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文檔簡介
專項分類03壓強(原卷版)
八年級物理下學期期末復習必刷分類專項訓練(人教版)
W知識點詳解
一、目標要求
1.理解:壓強的概念;流體的壓強與流速的關系;
2.認識:壓強在生活中的應用;液體壓強的特點;托里拆利實驗,知道大氣壓強的大小;
4.會:計算壓強;計算液體的壓強;流體壓強與流速關系解釋生活中的現象;
5.了解:壓力的概念;影響液體壓強大小的因素;大氣壓強的存在;大氣壓強特點;大氣壓強
與社會生活中的應用;什么是流體;飛機的升力是怎樣產生。
二、知識體系
垂直作用在物體表面上的力叫壓力
壓力]固體可以大小、方向不變地傳遞屋方.壓力不一定都和重力有關
探究影響壓力作用效果的因素
壓強:物體單位面積上受到的壓力叫壓強
壓強是表示壓力作用效果的物理量
壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為怕),符號是Pa;壓力F的單住是牛,符
1:〃=£e專是N;S是受力面積(是兩物體的接觸部分),單位是平方米,符號是
增大壓強:當受力面積不變時,增大壓力;當壓力不變時,減小受力面積;壓力增大
的同時減小受力面積都可以增大壓強。如圖四:墻釘、斧頭、安全錘都是增大壓強的
例子。
應用減小壓強:受力面積不變時,減小壓力;壓力不變時,增大受力面積;壓力減小的同時
-------增大受力面積都可以減小壓強。如圖五:鐵軌、履帶式推土機、大象的腳掌都是減小壓
強的例子。
產生液體受到重力作用
液體具有流動性
液體壓強的規(guī)律:
(1)液體對容器底和側壁都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強;
(2)在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;
(3)液體的壓強隨深度的增加而增大;
、+特點()相同高度,不同液體的壓強與液體的密度有關。
液體“■壓rr強m4海體區(qū)強分式_=。曲
計算公式液體的壓強只與液體的密度和液體的深度有關,而與液體的質量、體積、重力、
容器的底面積、容器形狀均無關。
連通器:上端開口,下端連通的容器。連通器中裝有同種液體時,液體部流動時各容器
應用中液面高度總是相同的
液體受到重力作用
壓強液體具有流動性
大氣壓強:大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用
p0表示。
大氣壓的特點:(1)空氣內部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大
大氣壓強氣壓強都相等。
(2)大氣壓隨高度增加而減??;且大氣壓的值與地點、天氣、季節(jié)的變化有關。一
般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏夭高。
(3)大氣壓變化規(guī)律:在海拔3000米以內,每上升10米,大氣壓大約降低100Pa?
1.托里拆利實驗:
大氣壓強(1)實驗過程:在長約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水
II銀槽中放開堵管口的手指后,管內水銀面下降一些就不再下降,這時管內外水銀面的高度
差約為760mm。如圖所示。
(2)結論:大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01X105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變
化)。
大小標準大氣壓:支持76cm水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。
1個標準卡乂■二760mmHg=76cmHg=1.012cl05Pa?
