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第九章 壓強(qiáng)
第一節(jié) 壓強(qiáng)
一、壓力
1、定義：垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。
2、方向和作用點(diǎn)：壓力總是垂直于被壓物體表面，并指向被壓物體；作用點(diǎn)在接觸面上。
（1）物體對(duì)地面的壓力 ①方向：垂直地面向下；②作用點(diǎn)：在地面上
（2）物體對(duì)墻面的壓力 ①方向：垂直墻面； ②作用點(diǎn)：在墻面上
（3）物體對(duì)天花板的壓力 ①方向：垂直天花板； ②作用點(diǎn)：在天花板上
（4）物體對(duì)斜面的壓力 ①方向：垂直斜面向下；②作用點(diǎn)：在斜面上
（1） （2） （3） （4）
3、單位：牛頓，符號(hào)是 N。
4、壓力和重力的關(guān)系
壓力 重力
力的性質(zhì) 由于擠壓而產(chǎn)生 由于地球的吸引而產(chǎn)生
區(qū)別 力的方向 垂直于受力面 豎直向下
力的作用點(diǎn) 在接觸的物體表面 在重心
施力物體 被支撐的物體 地球
力的大小 與物體間的擠壓程度有關(guān) 正比于物體的質(zhì)量
聯(lián)系 當(dāng)物體被置于水平支撐面上時(shí)，壓力的大小等于物體的重力，
方向與重力方向相同
二、壓強(qiáng)
1、影響壓力作用效果的因素
（1）壓力的作用效果跟壓力的大小和受力面積的大小有關(guān)。
（2）當(dāng)受力面積相同時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；當(dāng)壓力相同時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
2、壓強(qiáng)
（1）定義：物理學(xué)中，物體所受的壓力大小與受力面積之比叫做壓強(qiáng)。
（2）物理意義：壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量。
（3）計(jì)算公式： p F F ，變形公式： S ， F pS 。
S p
P—壓強(qiáng)，單位：Pa，F(xiàn)—壓力，單位：N，S—受力面積，單位：m2。
（4）單位：N/m2。專有名稱：帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕，符號(hào)：Pa，1Pa=1N/m2。
（5）四點(diǎn)透析壓強(qiáng)
單位 Pa 大小 1Pa相當(dāng)于把 3粒芝麻壓成粉，均勻鋪在 1cm2的面積上所產(chǎn)生的壓強(qiáng)；成年人站立時(shí)對(duì)
的體驗(yàn) 地面的壓強(qiáng)約 1.5×104Pa 或 1.0×104Pa。
S F ， F pS 可以來計(jì)算受力面積和壓力
變形公式 p
單位統(tǒng)一 在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，單位要統(tǒng)一，力 F的單位是 N，面積 S的單位是 m2，壓強(qiáng) p單位是 Pa。
受力面積 壓力只能產(chǎn)生于相互擠壓的地方，所以受力面積只是物體間接觸部分的面積。
（6）壓力與壓強(qiáng)辨析
壓力 壓強(qiáng)
定義 垂直作用于物體表面上的力 物體所受壓力的大小與受力面積之比
物理意義 物體表面所承受的使物體發(fā)生形變的作用力 表示壓力的作用效果
公式 F pS
p F
S
單位 牛頓（N） 帕斯卡（Pa）
大小 有的情況下與重力有關(guān)；有的情況與重力無關(guān) 不僅跟壓力大小有關(guān)，還跟受力面積的大小有關(guān)
三、怎樣減小或增大壓強(qiáng)
F
1、原理：由公式 p 可知，S一定時(shí)，p與 F 成正比；F一定時(shí)，p 與 S成反比，所以增大（或減小）壓強(qiáng)的方法
S
可從 F和 S兩方面考慮。
2、減小壓強(qiáng)的方法
（1）壓力 F一定時(shí)，增大受力面積；（2）受力面積 S一定時(shí)，減小壓力；（3）增大受力面積，減小壓力。例：推土
機(jī)寬大履帶，鐵軌下面鋪枕木，貨車多個(gè)車輪，駱駝腳掌寬，滑雪用滑雪板。
3、增大壓強(qiáng)的方法
（1）壓力 F一定時(shí)，減小受力面積；（2）受力面積 S一定時(shí)，增大壓力；（3）減小受力面積，增大壓力。例：推土
機(jī)鏟刃，篆刻刀刀口鋒利，破窗錘敲擊端做成椎狀，菜刀刀刃薄，圖釘很尖，蚊子口器。
第二節(jié) 液體壓強(qiáng)
一、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
1、液體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因
（1）液體由于受到重力的作用，對(duì)容器底部產(chǎn)生壓強(qiáng)；
（2）液體具有流動(dòng)性，因此對(duì)阻礙它流動(dòng)的容器壁也有壓強(qiáng)。
如：在一個(gè)裝滿水的可樂瓶各側(cè)面都開一個(gè)小孔，每個(gè)小孔都有水流出來。
2、測(cè)量液體壓強(qiáng)
（1）儀器：常用微小壓強(qiáng)計(jì)來測(cè)量液體內(nèi)部的壓強(qiáng)；
（2）現(xiàn)象：①當(dāng)探頭的橡皮膜受到壓強(qiáng)時(shí)，U型管左右液面將出現(xiàn)高度差；
②兩邊液體高度差越大，表示橡皮膜受到的壓強(qiáng)也越大。
