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八年级物理上学期压强复习试题.doc

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资源描述
压强 三维目标 1、知道压力的概念,懂得压力垂直于受力面以及压力和重力的区别,合作压力示意图。 2、理解压强概念,压强公式和单位——帕斯卡:能灵活运用压强的知识进行有关的计算,解释简单的现象和解决简单的问题。 3、掌握液体内部压强的规律和公式,能应用液体压强的知识进行有关的计算,解答简单问题。 4、知道连通器和它的原理,了解一些连通器的应用实例。 5、理解大气压强的存在产生的原因,能用大气压强解释简现象。 6、知道大气压强值的测量及测量仪表——气压计以及大气压运用——抽水机。 7、知道液体沸点与气压的关系,流体压强与流速的关系,气体压强与体积的关系。 本章知识网络 压力 压强 压强和压强计算公式 增大或减小压强的方法 液体压强的规律 压强 液体压强 液体压强的计算公式 液体压强的运用 流体压强与流速的关系 大气压强的存在及大气压值 大气压 大气压变化及测量 气体压强与体积关系 大气压运用 第1节 压强 名师导航 三点剖析 一、压力(F) 1.压力是垂直作用在物体表面上的力;压力方向总是垂直于受压物体表面(即接触面),并指向被压物体,压力的作用点在被压物体表面上。 2.压力与重力的区别: 压力与重力即有区别又有联系,请同学们注意以下四点: 第一,重力可以产生压力,但压力并不都是由重力产生,方向也不一定与重力方向相同。 如图8-1-1所示甲、乙、丙 甲 乙 丙 图8-1-1 第二,压力和重力是两个性质完全不同的力,压力是一种弹力,而重力是一种万有引力。 第三,压力的方向垂直物体表面,并指向被压物体,重力方向总是竖直向下,若物体放在水平面上,则压力的方向和重力方向一致;但若不是水平面如斜面,则二者方向不一致,如图8-1-2所示 图8-1-2 第四,力的作用点不同,重力作用点在物体的重心上,压力作用点在受力物体的接触面上,如图8-1-2所示。 二、压强(P) 1.压强是反映压力的作用效果的物理量,压力作用效果不仅与压力的大小有关,而且还与受力面积的大小有关,为了比较压力作用效果,必须比较单位面积上的受到的压力。 2.物体单位面积上受到的压力叫做压强,单位是帕斯卡,简称为帕,符号为Pa,1Pa=1N·M-2,压强的公式为P=。 3.全面理解压强的公式P=要注意以下几点 ⑴用公式适用于任何情况,即固体、液体、气压的压强计算都可用此公式。 ⑵运用此公式计算时,各物理量单位必须统一,其单位分别是P→Pa;F→N;S→m2 ⑶公式中的F是压力,而不是重力,但在某些情况下,压力在数值上等于重力,如物体放在水平桌面上。 ⑷公式中S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,两者相互接触的面积,而不是其他面积。 ⑸公式中的压力F与受力面积S之间不存在因果关系,但在压强P和压力F,面积S之间却有密切关系:在S一定时,P与F成正比;在F一定时,P与S成反比。 ⑹由公式推导出F=P·S和S=可用于计算压力和受力面积的大小。 3.压强知识的应用 增大压强的方法: (1)在压力一定时,减小受力面积。 (2)在受力面积一定时,增大压力。 (3)在条件允许情况下,同时增大压力和减小受力面积。 减小压强的方法: (1)在压力一定时,增大受力面积。 (2)在受力面积一定时,减小压力。 (3)在条件允许情况下,同时减小压力和增大受力面积。 问题与探究 问题1:小叶在网上查找三峡建设的资料图片时看到如图8-1-3所示大型板车图片,小刚在旅游时抓拍到了图8-1-4所示啄木鸟啄害虫时的情景,他们议论运输重型设备的平板车为什么要用那么多轮子呢?而啄木鸟的嘴为什么又长又尖呢? 