第九章壓強（知識清單）

思維導圖

定義：垂直作用在物體表面的力

壓力

方向：垂直并指向受壓的物體表面

。物理意義：表示壓力作用效果的物理量

O定義：壓力的大小與受力面積之比叫壓強

。公式：p=F/S

壓強

。單位；帕（pa）

。減小方法：增大受力面積，減小壓力

。增大方法：減小受力面積，增大壓力

。壓強計：探究液體內部壓強的儀器U

C特點：同一深度，向各個方向壓強相等J形

管

液體的深度越深，密度越大，液體的壓強越大

壓強。液體壓強的大?。河嬎愎剑簆=pgh

特點：同種液體靜止

時，各部分液面相平

壓。連通器

應用：茶壺、下水管、船閘

強

大氣壓大氣對浸在里面的物體產生的壓強

的存在

產生原因：空氣受重力具有流動性

。托里拆利實驗

^真空

。標準大氣壓p=76cm

°水銀柱=1013（^@

大氣壓

760mm

大氣壓強的測量大氣壓與高度的關系：

海拔高度高，氣壓低大氣壓大氣壓

c液體的沸點：液面上方

。的氣壓越大，沸點越高

大氣壓

的應用吸盤、拔火罐、活塞式抽水機等

流體壓強與關系：流體中，流速大，壓強小

流速的關系應用：火車站臺上安全線、噴霧器

飛機的升力：機翼上、下表面的壓強差

第一節壓強

一、壓力

1.壓力的概念

(1)定義：作用在物體表面上的力叫作壓力，常用P表示。如圖所示:

