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文檔簡介
專題07壓力和壓強(qiáng)
?思維導(dǎo)圖
流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
應(yīng)用j飛機(jī)的升力
方向:垂直于作月面
產(chǎn)生原因:空氣有重力
且具有流動性在用土被壓物體表面
證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)壓力和重力的區(qū)別
大氣壓的測量實(shí)驗(yàn)定義
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值單位:帕(Pa)
產(chǎn)生原因:液體有重力、
具有流動性公式:P~T
型壓強(qiáng)的特色
增大或減小壓強(qiáng)的方法
公式:p=pgh
應(yīng)用:連通器
*考點(diǎn)精講一、壓力
1.垂直作用在兩個(gè)物體接觸表面的作用力叫壓力。壓力的方向垂直于受力面且指向受力面;壓力的
作用點(diǎn)在受力面上。
2.壓力的大?。簤毫Σ⒉皇侵亓?,壓力并不都是由重力引起的,通常把物體放在桌面上時(shí),如果物
體不受其他力作用,則壓力尸=物體的重力G。
3.固體可以大小不變、方向不變地傳遞壓力。
項(xiàng)典例分析
典例1:科學(xué)中常用數(shù)學(xué)方法來表示某些量的關(guān)系。下列圖像中能用陰影面積表示相應(yīng)的量是()
「(壓力)”(壓強(qiáng))
A.°S(受力面積)壓強(qiáng)B°S(受力面積)壓力
■嚴(yán)(功).甲(功)
c.of(時(shí)間)功率D.°P(功率)時(shí)間
【答案】B
【解析】長方形的面積公式為S=ab,因此只有橫軸和縱軸表示的物理量為相乘關(guān)系時(shí)才能用面積表
示,據(jù)此分析即可。
A.根據(jù)p=:可知,壓力F與受力面積的比值等于壓強(qiáng)p,與陰影面積不符,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)F二pS可知,壓力等于玉強(qiáng)和受力面積的乘積,與陰影面積相符,故B正確;
C.根據(jù)P=5可知,功與時(shí)間的比值等于功率,與陰影面積不符,故C錯(cuò)誤;
t
D.根據(jù);可知,功與功率的比值等于時(shí)間,與陰影面積不符,故D錯(cuò)誤。
羔舉一反三
變式1:如圖所示,幾個(gè)完全相同的條形磁體疊放在水平桌面上,關(guān)于比較甲、乙兩圖中桌面受到的大
小,下列說法()
甲乙
A.甲圖中桌面受到的壓力比乙圖大B.乙圖中桌面受到的壓力比甲圖大
C.兩圖中桌面受到的壓力相等D.無法確定
【答案】C
【解析】水平面上的物體,對地面的壓力等于上面所有物體的重力之和,即F二Gc,據(jù)此判斷即可。
條形磁鐵都是完全相同的,因此它們的重力相等;將疊放的破鐵看作一個(gè)整體,那么它們對地面的壓
力都等于重力之和,即尸=6例,故C正確,而A、B、D錯(cuò)誤。
變式2:如圖所示三個(gè)容器,若都裝入相同質(zhì)量的酒精,則酒精對容器底部的壓力()
A.一樣大B.A最大C.B最大D.C最大
【答案】B
【解析】液體對容器底部的壓力與容器的形狀有關(guān)。如果容器上下粗細(xì)一致,那么液體對容器底部的
壓力等于液體重力;如果下口大,那么液體對容器底部的壓力大于液體重力;如果下口小,那么液體
對容器底部的壓力小于液體重力,據(jù)此分析判斷。
【解答】三個(gè)容器內(nèi)酒精質(zhì)量相等,根據(jù)G二mg可知,那么酒精的重力相等。
A容器下口大,那么酒精對容器底部的壓力F>G;
B容器粗細(xì)相同,那么酒精對容器底部的壓力F二G;
C容器下口小,那么酒精對容器底部的壓力FVG。
因此酒精對容器底部的壓力最大的是Ao
變式3:某科學(xué)興趣小組在探究“壓力和物體重力之間大小關(guān)系”時(shí),小科同學(xué)提出的猜想是:“壓
力的大小等于重力.”科學(xué)興趣小組做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn).
步驟1:選用材料相同、表面粗槌程度相同、重力不同的3個(gè)物體,用彈簧測力計(jì)測出三個(gè)物體的重
力;
步驟2:把3個(gè)物體依次放在水平受力面上,用專用的儀器測出3次壓力大小,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1.
步驟3:改變受力面魚水平面的傾角,用步驟2的方法,依次測出與水平面成18°角和25°角的壓
(1)比較序號的數(shù)據(jù)可得:當(dāng)同一物體靜止在同一受力面上時(shí),受力面與水平方向夾角越
大,物體產(chǎn)生的壓力越??;小科同學(xué)的猜想是的.(選填“合理”或“不合理”)
(2)進(jìn)一步分析壓力和物體重力之間的大小關(guān)系:先分析同表中的關(guān)系,再比較不同表之間的關(guān)系,
綜合可得出結(jié)論:.
【答案】(1)1、4、7或2、5、8或3、6、9;不合理
(2)當(dāng)材料、表面粗糙程度相同的不同物體,靜止在同一受力面上時(shí),壓力與重力的比值相同或當(dāng)
材料、表面粗糙程度相同的物體,受力面與水平方向的夾角越大,壓力與重力的比值越小
【解析】本實(shí)驗(yàn)考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,應(yīng)用控制變量法分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可正確解題.(1)根據(jù)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知,需選擇質(zhì)量相同的物體,但斜面的傾角不同,據(jù)此選擇合適的實(shí)驗(yàn)序號;根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)
論與小科同學(xué)的想法比較即可判斷;(2)比較表一或表二或表三的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中壓力與重力的比值即
可得出;
分析比較表一和表二和表三的實(shí)驗(yàn)同一物體,靜止在水平方向的夾角不同的受力面上的數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)
驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象得出結(jié)論.
【解答】(1)小科同學(xué)的想法是:壓力的大小等于重力:
典例1:一根均勺的長方體細(xì)長直棒重1.5牛,下底面積為20厘米2,將它放在水平桌面上,并有1/4
的長度露出桌面外,如圖所示,
TT
(1)直棒對桌面的壓強(qiáng)為_______帕。
(2)在棒的右端至少應(yīng)施加牛的豎直向下的力,才能讓它的左端離開桌面。
【答案】(1)1000(2)1.5
【解析】物體所受的壓力與受力面積之比叫做壓強(qiáng),壓強(qiáng)用於比較壓力產(chǎn)生的效果,壓強(qiáng)越大,壓力
的作用效果越明顯。壓強(qiáng)的計(jì)算公式是:p=F/S,壓強(qiáng)的單位是帕斯卡,符號是Pa。杠桿原理也稱為
“杠桿平衡條件”.要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個(gè)力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:
動力X動力臂;阻力X阻力臂,用代數(shù)式表示為Fl-L1=F2?L2。式中,F(xiàn)l表示動力,L】表示動力
臂.F2表示阻力,1.2表示阻力臂.
