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第十四章压强和浮力知识解读
本专题主要考查压强、液体压强与大气压强的基本知识，且以压强为核心。压强是生活和生产中广泛应用的一个概念，是大纲中要求较高的一个知识点，它不仅能解释一些自然现象，也是学习浮力和高中气体性质的基础。本专题需要综合运用力的概念、密度、二力平衡等知识点。出题形式主要是填空题、选择题、实验题和计算题等，也出现了一些学科渗透题、图像题、阅读理解题等。
复习要点：
1、 准确理解压力：压力是垂直压在物体表面上的力，各种情况下物体受到压力的示意图如下：
从上面的图中能更加说清重力和压力是两个不同性质的力，它们有本质的区别。
2.对p=与p=ρgh的理解
（1）p=是定义式，对固体、液体和气体产生的压强均适应。p=ρgh只适应于液体内部压强的计算。
（1） p=中的F表示压力，S表示受力面积，要特别注意对S的辨析，S指的是两个物体相互作用时，接触部分的面积。p=ρgh中的ρ表示液体密度，h表示深度，是指某处到自由液面的竖直距离，切忌与液体的长度混为一谈，当把一个上下等粗的柱体放在一个比柱体的底面积大的表面上时，固体的压强也可由p==ρgh求出，但一定要注意它的适用范围。
3.大气压的知识点主要包括大气压的存在、大气压的值、大气压的变化、大气压与液体沸点的关系
中考预测：2006年的中考主要呈现如下趋势
1） 将压强公式、体积公式、面积公式、液体压强公式结合在一起
2） 将密度、压强、大气压强知识结合在一起，综合性较强
3） 将密度、压强、浮力知识结合在一起，这类题综合性较强，难度较大。
4） 将压强、大气压强、杠杆等知识结合在一起，综合性更强，常常做为压轴题。
5） 注重实验、通过实验现象和数据总结得出结论，解释现象或解决问题。
6） 贴进生活，理论联系实际。在命题方面已扩展到医学、气象、建筑等领域，要求学生平时注意扩展自己的知识面。
7） 与化学、生物等多学科的联系。
8） 高科技领域
典型例题讲析：
1、 深刻理解受力面积的含义
题目：有一正方体铝块，质量为2.7kg。放在面积为0.2m2的水平桌面上，求桌面受的压强。（g=10N/ kg）
分析：有的同学不假思索就作出如下解答：
p=====135pa
这种解法错在没有正确理解受力面积的概念。受力面积不一定是整个桌面的面积。当两个面积不等的物体相互作用时，受力面积应为真正承受压力的面积，本例题中受力面积应为较小的那个物体的面积，因此必须求出铝块的底面积，再与桌子面积比较，才能确定受力面积的大小。
解：铝块的体积：
V===10—3m3
则铝块底面积S=0.01m2＜0.1m2
所以受力面积应为S=0.01m2，
所以p=====2.7×103pa
评说：本例给出的“面积 0.2 m2”是迷惑条件，考查同学们对物理概念是否理解，切记不应生搬硬套公式计算。
2、理解液体深度
题目：如图所示的容器中，水的深度为7h，A点距水面深度h，B点距离容器底部的高度为h，则水在A点和B点产生的压强pA、pB之比为（ ）
A、 1：1 B、 1：7 C、 1：6 D、 6：7
分析：在计算液体压强公式p=ρgh中，h是指液体内部某点到液面的竖直高度。因此hA=h，而hB=7h—h=6h，所以==。答案为C
3.图像类
题目：如图所示是某同学研究液体压强时，绘制的甲、乙两种液体的压强关系的图像，由图像可知，甲、乙两种液体的密度关系为ρ甲 ρ乙 （填“＞”“＝”“＜” ＝， 其中 种液体是水。
分析：由p=ρgh可知，ρ=，p在深度一定的情况下，p越大，ρ越大，因此ρ甲＞ρ乙，且在h=4cm=0.04m时，ρ水=1.0×103kg/m3时，p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/ kg×0.04m=4×102pa因此正好乙为液体水。
4.知识延伸
题目：如图所示，水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器，若在三个容器中分别装入质量相等的水，三个容器底部所受的压力（ ）
A、甲最大 B、乙最大 C、丙最大 D、一样大
分析：方法（一），底面积相同的三个容器，装入质量相等的水时，容器中水的深度为h甲＞h丙＞h乙，因为液体密度相同，利用 p=ρgh，则p甲＞p乙＞p丙，再根据F= pS，S相同，所以F甲＞F丙 ＞F乙
方法（二），非柱形容器底部受到压力不等于液体重力，对于甲有F甲＞G液，F乙＜G液，对柱形容器底部受到压力等于液体重力，F丙=G液。于是得
F甲＞F丙 ＞F乙
5、运用沸点和压强的关系解决实际问题
题目：在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，如图所示，小试管B装有热水，悬放在正在加热盛有沸水的A烧杯中，试管B中的水不能沸腾，要使试管B中水沸腾，可采取的两种方法分别是（1） （2）
