁的接触面积是一定的,用较大的锤子可以增大钉子对墙壁的压力,从而增大钉子对墙壁的压强,钉子很容易钉进墙壁。 3.增大压力并减小受力面积来增大压强例:订木桩时,把木桩一端削尖可以减小受力面积,用较大的力可以增大压力,从而增大对地面的压强,把木桩订进地面。(二)、减小压强的办法 1.在压力一定时,增大受力面积,可以减小压强例:背书包用扁而宽的带是为了增大受力面积,在压力一定时,减小压强,使书包背起来人不会感觉到痛。若用细绳,受力面积小,压强大,使书包背起来人会感觉到痛。 2.在受力面积一定时,减小压力,可以减小压强 例:车辆在高速公路上行驶时,车辆的车轮与路面的接触面积是一定的,车辆按标准配载货重,可以减小对路面的压力,从而减小对路面的压强,避免路面被损坏,所以禁止车辆超载。 3.减小压力并增大受力面积来减小压强例:卡车通过限重,并增加轮胎的数量,避免压坏路面,限重减小压力,增加轮胎的数量,增大受力面积,从而减小对路面的压强,达到保护路面的作用。考点/易错点4 压强的计算压强的定义:物体所受压力的大小与受力面积之比。计算公式:p=F/S 公式中各个符号的意义:p表示压强,F表示压力,S表示受力面积;单位1帕斯卡=1牛顿/平方米 1Pa=1N/m21Pa表示物体每平方米面积上受到的压力是1牛。将一张报纸对折一下,平铺在地面上,对地面的压强约为1 Pa。 三、例题精析【例题1】 【题干】图中小球重10N,画出它对墙壁压力的示意图。【答案】略【解析】压力的方向总是垂直于接触面,并且指向接触面,故小球对墙的压力过作用点作垂直于墙壁,并指向墙的里面,如图所示:【例题2】【题干】在探究“压力的作用效果跟什么因素有关?”的实验中,小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察,并分析回答下列问题:(1)实验中小明是通过比较海绵的________程度来确定压力作用效果的大小;(2)分析比较图____________的实验现象,可以得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)分析比较图甲、乙的实验现象,可以得出结论:____________,压力的作用效果越明显.【答案】 凹陷 乙丙 当受力面积相同时,压力越大。【解析】(1)压力作用效果可以使物体发生形变,形变大小反映压力作用效果大小,所以实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来确定压力作用效果的大小;(2)分析比较图乙丙的实验现象,可以得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)分析比较图甲、乙的实验现象,可以得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。【例题3】 【题干】如图水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70Kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的小明总质量为50Kg,却深陷雪地。下列说法正确的是( )A. 芳芳对雪地的压力比小明的小B. 芳芳对雪地的压力和小明的一样C. 芳芳对雪地的压强比小明的小D. 受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大【答案】C【解析】雪地上芳芳与小明对雪的压力作用效果不同,芳芳没有陷入雪地,而小明陷入雪地,说明芳芳对雪地的压力作用效果小,在物理学中物体的压力作用效果用压强表示,即芳芳对雪地的压强比小明小,答案选C。【例题4】 【题干】小华在滑冰场上快速滑行,在10 s内滑行80 m ,她和冰刀的总重为400 N,已知每只冰刀与冰面的接触面积为1.5 cm2。求:(1)小华滑行的平均速度。(2)小华在双脚滑行时对冰面的压强是多大?当小华单脚站立时,她对冰面的压强怎样变化,简要说明理由。【答案】(1)8m/s.(2)1.33×106Pa;单脚站立时,小华对冰面的压力不变,接触面积变小,压强变大【解析】(1)小华在10 s内滑行80 m,故滑行的平均速度v=s/t=80m/10s=8m/s;(2)小华对冰面的压力F=G=400N,因为每只冰刀与冰面的接触面积为1.5 cm2,所以在双脚滑行时,与地面的接触面积是:S=2×1.5cm2=3.0×10-4m2对冰面的压强P=F/S=400N/3.0×10?4m2×2≈1.33×106 Pa;当小华单脚站立时,她对冰面的压力不变,而接触面积变小,由压强公式P=F/S可知,对冰面的压强变大。四、课堂运用【基础】1. 图1中所示物体放在斜面上,物体对支持面压力的示意图正确的是(??? )A.B.C.D. 【答案】D【解析】物体对支持面的压力本题主要考虑两个要素:压力的方向和作用点。压力的方向总是垂直于接触面指向受压的物体,所以A、C错误;压力的作用点应该在受压的物体表面,即斜面上,故B错误。2、一个静止站在水平地面上的同学,对地面的压强最接近于( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】压强的大小及其计算中学生质量大约为50kg,故其对地的压力大小等于重力P=G=mg=50kg×10N/kg=500N,两脚的总面积大约为0.05m2 ,则他对地面的压强为:P=F/s=G/s=500N/0.05m2=104 Pa,故选C。3、下图中的各种设计,以能够减小压强为目的的是( )A. 安全锤锤头尖 B. 铁轨铺在枕木上 C. 针头做得尖 D. 盲道上凸起的圆点【答案】B【解析】安全锤锤头尖,减小了受力面积,在压力一定时,增大了压强,故A不符合题意。铁轨铺在枕木上,增大了受力面积,减小了压强,故B符合题意为答案。针头做得尖,是通过减小受力面积来增大压强,便于注射的,故C不符合题意。人在行走时,盲道上凸起的圆点,减小了受力面积,增大了压强,故D不符合题意。4、冬季过河时,如果突然发现脚下的冰即将破裂,应采取的措施是 ( )A.站着不动B.赶快跑向岸边C.立即改成单脚站立D.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动【答案】D【解析】为了防止掉进水里去必须要减小对冰面的压强,减小压强的方法有:减小压力或者是增大受力面积,由实际情况可知,压力不可能减小,所以只能通过增大受力面积来实现,四个选项中只有就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动能增大受力面积而减小压强,所以应选D。5、在探究压力作用的效果与那些因素有关的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,如图所示.(1)实验中通过观察___________ 来比较压力作用的效果;(2)对比甲、乙两图,可以得出:_________相同时,________________,压力的作用效果越明显;(3)对比_____________两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;(4)对比甲、丁两图,得出压力作用效果与压力大小无关.你认为__________(选填“正确”或“不正确”),理由是_____________________________ ____________.【答案】海绵陷下的深度 压力 受力面积越小 甲丙 不正确 没有控制受力面积相同【解析】在探究压力作用的效果与那些因素有关的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,(1)实验中通过观察海绵陷下的深度来比较压力作用的效果;(2)对比甲、乙两图,可以得出:压力相同时,受力面积越小压力的作用效果越明显;(3)对比甲丙两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;(4)对比甲、丁两图,得出压力作用效果与压力大小无关,不正确,因为没有控制受力面积相同。【巩固】1、平放在水平地面上的砖,沿竖直方向截去一半,则余下的半块与原来的整块相比(??? )A.对地面的压强不变??? ??????????B.对地面的压力不变C.对地面的压强变为原来的一半?? D.密度为原来的一半【答案】A【解析】砖对地面的压强由压力和受力面积两个因素共同影响。把砖沿竖直方向截去一半,则余下的半块与原来的整块相比,压力减小一半,同时受力面积也减小一半,二者的比值不变,所以压强不变。2、如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是(??? )?A.F、p不变,f变大B.F、f不变,p变大C.F变小,p、f变大D.F、f不变,p变小【答案】B【解析】木板对桌面的压力F等于木板重力,所以推木板的过程中F不变;但木板与桌面间的接触面积变小,根据压强公式p=F/S,压强p变大;因为滑动摩擦力f只由压力及接触面的粗糙程度决定,与接触面积无关,所以f不变。