【解答】(1)直棒對桌面的壓力:F=G=1.5N;有?!的長度露出桌面外,直棒對桌面的壓強(qiáng)為:p=-
4S
=>浮=丁個(gè)=1000Pa:故答案為:1000;(2)設(shè)直棒的長為L,由題知L尸;L,重力的力臂L?二
:-:二:L,根據(jù)杠桿的平衡條件可得:F?L=G?L;FX2L-1.5NXfL,F=l.5N;故答案為:1.5N;
24444
端舉一反三
變式1:如圖所示,放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都是由鐵制成的實(shí)心物體,其高度從
左到右逐步增大,對地面的壓強(qiáng)分別為口、.和R,則下列關(guān)系正確的是()
ZZ7
0?[
A."=R=RB.Pi<P'<P3
C.P>PsD.缺少條件,無法判斷
【答案】B
【解析】柱狀物體對地面的壓強(qiáng)可直接用〃=Qg方來分析,。、g都相同,〃與方成正比。
變式2:兩塊規(guī)格都是“5cmX10cmX20cm”的同樣長方體鋼材a和b,若a對b的壓強(qiáng)和壓力分別用
P”和F”表示,互相垂直地疊放在水平桌面上(如圖所示)。b對桌面的壓強(qiáng)和壓力分別用出,和R表示。
則()
A.prt=ph;F(,=FbB.Pa=Ph;Fa=Fb/2C.p,=p/2;Fa=Fb/2D.pa=2ph;Fa=F,/2
【答案】B
f
P=7
【解析】水平面.匕物體對地面的壓力等于物體的重力,根據(jù)公式,比較壓強(qiáng)的大小即可。
【解答】設(shè)每塊鋼材的重力為G,
P?—〃——G1
a對b的壓力為:Fa=G;a對b的壓強(qiáng)為:打IQrmxlOm.
FA2G
Ph——=------------
b對桌面的壓力為:Fb=2G;b對桌面的壓強(qiáng)為:
那么壓力之比:Fa:Fb=G:2G=1:2;
……二^=1一
即A那么壓強(qiáng)之比:10fWK10rm10ew,20fm;即3=4;
變式3:(202()?杭州)如圖甲、乙所示,水平桌面上有兩個(gè)高為30cm的柱形容器,現(xiàn)將兩個(gè)完全
相同的圓柱形金屬塊(重120N、高20cm底面積100cm)分別置于柱形容器底部。其中,乙區(qū)的金屬塊
與容器底部之間用少量蠟密封(不計(jì)蠟的質(zhì)量)o取g=10N/kg
(1)計(jì)算甲圖中金屬塊對?容器底部的壓強(qiáng)
(2)乙圖中,向容器內(nèi)加水至液面高度為10cm,求金屬塊對容器底部的壓力。(取大氣壓強(qiáng)p=1.0
X105Pa)
(3)若向甲圖中容器內(nèi)加水,畫出從開始加水至容器裝滿水的過程中金屬塊對容器底部壓力F隨容
器中液面高度h變化的圖像(需標(biāo)注相應(yīng)的數(shù)據(jù))。
P產(chǎn)二,2x1Wa
【答案】(1)SnlOOcmJlXKrW11x10Tn^
(2)F乙=G+F大氣=G+p0S=120N+L0X105PaX1X102m2=1120N
(3)如圖
【解析】(1)甲中金屬塊與容器的接觸面積等于金屬塊的底面積,而對容器底部的壓力等于它的重
P=一
力,根據(jù)公式S計(jì)算甲中金屬塊對容器底部的壓強(qiáng);
(2)在乙圖中,由于金屬塊的下表面與容器底部用蠟密封,因此不會受到水的浮力,此時(shí)金屬塊對
容器底部的壓力等于自身重力和大氣壓力的和。
(3)根據(jù)V排的變化確定金屬塊受到浮力的變化,然后根據(jù)F宙力=G-F$?確定容器底部受到壓力的變
化,注意計(jì)算出相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的值,
【解答】(1)甲中金屬塊與容器的接觸面積:S=100cm2=lX10V;
金屬塊對容器底部的壓強(qiáng):
(2)在乙圖中,由于金屬塊的下表面與容器底部用蠟密封,因此不會受到水的浮力,
金屬塊對容器底部的壓力為:Fz=G+F大氣=G+p0S=120N+l.OX10'PaX1X10W=1120N;
(3)當(dāng)容器里沒有水時(shí),金屬塊對容器底部的壓力等于它的重力,即F=G=120N;隨著水面的上升,
金屬塊排開水的體積不斷增多,根據(jù)阿基米德原理F朽P液的排可知,金屬塊受到的浮力不斷增大。
根據(jù)公式F二G-F件可知,容器底部受到的壓力不斷減小。
當(dāng)金屬塊完全浸沒,水面高度達(dá)到20cm時(shí),它受到的浮力為:
F所P液gV?=103kg/m3X10N/kgX(0.2mX0.01m2)=20N;此時(shí)金屬塊對容器底部的壓力:F=G-F浮
=120N-20N=100N;
此后,隨著水面的上升,物體受到的浮力不變,那么對容器底部的壓力保持不變。如下圖所示:
0'em
*
考點(diǎn)精講三、液體壓強(qiáng)
1.液體由于受到重力作用,對支持它的容器底部有壓強(qiáng);液體具有流動性,對容器側(cè)壁有壓強(qiáng)。
2.液體壓強(qiáng)的特點(diǎn):液體對容器的底部和側(cè)壁會產(chǎn)生壓強(qiáng),液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng);液體壓
強(qiáng)隨著深度增加而增大;在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān),
液體密度越大,壓強(qiáng)越大。
3.液體壓強(qiáng)的公式:p=Pg鼠從公式中可以看出:液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和深度有關(guān),而與液