(2)產生條件：兩個物體必須相互接觸，而且有相互擠壓的作用。

(2)作用點：在受壓的物體表面，作用點等效在接觸面中心。

(3)方向：垂直并指向受壓的物體表面。由于受力面可能是水平面，也可能是豎直面，還可能是傾斜

面，故壓力的方向沒有固定指向，可指向任何方向，但始終和受力面相。

(4)大小：取決于物體間的擠壓程度，不一定等于重力的大小。只有當物體自由靜止在時，壓

力大小才等于物體的重力大小。圖甲中，F=G,圖乙中，F<G,圖丙中，P與G無關。

2.壓力與重力的區別與聯系

壓力重力

定義垂直作用在物體表面的力物體由于地球吸引受到的力

方向垂直于受力面，指向被壓物體豎直向下

作用點被壓物體表面重心

取決于物體間的擠壓程度，

大小與質量成正比G=mg

不一定等于重力的大小

接觸的物體間相互擠壓而來源于萬有引力，

力的性質

發生形變產生的，屬于彈力是非接觸力

受力

示意圖

只有當物體處于水平面，且在豎直方向上只受重力和支持力時，物體對水

聯系平面壓力的大小、方向才與重力的大小方向相同，盡管如此，壓力仍不是重

力。

二、壓力和受力面積對海綿形變的影響

【猜想與假設】小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破，重重的駱駝卻不會陷入沙中。由此猜

想：壓力作用的效果除了與壓力的大小有關，還跟有關。

【設計實驗】

(1)實驗器材：形變顯著的物體(如海綿、沙子等)、壓力小桌、祛碼。

(2)實驗方法

①控制變量法：探究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的關系，采用該法進行。

②轉換法：壓力的作用效果通過海綿的來體現。

【進行實驗與收集證據】

(1)如圖甲所示，在海綿上放一個小桌，觀察圖中海綿形變的程度。

(2)保持小桌與海綿的接觸面積不變，在小桌上放一個祛碼，改變壓力，觀察海綿形變的程度，如圖

乙所示。

綿綿產“綿

甲乙丙

(3)如圖丙所示，把小桌倒放在海綿上，仍在小桌上放一個祛碼，觀察海綿形變的程度。

【分析論證】

(1)由甲、乙可發現，受力面積相同時，壓力大，壓力的作用效果更o

(2)由乙、丙可發現，壓力大小相同時，受力面積小，壓力的作用效果更。

【實驗結論】壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關；在受力面積相同時，壓力越大，壓力的作

用效果越明顯。在壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。

【交流討論】實驗中選擇海綿而不選擇木板的原因是海綿易發生_______，實驗現象明顯，而木板不

易發生形變，實驗現象不明顯。實驗中可以用沙子、橡皮泥等代替海綿。

三、壓強

1.壓強的概念

(1)物理意義：表示壓力的o壓強越大表示壓力的作用效果越明顯。

(2)定義：物體所受壓力的大小與受力面積叫作壓強。

⑶公式：壓強=雯壓端力枳%MF

這是壓強的定義式，適用于所有物體間的壓強計算，包括氣體、固體、液體。

(4)單位：壓強的國際單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是pa。

lpa=N/n?,Ipa表示In?面積上所受的。

實際應用中常用千帕(kpa)、兆帕(Mpa)作單位，氣象學中常用百帕(hpa)作單位。

換算關系：lMpa=l()3kpalkpa=103palhpa=100pa

(5)理解壓強公式p=《

KJ

①壓強大小是由壓力和受力面積共同決定的，不僅僅決定于壓力大小。在S一定時，p與尸成正比，在下

一定時，〃與S成反比。

②公式中的尸是壓力，而不是重力。當物體放在水平上時，壓力的大小等于重力。

③公式中的S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時，二者相互接觸的面積，而不是其他面積,

而且在計算時S的單位用國際單位。

2.壓強與壓力的辨析

項目壓強壓力

物體所受壓力大小垂直壓在物體

定義

與受力面積之比表面上的力

物理意義表示壓力的作用效果物體發生形變的作用力

公式P=F/SF=pS

單位_______(pa)__(N)

與壓力的大小和有時與重力有關，

大小

受力面積都有關有時與重力無關

3.柱體的壓強

(1)公式推導：如圖所示，有一質量分布均勻的柱狀固體，密度為P，底面積為S,高度為鼠求該

柱體對水平面的壓強。

h

S

這個柱體的體積V=sh；對水平面的壓力F=G=mg=pVg=pgSh

對水平面的壓強：p=*=唔=pgh

即柱體產生的壓強p=pgh

(2)公式〃中各物理量的意義與單位

p表示密度，單位為(kg/m3)；/?表示高度，單位為(m)；g=9.8N/kg

〃表示壓強，單位為(Pa)

各物理量的單位全部采用國際單位制。

(3)理解公式p=pgh

①公式p=pgh只適用于的物體(例如長方體、正方體、圓柱體等)對水平面的壓強，不能用

于其他形狀的物體產生的壓強；

②柱形的物體對水平面的壓強只與物體的密度和高度,與物體的底面積、重力等o

(均選填“有關”或“無關”)

四、怎樣減小或增大壓強

1.減小壓強的方法

方法實例

①書包帶寬，背起來舒服；

壓力一定，

②坦克的履帶；

增大受力面積

③鋼軌鋪在枕木上

受力面積一定，①汽車限重；

減小壓力②易碎貨物不能堆得太高

減小壓力的同時①車輛限重且安裝多個輪子；

增大受力面積②高層建筑地基寬厚，且用空心磚代替實心磚

2.增大壓強的方法

方法實例

①啄木鳥的嘴很尖；

壓力一定，

②菜刀的刀刃磨得很鋒利；

減小受力面積

③圖釘針頭很尖

①壓路機的碾子是重質實心的；

受力面積一定，

②用鐵錘敲打鐵釘；

增大壓力

③用力打夯

增大壓力的同時①用很大的力按圖釘；

減小受力面積②木樁底部削尖、用大力氣，容易打入地里

第二節液體的壓強

一、液體壓強的特點

1.實驗：探究液體內向各個方向都有壓強

(1)實驗探究

①如圖甲所示，表明水對容器的有向下的壓強；如圖乙所示，說明水對有壓強。

②如圖丙所示，將底部和側壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中，發現底部和側壁的橡皮膜向瓶內

凹，表明水內部向都有壓強。

(2)實驗結論：液體內向各個方向都有壓強。

(3)液體產生壓強的原因：液體受到重力，且液體具有性。

2.探究液體壓強與哪些因素有關

【進行猜想】

(1)由甲圖中的實驗可以看到，容器中液面的深度不同，從容器側壁孔中噴出的液體射得距離不同,

由此想到液體壓強的大小可能與深度有關。

(2)如乙圖所示，同樣的兩個容器，分別裝滿水和酒精，水比酒精重，所以水比酒精對容器底部的壓

強更大，由此想到液體壓強的大小可能與液體的密度有關。

【實驗器材】U形管壓強計、盛水容器、硫酸銅溶液等。

關于U形管壓強計。

(1)作用：測量比較液體內部=

(2)構造：壓強計主要由U形管、橡皮管、探頭(由空金屬盒蒙上橡皮膜構成)等組成。

探頭X*

(3)原理：放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體壓強的作用會發生形變，U形管左右兩側液面就會