3、影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素：液體的密度ρ和液體的深度 h。
4、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
（1）在液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；在同一深度，各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等；
（2）液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；
（3）液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體密度越大，壓強(qiáng)越大。
二、液體壓強(qiáng)的大小
1、公式推導(dǎo)：（1）液柱體積是V Sh ；（2）液柱的質(zhì)量是m V Sh；
（3）液柱對(duì)平面的壓力是 F G mg Shg；
F gSh
（4）液柱對(duì)平面的壓強(qiáng)是 p gh；即 p gh
S S
2、液體壓強(qiáng)的單位：帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（Pa）。
3、應(yīng)用液體壓強(qiáng)公式時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問題
（1）凡是液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)，都可用 p gh來計(jì)算和討論；
（2）應(yīng)用公式 p gh時(shí)，統(tǒng)一國(guó)際單位，P-壓強(qiáng)（Pa），ρ-密度（kg/m3），h-深度（m），g取 10N/kg；
（3）深度：指定位置到自由液面的高度。
4、液體壓強(qiáng)的計(jì)算
例題、有人說，“設(shè)想你在 5km 深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢荒_伸到外面的水里，海水對(duì)你腳背壓力的大小相當(dāng)于 1000
個(gè)人所受的重力！”海水壓力真有這么大嗎？請(qǐng)通過估算加以說明。
解：因?yàn)槭枪浪悖Ｋ拿芏瓤梢匀ˇ?1×103kg/m3，g取 10N/kg。
腳背寬度取 8~10cm，腳背長(zhǎng)度取 12~15cm，則腳背面積為 96~150cm2，近似取 S=120cm2=1.2×10-2m2。
5km深處海水的壓強(qiáng)為 P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5×103m=5×107Pa，
腳背受的壓力為 F=PS=5×107Pa×1.2×10-2m2=6×105N，
一個(gè)成年人的質(zhì)量約為 60kg，所受的重力 G=mg=60kg×10N/kg=6×102N，
6 105 N
假設(shè)腳背所受壓力的大小相當(dāng)于 n個(gè)成年人所受的重力，則 n 1000，
6 102 N
估算結(jié)果表明，在深 5km 的海底，水對(duì)腳背的壓力確實(shí)相當(dāng)于 1000個(gè)人所受的重力。
F
5、壓強(qiáng)的定義式 p 與液體的壓強(qiáng)公式 p gh的區(qū)別與聯(lián)系
S
p F定義式 液體壓強(qiáng)公式 p gh
S
區(qū) 適用范圍 具有普遍的適用性 適用于液體
別 決定因素 壓力和受力面積 液體密度和深度
F
液體壓強(qiáng)公式 p gh是利用定義式 p 推導(dǎo)出來的，對(duì)于具有規(guī)則的側(cè)壁的豎直容器，
S
聯(lián)系 F
液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)用公式 p 和 p gh計(jì)算結(jié)果一致；對(duì)于其他不規(guī)則的容器，計(jì)算
S
液體壓強(qiáng)一定要用公式 p gh，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
三、連通器
1、定義：上端開口，下端連通的容器叫連通器。
2、原理：連通器中裝有同種液體，不流動(dòng)時(shí)，各容器中的液面高度總是相同的。
3、連通器的應(yīng)用：（1）茶壺；（2）鍋爐水位計(jì)；（3）過路涵洞；（4）自來水管；（5）船閘等。
三峽船閘是世界上最大的人造連通器。
第三節(jié) 大氣壓強(qiáng)
一、大氣壓的存在
1、探究大氣壓的實(shí)驗(yàn)：（1）用硬紙板蓋在裝滿水的杯子上，并倒置過來，硬紙片掉不下來；（2）點(diǎn)燃浸過酒精的棉
花放入廣口瓶中，然后用剝了皮的熟雞蛋堵住瓶口，熟雞蛋被吞進(jìn)瓶中；（3）用小抽氣機(jī)抽出密封的塑料瓶中的空氣，
塑料瓶變癟了；（4）馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，證明了大氣壓的存在。（5）活塞式抽水機(jī)利用了大氣壓將水壓上來。
2、大氣壓強(qiáng)：大氣對(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，通常簡(jiǎn)稱大氣壓或氣壓。
3、產(chǎn)生原因：（1）地球周圍有空氣層，這些空氣有質(zhì)量，在地球引力作用下會(huì)對(duì)浸在它里面的物體產(chǎn)生壓強(qiáng)；（2）
