人教版物理中考一轮复习【压强】全部知识点及试题讲解
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①压力:垂直作用在物体表面的力。
方向:压力的方向总是垂直受力面;压力的作用点在接触面上。
②压强的定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
③计算公式:P=F/S
④单位:在SI制中为帕(Pa)。1Pa =1N/m2。
1 Pa的大小:一张报纸平铺在水平面上,对水平面的压强大约为1Pa。
⑤增大压强方法:减小受力面积;增大压力。
⑥减小压强方法:增大受力面积;减小压力。
⑦柱形物体对水平面的压强公式p=ρgh
式中ρ表示密度,单位为kg/m3;h表示高度,单位为m。
压强
①液体压强的特点
Ⅰ.在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。
Ⅱ. 深度越深,压强越大。
Ⅲ. 在深度相同处,液体的密度越大,压强越大。
②计算公式 p=ρgh
ρ表示密度,单位为kg/m3;h表示深度,单位为m;g为9.8N/kg。
③连通器:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
连通器原理:
连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
液体的压强
压强
①产生原因:空气受重力并且具有流动性。
②大气压强的测量:托里拆利实验。
测量原理是:根据p大=p水银=ρ水银gh进行计算可以得到大气压的大小。
③ 1标准大气压p0
通常规定能支持76厘米高水银柱的大气压叫做1个标准大气压。
大小为 p0=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/Kg×0.76m=1.01×105Pa。
④大气压的变化:大气压随海拔高度的增加而减小。
⑤测量大气压的仪器叫气压计。有水银气压计、无液气压计等。
大气压强
①流体压强与流速的关系:
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
②飞机的升力
机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。
流体压强与
流速的关系
第九章 压强
第1节 压强
知识点:①压力;②压强;③怎样减小或增大压强
压力
重力
受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。
压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
减小压强
增大压强
知识一 压力
1. 压力F
①压力:垂直压在物体表面上的力叫压力。
②产生条件: 物体间接触挤压、发生形变。
③压力方向:垂直于受力面。
2. 压力与重力的关系
压力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力的大小不一定等于重力大小。只有当物体放置于水平面上时,压力的大小才等于重力的大小。
F=G F与G 无关 F<G
知识二 压强
1. 压强的定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
压强是表示压力作用效果的一个物理量。
2. 公式 P=F/S
F表示压力,单位是N;
S表示受力面积,单位是m2;
P表示压强,单位是pa。
3. 压强单位——帕斯卡( pa)
1pa=l N/m2
其物理意义是:1 pa的大小等于lm2的面积上受到的压力是1N。
一张报纸平放在水平面上时产生的压强约1pa。
4. 对P=F/S的理解:
①该公式具有普遍意义,适用于所有物体产生的压强,包括固体、液体和气体产生的压强。
②公式中的F表示压力,不是重力,只有当物体在水平面上时,压力大小才等于重力大小,但是应该写出F=G。
③公式中的S表示受力面积,也就是两物体的实际接触面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积。
5. 柱体产生的压强
①计算公式: p=ρgh
?表示密度,单位kg/m3;h表示高度,单位m;P表示压强,单位为pa
②公式 p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强,不能用于其他形状的物体产生的压强;
③柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关,与物体的底面积、重力等无关。
【例题1】如图所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员在附近遥控机器人。已知机器人质量为500 kg,每条履带与地面的接触面积为1000 cm2。
(1)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104 Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
(2)如果科考队员的质量为70 kg,他双脚跟冰面的接触面积为400 cm2,科考队员能在冰面上安全行走吗?
