2024海南中考物理二轮重点专题研究 第六讲 压 强(课件)
展开实验1 探究压力的作用效果与哪些因素有关
实验2 探究液体的压强与哪些因素有关
增大、减小压强的方法(10年4考,均与力学其他知识结合考查)
1. (2021北京)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是( )
探究压力的作用效果与哪些因素有关(2020.15)
2. (2020年15题4分)如图所示,小益用一块长方体金属块和一块海绵,探究影响压力作用效果的因素.实验现象说明,在_____一定时,_____________,压力的作用效果越明显.
受力面积越小
固体压强的理解与相关计算(10年7考,仅2022年在选择题中考查,其余均在综合应用题中考查)
3. (2022年8题3分)如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )A. p1=p2=p3B. p1
4. 滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动.如图所示,小兵质量约为34 kg,所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3 kg,鞋底每个轮子与地面接触面积为4 cm2.(g取10 N/kg)求:(1)小兵自身受到的重力;(2)若比赛时小兵滑行1 200 m用时2.5 min,小兵滑动的平均速度是多少m/s;(3)小兵单脚滑行时对地面的压强;(4)小兵在练习时,想冲上一个斜坡,请从能量角度分析他该怎样做,为什么?(不计斜坡阻力)
解:(1)小兵自身受到的重力G=mg=34 kg×10 N/kg=340 N(2)t=2.5 min=150 s小兵滑动的平均速度v= =8 m/s(3)旱冰鞋的总重力G鞋=3 kg×2×10 N/kg=60 N小兵对地面的压力F=G总=340 N+60 N=400 N一只旱冰鞋与地面的接触面积S=4×4 cm2=16 cm2=1.6×10-3 m2小兵单脚滑行时对地面的压强p= =2.5×105 Pa(4)在上坡前,加快速度,增加自身的动能,滑上斜坡动能转化为重力势能.
5. 小雯每天骑自行车上学,她所骑自行车的有关数据如下表所示.(1)根据表中数据计算:除自行车自重外,它还能承载物重多少N?(2)若该自行车一只轮胎最大容积约2.2×10-3 m3,某次充气后,胎内气体的密度约1.42 kg/m3,则一只轮胎内气体的质量是多少kg?(3)在炎热的夏天,不要给自行车轮胎充气太足,请用物理知识简要说明原因.
解:(1)轮胎承受最大压力为:F最大=p最大S=1.2×105 Pa×2×10-2 m2=2.4×103 N而在水平路面上G最大=F最大,则自行车还能承载的物重为:G物=G最大-G自=2.4×103 N-200 N=2.2×103 N(2)一只轮胎内气体的质量为:m=ρV=1.42 kg/m3×2.2×10-3 m3=3.124×10-3 kg(3)气体温度越高,膨胀程度越大,轮胎内气压越大,容易爆胎.(答案合理就可给分)
液体压强的理解与相关计算(10年6考)
6. (2021年5题3分)如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂.这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )A. 液体的重力B. 液体的体积C. 液体的深度D. 液体的密度注:本题图源自BSD八下P62图8-11
7. (2023年9题3分)利用废弃饮料瓶可以研究液体压强的一些特点.小刚在饮料瓶周边不同高度,打了几个对称且相同的小孔,当瓶里装满着色的水后出现如图所示的情景.表明在液体内部( )A. 只在水平方向有压强B. 压强随着深度的增加而减小C. 同一深度朝不同方向压强大小相等D. 压强的大小与液体的密度有关
8. 由中国研发的无人自主潜水器“海斗号”,最大潜深达10 767 m,创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度记录.当“海斗号”在水下下潜的过程中,其受到的压强_____(选填“增大”、“减小”或“不变”),“海斗号”在水下10 000 m深度处受到的海水压强是__________Pa.(海水的密度取1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
大气压强的理解与应用(10年4考)
9. (2023年11题4分)用钢笔吸墨水是利用_______ 把墨水吸进橡皮管;用手拍打衣服使灰尘与衣服分离,是利用灰尘具有_____.10. 小华去西藏旅游时,发现自己从南昌所带的密封塑料袋包装食品,带到西藏后包装袋都变得鼓起来,这是因为大气压随高度增加而______;高原地区需用高压锅才能将食物煮熟,是因为沸点随气压的增加而______.(均选填“降低”或“增加”)
流体压强与流速的关系(10年6考)
11. (2023年4题3分)如图所示,研究流体压强与流速关系的实验图是( )
12. (2023年7题3分)下列实例中,利用“流体流速越大,压强越小”原理的是( )
13. (2021年14题4分)近期某地出现了龙卷风特殊天气,龙卷风内外存在巨大的压强差是由于其中心空气流速大,压强___,导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心;某人用手机拍下龙卷风的照片,手机镜头相当于___透镜.
