压力 压强知识结构及经典例题解析

总复习：压力压强知识结构及经典例题解析【考纲要求】1、理解压力的概念、压强的概念单位和公式；2、固体压强的计算，增大减小压强的办法及应用；3、液体压强的特点及相关计算；4、大气压强与流体压强【知识网络】【考点梳理】考点一、压强1.压力：（1）压力是垂直压在物体表面上的力。

（2）方向：垂直于受力面，指向被压物体。

（3）压力与重力的关系：力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力。

2.压强(1) 定义：物体所受压力的大小与受力面积之比(2) 公式：P=F/S。

式中P表示压强，单位是帕斯卡；F表示压力，单位是牛顿；S表示受力面积，单位是平方米。

(3) 国际单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa。

1Pa=lN/m2，其物理意义是：lm2的面积上受到的压力是1N。

3.增大和减小压强的方法(1)增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积。

(2)减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积。

考点二、液体压强1.液体压强的特点(1)液体向各个方向都有压强。

(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。

(3)同种液体中，深度越深，液体压强越大。

(4)在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。

2.液体压强的大小(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。

(2)公式：P=ρgh。

式中，P表示液体压强单位帕斯卡(Pa)；ρ表示液体密度，单位是千克每立方米(kg/m3）；h表示液体深度，单位是米(m)。

3.连通器——液体压强的实际应用(1)原理：连通器里的液体在不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。

(2)应用：水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。

考点三、大气压强1.大气压产生的原因：由于重力的作用，并且空气具有流动性，因此发生挤压而产生的。

2.证明大气压存在：马德堡半球实验，覆杯实验，瓶吞鸡蛋实验。

3.大气压的测量——托里拆利实验要点诠释：(1)实验方法：在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。

放开手指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测出管内外水银面高度差约为76cm。

(2)计算大气压的数值：P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。

所以，标准大气压的数值为：P0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。

(3)以下操作对实验没有影响①玻璃管是否倾斜；②玻璃管的粗细；③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。

(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气，液体高度减小，则测量值要比真实值偏小。

(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。

4.影响大气压的因素：高度、天气等。

在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。

5.气压计——测定大气压的仪器。

种类：水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。

6.大气压的应用：抽水机等。

考点四、流体压强与流速的关系流速越大的位置压强越小。

要点诠释：飞机的升力的产生：飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。

当飞机在机场跑道上滑行时，流过机翼上方的空气速度快、压强小，流过机翼下方的空气速度慢、压强大。

机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。

【典型例题】类型一、基础知识1、为探究压力的作用效果与压力大小及受力面积之间的关系。

小明做了几个带刻度的方形有机玻璃盒，并放入海绵（海绵大小恰好占满玻璃盒）。

他先将底面积相同、重量之比为1：2：3的三个方形铅块依次放在同一海绵上，如图1、如图2、如图3，比较海绵的凹陷深度；再将铅块2和铅块3横放在海绵上，如图4、如图5，这时铅块1、铅块2、铅块3的底面积之比为1：2：3，比较海绵凹陷的深度。

（1）由图1、图2、图3得，受力面积相同时，海绵凹陷的深度与压力成比。

（2）由图2、图4（或图3、图5）得，压力相同时，海绵的凹陷深度与受力面积成比。

（3）由图1、图4、图5得，海绵在单位面积上所受的压力时（填“相同”或“不同”），海绵的凹陷深度相同。

（4）综合上述实验可得，海绵的凹陷深度是由单位面积所受压力的大小决定，海绵在单位面积上所受压力越大，凹陷深度就越。

所以我们就把单位面积上所受的压力定义为压强。

【思路点拨】（1）分析图1、图2、图3中海绵的受力面积的关系，以及海绵受到的压力大小的关系和海绵的凹陷程度（可以从有机玻璃盒上的刻度得出）的关系，得出结论；（2）分析图2、图4中海绵的受力面积的关系，以及海绵受到的压力大小的关系和海绵的凹陷程度（可以从有机玻璃盒上的刻度得出）的关系，得出结论；（3）分析图1、图4、图5，根据海绵受力面积的比和所受压力的比，求出压力和受力面积的比值即单位面积上受到的压力，比较单位面积上受到压力的关系和海绵凹陷程度的关系，得出结论；（4）根据（3）的分析，得出单位面积上受到的压力和凹陷程度的关系。

【答案】（1）正（2）反（3）相同（4）深【解析】通过对题中实验器材实验过程的分析可知，图(1)、(2)、(3)是控制受力面积相同，探究压力作用效果与压力大小的关系；而图（2）、（4）或图（3）、（5）是控制压力相同，探究压力作用效果与受力面积大小的关系；图（1）、（4）、（5）是控制单位面积上的压力相等。

【总结升华】我们所做过的探究影响压力作用效果的因素，得出的结论都是定性的结论，而此题要得出一个定量的结论，我们就要通过计算得出结论，如第三问中，求出压力和受力面积的比值得出结论。

举一反三：【变式】如图1表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景，为了探究他们对雪地压力的作用效果，现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究，应选择图2中的哪几种情形（）A．甲与乙B．乙与丙C．甲与丙D．以上都不对【答案】B2、在一个重2N，底面积为0.01m2的容器里装有重8N的水，容器中水的深度为0.05m，把它放在水平桌面上，如图所示。

