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2024中考物理復(fù)習(xí)專題10 壓強(qiáng)(4考點(diǎn)+10考向)(講義)(原卷版+解析版)

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2024中考物理復(fù)習(xí)專題10 壓強(qiáng)(4考點(diǎn)+10考向)(講義)(原卷版+解析版)

資源簡介

專題10 壓強(qiáng)(講義)(解析版)
目錄
考情分析 2
知識建構(gòu) 2
考點(diǎn)一 壓強(qiáng) 3
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 3
提升·必考題型歸納 4
考向01 探究影響壓力作用效果的因素 4
考向02 壓力、壓強(qiáng)及其計(jì)算 6
考向03 減小或增大壓強(qiáng)的方法 8
考點(diǎn)二 液體壓強(qiáng) 10
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 10
提升·必考題型歸納 12
考向01 液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) 12
考向02 液體壓強(qiáng)相關(guān)計(jì)算 14
考向03 連通器 16
考點(diǎn)三 大氣壓強(qiáng) 17
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 17
提升·必考題型歸納 18
考向01 大氣壓強(qiáng)與應(yīng)用 18
考向02 大氣壓強(qiáng)的測量 20
考點(diǎn)四 流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系 23
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 23
提升·必考題型歸納 24
考向01 流體壓強(qiáng)現(xiàn)象 24
考向02 飛機(jī)的升力 26
一、課標(biāo)考點(diǎn)分析
考點(diǎn)內(nèi)容 課標(biāo)要求 命題預(yù)測
探究壓力作用效果的影響因素 通過實(shí)驗(yàn),理解壓強(qiáng) 《壓強(qiáng)》是力學(xué)部分的重點(diǎn)內(nèi)容,也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中較難的部分,尤其是壓強(qiáng)的相關(guān)計(jì)算是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對壓強(qiáng)的學(xué)習(xí)應(yīng)和生產(chǎn)和生活中的實(shí)例相結(jié)合,為此,在備考中,考生應(yīng)注重所學(xué)概念和規(guī)律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。 本單元??碱}型有:選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)探究題、計(jì)算題和綜合題等。 主要命題點(diǎn)有:探究壓力作用效果的影響因素、壓強(qiáng)及其計(jì)算、增大或減小壓強(qiáng)的方法、探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)、液體壓強(qiáng)的計(jì)算、連通器、大氣壓強(qiáng)及其應(yīng)用、流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系等
壓強(qiáng)及其計(jì)算
增大、減小壓強(qiáng)的方法 知道增大和減小壓強(qiáng)的方法,了解壓強(qiáng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用
探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) 探究并了解液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
液體壓強(qiáng)及其計(jì)算 了解液體壓強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)例
連通器 知道連通器的特點(diǎn)及生活中應(yīng)用連通器的實(shí)例
大氣壓強(qiáng)的存在及應(yīng)用 知道大氣壓強(qiáng)及其與人類生活的關(guān)系,了解大氣壓強(qiáng)的測量方法
大氣壓強(qiáng)的測量
生活中流體壓強(qiáng)現(xiàn)象 了解流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用
飛機(jī)的升力
二、考情分析
《壓強(qiáng)》是中考必考內(nèi)容,也是力學(xué)考題較為集中的部分。本單元的考題在試卷中所占分值一般在2-5分之間,并會出現(xiàn)壓強(qiáng)與浮力相結(jié)合的考題。由于考題類型、考點(diǎn)分布和所占分值差異較大,所以考生在加強(qiáng)對本單元復(fù)習(xí)時(shí),應(yīng)注重考點(diǎn)與考題的結(jié)合,做好備考準(zhǔn)備。對本單元的考查,從出現(xiàn)概率看,主要有:壓強(qiáng)及其計(jì)算、增大或減小壓強(qiáng)的方法、液體壓強(qiáng)的計(jì)算、大氣壓強(qiáng)及其應(yīng)用、探究壓力作用效果的影響因素、探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)、連通器、流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系等。
考點(diǎn)一 壓強(qiáng)
一、壓力
概念 釋義
壓力 物體間由于發(fā)生擠壓而垂直作用在受力面上的力
壓力產(chǎn)生的條件 兩個(gè)物體必須接觸,而且有擠壓的作用
壓力的方向 垂直于受力物體表面并指向被壓物體
作用點(diǎn) 被壓物體的受力面上,作用點(diǎn)等效作用在接觸面中心
壓力的性質(zhì) 壓力是相互接觸的物體彼此擠壓對方使物體表面發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力,屬于彈力
壓力與重力 只有物體處于水平面且在豎直方向只受重力和支持力時(shí),物體對水平面壓力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但壓力不是重力
二、壓強(qiáng)
概念 釋義
壓強(qiáng) 物體所受壓力與受力面積之比(比值定義法)
物理意義 表示壓力作用效果的物理量
公式 。F-壓力,單位為N;S-受力面積,單位m2;p-壓強(qiáng)(單位Pa)
單位 帕斯卡,簡稱帕,用符號Pa表示
變形公式 根據(jù)公式及其變形公式F=pS、可以進(jìn)行壓強(qiáng)、壓力和受力面積的計(jì)算
公式的應(yīng)用 為壓強(qiáng)的定義式,運(yùn)用于所有狀態(tài)下的壓強(qiáng)的計(jì)算
根據(jù)公式及其變形公式F=pS、可以進(jìn)行壓強(qiáng)、壓力和受力面積的計(jì)算
公式中的“S”為受力面積,是指兩個(gè)物體實(shí)際的接觸面積。常見面積單位換算關(guān)系為:1m2=104cm2=106mm2
公式中的“F”為壓力,不是重力,但受力面積為水平面且物體在豎直方向只受重力和支持力時(shí),壓力大小等于重力大小
▲拓展培優(yōu) 柱狀物體固體壓強(qiáng)的計(jì)算(公式p=ρgh的使用條件) (1)質(zhì)地均勻、形狀規(guī)則的實(shí)心柱體(圓柱體或棱柱體); (2)物體放在水平桌面上,受力面積與其底面積相等; (3)物體對水平面的壓力等于物體的重力大小。
(
壓力與壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系
1.概念不同:壓力是由于發(fā)生擠壓而垂直作用在物體表面上的力;壓強(qiáng)是物體所受壓力與受力面積之比,即物體單位面積上所受的壓力大??;
2.意義不同:壓力是壓強(qiáng)產(chǎn)生的必要條件,壓強(qiáng)表示壓力的作用效果。
作用力和反作用力是同時(shí)產(chǎn)生的,并沒有先后之分。在初中物理中,為了表述準(zhǔn)確、規(guī)范,一般說相互作用力,而不說作用力和反作用力。
)
三、怎樣增大或減小壓強(qiáng)
1.增大壓強(qiáng)
(1)受力面積一定時(shí),增大壓強(qiáng):①給壓路機(jī)裝上質(zhì)量很大的碾子;②利用重錘釘釘子;③剎車時(shí)用力握住車閘。
(2)壓力一定時(shí),減小受力面積:①刀斧、切屑工具的刀片都會磨的很?。虎趫D釘(如圖甲)、針、鋸齒的尖端加工得很尖。
(3)增大壓力同時(shí)減小受力面積:砍柴時(shí),斧頭磨得很鋒利,同時(shí)加大力量。
2.減小壓強(qiáng)
(1)受力面積一定時(shí),減小壓力:現(xiàn)代建筑中廣泛使用空心磚。
(2)壓力一定時(shí),增大受力面積:①高樓大廈的地基很寬;②載重汽車有很寬大的輪子;③鐵軌下鋪設(shè)枕木(如圖乙所示);④滑雪時(shí)穿上滑雪板。
(3)減小壓力的同時(shí)增大受力面積:學(xué)生背書包上學(xué)時(shí)盡量少裝物品,并選用背帶較寬的書包(如圖丙)。
▲拓展培優(yōu) 從壓強(qiáng)的角度認(rèn)識超載的危害 貨車超載后不僅會因?yàn)閼T性增大不易剎車,引發(fā)交通事故,還會使貨車對路面的壓強(qiáng)過大,超出路面能夠承受的極限,損壞路面。
考向01 探究影響壓力作用效果的因素
【例1】(2023·寧夏)某同學(xué)利用小桌、海綿、砝碼等實(shí)驗(yàn)器材,探究“影響壓力作用效果的因素”的實(shí)驗(yàn),探究過程如圖所示:
(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察海綿的______來比較壓力作用效果。
(2)對比______兩圖,可以探究壓力作用效果與受力面積的關(guān)系。
(3)對比甲、乙兩圖可以得出結(jié)論:當(dāng)受力面積一定時(shí),______,壓力作用效果越明顯。請列舉一個(gè)生產(chǎn)生活中應(yīng)用該結(jié)論的事例:______。
【答案】①凹陷程度;②乙、丙;③壓力越大;④壓路機(jī)的碾子很重。
【解析】(1)[1]本實(shí)驗(yàn)是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的,采用了轉(zhuǎn)換法。
(2)[2]探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制壓力的大小不變,通過比較圖乙、丙,說明壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)[3]比較圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)可知,受力面積相同,乙的壓力較大,乙的壓力作用效果較明顯,則可得出結(jié)論:當(dāng)受力面積一定時(shí)壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
[4]生產(chǎn)生活中應(yīng)用當(dāng)受力面積一定時(shí)壓力越大,壓力的作用效果越明顯的例子:壓路機(jī)的碾子很重是在受力面積一定時(shí),增大壓力,增大壓強(qiáng)。
【變式1-1】(2023·岳陽)一個(gè)裝滿書的箱子,用圖示三種不同方式提起并保持靜止。甲圖中繩子對手的拉力為F甲,乙圖中繩子對手的拉力為F乙。以下說法正確的是(  )。
A. F甲>F乙
B. F甲C. 比較乙、丙兩圖,乙圖中繩子對手的勒痕更深一些
D. 比較乙、丙兩圖,丙圖中繩子對手的勒痕更深一些
【答案】C。
【解析】AB.由題意知,一個(gè)裝滿書的箱子,用圖示三種不同方式提起并保持靜止,此時(shí)箱子都受力平衡,因此拉力等于總重力,即F甲=F乙=F丙=G總,故AB錯(cuò)誤;
CD.由上述可知,手受到的壓力相同,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯,即繩子對手的勒痕更深一些,乙圖中受力面積更小,因此乙圖中繩子對手的勒痕更深一些,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
【變式1-2】(2023·南京)在“探究影響壓力作用效果因素”與“探究影響重力勢能大小因素”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,均可通過如圖所示器材完成實(shí)驗(yàn)。以下關(guān)于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的四個(gè)判斷中錯(cuò)誤的是( ?。?。
A. 都選用大小不同的木塊是為了改變相同的物理量;
B. 都需要觀察小桌陷入沙中的深度;
C. 前者實(shí)驗(yàn)不需要將木塊從小桌正上方一定高度自由釋放;
D. 后者實(shí)驗(yàn)中小桌不需要倒放
【答案】A。
【解析】A.在“探究影響壓力作用效果因素”實(shí)驗(yàn)中,選用大小不同的木塊是為了改變壓力大小;在“探究影響重力勢能大小因素”實(shí)驗(yàn)中,選用大小不同的木塊是為了改變質(zhì)量大小,所以兩個(gè)使用改變的物理量不同,故A錯(cuò)誤,符合題意;
B.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法,前者實(shí)驗(yàn)通過觀察小桌陷入沙中的深度,判斷壓強(qiáng)大??;后者實(shí)驗(yàn)通過觀察小桌陷入沙中的深度,判斷重力勢能的大小,故B正確,不符合題意;