產生，高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強的大小，液面的高度差越大，壓強越大。

(4)使用

①實驗前應檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各連接處是否漏氣。常用方法是用手輕按

橡皮膜，觀察壓強計U形管兩側液面的高度差是否發生變化，如果變化，說明；如果不變，說明

漏氣，則要查出原因，加以修整。

②當壓強計的橡皮膜沒有受到壓強時，u形管中的液面應該是的，若出現高度差，需要將橡皮

管取下，再重新安裝。

【實驗設計】我們采用的方法來進行實驗探究，分別僅改變U形管壓強計的金屬盒的方向、

深度或換用不同液體等，根據U形管兩管液面高度差的變化來研究液體壓強與哪些因素有關。

【進行實驗與收集證據】

操作1：保持U形管壓強計探頭在水中的深度不變；改變探頭的方向，分別沿水平向上、水平向下、

沿豎直方向，觀察并記錄u形管液面的高度差。實驗現象：U形管液面的高度差A/Z相等。

操作2：保持液體的種類不變(水)、探頭在水中的方向不變(水平向下)，逐漸增加探頭在水中的

深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現象：U形管液面高度差△歷＜4?2＜公歷。

操作3：把壓強計的探頭分別放入水、酒精中，控制深度相同、探頭所對某一方向不變，觀察并記錄

U形管液面的高度差。實驗現象：AmKAA//酒精。

【分析論證】

(1)由操作1可得出：在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強o

(2)由操作2可得出：同種液體，液體內部的壓強隨的增加而增大。

(3)由操作3可得出：深度相同時，液體的越大，液體內部的壓強越大。

【實驗結論】液體壓強的特點：

在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強大小相等；深度越大，壓強越大；液體內部壓強的大小還

與液體的密度有關，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。

【交流討論】

(1)探究中用到的方法

①轉換法：通過觀察U形管兩液柱的高度差來比較壓強的大小。

②控制變量法：分別僅改變U形管壓強計的金屬盒的方向、深度或換用不同液體等，根據U形管兩管液

面高度差的變化來研究液體壓強與哪些因素有關。

(2)U形管壓強計只能比較壓強的大小，不能測量壓強的大小。

3.與液體壓強有關的現象

①輸液時，要把藥②修建水壩時③“蛟龍”號潛水器下潛④潛水員在不同的深

液提高一定高度。上窄下寬深度最大為7062米。度穿不同的潛水服

①在醫院輸液時，要把藥液提高到一定的高度；②修建水壩時上窄下寬；③“蛟龍”號潛水器下潛深

度最大為7062米；④潛水員在不同的深度使用不同的潛水服。

二、液體壓強的大小

1.研究方法一一“理論推導法”：要想得到液面下某處的壓強，可以設想這里有一個水平放置的“平

面”So這個平面以上的液柱對平面的壓力等于液柱所受的重力，所以計算出液柱所受的重力是解決問題

的關鍵。計算這段液柱對“平面”產生的壓強，就能得到液面下深度為場處的壓強。

2.推導液體壓強的大小

如圖所示，設想在密度為〃的液面下有一高度為/7、截面積為S的液柱。

這個液柱體的體積V=Sh,這個液柱對平面的壓力F=

平面S受到的壓強p=(=,

kJ

因此，液面下深度為/7處液體的壓強為p=0g/7

3.進一步理解p=pgh

(1)壓強公式中的物理量及其單位

P表示液體的密度，單位為千克/米3(kg/m3)