3、一甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比是 ( )A. 8:1 B. 4:1 C. 4:3 D. 1:2【答案】A【解析】由图可知,当V甲=1 cm3时m甲=8 g,当V乙=4 cm3,m乙=4 g时,则 圆柱体竖直放在水平地面上,对水平地面的压强 ,两圆柱体A、B对水平地面的压强之比 4、如图所示,甲、乙两个不同的实心圆柱体放在水平面上.其中甲的高度小于乙,甲的底面积大于乙,而它们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是( )A.甲的密度大,甲受到的重力大B.甲的密度大,甲的质量小C.甲的密度小,甲受到的重力小D.甲的密度小,甲的质量大【答案】A【解析】因为它们对地面的压强正好相等,且由柱形固体的压强p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙;由于甲、乙两个不同的实心圆柱体放在水平面上,则G=F = pS,所以,G甲>G乙。故选A5、一辆质量为1.4×103kg的轿车,在平直的公路上匀速行驶了30km,耗时20min,车轮与地面接触总面积为0.2m2。求:(1)小轿车的行驶速度;(2)小轿车对水平地面的压强。(g取10N/kg)【答案】(1)90km/h;(2)7×104Pa【解析】(1)20min=1/3h,小轿车的行驶速度v=s/t=30km/(1/3h)=90km/h;(2)小轿车对水平地面的压力F=G=mg=1.4×103kg×10N/kg=1.4×104N,所以小轿车对水平地面的压强为p=F/S=1.4×104N/0.2m2=7×104Pa。【拔高】1、如图所示,质量不同、边长分别为l甲和l乙的实心正方体甲、乙放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。① 若甲的边长为0.1米,对地面的压强为1960帕,求它对地面的压力F甲和密度ρ甲。② 若分别在甲、乙上沿水平方向切去相同厚度Δl,请通过推导得出甲、乙对地面压力的变化量?F甲与?F乙的大小关系。【答案】① 2×103千克/米3 ②?F甲【解析】① 甲物体对地面的压力为:F甲=p甲S甲=1.96×103Pa×1×10-2m2=19.6N,甲物体的重力等于它对地面的压力:G甲=F甲=19.6N,故可得物体甲的密度为:ρ甲=G甲/gV甲=19.6N/(9.8N×1×10-3m3) =2×103kg/m3;②当切去相同厚度后,甲对地面压力的变化量为:ΔF甲=Δp甲S甲=(Δl/ l甲) p甲l甲2= Δll甲p甲,乙对地面压力的变化量为:ΔF乙=Δp乙S乙=(Δl/ l乙) p乙l乙2= Δll乙p乙,由于ΔF甲︰ΔF乙=l甲︰l乙<1,故可得 ΔF甲<ΔF乙。2、如图所示,把质量为m1、m2的实心正方体铁块和铝块分别放在水平桌面上(已知ρ铁>ρ铝),它们对桌面的压强相等。若在铁块上方沿水平方向截去一部分放在铝块上面,此时铁块对桌面的压强变化量为⊿p1,铝块对桌面的压强变化量为⊿p2,则m1、m2及⊿p1、⊿p2的大小关系为( ???)?A.m1>m2;⊿p1>⊿p2???? B.m1>m2;⊿p1<⊿p2 ?C.m1<m2;⊿p1>⊿p2??? D.m1<m2;⊿p1<⊿p2 【答案】C【解析】 设正方体边长为a,则正方体对桌面压力F=G= mg =ρVg=ρga3,正方体对桌面的压强P=F/S=ρga3/ a2=ρga。由已知铁块和铝块对桌面的压强相等,知ρ铁ga1=ρ铝ga2,又ρ铁>ρ铝,所以a1<a2。再由P=F/S=mg/ a2可知,当压强p相等时, 接触面积a2 越小 , 质量m越小, 故m1<m2。设截去部分铁块的质量为⊿m,则根据P=F/S=mg/ a2可知,铁块对桌面减小的压强,⊿p1=⊿mg/ a12放在铝块上后,铝块对桌面增加的压强为⊿p2=⊿mg/ a22,由于a1<a2,所以⊿p1>⊿p2。五、课程小结1. 我们把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力不是重力。2. 压力的作用效果与受力面积的大小和压力的大小有关。3. 增大和减小压强的方法。4. 物体所受压力的大小与受力面积之比。 计算公式:p=F/S六、课后作业1、下列生活实例中,目的是为了减小压强的是( )A. 喝饮料的吸管一端削成斜口 B. 铁钉的尖端做得尖细C. 剪刀钝了磨一磨,使刀刃变薄 D. 书包的背带做得扁而宽【答案】D【解析】减小压强有多种方法,在受力面积不变时减小压力;在压力不变时增大受力面积;同时减小压力和增大受力面积;A. 喝饮料的吸管一端削成斜口,目的是减小受力面积增大压强;B. 铁钉的尖端做得尖细,目的是减小受力面积增大压强;C. 剪刀钝了磨一磨,使刀刃变薄,目的是减小受力面积增大压强;D. 书包的背带做得扁而宽,目的是增大受力面积减小压强;答案选D。2、小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较下图,说法错误的是: ( )A.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果B.由图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关C.本实验用到了控制变量法D.由图可知压力的作用效果与压力的大小有关【答案】B【解析】压力的作用效果就是压强,钉子陷入的越深,说明受到的压强越大,钉陷入的越浅,说明受到的压强越小,故A正确;图中的受力面积大小相等,只是压力大小不同,所以由图可知压力的作用效果与压力的大小有关,故B错误,D正确;本题是保持受力面积不变,研究压力的作用效果与压力大小的关系,所以是控制变量法,故C正确;应选B。3、我市最近建设公共自行车站点60个,投放自行车1800辆,市民可通过办理相关手续租赁自行车,享受绿色出行带来的方便、快捷。从自行车的结构和使用来看,下列说法中不正确的是( )A. 车座做的扁而平可以减小臀部所受的压强B. 车把上的刹车把手属于省力杠杆C. 轮胎和脚踏做有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦D. 下坡时速度越来越大是由于惯性越来越大【答案】D【解析】车座做的扁而平是通过增大受力面积的方法来减小压强的,故A正确;车把上的刹车把手的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B正确;轮胎和脚踏做有凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故C正确;车的质量一定,惯性大小是不变的,下坡时速度越来越大是由于重力势能转化成的动能越来越大,故D错;应选D。4、我们在生产、生活中有很多物理知识的应用,下列说法中正确的是 ( )A.在铁轨下面铺设枕木,是为了减小对地面的压力B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大压力C.菜刀钝了磨一磨,是为了减小对被切物的压强D.把书包带做得宽些,是为了减小书包对人体的压强【答案】D【解析】在铁轨下面铺设枕木,是通过增大受力面积的方法来减小对地面的压强,A错;滑雪板一般都有较大的面积,通过增大受力面积的方法减小压强,B错;菜刀钝了磨一磨,是为了增大对被切物的压强,C错;把书包带做得宽些,是通过增大受力面积的方法减小书包对人体的压强,D对。5、为了探究压强大小跟哪些因素有关,老师准备了如图所示的器材:①用钉子做腿的小桌 ②海绵 ③砝码 ④木板 ⑤盛有适量水的矿泉水瓶 ⑥装有沙的容器等供同学们选择.同学所选的四组器材中,不能达到探究目的的是:( )A.①③⑥ B.②⑤ C.②③④ D.③④⑤【答案】D【解析】本实验用到转换法和控制变量法来探究 压强大小跟压力的大小和受力面积的关系。ABC三个选项都可以把压强的大小转换为海绵或沙的形变并利用控制变量法探究压强大小跟哪些因素有关;只有D选项无法把压强的大小转换为海绵或沙的形变并利用控制变量法探究压强大小跟哪些因素有关。6、现在科学家制造出了太阳能飞机,全球最大太阳能飞机“太阳驱动”二号在瑞士首飞成功。该飞机在飞行中无需一滴燃料,仅靠阳光就能实现昼夜飞行。其质量为2300 kg,最大速度为140 km/h。求:(g=10N/kg)(1)飞机以最大速度飞行1.5 h通过的路程;(2)飞机的重力;(3)若飞机停在机场的水平地面上时,轮胎与地面接触的总面积约为4000cm2,飞机对地面的压强是多少?【答案】⑴210km ⑵2.3×104 ⑶5.75×104【解析】(1)飞机最大行驶速度:v=140km/h;行驶的时间:t=1.5h;汽车通过的距离:s=vt=140km/h×1.5h=210km;(2)飞机的重力:G=mg=2300kg×10N/kg=2.3×104N;(3)飞机停在机场的水平地面上时,对地面的压力:F=G=2.3×104N;对地面的压强: .