C.前者實(shí)驗(yàn)探究壓力大小對壓力作用效果的影響,不需要將木塊從小桌正上方一定高度自由釋放,故C正確,不符合題意;
D.后者實(shí)驗(yàn)探究質(zhì)量大小對重力勢能大小的影響,小桌不需要倒放,只需要觀察,小桌陷入沙中的深度,故D正確,不符合題意。故選A。
考向02 壓力、壓強(qiáng)及其計(jì)算
(
(1)疊加體壓強(qiáng)的計(jì)算:1)單獨(dú)的長方體放在水平面上,對地面的壓強(qiáng)可用p=ρgh計(jì)算;2)疊加后對地面的壓力都等于二者重力之和,用
比較計(jì)算。
(2)壓力、壓強(qiáng)的比較:1)比較固體壓力、壓強(qiáng)時(shí),一般先比較壓力的大小,再結(jié)合受力面積比較壓強(qiáng)的大小;2)對于密度均勻的水平面上的柱狀物體,也可以用公式p=ρgh比較壓強(qiáng),再利用F=pS比較壓力。
(3)壓強(qiáng)、質(zhì)量與密度綜合:1)對于密度均勻的柱狀物體,放立在水平面上時(shí),對地面的壓強(qiáng)可以用公式p=ρgh計(jì)算;2)由壓強(qiáng)相等受力面積不等,根據(jù)公式F=pS判斷壓力的大小,從而比較重力的大小和質(zhì)量的大小。
(4)壓力、壓強(qiáng)與圖像的結(jié)合:1)首先找出圖像所表示的含義;2)觀察圖像特點(diǎn),找出關(guān)鍵信息;3)根據(jù)找出的特點(diǎn),利用所學(xué)知識和公式進(jìn)行計(jì)算。
)
【例2】(2023·懷化)把裝滿水的礦泉水瓶從正立變?yōu)榈沽⑾铝形锢砹看笮「淖兊氖牵ā 。?br/>A. 桌面的受力面積大小 B. 礦泉水瓶的重力大小
C. 礦泉水瓶對桌面的壓力大小 D. 礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)大小
【答案】AD。
【解析】A.如圖,因?yàn)槠康椎拿娣e大于瓶蓋的面積,所以把礦泉水瓶從正立變?yōu)榈沽⒑螅烂娴氖芰γ娣e變小了,故A符合題意;
B.礦泉水瓶從正立放置變?yōu)榈沽⒎胖?,質(zhì)量沒有變化,根據(jù)可知,質(zhì)量不變則重力不變,故B不符合題意;
C.由題可知,礦泉水瓶對桌面的壓力始終等于礦泉水瓶和瓶內(nèi)水的總重力,礦泉水瓶從正立放置變?yōu)榈沽⒎胖?,其總重力不變,則礦泉水瓶對桌面的壓力大小不變,故C不符合題意;
D.礦泉水瓶從正立放置變?yōu)榈沽⒎胖?,礦泉水瓶對桌面的壓力大小不變,根據(jù)可知,壓力相等時(shí),受力面積小的壓強(qiáng)大,所以礦泉水瓶從正立變?yōu)榈沽⒌倪^程中,礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)變大,故D符合題意。故選AD。
【變式2-1】(2023·衡陽)如圖所示是北京冬奧會中國女子冰壺比賽時(shí)的情景。冰壺由花崗巖鑿磨而成,質(zhì)量為20kg,體積為,停在冰面上時(shí)冰壺與冰面的接觸面積為0.02m2。某次比賽中,投擲手將冰壺推出,冰壺在12s內(nèi)向前滑行了18m。求:
(1)冰壺在滑行過程中的平均速度;
(2)冰壺的密度;
(3)冰壺停在水平冰面上時(shí),冰壺對冰面的壓強(qiáng)。
【答案】(1)1.5m/s;(2)2.5×103kg/m3;(3)1×104Pa。
【解析】(1)冰壺在滑行過程中的平均速度
(2)冰壺的密度
(3)冰壺停在水平冰面上時(shí),冰壺對冰面的壓力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
冰壺停在冰面上時(shí)對冰面的壓強(qiáng)。
答:(1)冰壺在滑行過程中的平均速度是1.5m/s;(2)冰壺的密度是2.5×103kg/m3;(3)冰壺停在水平冰面上時(shí),冰壺對冰面的壓強(qiáng)是1×104Pa。
【變式2-2】 (2023·恩施州)如圖所示,每塊磚的質(zhì)量相等,長、寬、高分別是40cm、20cm、10cm,以三種方式擺放在水平地面上。比較地面受到壓強(qiáng)p甲、p乙、p丙的大小,正確的是(  )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】每塊磚的質(zhì)量相等,由G=mg得到每塊磚的重力相等,三種方式對地面的壓力都等于3塊磚的總重力,所以壓力相等,甲圖中,受力面積S甲=40cm×3×10cm=1200cm2
乙圖中,受力面積S乙=40cm×10cm=400cm2
丙圖中,受力面積S丙=40cm×20cm=800cm2
三種方式受力面積大小關(guān)系S甲>S丙>S乙
由可知地面受到壓強(qiáng)大小關(guān)系為p乙>p丙>p甲
故選D。
【變式2-3】(2023·廣西)質(zhì)量分布均勻的實(shí)心正方體A、B置于水平桌面上,如圖甲。將B沿水平方向截取高為h的柱體,并將該柱體疊放在A上,A、B剩余部分對桌面的壓強(qiáng)p隨截取高度h的變化關(guān)系如圖乙,則B的密度為___________,A的重力為___________N(g取10N/kg)
【答案】①0.6×103;②6。
【解析】[1]質(zhì)量分布均勻的實(shí)心正方體置于水平桌面上,對水平桌面的壓強(qiáng)
由圖乙可知,截取前有pB=6×102Pa,B的高度是10cm,B的密度為
[2]由圖乙可知,當(dāng)B截取2cm時(shí),B剩余部分對桌面的壓強(qiáng)
此時(shí)將截取的B物體疊放在A上,對桌面的壓強(qiáng)也是480Pa,即

B的重力
由圖乙可知,B放到A上面對水平桌面的壓強(qiáng)是8×102Pa,即,②
由①和②得到GA=6N。
考向03 減小或增大壓強(qiáng)的方法
【例3】(2023·徐州)下列實(shí)例中,屬于減小壓強(qiáng)的是(  )。
A. 篆刻刀的鋒利刀口 B. 駱駝的寬大腳掌
C. 注射器的尖銳針頭 D. 壓路機(jī)質(zhì)量很大的碾子
【答案】B。
【解析】A.篆刻刀的鋒利刀口,是在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng),故A不符合題意;
B.駱駝的寬大腳掌,是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng),故B符合題意。
C.注射器的尖銳針頭,是在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng),故C不符合題意;
D.壓路機(jī)質(zhì)量很大的碾子,是在受力面積一定時(shí),通過增大壓力來增大壓強(qiáng),故 D不符合題意。
故選B。
【變式3-1】(2023·廣東)小明買了一個(gè)方便移動儲物箱,如題圖所示。儲物箱安裝輪子的目的是(  )。
A. 增大摩擦 B. 減小摩擦 C. 增大壓強(qiáng) D. 減小壓強(qiáng)
【答案】B。
【解析】儲物箱安裝滾輪是將滑動摩擦力轉(zhuǎn)換為滾動摩擦力以減小摩擦力。
故選B。
【變式3-2】(2023·煙臺)在2023年的央視春晚上,來自煙臺的金娃藝術(shù)團(tuán)表演的具有濃郁“海陽大秧歌”特色的兒童舞蹈《我和爺爺踩高蹺》在全球華人面前華彩綻放。當(dāng)小朋友踩在高蹺(如圖所示)上豎直站立不動時(shí),下列說法正確的是( )。
A. 高蹺對地面的壓力與地面對高蹺的支持力是一對平衡力;
B. 小朋友所受的重力與小朋友對踏板的壓力是一對平衡力;
C. 小朋友單腿站立比雙腿站立時(shí)對地面的壓強(qiáng)??;
D. 纏繞高蹺和小朋友腿的綁帶比較寬大是為了減小壓強(qiáng)
【答案】D。
【解析】AB.一對平衡力要滿足:大小相等、方向相反、作用在同一直線上,作用在同一物體上。高蹺對地面的壓力,受力物體是地面;地面對高蹺的支持力,受力物體是高蹺;兩個(gè)力不是作用在同一物體上,不是一對平衡力;小朋友所受的重力與小朋友對踏板的壓力,方向都是豎直向下的,不符合平衡力的特征,因此不是一對平衡力,故AB錯(cuò)誤;
C.小朋友單腳和雙腳站立時(shí),對地面的壓力大小與重力大小相等,因此壓力不變;單腿站立時(shí)的受力面積更小,根據(jù)可知,壓力不變時(shí),受力面積越小,壓強(qiáng)越大,故小朋友單腿站立比雙腿站立時(shí)對地面的壓強(qiáng)大,故C錯(cuò)誤;
D.纏繞高蹺和小朋友腿的綁帶比較寬大,是在壓力不變的條件下,增大受力面積,從而減小壓強(qiáng),故D正確。故選D。
考點(diǎn)二 液體壓強(qiáng)
一、液體壓強(qiáng)
液體壓強(qiáng)的產(chǎn)生 液體受到重力作用,液體具有流動性
探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) (1)U型管壓強(qiáng)計(jì):當(dāng)將壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入液體內(nèi)部時(shí),探頭上的橡皮膜受到液體壓強(qiáng)的作用會發(fā)生形變,使U性管兩側(cè)液面產(chǎn)生高度差。兩側(cè)液面的高度差越大,表明探頭處橡皮膜受到的壓強(qiáng)越大
物理方法 控制變量法:(1)控制探頭的深度、液體的密度相同,改變壓強(qiáng)計(jì)探頭的方向;(2)控制液體的密度、探頭的方向相同,改變探頭的深度;(3)控制探頭在液體中的深度、方向相同,改變液體的密度
轉(zhuǎn)換法:研究內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律時(shí),通過壓強(qiáng)計(jì)中U型管兩側(cè)液面的高度差來反映液體壓強(qiáng)的大小
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) 液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),在同種液體的同一深度,向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等
同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體密度有關(guān),在深度相同時(shí),液體的密度越大,壓強(qiáng)越大
二、液體壓強(qiáng)的大小
1.液體壓強(qiáng)的大小
公式 p=ρgh
物理量與單位 (1)壓強(qiáng):用p表示,單位帕斯卡(Pa); (2)液體的密度:用ρ表示,單位千克每立方米(kg/m3); (3)重力常數(shù):用g表示,單位牛頓每千克(N/kg); (4)液體的深度:用h表示,單位米(m)
對液體壓強(qiáng)的理解 (1)由公式p=ρgh可知,在g值不變的情況下,液體壓強(qiáng)只與密度和深度有關(guān),與質(zhì)量、體積無關(guān)
(2)液體深度是指液體中被研究的點(diǎn)到液體自由液面的豎直距離
(3)公式p=ρgh適用于靜止、均一的液體,不適用于流動的液體
(4)均質(zhì)、實(shí)心、豎直的柱狀固體(如長方體、正方體、圓柱體、棱柱體等)對水平面的壓強(qiáng)p=ρ固gh是求固體壓強(qiáng)的已知特殊情況,而液體壓強(qiáng)公式p=ρgh適用于計(jì)算任何靜止、均一的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)
2.液體對容器底的壓力與液體自身重力的關(guān)系
容器的形狀是多種多樣的,但可以歸納為如圖所示三種基本類型。在求液體對容器底部的壓力或壓強(qiáng)時(shí),我們可以根據(jù)需要,靈活運(yùn)用相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算。
容器類型 容器底部受到液體壓力的定性分析 容器底部受到液體壓力的等量分析
由于液體所受重力的方向是豎直向下的,可以認(rèn)為柱狀容器中液體重力全部作用在容器底部,所以F壓=G液 液體對容器底部的壓力:F壓=pS=ρghS=ρgV柱,即F壓=G液(V柱指液柱的體積)
在口大底小的敞口容器中,柱狀線外部一部分液體的重力作用在斜面的側(cè)壁上,液體對容器底的壓力只等于以其底面積大小形成的柱狀的重力,所以F壓口小底大的縮口容器中,側(cè)壁會受到液體垂直側(cè)面斜向上的壓力,因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的,所以側(cè)壁不但不起支持液體的作用,反而給液體施加了一個(gè)斜向下的壓力,于是容器底部不但要承受液體的重力,而且還要承受側(cè)壁對液體施加的向下的壓力,所以F壓>G液 液體對容器底的壓力:F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F(xiàn)壓=G柱>G液,即F壓>G液,(V柱、G柱指以容器底面積大小形成的液柱的體積和重力)
三、連通器
1.連通器:上端開口、下端連通的容器叫做連通器。
2.連通器的特點(diǎn):連通器里裝入同種液體,當(dāng)液體部流動時(shí),連通器各部分中的液面高度總是相同的,如圖所示。
★特別提醒 連通器各部分中的液面高度相同時(shí)的條件:一、連通器中的液體是同種液體;二、液面靜止。
3.連通器的應(yīng)用
茶壺的壺身和壺嘴構(gòu)成連通器,方便倒水 下水彎的U型“反水彎”是一個(gè)連通器,阻擋下水道的異味進(jìn)入室內(nèi) 鍋爐水位計(jì)的玻璃管和鍋爐構(gòu)成連通器,可顯示鍋爐內(nèi)的水位 水塔和自來水管構(gòu)成連通器,將水送到千家萬戶
過路涵洞是一個(gè)連通器,使水從道路一側(cè)流到另一側(cè) 養(yǎng)殖場的自動加水器實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)連通器,可保持飲水槽內(nèi)水位不變 船閘利用連通器原理實(shí)現(xiàn)船只通航
考向01 液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)
【例1】如圖所示,將一長方體從水中勻速提起直至下表面剛好離開水面,此過程容器底受到水的壓強(qiáng)p隨時(shí)間t變化的圖像大致為( ?。?。
A.B.C.D.
