第六講第一節(jié)固體液體壓強（原卷版）

第六講：壓力壓強第一節(jié)——固體、液體壓強一、力1、壓力：物體與物體之間由于相互擠壓，產生一個垂直作用在物體表面上的力，這個力稱作壓力。2、產生的條件：壓力是相互接觸的物體因相互擠壓使物體發(fā)生形變時在接觸面之間產生的力。3、方向：壓力的方向與受力物體的表面垂直且指向受壓物體。例如按圖釘(如圖)，其方向可以與墻面垂直，與天花板垂直，也可以一與水平桌面垂直，無論這個面如何放置，壓力的方向總是與接觸面垂直。4、作用點：壓力的作用點在受壓物體的表面上。5、壓力和重力的區(qū)別。6、影響壓力作用效果的因素：（1）壓力的作用效果與壓力的大小有關。在受力面積一定時壓力越大，壓力作用效果越明顯（如圖甲乙）。（2）壓力的作用效果與受力面積的大小有關，在壓力一定時受力面積越小，壓力作用效果越明顯（如圖丙?。６?、壓強1、定義：單位面積受到的壓力叫壓強。2、計算公式：壓強=，p=（p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積）3、單位：國際單位制中，壓強的單位是帕斯卡，簡稱帕（Pa）。常用的壓強單位有百帕，千帕，兆帕。1Pa=1N/m拓展：密度均勻的柱形固體對水平面的壓強柱形固體包括圓柱體、長方體、正方體等。柱體對水平面的壓力，所以柱體對水平面的壓強，由此可知，柱形固體對水平面的壓強只與柱體的密度和高度有關，與體積和底面積無關。因此利用這一特性可以解決一些施工選材、建筑物高度預測等問題。三、改變壓強的方法增大或減小壓強的方法：（1）增大壓強的方法：（2）減小壓強的方法①受力面積一定時，增大壓力。①受力面積一定時減小壓力。②壓力定時，減小受力面積。②壓力一定時增大受力面積。③在增大壓力的同時減小受力面積。③在減小壓力的同時增大受力面積。四、壓強計壓強計是測量液體內部壓強的儀器，其結構如圖所示。用手按橡皮膜時，U形管兩邊液面出現(xiàn)高度差，橡皮膜所受壓強大小可通過U形管兩側液面高度差的大小體現(xiàn)。橡皮膜所受壓強越大，U形管兩側液面的高度差也就越大。五、液體內部的壓強特點液體內部壓強的特點：（1）液體對容器底和側壁都有壓強（圖A），液體內部向各個方向都有壓強（圖B）（2）液體的壓強隨深度的增加而增大（圖C）；在同一深度液體向各個方向的壓強相等（圖B）（3）液體的壓強與液體的密度有關，同一深度處，密度越大壓強越大（圖D）。圖A圖B圖C圖D六、液體內部壓強的公式1、計算液體壓強的普適公式：(1)液體壓強公式的推導：設液體內有一液柱高度為h，液柱的底面積為S，則液柱對水平面的壓力，液柱對水平面的壓強。(2)公式中p表示液體內部某處的壓強，單位是帕斯卡(Pa)，為液體的密度，單位為千克每立方米(kg/m3)，g是常數(shù)，g取9.8N/kg，h表示液體內某處的深度，單位為米(m)。(3)從公式看出，靜止液體的內部壓強跟液體的密度、深度有關，跟液體的質量、體積及容器的形狀、底面積大小無關。2、公式在使用時應注意(1)凡是液體產生的壓強，都可用來計算和討論。(2)在液體密度一定時，液體內部的壓強與深度成正比；在深度一定時，液體內部的壓強與液體密度成正比。(3)在液體壓強公式中h表示深度，而不是高度。h指液面到液體內研究的點的豎直高度。如圖所示，甲圖中A點的深度為30cm，乙圖中B點的深度為40cm，丙圖中C點的深度為50cm。(4)用公式求出的壓強是液體由于自身重力產生的壓強，它不包括液體受到的外加壓強。