1.沸點與壓強:一切液體的沸點,都是隨氣壓減小而降低(如在海拔高的山上煮飯,煮不
熟);隨氣壓增大而升高(如用高壓鍋煮飯快)。
應用2.體積與壓強:質量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強越大;氣體體積越大
壓強越小。
京潦體:液體和氣體。
溫主弓與流_液體壓強與流速的關系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小。
流體壓強與流飛機的升力的產生:飛機的機翼通常都做成上面凸起、下面平直的形狀。機翼
上下方所受的壓力差形成向上而升力。
速關系
流體壓強的應用,]當飛機在機場跑道上滑行時.流過機翼上方的空氣速度快、壓強小.流過機翼
下方的空氣速度慢、壓強大。
三、知識點概覽
★知識點一:壓力
1.壓力:垂直作用在物體表面上的力叫壓力(圖一:水杯對桌面的壓力,圖二:木塊對斜面的
壓力,圖三:圖釘對墻壁的壓力)。
2.壓力并不都是由重力引起的(圖三:圖釘對墻壁的壓力)。把物體放在桌面上,如果物體不
受其它力作用,則壓力F等于物體受到的重力Go
圖一:水杯對桌面的壓力豎直向下圖二:木塊對斜面的壓力垂直斜面向下圖三:圖釘對墻壁的壓力垂直
墻壁向左
3.固體可以大小、方向不變地傳遞壓力。
※詳解壓力
1.壓力產生的條件
只有相互接觸且又發(fā)生擠壓的物體之間才有壓力。如圖所示,靜止在水平地面上、緊挨墻角的
小球,由于墻與小球之間無擠壓作用,因而它們之間不存在壓力。
2.壓力的方向
壓力的方向與受力物體的表面即支撐面互相垂直且指向受壓物體。例如按圖釘(圖),其方向可
以與墻面垂直,與天花板垂直,也可以與水平桌面垂直,無論這個面如何放置,壓力的方向總是要
與接觸面垂直的.這是壓力和其他力的一個區(qū)別。
3.大小
壓力并不都是由重力產生的,因此壓力的大小并不一定與重力大小相等,有時甚至無關。
作用點:在受壓物體的接觸面上。例在圖中畫出沿斜面向下滾動的小球對斜面壓力的示意圖(壓
力是指垂直壓在物體表面上的力)O
4.壓力與重力的區(qū)別和聯系:
重力壓力
定義由于地球的吸引而使物體受到的力垂直作用在物體表面上的力
產生原因由于地球的吸引而產生由于物體對物體的擠壓而產生
方向總是豎直向下垂直于受壓面且指向被壓物體
作用點物體的重心在受壓物體的表面
施力物體地球對受力物體產生擠壓作用的物體
聯系在通常情況下,靜止在水平地面上的物體,其重力等于物體對地面的壓力
壓力不一定是由于物體受到重力而產生的。物體由于受到重力的作用,可以產生壓力,
但壓力的大小不一定等于物體的重力
注意點
★知識點二:探究壓力作用效果
影響壓強作用效果的因素
1.受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。(此時壓強與壓力成正比)
2.當壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。(此時壓強與受力面積成反比)
★知識點三:壓強
1.壓強定義:物體單位面積上受到的壓力叫壓強。
2.壓強物理意義:是表示壓力作用效果的物理量(作用效果越明顯壓強越大)。
F
3.壓強公式:。其中,壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是Pa;壓力F的單位
S
是牛,符號是N;S是受力面積(是兩物體的接觸部分),單位是米)符號是m)
4.變形公式:求解壓力:F=pS;求解受力面積:S=-.
P
5.應用壓強公式應注意的問題
F
使用范圍p=—為壓強的定義式,使用于所有物體間的壓強計算(氣體、液體和固體)
S
計算壓強時,各物理量統(tǒng)一使用國際單位,壓強P的單位是帕斯卡(簡稱為帕),
單位統(tǒng)一符號是Pa;壓力F的單位是牛,符號是N;S是受力面積(是兩物體的接觸部分),