求（1）水对容器底部的压力和压强；（g=10N/kg）（2）容器对桌面的压力和压强。

【思路点拨】（1）水对容器底的压强要用液体压强计算公式p=ρ水gh来计算；对容器底的压力要用压强乘以面积来计算。

（2）容器对桌面的压力等于水的重力加上容器的重力；容器对桌面的压强等于容器对桌面的压力除以接触面积。

【答案与解析】（1）水对容器底的压强：水对容器底的压力：（2）容器对桌面的压力：容器对桌面的压强：【总结升华】对于液体产生的压力、压强，一般先根据公式，求出压强，再根据计算压力的大小。

对固体产生的压力、压强，一般对固体进行受力分析后求出压力，再根据计算压强大小。

举一反三：【变式】如图所示的薄壁容器的底面积为100cm2，装入重24.5N的水后，水面距容器底部20cm，则水对容器底的压力为________N；压强为________Pa。

（g=10N/kg）【答案】20N3、小林用纸杯、塑料片和水做实验。

他将纸杯装满水，用塑料片把杯口盖严，一只手按住塑料片，另一只手抓住杯底，在空中将纸杯倒过来。

移开按塑料片的手后，他发现塑料片和杯子里的水都不落下来，如图所示。

小林对这一现象的解释是：塑料片和杯子里的水都不落下来是由于塑料片被水粘住了，与大气压无关。

请利用上述器材再补充必要的辅助器材，设计一个实验证明小林的解释是错误的。

请你写出实验步骤和实验现象。

【思路点拨】本实验要求证明小林的想法是错误的，即塑料片不是被水粘住，而是被大气压支持住的。

故要从被水粘住和被大气压支持住的不同点入手。

此实验中，杯内必须是装满水，然后倒过来，杯内是没有空气的，这样塑料片在外界大气压作用下才会“粘”在杯口，如果里面有空气，塑料片就可能会下落；而如果是被水粘住的话，里面有无空气对塑料片是否下落是没有影响的。

故可以直接用铁钉在纸杯底部扎一个孔，让空气可以进入杯内，这样根据塑料片是否下落就可以判断出塑料片被“粘”住的原因了。

【答案】先用铁钉在纸杯底部扎一个孔。

用手指堵住杯底的孔，将纸杯装满水后用塑料片将杯口盖严，用另一只手按住塑料片将纸杯倒置，移开按住塑料片的手，观察到塑料片和杯子里的水都不落下来。

然后，放开堵住孔的手指，发现塑料片和杯子里的水都马上落下来。

【解析】本题考察了学生应用身边常见物品结合物理规律进行实验设计的能力及对实验结论的推理与判断能力，本题对学生灵活应用能力要求较高。

【总结升华】在设计实验方案时，应注重从所探究的问题出发，并应用适当的物理方法设计科学可行的实验方案，过程合理，没有科学性错误。

举一反三：【变式】有一个长约20 cm的一端开口的玻璃管，如图所示，把它盛满水后，用手堵住开口的一端倒立过来，插入水槽中，当缓缓向上提起玻璃管，管底露出水面，但管口仍在水面以下，出现的现象是()A．管中仍充满水B．管中水不满了，但管中水面高于管外水面C．管中水不满了，管中水面与管外水面相平D．管中水不满了，但管中水面低于管外水面【答案】A4、下列生活实例与运用的物理知识的说法错误的是（）A．坐沙发比坐木凳舒服，利用了减小压力来减小压强的道理B．用吸盘挂钩挂衣服，利用了大气压强的作用C．水坝的下部比上部建造得宽，是由于水对坝的压强随深度的增加而增大D．制造形状上下不对称的机翼，利用了流体压强与流速的关系【思路点拨】（1）减小压强的方法有减小压力和增大受力面积；（2）吸盘挂钩利用了大气压强的作用；（3）液体的压强随深度的增加而增大；（4）流体流速越快的位置压强越小。

【答案】A【解析】A、坐沙发比坐木凳舒服，利用了增大受力面积来减小压强的道理，而不是减小压力，故A错误；B、用吸盘挂钩挂衣服，利用了大气压强的作用，故B正确；C、液体的压强随深度的增加而增大，水坝的下部比上部建造得宽，可承受更大的水的压强，故C正确；D、制造形状上下不对称的机翼，利用了流体压强与流速的关系，使上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，从而产生升力，故D正确。

【总结升华】本题考查了与固体压强、大气压强、液体压强，以及流体压强与流速关系相关的多个知识点，属压强类的综合题，是一道不错的题目。

举一反三：【变式】据报道，我国已制造出世界上最快的高速列车，运行速度可达380 km/h。

这种列车进站速度要比普通列车大一些。

为避免候车乘客被“吸”向火车的事故发生，站台上的安全线与列车的距离也要更大些。

这是因为列车进站时车体附近()A．气流速度更大、压强更小B．气流速度更大、压强更大C．气流速度更小、压强更大D．气流速度更小、压强更小【答案】A类型二、知识运用5、如图所示，质量是2kg的平底水桶底面积为800cm2，放在水平地面上，桶内装有50cm深、体积是45dm3的水。

小萍同学用竖直向上的力F提水桶，但是没有提起来。

这时，如果水对桶底的压强和桶对地面的压强相等。