體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。著名的帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)充分說明這一點(diǎn)。
X%::典例分析
典例1:現(xiàn)有一根兩端開口的宜玻璃管,將其橡皮膜外表面在以下不同情境中的形狀變化
(1)向管內(nèi)緩緩注水,觀察到橡皮膜向外凸。隨著加入的水最增多橡皮膜向外凸的程度會(選
填“變大”“變小”或“不變”)
(2)將注入水后的玻璃管放入裝有水的水槽中,慢慢向下移動到如圖所示的位置,橡皮膜向外凸的程
度會________(選填“變大”“變小”或“不變”)
(3)當(dāng)玻璃管移動到管內(nèi)液面和水槽液面恰好相平時(shí),橡皮膜的形狀是________(選填“凸面”"凹
面”或“平面”),試說明理由,________
【答案】(1)變大
(2)變小
(3)平面;玻璃管內(nèi)外液體密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下兩方液體的壓力大小相
等方向相反,使膜水平
【解析】(1)橡皮膜的凸起程度表示它所受水壓強(qiáng)的大小;它的凸起程度越大,說明受到水的壓強(qiáng)
越大;
(2)橡皮膜除了受到向下的水的壓強(qiáng),還受到管外水向上的壓強(qiáng),這時(shí)橡皮膜的凸起程度取決于內(nèi)
外壓強(qiáng)差;
(3)如果管內(nèi)水的壓強(qiáng)大,那么橡皮膜向外凸;如果管外水的壓強(qiáng)大,那么橡皮膜向內(nèi)凹;如果二
者壓強(qiáng)相等,那么橡皮膜保持水平。
【解答】(1)向管內(nèi)緩緩注水,由于水的重力作用,橡皮膜會受到向下的壓強(qiáng),因此會觀察到橡皮
膜向外凸。隨著加入的水量增多,水對橡皮膜的壓強(qiáng)增大,那么橡皮膜向外凸的程度會變天;
(2)將注入水后的玻璃管放入裝有水的水槽中,橡皮膜還會受到向上的壓強(qiáng);這時(shí)管內(nèi)外壓強(qiáng)相互
抵消,相當(dāng)于橡皮膜向下的壓強(qiáng)變小,那么向外凸的程度會變??;
(3)當(dāng)玻璃管移動到管內(nèi)液面和水槽液面恰好相平時(shí),那么h桁h外;根據(jù)公式「一可知,玻
璃管內(nèi)外液體密度相等,且深度相等,因此橡皮膜受到上下兩方壓強(qiáng)大小相等且方向相反,使膜水平。
羔舉一反三
變式1:將紙餐盤、紙杯和吸管按照如圖方式粘合在一起印成“紙杯船”。
(1)往紙杯里倒些水,水從吸管噴出時(shí),紙杯船就會前進(jìn),說明°
(2)杯內(nèi)裝水越多,吸管噴水越遠(yuǎn),因?yàn)閛
【答案】(1)力的作用是相互的
(2)液體壓強(qiáng)隨深度增加而增大
【解析】(1)物體間力的作用是相互的,物體受到力的同時(shí),也對另一個(gè)物體施加了力。
【解答】(1)往紙杯里倒些水,水從吸管噴出時(shí),水給空氣一個(gè)向后的力,由于力的作用是相互的
故空氣給水一個(gè)向前的力,從而帶動紙杯船前進(jìn)
(2)因?yàn)橐后w壓強(qiáng)隨深度增加而增大,所以裝水越多,水的深度越大,噴水就越遠(yuǎn)。
變式2:在探究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中:
水,
(D實(shí)驗(yàn)中液體壓強(qiáng)的大小變化是通過比較U形管兩側(cè)液面的變化,將探頭放進(jìn)盛水的容器
中,探頭的橡皮膜受到水的壓強(qiáng)后會(選填“內(nèi)凹”或“外凸”)。
(2)通過比較C、D兩個(gè)圖,可得到結(jié)論:同一-種液體的壓強(qiáng)隨—的增加而增大。
(3)通過比較D、E兩個(gè)圖,可得到結(jié)論:在深度相同時(shí),液體的越大,壓強(qiáng)越大。
(4)通過比較A、B、C三個(gè)圖,可得到結(jié)論;<,
【答案】(1)高度內(nèi)凹(2)深度(3)密度(4)在同種液體的同一深度,液體向各個(gè)方向的
壓強(qiáng)都相等
【解析】本題利用壓強(qiáng)計(jì)驗(yàn)證液體壓強(qiáng)特點(diǎn):液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng);液體壓強(qiáng)隨著深度增加
而增大;在同一深度,各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;在同一深度,液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān),液體密
度越大,壓強(qiáng)越大。
變式3:(2020?金華?麗水)在游泳時(shí),小金發(fā)現(xiàn)越往深水區(qū)走,越感到胸悶,由此猜恁液體內(nèi)部
壓強(qiáng)可能與液體的深度有關(guān)。于是用液體壓強(qiáng)計(jì)對此進(jìn)行了探究。
步驟一:將金屬盒放入水中深度5厘米處,觀察現(xiàn)象;
步驟二:將金屬盒放入水中深度15厘米處時(shí),發(fā)現(xiàn)金屬盒的位置不動,但U形管兩側(cè)的液面高度差
逐漸減小;
步驟三:調(diào)整好器材后,重新實(shí)驗(yàn)。在深度5厘米處觀察到現(xiàn)象如圖(甲)A所示,在深度15厘米處
觀察到現(xiàn)象如圖(甲)B所示。
得出結(jié)論:同種液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大.