單位是米2,符號是m)
確認受力面積公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體兩者相互接觸的面積。
6.拓展培優(yōu):特殊情況下固體壓強的計算
(1)公式適用于任何條件下的壓強計算,但在計算柱狀固體的壓強時,借用其推導公式p=Pgh
會更快捷、方便。
(2)使用該公式求解固體壓強的前提條件:
一、密度均勻、形狀規(guī)則的實心柱體;二、物體應放在水平面上,接觸面積等于物體的底面積;
三、物體對水平面的壓力等于物體的重力,在豎直方向上沒有其他力的作用。
★知識點四:壓強的利用
1.增大壓強:當受力面積不變時,增大壓力;當壓力不變時,減小受力面積;壓力增大的同時
減小受力面積都可以增大壓強。如圖四:墻釘、斧頭、安全錘都是增大壓強的例子。
2.減小壓強:受力面積不變時,減小壓力;壓力不變時,增大受力面積;壓力減小的同時增大
受力面積都可以減小壓強。如圖五:鐵軌、履帶式推土機、大象的腳掌都是減小壓強的例子。
圖四:增大壓強例子;A
圖五:減小壓強例子
3.拓展培優(yōu):從壓強的角度認識超載的危險
貨車超載后不僅會應為慣性大不易剎車,引發(fā)交通事故,還會使貨車對路面的壓強過大,超過
路面所能承受的極限,損壞路面。
★知識點五:液體壓強的產生與特點
1.液體壓強產生的原因:液體受重力作用且具有流動性。
2.液體壓強的測量:使用壓強計。
3.液體壓強的規(guī)律:
(1)液體對容器底和側壁都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強;
(2)在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等。
(3)液體的壓強隨深度的增加而增大(如圖所示);
(4)相同高度,不同液體的壓強與液體的密度有關。
★知識點六:探究液體內部壓強大小可能與哪些因素有關
探究課題:探究影響液體壓強大小的因素
實驗裝置
實驗方法控制變量法,轉換法
實驗原理根據u形管內兩管液面高度差來判斷液體內部壓強大小
探究過程1.根據如圖甲所示,按照組裝U形管壓強計
2.將水倒入燒杯,如圖乙,控制探頭在水下深度不變,調節(jié)旋鈕改變探頭的朝向,觀察
并測出U形管中液面的高度差,將數據填入下表;
3.如圖乙、丙,控制橡皮膜的朝向不變,改變探頭浸入水中的深度,觀察并測出U形管
中液面的高度差,將數據填入下表;
4.如圖丙、丁,控制探頭在水和鹽水下的深度相同,觀察并測出U形管中液面的高度差,
將數據填入下表;
實驗內容液體物質探頭浸入水下橡皮膜朝向U形管兩端液面高度差(cm)
深度
相同(5cm)向下
a水相同(5cm)向前
相同(5cm)向上
記錄表格
不同(3cm)向下
b水不同(5cm)向下
不同(7cm)向下
水相同(5cm)向下
c鹽水相同(5cm)向下
液體內部向各個方向都有壓強,壓強隨液體深度的增加而增加;同種液體在同深度的各
實驗結論處,各個方向的壓強大小相等;不同的液體,在同一深度產生的壓強大小與液體的密度
有關,密度越大,液體的壓強越大。
考查方向
器材作用1.U形管壓強計的作用?通過U形管內兩管液面高度差來判斷液體內部壓強大小
1.液體壓強產生的原因是:液體受到重力作用;液體有流動性
2.實驗前的兩個操作:(1)先檢查U型管左右兩邊的液面是否相平。
(2)檢查裝置的氣密性:(用手壓金屬盒上的橡皮膜,觀察U型管中液面是否發(fā)生變
注意事項化,若變化明顯,則氣密性良好)
3.實驗時發(fā)現U型管內高度差沒變化原因是什么?怎么解決?
答:氣密性不好,拆下來重新安裝
4.使用的U型管是不是連通器?答:不是
5.此實驗U型管內液體為什么要染成紅色?答:使實驗效果明顯,便于觀察
5.實驗需要多次進行,目的是:總結普通規(guī)律