【答案】C。
【解析】B.如圖所示,長方體浸沒水中且長方體上表面在水面下有一定的距離,長方體從水中勻速提起不會立即露出水面,即水的深度不會立即減小,故B不符合題意。
ACD.如圖所示,設(shè)從水中勻速提起的速度為v,長方體的底面積為S2,長方體露出水面的體積
設(shè)容器的底面積為S1,容器中水面減小的深度
即深度變化與勻速提起直至下表面剛好離開水面的時(shí)間成正比,根據(jù)得,減小的壓強(qiáng)隨勻速提起直至下表面剛好離開水面的時(shí)間的增加而減小。結(jié)合選項(xiàng)的解析得,故AD不符合題意,C符合題意。
故選C。
【變式1-1】如圖所示,在“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)圖A所示壓強(qiáng)計(jì)在使用前,需觀察U形管兩邊液面是否相平,要檢查裝置的氣密性。請簡述檢查氣密性的方法:_______。實(shí)驗(yàn)中通過_________顯示液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小。
(2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)的情形如圖B、C、D所示。
①比較圖B和圖C可以探究的問題是___________。
②保持探頭在水中的深度不變,改變它的方向如圖C、D所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以初步得出結(jié)論:______。
(3)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn):在同種液體內(nèi)部同一深度處,使用不同的壓強(qiáng)計(jì),U形管兩側(cè)液面的高度差不完全相同。他認(rèn)為可能與探頭橡皮膜安裝的松緊有關(guān)。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明他的觀點(diǎn)_________。
【答案】用大拇指輕壓橡皮膜,若U形管液面有高度差,則氣密性良好;U形管液面有高度差;同種液體,液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系;在同種液體內(nèi)部同一深度處,各個(gè)方向壓強(qiáng)相等;兩個(gè)相同的壓強(qiáng)計(jì),一個(gè)橡皮膜比較松,一個(gè)比較緊,同時(shí)伸入同一種液體,同一深度,觀察兩壓強(qiáng)計(jì)U形管液面高度差的區(qū)別。
【解析】(1)用大拇指輕壓橡皮膜,若U形管液面有高度差,則氣密性良好;U形管液面有高度差,高度差越大,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大。
(2)圖B和圖C深度不同,故探究的是同種液體,液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系;如圖C、D所示,同種液體,水中的深度不變,U形管液面有高度差相同,故結(jié)論為在同種液體內(nèi)部同一深度處,各個(gè)方向壓強(qiáng)相等。
(3)變量為橡皮膜安裝的松緊程度,兩個(gè)相同的壓強(qiáng)計(jì),一個(gè)橡皮膜比較松,一個(gè)比較緊,同時(shí)伸入同一種液體,同一深度,觀察兩壓強(qiáng)計(jì)U形管液面高度差的區(qū)別。
【變式1-2】如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平底容器,分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是( ?。?br/>①容器對桌面的壓力:F甲>F乙
②液體的密度:ρ甲=ρ乙
③液體對容器底部的壓強(qiáng):p甲>p乙
④容器對桌面的壓強(qiáng):p甲′=p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【答案】D。
【解析】①水平桌面上,甲乙兩個(gè)容器中兩種液體質(zhì)量相等,則重力相等,容器底面積和質(zhì)量相同,故對桌面的壓力F甲=F乙,由p=得,容器對桌面的壓強(qiáng):p甲′=p乙′,故①錯(cuò)誤,④正確;
②因?yàn)槿萜鞯酌娣e相同,液體同高,乙中液體的體積大于甲中液體的體積,因?yàn)橘|(zhì)量相同,所以ρ甲>ρ乙,故②錯(cuò)誤;
③由圖知,兩容器中液體的深度相同,由②知ρ甲>ρ乙,根據(jù)p=ρgh知,液體對杯底的壓強(qiáng)p甲>p乙;故③正確。
綜上所述,①②錯(cuò)誤,③④正確。故選:D。
考向02 液體壓強(qiáng)相關(guān)計(jì)算
(
壓力、壓強(qiáng)的分析與計(jì)算順序:
解答關(guān)于壓強(qiáng)的綜合題時(shí)一定要注意分析、計(jì)算的是固體壓強(qiáng)還是液體壓強(qiáng)。
(1)固體(先壓力后壓強(qiáng)):一、分析、計(jì)算壓力;二、由
分析計(jì)算壓強(qiáng)。
(2)液體(先壓強(qiáng)后壓力):一、根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh分析、計(jì)算液體的壓強(qiáng);二、根據(jù)F=pS分析、計(jì)算壓力。
★易錯(cuò)警示
液體壓力與壓強(qiáng)的計(jì)算:對應(yīng)形狀不規(guī)則的容器,里面裝的液體對容器底的壓力F一般不等于液體的重力G

)
【例2】如圖所示,將未裝滿水且密閉的礦泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,下列說法中正確的是( )。
A.水對容器底的壓強(qiáng)減小,礦泉水瓶對桌面的壓力增大;
B.水對容器底的壓強(qiáng)減小,礦泉水瓶對桌面的壓力減小;
C.水對容器底的壓強(qiáng)增大,礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)減?。?br/>D.水對容器底的壓強(qiáng)增大,礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)增大
【答案】D。
【解析】由圖可知,水瓶由正立到倒立,水的深度變大,據(jù)知,水對容器底的壓強(qiáng)變大;
而礦泉水瓶對桌面的壓力等于瓶與水的總重力,整個(gè)過程中,這個(gè)總重力不變,所以壓力不變,但受力面積變小,據(jù)知,礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)變大,故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選D。
【變式2-1】底面積300cm2、深度20cm的薄壁圓柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水如圖甲;然后將一質(zhì)量為2.7kg的實(shí)心正方體鋁塊放入水中,如圖乙。(ρ鋁=2.7×103kg/m3)求:
(1)鋁塊的體積是多少m3?
(2)圖甲中容器對水平桌面的壓強(qiáng)為多少Pa?
(3)放入鋁塊后,水對容器底部的壓強(qiáng)增加了多少Pa?
【答案】(1)1×10-3m3;(2)800Pa;(3)300Pa。
【解析】(1)由得,鋁塊的體積
(2)甲容器的底面積
甲容器的高度
甲容器中水的高度
放入鋁塊前,容器對桌面的壓力大小等于容器和水的總重力,即
由得容器對桌面的壓強(qiáng)
(3)根據(jù)鋁塊的體積,可計(jì)算出鋁塊的棱長
鋁塊的底面積
而且ρ鋁>ρ水,可知鋁質(zhì)鋁塊沉底,比較甲、乙兩圖可知,放入鋁塊后,水的深度
可知,鋁塊沒有浸沒水中,則水深增加量
所以,放入鋁塊后,水對容器底部的壓強(qiáng)增加量

答:(1)鋁塊的體積是1×10-3m3;(2)圖甲中容器對水平桌面的壓強(qiáng)為800Pa;(3)放入鋁塊后,水對容器底部的甲、乙壓強(qiáng)增加了300Pa。
【變式2-2】(多選)有一重2N的圓柱形玻璃杯(杯壁厚度不計(jì)),底面積為100cm2,裝有一定質(zhì)量的煤油,杯底到油面的高度為20cm,放在水平桌面上(取g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3),則下列結(jié)果正確的是( )。
A.煤油對杯底的壓強(qiáng)是1.6×103Pa;B.杯底對桌面的壓強(qiáng)是1.8×l03 Pa;
C.煤油對杯底的壓力是16N; D.杯子受到桌面的支持力是16N
【答案】ABC。
【解析】A、煤油對杯底的壓強(qiáng)屬于液體類壓強(qiáng);P底=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa;故A正確。
B、煤油體積V=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3;煤油質(zhì)量m油=ρV=0.8×103kg/m3×0.002m3=1.6kg;
煤油重力G油=m油g=1.6kg×10N/kg=16N;桌面受壓力F=G杯+G油=2N+16N=18N;
桌面受壓強(qiáng);故B正確。
C、煤油對杯底的壓力F底=P底S=1.6×103Pa×0.01m2=16N;故C正確。
D、杯子受的支持力等于杯子對桌面的壓力即F支=F=18N;故D錯(cuò)誤。故選ABC。
考向03 連通器
【例3】位于陜西涇陽的鄭國渠,是我國古代三大水利工程之一、如圖是鄭國渠跨路面兩側(cè)的截面示意圖,兩側(cè)水渠和中間的涵洞可以看作是一個(gè)________;當(dāng)水不流動時(shí),水對A點(diǎn)的壓強(qiáng)______(選填“大于”、“等于”或“小于”)水對B點(diǎn)的壓強(qiáng)。
【答案】①連通器;②小于。
【解析】[1] 跨路面兩側(cè)的水渠是上上端開口、下端連通的,當(dāng)液體不流動時(shí),液面總保持相平,因此兩側(cè)水渠和中間的涵洞可看作一個(gè)連通器;
[2]由圖可知,A點(diǎn)到液面的深度要小于B點(diǎn)到液面的深度,即hA【變式3-1】 如圖,輪船由下游經(jīng)過船閘駛往上游。船進(jìn)入閘室后,再打開閥門___________,使閘室與上游構(gòu)成___________,當(dāng)閘室與上游水位相平時(shí),再打開閘門C,船駛?cè)肷嫌巍?br/>【答案】A;連通器。
【解析】船進(jìn)入閘室后,應(yīng)打開閥門A,使閘室與上游構(gòu)成連通器,上游的水進(jìn)入閘室,才能讓閘室內(nèi)水位與上游水位能夠相平。
【變式3-2】下列不是利用連通器原理工作的是( ?。?br/>A. 茶壺 B. 船閘 C. 抽水機(jī) D. 地漏
【答案】C。
【解析】A.茶壺的壺蓋上有小孔,壺嘴上端有口,壺身和壺嘴底部相連通,是連通器,故A符合題意;
B.船閘的上游閥門打開時(shí),上游和閘室構(gòu)連通器,下游閥門打開時(shí),下游和閘室構(gòu)成通器,故B符合題意;
C.抽水機(jī)是利用大氣壓來工作的,不是利連通器原理工作的,故C不符合題意;
D.地漏是利連通器原理工作的,故D符合題意。故選C。
考點(diǎn)三 大氣壓強(qiáng)
一、大氣壓強(qiáng)
大氣壓強(qiáng)的產(chǎn)生 氣體受到重力作用,氣體具有流動性
大氣壓強(qiáng)的特點(diǎn) 大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)
在同一高度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等
我們沒有感受到大氣壓,這是因?yàn)槿松眢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
大氣壓與海拔高度:(1)海拔越高,氣壓越小,在海波3000m內(nèi),每升高10m,大氣壓越減小100Pa;(2)海平面附近的大氣壓越等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
大氣壓與氣象:(1)晴天的大氣壓比陰雨天的高;(2)冬天的大氣壓比夏天的高
二、大氣壓的測量
1.托里拆利實(shí)驗(yàn)
測量方法 將一個(gè)約1m長、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,用手指將管口堵住(如圖甲所示),然后倒插在水銀槽中(如圖乙所示)。放開手指,管內(nèi)水銀面下降到一定高度時(shí)不再下降,這時(shí)管內(nèi)外水銀面高度差約為760mm,水銀處于靜止?fàn)顟B(tài)(如圖丙所示)。
實(shí)驗(yàn)過程 丁圖,玻璃管傾斜,水銀柱長度變長,但豎直高度差不變
實(shí)驗(yàn)分析 玻璃管上端為真空,沒有大大氣壓,管外水銀面的上方是空氣,玻璃管內(nèi)的水銀面之所以能夠高于水銀槽內(nèi)的水銀面,是因?yàn)榇髿鈮褐喂軆?nèi)這段水銀柱使它不會落下
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 大氣壓的數(shù)值等于它支撐的這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),即p大氣=p水銀=ρ水銀gh