分析：本题考查沸点与气压的关系及液体沸腾条件的综合问题，液体沸腾必须满足两个条件（1）温度要达到沸点（2）继续吸热。只要不断给 烧杯A加热，试管B中的水会吸热，温度达到沸点100℃，但温度达到沸点后，还要继续吸热才能沸腾，而要吸热，试管B中的水必须与烧杯A的水存在温度差，为此可有两种方法，一是使烧杯A的水温度高于100℃，二是使试管B中的水沸点低于100℃。答案（1）降低试管B内水面上方的气压（对B抽气）（2）增大烧杯A水面上方的气压（只给A加压）
6.学科渗透题：
题目： 如图所示：桌面上放着盛有30ml盐酸的烧杯，烧杯上悬挂着10g石灰石，此时桌面受到的压强为p1，将石灰石投入盐酸中完全反应后，桌面受到的压强为p2，则（ ）
A、 p1 =p2 B、 p1 ＞p2 C、 p1 ＜p2 D、无法确定
解析：本题是一道理化联姻题，涉及到化学反应、质量的变化及物理中压力、压强的变化等。首先发生的化学反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2o+CO2↑。可以看到投入100g 的CaCO3时生成44g的CO2放出，因此溶液的质量比放入CaCO3之前增加了、压力增大，压强增大了，答案为C
7.开放题：
题目1.小红的妈妈在超市买了很多食品，她用塑料袋提着回家，没走多远就感到手被勒得很痛，请你用学过的物理知识，给她提一个建议： 。这是利用改变 来 袋子对手的压强。
分析：这是一个开放性物理的试题，手被勒得很痛表示袋子对手的压强很大，要减缓袋子对手的压强，可以从两个方面着手。一是减小压力；二是增大受力面积。从而减小压强（1）用两个手抱着，也能增大受力面积减小压强。（2）分成两个袋子装，可减小压力，从而减小压强。（3）两个人一起提，减小压力而减小压强。
题目2：地球是我们赖以生存的“家园”，大气层是这个“家园”的保护伞，没有它人类将无法生存。请你想象一下，如果地球周围没有了大气层，将有哪些物理现象不能发生。
分析：没有了大气层，即没有了空气，那么（1）声音靠空气传播的现象不再发生（2）依靠空气施加升力升空的飞机不能升空。（3）托里 拆利实验不再发生（4）马得堡半球实验不再发生（5）覆杯实验不再发生（6）抽水机不能抽水（7）钢笔不能吸墨水（8）吸管不能吸饮料（9）塑料吸盘不能贴在光滑的墙壁上。
8.压轴计算题：
题目：如图.容器重4.2N，放在水平桌面上，容器上部是边长5cm的立方体，下边是边长10 cm的立方体，若向容器内注入1.1kg水。（取g=10N/kg）求：
（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？
分析：解答本题的关键是分清固体的压强和液体的压强求法：容器对桌面的压强与总重和底面积有关，即p桌=。水对容器底的压强和水深有关。即p=ρgh，进而求出水对容器底的压力F底=p底S
（1） G水=m水g=1.1kg×10N/ kg=11N，所以F桌=G水+G容=11N+4.2N=15.2N。容器的底面积为S下=a2=（0.1m）2=0.01m2，所以容器对桌面的压强为p===1.52×103Pa
（2） V水===1.1×10—3m3，容器下部的体积V下=a3=（0.1m）3=10—3m3。
所以容器上部水的体积V上=V水—V下=1.1×10—3m3—10—3m3=10—4m3。
上半部分容器水的高度h上== =0.04m
所以容器底部所承受水的压强p=ρ水gh总=1.0×10 3 kg /m3×10N/ kg×（0.04m+0.1m）=1.4×103Pa
（3） 容器底部所承受水的压力F底=p底S下=1.4×103Pa×10—2m2=14N
T/℃
90
95
100
105
110
112
114
116
118
120
122
124
126
128
130
p/kpa
70
84
101
121
143
154
163
175
187
199
211
226
239
258
270
题目2.测得一个24cm高压锅限压阀的质量是0.08 kg，排气孔的内径是3mm，如果用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强的关系表格，这个高压锅内的最高温度大约是多少？（当时的大气压为1.03×105Pa）
解析：高压锅的密闭性很好，使用时高压锅内气体压强会大于外界的大气压。限压阀被顶起排气的过程中，限压阀受到的内、外气压的压力和重力，可以认为限压阀处于受力平衡状态。
高压锅排气孔的面积S=，限压阀重G= mg，则高压锅内气体压强为p=p0+=1.03×10 5pa+=2.14×105pa
对照表格查出，高压锅内的最高温度大约是1220C
练习题设计：
一、选择：
1、（2005北京）如图所示，甲、乙两支完全相同的试管，分别装有质量相等的液体，甲试管竖直放置，乙试管倾斜放直，两试管液面相平。设液体对两试管底的压强分别为P甲和P乙，则（ ）