答:(1)飞机以最大速度飞行1.5h通过的路程为210km;(2)飞机的重力为2.3×104N;(3)飞机对地面的压强是5.75×104pa.7、随着时代的进步,轿车的车速和性能有了较大提升,某轿车如图,它的质量是1.6 t,每个轮子与地面的接触面积是0.02 m2 求它空载时,对地面的压强。(2)当轿车高速行驶时,对地面的压力会__________选填“不变”、“变大”或“变小”),请用所学过的物理知识分析其原因。【答案】(1)2×105pa(2)变小,上表面流速大压强小,向上的压强大于向下的压强,使得汽车对地面的压力变小【解析】(1)轿车对地面的压力,空载时对地面的压强。(2)高速行驶时,轿车上方的空气流速大,压强小,下方的空气流速小,压强大,小轿车受到向上的压力差,对地面的压力减小。8、在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验. (1)同学们是根据______来比较压力的作用效果的.(2)观察比较图甲、乙所示的情况可以得到的结论是:受力面积一定时,______,压力的作用效果越明显.(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较______两图的实验,得到的结论是:_____.(4)小明将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,图乙中海绵受到的压强p乙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为:p乙______p丁(选填“>”“<”或“=”)【答案】 小桌陷入海绵的深度 压力越大 乙丙 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显 =【解析】在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们是根据小桌陷入海绵的深度来比较压力的作用效果的,这种方法叫“转换法”。观察比较图甲、乙所示的情况,受力面积相同,压力的大小不同,小桌陷入海绵的深度不同,可得到的结论是:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应控制压力大小一定,所以应比较乙丙两图的实验,得到的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。小明将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,由于压力大小和受力面积不变,所以小桌对支撑面的压强不变,即p乙=p丁液体压强适用学科初中物理适用年级初二适用区域人教版课时时长(分钟)2课时知识点1. 液体内部压强的特点;2. 液体压强的大小;3. 连通器。教学目标一、知识与技能1.认识液体压强与液体深度和密度的关系,能准确陈述液体压强的特点,能用液体压强的特点来解释简单生产、生活中的问题。2.能熟练写出液体压强公式,并能进行简单计算。3.能说出连通器的特点,并能举出一些常见应用连通器原理的实例。二、过程与方法1.经历探究液体压强特点的实验过程,感受液体的压强。2.通过探究液体压强特点的实验过程,熟悉使用转换法、控制变量法研究问题。 三、情感态度与价值观1.在观察实验的过程中,培养学生实事求是、尊重自然规律的科学态度。?2.通过学生主动探究,让学生体会到科学探究的乐趣和认识规律的快乐,培养学生的动手能力和创新意识。3.密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。教学重点液体压强的特点和液体压强的大小。教学难点应用液体压强特点和液体压强公式解决实际问题。教学过程 一、复习预习复习1. 我们把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力不是重力。2. 压力的作用效果与受力面积的大小和压力的大小有关。3. 物体所受压力的大小与受力面积之比。计算公式:p=F/Sp表示压强,F表示压力,S表示受力面积;单位:1帕斯卡=1牛顿/平方米 1Pa=1N/m2预习1. 液体内部压强的特点;2. 液体压强的大小;3. 连通器。二、知识讲解课程引入:“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000米级,是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。为什么不能够继续下潜呢?问题在哪儿?潜水员潜入水中时为什么要穿潜水服潜水?据科学实验:在水下100多米深度,食品罐头也会被压爆,人体血管会收缩,肺部会被压缩到橘子般大小,许多鱼类都无法在那样的深度生存。考点/易错点1 液体内部的压强特点演示:将一个盛有水的饮料瓶放在一块海绵上,海绵会发生形变,说明盛水的容器对海绵产生压强。思考:水对容器底是否有压强?怎样显示水对容器底的压强?液体对容器底部的压强方向向哪? 发现:容器中有水时,有压力的作用效果。结论:由于液体受到重力,所以液体对容器有向下的压强。观察下图:发现:侧面的橡皮膜会向外凸出。结论:由于液体具有流动性,所以液体对容器侧壁也有压强。液体内部存在压强,那么液体内部压强的特点是怎样的呢?如图,将一个上、下、左、右四面都带有橡皮膜的密闭立方体容器放进盛水的玻璃杯中,能观察到什么现象?这说明什么问题?从橡皮膜形变的方向能不能反映出压强的方向?从橡皮膜形变的方向能不能反映出压强的方向。最上面的橡皮膜向下凹进,说明它受到水向下的压强;最下面的橡皮膜向上凹进,说明它受到水向上的压强;两边的橡皮膜向右、向左凹进,说明它受到水向右、向左的压强。这说明液体内部不仅有压强,而且向各个方向都有压强。液体内部的压强随深度增加而增大。在同一深度,压强可能相等。这个判断是否正确,还需要更精密的测量工具,设计更合理的实验进行检验。这个更精密的测量工具就是压强计,如下图: 如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会变形,U型管的肉侧液面就会产生高度差。演示:将压强计的金属盒放入水中,使橡皮膜分别朝上、朝下、朝左、朝右,观察U形管两边液面是否始终存在高度差?表明什么?结论:液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;演示:再将压强计的金属盒放入水中,使橡皮膜探头处于不同的深度,观察现象?结论:液体的深度增大,液体的压强增大。我们再探究一下液体内部的压强是否与液体的密度有关呢?演示:将压强计的金属盒放入不同液体中的相同深度处,观察现象。结论:液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。液体压强的特点:液体由于具有重力和流动性,对容器底部和侧壁都有压强;液体内部不仅有向下的压强,也有向上的压强,液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。考点/易错点2 液体压强的大小我们已经知道液体内部的压强与深度和液体密度有关,那么液体内部的压强与深度和液体密度有怎样的数量关系呢?通过我们所学习的压强计算公式可推导出液体内部压强的计算公式。液体内部压强公式: p=ρgh说明:(1)公式适用的条件为:液体。(2)公式中各符号代表的物理量及其单位:p──压强──Pa;ρ──密度──kg/m3;g──9.8N/kg;h──深度──m。深度是指从液面到所研究的那点的垂直距离,而不是从该点到容器底或到封闭的容器上盖面的距离。(3)从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。考点/易错点3 连通器定义:上端开口、底部相通的容器叫做连通器。连通器的特点:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器中的液面总是相平的。应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是应用连通器原理的例子。 三、例题精析【例题1】 【题干】在“探究影响液体内部压强的因素”实验中.(1)压强计是通过U型管的_______来显示橡皮膜所受压强大小.(2)小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平.①比较甲和图_______,可得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大.②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:_______.③根据上述结论,比较乙和图丁,_______(能/否)初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论,理由是:_______.