由于空氣具同液體一樣具有流動(dòng)性，所以大氣內(nèi)部各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。
4、大氣壓在我們周圍時(shí)刻存在，我們沒感覺到是因?yàn)槿梭w內(nèi)外空氣相通，身體各部位內(nèi)外所受的壓力相同，內(nèi)外平衡。
二、大氣壓的測(cè)量
1、托里拆利實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)方法：①拿一根長(zhǎng)約 1m、一端封閉的玻璃管，在管內(nèi)灌滿水銀；②用食指堵住開口一端，把管豎直倒立在
水銀槽里，放開食指，管內(nèi)水銀面下降；③當(dāng)管內(nèi)水銀面不再下降時(shí)，用刻度尺測(cè)出水銀柱的垂直高度，這個(gè)水銀柱
產(chǎn)生的壓強(qiáng)就等于大氣壓強(qiáng)的值；④根據(jù)液體壓強(qiáng)公式 p gh，即可算出大氣壓的值，
P0 gh 1.36 10
4kg/m3 9.8N / kg 0.76m 1.013 105Pa。
（2）注意事項(xiàng)：①玻璃管中要求充滿水銀，不能留有氣泡；
②測(cè)量高度時(shí)要測(cè)水銀槽的水銀面到玻璃管中水銀面的垂直高度。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：測(cè)得大氣壓的值等于 760mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，約 1.013×105Pa，通常把這樣大小的大氣壓叫做標(biāo)
準(zhǔn)大氣壓，即 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mmHg≈1.013×105Pa。
2、測(cè)量大氣壓的工具
（1）氣壓計(jì)：測(cè)量大氣壓的儀器叫做氣壓計(jì)；
（2）水銀氣壓計(jì)：常用于氣象站和實(shí)驗(yàn)室，特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確，但攜帶不方便；
（3）金屬盒氣壓計(jì)：又叫無液氣壓計(jì)，可以改造成高度計(jì)，特點(diǎn)是方便攜帶。
三、影響大氣壓的因素
相關(guān)因素 具體描述 應(yīng)用說明
海拔高度 海拔越高，氣壓越小 離地面越高，空氣越稀薄，氣壓越小
天氣、季節(jié) 一般晴天比陰天氣壓高，冬天比夏天 空氣中水蒸氣含量越大，氣壓越低
氣壓高
沸點(diǎn) 一切液體的沸點(diǎn)都隨氣壓的減小而降 在青藏高原上，水的沸點(diǎn)僅為 80℃左右，家用
低，隨氣壓的增大而升高 壓力鍋內(nèi)水的沸點(diǎn)可達(dá) 120℃左右。
自制氣壓計(jì) 奧運(yùn)火炬?zhèn)鬟f 高壓鍋?zhàn)鲲?活塞式抽水機(jī)工作示意圖
第四節(jié) 流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
一、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
1、流體：物理學(xué)中把具有流動(dòng)性的液體與氣體稱為流體，如水，空氣等。流體的壓強(qiáng)跟流速有關(guān)系。
2、實(shí)驗(yàn)探究：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)探究 現(xiàn)象 分析
在兩根筷子中間放上兩個(gè)乒乓 兩個(gè)乒乓球向中間滾動(dòng) 乒乓球向中間靠攏，外側(cè)所受氣體的壓
球，用吸管向中間吹氣 強(qiáng)大，內(nèi)側(cè)所受的壓強(qiáng)小
在水面上放兩只小紙船，用水管 小紙船向中間靠攏，幾乎 小紙船向中間靠攏，說明外側(cè)所受的液
向兩船中間的水域沖水 靠在一起 體壓強(qiáng)大，內(nèi)側(cè)所受的液體壓強(qiáng)小
把一紙條放在嘴邊，用力從紙條 紙條就會(huì)向上飄起來 紙條飄起來，說明上面大氣壓強(qiáng)小，下
上方向前吹氣 面大氣壓強(qiáng)大
結(jié)論：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小。
3、利用流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系解釋有關(guān)現(xiàn)象，按以下步驟：
（1）確定流速大的地方在哪（一般在較寬闊的地方流速小，較狹窄的地方流速大；運(yùn)動(dòng)物體周圍流速大，其余地方流
速小）；（2）根據(jù)壓強(qiáng)大小確定壓力大小及壓力差的方向；（3）根據(jù)壓力差作用分析產(chǎn)生的各種現(xiàn)象。
4、相關(guān)現(xiàn)象：（1）窗外有風(fēng)吹過，窗簾飄向窗外；（2）汽車開過后，路兩側(cè)的塵埃向路中間靠攏；
（3）打乒乓球時(shí)發(fā)出的“旋轉(zhuǎn)球 （4）大海中旋渦中心向下凹。
二、飛機(jī)的升力
迎面吹來的風(fēng)分別流經(jīng)上、下兩個(gè)表面，上表面氣流通過的距離長(zhǎng)、流速大；下表面氣
流通過的距離短、流速小，這樣，機(jī)翼受到的向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng)，形成壓力差，
即升力，飛機(jī)的升力產(chǎn)生于機(jī)翼。

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