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第八章 压强
§1.1 压强
【基本概念】
1.压力
(1) 定义:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.
(2) 单位:如重力、摩擦力等其他力的国际单位一样,是牛顿.
(3) 作用效果:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关.
当受力面积一定时,压力越大,则压力的作用效果越显著;当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著.
例题：如下图所示，有五块完全相同的砖以三种形式摆放在水平地面上。(a)是两块迭放；(b)是单块砖平放；(c)是两块砖并排平放。它们对地面的压强分别为Pa、Pb、和Pc，则（　　）

分析与解：解题应看清“形式”，抓“本质”，本题检查的知识点是压强的概念，要把握压力与受力面积的比 为压强，(a)、(b)受力面积相等，但(a)是(b)压力的2倍，所以 ，(a)、(c)的压力相等，但(c)的受力面积是(a)的2倍，所以 ，即 ，应选D。
2.压强
【基本概念】
(1)定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强.
(2)单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕.
1帕＝1牛/米2,它表示每平方米面积上受到的压力是1牛.
【基本规律】
在生产和生活中,如果要减小压强,可减小压力或增大受力面积;如果要增大压强,则可以增大压力或减小受力面积,但从实际出发,压力大小往往是不可改变的,则减小压强应增大受力面积,增大压强应采用减小受力面积的方法.
【基本公式】 计算公式:p＝.
例题:两块完全相同的砖块，所受重力均为19.6牛顿，三条棱长分别为20厘米、10厘米、5厘米。砖块A平放，砖块B侧放，两砖块如图互相交叉叠放，求砖块A对砖块B的压强。
　分析：压强公式 中的“S”是受力面积，而不是物体的底面积或表面积。该题中的受力面积既不是砖块A的下表面积，也不是砖块B的侧面积，而应该是砖块A和砖块B的接触部分的面积。
解答：受力面积S=5厘米×10厘米=50厘米2=5×10-3米2，根据压强公式：　
答 砖块A对砖块B的压强是3.92×103帕斯卡。
说明：（1）计算压强时，所谓面积S，应当是实际受力作用的面积。
　 　（2）计算压强要注意单位的统一，只有压力的单位用牛顿，面积的单位用平方米，压强的单位才是帕斯卡。　
§1.2 液体的压强
【基本概念】
(1) 由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强.
(2)液体对容器底和侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强.
【基本公式】
(1)液体压强的计算公式是p＝rgh
(2)式中r为液体密度,单位用千克/米3;g＝9.8牛/千克;h是液体内某处的深度,单位用米;p为液体压强,单位用帕.
例题：
如图所示,一封闭容器中盛满了某种液体.对容器底的压力和压强分别为F1和
p1[图1中(a)],若把容器倒置后对容器底的压力和压强分别为
F2和p2[图1中(b)],则F1与F2、p1与p2的大小关系是( )
A. F1＝F2 , p1＝p2 B.F1＞F2 , p1＞p2 C.F1＝F2 , p1＜p2 D. F1＞F2 , p1＝p2
分析与解答
由液体压强公式p＝rgh可知,(a)、(b)两种情况下由于液体密度及容器底到液面的深度都相等,所以两种情况下容器底受到的液体压强相等,即p1＝p2.
但是由于静止液体对容器底的压力不一定等于液体的重,它的大小应等于液体对空器底的压强与容器底面积的乘积,即, F1＝p1S1, F2＝p2S2.由于p1＝p2,而S1＞S2.所以可得: F1＞F2.即应选D.

【基本规律】
（1）由公式p＝rgh可知,液体的压强大小只跟液体的密度r、深度h有关,跟液体重、体积、容器形状、底面积大小等其他因素都无关.
（2）由公式p＝rgh还可归纳出:当r一定,即在同一种液体中,液体的压强p与深度h成正比;在不同的液体中,当深度h相同时,液体的压强p与液体密度r成正比.
（3）液体的压强随深度增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关.
例题：如图所示的托里拆利实验装置中，下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化（ ）．
A．将管倾斜
B．将玻璃管变粗
C．向水银槽中加入少量水银
D．外界大气压发生变化
分析 
管内水银柱产生的压强和外界大气压相等。当外界大气压不变化时，由可知，管内外水银面的高度差h就不会发生变化，所以，当管倾斜时，管内水银虽然增多，但管内外水银面的高度差不会变化；向水银槽中加入少量水银后，槽中水银面和管内水银面同时升高，管内外水银面高度差仍然不变；只有当外界大气压发生变化时，管内外水银面的高度差才会发生变化，所以答案为D．
小结 
解此类题的关键是抓住玻璃管内外水银面的高度差就表示外界大气压的大小，只要外界大气压不变，这个高度差就不会改变；只有当外界大气压变化时，这个高度差才会发生变化．解题时学生常常不明确这里所说的玻璃管内外水银面的高度差是在竖直方向上的．出错的主要原因是对托里拆利实验的原理没有理解．
【基本实验】
连通器
（1）上端开口、下部相连通的容器叫连通器.
（2）连通器里如果只装有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平.
船闸就是连通器原理的应用.
例题：给病人输液时，应使药液均匀地滴下，再注入血管，为使整个输液过程都保持匀速下滴，如图所示的各装置中应采用的装置为（）．