图8-1-3 图8-1-4 探究:平板车很重没有把路面压坏,啄木鸟的力很小很轻,却能啄开坚硬树干,可能是由于平板车的轮子多,与地面接触面积大,而啄木鸟嘴尖细,与树干接触面积小的原因。于是他们猜想:①压力作用效果可能与受力面积有关;②压力作用效果可能还跟压力的大小有关。 同学们可以根据猜想的内容采用控制变量法来进行研究 问题2:小叶看过魔术表演“踏气球”如图8-1-5所示,人们对表演者“轻功”赞叹不已,小叶想动手研究其中的秘密,他利用生活中的一些物品:一段铁丝、两张普通纸、一块橡皮、一个苹果、一些大头针(50枚左右)和粘胶,请你帮小叶设计一个模拟实验完成探究过程。 图8-1-5 图8-1-6 探究:1、用铁丝做成一张小桌子,桌面由普通纸代替,纸与铁丝间粘牢。 2、橡皮上插上4—6根大头针,将有钉帽的面朝下放在小桌子纸上,观察纸面未破,如图8-1-6甲所示。 3、将苹果轻轻放在橡皮上,观察到大头针刺破纸面。如图8-1-6乙所示。 4、把另一张普通纸换上粘牢,往橡皮上再插上30—40枚大头针、做到针帽要平整,重新放在纸面上,橡皮上放苹果,观察到桌面未破,如图8-1-6丙所示。 从以上探究过程中发现:压力作用效果既取决于压力的大小,又取决于受力面积的大小。 【例1】小叶在探究压力的作用效果跟什么因素有关时,做了如图8-1-7所示的实验。 图8-1-7 ⑴甲、乙两图所示的实验,可以说明: 。 ⑵丙、丁两图所示的实验,可以用来说明: 。 ⑶根据整个实验的结果可看出,压力的作用效果跟 和 有关。 【思路解析】甲、乙两图物体与海绵的接触面积相同,乙的压力比甲大,结果海绵的形变大,说明压力的作用效果与压力的大小有关;丙、丁两图的压力相同,但丁的受力面积小,海绵的形变大,说明压力的作用效果与受力面积有关。 【答案】⑴受力面积相同,压力越小,效果越明显。⑵压力相同,受力面积越小,效果越明显。 ⑶压力的大小 受力面积的大小 绿色通道:探究影响压力作用效果的因素,能选用的实验器材非常多,但采用探究问题的方法都是一样——控制变量法。 【例2】关于压力、压强,下列说法正确的是( ) A.压力的大小总是等于物体的重力 B.压力的方向总是竖直向下的 C.压力越小,产生的压强也一定越小 D.受力面积一定时,压力越大,产生的压强越大 【思路解析】需清楚压力和重力的概念,重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下的;而压力是相互接触的物体由于挤压而产生的力,属于弹力,它的方向总是垂直于物体的受力面并指向受压物体的内部。可见重力和压力是本质完全不同的两种力,两者没有必然的联系;由压强公式p=可知,压强的大小由压力的大小和受力面积的大小两个因素共同决定。当受力面积一定时,压力越大,压强就越大。 【答案】选D 【黑色陷井】学生首先对重力与压力的概念不清淅,产生混淆,容易选A项,其次对压力强的概念不明确,误认为压强大小可由压力大小或受力面积大小任一因素决定,误选C项。 【例3】只给你一只玻璃杯和一堆细沙,你如何研究压力作用效果与压力和受力面积的关系? 【思路解析】进行探究活动应按一定的思维程序:提出问题,假设与猜想,设计实验,进行实验,归纳分析,得出结论。另外在用实验探究过程中,应注意实验方法,本题应用控制变量的科学方法,这在进行实验时应具体体现出来。 答案:(一)提出问题 压力的作用效果与哪些因素有关? (二)猜想与假设 压力的作用效果与压力和受力面积有关。 (三)设计实验 准备一只玻璃杯和一堆细沙,然后在同一水平细沙面上进行对比实验。 (四)实验 (1)用空玻璃杯正放在水平细沙上,并仔细观察细砂表面的凹陷程度; (2)用空玻璃杯倒放在水平细沙上,并仔细观察细砂表面的凹陷程度; (3)用玻璃杯装满沙子正放在水平细沙面上,并仔细观察细砂表现的凹陷程度。 (五)分析与论证 比较(1)、(2)两组实验沙面凹陷程度相同与否,得到结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。