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学案液体压强 - 副本

发布时间:2014-04-24 13:09:46  

压强总复习

一、学习目标

1、知道大气压强的存在,了解大气压强产生的原因;

2、知道托里拆利实验的原理、过程和结论;

3、运用大气压强知识解释生活和生产中的有关现象,体会物理知识与生活的密切关系,培养我们将物理知识用于解释日常生活现象的意识。

【知识梳理】阅读教材完成下列填空

1、压力

(1)、定义: 叫压力。

(2)、方向:垂直于被压表面,且指向被压物体。

(3)、作用点:被压物体的表面。

压力并不都是由重力引起的。通常情况下,把物体放在水平面上,如果物体不受其他力,则压力的大小等于物体重力大小。

固体可以大小、方向不变地传递压力。

(4)探究:压力的作用效果跟什么因素有关

【实验方法】控制变量法、对比法

【实验设计】如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;如图乙,在桌面上放一个砝码;再把小桌翻过来。注意三次实验时泡沫塑料被压下的深浅。

【实验分析】图甲、乙说明 。

图乙、丙说明。

【实验结论】 。

2、压强

(1)、定义: 压强。

(2)、物理意义:压强是 的物理量。成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa。它表示: N。

我们可以根据物体发生形变的程度来判断压强的大小。 (3)、公式:p?F S

p——压强——帕斯卡(Pa);F——压力——牛顿(N);S——受力面积——平方米(m2)

注意:①、放在水平面上的直柱体(圆柱体、长方体、正方体等)对水平面的压强p也有p=ρgh。但是值得注意的是,这不是求压强的公式,这仅仅是一个巧合。

②、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力、压强:我们一般把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=(G容+G液),后确定压强(用压强的定义式求)。

3、增大或减小压强的方法

(1)、增大压强的方法: 。

例如:缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄等就是利用压力一定,减小受力面积的方法增大压强。

(2)减小压强的方法: 。

例如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等就是利用压力一定,增大受力面积的方法减小压强。

1

3、液体压强

(1)、液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用,并且具有流动性。

(2)、液体内部压强的测量工具:压强计

(3)、液体压强的特点:

①、液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。

②、液体的压强随深度的增加而增大。

③、在同一深度,液体向各个方向的压强相等。

④、液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。

(4)、液体压强的大小

推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。

液体的压强公式:p=ρgh

p——压强——帕斯卡(Pa);ρ——液体密度——千克每立方米(kg/m3);h——液体深度——米(m) 液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。左下三幅图中h

都是液体的深度,a都是自由液面。

从公式中看出:液体的压强只与 和 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。

对于形状不规则的容器,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。此时液体压强只能用液体压强公式计算。并且要先求压强,后求压力。

形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小,等于以容器的底面积为底,液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。

如果容器的形状是规则的(长方体、圆柱形),并且放在水平面上,那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。这时可以先求出压力,然后算出压强。

4、连通器

定义:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。

连通器原理:如果容器内只有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。

应用:茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器;船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等

5、大气压强

(1)、概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。

(2)、大气压产生原因:空气受重力作用,并且具有流动性。

(3)、能够证明大气压存在的实验:

(4)、大气压的实验测定: 实验

【实验过程】在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开堵管口的手指后,管内水银面下降一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。

【实验分析】在管内与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动,故液片受到上下的压强平衡。即:向上的大气压等于水银柱产生的压强。

【实验结论】大气压p0=760mmHg=1.013×105Pa

【注意事项】

①、实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。 ②、本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度至少为10.3m。

③、将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。

1标准大气压:p0=760mmHg=1.013×105Pa。

6、大气压的测量工具:气压计

2

(1)、气压计的分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)

(2)、大气压的应用:活塞式抽水机、离心式抽水机、呼吸、带吸盘的挂衣钩、吸管等

(3)、大气压的变化

①、大气压的变化跟高度有关,不同的海拔高度,大气的疏密程度不同,大气压的数值也不同。在海

拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。

②、大气压的变化还与天气变化、季节和气候有关。晴天的大气压比阴雨天要大,冬天的大气压要比

夏天要大。

沸点与压强:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。(应用:高压锅、除糖汁中水分) 体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。(应用:呼吸、打气筒原理、风箱原理)。

【考点典题】

考点1、压力、压强

例1、放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法,正确的是( )

A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的

B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的

C.茶杯对桌面的压力就是重力

D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的

例2、如图所示的事例中,属于增大压强的是( )

【针对训练】

1、下列关于压力和压强的说法正确的是( )

A.单位面积上受到的压力越大,压强越大

B.受力面积越大,压强越小

C.重力越大,压力越大

D.压力越小,压强越小

2、一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示)。在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边 L/3,在板A移动过程中,下列说法正确的是

A.A对桌面的压强不变

B.A对桌面的压力不变

C.A对桌面的压力不断变小

D.A对桌面的压强不断变小

3、如图所示,两手指用力压住铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是( )