14. (2022年3题4分)适应生存环境是动物的天性.下列解释中不正确的是( )
15. (2022年7题3分)如图所示,是我国自主研发的C919大型商用客机,下列说法正确的是( )A. 制造客机时采用密度大的材料,可以减轻其重量B. 客机在高空受到的大气压强比地面附近的大气压强大C. 客机利用电磁波进行导航,说明电磁波能在空气中传播D. 客机机翼表面制作成“上凸下平”形状是为了减小空气对飞机的阻力
【版本导航】沪科:八年级第八章P141~P167;北师大:八下第八章P54~P74,P85~P90
1、定义:物理学中将_____作用在物体表面上的力叫做压力.2、方向:始终和受力物体的接触面_____.3、作用点:受力物体接触面.
4、压力与重力的关系:5、影响压力作用效果的因素(1)压力:受力面积相同时,压力越____,压力的作用效果越明显.(2)受力面积:压力相同时,受力面积越____,压力的作用效果越明显.
1、定义:在物理学中,把物体所受的_____与_________的比叫做压强,用p表示.2、物理意义:反映压力的作用效果,在数值上等于物体单位面积所受的压力大小.3、公式:p=___p表示压强,单位是Pa,1 Pa=1 N/m2.S表示受力面积,单位是m2;p表示压强,单位是Pa,1 Pa=1 N/m2.
4、变形公式:计算压力F=____,计算受力面积S=___.5、单位换算:1 cm2=________m2
6、增大或减小压强的方法
1、产生原因:由于液体受到______的作用,且具有________,所以液体内向各个方向都具有压强.2、特点(1)液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小______;(2)液体密度一定时,深度越深,压强越____;(3)不同的液体,在同一深度,密度越大,液体的压强越____.
3、公式:p=_____ρ表示液体的密度,单位为kg/m3;g为常数,g=9.8 N/kg,粗略计算时取g=10 N/kg;h表示液体深度(研究点到自由液面的竖直距离),单位为m;p表示压强,单位为____.
4、连通器(1)定义:上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器.(2)特点:静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在_____________.(3)应用:船闸、茶壶、排水管的U形“反水弯”、水位计等.5、帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递.
五、流体压强与流速的关系
1、流体:液体和气体,统称为流体.2、关系:在气体和液体中,流速大的地方压强较___,流速小的地方压强较___.3、举例:龙卷风中心空气流速大压强小;两船不能并排高速航行;向两纸片中间吹气,两纸片靠拢等.4、飞机升力产生的原因:飞机的机翼通常都做成上表面凸起、下表面平直的形状.当飞机在机场跑道上滑行(或空中飞行)时,由于机翼的特殊形状,流过机翼上方的空气速度___,压强小,流过机翼下方的空气速度___,压强大,机翼上、下方所受的压力差形成向上的升力.
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”.(1)重力越大的物体产生的压力一定越大( )(2)压力越大,其作用效果越明显( )(3)铁轨铺在枕木上,是为了减小对路基的压力( )(4)相同深度的不同液体对容器底部产生的压强相同( )(5)拦河坝设计成下宽上窄,利用了液体压强大小随深度增加而增加( )(6)马德堡半球实验测出了大气压的数值( )(7)用注射器将药液注入肌肉是利用了大气压的作用( )(8)行驶的车的窗帘往外飘,是因为车外空气流速大压强大( )
命题点:增大或减小压强的方法、压强的相关计算1. 如图所示,滑雪板做得又宽又长,是通过增大受力面积的方式来_____压强;已知滑雪板长1.5 m、宽12 cm,滑雪者与滑雪板总重为720 N,当滑雪者双脚站立在水平雪地上时,滑雪板对雪地的压强为_____Pa.