交流討論 我們通常把760mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,用字母p0表示; p0=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa; 這個(gè)實(shí)驗(yàn)最早是由意大利科學(xué)家托里拆利完成的,所以該實(shí)驗(yàn)被稱為托里拆利實(shí)驗(yàn)
2.對托里拆利實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識
(1)玻璃管中要充滿水銀,不能混有氣泡。若玻璃管內(nèi)混入少量空氣,由于這部分空氣也有壓強(qiáng),管內(nèi)水銀面的高度差會變小,使測得的大氣壓強(qiáng)值會偏小。
(2)水銀柱的高度是指管內(nèi)外水銀面的豎直高度差,不是指管內(nèi)水銀柱的長度,所以實(shí)驗(yàn)過程中,只要測量正確(測量高度差),玻璃管是否傾斜不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(3)做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí),不易選用粗管,原因是:①耗用水銀多;②不容易堵住玻璃管口,易漏氣。
(4)管內(nèi)水銀柱的高度與大氣壓的大小有關(guān),而與管的粗細(xì)、長度、形狀等無關(guān)。
(5)玻璃管管口在水銀槽內(nèi)的深度不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改變管內(nèi)水銀柱上方真空部分的體積,而水銀柱的高度不變。
(6)若在管的頂端開一小孔,則玻璃管和水銀槽構(gòu)成連通器,管中液面會下降,最終管內(nèi)外液面相平。
三、大氣壓的應(yīng)用
1.活塞式抽水機(jī)的工作原理
活塞式抽水機(jī)是利用大氣壓工作的,通過活塞在圓筒中往復(fù)運(yùn)動不斷地將水抽取上來。
2.生活中的“吸力”
日常生活中的吸盤掛物中的“吸”、鋼筆吸墨水中的“吸”、吸管吸飲料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,實(shí)際上是大氣壓強(qiáng)的作用。
考向01 大氣壓強(qiáng)與應(yīng)用
【例1】下列現(xiàn)象中能說明大氣壓強(qiáng)存在的是(  )。
A.醫(yī)生推動注射器的活塞給病人注射藥液;
B.巨大的冰山在水上漂?。?br/>C.塑料吸盤能“貼”在光滑的墻面上;
D.高壓鍋能更快地煮熟食物
【答案】C。
【解析】A.注射時(shí),醫(yī)生用力將針筒內(nèi)的藥水推入病人肌肉中,不是大氣壓的作用,不能說明大氣壓強(qiáng)存在,故A不符合題意;
B.巨大的冰山在水上漂浮,是因?yàn)楸绞艿降闹亓Φ扔诟×Γ荒苷f明大氣壓強(qiáng)存在,故B不符合題意;
C.將塑料吸盤緊壓在光滑的墻面上,把吸盤內(nèi)的空氣排出,大氣壓就把吸盤緊壓在了墻上,在鉤上可以掛衣服,利用了大氣壓,能說明大氣壓強(qiáng)存在,故C符合題意;
D.高壓鍋能更快地煮熟食物,是因?yàn)殄亙?nèi)氣壓增大、沸點(diǎn)升高,不能說明大氣壓強(qiáng)存在,故D不符合題意。故選C。
【變式1-1】下列生活中的現(xiàn)象均與氣壓有關(guān),其中一個(gè)利用的原理與另外三個(gè)不同的是( ?。?br/>A. 吸飲料 B. 拔火罐
C. 高壓鍋煮飯 D. 吸盤緊貼在墻面
【答案】C。
【解析】(1)用吸管吸飲料時(shí),嘴內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓,在大氣壓力的作用下被壓入嘴中。
(2)拔火罐時(shí),罐內(nèi)的氣壓小于罐外的大氣壓,大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上。
(3)高壓鍋密封好,鍋內(nèi)氣壓高于外面大氣壓,而液體的沸點(diǎn)與氣壓有關(guān),氣壓越高沸點(diǎn)越高,所以高壓鍋內(nèi)水的沸點(diǎn)高于100℃,高壓鍋與大氣壓無關(guān)。
(4)先趕出吸盤內(nèi)的空氣,使吸盤內(nèi)的氣壓小于吸盤外的大氣壓,外界大氣壓將吸盤緊緊壓在墻壁上。
吸飲料、拔火罐、吸盤吸在墻上這三項(xiàng)都是利用了大氣壓來完成的,而高壓鍋是根據(jù)氣壓越高沸點(diǎn)越高來工作的。故選C。
【變式1-2】如圖所示的兩種實(shí)驗(yàn)器材,圖甲:一個(gè)玻璃瓶,瓶中裝滿水,把一細(xì)玻璃管通過帶孔的橡皮塞插入瓶中,用手捏玻璃瓶時(shí),發(fā)現(xiàn)玻璃管中液面升高,說明______,圖乙是自制氣壓計(jì),從乙管子上端吹入少量氣體,水會沿管子______(選填“上升”或“下降”)。
【答案】力可以改變物體的形狀;上升。
【減小】[1]用手捏玻璃瓶時(shí),給瓶子施加了力的作用,使瓶子的容積變小,所以會觀察到細(xì)玻璃管內(nèi)的液面升高,這一現(xiàn)象說明力可以改變物體的形狀。
[2]自制氣壓計(jì)的工作原理是瓶內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與管內(nèi)外液柱高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和。從管子上端吹入少量氣體,瓶內(nèi)氣壓增大,而外界大氣壓不變,所以水會沿管子上升。
【變式1-3】我們身邊看似“輕”的空氣,其實(shí)蘊(yùn)含著巨大的力量,能夠幫助我們完成很多工作。以下事例,與大氣壓作用無關(guān)的是(  )。
A.用吸管吸飲料瓶中的飲料 B.用抽水機(jī)把水從低處抽到高出
C.用注射器把新冠疫苗藥液注入肌肉里 D.茶壺蓋上開小孔便于把水倒出
【答案】C。
【解析】A.用力吸管喝飲料,管內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓,飲料在外界大氣壓的作用下,被壓入口腔內(nèi),利用了大氣壓,故A不符合題意;
B.抽水機(jī)抽低處的水到高處,通過活塞上移或葉輪轉(zhuǎn)動使抽水機(jī)內(nèi)水面上方的氣壓減小,水在外界大氣壓的作用下,被壓上來,故B不符合題意;
C.用注射器把新冠疫苗藥液注入肌肉里,利用的是人的推力,與大氣壓無關(guān),故C符合題意;
D.壺蓋上的小孔是為了讓壺內(nèi)氣體和外界大氣相等,在重力和大氣壓的作用下,水可以更容易的倒出,利用了大氣壓,故D不符合題意。故選C。
考向02 大氣壓強(qiáng)的測量
【例2】如圖是測量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)裝置,玻璃管長約1米,槽內(nèi)裝有水銀。下列說法正確的是( ?。?。
A. 將玻璃管從豎直位置適當(dāng)向右側(cè)傾斜,玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差仍為760mm;
B. 若將玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽內(nèi)水銀面以下,則玻璃管內(nèi)外水銀面高度差變?yōu)?80mm;
C. 在實(shí)驗(yàn)中,若玻璃管內(nèi)混入少量空氣,所測的大氣壓值偏大;
D. 將此裝置從山腳移到山頂,管內(nèi)外水銀面高度差變大
【答案】A。
【解析】在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,管內(nèi)外水銀面的高度差是指管內(nèi)水銀面到水銀槽中水銀面的垂直高度,玻璃管水銀上方是真空,所以玻璃管內(nèi)水銀柱的高度由大氣壓決定。
A.當(dāng)把玻璃管傾斜時(shí),大氣壓不變,水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等,故水銀柱的高度不變,所以管內(nèi)外水銀面的高度差不發(fā)生變化,仍為760mm,故A正確;
B.向上提起一段距離,管口未離開水銀面,水銀柱的高度差不變,產(chǎn)生壓強(qiáng)始終等于大氣壓,管內(nèi)封閉水銀柱長度不變, 仍為760mm,故B錯(cuò)誤;
C.若玻璃管內(nèi)混入少量空氣,空氣也會產(chǎn)生壓強(qiáng),所以大氣壓支持的水銀柱高度會降低,測出的大氣壓值偏小,故C錯(cuò)誤;
D.由于大氣壓隨高度的增加而降低,所以將該裝置從山腳移到山頂,玻璃管中水銀柱的液面將下降,即玻璃管內(nèi)外水銀面高度差變小,故D錯(cuò)誤。故選A。
【變式2-1】如圖是小明利用V=2mL的注射器,彈簧測力計(jì)、刻度尺等器材估測大氣壓值的情況。
(1)利用刻度尺測量出______的長度l為10cm,即可算出活塞橫截面積為______cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開始滑動時(shí),記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=2.1N,據(jù)此可測得大氣壓值p=______Pa;
(3)考慮到活塞與筒壁之間有摩擦,小明繼續(xù)拉動一小段距離后,緩慢退回注射器筒,在活塞剛要到筒內(nèi)底部時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為,則大氣壓值______(用題中出現(xiàn)的物理量符號表示);
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)若筒內(nèi)空氣沒有排盡,此因素將導(dǎo)致所測大氣壓值______(偏大/偏小/不變)。
【答案】注射器刻度部分;0.2;;;偏小。
【解析】(1)[1][2]利用刻度尺測量出注射器刻度部分的長度,活塞橫截面積
(2)[3]當(dāng)注射器的活塞開始滑動時(shí),彈簧測力計(jì)的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力,大氣對活塞水的壓力等于彈簧測力計(jì)的示數(shù),測得大氣壓值
(3)[4]水平向右緩慢拉動注射器筒時(shí),當(dāng)活塞開始滑動時(shí),活塞相對于筒壁向左運(yùn)動,摩擦力的方向向右,設(shè)大氣對活塞的壓力為F0,則①
小明繼續(xù)拉動一小段距離后,緩慢退回注射器筒,在活塞剛要到筒內(nèi)底部時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為,活塞相對于筒壁向右運(yùn)動,摩擦力的方向向左,則②
由①②可得
大氣壓值
(4)[5]實(shí)驗(yàn)時(shí)若筒內(nèi)空氣沒有排盡,拉力的測量值會偏小,由可知,導(dǎo)致測量的大氣壓值偏小。
【變式2-2】如圖所示,是托里拆利實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作過程,關(guān)于托里拆利實(shí)驗(yàn),下面說法錯(cuò)誤的是(  )。
A.是大氣壓支持玻璃管內(nèi)的水銀柱不會下落;
B.實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)水銀面的上方有少量空氣;
C.大氣壓的數(shù)值等于這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng);
D.換用更粗一些的等長玻璃管,管內(nèi)外水銀面高度差將不變
【答案】B。
【解析】A.從圖中可以看到,托里拆利實(shí)驗(yàn),玻璃管內(nèi)的水銀柱上方是真空,水銀柱對下方會有一個(gè)壓力,而外界的大氣壓也對容器的水銀面有一個(gè)壓力,這是大氣壓支持玻璃管內(nèi)的水銀柱不會下落,A正確,不合題意;
B.如果實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)水銀面的上方有少量空氣,那么水銀柱的高度就不是這個(gè)值了,少量空氣的壓力和水銀柱的壓力之和等于外界大氣壓力,B錯(cuò)誤,符合題意;
C.由上述可知,大氣壓的大小等于這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),C正確,不合題意;
D.換用更粗一些的等長玻璃管,管內(nèi)外水銀面高度差還是760mm,外界大氣壓不變,這個(gè)高度差也不變,D正確,不合題意。故選B。
【變式2-3】如圖實(shí)驗(yàn)中,吸盤都保持靜止,所掛鉤碼是吸盤所能提起的最大重物。對此,下列說法正確的是(  )。
A.甲圖中大氣對吸盤的壓力等于鉤碼的重力;
B.乙圖中大氣對下面吸盤的壓力等于鉤碼的重力的;
C.利用甲圖的實(shí)驗(yàn)可以粗測大氣壓的值;
D.利用乙圖的實(shí)驗(yàn)可以粗測大氣壓的值
【答案】D。
【解析】AC.甲圖中吸盤在豎直方向受豎直向下的拉力和豎直向上的摩擦力,并且二力是一對平衡力;在水平方向受大氣對吸盤的壓力和支持力,二力也是一對平衡力;因此大氣對吸盤的壓力與鉤碼的重力沒有任何關(guān)系,故不可以粗測大氣壓的值,故AC錯(cuò)誤;
BD.乙圖中吸盤受到大氣對下面吸盤的壓力和物體對下面的拉力,并且二力是一對平衡力,故大氣對下面吸盤的壓力等于鉤碼的重力;由以上分析可知,乙圖能求出大氣對吸盤的壓力,故可以粗測大氣壓的值,故B錯(cuò)誤,D正確;故選D。
