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1、壓強(qiáng)
(1) 壓力方向:與受力物體的支承面相垂直.由于受力物體的受力支承面可能是水平面,也可能是豎直面,還可能是角度不同的傾斜面,因此,壓力的方向沒有固定的指向,它可能指向任何方面,但始終和受力物體的受力面相垂直.
(2) 單位:如重力、摩擦力等其他力的國際單位一樣,是牛頓.
(3) 壓力作用效果:壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關(guān).
當(dāng)受力面積一定時,壓力越大,則壓力的作用效果越顯著;當(dāng)壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越顯著.
2.壓強(qiáng):物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。它是表示壓力作用效果的物理量。
3.壓強(qiáng)公式:P=F/s,式中p單位是:帕斯卡,1帕=1
2、N/m2,表示是物理意義是1m2的面積上受到的壓力為1N。
4. F= Ps;
5.增大壓強(qiáng)方法:(1)S不變,F(xiàn) 增大;(2)F不變,S 減小;(3)同時把F↑,S↓。而減小壓強(qiáng)方法則相反。例如:在生產(chǎn)和生活中,如果要減小壓強(qiáng),可減小壓力或增大受力面積;如果要增大壓強(qiáng),則可以增大壓力或減小受力面積,但從實際出發(fā),壓力大小往往是不可改變的,則減小壓強(qiáng)應(yīng)增大受力面積,增大壓強(qiáng)應(yīng)采用減小受力面積的方法
6.應(yīng)用:菜刀用久了要磨一磨是為了增大壓強(qiáng),書包的背帶要用而寬是為了減小壓強(qiáng)鐵路的鋼軌不是直接鋪在路基上而是鋪在在枕木上是為了 減小壓強(qiáng) ,鋼絲鉗的鉗口有螺紋是為了增大摩擦 。
7.液體壓強(qiáng)
3、產(chǎn)生的原因:是由于液體受到重力作用 ,而且液體具有流動性,所以液體對容器底和容器側(cè)壁有壓強(qiáng),液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。
8.液體壓強(qiáng)特點:
(1)液體對容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng);
(2)液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng);
(3)液體的壓強(qiáng)隨深度增加而增加,在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)相等;
(4)不同液體的壓強(qiáng)還跟液體密度 有關(guān)系。流速和壓強(qiáng)的關(guān)系:在液體中流速越大的地方,壓強(qiáng)越小。
(1) 計算
液體壓強(qiáng)的計算公式是
p=rgh
式中r為液體密度,單位用千克/米3;g=9.8牛/千克;h是液體內(nèi)某處的深度,單位用米;p為液體壓強(qiáng),單位用帕.
⑴推導(dǎo)過程:液柱體積V=Sh;
4、質(zhì)量m=ρV=ρSh。液片受到的壓力:F=G=mg=ρShg。液片受到的壓強(qiáng):p=F/S=ρgh。
由公式p=rgh可知,液體的壓強(qiáng)大小只跟液體的密度r、深度h有關(guān),跟液體重、體積、容器形狀、底面積大小等其他因素都無關(guān).
由公式p=rgh還可歸納出:當(dāng)r一定,即在同一種液體中,液體的壓強(qiáng)p與深度h成正比;在不同的液體中,當(dāng)深度h相同時,液體的壓強(qiáng)p與液體密度r成正比.
(2) 連通器
上端開口、下部相連通的容器叫連通器.
連通器里如果只裝有一種液體,在液體不流動時,各容器中的液面總保持相平.
船閘就是連通器原理的應(yīng)用,其他常見的連通器的實例:涵洞、茶壺、鍋爐水位計等。
9.液體壓
5、強(qiáng)計算:P=ρ液gh(ρ是液體密度,單位是kg/m3;h表示是液體的深度,指液體自由液面到液體內(nèi)部某點的垂直距離,單位m。)
10.液體壓強(qiáng)公式:P=ρgh,液體的壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān),而與液體的體積和質(zhì)量無關(guān)。
11.證明大氣壓強(qiáng)存在的實驗是馬德堡半球?qū)嶒灐?
12.大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因:空氣受到重力作用,而且空氣能流動,因此空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng),這個壓強(qiáng)就叫大氣壓強(qiáng).
(1) 大氣壓的測定
托里拆利實驗測出了大氣壓的大小.
在托里拆利實驗中,測量結(jié)果和玻璃管的粗細(xì)、形狀、長度(足夠長的玻璃管)無關(guān);如果實驗時玻璃管傾斜,則水銀柱的長度變長,但水銀柱的高度,即玻璃管內(nèi)外水
6、銀面的高度差不變;這個高度是由當(dāng)時的大氣壓的大小和水銀的密度所共同決定的,通常情況下,為76厘米左右.
13.測定大氣壓的儀器是:氣壓計,常見的氣壓計有水銀氣壓計和金屬盒氣壓計兩種.
水銀氣壓計是根據(jù)托里拆利實驗制成的,它在測量時,必須掛豎直,如果掛歪斜了,則測量結(jié)果將比實際值偏大.