請完成下列問題:
(1)該實(shí)驗(yàn)過程用到的科學(xué)方法有(填字母);
A,轉(zhuǎn)換法B.控制變量法C.類比法
(2)步驟二中金屬盒在水里的位置不動,但U形管兩側(cè)的液面高度差逐漸減小的原因是________;
(3)小金反思:只進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)就得出結(jié)論,結(jié)論是不可靠的,還需改變深度、更換液體進(jìn)行多次
實(shí)驗(yàn),其目的是;
(4)對液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與深度關(guān)系的進(jìn)一步思考。圖(乙)為一圓柱形容器,容器內(nèi)裝有密度為P
的液體,a點(diǎn)在深度為h處的△平橫截面上,橫截面上方的液柱對橫截面產(chǎn)生的壓力大小等于該液柱
F
的重力。根據(jù)壓強(qiáng)公式,推導(dǎo)出a點(diǎn)所在橫截面受到的液體壓強(qiáng)Pa與深度h之間的關(guān)系式是
【答案】(1)A,B(2)裝置氣密性不好(或裝置漏氣合理即可)
(3)獲取普遍規(guī)律(或避免偶然性)(4)Pgh
【解析】(1)物理學(xué)中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直
觀的現(xiàn)象去認(rèn)識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法;探究一個(gè)氏素對物理
量的影響時(shí),控制其它因素相同而改變這個(gè)因素,這種方法叫控制變量法;由一類事物所具有的某種
屬性,可以推測與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法叫類比法。
(2)U形管兩側(cè)的高度差逐漸減小,說明與金屬盒連接的導(dǎo)管部分氣壓在減小。如果橡皮膜的深度
不變,即液體壓強(qiáng)不變,那么只能說明管內(nèi)漏氣了;
(3)在科學(xué)研究中,使用最多的就是不完全歸納法。收集的數(shù)據(jù)越多,得出的結(jié)論就更接近實(shí)際,
即更客觀、更公正;
(4)a點(diǎn)的壓強(qiáng)由上面水柱的重力產(chǎn)生。首先根據(jù)密度公式計(jì)算出液柱的質(zhì)量,再根據(jù)重力公式計(jì)
算出液柱的重力,最后根據(jù)壓強(qiáng)公式計(jì)算該點(diǎn)的壓強(qiáng)即可。
【解答】(1)用U形管兩側(cè)波面的高度差反映金屬盒上受到壓強(qiáng)的大小,這種方法叫轉(zhuǎn)換法,故A
正確;
探究深度對液體壓強(qiáng)的影響時(shí),保證液體的密度相同,這種方法叫控制變量法,故B正確;
本實(shí)驗(yàn)過程沒有使用類比法,故C錯(cuò)誤;故選AB。
(2)步驟二中金屬盒在水里的位置不動,但U形管兩側(cè)的液面高度差逐漸減小的原因是:裝置氣
密性不好;
(3)小金反思:只進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)就得出結(jié)論,結(jié)論是不可靠的,還需改變深度、更換液體進(jìn)行多次
實(shí)驗(yàn),其目的是獲取普遍規(guī)律(或避免偶然性);
(4)設(shè)液柱的橫截面積為S,那么a點(diǎn)上方液柱的重力為:G=mg二pYg二pShg;
那么a點(diǎn)上方受到的壓力為:F=G=PShg;因此a點(diǎn)上方受到的壓強(qiáng)為:
*考點(diǎn)精講四、大氣壓強(qiáng)
1.大氣對處于其中的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng),簡稱大氣壓。產(chǎn)生原因:氣體受到重力作用,且
有流動性,故會向各個(gè)方向?qū)μ幱谄渲械奈矬w產(chǎn)生壓強(qiáng)。
2.著名的證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)是馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。其他證明大氣壓存在的現(xiàn)象:吸盤掛衣鉤能緊
貼在墻上、利用吸管吸飲料等,
3.大氣壓的測量
伽利略首先用長玻璃管內(nèi)的水柱測出了大氣壓的數(shù)值約為10m的水柱高,托里拆利改進(jìn)后利用水
銀柱準(zhǔn)確測出大氣壓值為760mm水儂柱高。常用氣壓計(jì)種類:水儂氣壓計(jì)、空盒氣壓計(jì)。
海平面附近的大氣壓,其數(shù)值接近于1.01XIO-Pa,人們通常把這個(gè)大氣壓稱為標(biāo)準(zhǔn)大與壓,與水
銀柱高的換算如下:0="的=13.6義103kg/m3X9.8N/kgX0.76m=1.01X105Pa,>
4.大氣壓的應(yīng)用與拓展
(1)大氣壓的應(yīng)用實(shí)例:活塞式抽水機(jī)抽水、離心式水泵抽水、吸管吸飲料、注射器吸藥液、滴管
吸取液體藥品等。
(2)液體的沸點(diǎn)隨氣壓減小而降低,隨氣壓噌人而升高。高原上氣壓低,水的沸點(diǎn)低,燒飯時(shí)用高
壓鍋可以提高水的沸點(diǎn)。
(3)大氣壓隨高度的增加而減??;大氣壓受天氣和氣候的影響,一般晴天氣壓比陰雨天高,冬天氣
壓比夏天高。
&典例分析
典例h在測定大氣壓的實(shí)驗(yàn)中,因缺少大量程的彈簧測力計(jì),小明設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下的實(shí)瞼。
①將蘸水的塑料掛鉤吸盤按壓在光
滑水平的玻璃板上,擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣,測出吸盤的直.徑d;
②將裝有適量細(xì)砂的小桶輕輕地掛在吸盤的塑料掛鉤I-.:
③用小勺輕輕地向小桶內(nèi)加沙,直到塑料吸盤剛好脫離玻璃板,用天平測出這時(shí)小桶和沙質(zhì)量為m0
請完成下列問題:
吸盤脫離玻璃板時(shí),若不計(jì)塑料掛鉤的質(zhì)量,空氣對塑料吸盤的壓力大小是,測得數(shù)值的表
達(dá)式是:P=(用上述物理量的符號表示,寫出最終的化簡結(jié)果)。實(shí)驗(yàn)中所測的大氣壓數(shù)值
偏小,可能的原因是(寫出一條即可)
【答案】mN;4mg/nd2;未完全擠出吸盤內(nèi)空氣
【解析】(1)當(dāng)塑料吸盤剛剛被拉開時(shí),它受到豎直向上的大氣壓力與小桶和沙子的總重力相互平