(5)在盛有液體的容器中，液體對容器底的壓力、壓強遵循液體的壓力、壓強規(guī)律；而容器對水平桌面的壓力、壓強遵循固體的壓力、壓強規(guī)律。拓展：液體內部存在壓強，壓強的大小與液體的深度和液體的密度有關，即。由于液體具有流動性，當液體裝入容器中時，容器的底和壁就要受到液體的壓強。液體對容器底的壓強：在各種不同形狀的容器中，如果只裝同種液體，只要液柱的豎直高度相等，液體對容器底的壓強就相等。它與容器的形狀、容積以及底面積的大小無關，也與所盛液體重力的大小無關。如圖所示。七、連通器1、定義：上端開口、下端連通的容器叫連通器。如水壺、排水管的U形管、鍋爐水位計。2、連通器的特點：在連通器內注入同一種液體，當液體不流動時，連通器內各容器中的液面總是保持在同一水平面上。拓展：理解連通器原理要注意下面兩個條件：一是“連通器里只有一種液體”；二是“在液體不流動的情況下”。只有滿足這兩個條件，各容器中的液面才保持相平。如果連通器里不止有一種液體或者液體還在流動，那么各容器中的液面就不一定保持相平。3、連通器特點的應用(1)茶壺嘴與茶壺口相平的設計是連通器的應用。(2)鍋爐水位計也是利用連通器原理，把鍋爐內的水位反映到鍋爐外的連通管中。(3)牲口自動喂水器就是利用連通器使飲水部分水而自動升高的。(4)船閘是建造在攔河壩上讓船只通行的通道，它是連通器的應用。當上游閥門打開時，閘室與上游河道構成連通器；當下游閥門打開時，閘室與下游河道構成連通器。這樣使落差較大的河面上能讓船只正常安全地行駛。下面描述的是一艘輪船由上游通過船閘駛往下游的情況。①如圖所示，船在上游(打開上游閥門A，閘室和上游水道構成了一個連通器)。②如圖所示，船進入閘室中(閘室水面上升到和上游水面相平后，打開上游閘門，船駛入閘室)。③如圖所示，船準備出閘室(打開下游閥門B，閘室和下游水道構成了一個連通器)。④如圖所示，船到了下游(閘室水面下降到跟下游水面相平后，打開下游閘門，船駛向下游)知識鞏固練一、選擇題1、如圖所示，放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都是由鐵制成的實心物體，其高度從左到右逐步增大，對地面的壓強分別為p1、p2、p3，則下列關系正確的是（）A.p1=p2=p3B.p1<p2<p3C.p1>p2>p3D.缺少條件，無法判斷2、勻速地向某容器內注滿水，容器底所受水的壓強與注水時間的關系如右圖所示，這個容器可能是（）3、扎馬步是中國功夫的基本功，好處是鍛煉耐力，加強下盤力量和穩(wěn)定性，如圖所示為一武術愛好者扎馬步時的姿勢，下列說法正確的是（）A．他對地面的壓力是由于鞋子形變產生的B．若他其中一只腳對地面壓強為p，則他對地面壓強為2pC．當他靜止不動時，每只腳對地面的壓力都等于他的重力D．當他靜止不動時，他受到的重力和他對地面的壓力是一對平衡力4、如圖所示，在裝水的連通器中左邊放一個木球，木球浮于水面，其結果是（）A．兩邊的液面不會一樣高，應該是右邊高B．兩邊的液面不會一樣高，應該是左邊高C．放了木球后，水對容器底的壓強和壓力沒有變化，但兩邊液面一樣高D．放了木球后，水對容器底的壓強和壓力增大了，但兩邊液面一樣高5、如圖所示甲、乙兩種物質的質量和體積的關系圖象。若用質量相等的甲、乙兩種物質分別制成實心正方體A、B，把它們平放在水平地面上，則兩正方體A、B對水平地面的壓強之比為（）A．4：3B．8：1C．4：1D．1：26、小敏利用海綿、小桌子和砝碼進行了如圖所示的探究實驗，下列對整個探究活動的分析不正確的是