金屬盒氣壓計即無液氣壓計,如將其刻度盤上所標(biāo)的大氣壓值折算成高度,則成了航空、登山用的高度計.
14.大氣壓的變化
(1)大氣壓隨海拔高度的增加而減小,這主要是由于離地面越高的地方空氣越稀薄,空氣的密度越小.
(2)大氣壓的變化和天氣有關(guān),一般說來,晴天的大氣壓比陰天的高,冬天的大氣壓比夏
7、天的高
大氣壓的特點
⑴空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng),且空氣中某點向各個方向的大氣壓強(qiáng)都相等。大氣壓隨高度增加而減小,且大氣壓的值與地點、天氣、季節(jié)、的變化有關(guān)。
⑵大氣壓變化規(guī)律研究:在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100Pa5.沸點與壓強(qiáng):一切液體的沸點,都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高。
15.沸點與氣壓關(guān)系:一切液體的沸點,都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高。高山上用普通鍋煮飯煮不熟,是因為高山上的沸點低,所以要用高壓鍋煮飯,煮飯時高壓鍋內(nèi)氣壓大,水的沸點高,飯容易煮好。
例1.如下圖所示,有五塊完全相同的磚以三種形式擺放在水平地面上。(a)是兩塊迭放;(b
8、)是單塊磚平放;(c)是兩塊磚并排平放。它們對地面的壓強(qiáng)分別為Pa、Pb、和Pc,則( ?。?
例2.兩塊完全相同的磚塊,所受重力均為19.6牛頓,三條棱長分別為20厘米、10厘米、5厘米。磚塊A平放,磚塊B側(cè)放,兩磚塊如圖互相交叉疊放,求磚塊A對磚塊B的壓強(qiáng)。
例3.封凍的江河冰面最大能承受的壓強(qiáng)是4104帕斯卡,一臺履帶式拖拉機(jī)的質(zhì)量是5200千克,兩條履帶跟地面接觸的面積共1.5米2,這臺拖拉機(jī)能不能從冰面上通過?
例4.如圖所示,一封閉容器中盛滿了某種液體.對容器底的壓力和壓強(qiáng)分別為F1和
p1[圖1中(a)],若把容器倒置
9、后對容器底的壓力和壓強(qiáng)分別為
F2和p2[圖1中(b)],則F1與F2、p1與p2的大小關(guān)系是( )
A. F1=F2 , p1=p2 B.F1>F2 , p1>p2
C.F1=F2 , p1<p2 D. F1>F2 , p1=p2
例5.如圖所示,將一個兩端開口的玻璃 筒的下端蓋上一塊薄塑料片A、豎直插入水中,塑料片離容器底部10厘米,容器內(nèi)水深30厘米,緩慢地往玻璃筒里注入煤油,筒里煤油深__
10、_____厘米時,塑料片將會下落.(g取10牛/千克)
例6.如圖所示,容器中裝滿水,放在水平地面上,容器的底面積為100 , 厘米, 厘米.
求:①水對容器A處的壓強(qiáng)
?、谒畬θ萜鞯譈處壓強(qiáng)
③水對容器底的壓力,此壓力等于容器中的水重嗎?
例7.如圖所示的托里拆利實驗裝置中,下列哪種情況能使玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差發(fā)生變化( ).
A.將管傾斜 B.將玻璃管變粗
C.向水銀槽中加入少量水銀 D.外界大氣壓發(fā)生變化會發(fā)生變化.
例8.如圖所示,將一只試管裝滿水銀后倒插在水銀槽中,管頂高出水銀面20cm,在
11、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,管外水銀面上受到的大氣壓強(qiáng)等于 Pa,若在試管頂部開一小孔,將看到 現(xiàn)象.
例9.自來水筆吸墨水時,把筆上的彈簧片按下后松開,墨水吸進(jìn)橡皮管內(nèi),原因是( )
(A)彈簧片彈力作用的結(jié)果
?。˙)橡皮管有吸引力
(C)手對橡皮管有壓力
?。―)管外墨水面上大氣壓大于管內(nèi)氣壓
例10. 下列情況中會使大氣壓變小的是 ( )
A.從高山頂下山的過程中.
B.從赤道向北極運(yùn)動過程中.
C.從室內(nèi)到室外的過程中.
D.從一樓上升到九樓的過程中.
例11. 如圖是自制的水氣壓計,把它由東寶山 的山腳移至山頂,玻璃管中的水柱的高度
12、變化情況是(瓶口密閉不漏氣,移動過程中整個瓶子沒有與外界發(fā)生熱傳遞)( )
A.降低 B.升高
C.先降低后升高 D.先升高后降低
例12. 如圖所示,壓力鍋直徑為24cm,限壓出氣口直徑為3.5mm,限壓閥質(zhì)量為100g,使用時壓力鍋內(nèi)外最大壓強(qiáng)差是多少?合多少標(biāo)準(zhǔn)大氣壓?鍋蓋與鍋的接口處至少能承受多大的力?
例13.小明設(shè)計了一個如圖所示的實驗裝置(起水 管長度不超過2m),他可以通過直桿P向上提起活塞S,活塞下面原來充滿水,在活塞緩慢向上提起的過程中將會發(fā)生的現(xiàn)象是().