h表示液體的深度，單位為米(m)；g為常數，大小為9.8N/kg

p表示液體在深度為人處的壓強，單位為帕(Pa)o

公式中的物理量單位全部使用國際單位。

(2)深度〃：指液面到某點的距離，而不是高度。如圖所示，容器底部的深度為27cm,A

點的深度為cm,8點的深度為emo

(3)影響液體壓強大小的因素：根據p=pg/z可知：液體內部壓強只跟液體和有關；與液

體的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。

三、連通器

1.連通器

(1)連通器的概念：上端開口、底部的容器叫作連通器。注意連通器的特征：底部互相連

通；容器上端都開口；與形狀無關。

(2)連通器的特點

①特點：當液體不流動時，連通器各部分容器中液面的高度總是的。

②利用液體壓強知識解釋連通器的特點

如上圖所示，想象在連通器底部液體中有一個豎直方向的很薄的液片，我們用它作為研究對象。液片

兩側受到的壓力分別是乃和出,液片靜止時，由二力平衡條件可知尸產尸2。設液體密度為小液片面積為

S、連通器兩側液面的高度分別為和/?2，貝U0g/ziS=pg〃2S，由此可得0=/l2。

這表明當液體不流動時，連通器各部分容器中液面的高度總是的。

2.連通器的應用

(1)茶壺：茶壺的壺身與壺嘴構成，如果壺嘴太高，則倒不出水；如果壺嘴太低，則裝不滿

水，如圖所示。

(2)鍋爐水位計：水位計與鍋爐構成一連通器，通過觀察水位計的玻璃管中的水位了解鍋爐內的水

位，如圖所示。

(3)洗手間下水管：U形管存水彎頭是一個連通器，正常使用時應充滿水，阻礙下水道內的臭味從下

水管進入洗手間內，如圖所示。

(4)乳牛自動喂水器：儲水槽與飲水槽構成連通器，水位不相平時水就能流動，使水槽內始終有水,

如圖所示。

3.三峽船閘

(1)船閘的基本構造：船閘由閘室和上、下游閘門以及上、下游閥門組成(見甲圖)。

(2)船閘的工作過程

①一艘輪船由上游通過船閘駛往下游的情況。

關閉下游閥門3,打開上游閥門

閘室和上游水道構成了一個連通器。

閘室水面上升到和上游水面相平

后，打開上游閘門，船駛入閘室。

關閉上游閥門4打開下游閥門3,

閘室和下游水道構成了一個連通器。

閘室水面下降到跟下游水面相平

后，打開下游閘門，船駛向下游。

②輪船由下游通過船閘駛往上游的情況可參照上述①分析。

四、液體產生的壓力

1.液體對容器底的壓力與容器形狀的關系

容器形狀±1

容器底所受

壓力與液體F____GsF____G波F____G波

重力的關系

結論液柱對容器底部的壓力只等于以其底面積大小形成的____的重力。

2.分析計算液體對容器底部壓力大小的方法

（1）在柱形容器中，液體對容器底的壓力大小液體重力（選填“等于”或“不等于”）。在計算

或討論直柱形容器底所受壓力時，一般根據尸=G液體或F=pS進行計算（根據題目提供的條件選擇）。

（2）在非柱形容器中，液體對容器底的壓力大小液體重力（選填“等于”或“不等于”）。在計

算或討論非柱形容器底所受壓力時，一般要先計算壓強p=pg〃，然后再根據歹=pS計算壓力。

第三節大氣壓強

一、大氣壓強的存在

1.實驗探究：大氣壓的存在

（1）覆杯實驗

①實驗一：把杯內加滿水，將硬紙片放在塑料杯杯口，用手按住并倒置過來，放手后，發現硬紙片沒

有掉下來。原因分析：杯中裝滿水，排出了空氣，杯內水對硬紙片向下的壓強小于大氣對硬紙片向上的壓

強，由于______的作用，硬紙片沒有掉下來。

②實驗二：把杯內加滿水，將硬紙片放在塑料杯杯口,用手按住，并倒置過來，將紙杯朝不同的方向,

發現硬紙片都不會脫落。說明大氣向各個方向都有壓強。

q

實驗一實驗二實驗三

③實驗三：在裝滿水倒置的塑料杯底部用針扎一個小孔，發現硬紙片掉了下來，水流出。原因分析:

用針在塑料杯杯底扎孔后，水上方有大氣壓，下面也有大氣壓，所以水在的作用下流出來。

(2)瓶吞雞蛋

將剝了皮的熟雞蛋放入廣口瓶中，雞蛋不會掉入瓶中。將浸過酒精的棉花點燃后放入廣口瓶內，然后

立即將剝殼的熟雞蛋堵住瓶口，發現熟雞蛋被“吞入”瓶中。

原因分析：棉花燃燒，瓶內空氣受熱膨脹被排出一部分，堵上雞蛋，瓶內氣體冷卻后，瓶內氣壓低于

外界，在大氣壓的作用下，雞蛋被壓入瓶中。

(3)探究歸納：大氣與液體一樣，向各個方向都有壓強。

2.大氣壓

(1)概念：大氣對浸在它里面的物體產生的壓強叫作大氣壓強，簡稱或氣壓。

(2)大氣壓產生的原因：地球周圍的空氣層因地球的吸引而受到重力作用，同時空氣又具有

性，因此大氣對浸在空氣中的物體表面就產生了壓強。

(3)大氣壓的特點：在大氣層內部向各個方向都有壓強；在同一高度、同一地點向各個方向的壓強大

小相等。

(4)大氣壓存在的現象：生活中吸飲料、吸藥液、吸墨水等例子都表明大氣壓的存在，實際上，一切

“吸”液體的過程都是靠管內外氣體壓強差將液體“壓”的過程。

二、大氣壓的測量

1.托里拆利實驗

(1)實驗過程

①在長度大約1米、一端封閉、一端開口的玻璃管中灌滿水銀，排出空氣。

②一只手握住玻璃管中部，用另一只手指緊緊堵住玻璃管開口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的

槽里。

③待開口端全部浸入水銀時放開手指，將管子豎直固定，當管內水銀停止下降時，讀出此時水銀柱的

高度，約760mmo

將

玻

玻璃

璃管

管倒

中立

裝在

滿水

水銀

銀槽

中

r

—

■

。

mm

是760

，仍

不變

局度

豎直

柱的

水銀

，但

變大

度會

的長

水銀

管內

玻璃

進入到

斜，

管傾

玻璃

④若

管

玻璃

氣，

是空

上方

面的

水銀

管外

壓，

大氣

沒有

是,

上方

面的

水銀

管內

玻璃

析：

驗分

（2）實

。

落下

不會

使它