(HK八年级P142图8-1)
命题点:连通器、液体压强的计算2. 如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成________,若茶壶中水深8 cm,则水对壶底的压强是_____Pa(g取10 N/kg);若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面______(选填“相平”或“不相平”).
(HK八年级P152图8-24)
命题点:大气压3. 如图所示,拿一空铁皮罐,放入少许水,罐口打开,放在火上将水烧开,将铁皮罐罐口用盖子盖紧,小心地放入盆内,然后用冷水浇铁皮罐,发现铁皮罐变扁了.这是由于_______的作用,同时也说明了力可以改变物体的_____.
(HK八年级P157图8-36)
命题点:流体压强与流速的关系4. 如图所示,两艘船并排行驶时,两船间水的流速比两船外侧的___,这会使两船靠得越来越近,甚至发生碰撞,原因是流体流速越大的地方压强越___.
(HK八年级P166图8-58)
一、固体压强的理解与相关计算例1 (2021宜宾)在水平地面上,有一块砖先平放如图A,再立放如图B.平放时砖对地面的压力和压强分别为FA和pA,立放时砖对地面的压力和压强分别为FB和pB,则FA___FB,pA___pB.(均选填“>”、“=”或“<”)
变式1 叠放物块现将两块砖按如图所示的两种方式放置在水平地面上,甲组砖对地面的压力和压强分别为F甲和p甲,乙组砖对地面的压力和压强分别为F乙和p乙,则F甲____F乙,p甲___p乙.(均选填“>”、“<”或“=”)
变式2 切割物块现按如图所示的虚线处将两块砖各切去一半拿走,甲组剩余砖块对地面的压力和压强分别为F甲和p甲,乙组剩余砖块对地面的压力和压强分别为F乙和p乙,则F甲___F乙,p甲___p乙.(均选填“>”、“<”或“=”)
变式3 改变材料如图所示,质地均匀的甲、乙两砖块放置在水平地面上,已知甲、乙两砖块的底面积相同且对地面的压强相等,则甲、乙两砖块的密度ρ甲__ρ乙, 甲、乙两砖块对水面地面的压力F甲___F乙.(均选填“>”、“<”或“=”)
例2 如图所示,为运载“渣土”的某型号载重车的示意图.该“渣土车”的自身质量为12 t,交通运输部门规定车辆对地面的压强不得超过4×106 Pa,此载重车共6个车轮,假设每个轮胎与地面的接触面积为200 cm2(g取10 N/kg).求:(1)该车空载时对水平路面的压力;(2)该车空载时对水平路面的压强;(3)在不违反交通规定的情况下,该车装载“渣土”后对地面的最大压力;(4)运用所学的物理知识分析车辆超载会带来哪些危害?(举出两例)
解:(1)该车空载时对水平路面的压力F=G=mg=12×103 kg×10 N/kg=1.2×105 N(2)该车空载时对水平路面的压强p= =1×106 Pa(3)由p= 可得,在不违反交通规定的情况下,该车对水平路面的最大压力F大=p大S=4×106 Pa×6×200×10-4 m2=4.8×105 N(4)车辆超载时对路面的压强太大,会压坏路面;车辆超载时,车辆的惯性太大,遇到紧急情况时不容易刹车,容易引发交通事故.
二、液体压强的理解与相关计算(1)液体压强可用公式p=ρgh计算,深度h是指所研究的点到液面的竖直距离,而不是点到容器底的距离,深度h的大小与容器的粗细、形状以及是否倾斜均无关;
(2)不同容器压强、压力计算:先计算压强,再计算压力
例3 (2021襄阳)如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )A. 一样大B. 甲最小C. 乙最小D. 丙最小
例4 如图所示,一重为2 N的薄壁容器中装有质量为600 g的水,容器的底面积为40 cm2,求:(g取10 N/kg)(1)水对容器底部的压力;(2)容器对桌面的压力;(3)容器对桌面的压强.