6.比較乙、丙實驗結論是:液體密度一定時,深度越深,液體產生的壓強越大
7.比較丙、丁實驗結論是:當液體深度相同時,液體密度越大,液體產生的壓強越大
★知識點七:液體壓強的大小
1.同種液體:向各個方向都有壓強;(2)同一深度處,壓強一致;(3)深度越深,壓強越大。
2.不同液體:同一深度,密度越大,壓強越大。
3.公式:p=Pgh式中g=9.8N/kg或g=10N/kg,h的單位是m,P的單位是kg/m3,壓強p的單位
是Pa。
4.由于液體內部同一深度處向各個方向的壓強都相等,所以我們只要算出液體豎直向下的壓強,
也就同時知道了在這一深度處液體向各個方向的壓強。這個公式定量地給出了液體內部壓強地規(guī)律o
深度是指點到液面的距離,液體的壓強只與深度和液體的密度有關,與液體的質量無關。
5.對液體壓強的理解
(1)由壓強公式p=Pgh可知,在g值不變的情況下,液體壓強液體密度和深度有關,與質量
和體積無關。
(2)液體深度是指液體中被研究的點到液面的豎直距離。
(3)公式p=Pgh適用于靜止、密度均勻的液體,不適用于流動的液體。
(4)公式p=Pgh適用于計算任何靜止、均一的液體產生的壓強。
6.液體對容器底的壓力與液體自身重力的關系
容器類型容器底部受到液體的壓力的定性分析容器底部受到液體的壓力的定量分析
由于液體所受重力的方向是豎直向下液體對容器底部的壓力Fff=pS=PghS=
HI的,可以認為柱形容器液體中重力全PgVa=G濃,即FH=G?(V拄指液柱的
77部作用在容器底部,所以F武G波體積)
在口大底小的敞口容器中,虛線外那
液體對容器底部的壓力Fffi=pS=PghS=
部分液體的重力作用在傾斜的側壁
PgVtt=G柱,FH=G柱〈G?,即Fa<G液(V
上,液體對容器底部的壓力只等于以
杵、G柱指以容器底面積大小形成的液
其底面積大小形成的柱形的液體的重
體柱的體積和重力)
力,所以F壓〈G液
口小底大的縮口容器中,側壁會受到
液體垂直側壁斜向上的壓力,因為物
體間力的作用是相互的,所以側壁不液體對容器底部的壓力Fa=pS=PghS=
但起支持液體的作用,反而給液體施PgVMG柱,Fa=G柱>G液,即Ffi>Gs(V
加了一個斜向下的壓力,于是容器底柱、G柱指以容器底面積大小形成的液
部不但要承受液體的重力,而且還要體柱的體積和重力)
承受側壁對液體施加的向下的壓力,
所以F慶〉G海
★知識點八:連通器
1.連通器:上端開口,下部相連通的容器。
2.原理:連通器里裝同一種液體且液體不流動時,各容器的液面保持相平(如圖所示)。
3.連通器的應用:茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是根據連通器的原理來工作
的。
其原理在生產實踐中有著廣泛的應用,例如,水渠的過路涵洞、牲畜的自動飲水器、水位計,
以及日常生活中所用的茶壺、灑水壺等都是連通器。
★知識點九:大氣壓強
1.大氣壓強:大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用P。表示。
2.產生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性。
3.人感受不到大氣壓強的原因:人體內外空氣相通,身體各部位內外所受的壓力相同,內外平
衡。
4.詳解大氣壓強
定義大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓
產生包圍地球的空氣由于受到重力的作用,而且能夠流動,因而空氣對浸在它里面的物體產生
原因壓強,空氣內部向各個方向都有壓強,且空氣中某一點向各個方向的壓強大小相等
存在①馬德堡半球實驗②覆杯實驗③瓶吞雞蛋實驗
證明
生活中:①鋼筆吸墨水②吸管吸飲料③針管吸藥液④瓷磚上的塑料吸盤
應用
生產中:①活塞式抽水機②離心式水泵