A.活塞S上升到出水口Q之前,水將被向上拍起
B.活
13、塞S稍高于出水口Q時,水將從出水口流出
C.活塞S稍高于出水口Q時,裝置內(nèi)的水面將下降,水回到下面的水槽中
D.活塞S從出水口Q處繼續(xù)向上提起,裝置內(nèi)的水面保持與Q等高,不會繼續(xù)上升
例14.醫(yī)用掛鹽水時,瓶蓋上除了一根輸液管外,還需用一個空針頭插在鹽水瓶蓋上,能說出它的作用嗎?
例15.給病人輸液時,應(yīng)使藥液均勻地滴下,再注入血管,為使整個輸液過程都保持勻速下滴,如圖所示的各裝置中應(yīng)采用的裝置為().
例16. 把一個裝滿水的酒瓶倒立在裝著水的盤子里,使瓶頸浸沒在盤內(nèi)水面下,如圖所示,就做成了一個簡便自動家禽喂水器.試說明它的工作原理.
14、
鞏固練習(xí)
一、 填空題
1. 用磨快的刀容易切菜,這是用_______________的方法來________壓強(qiáng)的.
2. ________________實驗有力地證明了大氣壓的存在,______________首先用實驗測得大氣壓的值,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=__________帕=__________厘米汞柱.
3.一塊磚重24牛,長25厘米,寬15厘米,厚4厘米,放在水平地面上最大壓強(qiáng)為_______帕,若這樣放置的磚沿豎直方向切去一半,還剩余的部分對地面的壓強(qiáng)為_________帕.
4.密度為0.4103千克/米3、邊長為1分米的正方體木塊,放在1米2的桌面上
15、,對桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)是________帕.
5.為了在松軟土地上行駛自如,推土機(jī)上安裝有兩條寬履帶,這是為了_________________________.
6.一圓臺形密閉容器如圖2所示放置,容器內(nèi)裝有部分液體,
若將容器倒置,則液體對容器下表面的壓強(qiáng)將________,對容器下
表面的壓力將_________. 圖2
7.將250克的水倒入底面積為10厘米2的容器中,水深為10厘米,則水對容器底的壓強(qiáng)為________帕,壓力為_________牛.
8.如圖3所示,大氣壓強(qiáng)為76厘米
16、汞柱,把托里拆利管向下壓
入水銀槽中,使管中水銀柱高50厘米,則管頂內(nèi)壁M處受到水銀的
壓強(qiáng)為________厘米汞柱,方向為__________.
圖3
9.高山上煮雞蛋不易煮熟,這是因為高山上氣壓低,水中的沸點________的緣故.
10.抽水機(jī)是利用________把水從低處抽到高處的.
二、選擇題
11.下列關(guān)于壓力的說法,其中正確的是( )
A.壓力的方向總是豎直向下的 B.壓力的方向總是垂直于受壓物體的表面
C.壓
17、力的大小一定等于物體的重力 D.重力越大,產(chǎn)生的壓力越大
12.下列說法中錯誤的是( )
A. 作用在物體上的壓力越大,對物體的壓強(qiáng)就越大
B. 壓力一定時,受力面積越大,壓強(qiáng)越小.
C. 受力面積不變時,壓力越大,壓強(qiáng)越大.
D. 受力面積增大時,壓強(qiáng)不一定變小.
13.大型運(yùn)輸平板車裝有100多個車輪子,這樣做的目的是為了( )
A.保持平穩(wěn) B.減小對地面的壓力 C.經(jīng)久耐用 D.減小對地面的壓強(qiáng)
14.如右圖所示,容器中A、B兩點處受液體壓強(qiáng)的大小分別是pA與pB,它們的關(guān)系是( )
A. pA=3pB B.pB=3pA
18、 C. pA=pB D.以上說法都不對
15.三個完全相同的容器內(nèi)放入等質(zhì)量的水,分別浸沒等質(zhì)量的銅、鐵、鋁實心球,水沒有溢出,則水對容器底部最大的壓強(qiáng)是( )
A.放銅球的 B.放鐵球的 C.放鋁球的 D.三容器一樣大
16.自來水鋼筆吸墨水時,先用手按一下橡皮管外的彈簧片,然后松手,墨水就“自動”進(jìn)入橡皮管中,其原因是由于( )
A.橡皮管內(nèi)有吸力 B.手給橡皮管壓力 C.彈簧片有壓力 D.大氣壓的作用
三、計算題
17.圓圖釘?shù)拿娣e為0.05毫米2,圖釘帽的面積為1厘米2,若加在圖釘帽上的壓強(qiáng)為1.5106帕,則圖釘尖對墻的壓強(qiáng)為多大?
18.船在2米深的水下有一小洞,洞的面積為10厘米2,為了把洞堵住,填充物至少要承受多少的力?
19.一個兩端開口的直圓筒下端放一個輕質(zhì)塑料薄片,把薄片壓入水下20厘米處,如從筒口緩慢倒入筒中密度為0.8103千克/米3的酒精,則倒多深時,塑料片恰好會掉下?