比较(1)、(3)两组实验沙面的凹陷程度是否相同,得到结论:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著。 (六)结论 压力的作用效果与压力和受力面积有关。 【黑色陷井】对相关探究实验的设计,同学缺乏探索精神和动手能力,还有在对知识深刻理解和语言途述能力方面欠缺,容易造成解题的障碍。 【例4】小叶同学双脚与地面的接触面积4×10-2m2,如图8-1-8所示是某些情况下的压强数值,请估算: (1)小叶同学的重力。 (2)小叶同学平躺时与床面的接触面积。 (3)小叶同学背着重力为40N的书包行走时对水平地面的压强。 图8-1-8 【思路解析】(1)人站在水平地面上对地面的压力等于重力,小叶双脚面积为受力面积,根据图中提供的人站着的压强值,运用F=PS可计算出压力。(2)已知从躺着对床面的压强值,由S=可求出接触面积。(3)小叶行走时对地面的压力大小等于人的重力和书包的重力大小之和,受力面积为一只脚面积,由于P=可计算了压强。 【答案】(1)G=F1=P1S1=1.5×104Pa×4×10-2m2=600N (2)S2= (3)P3= 【黑色陷井】造成不能答题的原因:一是不能从图中获得有用信息;二是不知人走路时受力面积是一只脚的面积。 【例5】下面是某篇报道的两个片段,阅读后回答提出的问题。 重车碾压316国道公路100公里路体无完肤 “愈演愈烈的超限运输已严重恶化了316国道交通环境。316国道近300公里县级以上的公路中,由于超限运输严重受损的公路目前已达100多公里”,滨洲公路局江川分局局长介绍说:“近二年,由于修建京福高速公路,超运输给316国道造成的经济损失至少为3亿元。” …… “沙石车虽然比运煤车吨位小,但对公路的破坏力更为严重。”分局局长说:“沙石车多为解放牌载重汽车,这种车核载只有12吨,不用改装便能拉40吨沙石,再加上该车车轮少,轴重大,对路面的破坏性极大。”去年入冬两个月时间,大量砂石车频繁上国道,道路面就被压碎了。 ⑴上述提到的316国道100公里路体无完肤与哪些物理量有关? ⑵第二段中提到的“沙石车虽然比运煤车吨位小,但对公路的破坏力更为严重。”通过阅读本文,试解释原因为何? ⑶你对保护公路能提出哪些合理建议? 【思路解析】此题在于通过压强知识让同学们了解社会,关心社会。第二问是因为压力比较小,但受力面积更小的话,压强却可能很大,因此破坏力就大。第三问答案不唯一,只要合理即可。 道路损坏有三种主要的原因:⑴力的作用效果会使物体形状发生改变,汽车成倍超载,对地面压力成倍增加,路面的形变加大,容易引起路面断裂;⑵车成倍越载,对地面压力成倍增加,轮胎个数不变,接触面积基本不变,根据压强公式P=可知,车对地面压强成倍增加,对地面破坏加重;⑶车轮与路面的粗糙程度不变,车成倍越载,对地面压力成倍增加,路面受到的摩擦力也就成倍增加,导致路面磨损加快。 【答案】⑴压强、压力;⑵压力虽小,但受力面积更小,压强较大,对地面破坏力大。⑶严禁超载超重车上路。 【黑色陷井】学生易想到公路毁坏跟汽车与路面的摩擦有关,偏离本题的主要因素,同时在对原因的解释,只会想到压力因素,得到不合理的结果,学生对保护公路等交通知识也不是十分了解,也是解题的障碍之一。 自主广场 基础达标 1.下列事例中能够增大压强的措施是( ) A.铁轨铺在枕木上 B.书包背带做得宽一些 C.载重汽车多用几个轮子 D.木桩的下端削成尖形 【思路解析】增大压强的方法有三种,在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时减小受力面积;同时增大压力和减小受力面积,选项D中木桩的下端削成尖形,减小了受力面积增大压强。 【答案】选D 2.