★知識點十:大氣壓強的測量
1.托里拆利實驗
在長約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中,放開堵管口的
測量方法手指后,管內水銀面下降到一定高度就不再下降,這時管內外水銀面的高度差約為760mm。如圖
所示。
坡
璃破.隔管做斜,水短柱札盛唳幺變化,但鷺直
竹
實驗過程中
裝
滿
水
銀
玻璃管上端為真空,沒有大氣壓,管外水銀面的上方是空氣,玻璃管內的水銀面之所以能夠高于
實驗分析
水銀槽內的水銀面,是因為大氣壓支撐管內這段水銀柱使它不會下落
實驗結論大氣壓的值等于它支撐的水銀柱產生的壓強,即P?=P*.=P?gh
我們把高760mm水銀柱產生的壓強叫一個標準大氣壓,用po表示。
交流討論Po=p*?=P*?ggh=13.6xl03kg/m3x9.8N/kgxO.76mBi.013xl0sPa?粗略計算時,標準大氣壓可取
lxlO5Pa?此實驗最早是由意大利科學家托里拆利完成的,所以該實驗被稱為托里拆利實驗。
※對托里拆利實驗的認識
(1)玻璃管要充滿水銀,不能混有氣泡。如玻璃管內混有少量空氣,由于這部分空氣也有壓強,
管內水銀面的高度差會變小,使測得的大氣壓偏?。?/p>
(2)水銀面的高度是指管內外水銀面的高度差,不是指管內水銀柱的長度,所以實驗中,只要
正確測量高度差,玻璃管是否傾斜不影響實驗結果;
(3)做托里拆利實驗時,不宜選用粗管,原因是耗用的水銀較多、不易堵住玻璃管口(易漏氣);
(4)管內水銀柱的高度與大氣壓的大小有關,而與管的粗細、長度、形狀等無關;
(5)玻璃管管口在水銀槽內的深度不影響實驗結果,稍稍向上提或向下按玻璃管,只能改變管
內水銀柱上方真空部分的體積,而水銀柱的高度不變;
(6)若在管內頂部開一小孔,則玻璃管和水槽構成了連通器,最終管內外液面相平。
※深挖教材
托里拆利實驗用水銀而不用其他液體的原因
水銀在常溫下密度最大的液體,在同樣的大氣壓下需要的玻璃管長度較短。如果換用其他液體
(如水),由實驗原理「水銀g%艮=夕水的水,則廉=5水銀=13.6x103空3x076?036加,
「水1.0x10Zrg/zn
可見,實驗需要約11m的玻璃管,這是很難實現的。
2.氣壓計
(1)定義:測量大氣壓的儀器。
(2)分類:水銀氣壓計和無液氣壓計。
(3)水銀氣壓計:利用托里拆利管來測定大氣壓的一種裝置。玻璃管底部的水銀槽是用一個皮
囊所代替,并附有可以調準的象牙針使其指示水銀面,叫做“福廷式水銀氣壓計",在玻璃管外面加
上一個金屬護套,套管上刻有量度水銀柱高度的刻度尺。在水銀槽頂上另裝一只象牙針,針尖正好
位于管外刻度尺的零點,另用皮袋作為水銀槽底。使用時,輕轉皮袋下的螺旋,使槽內水銀面恰好
跟象牙針尖接觸(即與刻度尺的零點在一水平線上),然后由管上刻度尺讀出水銀柱的高度。此高度
示數即為當時當地大氣壓的大小。另外還有不需調準象牙針的觀測站用氣壓計,可測低氣壓山岳用
的氣壓計,以及對船的搖動不敏感的航海用氣壓計。
無液氣壓計:無液氣壓計是氣壓計的一種,最常見的是金屬盒氣壓計。它的主要部分是一種波紋
狀表面的真空金屬盒。為了不使金屬盒被大氣壓所壓扁,用彈性鋼片向外拉著它。大氣壓增加,盒
蓋凹進去一些;大氣壓減小,彈性鋼片就把盒蓋拉起來一些。盒蓋的變化通過傳動機構傳給指針,使
指針偏轉。從指針下面刻度盤上的讀數,可知道當時大氣壓的值。它使用方便,便于攜帶,但測量
結果不夠準確。如果在無液氣壓計的刻度盤上標的不是大氣壓的值,而是高度,于是就成了航空及
登山用的高度計。
※拓展培優(yōu):測量大氣壓的其他方法
方法一方法二方法三
彈簧測力計、刻度尺、吸盤、彈簧測力計、刻度尺、吸盤、
器材彈簧測力計、刻度尺注射器
玻璃板鉤碼、玻璃板
(S)喙甲二c==2
示意圖
|川||岬|用川||川|川?川|川||呵川平|“|川|