(

)A.

探究的問題：壓力的作用效果與什么因素有關

B.

探究的方法：控制變量法

C.

探究過程分析：通過觀察海綿的凹陷面積的大小判斷受力效果

D.

探究結論：壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關7、一密度為ρ的鋼制軸承，由粗細不同的兩部分圓柱體構成，粗細圓柱體的高度均為2h，如圖甲所示放置時，軸承對水平面的壓強為3ρgh，圖乙所示放置時，軸承對水平面的壓強為（）A．4ρgh B．5ρgh C．6ρgh D．8ρgh二、填空題8、如下圖所示，某同學利用小桌、海綿和砝碼等器材進行“探究壓力的作用效果與哪些因素有關”的實驗。(1)本實驗的科學探究方法是和轉換法。(2)小桌對海綿的壓力改變了海綿的(填“形狀”或“運動狀態(tài)”)。(3)為了探究壓力的作用效果與壓力大小的關系，應比較圖甲和圖乙的實驗，可知受力面積相同時，壓力(填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯。(4)為了探究壓力的作用效果與受力面積大小的關系，應比較兩圖的實驗，可知壓力大小相同時，受力面積(填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯。9、在研究液體壓強的實驗中，老師出示了圖甲所示的裝置，并向裝置中加入一定量的水，此時觀察到的現(xiàn)象是，說明液體對容器底有壓強。稍后老師拿出圖乙所示的壓強計準備探究液體內部是否存在壓強，而小明認為沒必要，利用圖甲裝置即可。于是小明將圖甲裝置緩慢地浸入水中，他將觀察到。若要探究液體內部壓強的特點，甲、乙裝置中哪個裝置更適合，；并說明理由：。10、如圖所示，放在水平桌面上的三個質量相同的A、B、C，它們對桌面的壓力，對桌面的壓強（均選填“A最大”、“B最大”、“C最大”或“一樣大”）。11、在學習液體的壓強知識時，老師使用了如圖所示的實驗裝置：容器中間用隔板分成左右兩部分，隔板下部有一用薄橡皮膜封閉的圓孔，實驗時在左右兩側倒入同種或不同種液體。（1）在兩側倒入不同深度的水（如圖），通過觀察橡皮膜向（填“左”或“右”）側凸起可以判斷右側水的壓強較大，這種研究方法叫。（2）探究“液體壓強與液體密度的關系”時，應保持容器中A、B兩側液體的相同。（3）若左側注入的是水，水面距離橡皮膜的距離為8cm，右側注入酒精，酒精液面距離橡皮膜的距離為cm時，橡皮膜是平的。（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）12、如圖1所示容器中間用隔板分成左右兩部分，隔板上有一圓孔用薄膜封閉。（1）若容器左右兩部分分別注入密度相同的液體，右側的液面比左側的液面高，薄膜向左突起，由此說明液體的壓強與因素有關。（2）若容器左右兩部分分別注入密度不同的液體，右側的液面與左側的液面等高，薄膜發(fā)生形變，由此說明液體壓強與因素有關。（3）如圖2所示，一個密封的滿瓶礦泉水放在水平桌面上，若在B點打一個小孔，則礦泉水（填“會”“不會”）流出來；若在A點再打一個小孔，則水從（填“A點”“B點”或“A和B兩點”）流出來。此現(xiàn)象還能說明。三、實驗探究與計算題13、在探究液體壓強的實驗中，進行了如圖所示的操作：(1)實驗中，探究液體壓強的工具是。(2)由丙、丁兩圖進行實驗對比，得出液體壓強與盛液體的容器形狀(填“有關”或“無關”)。(3)甲、乙兩圖是探究液體壓強與的關系，結論是。(4)要探究液體壓強與密度的關系，應選用兩圖進行對比。(5)在圖乙中，固定金屬盒的橡皮膜在水中的深度，使金屬盒處于向上、向下、向左、向右等方位時，兩玻璃管中液面高度差不變，說明了在液體內部同一深度處，液體向各個方向的壓強大小。(6)實驗是通過U形管中液面的來反映被測壓強大小的。使用前用手輕輕按壓幾下橡皮膜是檢查裝置的，如果U形管中的液體能靈活升降，則說明裝置（填“漏氣”或“不漏氣”）。14、為了控制疫情，全國很多地方實行疫區(qū)封閉管理，使用無人機進行常態(tài)化安全巡查。如圖甲所示，是正在巡查的某款無人機。無人機起飛前，放在地面上要確保腳架平穩(wěn)著地；啟動后，利用遙控器可控制它運動和工作。該無人機的部分參數(shù)如下表。（g取10N/kg）無人機自重（含電池）10kg最大升力F200N最大飛行速度v54km/h