衡,即壓力F=G=mgo
r
p=■
(2)吸盤為圓形,根據(jù)圓的面積公式S=JTR2計(jì)算出吸盤的受力面積,再根據(jù)壓強(qiáng)公式$計(jì)算大氣
壓強(qiáng)即可;
(3)如果吸盤內(nèi)有殘留的空氣,那么它們會對吸盤產(chǎn)生向外的壓力,即F大.F內(nèi)+mg,這樣就會使沙
子和小桶的總重力減小,即測出的大氣壓強(qiáng)偏小。
【解答】(1)吸盤脫離玻璃板時(shí),若不計(jì)塑料拄偽的質(zhì)量,空氣對塑料吸盤的壓力大小是mg;
(2)吸盤的受力面枳S=JTR2=JI挈;
F.mff4ma
測得的大氣壓強(qiáng)為:P=-=—=TT;
(3)實(shí)驗(yàn)中所測的大氣壓數(shù)值偏小,可能的原因是:未完全擠出吸盤內(nèi)空氣。
羔舉一反三
變式1:(2021?紹興)用真空采血管抽血時(shí),將采血針一端刺人體靜脈后,另采血針一端推人真空采
血管的膠塞,血液便會自動流入采血管。血液能夠流進(jìn)真空采血管的動力來自()
采
血
一
針
采
血
管
A.大氣壓B.人體內(nèi)血壓C.護(hù)士的拉力D.血液自身重力
【答案】B
【解析】流體總是從壓強(qiáng)大的地方流向壓強(qiáng)小的地方,據(jù)此分析解答。
【解答】人體內(nèi)存在一定的血壓,真空袋內(nèi)氣壓很小,這時(shí)血壓從人體流向采集袋,故B正確,而A、
C、D錯(cuò)誤。
變式2:(2021?越城模擬)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)(氣壓)大小與哪些因素有關(guān)?某科學(xué)興趣小組同學(xué)了解
到如下信息:
①籃球充氣越多,越不易被壓扁;
②自行車輪胎在烈日下暴眥易爆胎;
③密封在針筒內(nèi)的空氣只能被壓縮在一定體積范圍內(nèi)。
由此,他們猜想氣壓大小可能與氣體的質(zhì)量、溫度及體積有關(guān)。
(1)信息(填序號)可作為“氣壓大小可能與氣體質(zhì)量有關(guān)”的猜想依據(jù)。
(2)小組同學(xué)對“氣壓大小與溫度的關(guān)系”進(jìn)行了探究,步驟如下:
步驟一:取1m長的一端封閉的細(xì)玻璃管,在室溫(20C)下用水銀密封一段空氣柱,將其豎直固定,
并標(biāo)出水銀柱下表面的位置(如圖a):
步驟二:將空氣柱浸人50℃的水中,水銀柱上升至圖b位置后靜止:
步驟三:往玻璃管內(nèi)江人水銀,直到水銀柱下表面回到標(biāo)記處為止,如圖C;
步驟四:將空氣柱浸人80℃的水中,重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
標(biāo),標(biāo)標(biāo)
水銀狂記」記
記
處空氣粒處F處
b
①本實(shí)驗(yàn)用反映空氣柱氣壓的人?。?/p>
②步驟三的目的是;
③比較a、c,同學(xué)們得出了氣壓大小與溫度的關(guān)系。但細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn),上述實(shí)驗(yàn)還能得出氣壓
大小與氣體體積的關(guān)系,請寫出小明的判斷依據(jù)及相應(yīng)結(jié)論:。
【答案】(1)①
(2)水銀柱的長度;控制變量,保持氣體的體積不變;比較圖b和圖c可得:當(dāng)氣體的質(zhì)量與溫度
小變時(shí),氣體體枳越小,氣壓越大
【解析】(1)根據(jù)題干信息的描述,分析可能影響氣壓的因素即可;
(2)①當(dāng)水銀柱在玻璃管內(nèi)保持靜止時(shí),根據(jù)二力平衡的條件可知,氣體的壓強(qiáng)等于水銀自重產(chǎn)生
的壓強(qiáng)。根據(jù)戶P液gh可知,水銀柱的長度越大,它自身的壓強(qiáng)越大,即氣體的壓強(qiáng)越大,
②探究氣壓的大小與溫度的關(guān)系時(shí),必須控制氣體的體積相同而改變溫度。液柱的下表面都到達(dá)同■
刻度,那么封閉氣體的體積相同。
③在b和c中,封閉氣體的質(zhì)量和溫度相同,而體積不同,根據(jù)水銀柱的高度可以確定氣體壓強(qiáng)的大
小,根據(jù)控制變量法的要求描述氣體壓強(qiáng)和體積的關(guān)系即可,
【解答】(1)在信息①中,籃球充氣越多,則氣體的質(zhì)量越大,“不容易壓扁”說明氣體的壓強(qiáng)越
大,則:信息①可作為“氣壓大小可能與氣體質(zhì)量有關(guān)”的猜想依據(jù)飛
(2)GXD本實(shí)驗(yàn)用水銀柱的長度反映空氣柱氣壓的大小;
②步驟三的目的是:控制變量,保持氣體的體積不變;
③比較a、c,同學(xué)們得出了氣壓大小與溫度的關(guān)系。但細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn),上述實(shí)驗(yàn)還能得出氣壓大
小與氣體體積的關(guān)系,小明的判斷依據(jù)及相應(yīng)結(jié)論:比較圖b和圖c可得:當(dāng)氣體的質(zhì)量與溫度不變
時(shí),氣體體積越小,氣壓越大,
變式3:為了探究大氣壓隨高度的變化規(guī)律,小明在一次登山過程中利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測出
不同高度下的大氣壓,并在坐標(biāo)紙上描出大氣壓強(qiáng)p與對應(yīng)海拔高度h的六個(gè)點(diǎn),如圖乙所示.
p/xlO5Pa
乙
(1)測量前,小明把注射器的活塞推至針筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目的是
(2)分析圖象時(shí),小明發(fā)現(xiàn)1km高度處的測顯數(shù)據(jù)可能有誤,重新正確實(shí)驗(yàn)后,測得彈簧測力計(jì)示
數(shù)為4.5N,2mL注射器的全部刻度的總長度為4cm,則實(shí)際大氣壓約為Pa.
小明第一次實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)的原因不可能是.(選填"活塞和針筒的摩擦太大”或“橡皮帽的密封
件不好”)
(3)修正數(shù)據(jù)后,可看出大氣壓隨高度變化的數(shù)量關(guān)系大致為:在2km高度內(nèi),高度每升高100m,
大氣壓降低________PA.
(4)根據(jù)這一規(guī)律,小明認(rèn)為可將圖甲中的彈簧測力計(jì)改裝成一個(gè)高度測量儀.那么彈簧測力計(jì)4.2N
刻度線處應(yīng)標(biāo)刻的海拔高度為km.
