(1)受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显如海绵受力变形
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一、固体的压力和压强
1、压力:
⑴ 定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
⑵ 压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G
⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。
Eg :重为G 的物体在承面上静止不动,指出下列各种情况下承面所受压力的大小及方向。
A B C D E
2、影响压力作用效果的因素:
(1)受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。
如海绵受力变形
(2)压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。
如使用双手按住削尖了的铅笔 即:压力的作用效果与压力和受力面积有关。
3、压强:
⑴ 定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。
⑵ 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是:p :帕斯卡(Pa );F :牛顿(N )S :米2(m 2)。
A .使用该公式计算压强时,关键是找出压力F 和受力面积S (受力面积要注意两物体的接触部分)。
B .特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh
⑷ 压强单位Pa 的认识:
A .一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa 。
B .成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa 。
它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:1.5×104N
⑸ 应用:当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:铁路钢轨铺枕木、
坦克安装履带、书包带较宽等。
也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:缝一针做得很细、菜刀刀口很薄
4、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:
处理时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G 容+G 液),
后确定压强(一般常用公式 p= F/S )。
二、液体的压强
1、液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
2、测量:压强计 用途:测量液体内部的压强。
3、液体压强的规律:
⑴ 液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
⑵ 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
⑶ 液体的压强随深度的增加而增大;
⑷ 不同液体的压强与液体的密度有关。
4、压强公式:
⑴液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh
液片受到的压力:F=G=mg=ρShg .
液片受到的压强:p= F/S=ρgh
⑵液体压强公式p=ρgh 说明:
A 、公式适用的条件为:液体
B 、公式中物理量的单位为:ρ:kg / m 3 ;p :Pa ;g :N/kg ;h :m
C 、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
D 、液体压强与深度关系图象:
5、
F G F G F G
6、计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:㈠首先确定压强p=ρgh ;㈡其次确定压力F=pS
特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F 用p=F/S
压力:①作图法 ②对直柱形容器 F=G
7、连通器:⑴定义:上端开口,下部相连通的容器
⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
三、大气压
1、概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有P 0表示。
说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。
高压锅外称大气压。
2、产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。
3、大气压的存在——实验证明:
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4、大气压的实验测定:托里拆利实验。
(1)实验过程:在长约1m ,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm 。
(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。
即向上的大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:大气压p 0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
(4)说明:
A 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,
则测量结果偏小。
B 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
C 将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
D 若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。
H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg
(H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg E 标准大气压: 支持76cm
水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
2标准大气压=2.02×
105Pa ,可支持水柱高约20.6m
5、大气压的特点:
(1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
大气压随高度增加而
减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(2)大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米
,大气压大约降低100 Pa
6、测量工具:
定义:测定大气压的仪器叫气压计。
分类:
水银气压计和无液气压计
说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,
该无液气压计就成了登山用的登高计。
7、应用:活塞式抽水机和离心水泵。
8、沸点与压强:内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
应用:高压锅、除糖汁中水分。
9、体积与压强:内容:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例?
答:①用塑料吸管从瓶中吸饮料
②给钢笔打水
③使用带吸盘的挂衣勾
④人做吸气运动
练习部分
一、填空题
1、一个质量为68千克的人,他每只脚接触地面的面积是170厘米2,这个人站立时对地面的压强是Pa,人走路时对地面的压强是 Pa。
(g=10N/kg)
2、如右图所示的长方体,底面积为1m2,放在水平桌面上,重力为7.8×104N,它对桌面的压力是 N,若沿如图1所示的虚线去掉一半,其余部分不动,这时它对桌面的压力是压强是 .如果沿图2所示的虚线去掉一半,其余部分不动,这时它对桌面的压力是压强是
3、A为边长10厘米的正方块,重5牛顿;B为粗糙水平面,F为竖直作用在A上的力,大小为6牛顿。
则右图甲中B受的压强是帕,图乙中B受到的压强是帕。
二、选择题
4、关于压力,下列说法正确的是:
A、压力的方向一定垂直于物体间接触表面;
B、压力的大小一定等于物体的重量;
C、压力的方向有时垂直于物体间接触表面,有时不垂直于物体间接触表面.
5、从图钉的构造来看,钉帽的面积做得很大是为了使用时对手指:
A、增大压强;
B、减小压强;
C、增大压力;
D、减小压力.