【答案】 两侧液体的高度差 乙 同一种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等 能 金属盒没入较浅的压强反而大,说明液体的密度更大【解析】(1)压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大;(2)①想探究液体压强大小与深度的关系,应控制液体的密度相同、金属盒的方向相同,而深度不同,故选甲、乙两次实验即可;②在乙、丙两次实验中,液体的密度相同,深度相同,但是金属盒的方向不同,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;③结合乙、丁两图可知,丁图中金属盒所处液体中较浅,而U型管高度差大,说明该处的压强更大,由此可知丁图中液体的密度更大。【例题2】【题干】如图所示,在一个密闭薄容器中装满体积为1 dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为100 g,容器的下底面积为100 cm2,高为12 cm,g取10 N/kg,求:(1)水对容器底部的压力和压强.(2)容器对桌面的压力和压强.【答案】(1)水对容器底部的压力和压强分别为12N、1.2×103Pa;(2)容器对桌面的压力和压强分别为11N、1.1×103Pa.【解析】分析:(1)水对容器底:先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS);(2)容器对桌面:先计算压力(F=G),后计算压强(p=F∕S).解答:(1)水对容器底的压强:p1=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa;水对容器底的压力:F1=p1S=1.2×103Pa×100×10?4m2=12N;(2)容器重:G1=mg=0.1kg×10N/kg=1N;水重:G2=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×1×10?3m3×10N;容器对水平桌面的压力:F2=G1+G2=1N+10N=11N;容器对水平桌面的压强:p2=F2∕S=11N∕100×10?4m2=1.1×103Pa.答:(1)水对容器底部的压力和压强分别为12N、1.2×103Pa;(2)容器对桌面的压力和压强分别为11N、1.1×103Pa.【例题3】 【题干】如图下列事例中不属于连通器应用的是( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】连通器是两端开口底部连通的容器,两水渠与之间的涵洞符合连通器的定义;洗手池的回水管符合连通器的定义;水塔的供水系统符合连通器定义;用注射器吸取药液利用大气压原理,不是连通器;答案选D。【例题4】 【题干】如图所示,杯中装有一定的水,一木块漂浮在水面上,木块的下部用一条细绳与杯底连接,细绳处于松弛状态,细绳总长度远小于杯子的高度,现缓慢向杯中加水,使水面上升,直到水面与杯口相平。则注水过程中,木块下底面受到水的压力变化情况是( )A. 一直增大 B. 先增大,后减小C. 先增大,后不变 D. 先不变,后增大【答案】D【解析】木块漂浮在水面上,缓慢向杯中加水,使水面上升,在细绳拉直之前,木块所处的位置变高,但所浸入液体中的深度是不变的,即深度h不变,根据液体压强公式P=ρgh可知,木块底部所受的液体的压强不变,由F=PS可知,木块底部所受的压力不变。细绳拉直后,使得木块不能继续上升,随着倒水,木块浸在水中的深度不断增加,根据液体压强公式P=ρgh可知,木块底部所受的液体的压强变大,由F=PS可知,木块底部所受的压力变大。因此注水过程中,木块下底面受到水的压力变化情况是先不变后增大,D正确为答案。四、课堂运用【基础】1、如图所示,液体压强使坝底的水喷射而出,那么决定坝底水的压强大小的是( )A.坝的形状 B.水的深度 C.水的质量 D.坝的高度【答案】B【解析】液体的压强由液体的密度和所处的深度决定。水的密度是固定的,决定坝底水的压强大小是水的深度,而不是坝的高度。正确的选项是B。2、如图,往浴缸中匀速注水直至注满。下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )【答案】B【解析】由液体压强公式可知,当液体密度相同时,压强随深度的增加而增大,由于容器的粗细不是均匀的,故压强与深度不成正比,故A错;在加水过程中,底部的深度是一直增大的,所以压强也是一直增大,故D错;由容器的特点可知,容器越往越粗,所以深度增加的越来越慢,所以压强增加的速率也是减小的,所以B符合,C不符合;应选B。3、如图所示,为使在墙壁上悬挂的画框水平,小明用一段两端开口、注有适量水的透明塑料软管来找出水平位置.当管中液体不流动时,让A点位于左方液面处,让B点位于右方液面处,这样A、B两点就处于同一水平高度,这是利用了______原理.如果把管中的水放掉,在管的左右两部分分别注入两种密度不相同、且不相溶的液体,当管中液体不流动时,再让A点位于左方液面处,则B点______(选填“在”或“不在”)右方液面处.【答案】 连通器 不在【解析】两端开口、注有适量水的透明塑料软管是一个连通器,根据连通器的原理,连通器里的同一种液体不流动时,各容器中液面总保持相平。A、B两点就处于同一水平高度,因此是利用了连通器原理。如果把管中的水放掉,在管的左右两部分分别注入两种密度不相同、且不相溶的液体,当管中液体不流动时,液面不相平,再让A点位于左方液面处,则B点不在右方液面处。【巩固】1、装有一定量的水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为( )A.8×102 Pa B.1×103 Pa C.8×104Pa D.1×105 Pa【答案】A【解析】由液体的压强计算公式可得:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=8×102 Pa;应选A。2、如图所示,甲、乙是两支相同的试管,各盛有质量相同的不同种类的液体,且当乙试管适当倾斜时,两试管中液面等高,则这时两试管中液体对管底的压强是( )A. 甲管中大 B. 乙管中大 C. 两管中一样大 D. 条件不足,无法确定【答案】A【解析】由题可知,甲、乙是两支相同的试管,各盛有质量相同的不同种类的液体, ,由可得, ,两试管中液面等高,根据液体压强公式P=ρgh可知, ,即两试管中液体对管底的压强甲管中大,故A正确为答案。3、在如图所示的容器中盛满水,那么容器壁AB所受到的水的压强是( )A.0 B.ρ水gh1 C.ρ水gh2 D.ρ水g(h1+h2)【答案】B【解析】因为容器壁AB距离液面的高度为h1,即容器壁AB所处的深度为h1,所以容器壁AB所受水的压强p=ρ水gh1,故选B4、如图所示,均质圆柱形固体A和盛有液体的轻质柱形容器B对水平桌面的压力相等。将固体A沿水平方向切去和容器B中抽出相同的任意高度△h,剩余部分固体对桌面的压强、液体对容器底部的压强分别为PA、PB,要使PA与PB的差值始终保持不变。则它们密度的大小关系是( )A. ρA可能大于ρBB. ρA一定等于ρBC. ρA可能等于ρBD. ρA一定大于ρB【答案】B【解析】由图示可知,A为均匀柱体,B为规则容器,故可得A对地面的压强:pA=ρAghA,B对容器底的压强:pB=ρBghB,由题意可知A对地面的压力和B对容器底的压力相等,而SA<SB,根据公式p=F/S可得,A对地面的压强大于B对容器底的压强,即ρAghA>ρBghB,由图示可知,hA>hB,所以可得ρA可能大于、小于或等于ρB,本题要求PA与PB的差值始终保持不变,故A、B的压强变化量满足△P=△PA-△PB=0,也就是ρAg△h-ρBg△h=0,则可得ρA=ρB,故应选B。5、如图所示,平底茶壶的质量是400 g,底面积是40 cm2,内盛0.6 kg的开水,水深12 cm,放置在面积为1 m2的水平桌面中央。试求:(1) 茶壶对桌面的压强。(2) 水对茶壶底部的压力; (g取10 N/kg)【答案】2500Pa 4.8N【解析】物体对桌面的压强等于压力与受力面积的比值,总重力等于茶壶重力与水的重力之和,根据重力与质量的关系G=mg=(m1+m2)g=(0.4kg+0.6kg)×10 N/kg=10N,P=F/S=G/S=10N/0.004m2=2500Pa。液体对物体底部压力等于液体压强与底面积乘积,由P’=ρgh;F’=P’S=ρghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m×0.004m2=4,8N。6、如图所示,是用压强计探究水内部压强的情景.