【答案】(1)排盡注射器內(nèi)的空氣(2)90000;活塞和針筒的摩擦太大(3)1000(4)1.6
【解析】(1)如果注射器內(nèi)有殘留的空氣,那么它會對活塞產(chǎn)生向外的壓弼,從而使測得的大氣壓
強(qiáng)偏??;
S=?P=-
(2)首先根據(jù)?計(jì)算出活塞的受力面積,再根據(jù)公式S計(jì)算大氣壓強(qiáng)的值;如果橡皮帽的密封
性不好,那么注射器內(nèi)進(jìn)入空氣,會使測量的大氣壓強(qiáng)偏?。喝绻钊歪樛驳哪Σ撂?,那么根據(jù)
F大Yf=F拄力可知,此時(shí)拉力會偏大,即測出的大氣壓強(qiáng)會偏大,據(jù)此分析即可;
(3)將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)與高度為2k川時(shí)的壓強(qiáng)相減,得到大,壓強(qiáng)的變化量,再用它除以下降的高度
即可。
f
P=_
(4)首先根據(jù)‘計(jì)算出此時(shí)的大氣壓強(qiáng),然后與標(biāo)準(zhǔn)氣壓相比得到降低的氣壓,最后再根據(jù)(3)
中得到的規(guī)律計(jì)算出此時(shí)的海拔高度。
【解答】(1)測量前,小明把注射器的活塞推至針筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目
的是:排盡注射器內(nèi)的空氣。
S=*==O.Snn2=Sx
(2)注射器活塞的受力面積:°40n
p.上^—,90000Pa
大氣壓強(qiáng)的值:$5X1<rEo
根據(jù)圖像可知,此時(shí)測出的大氣壓強(qiáng)只有80000Pa,比計(jì)算出的壓強(qiáng)偏小,那么可能是注射器內(nèi)進(jìn)
入了空氣,不可能是活塞和針筒之間的摩擦力太大。
(3)高度每升高100m,大氣壓強(qiáng)降低:E;
p--r---......=84000Pc
(4)當(dāng)測力計(jì)的示數(shù)為4.2N時(shí),大氣壓強(qiáng)$5xirn
那么大氣壓強(qiáng)減小的值為:X105Pa-84000Pa=16000Pa;
ISOOVa.___.八
-XlOOrri-1600m-L.6km
那么海拔高度為:
考點(diǎn)精講五、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
物理學(xué)中把具有流動性的液體和氣體統(tǒng)稱為流體。在氣體和液體中,流速越大的位置,壓強(qiáng)越小。
流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的應(yīng)用:乘客候車要站在安全線外;飛機(jī)機(jī)翼做成流線型,上表面空氣流動的速
度比下表面快,因而上表面壓強(qiáng)小,下表面壓強(qiáng)大,在機(jī)翼上下表面就存在著壓強(qiáng)差,從而獲得向上
的升力等。
七機(jī)的升力
般典例分析
典例1:(2021?江北模擬)如圖是小科同學(xué)設(shè)計(jì)的測風(fēng)速的裝置,圖中探頭、金屬桿和滑動變阻器
的滑片P相連,可上下移動。現(xiàn)要求:當(dāng)風(fēng)吹過探頭時(shí),滑動變阻器的滑片P向上移動,且風(fēng)速增
大時(shí)電壓表的示數(shù)增大。以下四個(gè)圖中符合要求的是()
【答案】B
【解析】①流體流速越大的位置壓強(qiáng)越小,據(jù)此根據(jù)探頭的形狀判斷變阻器滑片的移動方向;
②在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比,據(jù)此確定電壓表的示數(shù)變化即可。
【解答】A.探頭的下面為曲面,上面為平面,當(dāng)空氣流過時(shí),上方向下的壓強(qiáng)大,下方向上的壓強(qiáng)小,
于是產(chǎn)生向下的壓強(qiáng),探頭向下移動,變阻器的滑片向下移動,故A錯(cuò)誤;
B.探頭的下面為平面,上面為曲面,當(dāng)空氣流過時(shí),上方向下的壓強(qiáng)小,下方向上的壓強(qiáng)大,于是產(chǎn)
生向上的壓強(qiáng),探頭向上移動,變阻器的滑片向上移動。
變阻器與艮串聯(lián),電壓表測R的電壓。變阻器的滑片向上移動,它的阻值減小,根據(jù)串聯(lián)電路的分
壓規(guī)律可知,變阻器的電壓變小。根據(jù)U色=比+5可知,電壓表的不數(shù)增大,故B正確;
C.與B相比,就是電壓表的位置不同,此時(shí)電壓表測R2的電玉。因?yàn)樽冏杵鞯碾妷簻p小,所以電壓
表的示數(shù)變小,故C錯(cuò)誤;
D.探頭的形狀與A相同,變阻器的滑片也向下移動,故D錯(cuò)誤。
Hll舉一反三
變式1:下列現(xiàn)象不能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋的是()
A.圖甲所示向兩張紙中間吹氣,紙張向中間靠攏
B.圖乙所示裝有液體的玻璃管,底部和側(cè)壁的橡皮膜往外凸起
C.圖丙所示地鐵站臺邊,人必須站在黃線以外的區(qū)域候車
D.圖丁所示飛機(jī)升力的產(chǎn)生原因
【答案】B
【解析】圖乙所示裝有液體的畋璃管,底部和側(cè)壁的橡皮膜往外凸起,說明液體對容器底部和側(cè)壁都
有壓強(qiáng)。
變式2:圖甲是清代的救火工具“水龍”。使用時(shí),啟動橫木帶動活塞向下壓,水箱中的水從輸水管
中噴出,水柱可高達(dá)10米。用汽水瓶和吸管模擬“水龍”的工作原理,往瓶中吹氣,瓶中的水就從
吸管中噴出,如圖乙。
(1)水能滅火的原理是o
(2)往瓶中吹氣,水能從吸管噴出的原因是。
【答案】(1)降低溫度到著火點(diǎn)以下
(2)增大瓶內(nèi)氣壓,使瓶內(nèi)與壓大于外界大氣樂
【解析】(1)物質(zhì)燃燒條件有:達(dá)到可燃物的著火點(diǎn);有助燃劑;可燃物;三者缺一不可,滅火可
以改變其中的一個(gè)條件或同時(shí)控制幾個(gè)條件。(2)當(dāng)瓶內(nèi)壓強(qiáng)大于大氣壓時(shí)水會從管子被壓出。
【解答】(1)用水滅火主要是水比熱大,大量吸收物體的熱量使物體溫度降低到著火點(diǎn)以下而熄滅;
(2)往瓶中吹氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)大于大氣壓從而水被壓出。
變式3:如圖所示,甲、乙容器中分別盛有水和酒精,當(dāng)在A處沿水平方向快速吹氣時(shí),會發(fā)現(xiàn)B、C
