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第九章 压强和浮力(一、压强)
一、 压力(F)
墨水瓶对水平桌面的力 木块对斜面的力 钉子对墙壁的力
1、压力的定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
2、压力的方向:垂直与物体表面
3、压力的大小:不一定等于物体的重力
4、确定压力的大小
墨水瓶重力0.5N 墨水瓶重力0.5N
桌面受到的压力F= N 桌面受到的压力F= N
墨水瓶重力0.5N 木块的重力0.5N
桌面受到的压力F= N 墙壁受到的压力F= N
4、受力面积(S):受到压力的面积
5、面积的单位: m2 dm2 cm2 mm2
练习:
80 dm2= m2= mm2
二、压强(p)
1、实验:影响压力的作用效果
结论(1): ;
(2): 。
2、引入压强的原因
为了比较压力的作用效果,引入压强。
3、压强的定义:物体 面积上受到 的叫压强。
4、压强的公式
F代表 ,单位是 ;S代表 ,单位是 ,p代表 ,单位是 。
1N/m2= Pa
100Pa的物理意义: 。
变形公式
上面三公式中,受力面积S的单位要用m2;压力F的单位用N,压强p的单位为Pa
5、增大和减小压强的方法
①由可知,要增大压强,可以用增大 和减小 的方法。
解释:
A、啄木鸟长有很尖的喙,有何作用?
答: 。
B、用刀切物体时,用较大的力容易将物体切断,为什么?
答: 。
C、将刀磨一下,再切物体时,就容易将物体切断,为什么?
答: 。
②由可知,要减小压强,可以用减小 和增大 的方法。背书包时,A、书包带宽比较舒服,为什么?
答: 。
B、坐在沙发上比坐在长板凳上舒服,为什么?
答: 。
6、计算练习:
一长方体物体,质量为1kg,长10cm,宽5cm,高2cm,求平放、侧放、竖放在1m2的水平桌面的中央时对桌面的压强。
一支铅笔尖的面积是0.5mm2,尾部的面积是0.4cm2,两手指从两端用4N的力相向压铅笔时,两手指受到的压力、压强各是多大?
将一个边长为1dm ,重力为100N的正方体放在面积为0.5 m2的水平桌面上,这个正方体对桌面的压强为 pa。
科学家研究表明,阳光照射到物体表面上时会产生压强,其值约为9×10-6Pa。科学家设想制造出“太阳帆”,在太空中利用太阳光的压力来推动航天器的航行,上海市宇航学会曾设计出边长为110m的正方形“太阳帆”,该“太阳帆”在太空中所受阳光的压力为___________N。
某沼泽地能承受的压强为2×104Pa,一同学身体的质量为60kg,他与沼泽地的接触面积至少为多大时,才不会陷入沼泽地?g取10N/kg
7、压强变化分析:
①一块肥皂平放在水平桌面上,沿水平方向切去上半部,剩余部分对水平桌面的压力和压强变化情况是:压力 ,压强 。
②一块肥皂平放在水平桌面上,沿竖直方向切去上半部,剩余部分对水平桌面的压力和压强变化情况是:压力 ,压强 。
③小明站立在水平地面上,当他提起一只脚单足站立时,压力和压强变化情况是:压力 ,压强 。
三、液体的压强
1、液体内部有压强的原因:由于液体受到重力的作用。
2、液体内部压强的规律:
液体内部向各个方向都有 ;
在同一深度,各方向压强 ;
液体的压强随深度的 而增大(液体密度一定时,深度越大,液体的压强越大);
在深度相同时,液体______越大,压强也越大。
液体的压强大小与 和 有关。
练习:如图8—甲所示,此装置叫压强计,其用途是可以测量液体内部的压强。它的构造主要包括U型玻璃管、金属盒、橡胶管和支架等部分。甲图中当金属盒上的橡皮膜受到压强甲 乙
图8
时,U型管两边的液面会出现高度差;压强越大,液面的高度差也越大。如图8—乙示,若把金属盒放入液体中,U型管内液面出现高度差,说明液体内部存在压强。
小明利用上述装置进行探究液体内部压强规律,下表是小明探究过程中记录的实验数据:
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方 向
压强计
左液面/mm
右液面/mm
液面高度差/mm
1
水
3
朝上
186
214
28
2
3
朝下
186
214
28
3
3
朝侧面
186
214
28
4
6
171
229
58
5
9
158
242
84
6
盐水
9
154
246
92
小明根据上述数据记录,进行了数据的分析和论证认为:
(1)比较序号为 的三组数据可得出结论:液体的压强随深度的增加而增大;
(2)比较序号 的三组数据可得出结论:在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(3)比较序号为 的两组数据可得出结论:不同液体的压强还跟液体的密度有关系。
2、分析液体压强的大小
(1)一烧杯中装满水,然后将一木块放入烧杯中,这时烧杯底部受到水的压强变 。
(2)如图所示的试管中装有水,当试管从图示位置到竖直放置的过程中,水对试管底部的压强变 。
(3)比较下图中,A、B容器底部受到液体压强的大小关系
pA pB pA pB
四、大气压强
1、产生的原因:大气受到重力的作用。
2、__________实验首次证明 的存在; 实验是测量大气压的著名实验。
3、1标准大气压= Pa
4、实验:用注射器、弹簧秤、刻度尺来测定大气压的值
右图是小华做的“估测大气压的值”的实验示意图.
(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,排尽
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活塞的颈部,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____________________,即等于大气对活塞的压力F.
C.用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=________________(写出表达式).
(2)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_____________________________________________
5、大气压随着高度的升高而_____。大气压的大小还与天气和季节有关。
6、液体的沸点与气压的关系:
气压越高,液体的沸点越高。高压锅的原理
6、利用大气压解释有关现象
钢笔吸墨水、用吸管吸饮料、拔火罐、塑料吸盘吸在玻璃长……
7、流体的流速与压强的关系
在流体中,流速越大的位置压强越 。
练习:如图所示,是喷雾器的原理示意图,当空气从小孔迅速流出,小孔附近空气的流速较大,压强 容器里液面上方的空气压强 ,液体就沿细管上升,从管口中流出后,受气流的冲击,被喷成雾状。
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