「1011G1314cmi5|
注射器活塞剛剛被拉動時測吸盤直徑D、吸盤剛好脫離
剛好將吸盤拉離玻璃板時彈簧
測量的物理量力計的示數F、注射器全部玻璃板時吸盤、小桶和沙的
測力計的示數F、吸盤直徑D
刻度的長度L總重力G
(1)用彈簧測力計測出從光滑(1)把注射器活塞推至注射(1)測出吸盤和玻璃板接觸
玻璃板上剛好能拉下吸盤所用筒的底部,用一個橡皮帽封面的直徑D;5=口行計算出
的力F;住注射器的小孔;吸盤與玻璃板的接觸面積
(2)將吸盤底面圓形畫在紙(2)用細繩拴住注射器活塞
S金
上,用刻度尺測出其直徑D,用推柄的頸部,并使繩與固定4
S=n/計算出吸盤與玻璃板的在墻上彈簧測力計的掛鉤相(2)將吸盤按壓在光滑的玻
接觸面積§=土;連,然后再水平向右慢慢地璃板下面,擠出吸盤內的空
具體步驟4推動注射器,當注射器的活氣,將裝適量細沙小桶輕輕
(3)用壓強公式“/即可計塞剛開始移動時,記下彈簧掛在吸盤下面的塑料掛鉤
測力計的示數F;上,用小勺緩慢地向筒內裝
算出大氣壓強的值(3)觀察并記錄注射筒所表細沙,知道吸盤剛好脫離玻
明的容積V,用刻度尺測出注璃板,測出此時吸盤、小桶
射器的全部長度L;和細沙總重力G;
(4)根據”_£和丫=51即可(3)根據”_£和丫=51即可
P-Sp-s
測出大氣壓測出大氣壓
4FFLF4G
表達式p=——
P=WVP=1=W
因為吸盤和注射器內的空氣不可能完全擠出,所以上述三種情況測出的大氣壓數值往往比實
評估交流
際值小些
3.大氣壓的變化
(1)大氣壓隨高度增加而減??;且大氣壓的值與地點、天氣、季節(jié)的變化有關。一般來說,晴
天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。
(2)大氣壓變化規(guī)律:在海拔3000米以內,每上升10米,大氣壓大約降低100Pa。
(3)沸點與壓強:一切液體的沸點,都是隨氣壓減小而降低(如在海拔高的山上煮飯,煮不熟);
隨氣壓增大而升高(如用高壓鍋煮飯快)。
(4)體積與壓強:質量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強越大;氣體體積越大壓
強越小。
★知識點十一:大氣壓強的應用
1.利用大氣壓的知識解釋有關現象
在實際生活和生產中有許多利用大氣壓來工作的裝置和現象,如鋼筆吸墨水、抽水機抽水、高
壓鍋的設計等.利用這些知識還可以解釋許多生活中的相關現象,例如用吸管喝飲料,當用力吸吸
管時,吸管內的壓強減小,飲料就在外界大氣壓的作用下被壓進吸管,從而喝到飲料,而并非我們
平常說的吸進。
2.大氣壓強的存在及應用的知識拓展
生活實驗證明大氣壓存在:
實驗一:模擬馬德堡半球實驗
兩個皮碗口對口擠壓,然后兩手用力往外拉,發(fā)現要用較大的力才能拉開。馬德堡半球實驗和
模擬實驗的共同點是:將金屬球內和皮碗內的空氣抽出或擠出,使金屬球內和皮碗內空氣的壓強減
小,而外界的大氣壓強就把它們緊緊地壓在一起,要用較大的力才能拉開,這就有力證明了大氣壓
強的存在。
實驗二:“瓶吞蛋”實驗
用剝了殼的熟雞蛋堵住廣口瓶口,實驗前用手輕輕用力,不能將雞蛋完整地壓入瓶內。再將點
燃的棉球扔入裝有細沙(防止燒裂瓶底)的瓶中,迅速將該熟雞蛋塞住瓶口,待火熄滅后,觀察到
雞蛋“嚼”的一聲掉入瓶內。上述實驗,由于棉花燃燒使瓶內氣壓升高,而驟冷又會使氣壓迅速降
低,當瓶內壓強小于瓶外大氣壓強時,雞蛋在大氣壓強的作用下,被壓入瓶內。
實驗三:“覆杯”實驗
玻璃杯內裝滿水,用硬紙片蓋住玻璃杯口,用手按住,并倒置過來,放手后,整杯水被紙片托
住,紙片不掉下來。該實驗玻璃杯內裝滿水,排出了空氣,杯內的水對紙片向下的壓強小于大氣對
紙片向上的壓強,因而紙片不掉下來。分析上述三個實驗,不難理解大氣壓強存在問題。更深入研
究:“瓶吞蛋”表明大氣豎直向下有壓強,“覆杯實驗”表明大氣向上有壓強。因而顯示出大氣壓