管中的液體高度上升,設(shè)B管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)為P小,C管內(nèi)臂精產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p靦.,則p水p
制(選填“〉”“=”或"V"),B、C管中的液體上升的原因是_______o
【答案】二;A處空氣流速加快,壓強(qiáng)減小
【解析】(1)當(dāng)液柱保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),外面的大氣壓強(qiáng)等于管內(nèi)氣壓和液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和,據(jù)此
分析判斷;
(2)根據(jù)流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系分析。
【解答】(1)當(dāng)液柱保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),外面的大氣壓強(qiáng)等于管內(nèi)氣壓和液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和,
即P大*P內(nèi)+P水,P大*P內(nèi)+pw附。因?yàn)槎叽髿鈮簭?qiáng)、管內(nèi)氣壓都相等,所以液體的壓強(qiáng)相等,即p
ZK=P於附。
(2)B、C管中的液體上升的原因是:A處空氣流速加快,壓強(qiáng)減小。
■ill課后鞏固
1.雙腳站立在水平地面上的一位初中學(xué)生,對地面的壓強(qiáng)大約為()
A.1250帕B.2500帕C.5000帕D.12500帕
【答案】D
F
P=一
【解析】一個(gè)中學(xué)生的體重大約50kg,一只腳掌的底面積大約200cm2,根據(jù)$計(jì)算對地面的壓強(qiáng)。
【解答】這個(gè)中學(xué)生對地面的壓力:F=G=mg=50kgX10N/kg=500N;
雙腳與地面的接觸面積為:S=200cm2X2=400cm-'=0.04m2;
,二二^5*=125004
它對地面的壓強(qiáng)大約為:
2.(2021?嘉興)如圖所示,潛水員正潛沒在海水中,他攜帶的氣瓶可以對身上的背心進(jìn)行充氣或
放氣,以改變背心的體積大小來實(shí)現(xiàn)浮沉。下列對潛水員分析正確的是()
A.向海底下潛過程中,受到海水的壓強(qiáng)變大B.海水中水平游動時(shí),受到海水的壓強(qiáng)變小
C.對背心進(jìn)行放氣后,受到海水的浮力變大D.對背心進(jìn)行充氣后,受到海水的浮力變小
【答案】A
【解析】A.向海底下潛過程中,深度變大,根據(jù)公式p=P液gh可知,潛水員受到海水的壓強(qiáng)變大,
故A正確;
B.海水中水平游動時(shí),潛水員的深度不變,根據(jù)公式p=P%gh可知,受到海水的壓強(qiáng)不變,故B錯(cuò)
誤;
C.對背心進(jìn)行放氣后,背心排開水的體積變小,根據(jù)F浮=P/gV撲可知,潛水員受到海水的浮力變小,
故C錯(cuò)誤;
I).對背心進(jìn)行充氣后,背心排開水的體積變大,根據(jù)FMP泡gV抑可知,潛水員受到海水的浮力變大,
故D錯(cuò)誤。
3.小柯設(shè)計(jì)了一個(gè)“不用繩子扎口的氣球”,如圖所示,先將氣球放入玻璃瓶中,再將氣球口緊套在
玻璃瓶口,從抽氣口抽氣,觀察到氣球變大,停止抽氣后,馬上用橡皮套封住抽氣口,此時(shí)氣球不用
繩子扎,也能保持膨脹狀態(tài)。懾設(shè)抽氣前后氣球內(nèi)的氣壓分別是。、瓶內(nèi)的氣壓分別是網(wǎng)、P、。
下列關(guān)系正確的是()
氣球內(nèi)氣體。大氣相通
抽玄而一
、抽氣口AFTQ
A./?IVRB.p~PzC.p、D.Pi=P\
【答案】B
【解析】抽氣前后氣球內(nèi)氣體一直與外界大氣相通,氣球內(nèi)氣壓等于大氣壓,故0=9;抽氣前瓶內(nèi)
氣體與外界大氣相通,瓶內(nèi)壓強(qiáng)與大氣壓相等;向外抽氣,瓶內(nèi)的氣球在膨脹,說明此時(shí)氣球內(nèi)氣體
壓強(qiáng)大于玻璃瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng),即P.\>P\o
4.(2021九上?西湖月考)如圖,臺秤的托盤上一個(gè)裝有水的燒杯,一個(gè)小吸水的木塊下面用細(xì)線
懸掛一個(gè)實(shí)心鐵球,木塊仍浮在水面上。下列各種說法中正詢的是()
遺
A.木塊的重力等于木塊所受的浮力B.鐵球的重力一定大于木塊的重力
C.剪斷細(xì)線前后,臺秤示數(shù)不變D.剪斷細(xì)線前后,容器底部所受水的壓強(qiáng)不變
【答案】C
【解析】A.因木塊和鐵球整體漂浮,受到的浮力等于自身的重力。鐵塊受到的浮力小于自身的重力,
所以木塊受到的浮力大于自身的重力,故A錯(cuò)誤;
B.不知鐵球和木塊體積的大小關(guān)系,無法比較重力的大小,故B錯(cuò)誤:
C.把燒杯、水、木塊和鐵球作為一個(gè)整體,剪斷細(xì)線前托盤受到的壓力等于燒杯、水、木塊和鐵塊的
重力之和;剪斷細(xì)線后,托盤受到壓力仍然等于燒杯、水、木塊和鐵塊的重力之和,所以,剪斷細(xì)線
后,托盤受到的壓力不變,故C正確;
D.剪斷細(xì)線后,木塊將上浮一些,所以液面下降,容器底所受壓強(qiáng)將變小,故D錯(cuò)誤。
5.如圖,質(zhì)量分布均勻的長方沐重物A、B,密度分別為PA和PB,底面積分別為SA和SB,且SA>SB,
將它們放在水平面上,它們對地面的壓強(qiáng)相等?,F(xiàn)水平割去上半部分(如圖中虛線所示),剩余部分
府地面的壓強(qiáng)分別為PA和PB,對地面的壓力分別為R和FB,卜列物理量大小比較的關(guān)系正確是()
AB
A.FA<FBB.PA>PBC.pA>pBD.切割前后A,B對地面的壓強(qiáng)均不變
【答案】C
【解析】物體所受的壓力與受力面積之比叫做壓強(qiáng),壓強(qiáng)用來比較壓力產(chǎn)生的效果,壓強(qiáng)越大,壓力
的作用效果越明顯。壓強(qiáng)的計(jì)算公式是:p=F/S,壓強(qiáng)的單位是帕斯卡,符號是Pa。
【解答】P十—呼,:???P.=93<48向4=ggAB???PA>PM
A、FA=PSA:F”PSB;SA>SM而壓強(qiáng)相等,所以底面積大的,壓力大;FA>FB;故A錯(cuò)誤;
B、沿圖中虛線割去一半,質(zhì)量會減小一半,則壓力減小一半,而接觸面積不變,所以壓強(qiáng)都減小一
半:所以PA>PR:故R錯(cuò)誤:
M?二學(xué)二郎力:Pd=4。84=ggh8???PA>PM故C正確;