⑴把探头放入水中,通过观察U型管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强_____________(填“越大”或“越小”);⑵比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强_____________;⑶在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U型管两边液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随_____________的增加而增大;⑷在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U型管两边液面的_________________________。【答案】(1)越大 (2)相等 (3)深度 (4)高度差变大【解析】液体内部压强规律:液体内部向各个方向都有压强;液体内部压强随深度的增加而增大;在同一深度液体向各个方向的压强都相等;同一深度处,液体密度越大压强越大。把探头放入水中,通过观察U型管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强盐碱越大;比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U型管两边液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大;在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U型管两边液面的高度差变大。【拔高】1、 如图所示,圆柱形容器A和B放在水平地面上,底面积分别为2×10-2m2和1×10-2m2。容器A中盛有0.1m高的水,容器B中盛有质量为1.6 kg的酒精。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)① 求容器A中水对容器底部的压强p水。② 求容器B中酒精的高度h酒精。③ 若要使容器A和B底部受到的液体压强相等,则可在哪个容器倒入金属细颗粒;并求倒入金属细颗粒的体积V金属。【答案】①980 Pa ②0.2m ③1.2×10?3m3【解析】解答:(1)p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa; 酒精的体积V酒精===2×10-3m3 ; 酒精的高度h ===0.2m; (3)A的压强小于B的压强,所以应向A中加入金属颗粒;容器A和B底部受到的液体压强相等p=p酒精,即ρ水gh=ρ酒精gh酒精 即1.0×103kg/m3×h=0.8×103kg/m3×0.2m;所以水的深度为h=0.16m;金属颗粒的体积V金=△V水=SA△h水=2×10-2m2×(0.16m-0.1m)=1.2×10-3m3.2、如图所示,两个完全相同的容器,放在水平桌面上,其中分别装有质量相同的不同液体,若液体对容器底的压强分别为p甲、p乙,容器对桌面的压强分别为p甲′、p乙′,则它们之间的关系是p甲 ________ p乙;p甲′ _______p乙′。(均选填“>”、“<”或“=”)【答案】 = =【解析】(1)两个完全相同的容器,其中分别装有质量相同的不同液体,放在水平桌面上,根据液体压强公式,因为液体质量相等,容器底面积相同,所以;(2)容器对桌面的压力等于容器和液体总重,由于两个容器完全相同,装有质量相同的不同液体,所以它们对桌面的压力和受力面积均相等。根据可知: .五、课程小结1. 液体压强的特点:液体由于具有重力和流动性,对容器底部和侧壁都有压强;液体内部不仅有向下的压强,也有向上的压强,液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。2. 液体内部压强公式: p=ρgh3. 连通器的特点:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器中的液面总是相平的。六、课后作业1、2014年12月,中央军委主席习近平高度赞扬了海军372潜艇官兵.372潜艇在海上正常航行时,突然遭遇海水密度变化,引发潜艇“掉深”,即突然快速向海底沉降.指战员临危不惧,冷静处置,转危为安.造成潜艇沉降的原因可能是( )A.潜艇所受浮力突然增大B.潜艇所受压强突然增大C.潜艇所受浮力突然减小D.潜艇所受压强突然减小【答案】C【解析】潜艇在水下所受的力为重力和浮力,由于重力是不变的,潜艇下沉时,是因为浮力小于了重力,所以应是浮力变小了,故A错,C正确;潜艇的沉降与压强无关,故BD错;应选C。2、2015年6月1日,“东方之星”客船在湖北监利县遭遇强台风翻沉。潜水员潜入12m深水里搜救落水乘客,此时潜水员受到水的压强是( )(已知ρ水=1.0×103kg/m3)A.0 B.12Pa C.83.33Pa D.1.2×105Pa【答案】D【解析】潜水员受到水的压强是p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105Pa;故应选D。3、2014年墨西哥的一座深海油井起火,原油在深海井口处泄露,造成了生态污染。为堵住漏油井口,石油公司派出了水下机器人潜入深海作业。机器人下潜到深海漏油井口处时,海水的压强为1.5×107Pa,漏油井口处海水的深度为______m.如果漏油井口的面积为0.2m2,则海水在这块面积上产生的压力为______N.(取ρ海水=1×103kg/m3,g=10N/kg)【答案】 1500m 3×106N【解析】由液体压强公式P=ρgh可得,海水的深度。如果漏油井口的面积为0.2m2,则海水在这块面积上产生的压力4、质量300g的茶壶内装有1kg水放在水平桌面上,水壶底面积约为0.003m2,水深0.1m,求:水对壶底产生的压力有多大。【答案】3N【解析】水对壶底产生的压强p=ρ水g h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa.水对壶底产生的压力F=pS=1.0×103Pa×0.003m2=3N5、如图,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10﹣4m2;某同学将底面积为2.5×10﹣3m2、容量为1L、装满水后水深为18cm的塑料水杯放在课桌的桌面上(不计水杯的质量,取g=10N/kg)求:(1)课桌对地面的压强 (2)塑料水杯对桌面的压强(3)水对塑料水杯底部的压强.【答案】(1)6.25×104Pa;(2)4×103Pa;(3)1.8×103Pa.【解析】解:(1)水的体积:V水=1L=1×10-3m3,根据,可得水的质量,课桌对地面的压力 F=G=(m桌+m水)g=(1kg+9kg)×10N/kg=100N,课桌对地面的受力面积:S=4×4×10-4m2=1.6×10-3m2,课桌对地面的压强: (2)塑料水杯对桌面的压力:F’=G杯+G水=(m杯+m水)g=1kg×10N/kg=10N,塑料水杯对桌面的压强: (3)水对塑料水杯底部的压强 p水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa。答:(1)课桌对地面的压强为6.25×104Pa。(2)塑料水杯对桌面的压强为4×103Pa。(3)水对塑料水杯底部的压强1.8×103Pa。6、在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:(1)实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面______.(2)甲、乙两图是探究液体压强与_________的关系.(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择:_____________ 两图进行对比,结论是:_________________________________________.(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用______________ 两个图进行对比.(5)在图丙中,固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究__________________.【答案】 相平 深度 丙丁 当浸没深度和液体密度一定时,液体压强与容器形状无关 乙丙 液体压强与朝向的关系【解析】研究液体压强实验,用到U型管压强计,为了比较液体压强大小,我们用到转换法,即用U型管压强计两管液面高度差来比较,为了方便比较实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平.甲、乙两图探头在水中的深度不同,故该步骤是探究液体压强与深度的关系.要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应该选择容器形状不同,而其他量均相同的实验进行对比,满足上述要求的是图丙丁两图,U型管压强计两管液面高度差一样,故结论是:当浸没深度和液体密度一定时,液体压强与容器形状无关.