考點(diǎn)四 流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系
一、流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系
1.流體:物理學(xué)中把具有流動性的液體和氣體統(tǒng)稱為流體。
2.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小,流速越小的位置壓強(qiáng)越大。
(1)在硬幣上方沿水平方向吹氣,硬幣會向上跳起,并隨著氣流向前運(yùn)動,飛躍障礙物
(2)在兩張紙之間向下吹氣,觀察到兩張紙向中間靠攏
(3)紙條一端貼近下嘴唇,用力向前方吹氣,觀察到紙條飄起
(4)在水平放置的兩根筷子之間放上兩個(gè)乒乓球,通過塑料管像兩球中間吹氣,觀察到乒乓球向中間靠攏
(5)將兩只小紙船放入水盆中,用針管向兩船之間沖水,觀察到兩只小船向中間靠攏
(6)在倒置的漏斗里放一個(gè)乒乓球,并用手指托住,然后從漏管用力向下吹氣,將手指移開,發(fā)現(xiàn)乒乓球掉不下來
(7)“香蕉球”:足球在飛行時(shí)快速旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)帶動球面附近的空氣一起流動,在旋轉(zhuǎn)氣流方向和迎面氣流方向相同的一側(cè),形成相對低壓區(qū),另一側(cè)形成相對高壓區(qū),足球在兩側(cè)壓力差的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),沿弧線前進(jìn)。
(8)“氣流噴壺”:水平管中的空氣流速大,導(dǎo)致豎直細(xì)管最上端管口處壓強(qiáng)減小,水在大氣壓的作用下上升并進(jìn)入水平出水管,隨氣流噴出。
(9)“站臺安全線”:列車進(jìn)站時(shí),帶動附近的空氣流速加快,在列車周圍形成低壓區(qū),如果人離列車太近,就會被外側(cè)較大的氣壓“推向”列車。
(10)“風(fēng)沿墻面吹過時(shí)窗簾飄向窗外”:風(fēng)刮過時(shí),室外空氣流速加快,壓強(qiáng)減小,而室內(nèi)空氣流速很慢,壓強(qiáng)較大,窗簾在室內(nèi)、外壓力差的作用下被“推向”窗外。
二、飛機(jī)的升力
1.飛機(jī)機(jī)翼的形狀:如圖所示,可以看到機(jī)翼截面的大致形狀,其上表面呈彎曲的流線型,下表面則比較平。
2.升力產(chǎn)生的原因:飛機(jī)前進(jìn)時(shí),機(jī)翼與周圍的空氣發(fā)生相對運(yùn)動,相當(dāng)于氣流迎面流過機(jī)翼。氣流被機(jī)翼分成上、下兩部分,由于機(jī)翼橫截面的形狀上、下不對稱,在相同時(shí)間內(nèi),機(jī)翼上方氣流通過的路程較長,因而速度較大,對機(jī)翼上表面的壓強(qiáng)較小;下方氣流通過的路程較短,速度較小,對機(jī)翼下表面的壓強(qiáng)較大。
機(jī)翼上表面受到的壓強(qiáng)對機(jī)翼產(chǎn)生的壓力F1,機(jī)翼下表面受到的壓強(qiáng)對機(jī)翼產(chǎn)生的壓力F2,因?yàn)闄C(jī)翼上、下表面存在壓強(qiáng)差,這樣就產(chǎn)生了向上的壓力差,即飛機(jī)的升力(F=F2-F1)。
考向01 流體壓強(qiáng)現(xiàn)象
(
(1)
明確“因果”,辨別現(xiàn)象:
流體流動時(shí),不同的區(qū)域流速不同,壓強(qiáng)大小不同,流速大的區(qū)域壓強(qiáng)小,不同的區(qū)域之間就會出現(xiàn)壓強(qiáng)差。有壓強(qiáng)差時(shí),物體的形狀或運(yùn)動狀態(tài)就會發(fā)生改變。這時(shí),流體流動是“因”,壓強(qiáng)差是:“果”。根據(jù)這個(gè)“因”和“果”辨別是不是流體壓強(qiáng)跟流速的關(guān)系導(dǎo)致的現(xiàn)象。
(2)利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解題時(shí),先弄清哪個(gè)位置的流體流速大,哪個(gè)位置的流體流速小,再找出各處壓強(qiáng)的大小的關(guān)系,進(jìn)而分析物體受力情況和可能發(fā)生的現(xiàn)象。
)
【例1】如圖所示,當(dāng)從管的一端吹氣時(shí),A管中的液面會下降,B管中的液面會上升。下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原理與此實(shí)驗(yàn)原理相同的是( ?。?br/>A.熱氣球升空;
B.風(fēng)沿窗外的墻面吹過,窗口懸掛的窗簾飄向窗外;
C.用吸管喝酸奶;
D.用抽水機(jī)把井中的水抽上來
【答案】B。
【解析】當(dāng)用一個(gè)管子沿A容器口吹氣時(shí),B的上方空氣流速快,壓強(qiáng)小,A的上方空氣流速慢,壓強(qiáng)大,在壓力差的作用下,A管中的液面會下降,B管中的液面會上升;
A.空氣受熱后會膨脹,比同體積的冷空氣輕,所以熱空氣會上升,故A不符合題意;
B.風(fēng)沿著窗外的墻面吹過時(shí),外側(cè)空氣流速大,壓強(qiáng)小,屋內(nèi)空氣流速小,壓強(qiáng)大,所以窗簾在較大的壓力作用下壓向窗外,故B符合題意;
C.用吸管喝酸奶時(shí),管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng),在大氣壓強(qiáng)的作用下,酸奶被壓入口中,故C不符合題意;
D.抽水機(jī)把水從低處抽往高處,利用的是大氣壓,故D不符合題意。故選B。
【變式1-1】如圖所示的現(xiàn)象中,能用“流速越大的位置,壓強(qiáng)越小”來解釋的是(  )。
A.②③ B.③④ C.②③④ D.①③④
【答案】B。
【解析】①氣壓跟海拔有關(guān),海拔越高,氣壓越小,青藏高原,海拔高,氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)氣壓,水的沸點(diǎn)低于100℃,這說明水的沸點(diǎn)隨高度增加而降低,不能說明流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,故①不符合題意;
②在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,大氣壓可以支持約10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆內(nèi)水面不會流出來,正是因?yàn)榕杈爸械乃c大氣相通,是大氣壓支持著瓶內(nèi)的水不會流出來,故②不符合題意;
③當(dāng)用B管用力吹氣時(shí),A管上端空氣流速變大,因?yàn)榱魉俅蟮牡胤綁簭?qiáng)小,所以A管上端壓強(qiáng)變小,下端大氣壓沒有變化,從而形成了向上的壓強(qiáng)差,因此A管中的水面會上升,故③符合題意;
④向漏斗口吹氣,乒乓球會貼在漏斗上不掉下來,是因?yàn)楫?dāng)從漏斗口吹氣時(shí),乒乓球上面的空氣流速增大,壓強(qiáng)減小,乒乓球被下面的大氣壓壓向漏斗頸而不掉下來。故④符合題意;故選B。
【變式1-2】球類比賽中的旋轉(zhuǎn)球具有很大的威力,旋轉(zhuǎn)球和不旋轉(zhuǎn)球的飛行軌跡不同,是因?yàn)榍蛑車諝饬鲃忧闆r不同,如圖所示,是乒乓球運(yùn)動員拉出的弧圓球在空中高速旋轉(zhuǎn)這向左前進(jìn)的示意圖,此時(shí)相對于球來說,上方空氣流速小于下方空氣流速。下列關(guān)于乒乓球的說法中,正確的是(  )。
A.球在空中能繼續(xù)前進(jìn),是受到了慣性力的作用;
B.球在空中前進(jìn)時(shí),受到了平衡力的作用;
C.球高速旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí),比不旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)下落得慢;
D.球高速旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí),比不旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)下落得快
【答案】D。
【解析】A.打出去的乒乓球在空中繼續(xù)前進(jìn)是由于慣性,仍要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),但慣性不是力,不能說受到了慣性力的作用,故A錯(cuò)誤;
B.空中飛行的乒乓球受到重力和空氣阻力的作用,乒乓球的運(yùn)動狀態(tài)會發(fā)生變化,所以乒乓球在空中前進(jìn)時(shí)受非平衡力作用;故B錯(cuò)誤;
CD.因?yàn)榍蛏戏綒怏w相對球上部流速小于下方氣體相對球下部流速,所以球上方的壓強(qiáng)大于球下方的壓強(qiáng),因此球因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)前進(jìn)比不旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)會下落得快。故C錯(cuò)誤、D正確。故選D。
考向02 飛機(jī)的升力
【例2】如圖中各現(xiàn)象與飛機(jī)機(jī)翼獲得升力的原理相同的是(  )。
A. 液壓機(jī) B. 簡易噴霧器
C. 鋼筆吸墨水 D. 升空的熱氣球
【答案】B。
【解析】飛機(jī)的機(jī)翼能獲得向上的升力,是應(yīng)用了流速越大流體的壓強(qiáng)越小的原理。
A.液壓機(jī)利用的是液體能傳遞壓強(qiáng),故A不符合題意;
B.用嘴吹氣,管上方的流速大,壓強(qiáng)小,液體在壓力差的作用下被壓出,故B符合題意;
C.鋼筆吸墨水利用的是大氣壓,故C不符合題意;
D.熱氣球升空利用的是物體的浮沉條件,故D不符合題意。故選B。
【變式2-1】如圖為飛機(jī)的機(jī)翼截面形狀示意圖。飛機(jī)在飛行時(shí),關(guān)于機(jī)翼的上方和下方的空氣流速和氣流壓強(qiáng),下列說法中正確的是( ?。?br/>A.機(jī)翼上方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較大;
B.機(jī)翼下方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較大;
C.機(jī)翼上方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較小;
D.機(jī)翼下方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較小
【答案】C。
【解析】ABCD.在氣體和液體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小,流速越小的位置壓強(qiáng)越大。如題中圖,在相同是時(shí)間內(nèi),空氣經(jīng)過上方的路程長,速度大;經(jīng)過下方的路程短,速度小。上方空氣流速越大,壓強(qiáng)越?。?br/>下方空氣流速越小,壓強(qiáng)越大。所以機(jī)翼上方的氣流對機(jī)翼的壓強(qiáng)小于機(jī)翼下方的氣流對機(jī)翼的壓強(qiáng)。故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C。
【變式2-2】夏季臨近,交警部門加大對電動車安裝遮陽傘的檢查拆除力度,如圖所示遮陽傘雖能遮擋陽光,但是當(dāng)電動車快速行駛時(shí),傘面被向上吸,存在較大的安全隱患。如圖四種情景與其原理不同的是(  )。
A.人站在高鐵站的安全線以外候車;
B. 用手動抽水機(jī)抽出地下水;
C.飛機(jī)的機(jī)翼設(shè)計(jì)成流線型;
D.賽車尾部安裝的氣流偏導(dǎo)器
【答案】B。
【解析】傘面“上凸下平”,當(dāng)電動車快速行駛時(shí),傘上方空氣流速大,壓強(qiáng)小,下方空氣流速小,壓強(qiáng)大,傘就受到一個(gè)向上的升力,使傘面被向上吸,存在較大的安全隱患。
A.人離高速列車比較近時(shí),人和列車的之間的空氣流速大、壓強(qiáng)小,人外側(cè)的壓強(qiáng)不變,人受到向列車方向的壓強(qiáng)差,容易被壓向列車,故人站在高鐵站的安全線以外候車,故A不符合題意;
B.用手動抽水機(jī)抽出地下水,是利用了大氣壓的作用,沒有涉及流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,故B符合題意;
C.飛機(jī)的機(jī)翼設(shè)計(jì)成流線型,由空氣通過機(jī)翼上表面的流速大、壓強(qiáng)小,通過下表面的流速小、壓強(qiáng)大,從而形成向上的升力,利用了流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系,故C不符合題意;
D.賽車尾部安裝的氣流偏導(dǎo)器,相當(dāng)于倒置的飛機(jī)機(jī)翼,賽車行駛時(shí),上方的氣流速度小于下方氣流速度,形成對氣流偏導(dǎo)器向下的壓力,能使車輪更好地抓緊地面,利用了流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系,故D不符合題意。故選B。專題10 壓強(qiáng)(講義)(原卷版)
