压力和压强华师大版

工程实例：水坝设计和建造过程分析
水坝设计中的压力考虑
水坝设计需要充分考虑水压力对坝体的影响。设计师需要 根据水库容量、水位高度等因素，精确计算水压力分布， 以确保水坝结构的安全稳定。
水坝建造过程中的压强控制
在水坝建造过程中，需要对混凝土浇筑、振捣等环节进行 严格的压强控制，以确保坝体内部结构的密实度和强度。
应变分类
根据变形性质，应变可分为线应 变、角应变和体积应变。
虎克定律在固体中应用
虎克定律内容
在弹性限度内，固体的应力与应变成正比，即应力与应变的比值为常数，该常 数称为弹性模量。
虎克定律应用
虎克定律可用于描述固体在弹性变形阶段的力学行为，通过测量应力和应变的 关系，可以确定固体的弹性模量，进而评估其抵抗变形的能力。此外，虎克定 律还可用于预测固体在复杂应力状态下的变形行为。
特点
无固定方向，与气体分子热运动速度及密度有关。
与静压力关系
动压力与静压力共同作用，形成气体总压力。
大气层结对流层内气温随高度增加而降低 ，导致该层内大气压力随高度增 加而减小。
100%
平流层影响
平流层内气温随高度增加基本不 变或略有增加，因此该层内大气 压力变化较小。
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液体中压力与压强分布
液体静压力分布规律
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液体静压力垂直作用于容器壁，方向垂直于作用面并 与液面相切。 在同一深度，液体向各个方向的静压力相等。
液体静压力随深度增加而增大，呈线性关系。
液体动压力产生原因及特点
液体动压力是由于液体流动而产生的，与液体流速 相关。
动压力方向与液体流动方向一致，作用于容器壁或 障碍物上。
水坝运行中的压力监测
水坝运行期间，需要定期对坝体进行压力监测，以及时发 现潜在的安全隐患并采取相应的维护措施。
科研实例：高压物理研究进展
高压物理实验技术
高压物理实验技术是实现高压环境下物质性质研究的关键手段。目前，科研人员已经发展 出多种高压实验装置和技术，如金刚石对顶砧、大腔体高压装置等。
高压下的物质性质研究
传感器技术
利用传感器将压力、应力 等物理量转换为电信号进 行测量，具有高精度、高 灵敏度等优点。
计算机技术
通过计算机对数据进行采 集、处理和分析，提高测 量精度和效率。
激光技术
利用激光的高方向性、高 亮度等特点进行非接触式 测量，适用于高温、高压 等恶劣环境下的测量。
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实际案例分析与讨论
生活实例：汽车轮胎充气问题
固体应力测量方法
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应变测量法
通过测量固体在受力作用 下的变形程度来计算应力， 常用工具有应变片、应变 计等。
光学测量法
利用光学原理和技术对应 力进行测量，如光弹性法、 全息干涉法等。
X射线衍射法
利用X射线在晶体中的衍 射现象来测量应力，适用 于对晶体材料的研究。
现代技术手段在测量中应用
轮胎内压与行驶安全
轮胎内压与轮胎磨损
合适的轮胎内压是确保汽车行驶安全的重 要因素，过高或过低的轮胎内压都会对行 驶稳定性、刹车距离等产生不良影响。
不合适的轮胎内压会加速轮胎磨损，缩 短轮胎使用寿命。定期检查并调整轮胎 内压是延长轮胎使用寿命的重要措施。
轮胎内压与油耗
轮胎内压过高或过低都会增加汽车的滚 动阻力，从而提高油耗。保持合适的轮 胎内压有助于降低油耗，提高经济性。
05
测量方法与技术手段介绍
液体和气体压力测量方法
液体压力测量
通过液柱高度和液体密度计算 压力，常用工具有U型管压力 计、压力表等。
气体压力测量
利用气体对器壁产生的压力进 行测量，常用工具有气压计、 真空计等。
间接测量法
通过测量其他相关物理量（如 温度、体积等），利用状态方 程等关系式间接计算压力。
动压力大小与液体密度、流速平方成正比，与流动 方向上的截面形状有关。
帕斯卡原理在液体中应用
帕斯卡原理指出，在密闭容器 内，施加于静止液体上的压强 将以等值同时传到各点。
利用帕斯卡原理可以解释液压 传动、液压千斤顶等工作原理 。
在液压系统中，通过改变受力 面积可以实现力的放大或缩小 ，从而实现远距离控制和操作 。
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气体中压力与压强特性
气体静压力分布规律
垂直高度变化
随高度增加，大气压力逐渐减小，符合巴氏公式。
水平方向差异
受地球自转、地形、气候等因素影响，水平方向上 的大气压力存在差异。
等压面特性
在自由大气中，等压面近似水平，且随高度升高而 降低。
气体动压力产生原因及特点
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产生原因
气体分子不规则热运动对容器壁产生的撞击力。
在高压环境下，物质的晶体结构、电子结构等都会发生变化，从而展现出独特的物理和化 学性质。高压物理研究有助于揭示物质在极端条件下的行为规律。
高压物理的应用前景
高压物理研究不仅在基础科学领域具有重要意义，还在新材料、新能源等领域展现出广阔 的应用前景。例如，高压合成技术可以制备出具有优异性能的新材料，高压储能技术则有 望为新能源领域提供新的解决方案。
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压强定义及单位
压强是指单位面积上所受压力的大小 ，通常用符号$p$表示。
压强的单位也是帕斯卡（Pa），或者用 千帕（kPa）、兆帕（MPa）等表示。
压力与压强关系
压力和压强是密切相关的物理量，它们之间的关系可以用公式$p = F/A$表示，其中$p$是压强，$F$是压力，$A$是受力面积。
在受力面积一定的情况下，压力越大，压强也越大；反之，压力 越小，压强也越小。
压力和压强华师大版
目
CONTENCT
录
• 压力与压强基本概念 • 液体中压力与压强分布 • 气体中压力与压强特性 • 固体中应力与应变关系 • 测量方法与技术手段介绍 • 实际案例分析与讨论
01
压力与压强基本概念
压力定义及单位
01
压力是指垂直作用在单位面积上 的力，通常用符号$F$表示。
02
压力的单位是牛顿/平方米 （$N/m^2$）或帕斯卡（Pa）， 其中1 Pa = 1 $N/m^2$。
80%
高层大气影响
高层大气空气稀薄，大气压力随 高度增加急剧减小。
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固体中应力与应变关系
应力定义及分类
应力定义
应力是物体内部单位面积上的内力，表示物体内部各部分之间的 相互挤压或拉伸作用。
应力分类
根据作用方向和物体表面的关系，应力可分为正应力、切应力和 复合应力。
应变定义及分类
应变定义
应变是物体在应力作用下产生的 形状和体积的变化，反映了物体 内部的变形程度。