6、若压力为F,横截面积变为S时,压强为p,那么:
A、当压力变为2F、横截面积变为2S时,压强变为2p;
B、当压力变为F/2、横截面积变为S/2时,压强变为p/2;
C、当压力变为2F,横截面积变为S/2时,压强变为p/4;
D、当压力变为F/2,横截面积变为2S时,压强变为p/4.
7、甲、乙两个物体放在水平桌面上,已知甲、乙两个物体的重力之比为1:2,甲、乙两个物体与桌面接触面积之比为2:3,则两个物体对桌面的压强之比为:
A、4:3;
B、3:4;
C、3:1;
D、1:3.
8、下列事例中,属于减小受力面积,增大压强的是:
A、铁路的钢轨不直接铺在路基上,而是铺在枕木上;
B、书包带宽的比窄的背在身上舒服;
C、把菜刀口磨得很薄,刀就容易切进菜里去 ;
D、在烂泥地上垫上一块大木板,便于人行走.
9、关于压力、压强下列说法中正确的是:
A 压力都是由重力引起的,大小就等于重力;
B 压力的方向总是竖直向下的;
C 物体对支承面的压力越大,压强也越大;
D 当受力面积一定时,压力越大,支承面受的压强也越大.
10、人在烂泥地上走,脚会陷进泥里,如果在烂泥地上垫上一块木板,人在木板上就不会陷下去,这是因为:
A、对地面的压力增大;
B、对地面的压强增大;
C、对地面的压力减小;
D、地面受力面积增大,压强减小.
11、如图所示,几块完全相同的砖放在地面上,地面所受的压强相同的是:
A 甲和丙;
B 乙和丙;
C 乙和丁;
D 甲和丁.
12、一个中学生站在水平地面上对地面的压强最接近于:
A、10帕;
B、100帕;
C、1000帕 ;
D、10000帕.
13、如下图所示,长方体铁块A静止放在水平桌面上,若把A略向右移动,则A对桌面的压力F1、压强P的变化情况是:
A、F不变,P不变;
B、F不变,P变大;
C、F变小,P变小;
D、F变大,P变大.
14、如图所示的薄壁平底茶杯,将它空着正放在水平桌面上,对桌面的压力和压强分别是F1、P1;把它倒扣在同一桌面上,对桌面的压力和压强分别是F2、P2,则:
A.F1>F2,P1=P2 ; B.F1=F2,P1>P2 ;
C.F l<F2,P1=P2 ; D.F1=F2,P1<P2.
15、如图所示,用20N的水平压力把一重为10N的物体压在竖直墙壁上,若物体与墙壁AB的接触面积是50cm2,墙面AB受到的压强是:
A.2×103Pa; B. 4×103 Pa; C. 3×103 Pa; D. 4×104 Pa.
16、如图4所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,下列说法中正确的是:
A.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大
B.两手指压力的作用效果相同,右边手指受到的压力较大
C.两手指受到的压力相同,右边手指压力的作用效果更明显
D.两手指受到的压强相同,左边受到的压力较大
三、简答题
17、目前世界上的主战坦克的质量从30t到60t左右,远远大于成年人的质量,而坦克对地面的压强和人走路时对地面的压强相差不多,为什么?
四、计算题
18、质量为76kg的滑雪运动员,其脚下每块滑雪板长2m,宽0.1m,重12N。
求运动员站立时水平雪面受到的压强是多大?(g=10N/kg)
19、一次龙卷风发生时,屋外气压急剧降到9×104Pa;当时门窗紧闭,可以认为室内气压是标准大气压,粗略取作10×104Pa。
若室内屋顶面积为100m2,这时屋顶所受到的内外压力差可达多少N,足以被掀飞。
参考答案
一、填空题
1、20000 40000
2、7.8×104 3.9×104Pa 3.9×104N,7.8×104Pa.
3、100 100
二、选择题
4、A
5、B
6、D
7、B
8、C
9、D 10、D 11、B 12、D 13、B 14、D 15、B 16、C
三、简答题
17、因为虽然坦克对地的压力远大于人对地的压力,但是坦克对地的受力面积也远大于人对地的受力面积,根据公式P=F/S可知,人和坦克对地的压力相差不多。
四、计算题
18、960Pa. 19、10×106N。