目錄
考情分析 2
知識建構(gòu) 2
考點(diǎn)一 壓強(qiáng) 3
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 3
提升·必考題型歸納 4
考向01 探究影響壓力作用效果的因素 4
考向02 壓力、壓強(qiáng)及其計(jì)算 6
考向03 減小或增大壓強(qiáng)的方法 8
考點(diǎn)二 液體壓強(qiáng) 10
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 10
提升·必考題型歸納 12
考向01 液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) 12
考向02 液體壓強(qiáng)相關(guān)計(jì)算 14
考向03 連通器 16
考點(diǎn)三 大氣壓強(qiáng) 17
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 17
提升·必考題型歸納 18
考向01 大氣壓強(qiáng)與應(yīng)用 18
考向02 大氣壓強(qiáng)的測量 20
考點(diǎn)四 流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系 23
夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 23
提升·必考題型歸納 24
考向01 流體壓強(qiáng)現(xiàn)象 24
考向02 飛機(jī)的升力 26
一、課標(biāo)考點(diǎn)分析
考點(diǎn)內(nèi)容 課標(biāo)要求 命題預(yù)測
探究壓力作用效果的影響因素 通過實(shí)驗(yàn),理解壓強(qiáng) 《壓強(qiáng)》是力學(xué)部分的重點(diǎn)內(nèi)容,也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中較難的部分,尤其是壓強(qiáng)的相關(guān)計(jì)算是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對壓強(qiáng)的學(xué)習(xí)應(yīng)和生產(chǎn)和生活中的實(shí)例相結(jié)合,為此,在備考中,考生應(yīng)注重所學(xué)概念和規(guī)律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。 本單元常考題型有:選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)探究題、計(jì)算題和綜合題等。 主要命題點(diǎn)有:探究壓力作用效果的影響因素、壓強(qiáng)及其計(jì)算、增大或減小壓強(qiáng)的方法、探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)、液體壓強(qiáng)的計(jì)算、連通器、大氣壓強(qiáng)及其應(yīng)用、流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系等
壓強(qiáng)及其計(jì)算
增大、減小壓強(qiáng)的方法 知道增大和減小壓強(qiáng)的方法,了解壓強(qiáng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用
探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) 探究并了解液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
液體壓強(qiáng)及其計(jì)算 了解液體壓強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)例
連通器 知道連通器的特點(diǎn)及生活中應(yīng)用連通器的實(shí)例
大氣壓強(qiáng)的存在及應(yīng)用 知道大氣壓強(qiáng)及其與人類生活的關(guān)系,了解大氣壓強(qiáng)的測量方法
大氣壓強(qiáng)的測量
生活中流體壓強(qiáng)現(xiàn)象 了解流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用
飛機(jī)的升力
二、考情分析
《壓強(qiáng)》是中考必考內(nèi)容,也是力學(xué)考題較為集中的部分。本單元的考題在試卷中所占分值一般在2-5分之間,并會出現(xiàn)壓強(qiáng)與浮力相結(jié)合的考題。由于考題類型、考點(diǎn)分布和所占分值差異較大,所以考生在加強(qiáng)對本單元復(fù)習(xí)時(shí),應(yīng)注重考點(diǎn)與考題的結(jié)合,做好備考準(zhǔn)備。對本單元的考查,從出現(xiàn)概率看,主要有:壓強(qiáng)及其計(jì)算、增大或減小壓強(qiáng)的方法、液體壓強(qiáng)的計(jì)算、大氣壓強(qiáng)及其應(yīng)用、探究壓力作用效果的影響因素、探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)、連通器、流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系等。
考點(diǎn)一 壓強(qiáng)
一、壓力
概念 釋義
壓力 物體間由于發(fā)生擠壓而垂直作用在受力面上的力
壓力產(chǎn)生的條件 兩個(gè)物體必須接觸,而且有擠壓的作用
壓力的方向 垂直于受力物體表面并指向被壓物體
作用點(diǎn) 被壓物體的受力面上,作用點(diǎn)等效作用在接觸面中心
壓力的性質(zhì) 壓力是相互接觸的物體彼此擠壓對方使物體表面發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力,屬于彈力
壓力與重力 只有物體處于水平面且在豎直方向只受重力和支持力時(shí),物體對水平面壓力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但壓力不是重力
二、壓強(qiáng)
概念 釋義
壓強(qiáng) 物體所受壓力與受力面積之比(比值定義法)
物理意義 表示壓力作用效果的物理量
公式 。F-壓力,單位為N;S-受力面積,單位m2;p-壓強(qiáng)(單位Pa)
單位 帕斯卡,簡稱帕,用符號Pa表示
變形公式 根據(jù)公式及其變形公式F=pS、可以進(jìn)行壓強(qiáng)、壓力和受力面積的計(jì)算
公式的應(yīng)用 為壓強(qiáng)的定義式,運(yùn)用于所有狀態(tài)下的壓強(qiáng)的計(jì)算
根據(jù)公式及其變形公式F=pS、可以進(jìn)行壓強(qiáng)、壓力和受力面積的計(jì)算
公式中的“S”為受力面積,是指兩個(gè)物體實(shí)際的接觸面積。常見面積單位換算關(guān)系為:1m2=104cm2=106mm2
公式中的“F”為壓力,不是重力,但受力面積為水平面且物體在豎直方向只受重力和支持力時(shí),壓力大小等于重力大小
▲拓展培優(yōu) 柱狀物體固體壓強(qiáng)的計(jì)算(公式p=ρgh的使用條件) (1)質(zhì)地均勻、形狀規(guī)則的實(shí)心柱體(圓柱體或棱柱體); (2)物體放在水平桌面上,受力面積與其底面積相等; (3)物體對水平面的壓力等于物體的重力大小。
(
壓力與壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系
1.概念不同:壓力是由于發(fā)生擠壓而垂直作用在物體表面上的力;壓強(qiáng)是物體所受壓力與受力面積之比,即物體單位面積上所受的壓力大??;
2.意義不同:壓力是壓強(qiáng)產(chǎn)生的必要條件,壓強(qiáng)表示壓力的作用效果。
作用力和反作用力是同時(shí)產(chǎn)生的,并沒有先后之分。在初中物理中,為了表述準(zhǔn)確、規(guī)范,一般說相互作用力,而不說作用力和反作用力。
)
三、怎樣增大或減小壓強(qiáng)
1.增大壓強(qiáng)
(1)受力面積一定時(shí),增大壓強(qiáng):①給壓路機(jī)裝上質(zhì)量很大的碾子;②利用重錘釘釘子;③剎車時(shí)用力握住車閘。
(2)壓力一定時(shí),減小受力面積:①刀斧、切屑工具的刀片都會磨的很??;②圖釘(如圖甲)、針、鋸齒的尖端加工得很尖。
(3)增大壓力同時(shí)減小受力面積:砍柴時(shí),斧頭磨得很鋒利,同時(shí)加大力量。
2.減小壓強(qiáng)
(1)受力面積一定時(shí),減小壓力:現(xiàn)代建筑中廣泛使用空心磚。
(2)壓力一定時(shí),增大受力面積:①高樓大廈的地基很寬;②載重汽車有很寬大的輪子;③鐵軌下鋪設(shè)枕木(如圖乙所示);④滑雪時(shí)穿上滑雪板。
(3)減小壓力的同時(shí)增大受力面積:學(xué)生背書包上學(xué)時(shí)盡量少裝物品,并選用背帶較寬的書包(如圖丙)。
▲拓展培優(yōu) 從壓強(qiáng)的角度認(rèn)識超載的危害 貨車超載后不僅會因?yàn)閼T性增大不易剎車,引發(fā)交通事故,還會使貨車對路面的壓強(qiáng)過大,超出路面能夠承受的極限,損壞路面。
考向01 探究影響壓力作用效果的因素
【例1】(2023·寧夏)某同學(xué)利用小桌、海綿、砝碼等實(shí)驗(yàn)器材,探究“影響壓力作用效果的因素”的實(shí)驗(yàn),探究過程如圖所示:
(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察海綿的______來比較壓力作用效果。
(2)對比______兩圖,可以探究壓力作用效果與受力面積的關(guān)系。
(3)對比甲、乙兩圖可以得出結(jié)論:當(dāng)受力面積一定時(shí),______,壓力作用效果越明顯。請列舉一個(gè)生產(chǎn)生活中應(yīng)用該結(jié)論的事例:______。
【變式1-1】(2023·岳陽)一個(gè)裝滿書的箱子,用圖示三種不同方式提起并保持靜止。甲圖中繩子對手的拉力為F甲,乙圖中繩子對手的拉力為F乙。以下說法正確的是( ?。?。
A. F甲>F乙
B. F甲C. 比較乙、丙兩圖,乙圖中繩子對手的勒痕更深一些
D. 比較乙、丙兩圖,丙圖中繩子對手的勒痕更深一些
【變式1-2】(2023·南京)在“探究影響壓力作用效果因素”與“探究影響重力勢能大小因素”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,均可通過如圖所示器材完成實(shí)驗(yàn)。以下關(guān)于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的四個(gè)判斷中錯(cuò)誤的是(  )。
A. 都選用大小不同的木塊是為了改變相同的物理量;
B. 都需要觀察小桌陷入沙中的深度;
C. 前者實(shí)驗(yàn)不需要將木塊從小桌正上方一定高度自由釋放;
D. 后者實(shí)驗(yàn)中小桌不需要倒放
考向02 壓力、壓強(qiáng)及其計(jì)算
(
(1)疊加體壓強(qiáng)的計(jì)算:1)單獨(dú)的長方體放在水平面上,對地面的壓強(qiáng)可用p=ρgh計(jì)算;2)疊加后對地面的壓力都等于二者重力之和,用
比較計(jì)算。
(2)壓力、壓強(qiáng)的比較:1)比較固體壓力、壓強(qiáng)時(shí),一般先比較壓力的大小,再結(jié)合受力面積比較壓強(qiáng)的大??;2)對于密度均勻的水平面上的柱狀物體,也可以用公式p=ρgh比較壓強(qiáng),再利用F=pS比較壓力。
(3)壓強(qiáng)、質(zhì)量與密度綜合:1)對于密度均勻的柱狀物體,放立在水平面上時(shí),對地面的壓強(qiáng)可以用公式p=ρgh計(jì)算;2)由壓強(qiáng)相等受力面積不等,根據(jù)公式F=pS判斷壓力的大小,從而比較重力的大小和質(zhì)量的大小。
(4)壓力、壓強(qiáng)與圖像的結(jié)合:1)首先找出圖像所表示的含義;2)觀察圖像特點(diǎn),找出關(guān)鍵信息;3)根據(jù)找出的特點(diǎn),利用所學(xué)知識和公式進(jìn)行計(jì)算。
)
【例2】(2023·懷化)把裝滿水的礦泉水瓶從正立變?yōu)榈沽⑾铝形锢砹看笮「淖兊氖牵ā 。?br/>A. 桌面的受力面積大小 B. 礦泉水瓶的重力大小
C. 礦泉水瓶對桌面的壓力大小 D. 礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)大小
【變式2-1】(2023·衡陽)如圖所示是北京冬奧會中國女子冰壺比賽時(shí)的情景。冰壺由花崗巖鑿磨而成,質(zhì)量為20kg,體積為,停在冰面上時(shí)冰壺與冰面的接觸面積為0.02m2。某次比賽中,投擲手將冰壺推出,冰壺在12s內(nèi)向前滑行了18m。求:
(1)冰壺在滑行過程中的平均速度;
(2)冰壺的密度;
(3)冰壺停在水平冰面上時(shí),冰壺對冰面的壓強(qiáng)。
【變式2-2】 (2023·恩施州)如圖所示,每塊磚的質(zhì)量相等,長、寬、高分別是40cm、20cm、10cm,以三種方式擺放在水平地面上。比較地面受到壓強(qiáng)p甲、p乙、p丙的大小,正確的是( ?。?。