要探究液体压强与密度的关系,则选择密度不同外其他量均相同,故应选用乙丙两个图进行对比.在图丙中,固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,改变的是探头的朝向,故这是为了探究液体压强与朝向的关系大气压强、流体压强与流速的关系适用学科初中物理适用年级初二适用区域人教版课时时长(分钟)2课时知识点1. 大气压强的存在;2. 大气压强的测量;3. 大气压强的应用;4. 流体压强与流速的关系;5. 飞机的升力。教学目标一、知识与技能1. 通过观察、实验,检测大气压的存在。能通过实例说出大气压在生产生活中的应用。2. 能简单描述托里拆利实验,能说出标准大气压的数量级,能说出大气压随高度变化的规律。3. 能说出液体沸点跟气压的关系。4.通过实验,能总结出流体的压强与流速的关系。5.能利用流体的压强与流速的关系解释升力产生的原因,进而解释飞机在空中飞行的原因。二、过程与方法1.通过实验和生活中的例子,证明大气压强的存在。2.了解托里拆利实验的测量原理,掌握大气压的测量方法。3 . 经历探究流体的压强与流速的关系的实验过程,感受液体的压强。三、情感态度与价值观1.通过实验观察和思考,培养认真细致、实事求是的科学态度。2.通过了解大气压的应用,初步认识科学技术对人类生活的影响。3.通过学生主动探究,让学生体会到科学探究的乐趣和认识规律的快乐,培养学生的动手能力和创新意识。4.领略流体压强差异所产生现象的奥妙,提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。教学重点通过实验和生活实例体验大气压的存在。教学难点利用流体压强与流速的关系解释相关现象。教学过程 一、复习预习复习1. 液体压强的特点:液体由于具有重力和流动性,对容器底部和侧壁都有压强;液体内部不仅有向下的压强,也有向上的压强,液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。2. 液体内部压强公式: p=ρgh3. 连通器的特点:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器中的液面总是相平的。预习1. 大气压强的存在;2. 大气压强的测量;3. 大气压强的应用。4.流体压强与流速的关系;5.飞机的升力。二、知识讲解课程引入:演示:取一个饮料瓶,向里面倒一些热水,稍后把热水全部倒出去,迅速把瓶盖拧紧。让学生观察瓶子会发生什么变化?答:瓶子变瘪了。问:是谁把饮料瓶压瘪的呢?答:根据物体的受力分析,我们了解到把瓶子压瘪的只能是空气。考点/易错点1 大气压强的存在我们了解了液体压强的存在原因,今天我们来探究一下大气压强的存在原因。液体受重力作用且有流动性,因而对浸入其中的物体有压强。地球周围被厚厚的空气层包围着,这层空气又叫大气层。我们在学习质量时知道,气体也有质量,那么在地球周围就会受到重力。同时气体也像液体一样具有流动性,所以大气对浸入其中的物体具有压强,这个压强就叫大气压强,简称大气压。与液体压强一样,大气内部向各个方向都有压强。马德堡半球实验通过马德堡半球实验,验证了大气压强的存在。操作一:操作二:考点/易错点2 大气压的测量演示:用玻璃杯装满水倒插入水槽中,再慢慢往上提(杯口不离开水面,下同),观察杯中水是否充满?接着换用量筒和细长玻璃管,重复上述过程。你观察到了什么现象?是什么原因使水能随着容器上升?如果容器足够长,水能否升高到任意高度?这就给我们提供了一个测量大气压的思路:可以利用液体压强间接测量大气压。但是由于水的密度太小,要求玻璃管太长,所以,人们就选择了密度大的液体──水银,这就是著名的托里拆利实验。托里拆利实验的过程,思考:开始时,水银为什么会下降?什么时候停止下降?如何计算大气压的值?思考:托里拆利实验中水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压是否有关?如果玻璃管有少量的空气,管内的水银会怎样? 结论:玻璃管的粗细、倾斜或是上提、下压,对水银柱的高度都没有影响,但是若有空气进入玻璃管的话,那么水银柱的高度将会减小,大气压的值将会变小。通过实验我们了解到1标准大气压的值就等于760mm水银柱产生的压强。根据p =ρgh,可得出1标准大气压=1.01×105pa生活中我们可以用压强计进行气体压强的测量。 我们还可以根据压强计的原理进行自己制作一个压强计,如下图,胶塞与细管还有玻璃瓶之间是密封的。我们拿着自己制作的气压计由一楼走上六楼,你会发现,随着上的楼层越高,气压计的细管液面高度越低,也就说明大气压在减小。通过实验测理,我们得知大气压变分的规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约减小100 帕。考点/易错点3 大气压的应用在生活中有很多的地方都就用了大气压。如医生的拔罐治病,钢笔抽水、用吸管喝饮料,水泵等。 考点/易错点4 流体压强与流速的关系我们针对刚刚的比赛进行分析吧,根据物体的受力,可知吹气前,硬币上表面受向下的大气压,下表面受向上的大气压,它们大小相等,相互抵消。吹气时硬币向上“跳”,说明硬币受到向上的压强比较大,这可能是硬币上表面受到的压强减小造成的。因为吹气,加快了硬币上方空气的流动速度,所以硬币上表面受到的压强才会减小的。物理学中把没有一定形状,且很容易流动的液体和气体统称为流体。前面我们学习过的液体压强和气体压强都是流体静止时产生的。当流体流动起来以后对物体的压强会发生改变,那么流体产生的压强与流速有什么关系?1.提出问题:流体产生的压强与流速有什么关系? 2.猜想与假设: 猜想1:液体和气体流动速度越快,产生的压强越大。 猜想2:液体和气体流动速度越快,产生的压强越小。猜想3:液体和气体流动速度越快,产生的压强不变。 3.设计进行实验 实验1:如图让两张纸自然下垂,向两张纸中间吹气,看见了什么现象?实验1的现象是纸向中间靠扰了。原因:不吹气时,纸张两侧的空气相对静止,致使空气对纸作用的压强相同,气体压强不会引起纸张运动。而吹气时,纸张内侧空气流动快,压强变小,内外造成压强差,空气将纸张压在了一起。 实验2:杯子里放入乒乓球,往杯口水平吹气,能否让乒乓球在杯子之间跳跃,试一下看看。实验2的现象是乒乓球会跳出来,跳到另一杯子。原因:往杯口水平吹气,杯口空气流速大压强小,杯子内的空气流速小压强大,内外压强差把乒乓球托出来。结论:流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。利用流体压强与流速的关系解释现象:(1)在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1m左右的地方标有一条黄色的安全线,乘客必须站在安全线以外的地方候车。(2)狂风发作时,经常会揭起屋顶的瓦片。 (3)夏季我们经常把门窗打开,“过堂风”让我们凉爽不已。可是风却经常把门给关上。(4)1912年秋季的某一天,当时世界上最大的远洋海轮──“奥林匹克号”正航行在大海上。在离“奥林匹克号”100米远的地方,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”与它平行疾驶着。这时却发生了一件意外事情:小船好像被大船吸过去似的,完全失控,一个劲儿地向“奥林匹克号”冲去。这些现象都是因为流体的流速影响着压强的大小而造成的,现在我们知道了生活中的一些现象是为什么了吧。考点/易错点5 飞机的升力取一张纸条,手持一端靠在嘴唇下,另一端自然下垂,沿纸的上方水平吹气,手中的纸会怎样?使气流加快,看到的情况有什么不同?观察到纸条会上飘。如果吹出的气流越快,纸条会向上飘得越高。由于吹气时,纸片上方空气的流速大,压强变小,下方较大的压强将纸片“举”起来了。思考:飞机的机翼形状是怎样的?飞机飞行时升力是如何产生的?飞机起飞时,顺风和逆风哪种起飞方式有利?机翼上表面是曲面,下表面是平面。飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流快速流过机翼。上方空气和下方空气在相同时间所通过的路程不同,上方空气通过的路程长,下方空气通过的路程短。所以上方空气流速快,气压变小;下方空气流速慢,气压变大。产生了压强差,即下方气压大于上方气压,将飞机向上托住。机翼上下表面由于产生气压差,而产生了压力差,这个压力差就是升力。三、例题精析【例题1】 【题干】有关大气压的说法不正确的是( )A. 因为空气受到重力作用且有流动性,所以空气内部向各个方向都有压强B. 在同一地点,大气压是固定不变的。C. 大气压随高度的增加而不变D. 大气压随高度的增加而增大。【答案】BCD【解析】因为空气受到重力作用且有流动性,所以空气内部向各个方向都有压强,A说法正确,不符合题意;在同一地点,大气压受天气和季节的改变而改变,B说法错误,符合题意;大气压与高度有关,随高度的增加而减小,C说法错误,符合题意;D说法错误,符合题意;答案选BCD。