強的特點:大氣向各個方向都有壓強。
★知識點十二:流體壓強與流速關系
1.流體:液體和氣體。
2.液體壓強與流速的關系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小。
3.生活中跟流體的壓強相關的現象:
(1)窗外有風吹過,窗簾向窗外飄;
(2)汽車開過后,路面上方塵土飛揚;
(3)踢足球時的“香蕉球”;
(4)打乒乓球時發(fā)出的“旋轉球”等。
※拓展培優(yōu):與流體壓強有關的現象解釋
生活中與流體壓強相關問題的解答方法:
在實際生活和生產中有許多利用流體壓強跟流速的關系來工作的裝置和現象,如飛機的機翼形
狀、家用煤氣灶灶頭工作原理、小汽車外形的設計等。利用這些知識還可以解釋許多常見現象,如
為什么兩艘船不能并排行駛、列車站臺上要設置安全線等。
方法指南:(1)首先要弄清哪部分流速快,哪部分流速慢;
(2)流速快處壓強小,壓力也小,流速慢處壓強大,壓力也大;
(3)流體受壓力差作用而產生各種表現形式和現象。
例1:如圖是非洲草原犬鼠洞穴的橫截面示意圖,犬鼠的洞穴有兩個出口,一個是平的,而另
一個則是隆起的土堆,生物學家不是很清楚其中的原因,他們猜想:草原犬鼠把其中一個洞的洞口
堆成了包狀,是為了建一處視野開闊的瞭望臺,但是如果這一假設成立的話,它又為什么不在兩個
洞口都堆上土包呢?那樣不是有兩個噫望臺了嗎?實際上兩個洞口形狀不同,決定了洞穴空氣的流動
方向。吹過平坦表面的空氣運動速度小,壓強大;吹過隆起表面的空氣流速大,壓強小。因此,地
面上的風吹進了犬鼠的洞穴,給犬鼠帶來了陣陣涼風。
草原犬鼠的一個洞口很平坦,而另一個洞口處有凸起的土堆,這樣當空氣流經兩個洞口時,洞
口表面處空氣的流速會不同,所以洞口處的氣體壓強會不同,洞內的空氣就會從氣壓大的一端流向
氣壓小的一端,給犬鼠帶來了陣陣涼風。
例2:科學解釋足球中的“香蕉球”
流體(液體或氣體)中的旋轉圓柱體或球體相對于流體運動時,會在旋轉體上產生一個側向力。
足球在氣流中運動時,如果其旋轉的方向與氣流同向,則會在球體的一側產生低壓,而球體的另一
側則會產生高壓,這就是為什么會產生香蕉球的原因。當足球旋轉時,除了可以改變球體周圍的氣
流,球的運動軌跡也會相應發(fā)生改變。而且足球不僅可以側旋,觸球部位的不同,還可以產生不同
的旋轉,從而使足球上飄和下沉。這樣就達到了迷惑防守方的目的。
任何一次成功的任意球中,必不可少的一項技術就是使球按照自己的控制產生旋轉。不知道你
注意到沒有,罰“香蕉球”的時候,運動員并不是踢中足球的中心,而是稍稍偏向一側,同時用腳
背摩擦足球,使球在空氣中前進的同時還不斷地旋轉。同時,一方面空氣迎著球向后流動,另一方
面,由于空氣與球之間的摩擦,球周圍的空氣又會被帶著一起旋轉。這樣,球一側空氣的流動速度
加快,而另一側空氣的流動速度減慢。物理知識告訴我們:氣體的流速越大,壓強越小。由于足球
兩側空氣的流動速度不一樣,它們對足球所產生的壓強也不一樣,于是,足球在空氣壓力的作用下,
被迫向空氣流速大的一側轉彎了。
★知識點十三:飛機的升力
1.飛機的升力的產生:飛機的機翼通常都做成上面凸起、下面平直的形狀。
2.當飛機在機場跑道上滑行時,流過機翼上方的空氣速度快、壓強小,流過機翼下方的空氣速
度慢、壓強大。
3.機翼上下方所受的壓力差形成向上的升力。
考題與備考
☆考點1:探究壓力作用效果與哪些因素有關
考點概述:
(1)壓力的作用效果主要體現在物體形狀的改變上,形變越大,說明壓力作用效果越明顯,這
是利用了轉換法的思想;
(2)壓力作用效果與壓力大小和受力面積有關,所以需要利用控制變量法來分析壓力大小和受
力面積對壓力作用效果的影響。
典例1:在“探究壓力的作用效果與哪些因素有關”的實驗中,得到如圖所示的作用效果:
(1)實驗中是通過比較海綿的來比較壓力作用效果。這種實驗方法叫做轉換法。