一个普通中学生双脚立在水平地面上,他对地面的压力和压强最接近于( ) A.50N,103Pa B.50N,104Pa C.500N,103Pa D.500N,104Pa 【思路解析】解估算题所需要的条件和数据往往隐含在实际经验和常识范围内,解题时应假设出适当数据(根据实际情况估计),然后运用相关的物理知识算出数值,一般中学生的质量约为m=50kg,一只脚的底面积大约为S=2.5×10-2m2,所以双脚站立时,对地的压强约为P==104Pa 【答案】选D。 3.在生物进化的过程中,动物身上的各种器官不断地完善,以适应生存的环境,我们所了解的以下事例中,有减小压强功能的是( ) A.号称“森林医生”的啄木鸟,长有细长而又坚硬的尖喙,便于啄开树皮 B.人口腔里的牙齿根据咀嚼功能的不同,分出了切牙、尖牙等 C.骆驼的体重比马的体重大不一倍,脚掌面积却是马蹄的三倍 D.大象长有两个大大的耳朵,不仅可以发挥听觉功能,还能用于散热 【思路解析】各学科之间的知识是相互关联的,对于各种动物的器官功能都是适应生存的需要而不断的进化,而这种生存需要的功能包括许多物理知识,这是一道生物与物理相关系的题型,本题运用了减小压强的方法,应从量的比例的方面来选择,即: 【答案】选C。 4.小叶观察家中的平底茶杯放在水平桌面时的情形,如图8-1-9所示。思考:将茶杯空着正放在桌面上对桌面的压力和压强分别为F1和P1,将它倒扣在同一桌面上对桌面的压力压强分别F2和P2,他猜想F1与F2和P1和P2间的关系如下,请你帮他判断,正确的是( ) A.F1>F2、P1=P2 B.F1=F2、P1>P2 C.F1<F2、P1=P2 D.F1=F2、P1<P2 图8-1-9 【思路解析】某杯正放与倒扣在水平桌面上,对于这两种情况下,杯子对桌面的压力不变,都等于杯子的重力,但是正放与倒扣的杯子跟水平桌面的接触面积不同,正放的杯子受力面积是杯底的表面积,而倒扣杯子可受力面积只是杯口边缘面积,远远大于倒扣杯子面积,这道题在于对生活的观察,了解杯子这两种放法的受力面积的变化。 【答案】选D 5.一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是( ) A.站着不动 B.赶快跑向岸边 C.立着改成单脚站立 D.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动 【思路解析】冰即将破裂说明冰已经承受到了最大压强,人要安全必须减小对冰面的压强,人的重力一定,人对冰面的压力是由人受重力产生的,冰面为水平面,人对冰面的压力等于人的重力。 由P=F/S可知,在压力F一定的情况下,只有增大受力面积,才能减小人对冰面的压强。 站立不动,受力面积为S;跑向岸边,改为单脚站立,将使受力面积S减小,选项A、B、C中的做法都不能增大受力面积,它们都是不正确的。 选项D采取的是就地趴伏,这种做法可以大大地增加冰面的受力面积,从而达到了减小压强的要求。 【答案】选D。 6.已知人体的密度与水相近,假设把人体近似看作为一人圆柱体,由此请你估算1.7m的人双脚直立时,对水平地面的压强约为 Pa,若单腿站立,对地的压强又 Pa。(g取10N/kg) 【思路解析】依p=因为人站立,则F=G=ρ·υg=ρShg,即p==ρhg=103kg/m3·1.7m·10N/kg=1.7×105Pa,若单腿站立,则p1=p=8.5×104pa. 【答案】1.7×105 8.5×104 7.一块长方体花岗岩纪念碑高、宽、厚分别为10m、3m、2m,密度为2.5×103kg/m3,地面所能承受的最大压强为1.5×105Pa,为使地面能承受纪念碑,现把纪念碑立高为1m,密度为2×103kg/m3的长方形基石上,(g取10N/kg)求 ⑴纪念碑的质量是多少? ⑵若纪念碑直接立在地面上,它对地面的压强是多少? ⑶基石的底面积是多少? 【思路解析】⑴纪念碑的质量m1=Vρ=10m×3m×2m×2.5×103kg/m3=1.5×105kg。 ⑵纪念碑直接立在地面的压力F1=G1=m1g=1.5×105kg×10N/kg=1.5×106N,受力面积S1=3m×2m=6m2,此时对地面的压强p1==1.5×106N/6m2=2.5×105Pa。 ⑶基石对地面的压强p2==(G1+ρ2S2hg)/S2 即(1.5×106N+2×103kg/m3×S2×1m×10N/kg)/S2=1.5×105Pa 解得:S2=12m2。 【答案】⑴1.5×105kg ⑵2.5×105Pa ⑶12m2 8.被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙面上,它的质量为400kg,每只脚掌面积为2×10-2m2,问: ⑴骆驼对沙面的压力是多大? ⑵骆驼对沙面的压强为多大? ⑶骆驼的脚掌为马蹄掌的3倍,这样大的脚掌有什么好处? 解析:骆驼对沙面的压力与其受到的重力相等F=G=mg=400kg×9.8N/kg=3920N,站在地面上4只脚着地S=4×2×10-2m2=8×10-2m2,p===49000Pa。 答案:⑴3920N ⑵4.9×104Pa ⑶骆驼的脚掌面积是马蹄的3倍,受力面积大,压强小,所以比马更适合在沙漠里行走。 综合发展 1.(1)如图8-1-10所示,两手指用力捏住铅笔使它保持静止,下列说法中正确的是( ) A.两手指所受压力相同,左边手指受的压强大 图8-1-10 B.两手指所受压强相同,左边手指受的压力大 C.两手指所受压力相同,右边手指受压强大 D.两手指所受压强相同,右边手指受的压力大 (2)如图8-1-11所示,是人们常用的订书机,它的结构设计和工作原理运用了许多物理知识,例如:在底部垫了两块橡皮,可以减小对 桌面的压强,请按照样例写出一个: 图8-1-11 (1)【思路解析】在压力相同时,根据P=可知,受力面积越小,压强越大,左、右手指所受的力是相互作用力,大小相等,方向相反,且在同一直线上,铅笔左端对手指的受力面积大于右端笔尖对手指的受力面积,所以右边手指受到的压强大。 【答案】选C。 (2)【思路解析】根据增大成减小压强的方法,从订书机的结构和原理找出一些压强或其他物理知识有关的方面。 【答案】手按的位置宽,可以减小对手的压强等。 2.(1)标号“100”的砖块能承受的最大压强为107Pa,假定砖块和砌墙用的泥灰的密度均为2.5×103kg/m3,则这种砖最高能砌成多高的墙?(g取10N/kg) (2)如图8-1-12所示,两块砖完全相同,已知每块砖的长、宽、高之比4:2:1,图乙的4种放法中,有两种与甲的放法对水平地面压强相同,它们是( ) 图8-1-12 A.①和② B.②和③ C.③和④ D.②和④ 2.(1)【思路解析】根据P=和F=G可得P=,而G=m·g=ρ·V·g,可得P=ρ·g·=ρ·q·h。通过变换得出:h=,代入数据运算得到结果。 【答案】h=400m (2)思路解析:设每块砖重为G,高为h,那么砖长就是4h,宽就是2h。 第一种情况:P1== 第3种情况:P3== 第二种情况:P2== 第4种情况:P4= 甲:ρ== 答案:选D。 3.物理课外活动小组为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细水面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同。第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。 表一 实验序号 压力(N) 受力面积(cm2) 1 6.0 10 2 9.0 15 3 12.0 20 表二 实验序号 压力(N) 受力面积(cm2) 4 3.0 10 5 4.5 15 6 6.0 20 表三 实验序号 压力(N) 受力面积(cm2) 7 3.0 20 8 4.5 30 9 6.0 40 (1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是 。 (2)分析比较 及观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。 (3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论。 a分析比较 b分析比较 (4)本题目研究问题的方法,是一种在物理学中常用的科学方法,该方法的名称是 。 在初中物理学中,我们在学习哪些知识时,也用到这种科学方法?试举2—3例。 [思路解析]在研究压力作用效果与哪些因素有关的实际时,我们通常用到控制变量法。在(1)可知当受力面积相同时,当压力大时沙子的凹陷程度大,就说明压力作用效果明显。 同理在(2)中压力相同时,受力面积小,压力作用效果明显的实验次数只有4与7(或5与8、6与9)。 在综合表一、表二、表三可知,a.当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。,b.压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。 [答案](1)当受力面积相同时,压力越大、压力作用效果越明显。 (2)4与7(或5与8、6与9)。 (3)a.当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显 b.压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显 (4)控制变量法 影响滑动摩擦大小的因素 影响蒸发快慢的因素 [探究创新] 1.一本初中物理书平放在水平桌面上,如何测定它对桌面的压强?请写出你所选择的器材、实验步骤及压强的表达式。 器材: 步骤: 表达式: 答案:器材:刻度尺、天平(或弹簧测力计、细线)。步骤:①用刻度尺测得课本的长和宽分别为a和b;②用调节好的天平测得课本的质量为m(或用调节好的弹簧测力计和细线测得课本的重力G)。表达式:p=mg/ab或p=G/ab。 2.利用手边的直尺(或铅笔、圆珠笔等)做一个小实验:如图8-2-13所示,两只手的食指水平放置,分别托住直尺的两端,然后让两个食指缓慢向中间靠拢,根据观察到的现象,请你提出一个与物理有关的问题(不要求解答)。 示例:手指在移动时所受的压力变吗? 提问: 答案:只要提出的是与现象相关的物理问题均正确。如:整个过 程中直尺受力平衡吗? 共同成长 图8-1-13 [合作共赢] 有两组同样的砖,A组一块,B组两块,每块砖的长:宽:高=4:2:1,要使这两组砖对地面的压强相等,可以怎样放?同学们想出了多种放法,请你至少写出3种。 (1) (2) (3) 附:答案。 ⑴A组平放,B组每块也平放;⑵A组侧放,B组每块也侧放;⑶A组立放,B组每块立放;(4)A组侧放,B组叠着平放;(5)A组立放,B组叠着侧放。 [见仁见智] 2.两位旅行者通过一片沼泽地,一人不幸陷入沼泽地的泥坑中,他越是挣扎越向下陷,急得大叫“救命”?他的同伴一边叫他“千万不要挣扎。”一边趴在地上慢慢爬过去,借助一根枯树枝,将他从泥坑中拖出,请根据以上情况,回答。 (1)他陷入沼洋中为什么越挣扎,越往下陷? (2)他的同伴为什么趴在地上爬过去救人? (3)由此你得到什么科学道理? 3.普氏野马原产于我国新疆和蒙古人民共和国的干旱荒漠的草原地带,是我国特有野生动物,属于国家重点保护动物,我国动物保护组织的成员曾发现普氏野马在饮水时留下的一些足迹,深度达1.2cm,通过实验测得要使沙地达到这个深度(四只蹄着地),压强要达到9×104Pa,并由此估算出一匹成年普氏野马的质量为360kg,请你算出: (1)它在站立时对水平地面的压力约多少牛? (2)它的一个蹄印的面积大约多大? 答案: 2、(1)挣扎时受力面积减小,压强增大,故而下陷。 (2)他爬过去是为了增大受力面积,当压力一定时,压强就减小了。 (3)压强与受力面积的大小有关。 3.(1)因为马站立地面上,则 F=G=mg=360kg×9.8N/kg=3528N。 (2)依p=得: S===3.92×10-2m2。 因四个蹄印的总面积是3.92×10-2m2,故一个蹄印S1=S=9.8×10-3m2。 第2节 科学探究,液体的压强 名师导航 三点剖析 1.液体压强的产生:由于液体受到重力作用和具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁都有压强。 2.压强计:是测量液体内部压强的仪器,它由探头,U形管,软管组成,当探头的薄膜受压强的作用时,U形管左右两侧液面就会产生高度差,液面高度差越大,薄膜受到的压强越大。 3.液体压强的特点:①液体内部间各个方面都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强都要等。②液体的压强随深度增加而增大。③液体压强还跟液体密度有关,在深度的同时,液体密度越大,压强越大。 4.液体压强的计算公式:p=液gh,从该公式可看出,液体压强只与液体的密度、深度有关,与液体重力,体积和受力面积等因素无关,在运用该公式计算时安注意单位统一,即P→Pa,P液→kg/m3;h→m;g=9.8N/kg。 5.液体压强的运用——连通器 ①上端开口,下端连通的容器叫连通器。 ②特点:在同种液体中连通器中不流动时,各容器中的液面总保持相平。 ③利用连通器原理工作的有:乳牛自动喂水器,茶壶、锅炉水位计,船闸等。 问题探究 问题1 小叶和小刚同学在网上查找三峡建设资料时,看到如图8-2-1三峡大坝和图8-2-2三峡 图8-2-1 图8-2-2 五级船闸图片。他们讨论,为什么三峡大坝设计成上窄下宽的形状呢?三峡船闸采用多级有什么好处? 探究:大坝蓄水后,水位升高许多,大坝的下部正处在深水处,可能是水越深的地方水的压强越大,因此下部做宽些可以使大坝牢固。而上部水的深度浅些,压强可能小些,做窄些可以节省财力,三峡船闸采用多级可能是为了将水的巨大压强进行分解,减小水压对闸门的损坏。 可以利用一个废旧塑料瓶做了如图8-2-3实验。在废旧塑料瓶的不同高度处分别用大头针钻了三个小孔,然后在塑料瓶内装满水,发现最下面的孔喷出的水柱最远。最上面的孔喷出的水柱最近,因此验证了他们的猜想是正确的。 为了保证实验的成功,应保证三个小孔在竖直高度的同一直线上,且让三个小孔的大小一样。 图8-2-3 结论:同种液体内部压强随深度的增加而增大。 问题2 小叶和小刚看到学校花园里的自动浇水器正在给花草浇水,走近一瞧他们发现自动浇水器的喷头会自动旋转喷洒水,于是决定探究其中的奥妙。 提出问题:旋转喷水器为什么会旋转? 有什么因素会影响它的旋转速度? 猜想:可能与小孔有关,与小孔的大小、数目及水压有关。 图8-2-4 探究过程:1. 在废罐装饮料瓶离瓶底1cm位置用小号钉戳一些洞,先垂直戳穿瓶壁,然后将钉横向转900,使小孔朝一方向倾斜。用细线系住瓶口,不加盖,旋转喷水器制成了,如图8-2-4所示,记下小孔数目。 2.将整个瓶子浸入水中装满水后。迅速提出水面,瓶子会一边向外喷水,一边朝水流相反的方向旋转,记下瓶子在10s内旋转的圈数,填在下表中。 3.增加小孔数目,重做上述实验 钉子型号 小号 小号 中号 中号 大号 大号 洞的数目/个 2 4 2 4 2 4 10s转的圈数/圈 4.分别换用中号钉、大号钉制作小孔,重做上述实验。 5.观察每次随着瓶中水位的下降,瓶的旋转速度有无变化。 分析论证:实验探究发现:小孔处的水受到压力向外喷出,瓶子受水的反冲作用才能朝相反方向旋转;小孔数目越多,小孔越大,水位越高,水的压力就越大,水对瓶子的反冲作用也就越大,瓶子旋转就越快。 精题精讲 例1 如图8-2-5,容器中盛有一定量的水容器底部A、B、C三点压强PA、PB、PC的大小关系是 。 