A.左边手指受到的压力较大,两手指受到的压强相同

B.右边手指受到的压力较大,两手指受到的压强相同

C.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大

D.两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强较大

3

右的力 6、一个盛水的平底茶杯,质量为 450g,底面积为 50cm2,放在水平桌面上,杯子和水所受的重力为 N (g 取 10N/kg),杯子对桌面的压强为 Pa。 7、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。

考点 2、液体压强 连通器 例 3、下列说法正确的是( ) A.液体内部没有压强 B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强 C.液体内部同一深度处,各个方向压强相等 D.液体压强与深度有关,跟液体密度无关 例 4、如图所示,两个完全相同的玻璃容器中盛有等体积的酒精和盐水,关于这两种液体中 a、b、c 三点 压强的说法正确的是(ρ 盐水>ρ 酒精)( ) A.a 点压强比 b 点压强大 B.b 点压强比 C 点压强大 C.a、b 两点压强相等 D.b、c 两点压强相等 例 5、如图所示的四个容器,不是连通器的是( )

A.

B.

C.

D.

【针对训练】 1 、如图所示的两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,容器中分别装有甲、乙两种液体 且液面在同一高度.若容器对桌面的压强相等,则两种液体对容器底部的压强( ) A.一样大 B.甲最大 C.乙最大 D.无法判断

4

2、如图是探究液体内部压强规律的实验装置.容器中装有水,图中探头上的橡皮膜向上.若保持探头深 度不变,则 U 形管中液面的高度差 h( ) A.探头橡皮膜向下,h 增大 B.探头橡皮膜向下,h 减小 C.将 U 形管中的水换成酒精,h 增大 D.将 U 形管中的水换成酒精,h 减小 3、两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球 静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,两个小球受到甲、乙两种液体的浮力大小分别为 F 甲、F 乙, 甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为 P 甲、P 乙,则关于它们的关系正确的是( ) A.F 甲=F 乙,P 甲=P 乙 C.F 甲>F 乙,P 甲>P 乙 B.F 甲=F 乙,P 甲>P 乙 D.F 甲<F 乙,P 甲=P 乙

4、如图所示,密封的“凸”字形容器中装满水,放在水平桌面中央,若把它倒置,则水对容器底部的压强 P1 和容器对桌面的压强 P2 的变化情况是( ) A.P1 增大,P2 增大 C.P1 不变,P2 不变 B.P1 增大,P2 不变 D.P1 不变,P2 增大

5、如图

【针对训练】

1、下面事例中不属于利用大气压的是

A.用离心式抽水机把深井中的水抽上来 B.在茶壶盖上作了一个小孔

C.帕斯卡用几杯水就撑裂了木桶 D.吸盘吸玻璃

2、用如图所示装置粗略测量大气压的值。把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸

盘压在玻璃上的面积为4×10-4m2.轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时,

测出吸盘、小桶和沙子的总质量为3.2kg。则大气对吸盘的压力为 N(g取

10N/kg),大气压的测量值为 。若吸盘内的空气不能完全排出,则大气压的

测量值比实际值偏 。

【沙场点兵】

一、选择题

1. (2012年)如图4,图钉尖的面积是5×10-8m2 ,图钉帽的面积是1×10-4m2,松木能承受的最大压强是5×106Pa . 以下说法正确的是

A. 手指至少要用500N的力,图钉尖才能进入松木

B. 手指至少要用0.25N的力,图钉尖才能进入松木

C. 图钉静止时,它受到水平向左的力大于水平向右的力

D. 图钉静止时,它受到水平向左的力小于水平向右的力 图4

2.(2002广州)三块形状州材料完全相同的长方体金属块a、b、c叠放在水平地面上,如图5 所示,金属块三条棱长之比为1:2:4。设a、b间的压力为Fa,压强为Pa;b、c间的压力为Fb,压强为Pb;c与地面间的压力为Fc,压强为Pc。下列说法中正确的是

A .Fa = Fb = Fc Pa = Pb = Pc

B .Fa < Fb < Fc Pa > Pb > Pc

C .Fa < Fb < Fc Pa = Pb > Pc

D .Fa < Fb < Fc Pa < Pb < Pc

3.(2001)底面积为0.1米2、重300牛的铝块,放在面积为3×10-2米2的水平凳面上,铝块对凳面产生的压强是 ( )

A.30帕 B.3000帕 C.10000帕 D.90000帕

二、填空、作图题

23.(2012年) (3)用水平风吹如图25所示的四个模型,其中____图空气对模型下表面的压强小于上表面的压强.

水平风 水平风

B A C

D 图

25

14.(2008年)据报道:“一男子陷在泥沼里,他挣扎着力图把一只脚拔出来,结果下陷得更快更深.抢救队员在泥沼上铺上木板,从木板上靠近该男子,把绳索递给他.大家合力把他拉出后,让他平躺在泥沼上以蛙泳姿势移离泥沼.”