【例题2】【题干】如图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是( )A. 将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变B. 将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大C. 向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小D. 换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变【答案】AD【解析】托里拆利实验中,玻璃管中水银柱产生的压强等于大气压强,故当大气压强不变时,将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将不变,A说法正确;将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,由于大气压强不变,可得管内外水银面高度差不变,B说法错误;向槽中继续注入少量水银,因大气压强不变化,故管内外水银面高度差将不变,C说法错误;换用更粗一些的等长玻璃管,大气压强不变,管内外水银面高度差将不变,D说法正确;答案选AD。【例题3】 【题干】与大气压有关的生活现象,下列解释符合物理规律的是(??? )A.没有大气压水泵同样可以把水抽到高处B.氦气上升的过程中大气压较小会使气球膨胀C.高原地区大气压比沿海地区大D.被压紧的橡皮吸盘与光滑玻璃分子间只产生引力【答案】B【解析】水泵是利用大气压强将水抽到高处的,没有大气压水泵就不能工作,故A错误;氦气球上升过程中大气压减小,球内气压大于外界大气压,所以气球会膨胀,B正确;大气压随着高度的升高而减小,所以高原地区大气压比沿海地区小,故C错误;分子之间的引力和斥力是同时存在的,故D说法错误。【例题4】 【题干】2017年5月5日,我国自主研发的C919商用大飞机在上海浦东机场成功首飞.客机中的部分钛合金零件采用了激光3D打印技术.关于客机的下列说法不正确的是( )A. 客机采用密度小的材料,可以减轻它的重力B. 客机在空中沿直线匀速飞行,是受平衡力作用C. 客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理D. 客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大【答案】D【解析】由m=ρV可知,客机采用密度小的材料,可以减轻它的重力,故A正确。客机在空中沿直线匀速飞行,处于平衡状态,是受平衡力作用,故B正确。客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,故C正确。大气压随高度的增加而减小,所以客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强小,故D错误,符合题意为答案。【例题5】【题干】如图所示运动员是赛艇比赛时的照片;运动员用桨向后划水,赛艇会向前运动.推动赛艇向前运动的力的施力物体是_______,赛艇在水中快速前进时,水面的一些漂浮物会自动靠近艇身,这是因为_______.如要使赛艇作顺时针旋转,运动员应该在赛艇的_______(左/右)侧向外侧划水.【答案】 水 流速越快的地方压强小 左【解析】解答:当桨向后拨水时,因为物体间力的作用是相互的,所以水会给桨一个向前的力,使船向前运动,因此水是施力物体;划艇在水中快速前进时,划艇附近的水流速度大,该地方的压强小,而外面的压强不变,所以水面的一些漂浮物被压靠近船身。所以原因为:流速越快的地方压强小;如要使赛艇作顺时针旋转,则应该给赛艇一个顺时针方向的力,由于物体间力的作用是相互的,所以船桨应该给水一个逆时针的力,即在左侧划水。四、课堂运用【基础】1、下列现象不是利用大气压工作的是( )A.用吸管吸饮料B.医生用注射器给病人注射药液C.真空吸盘贴在墙面上D.墨水被吸进钢笔【答案】B【解析】利用大气压工作的装置有用吸管吸饮料、真空吸盘贴在墙面上、墨水被吸进钢笔,医生用注射器给病人注射药液利用密闭液体对压强的传递规律。故选B。2、 小华买了一盒纸盒包装的纯牛奶。(1)她把纯牛奶那样放在斜面上静止,它对斜面的压力方向是:_________________________;(2)她把末端斜切的吸管轻易插入盒子,体验到用减小受力面积的方式_____压强(选填“增大”或“减小”);(3)她用吸管吸牛奶时发现盒子瘪了,体验到_____________ 的存在.【答案】 垂直斜面向下 增大 大气压【解析】牛奶对斜面的压力方向是垂直斜面向下。她把末端斜切的吸管轻易插入盒子,体验到用减小受力面积的方式增大压强。她用吸管吸牛奶时,盒内气压变小,在大气压的作用下,盒子瘪了,体验到大气压的存在。3、 甲、乙、丙三个同学分别做托里拆利实验,读出的水银柱的长度分别为75.0㎝、75.8㎝和76.0 ㎝,已知其中一个同学实验时管内混入空气,另一个同学没有把管放竖直,只有一个同学方法正确。则当时的大气压相当于水银柱的高度是( )A. 75.0㎝ B. 76.0㎝C. 75.8㎝ D. 这三个数字的平均值【答案】C【解析】当管内混入空气时,管内空气产生的压强加上水银柱产生的压强等于大气压强,把水银柱产生的压强作为大气压强,将小于大气的实际压强,测量值偏小。另一个同学没有把管放竖直,水银柱的实际高度不变,但读出的水银柱的长度将大于水银柱的实际高度,测量值偏大。由以上分析可知:当管内混入空气时测量值最小,没有把管放竖直测量值最大,正确的测量值应该是75.8cm。由于三个测量值里有两个是错误的,取平均值没有意义,D做法错误。故本题选C。4、科技小组的同学用3D打印机制作了四种模型,分别固定在支架上,放置于电子秤上,如图所示,用吹风机相同挡位正对模型从右向左水平吹风,其中电子秤示数可能明显减小的是( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】流体压强与流速的关系是流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,A模型上下两面平整,空气通过两面的速度相等,故气体对模型没有压力差,电子秤示数不变化;B模型上面凸起,下面平整,空气通过上表面时速度大于下表面,空气对模型上表面的压强小于对模型下表面的压强,产生一个向上的压力,故电子秤的示数减小;C模型与B相反,空气对模型产生一个向下的压力,电子秤的示数增大;D模型上下两面对称,空气通过上下两面的速度相等,故对模型没有压力差,电子秤示数不变化;答案选B。5、在图中,A、B是一个连通器的两个上端开口,当用一个管子沿B开口吹气时,A开口一端的液面会______________(选填“上升”、“下降”、“不变”或者“不确定”)。【答案】下降【解析】当向B吹气时,空气流动速度加快,气压减小,故在大气压的作用下,液体会由A流向B,所以A端的液面会下降。【巩固】1、如图右所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置: 一个充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片履盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,观察到的现象是:①充气的气球_______________________________②弹簧测力计的示数____________________________⑧玻璃杯中的水和塑料片____________________________。【答案】 气球会胀大甚至胀破 减小 水会流出,塑料片会脱落【解析】①当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大;②当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,物体受浮力减小,而弹簧测力计的示数F示=G-F浮,重力不变,所以弹簧测力计的示数要增大;③塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来.故答案为:①气球膨胀;②弹簧测力计示数增大;③塑料薄片掉下、水流出.2、如图所示,玻璃瓶中装入适量带色的水,从玻璃管吹入少量空气,使管中水面高于瓶口.将此装置由一楼拿到十楼,发现玻璃管中的液柱___________,说明大气压随高度的增加而_______;家庭用的高压锅利用__________原理制造的,利用高压锅更容易煮熟食物。【答案】 上升 减小 液面上方,气压增加时沸点升高(沸点随气压增大而升高)【解析】把该装置由一楼拿到十楼,瓶内空气的压强不变,由于外界大气压减小,玻璃管内液面升高,可得出结论:大气压随高度的增加而减小;家庭用的高压锅利用沸点随气压增大而升高原理制造的,利用高压锅更容易煮熟食物。