A. B. C. D.
【變式2-3】(2023·廣西)質(zhì)量分布均勻的實(shí)心正方體A、B置于水平桌面上,如圖甲。將B沿水平方向截取高為h的柱體,并將該柱體疊放在A上,A、B剩余部分對桌面的壓強(qiáng)p隨截取高度h的變化關(guān)系如圖乙,則B的密度為___________,A的重力為___________N(g取10N/kg)
考向03 減小或增大壓強(qiáng)的方法
【例3】(2023·徐州)下列實(shí)例中,屬于減小壓強(qiáng)的是( ?。?。
A. 篆刻刀的鋒利刀口 B. 駱駝的寬大腳掌
C. 注射器的尖銳針頭 D. 壓路機(jī)質(zhì)量很大的碾子
【變式3-1】(2023·廣東)小明買了一個(gè)方便移動儲物箱,如題圖所示。儲物箱安裝輪子的目的是( ?。?。
A. 增大摩擦 B. 減小摩擦 C. 增大壓強(qiáng) D. 減小壓強(qiáng)
【變式3-2】(2023·煙臺)在2023年的央視春晚上,來自煙臺的金娃藝術(shù)團(tuán)表演的具有濃郁“海陽大秧歌”特色的兒童舞蹈《我和爺爺踩高蹺》在全球華人面前華彩綻放。當(dāng)小朋友踩在高蹺(如圖所示)上豎直站立不動時(shí),下列說法正確的是( )。
A. 高蹺對地面的壓力與地面對高蹺的支持力是一對平衡力;
B. 小朋友所受的重力與小朋友對踏板的壓力是一對平衡力;
C. 小朋友單腿站立比雙腿站立時(shí)對地面的壓強(qiáng)??;
D. 纏繞高蹺和小朋友腿的綁帶比較寬大是為了減小壓強(qiáng)
考點(diǎn)二 液體壓強(qiáng)
一、液體壓強(qiáng)
液體壓強(qiáng)的產(chǎn)生 液體受到重力作用,液體具有流動性
探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) (1)U型管壓強(qiáng)計(jì):當(dāng)將壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入液體內(nèi)部時(shí),探頭上的橡皮膜受到液體壓強(qiáng)的作用會發(fā)生形變,使U性管兩側(cè)液面產(chǎn)生高度差。兩側(cè)液面的高度差越大,表明探頭處橡皮膜受到的壓強(qiáng)越大
物理方法 控制變量法:(1)控制探頭的深度、液體的密度相同,改變壓強(qiáng)計(jì)探頭的方向;(2)控制液體的密度、探頭的方向相同,改變探頭的深度;(3)控制探頭在液體中的深度、方向相同,改變液體的密度
轉(zhuǎn)換法:研究內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律時(shí),通過壓強(qiáng)計(jì)中U型管兩側(cè)液面的高度差來反映液體壓強(qiáng)的大小
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn) 液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),在同種液體的同一深度,向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等
同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體密度有關(guān),在深度相同時(shí),液體的密度越大,壓強(qiáng)越大
二、液體壓強(qiáng)的大小
1.液體壓強(qiáng)的大小
公式 p=ρgh
物理量與單位 (1)壓強(qiáng):用p表示,單位帕斯卡(Pa); (2)液體的密度:用ρ表示,單位千克每立方米(kg/m3); (3)重力常數(shù):用g表示,單位牛頓每千克(N/kg); (4)液體的深度:用h表示,單位米(m)
對液體壓強(qiáng)的理解 (1)由公式p=ρgh可知,在g值不變的情況下,液體壓強(qiáng)只與密度和深度有關(guān),與質(zhì)量、體積無關(guān)
(2)液體深度是指液體中被研究的點(diǎn)到液體自由液面的豎直距離
(3)公式p=ρgh適用于靜止、均一的液體,不適用于流動的液體
(4)均質(zhì)、實(shí)心、豎直的柱狀固體(如長方體、正方體、圓柱體、棱柱體等)對水平面的壓強(qiáng)p=ρ固gh是求固體壓強(qiáng)的已知特殊情況,而液體壓強(qiáng)公式p=ρgh適用于計(jì)算任何靜止、均一的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)
2.液體對容器底的壓力與液體自身重力的關(guān)系
容器的形狀是多種多樣的,但可以歸納為如圖所示三種基本類型。在求液體對容器底部的壓力或壓強(qiáng)時(shí),我們可以根據(jù)需要,靈活運(yùn)用相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算。
容器類型 容器底部受到液體壓力的定性分析 容器底部受到液體壓力的等量分析
由于液體所受重力的方向是豎直向下的,可以認(rèn)為柱狀容器中液體重力全部作用在容器底部,所以F壓=G液 液體對容器底部的壓力:F壓=pS=ρghS=ρgV柱,即F壓=G液(V柱指液柱的體積)
在口大底小的敞口容器中,柱狀線外部一部分液體的重力作用在斜面的側(cè)壁上,液體對容器底的壓力只等于以其底面積大小形成的柱狀的重力,所以F壓口小底大的縮口容器中,側(cè)壁會受到液體垂直側(cè)面斜向上的壓力,因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的,所以側(cè)壁不但不起支持液體的作用,反而給液體施加了一個(gè)斜向下的壓力,于是容器底部不但要承受液體的重力,而且還要承受側(cè)壁對液體施加的向下的壓力,所以F壓>G液 液體對容器底的壓力:F壓=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F(xiàn)壓=G柱>G液,即F壓>G液,(V柱、G柱指以容器底面積大小形成的液柱的體積和重力)
三、連通器
1.連通器:上端開口、下端連通的容器叫做連通器。
2.連通器的特點(diǎn):連通器里裝入同種液體,當(dāng)液體部流動時(shí),連通器各部分中的液面高度總是相同的,如圖所示。
★特別提醒 連通器各部分中的液面高度相同時(shí)的條件:一、連通器中的液體是同種液體;二、液面靜止。
3.連通器的應(yīng)用
茶壺的壺身和壺嘴構(gòu)成連通器,方便倒水 下水彎的U型“反水彎”是一個(gè)連通器,阻擋下水道的異味進(jìn)入室內(nèi) 鍋爐水位計(jì)的玻璃管和鍋爐構(gòu)成連通器,可顯示鍋爐內(nèi)的水位 水塔和自來水管構(gòu)成連通器,將水送到千家萬戶
過路涵洞是一個(gè)連通器,使水從道路一側(cè)流到另一側(cè) 養(yǎng)殖場的自動加水器實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)連通器,可保持飲水槽內(nèi)水位不變 船閘利用連通器原理實(shí)現(xiàn)船只通航
考向01 液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)
【例1】如圖所示,將一長方體從水中勻速提起直至下表面剛好離開水面,此過程容器底受到水的壓強(qiáng)p隨時(shí)間t變化的圖像大致為(  )。
A.B.C.D.
【變式1-1】如圖所示,在“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)圖A所示壓強(qiáng)計(jì)在使用前,需觀察U形管兩邊液面是否相平,要檢查裝置的氣密性。請簡述檢查氣密性的方法:_______。實(shí)驗(yàn)中通過_________顯示液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小。
(2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)的情形如圖B、C、D所示。
①比較圖B和圖C可以探究的問題是___________。
②保持探頭在水中的深度不變,改變它的方向如圖C、D所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以初步得出結(jié)論:______。
(3)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn):在同種液體內(nèi)部同一深度處,使用不同的壓強(qiáng)計(jì),U形管兩側(cè)液面的高度差不完全相同。他認(rèn)為可能與探頭橡皮膜安裝的松緊有關(guān)。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明他的觀點(diǎn)_________。
【變式1-2】如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平底容器,分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是(  )。
①容器對桌面的壓力:F甲>F乙
②液體的密度:ρ甲=ρ乙
③液體對容器底部的壓強(qiáng):p甲>p乙
④容器對桌面的壓強(qiáng):p甲′=p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
考向02 液體壓強(qiáng)相關(guān)計(jì)算
(
壓力、壓強(qiáng)的分析與計(jì)算順序:
解答關(guān)于壓強(qiáng)的綜合題時(shí)一定要注意分析、計(jì)算的是固體壓強(qiáng)還是液體壓強(qiáng)。
(1)固體(先壓力后壓強(qiáng)):一、分析、計(jì)算壓力;二、由
分析計(jì)算壓強(qiáng)。
(2)液體(先壓強(qiáng)后壓力):一、根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh分析、計(jì)算液體的壓強(qiáng);二、根據(jù)F=pS分析、計(jì)算壓力。
★易錯(cuò)警示
液體壓力與壓強(qiáng)的計(jì)算:對應(yīng)形狀不規(guī)則的容器,里面裝的液體對容器底的壓力F一般不等于液體的重力G

)
【例2】如圖所示,將未裝滿水且密閉的礦泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,下列說法中正確的是( )。
A.水對容器底的壓強(qiáng)減小,礦泉水瓶對桌面的壓力增大;
B.水對容器底的壓強(qiáng)減小,礦泉水瓶對桌面的壓力減小;
C.水對容器底的壓強(qiáng)增大,礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)減小;
D.水對容器底的壓強(qiáng)增大,礦泉水瓶對桌面的壓強(qiáng)增大
【變式2-1】底面積300cm2、深度20cm的薄壁圓柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水如圖甲;然后將一質(zhì)量為2.7kg的實(shí)心正方體鋁塊放入水中,如圖乙。(ρ鋁=2.7×103kg/m3)求:
(1)鋁塊的體積是多少m3?
(2)圖甲中容器對水平桌面的壓強(qiáng)為多少Pa?
(3)放入鋁塊后,水對容器底部的壓強(qiáng)增加了多少Pa?