D、割去后質(zhì)量減少,則壓力減小,而接觸面積不變;所以壓強(qiáng)也會減?。还蔇錯(cuò)誤;
6.(2020八上?鎮(zhèn)海期中)質(zhì)地均勻的長方體重10N,如圖甲放在桌面上,它與桌面的接觸面積為
O.Olm?則它對桌面的壓強(qiáng)口為Pa;用水平力R向右緩慢推動物體,使其一小部分露出桌面。
在推動物體的過程中,物體對桌面的壓力(選填“變小、不變”或“變大”。下同)。物體
對桌面的壓強(qiáng)________:如圖乙,豎直切除該物體右邊的陰影部分,剩余部分對桌面的壓強(qiáng)
P2pi(選填“>"、"=”或“V”)。
口LTLp
甲乙
【答案】1000:不變;變大;=
【解析】(1)長方體對桌面的壓力等于自身重力,根據(jù)公式P―1計(jì)算壓強(qiáng);
F
(2)根據(jù)壓力和重力的關(guān)系為斷壓力是否改變,再根據(jù)壓強(qiáng)公式P=7$判斷對桌面壓強(qiáng)的變化;
p=W也一四
(3)上下粗細(xì)一致的柱體對地面的壓強(qiáng):S55,據(jù)此比較即可。
Pi*7=三lOOOPe
【解答】(1)長方體對桌面的壓強(qiáng):
(2)在推動物體的過程中,物體對桌面的壓力始終等于自身重力,因此保持不變。但是長方體與桌
P=_
面的接觸面積變小了,根據(jù)公式S可知,物體對桌面的壓強(qiáng)變大了;
(3)根據(jù)公式p=pgh可知,長方體對桌面的壓強(qiáng)只與密度和高度有關(guān),與接觸面積無關(guān),因此剩余
部分對桌面的壓強(qiáng)與原來相等,即P產(chǎn)Pi。
7.(2020?杭州模擬)如圖所示,水平桌面上放有底面積和用量都相同的甲、乙、丙三個(gè)平底容器,
分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。則液體的密度P”P乙,P內(nèi)的大小關(guān)系為________:容
器對桌面的壓強(qiáng)P甲,P乙,P兩大小關(guān)系為________。當(dāng)從三個(gè)容器均倒入相同體積的液體后(未溢出),
液體對容器底的壓力F甲,F(xiàn)乙,F(xiàn)內(nèi)大小關(guān)系為o
VLW
【答案】P里>P乙>P內(nèi);p“,=p乙=p丙;F甲>F乙>尸內(nèi)
P=一
【解析】(1)首先比較三者液體的體積大小,然后根據(jù)公式「比較液體密度的大小;
P=_
(2)容器對桌面的壓力等于桌面上的物體的總重力,根據(jù)公式$比較容器對桌面壓強(qiáng)的大??;
(3)首先根據(jù)\=51!分析倒入相同體積液體后液面升高的高度大小,然后再判斷這時(shí)三個(gè)容器中液面
深度的大小,最后根據(jù)F二pS比較液體對容器底部的壓力大小。
*
P=-
【解答】(1)根據(jù)公式“可知,當(dāng)液體的質(zhì)量相同時(shí),液體密度與體積成反比。根據(jù)圖片可知,
液體的深度相同,三種液體的體積大小依次為V水V/V內(nèi),那么液體密度的大小依次為P甲)P乙〉P囚。
(2)容器對桌面的壓力等于容器的重力和液體重力之和,R|:F=G"G液體,因?yàn)槿萜骱鸵后w重力都相
P=—
等,所以容器對桌面的壓力相等。根據(jù)公式S可知,當(dāng)壓力和受力面積相同時(shí),三個(gè)容器對桌面
的壓強(qiáng)相等,即P產(chǎn)pjp內(nèi)。
(3)當(dāng)三個(gè)容器內(nèi)均倒入相同體積的液體后,液面h升的高度大小依次為△hQZ\h"Z\h內(nèi),而原
來液面的深度相同,根據(jù)hQh4Z\h可知,容筋底部液體的深度大小依次為h現(xiàn)Qh皿5h現(xiàn)內(nèi)。根據(jù)公
式F二pS二P液ghS可知,容器底部受到的壓力F.r>F乙>F內(nèi)o
8.(2020?杭州模擬)工人常月圓形低壓吸盤搬運(yùn)玻璃。圖中E為一圓形吸盤,其直徑為0.2m,ABCD
為一正方形平板玻璃,邊長1m,質(zhì)量為15.7kg,則該玻璃板的重力為No若吸盤能將該平板
玻璃水平吸住并懸空,則吸盤內(nèi)的氣壓至少應(yīng)比外界大氣壓小Pao(g=10N/kg,兀=3.14)
【答案】157:5000
【解析】(1)根據(jù)公式6初8計(jì)算玻璃板的重力;
p=-
(2)首先根據(jù)二力平衡的知識計(jì)算出吸盤內(nèi)外的壓力差,然后根據(jù)公式$計(jì)算內(nèi)外的壓強(qiáng)差。
【解答】(I)該玻璃板的重力為:G=mg=15.7kgX10N/kg=157N:
(2)當(dāng)玻璃板在空中懸停時(shí),它受到的重力和吸盤內(nèi)外的壓力差相互平衡,即F=G二157N;
二=5000戶c
那么吸盤內(nèi)外的氣壓差為:£"4一'
9.(2022?麗水)為研究“影響壓力作用效果的因素”,小科在家中用質(zhì)量可忽略的塑料瓶和海綿
進(jìn)行實(shí)驗(yàn):測得瓶底面積為35厘米2,瓶蓋面積為7厘米,并將瓶子裝滿60()毫升水,依次正放和倒
放于海綿上(如圖)。
(1)本實(shí)驗(yàn)可初步得出:壓力的作用效果與有關(guān);
(2)正放時(shí)水對瓶底的壓強(qiáng)為小,倒放時(shí)水對瓶蓋的壓強(qiáng)為P2。則Pip,(填“大于”、“小
于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放時(shí)對海綿的壓強(qiáng)與正放時(shí)相同,需要從瓶子中倒出亳升水。
【答案】(1)受力面積(2)等于(3)480
【解析】【分析】(1)根據(jù)圖片確定哪個(gè)因素不同即可;
(2)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=P水gh比較水對瓶底和瓶蓋的壓強(qiáng);
(3)根據(jù)壓域相等,結(jié)合壓強(qiáng)公式p二;列出方程計(jì)算即可。
【解答】(1)根據(jù)圖片可知,瓶子的重力相等,即對海綿的壓力相等,瓶蓋和瓶底的面積不同,即
受力面積不同,因此本實(shí)驗(yàn)可得出:壓力的作用效果與受力面積有關(guān)。
(2)根據(jù)圖片可知,瓶子正放和倒放時(shí)水的深度h相等,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=P水gh可知,水對瓶
底的壓強(qiáng)和瓶蓋的壓強(qiáng)相等,即p尸P2。
(3)因?yàn)槠孔诱藕偷狗艜r(shí)的壓強(qiáng)相等,因此p尸必;?=煞
kF:解得:Vw=480mLo
10.(2022?婺城模擬)如圖是用注射器估測大氣
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