3、生活中,“吸”字表述的现象,其原因各不相同,如图所示,用吸管“吸”饮料时,饮料是在________的作用下被“吸”入口中的。用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强越_________的缘故被“吸”入吸尘器的。【答案】大气压强 小【解析】嘴吸走了吸管内的空气,管内的气体压强减小,小于外界的大气压,饮料在大气压的作用下被压进了嘴里;吸尘器工作时,里面空气流动速度快,压强小,灰尘在外界大气压的作用下被压进了吸尘器内部。4、如图所示,在两支玻璃棒上放了两个乒乓球,用管往两球中间吹气,观察到的现象是__________,这一现象说明___________________。【答案】 两球向中间靠拢 流速大的地方压强小【解析】向两乒乓球中间吹气时,加快了空气流速,使乒乓球中间的压强变小,小于乒乓球外侧的压强,所以会把乒乓球压向中间。5、 如图所示,A、B是两个上端开口的容器,它们构成的是一个_________;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会__________(填“上升”、“下降”或“不变”)。【答案】 连通器 下降【解析】A. B是两端开口、底部相连通的容器,所以它们构成的是一个连通器;当用一个管子沿B容器口吹气时,B的上方空气流速大,压强变小,小于A上方的压强, B中的液面在这两个压强差的作用下上升。【拔高】1、在测量大气压强的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学设计了如上右图所示装置.将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连.向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g.烧杯质量为100g,活塞面积为7.7×10-5m2,g取10N/kg,轮轴间的摩擦和细线重不计.则所测大气压的值应为( )A.1.2×105Pa ]B.1.1×105Pa C.1.0×105Pa D.0.9×105Pa【答案】C【解析】当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析:f+F=G1=9.8N;当注射器中的活塞开始向右滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析:F-f=G2=5.6N;两式联立解得:F=7.7N;所以,P=F/S=7.7N/7.7×10-5m2=1.10×105Pa3、我国大型隐身无人攻击机“利剑”的首飞成功,使我国成为世界上第三个拥有大型隐身无人攻击机的国家.下列有关“利剑”说法正确的是( )A.飞机在加速上升过程中,一定受到非平衡力的作用B.飞机在加速上升过程中,以大地为参照物飞机是静止的C.飞机飞行时,发动机将机械能转化为内能给飞机提供动力D.飞机机翼上凸下平,使机翼上方气体流速慢压强小,从而获得向上的升力【答案】A【解析】物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。飞机在加速上升过程中,运动状态不断变化,所以一定受到非平衡力的作用,选项A正确;飞机在加速上升过程中,相对于地面位置不断变化,所以以大地为参照物飞机是运动的,选项B错误;飞机飞行时,发动机将内能转化为机械能给飞机提供动力,选项C错误;机机翼上凸下平,使机翼上方气体流速快压强小,从而获得向上的升力,选项D错误.五、课程小结1. 由于空气受到重力,并且具有流动性,所以大气对浸入其中的物体具有压强,这个压强就叫大气压强,简称大气压。马德堡半球实验,验证了大气压强的存在。2. 1标准大气压=1.01×105pa3. 大气压的应用:拔罐治病,钢笔抽水、用吸管喝饮料,水泵等。4. 流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。5. 机翼上下表面由于产生气压差,而产生了压力差,这个压力差就是升力。六、课后作业1、下列有关压强知识的说法正确的是( )A. 马德堡半球实验证明了液体内部有压强 B. 利用托里拆利实验可以测出大气压的值C. 随着大气压的减小,水的沸点会升高 D. 在气体中流速越大的位置,压强越大【答案】B【解析】马德堡半球实验证明了大气压的存在,故A错误。利用托里拆利实验可以测出大气压的值,大气压可以支持76cm高水银柱,大气压值为1.013×105Pa,故B正确。随着大气压的减小,水的沸点会降低,故C错误。在气体中流速越大的位置,压强越小,故D错误。答案为B。2、如图所示的装置,抽气前气球内气体压强________大气压;抽气时瓶内的气球在不断膨胀,说明气球内气体压强_______玻璃瓶内气体压强,从而推测此时瓶内的气体压强________大气压(选填“大于”、“等于”或“小于”)。【答案】等于 大于 小于【解析】抽气前气球内气体与大气压相通,因此气球内部压强等于大气压;抽气时瓶内大气压减小,小于大气压,气球内大气压等于周围大气压,使得气球不断膨胀。3、小明家装修时发现了两个有趣的现象.(1)现象一:屋内开着的门,在一阵风吹过后,(如图甲所示)门会关上,为什么?(2)现象二:当门关上时,有时又会被风吹开,而在门与门框之间垫上几层纸后,(如图乙所示)风就不会将门吹开,门不会被吹开的原因是什么?【答案】(1)会关上;(2)增大了摩擦力【解析】(1)风从门前吹过,门前空气流速大于门后空气流速,门前受到空气压强小于门后受到的空气压强,门后受到空气压力大于门前受到空气压力,所以门关上;(2)在门和门框之间垫几层纸后,通过增大压力的方法增大摩擦力,所以风不能将门吹开。4、 苏通大桥是世界上高度最高、跨度最大的斜拉索跨江大桥,当江面上风速达到八级时,轿车(如图所示)过桥的速度必须控制在30km/h以下,请你用已经学过的物理知识,解释大风天气轿车过桥时限制车速的原因.【答案】轿车顶部呈弧形,大风中行驶时,轿车顶部上方空气压强减小,使轿车对桥面的压力减小,轮胎与桥面的摩擦力减小.因此,车速过快易使轿车失控而造成车祸.【解析】轿车顶部呈弧形,大风中行驶时,轿车顶部上方空气压强减小,使轿车对桥面的压力减小,轮胎与桥面的摩擦力减小,因此,车速过快易使轿车失控而造成车祸。5、“和谐号”动车停靠在泰州站的情景如图所示.当列车行驶时,人必须站在安全线之外,这是因为列车行驶时速度较快,导致其附近的空气A. 流速变大,压强变小,容易把人吸向列车B. 流速变大,压强变大,容易把人吸向列车C. 流速变小,压强变大,容易把人吸向列车D. 流速变小,压强变小,容易把人吸向列车【答案】A【解析】因为列车行驶时速度较快,导致其附近的空气流速变大,压强变小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被吸向列车,发生交通事故,故A正确,符合题意为答案。6、小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量.其实验如下:a.将活塞推至注射器底端,用橡皮帽封住注射器的小孔;b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示.当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N;c.测出注射器全部刻度的长度为4cm;d.根据测量数据,算出大气压的值.(1)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁不完全密封.上述原因一定会使测量值小于真实值的是______.A.①③④ B.①④ C.②③ D.①②④(2)小红对小明所做实验进行改进,在完成a、b步骤、活塞回到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.2N”这一实验步骤,这是______,小红计算出的大气压强是______Pa.【答案】 B 减小摩擦力对实验结果的影响 1.01×105.【解析】(1)①活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大;③弹簧测力计的示数没有读准会导致测量值小于真实值,也会大于真实值;④活塞与注射器筒壁不完全密封会导致测量值小于真实值.故选B.(2)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大.所以小红的这一实验步骤,是为了减小摩擦力对实验结果的影响.读图可知,注射器容积为2.5ml,即2.5cm3.注射器全部刻度的长度L=4cm,因为注射器为圆柱体,根据其体积公式可得, , ;故答案为:(1)B;(2)减小摩擦力对实验结果的影响;1.01×105 展开更多...... 收起↑ 资源列表 【人教版初二物理】第九章第1节压强_教案.doc 【人教版初二物理】第九章第2节液体压强_教案.doc 【人教版初二物理】第九章第3、4节大气压强、流体压强与流速的关系_教案.doc