A.p甲 ＜p乙 B.p甲 =p乙 C p甲 ＞p乙 D条件不足，无法判断
2.（2003宁夏）如图所示是几种不同渠道的截面图，其中最安全可靠的设计是（ ）
3.（2004长沙）在冬天，装有一定量水的热水瓶过了一段时间后，软木塞不易拔出，这主要是由于（ ）
A. 瓶内气压大于大气压 B.瓶内气压小于大气压
C.瓶塞遇冷收缩 D.塞子与瓶口间的摩擦力增大
4.一只盛有一定质量的硫酸铜溶液的烧杯，其底部对水平桌面的压强为p1，将一块铁片放入烧杯中，片刻后取出铁片，此时烧杯底部对桌面的压强为p2（不考虑水的蒸发），则（ ）
A、p1 ＞p2 B、 p1 ＜p2 C、 p1 =p2 D、无法确定
5.（2005咸宁）下列现象中没有利用大气压强的是（ ）
A.把药液注射进肌肉里 B.用吸管吸瓶中的饮料
C.茶壶盖上留有小孔 D.利用离心水泵抽水
6.（2005四川）如图：是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图像，如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体，把它们放在水平面上，则根据图像可知，甲、乙两物体对水平面的压强比为（ ）
A p甲:p乙=8:1 B.p甲:p乙=4:1 C.p甲:p乙=2:1 D.p甲:p乙=1:1
二、 填空：
7.(2004太原)为了方便盲人行走，在马路两旁的人行道上铺设了有些棱的 盲道，如图所示，李刚在盲道上行走，感觉到脚有些不舒服，从物理学角度分析，这是因为：李刚盲道上，脚与地面的 减小了，从而增大了 。
8. （2004新疆建设兵团）互联网已经成为人们获取信息和交流不可缺少的工具，但不少同学也因此迷恋网上游戏，从而耽误了学业，甚至影响身体，刚刚在体检时测得“低压”为7×104pa，它相当于 m高水柱产生的压强。对照青少年血压值他的血压是 （正常或不正常），请你提出一个合理的建议解决这一问题。
9.(2005沈阳课改)如图所示，是空中加油机正在为受油机加油的情景，如果以受油机为参照物，加油机是 的。飞机的机翼做成如图乙的形状，是利用了在气体中流速越大的位置压强越 的原理。使机翼的上下表面产生了压强差，为飞机的升空提供升力。
三、实验探究：
10.（2004重庆）小明父亲是一名潜水员，有一天，小明发现父亲某次潜入水库时，水面各深处的压强记录如表一所示。
表一
深度/m
3
5
9
12
15
20
压强pa
1.31×105
1.50×105
1.89×105
2.21×105
2.49×105
3.01×105
小明很感兴趣，好学的他利用学过的液体压强知识很快算出水库中对应的深度处的压强（g取10N/kg）如表二所示。
表二
深度/m
3
5
9
12
15
20
压强pa
0.3×105
0.5×105
0.9×105
1.2×105
1.5×105
请按下列要求回答问题：（1）小明计算压强的公式是 。小明还有一次压强计算未完成，请你帮他完成，并将计算结果填在表二中的空格处。
（2） 小明父亲的测量值与小明的计算值在每个相同的深度都有差异，找出差异并分析原因。
差异： 原因：
11.（2004上海）某小组同学用U型管、压强计研究甲、乙两种液体内部压强规律，记录实验数据如下表所示（液体甲的密度小于液体乙的密度）
液体甲
液体乙
实验序号
金属盒深度（cm）
U型管两侧夜面高度差（cm）
实验序号
金属盒深度（cm）
U型管两侧夜面高度差（cm）
1
10
6
4
10
7
2
20
11
5
20
13
3
30
15
6
30
18
（1） 分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6）的数据及相关条件，可得出的初步结论是
（2） 分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在相同的深度处，液体的密度越大，液体的压强也越大。
12.（2005镇江）在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明和小华利用所提供的器材，（小桌、海绵、砝码、木板）设计了如图所示的（a）、(b)两个实验，通过观察图（a）、(b)后得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显”的结论。此后，小华把小桌挪放到一块木板上，发现小桌对木板的压力效果不够明显，如图(c) 所示,通过对（a）、(c)的比较又得出压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论。
请你根据学过的压强知识分析：
（1）小明和小华是根据 的现象来比较压力的作用效果的。
（2）造成前后两个结论不一致的原因是 。