【解析】(1)机器人的压力 F=G=mg=500 kg×9.8N/kg=4900N;
该机器人受力面积S =1000 cm2×4= 4000 cm2=0.4m2
产生的压强P机器=F/S=4900N/0.4m2= 1.225×104Pa <4.2×104 Pa
所以机器人能安全通过该冰面。
(2)F人=G=mg=70 kg×9.8N/kg=686N
科考队员行走时S人=400 cm2×0.5=200 cm2=0.02m2
P人=F /S =686N/0.02m2=3.43×104 Pa<4.2×104 Pa
所以科考队员能在冰面上安全行走。
【答案】(1)4900N;(2)1.225×104 Pa<4.2×104 Pa。机器人能安全通过该冰面。(3)3.43×104 Pa<4.2×104 Pa 科考队员能在冰面上安全行走。
知识三 怎样减小或增大压强
1. 增大压强的三种方法
①当压力F一定时,需减小受力面积S;
②当受力面积S一定时,需增大压力F;
③在减小受力面积S的同时,增大压力F。
刀斧、切削工具的刀片磨的很薄,钉子、针、锯齿的尖端加工的很尖,这些都是采用减小受力面积的方法增大压强。
2. 减小压强的三种方法
①当压力F一定时,需增大受力面积S;
②当受力面积S一定时,需减小压力F;
③在增大受力面积S的同时,减小压力F。
高楼大厦的地基很宽,载重汽车装有很大的轮子,铁轨下铺上枕木,滑雪时穿上滑雪板,这些都是采用增大受力面积的方法减小压强。
第2节 液体的压强
知识点:①液体压强的特点;②液体压强的大小;③连通器
U形管液面高度差越大,液体压强越大
知识一 液体压强的特点
1. U形管压强计:
是探究液体内部压强特点的实验器材。
探头受到的液体压强大小是通过U形管两边液面的高度差反映的。
2. 液体压强的特点:
①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。
②深度越深,压强越大。
③在深度相同处,液体的密度越大,压强越大。
3. 用U形管压强计探究液体压强的特点:
①保持U形管压强计探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察并记录U形管液面的高度差。
②控制液体的种类不变(水)、探头在水中的方向不变,逐渐改变探头在水中的深度,观察并记录U形管液面的高度差。
③把压强计的探头放入盐水中,控制探头的深度不变、在液体中的方向不变,观察并记录U形管液面的高度差。
【例题2】如图所示,放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水 (ρ盐水>ρ水),液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系是 ( )
A. pa>pb>pc B.pc>pb>pa C. pb>pa>pc D.pc>pa>pb
【解析】a、b是同种液体内的两点,因为hb>ha,所以pb>pa; b、c两点深度相同,因为 ρ盐水>ρ水,所以pc>pb。 选项B正确。
答案:B。
深度h:指液面到某点的竖直距离。
知识二 液体压强的大小
1. 液体压强的大小:P=ρgh。
P表示液体压强,单位是Pa;ρ表示液体密度,单位是kg/m3;h表示液体深度,单位是m。
①根据P=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、形状均无关。帕斯卡破桶实验说明了这点。
②公式P=ρgh是通过理论推导得出的。
设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。以S面为研究对象:
液柱的压力F=G=mg=ρVg = ρgSh
液柱的压强P=F/S=ρgSh/S =ρgh
2. 液体产生的压力:
液体对容器底部的压力F不一定等于液体的重力G。
柱形的容器,液体对容器底部的压力F=G;口大底小的容器F<G;口小底大的容器F>G。
F=G F<G F>G
【例题3】将一未装满饮料的密闭饮料杯,先正立放置在水平桌面上,如图甲所示,饮料对杯底的压强是p1,对杯底的压力是F1;再将饮料杯倒立放置,如图乙所示(图中没有画出饮料液面的位置),饮料对杯底的压强是p2,对杯底的压力是F2,则p1 ___ p2 , F1_____ F2。(选填“>”、“<”或“=”)
【解析】将饮料杯倒立放置后,如图所示,饮料的深度变小,所以对杯底的压强变小。因为甲是口大底小的容器,所以饮料对杯底的压力小于饮料的重力;乙是口小底大的容器,所以饮料对杯底的压力大于饮料的重力。
答案: >,<。
液面相平的条件:
同种液体,不流动。
连通器是上端开口、下端连通的容器。
知识三 连通器
1. 定义:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2. 连通器原理:
连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
3. 连通器的应用:
船闸、茶壶、锅炉水位计、回水弯、牲畜自动饮水器等。
【例题4】下列情形中,没有利用连通器原理的是( )
A.茶壶 B.高压锅 C.下水道存水管 D.船闸
【解析】茶壶、下水道存水管、船闸都是连通器。高压锅是利用液体的气压越高,液体的沸点越高的原理工作的,与连通器无关。
答案: B。
第3节 大气压强
知识点:①大气压强; ②大气压强的存在; ③大气压强的测量; ④大气压强的应用。
知识一 大气压强的存在
1.大气压强:
①大气和液体一样,向各个方向都有压强,同一高度向各个方向的压强相等。
②大气压产生的原因:由于受到重力的作用,并且空气具有流动性。
2.大气压强的存在:
经典实验:马德堡半球实验、覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验等。
【例题5】如图所示实验现象,不能说明大气压强存在的是( )
A 手移开后塑料片不下落 B小试管上升 C 去壳熟鸡蛋进入瓶内 D 杯口的纸片不下落
【解析】A选项:因为水对塑料片有向上的压强,所以手移开后塑料片不下落,与大气压无关。
B选项:小试管上升,因为小试管内部大气向上的压强比水对试管向下的压强大,小试管会上升。
C选项:去壳熟鸡蛋进入瓶内,是因为瓶内气体的压强小于外部的大气压。
D选项:杯口的纸片不下落,是外部的大气压对纸片有压强。
可见A选项不能说明大气压强存在,其他都可以,所以选A。
【答案】A.