【思路解析】图中的A、B、C三点都处于同种液体中,由液体内部压强特点可知,这三点压强的大小取决于它们所在之处的水的深 图8-2-5 度,显然,从各点到水面的竖直距离来看,这三点的深度关系为hA<hB<hC,所以压强关系为pC>pB>pA 【答案】pC>pB>pA 【黑色陷井】若有的同学单从斜面的角度看A、B、C所处的高度,可能认为hA>hB>hC,从而套用p=ρgh来比较三点的压强大小,那就完全误解了“深度”的含义。 例2 如图8-2-6所示,两瓶完全相同的啤酒,分别正立和倒立在桌面上,它们对桌面的压力和压强的大小关系为F1 F2,p1 p2。啤酒对底和盖的压强p1′ p2′。 【思路解析】无论正放还是倒放对桌面的压力大小都等于酒和 瓶的重力,所以F1=F2。前者受力面积大于后者的受力面积,所以由 图8-2-6 p=可知,p1<p2。将瓶子倒置过来,由于瓶嘴一端较细,酒的深度增加,所以压强变大。 即p′1<p′2 【答案】= < < 【黑色陷井】学生解题时容易误将瓶时桌面压力、压强等同啤酒对瓶盖的压力、压强,液体压强与固体压强混为一谈。另外容易想当然,认为液体压强与液体质量和受力面积有关。 例3 如图8-2-7内盛等质量液体的三个容器A、B、C,已知底面积SA<SB<SC,A和B中盛水,C中盛煤油,B和C中液面相平,则这三个容器底部所受压强pA、pB、pC的大小关系是( ) 图8-2-7 A.pA=pB=pC B.pA=pB>pC C.pA>pB>pC   D.pA>pB=pC 【思路解析】因为A、B容器内水的质量相等,则体积也相等,已知SA<SB,则容器底处水的深度hA>hB,由于p=gh可知pA>pB,因为hC=hB,水>煤油,所以pB>pC,所以pA>pB>pC. 【答案】选C 【绿色通道】根据液体压强公式p=gh,可知液体内部的压强只与液体的密度和深度h有关,与液体的质量、体积、重力及容器的形状均无关,无论已知条件怎样,分析液体的压强要抓住p=gh公式,灵活运用,本例中比较A、B两种情况,相等,比较B、C两种情况,h相等,pB>pC. 例4 如图8-2-8所示,完全相同的圆柱形容器中,装有等质量的水和酒精,在两杯中,距底同一高度分别有A点、B点,则A、B两点的压强关系是( )。 图8-2-8 A.pA=pB B.pA>pB C.pA<pB D.无法确定 【思路解析】容器的形状是规则的圆柱体、液体对容器底的压力都等于各自的重力,质量相等,重力也相等,而底面积又相同,所以根据p=可知两容器底所受压强相等。 我们可以把这一压强分成两部分,A(B)点以上p上和A(B)点以下的p下,则pA上+pA下=pB上+pB下。 由于A、B点距底等高,水的密度大于酒精的密度,所以pA下>pB下,pA上<pB上,则答案为C。 答案:选C 【黑色陷井】液体内部某点的压强是该点到液面这段液柱产生的,而不是该点到底的液体产生的。 例5 下列日用器具中利用连通器原理工作的是( ) A.喷泉 B.钢笔吸水 C.洒水壶 D.液体压强计 【思路解析】连通器必须是底部相通,上端开口,且盛同种液体静止时液面相平。 【答案】选AC 【黑色陷井】学生容易凭自身错觉把大气压运用与连通器原理混淆了。液体压强计构造中有型管,容易凭感觉误认为是连通器,而钢笔吸水是利用大气压作用。 例6 一静止在海面的潜水艇模型,在启动之后,4min内匀速竖直下潜20m,而后沿水平方向做匀速直线运动,又运动4min,请在图8-2-9中画出潜水艇模型8imn之内所受到海水压强和时间的关系图象。(海=1.03×103kg/m3,g取10N/kg,潜水艇体积和大气压均不计) 图8-2-9 解析:根据p=gh,可知4min下潜至20m处的压强为2.06×105Pa,且压强与深度成正比。后4min压强不变,因为深度不变。 答案:如图8-2-10所示
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