(2)通過比較圖中的甲、乙兩次實驗,探究壓力的作用效果與的關系,通過比較
圖中的和兩次實驗,探究壓力的作用效果與受力面積的關系,這種實驗方
法叫做法。
典例2:如圖甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海綿、祛碼等探究影響壓力作用效果的因素。
甲1戊
(1)本實驗是通過觀察來比較壓力作用效果的。實驗中用到的研究方法有一
和轉換法。
(2)通過比較圖甲、乙,說明,壓力的作用效果越明顯。
(3)通過比較圖________(填序號),說明壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明
顯。
(4)將該小桌和祛碼放在如圖丁所示的木板上,則圖丙中海綿受到的壓強p和圖丁中木板受到
的壓強P’的大小關系為pp'(選填或“=”)。
(5)實驗時,小明將小桌換成磚塊,并將磚塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊,如圖戊所示,
發(fā)現它們對海綿的壓力作用效果相同。由此得出的結論是壓力的作用效果與受力面積無關。你認為
他在探究過程中存在的問題是。
☆考點2:壓力與壓強的比較
考點概述:
(1)壓力是效果力,是根據力的作用效果命名的,其實質是彈力;
(2)重力是由于地球吸引而產生的,其實質的萬有引力;
(3)壓力在很多情況下都是因為重力而產生的,但壓力并不全是由于重力而產生;
(4)比較固體的壓力和壓強時,一般先比較壓力的大小,再結合受力面積比較壓強的大??;
(5)對于密度均勻的水平面上的柱狀物體,也可先用p=Pgh比較壓強,再用F=pS比較壓力。
典例3:如圖,一個質量均勻的正方體,沿虛線豎直切割成完成相同的兩部分,分別按照甲乙
方式放在水平面上,若對水平面的壓強分別為p甲、p乙。則p甲:p乙為()。
A.1:2B.1:1C,2:1D.3:1
典例4:如圖所示,實心均勻正方體甲和乙放置在水平地面上,此時對水平地面的壓強相等。
現沿水平虛線切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均為h。比較此時甲、乙剩余部分的質量m甲和
m乙以及對地面的壓強p甲和p乙的大小關系正確的是()。
甲乙
A.m用可能小于7乙,。甲一定小于"乙
B.0甲一定小于小乙,。甲一定小于。乙
C.m用一定大于0乙,。甲可能等于。乙
D.卬甲一定大于加乙,Pv一定小于0乙
☆考點3:壓強的計算
考點概述:
(1)單獨長方體放在水平面上,對地面的壓強可用p=Pgh計算;
(2)疊放在一起物體對地面的壓強,可先求物體對地面的壓力,再用壓強公式進行計算。
典例5:如圖甲所示,一質地均勻的長方體磚塊放在水平地面上?,F將磚塊切去一部分,剩余
部分如圖乙所示,此時磚塊對地面的壓強為2000Pa;將圖乙中的磚塊倒置后如圖丙所示,此時磚塊
對地面的壓強為3000Pa。則圖甲中磚塊對水平地面的壓強為()。
圖甲
A.2250PaB.2400PaC.2500PaD.2750Pa
典例6:設長方體磚塊的三條棱長之比為1:2:4,如果將兩塊相同的磚A、B按圖示方式置于
水平地面上,磚塊A對磚塊B的壓強為PA,它們對地面的壓強為PB,則PA:PB=;磚塊
A對磚塊B的壓力為入,磚塊B對地面的壓力為FB,則FA:FB=o
☆考點4:增大或減小壓強的方法
考點概述:一般來說,若某措施是為了能更好地進入其他物體中,則該措施是為了增大壓強;
某措施是為了避免進入其他物體中,則該措施是為了減小壓強O
其方法有二:一是比較受力面積;二是比較壓力。
典例7:如圖所示實例中,是為了增大壓強的是()。
A.圖釘帽面積大;B.切
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