解:(1)水对容器底部的压强p1=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10-2 m=1 000 Pa水对容器底部的压力F1=p1S=1 000 Pa×40×10-4 m2=4 N(2)水的重力G水=m水g=600×10-3 kg×10 N/kg=6 N容器对桌面的压力F2=G容器+G水=2 N+6 N=8 N(3)容器对桌面的压强p2= =2 000 Pa
例1 探究压力的作用效果与什么因素有关.猜想一:可能与压力的大小有关;猜想二:可能与受力面积有关.
(1)请你写出能够支持猜想一的一个生活实例:____________________________.(2)为验证上述猜想,某实验小组的同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验.(3)本实验可以通过观察_________________来比较压力作用效果的大小,这是因为力可以使物体发生_____,这里应用到的科学方法是_______.
碾子选用重量较大的石头制成
(4)比较________两图,可以初步得到的结论是:当受力面积相同时,压力越___,压力的作用效果越明显.(5)比较乙、丙两图,可以初步得到的结论是:______________________________________________________.
当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
(6)(2023张家界)此实验不能用硬纸板代替海绵,原因是__________________________________________.(7)(2020黔东南州)将小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p____p′(选填“>”、“<”或“=”).
硬纸板凹陷的程度不易观察到,影响实验效果
(8)小华同学选用物块和海绵进行探究,实验时将物块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示.将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此得出结论:压力的作用效果与受力面积无关.你认为他在探究过程中存在的问题是_____________________.
探究液体的压强与哪些因素有关(近10年未考)
液体的密度和金属盒方向
例2 2020年11月10日,“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10 909 m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平.这激发了小聪和小华同学探究液体内部压强的兴趣,并作出了如下猜想:猜想1:液体内部的压强大小可能与方向有关猜想2:液体内部的压强大小可能与液体深度有关猜想3:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关猜想4:液体内部的压强大小可能与盛液体的容器形状有关
(1)为验证以上猜想是否正确,小聪在实验室找来了如图甲所示的U形管压强计,U形管压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用___(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计______(选填“是”或“不是”)连通器.
(2)实验前,要通过调试使U形管压强计两侧的液面_____,小聪在调试时发现,用手指不论是轻压还是重压金属盒上的橡皮膜时,U形管两侧液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性较____(选填“好”或“差”),调节的方法是___.A. 从U形管中倒出适量水B. 向U形管中加入适量水C. 取下软管重新安装
(3)金属盒上的橡皮膜受到的压强大小是通过U形管左右两侧液面的______反映的,将金属盒放进盛水的容器中,金属盒的橡皮膜受到水的压强会_____(选填“内凹”或“外凸”),U形管两侧液面________越大,表示金属盒在此处的压强越____.(4)仪器调试好进行实验,得到如图乙所示的结果.
(5)比较A、___两图,得出同一液体,金属盒浸入液体中的深度______(选填“越深”或“越浅”),所受的压强越大.请举出生活中应用该实验结论的一个事例:_________________________. (6)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图B、C所示,根据实验现象可以初步得出结论:在同种液体的相同深度,液体向各个方向的压强_____.
潜水员潜水时需穿特制衣服
(7)比较B、D两图,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?_____,理由是:_________________________________.(8)为了验证猜想4是否正确,应选择______两图进行比较,结论是:液体内部的压强与盛液体的容器形状_____(选填“有关”或“无关”).
没有控制金属盒在液体中的深度相同
(9)(2022衡阳改编)实验中小聪将图乙A中的水换成酒精,为了使U形管两侧液面的高度差不变,则应将金属盒适当向___移动.
(10)(2021重庆B卷)若图乙A中U形管左右两侧水面的高度差为5 cm,则软管内气体的压强与管外大气压之差为____Pa.
(11)(2020咸宁改编)小华在探究液体压强与液体密度的关系时,保持图乙A中金属盒的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,他发现U形管两侧液面的高度差变大了,于是得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大.小聪觉得他的结论不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确的操作应是将金属盒适当_____(选填“上移”或“下移”).
(12)(装置创新)(2023重庆A卷改编)实验结束后,小聪又制作了如图丙所示的器材进行探究,将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧,将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,说明水对橡皮膜有压强,将瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的_____有关;接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,说明倒入液体的密度_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度.
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