(1)报道中描述_____________的过程对泥沼的压强增大;

(2)报道中描述

______________

和_______________________的过程对泥沼的压强减小,你判断的依据是:___________________________。

6

14.(2010)(1)托里拆利测量大气压强值实验如图14所示,当时的大气压强等于____mm高水银柱所产生的压强.

(2)某地大气压强为1×10 5 Pa,作用在0.02m2面积的大气压力为________N.

(3)如图15,将薄纸片置于下唇底部,沿着纸片的上表面吹气,纸片升起,可知吹气过程空气对纸片上表面的压力______下表面的压力(选填“大于”、“等于”、“小于”)

,证明气体压强与流速的关系是____________________________.

15. (2009年)如图12甲,一容积为0.5m3、底面积为0.5m2的容器装满水后密封,容器内水的质量是____kg,液体对容器底部的压力为_______N,压强为______Pa. 如图12乙,若在容器侧壁处开一小孔P,发现水不会从小孔流出,这是因为_________,.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg大气压约为1.01×105Pa)

14、(2004广州)在日常生活中有些情况下要设法减小压强,有些情况下又要设法增大压强。

⑴、请举出在压力不变情况下,设法减小压强的两个实例及方法。

示例:书包带做得较宽

_________________________ _________________________

⑵、请举出在压力不变情况下,设法增大压强的两个实例及方法。

示例:缝纫机的缝衣针磨得很尖

______________________ ___________________

13.(2005广州小明要估测自己双脚站立时对地面的压强,测出自己的质量为50kg,测量鞋底的支撑面积时在方格纸上描下自己一只鞋底接触地面那部分的轮廓如图4(图中的每个小方格的面积是6.25cm2).测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的都不算.小明对地面的压力是______________,对地面的压强是______________.(g取10N/kg,计算结果保留小数点后两位))

28 .(2002广州)甲、乙两正方体放在水平地面上,已知它们对地面的压强相等,甲、乙两物体密度之比是l : 2 ,则它们的底面积之比S甲:S乙 = ___________

三、解析题

21.(2011)(9分)如图12,重为3.2×104N的卡车,经过一段水平路面,再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行.已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2,斜坡的机械效率为80%.求卡车:

(1)对水平路面的压强;

(2)爬坡时的牵引力;

图12

7

(3)爬坡时的速度.

20.(2006年)(8分)通常情况下,物体压在同样的泥地上,如果压强相同则压痕深度相同.野生动物调查员在野外泥地上发现黑熊刚留下的足印.为了估算黑熊的质量,他把一个底面积是10cm2的容器放在足印附近的泥地上,再慢慢往容器中倒入沙子,直到容器在泥地上留下与黑熊足印深度相同的痕迹,测出此时装了沙的容器总质量为1.25 kg.(g取10N/kg)

(l)装了沙的容器对泥地的压强多大?

(2)量出黑熊与地接触的足印痕总面积共800cm2,估算黑熊的质量有多大?

2.(2003广州)如图9所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是边长5em的立方体,下部是边长10em的立方体,若向容器内注入1.1kg水。 (取g=10N/kg)

(1)这个装着水的容器对桌面的压强多大?

(2)容器底部所受水的压强多大?

(3)容器底部所受水的压力多大?

32.(2001)如图9所示,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10-3米3,液体的深为0.5米,若容器重为20牛、底面积为2.0×10-3米2,容器底受到液体的压强为5.0×103帕。求:

(1)液体的密度。

(2)距容器底高为0.2米处A点的液体压强。

(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。 (g取10牛/千克)

四、问答题

22.(2007年)今年我国铁路第六次大提速,有的列车速度高达200km/h,请分析为什么火车高速经过时,人站在铁路附近有被“吸向”火车的危险.

22.(2008年)如图19所示,小纸条靠近水龙头流下的稳定的水流,你预测小纸条的运动情况是怎样的,物理依据是什么?

五、实验探究题

25.(2007年)(7分)高度相同的实心圆柱体A、正方体B和长方体C铁块如图放在水平桌面上.已知正方体铁块最重,长方体铁块底面积最小.针对“这三铁块对桌面的压强哪一块最大”的问题,同学们提出了以下三种猜想:

猜想一:正方体铁块最重,所以它对桌面的压强最大.

猜想二:长方体铁块的底面积最小,所以它对桌面的压强最大.

猜想三:三铁块高度相同,所以三铁块对桌面的压强一样大.

(1)以图中的长方体C为研究对象,推导

它对桌面的压强大小的表达式(已知铁的密度为

ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S).根据

表达式判断上述哪一个猜想是正确的.

(2)利用细砂等简易器材,设计一个实验

粗略验证这种猜想的正确性(简要写出实验步骤

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及判断方法).

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