（3）设图(b)中小桌对海绵的压强是pb，图(c) 中小桌对木板的压强是pc，则pb pc（填“小于”“等于”“大于”）
（4）比较图(b)和图(c)可知，根据压力的作用效果，比较压强的大小需要满足的条件是： 。
13.小华做“估测大气压的实验示意图如图
（1）请将下列实验步骤补充完整：
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排出筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔
B、 用细尼龙绳拴住注射器的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下 等于大气对活塞的压力F
C、 刻度尺测出注射器的 记为L，读出注射器的容积V，则活塞的面积S=
D、 最后计算出此时大气压的数值p= 。
实验中，小华正确使用了测量仪器，且读数正确。但她发现测量结果总是偏小其主要原因是
四、计算：
14.（2005武汉）超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”，对切割表面产生108-109pa的压强。工业上常用“水刀”来切割大理石、牛皮、、钢板等坚硬物体。下表是某高压水切割机技术参数
型号
压强
（Mpa）
喷嘴横截面积（m2）
排量
（L/min）
油泵电机功率（kW）
换向方式
电源
（V）
2230
300
50×10—8
2.7
22.5
电子
380
表中“排量2.7（L/min）”（即流量）表示每min从喷嘴中喷出体积为2.7L的水，1 Mpa=106pa，1L=10-3 m3求：（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种。能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的 ，加入磨料后切割能力大大提高是因为 。
（2）考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大?（3）高压水切割机的切割效率是多少？
15.（2005江苏南通）如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N，底面积100cm2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块，现将物块浸没水中，容器内水面有16cm上升到20cm（g=10N/kg）求：
（2） 物块未放入水中时，容器底部受到的水的压强
（3） 物块的密度
（3）物块受到的浮力
（4） 物块浸没水中后，容器对桌面的压强。
16 .如图是一种测量小汽车油箱油量装置的原理图，压力传感器R的电阻会使所受压力大小发生变化，油量表（由电流表改装而成）指针能指示出油箱里油的多少。已知：压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示：
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
……
电阻R/Ω
500
380
310
245
200
170
150
……
若压力传感器R的上表面面积为5cm2，汽油热值为4.6×107J/kg，汽油密度为0.71×103kg/m3，电源电压为6V，请回答：
（1） 当油与箱总重为600N时，压力传感器R受到的压强是多大？
（2） 若油箱内油为10kg时，汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3） 如果空油箱的质量为5.8kg，油量表指针指向2×10--2m3时，电路中电流是多少？
练习题答案：
一、1.C 2.D 3.B 4.A 5.A 6.B
二、7. 受力面积，压强 8. 7，不正常，不要长时间上网，不要迷恋网络游戏 9.静止，小
三、10. （1）ρgh，2.0×105（2）在每个相同的深度，测量值与计算值的差值都基本相等，约1.0×105pa，这是由于计算值未考虑大气压造成的
11. （1）液体的压强随深度的增加而增大（2）1和4或2和5或3和6
12.（1） 受力面（海绵、木板表面）的形变程度
（2）前后两次受力面的材料不同
（3）等于（4）必须在相同的物体表面（或相同的材料）的情况下进行比较
13. 弹簧测力计的示数，全部刻度的长度，， 14. （1）动能，速度一定时，流体的质量增加，从而动能增加（2）15N（3）60% 15. （1）1.6×103Pa（2）2.5×103kg/m3（3）4N（4）2.4×103Pa 16. (1)1.2×106pa （2）4.6×108J （3）0.03A
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