【變式2-2】(多選)有一重2N的圓柱形玻璃杯(杯壁厚度不計(jì)),底面積為100cm2,裝有一定質(zhì)量的煤油,杯底到油面的高度為20cm,放在水平桌面上(取g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3),則下列結(jié)果正確的是( )。
A.煤油對杯底的壓強(qiáng)是1.6×103Pa;B.杯底對桌面的壓強(qiáng)是1.8×l03 Pa;
C.煤油對杯底的壓力是16N; D.杯子受到桌面的支持力是16N
考向03 連通器
【例3】位于陜西涇陽的鄭國渠,是我國古代三大水利工程之一、如圖是鄭國渠跨路面兩側(cè)的截面示意圖,兩側(cè)水渠和中間的涵洞可以看作是一個(gè)________;當(dāng)水不流動時(shí),水對A點(diǎn)的壓強(qiáng)______(選填“大于”、“等于”或“小于”)水對B點(diǎn)的壓強(qiáng)。
【變式3-1】 如圖,輪船由下游經(jīng)過船閘駛往上游。船進(jìn)入閘室后,再打開閥門___________,使閘室與上游構(gòu)成___________,當(dāng)閘室與上游水位相平時(shí),再打開閘門C,船駛?cè)肷嫌巍?br/>【變式3-2】下列不是利用連通器原理工作的是(  )。
A. 茶壺 B. 船閘 C. 抽水機(jī) D. 地漏
考點(diǎn)三 大氣壓強(qiáng)
一、大氣壓強(qiáng)
大氣壓強(qiáng)的產(chǎn)生 氣體受到重力作用,氣體具有流動性
大氣壓強(qiáng)的特點(diǎn) 大氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)
在同一高度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等
我們沒有感受到大氣壓,這是因?yàn)槿松眢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
大氣壓與海拔高度:(1)海拔越高,氣壓越小,在海波3000m內(nèi),每升高10m,大氣壓越減小100Pa;(2)海平面附近的大氣壓越等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
大氣壓與氣象:(1)晴天的大氣壓比陰雨天的高;(2)冬天的大氣壓比夏天的高
二、大氣壓的測量
1.托里拆利實(shí)驗(yàn)
測量方法 將一個(gè)約1m長、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,用手指將管口堵住(如圖甲所示),然后倒插在水銀槽中(如圖乙所示)。放開手指,管內(nèi)水銀面下降到一定高度時(shí)不再下降,這時(shí)管內(nèi)外水銀面高度差約為760mm,水銀處于靜止?fàn)顟B(tài)(如圖丙所示)。
實(shí)驗(yàn)過程 丁圖,玻璃管傾斜,水銀柱長度變長,但豎直高度差不變
實(shí)驗(yàn)分析 玻璃管上端為真空,沒有大大氣壓,管外水銀面的上方是空氣,玻璃管內(nèi)的水銀面之所以能夠高于水銀槽內(nèi)的水銀面,是因?yàn)榇髿鈮褐喂軆?nèi)這段水銀柱使它不會落下
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 大氣壓的數(shù)值等于它支撐的這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),即p大氣=p水銀=ρ水銀gh
交流討論 我們通常把760mm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,用字母p0表示; p0=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa; 這個(gè)實(shí)驗(yàn)最早是由意大利科學(xué)家托里拆利完成的,所以該實(shí)驗(yàn)被稱為托里拆利實(shí)驗(yàn)
2.對托里拆利實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識
(1)玻璃管中要充滿水銀,不能混有氣泡。若玻璃管內(nèi)混入少量空氣,由于這部分空氣也有壓強(qiáng),管內(nèi)水銀面的高度差會變小,使測得的大氣壓強(qiáng)值會偏小。
(2)水銀柱的高度是指管內(nèi)外水銀面的豎直高度差,不是指管內(nèi)水銀柱的長度,所以實(shí)驗(yàn)過程中,只要測量正確(測量高度差),玻璃管是否傾斜不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(3)做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí),不易選用粗管,原因是:①耗用水銀多;②不容易堵住玻璃管口,易漏氣。
(4)管內(nèi)水銀柱的高度與大氣壓的大小有關(guān),而與管的粗細(xì)、長度、形狀等無關(guān)。
(5)玻璃管管口在水銀槽內(nèi)的深度不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改變管內(nèi)水銀柱上方真空部分的體積,而水銀柱的高度不變。
(6)若在管的頂端開一小孔,則玻璃管和水銀槽構(gòu)成連通器,管中液面會下降,最終管內(nèi)外液面相平。
三、大氣壓的應(yīng)用
1.活塞式抽水機(jī)的工作原理
活塞式抽水機(jī)是利用大氣壓工作的,通過活塞在圓筒中往復(fù)運(yùn)動不斷地將水抽取上來。
2.生活中的“吸力”
日常生活中的吸盤掛物中的“吸”、鋼筆吸墨水中的“吸”、吸管吸飲料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,實(shí)際上是大氣壓強(qiáng)的作用。
考向01 大氣壓強(qiáng)與應(yīng)用
【例1】下列現(xiàn)象中能說明大氣壓強(qiáng)存在的是( ?。?。
A.醫(yī)生推動注射器的活塞給病人注射藥液;
B.巨大的冰山在水上漂?。?br/>C.塑料吸盤能“貼”在光滑的墻面上;
D.高壓鍋能更快地煮熟食物
【變式1-1】下列生活中的現(xiàn)象均與氣壓有關(guān),其中一個(gè)利用的原理與另外三個(gè)不同的是( ?。?。
A. 吸飲料 B. 拔火罐
C. 高壓鍋煮飯 D. 吸盤緊貼在墻面
【變式1-2】如圖所示的兩種實(shí)驗(yàn)器材,圖甲:一個(gè)玻璃瓶,瓶中裝滿水,把一細(xì)玻璃管通過帶孔的橡皮塞插入瓶中,用手捏玻璃瓶時(shí),發(fā)現(xiàn)玻璃管中液面升高,說明______,圖乙是自制氣壓計(jì),從乙管子上端吹入少量氣體,水會沿管子______(選填“上升”或“下降”)。
【變式1-3】我們身邊看似“輕”的空氣,其實(shí)蘊(yùn)含著巨大的力量,能夠幫助我們完成很多工作。以下事例,與大氣壓作用無關(guān)的是(  )。
A.用吸管吸飲料瓶中的飲料 B.用抽水機(jī)把水從低處抽到高出
C.用注射器把新冠疫苗藥液注入肌肉里 D.茶壺蓋上開小孔便于把水倒出
考向02 大氣壓強(qiáng)的測量
【例2】如圖是測量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)裝置,玻璃管長約1米,槽內(nèi)裝有水銀。下列說法正確的是( ?。?。
A. 將玻璃管從豎直位置適當(dāng)向右側(cè)傾斜,玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差仍為760mm;
B. 若將玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽內(nèi)水銀面以下,則玻璃管內(nèi)外水銀面高度差變?yōu)?80mm;
C. 在實(shí)驗(yàn)中,若玻璃管內(nèi)混入少量空氣,所測的大氣壓值偏大;
D. 將此裝置從山腳移到山頂,管內(nèi)外水銀面高度差變大
【變式2-1】如圖是小明利用V=2mL的注射器,彈簧測力計(jì)、刻度尺等器材估測大氣壓值的情況。
(1)利用刻度尺測量出______的長度l為10cm,即可算出活塞橫截面積為______cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開始滑動時(shí),記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=2.1N,據(jù)此可測得大氣壓值p=______Pa;
(3)考慮到活塞與筒壁之間有摩擦,小明繼續(xù)拉動一小段距離后,緩慢退回注射器筒,在活塞剛要到筒內(nèi)底部時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為,則大氣壓值______(用題中出現(xiàn)的物理量符號表示);
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)若筒內(nèi)空氣沒有排盡,此因素將導(dǎo)致所測大氣壓值______(偏大/偏小/不變)。
【變式2-2】如圖所示,是托里拆利實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作過程,關(guān)于托里拆利實(shí)驗(yàn),下面說法錯(cuò)誤的是(  )。
A.是大氣壓支持玻璃管內(nèi)的水銀柱不會下落;
B.實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)水銀面的上方有少量空氣;
C.大氣壓的數(shù)值等于這段水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng);
D.換用更粗一些的等長玻璃管,管內(nèi)外水銀面高度差將不變
【變式2-3】如圖實(shí)驗(yàn)中,吸盤都保持靜止,所掛鉤碼是吸盤所能提起的最大重物。對此,下列說法正確的是(  )。
A.甲圖中大氣對吸盤的壓力等于鉤碼的重力;
B.乙圖中大氣對下面吸盤的壓力等于鉤碼的重力的;
C.利用甲圖的實(shí)驗(yàn)可以粗測大氣壓的值;
D.利用乙圖的實(shí)驗(yàn)可以粗測大氣壓的值
考點(diǎn)四 流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系
一、流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系
1.流體:物理學(xué)中把具有流動性的液體和氣體統(tǒng)稱為流體。
2.流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小,流速越小的位置壓強(qiáng)越大。
(1)在硬幣上方沿水平方向吹氣,硬幣會向上跳起,并隨著氣流向前運(yùn)動,飛躍障礙物
(2)在兩張紙之間向下吹氣,觀察到兩張紙向中間靠攏
(3)紙條一端貼近下嘴唇,用力向前方吹氣,觀察到紙條飄起
(4)在水平放置的兩根筷子之間放上兩個(gè)乒乓球,通過塑料管像兩球中間吹氣,觀察到乒乓球向中間靠攏
(5)將兩只小紙船放入水盆中,用針管向兩船之間沖水,觀察到兩只小船向中間靠攏
(6)在倒置的漏斗里放一個(gè)乒乓球,并用手指托住,然后從漏管用力向下吹氣,將手指移開,發(fā)現(xiàn)乒乓球掉不下來
(7)“香蕉球”:足球在飛行時(shí)快速旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)帶動球面附近的空氣一起流動,在旋轉(zhuǎn)氣流方向和迎面氣流方向相同的一側(cè),形成相對低壓區(qū),另一側(cè)形成相對高壓區(qū),足球在兩側(cè)壓力差的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),沿弧線前進(jìn)。
(8)“氣流噴壺”:水平管中的空氣流速大,導(dǎo)致豎直細(xì)管最上端管口處壓強(qiáng)減小,水在大氣壓的作用下上升并進(jìn)入水平出水管,隨氣流噴出。
(9)“站臺安全線”:列車進(jìn)站時(shí),帶動附近的空氣流速加快,在列車周圍形成低壓區(qū),如果人離列車太近,就會被外側(cè)較大的氣壓“推向”列車。
(10)“風(fēng)沿墻面吹過時(shí)窗簾飄向窗外”:風(fēng)刮過時(shí),室外空氣流速加快,壓強(qiáng)減小,而室內(nèi)空氣流速很慢,壓強(qiáng)較大,窗簾在室內(nèi)、外壓力差的作用下被“推向”窗外。
二、飛機(jī)的升力
1.飛機(jī)機(jī)翼的形狀:如圖所示,可以看到機(jī)翼截面的大致形狀,其上表面呈彎曲的流線型,下表面則比較平。
2.升力產(chǎn)生的原因:飛機(jī)前進(jìn)時(shí),機(jī)翼與周圍的空氣發(fā)生相對運(yùn)動,相當(dāng)于氣流迎面流過機(jī)翼。氣流被機(jī)翼分成上、下兩部分,由于機(jī)翼橫截面的形狀上、下不對稱,在相同時(shí)間內(nèi),機(jī)翼上方氣流通過的路程較長,因而速度較大,對機(jī)翼上表面的壓強(qiáng)較小;下方氣流通過的路程較短,速度較小,對機(jī)翼下表面的壓強(qiáng)較大。
機(jī)翼上表面受到的壓強(qiáng)對機(jī)翼產(chǎn)生的壓力F1,機(jī)翼下表面受到的壓強(qiáng)對機(jī)翼產(chǎn)生的壓力F2,因?yàn)闄C(jī)翼上、下表面存在壓強(qiáng)差,這樣就產(chǎn)生了向上的壓力差,即飛機(jī)的升力(F=F2-F1)。
考向01 流體壓強(qiáng)現(xiàn)象
(
(1)
明確“因果”,辨別現(xiàn)象:
流體流動時(shí),不同的區(qū)域流速不同,壓強(qiáng)大小不同,流速大的區(qū)域壓強(qiáng)小,不同的區(qū)域之間就會出現(xiàn)壓強(qiáng)差。有壓強(qiáng)差時(shí),物體的形狀或運(yùn)動狀態(tài)就會發(fā)生改變。這時(shí),流體流動是“因”,壓強(qiáng)差是:“果”。根據(jù)這個(gè)“因”和“果”辨別是不是流體壓強(qiáng)跟流速的關(guān)系導(dǎo)致的現(xiàn)象。
(2)利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解題時(shí),先弄清哪個(gè)位置的流體流速大,哪個(gè)位置的流體流速小,再找出各處壓強(qiáng)的大小的關(guān)系,進(jìn)而分析物體受力情況和可能發(fā)生的現(xiàn)象。
)
【例1】如圖所示,當(dāng)從管的一端吹氣時(shí),A管中的液面會下降,B管中的液面會上升。下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原理與此實(shí)驗(yàn)原理相同的是( ?。?br/>A.熱氣球升空;
B.風(fēng)沿窗外的墻面吹過,窗口懸掛的窗簾飄向窗外;
C.用吸管喝酸奶;
D.用抽水機(jī)把井中的水抽上來
【變式1-1】如圖所示的現(xiàn)象中,能用“流速越大的位置,壓強(qiáng)越小”來解釋的是(  )。
A.②③ B.③④ C.②③④ D.①③④
【變式1-2】球類比賽中的旋轉(zhuǎn)球具有很大的威力,旋轉(zhuǎn)球和不旋轉(zhuǎn)球的飛行軌跡不同,是因?yàn)榍蛑車諝饬鲃忧闆r不同,如圖所示,是乒乓球運(yùn)動員拉出的弧圓球在空中高速旋轉(zhuǎn)這向左前進(jìn)的示意圖,此時(shí)相對于球來說,上方空氣流速小于下方空氣流速。下列關(guān)于乒乓球的說法中,正確的是( ?。?br/>A.球在空中能繼續(xù)前進(jìn),是受到了慣性力的作用;
B.球在空中前進(jìn)時(shí),受到了平衡力的作用;
C.球高速旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí),比不旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)下落得慢;
D.球高速旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí),比不旋轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)下落得快
考向02 飛機(jī)的升力
【例2】如圖中各現(xiàn)象與飛機(jī)機(jī)翼獲得升力的原理相同的是( ?。?。
A. 液壓機(jī) B. 簡易噴霧器
C. 鋼筆吸墨水 D. 升空的熱氣球
【變式2-1】如圖為飛機(jī)的機(jī)翼截面形狀示意圖。飛機(jī)在飛行時(shí),關(guān)于機(jī)翼的上方和下方的空氣流速和氣流壓強(qiáng),下列說法中正確的是( ?。?br/>A.機(jī)翼上方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較大;
B.機(jī)翼下方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較大;
C.機(jī)翼上方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較?。?br/>D.機(jī)翼下方的空氣流速大,氣流壓強(qiáng)較小
【變式2-2】夏季臨近,交警部門加大對電動車安裝遮陽傘的檢查拆除力度,如圖所示遮陽傘雖能遮擋陽光,但是當(dāng)電動車快速行駛時(shí),傘面被向上吸,存在較大的安全隱患。如圖四種情景與其原理不同的是( ?。?br/>A.人站在高鐵站的安全線以外候車;
B. 用手動抽水機(jī)抽出地下水;
C.飛機(jī)的機(jī)翼設(shè)計(jì)成流線型;
D.賽車尾部安裝的氣流偏導(dǎo)器

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