　　分析：输液时保持药液匀速下滴，其实质是要求输液瓶下口处的压强在瓶内药液不断减少的过程中保持不变．因此，分析清楚各装置中输液时瓶口处液体压强的变化情况，是正确选择答案的关键．A中，由于空气不会进入瓶内，随着液面下降，液面上气体的压强和瓶内液体产生的压强都减小，故瓶口处压强减小迅速，以至最终液体将不能输入血管，显然使用此装置药液不会匀速下滴；B中，随着液体的下滴，液体高度产生的压强与液面上气体压强之和减小到大气压强之下时，空气就会进入瓶内，因此在整个输液过程中，瓶口处的压强始终等于大气压强，这样药液便匀速下滴；C中，瓶上边与大气相通，故瓶口处液体的压强等于大气压强与液体高度产生的压强之和，因药液不断输入血管时，药液高度降低，致使瓶口处压强减小，药液的下滴速度将减小；D中，当药液输入过半，液面降低至通气口之下时，瓶口处液体压强的变化将与C完全相同，因此也不能保证药液匀速下滴，故选B。

§1.3 空气的“力量”
大气压强
【基本概念】
空气受到重力作用,而且空气能流动,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强。
【基本实验】
马德堡半球实验:有力地证明了大气压的存在.同时还可说明,大气压强是很大的.
（1） 大气压的测定
托里拆利实验测出了大气压的大小.
在托里拆利实验中,测量结果和玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关;如果实验时玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变;这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,通常情况下,为76厘米左右.
（2） 气压计
1.测量大气压的仪器叫气压计.
2.常见的气压计有水银气压计和金属盒气压计两种.
3.水银气压计是根据托里拆利实验制成的,它在测量时,必须挂竖直,如果挂歪斜了,则测量结果将比实际值偏大.
4.金属盒气压计即无液气压计,如将其刻度盘上所标的大气压值折算成高度,则成了航空、登山用的高度计.

【基本规律】
1.大气压随海拔高度的增加而减小,这主要是由于离地面越高的地方空气越稀薄,空气的密度越小.
2.大气压的变化和天气有关,一般说来,晴天的大气压比阴天的高,冬天的大气压比夏天的高.
3.液体的沸点与液面气压大小有关,液面气压减小,液体沸点降低;液面气压增大,液体沸点升高.
4.活塞式抽水机和离心式水泵,都是利用大气压来工作的.普通的抽水机工作时,其抽水高度约10米左右.这是由于1标准大气压大约能支持10.3米高的水柱.
例题：把一个装满水的酒瓶倒立在装着水的盘子里，使瓶颈浸没在盘内水面下，如图所示，就做成了一个简便自动家禽喂水器．试说明它的工作原理．

　　解答：这一简便自动家禽喂水器是利用大气压强工作的．由于瓶内水柱产生的压强远小于外界大气压强，当瓶口浸入水中时，瓶口外水受大气压强作用，使瓶内外的压强相等，水不会流出．当家禽饮水使盘子里的水面下降而瓶口刚露出水面时，空气可以从瓶口进人瓶内，使瓶内压强大于外面大气压强，瓶内的水就会流出来，升高盘里的水位．使瓶口重新没入水中．瓶中的水继续流出，使瓶中气体体积增大，压强减小，直至瓶口内外压强相等时，水就停止流出．所以只要瓶内有水，盘里的水就能不断得到补充．实现家禽自动喂水．

§1.4 流体压强与流速关系
【基本概念】
1.液体和气体，统称为流体。它们流动时的压强与静止时的压强不同，并与它们的流速相关。
【基本实验】
1.在水平的两支筷子中间放上两只乒乓球,通过空心塑料管向两球间用力吹气,会发现两只乒乓球相互靠近
（实验1） （实验2）

2. 在水面上放上两只小纸船，用水管向船中间的水域冲水，会发现两只船互相靠近。
实验探究表明：气体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。
液体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。
升力的产生
因为机翼上部流速快，故压力小，产生压力差即产生升力
太阳能汽车是直接利用太阳能为能源的一种新型汽车，如图所示，是一种太阳能汽车（右边是它的剖面图），从形状上看，这种汽车在高速行驶时对水平地面产生的压力F1与停在水平路面对地面产生的压力F2相比（　 ）

　　A、F1＞F2　 B、F1＜F 2C、F1=F2　 D、无法比较
　　分析：太阳能汽车的上面呈弧形，底盘平直，在向前行驶时，迎面吹来的空气从上方流过的速度比从下方流过的速度要大，因此，空气对本身上方的压强比下方的压强要小，使车受到向上的升力，从而减小对地面的压力，而汽车在静止时对地面的压力等于车身的重量。 答案：B