注意:
①这个实验利用了等效代换的方法,测量原理是:
P大=P水银=ρgh
②若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,水银柱高度降低,则测量值要比真实值偏小。
如果把水银换成水,那么大气压托起的水柱高度:
知识二 大气压强的测量
1. 托里拆利实验:
①实验方法:在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
②以下操作对实验结果没有影响:玻璃管是否倾斜;玻璃管的粗细;在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
2.大气压的数值:
P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.01×105Pa。
3.标准大气压
把相当于760毫米水银柱所产生的压强值叫做1标准大气压,数值为:P0=1.01×105Pa。
4.大气压的测量仪器:
水银气压计、无液气压计。
【例题6】如图5所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)实验中测得玻璃管内水银柱的高度为_____mm。
(2)计算当时的气压为_____pa(ρ水银=13.6g/cm3,g=10N/kg)。
(3)实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,则水银柱的高度将_____,水银柱的长度将_____。(均选填“变长”、“变短”或“不变”)
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,则测量的大气压值比真实值要_____(选填“偏大”或“偏小”)。
甲 乙 丙 丁
【解析】(1)由图中数据可知,水银柱的高度为760mm。
(2)当时的气压为
p大=ρ水银g h水银= 13.6×103kg/m3×10N/kg×0.76m=1.0336×105pa。
(3)如图所示,玻璃管倾斜,管中水银柱长度将增大,但是高度不变。
(4)若实验过程中,玻璃管中的水银没有装满,当倒插入水银槽中时,玻璃管中会存在少量空气,空气会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度减小,则测量的大气压值比真实值要偏小。
【答案】(1)760 ;(2)1.0336×105;(3)不变,变长;(4)偏小。
知识三 大气压强的变化及应用
1.影响大气压的主要因素——海拔高度。
海拔高度越高,大气压越低。
2. 大气压的应用:
生活中:吸管吸饮料,吸尘器,针管吸药液,拔火罐等。
生产中:真空吸盘起重机,活塞式抽水机,高度计等。
3.大气压影响水的沸点:
水表面的气压越低,沸点越低。
【例题7】西藏地区海拔高,关于西藏地区的气压与水的沸点,下列说法中正确的是( )
A. 气压低,水的沸点高 B. 气压高,水的沸点高
C. 气压低,水的沸点低 D. 气压高,水的沸点低
【解析】因为海拔高度越高,大气压越低。西藏地区海拔高,大气压比较低。又因为水表面的气压越低,沸点越低。所以西藏地区气压低,水的沸点低。选项C正确。
答案:C。
第4节 流体压强与流速的关系
知识点:①流体压强与流速的关系; ②飞机的升力。
机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。
在气体和液体中,物体的形状决定了流体的流速,流速越大的位置,压强越小。
知识一 流体压强与流速的关系
1. 流体:液体和气体都具有流动性,统称为流体。
2. 流体压强与流速的关系:
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
3. 日常生活中的现象:
①火车站和地铁站的站台上的安全线
当火车或地铁进站时,会带动人和车之间的空气的流速加快,根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。
②风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外;居室前后两面的窗户都打开时,“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜门吹开。
风沿着窗外的墙面吹过时,窗外空气流速大,压强小,窗内外存在压强差,因而有压力差,使窗帘飘向窗外。
有“过堂风”吹过时,衣柜门外空气流速大,压强小,柜门内外存在压强差,因而有压力差,使衣柜门被吹开。
知识二 飞机的升力
1. 飞机的升力:
飞机起飞之前,先得在跑道上跑一段距离。飞机向前跑,空气就相对地向后移动。因为机翼的形状基本是上凸下平,所以上方空气流速加大,压强减小,机翼上方与下方存在压强差,因而有压力差,这就形成向上的升力。
【例题8】如图所示,以下四个关于“流体压强与流速的关系”的现象中,压强大小关系正确的是( )
【解析】A图,物体下方为凸形,气体流速快,压强小,p1>p2,正确。
B图中,物体上下方都为凸形,形状差不多,上下气体的流速也差不多,压强应该相等,p3=p4,B图错误。
C图,两纸之间的空气流速快,压强小于外面的气压,即p5<p6,错误。
D图,向下吹气时乒乓球上方气流速度快,压强小,即p7<p8,错误。
【答案】A。
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