第17课时 压强.docx
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第17课时压强
第17课时 压强
一、压强
1.压力:
__________作用在物体表面上的力。
压力与重力的区别:
压力是由物体表面之间的相互挤压产生的,重力是由于地球的吸引而产生的;压力作用于被压物体的表面,重力作用在物体的重心;压力的方向垂直于受压面,而重力的方向总是竖直向下。
2.压强的概念:
压强是指物体单位面积上受到的压力。
压强反映了压力的__________。
3.压强的单位:
____________,简称帕,符号为Pa。
4.压强的公式:
___________
1.减小压强
2.增大压强
1.定义公式:
p=F/S
运用公式计算压强时的注意点:
①压强的大小是由压力和受力面积共同决定的。
受力面积一定时,压强与压力成正比;压力一定时,压强与受力面积成反比。
②受力面积不是指物体的表面积,而是指施力物体与受力物体直接接触的那部分面积。
③此公式适用于固、液、气体的压强的计算。
2.根据上述公式可推导出:
F=________;S=________。
1.(2019·杭州)双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为( )
A.1250帕B.2500帕C.5000帕D.12500帕
2.(2018·杭州)如图,质量分布均匀的长方体重物A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB,且SA>SB,将它们放在水平面上,它们对地面的压强相等。
现水平割去上半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为pA和pB,对地面的压力分别为FA和FB,下列物理量大小比较的关系正确的是( )
A.FA<FB
B.pA>pB
C.ρA>ρB
D.切割前后A、B对地面的压强均不变
二、液体压强
液体由于受重力作用,且具有___________,所以不仅对容器__________有压强,对容器__________也有压强,而且液体___________对容器内的各个方向都有压强。
液体的压强随__深度__的增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强大小_________;深度相同时,液体的___________越大,压强越大。
流体压强与流速的关系:
在气体和液体中,流速___________的位置,压强越小。
1.飞机机翼:
上表面气流流速________、压力________;而下表面气流流速慢,压力较大。
因此,产生了上下压力差。
2.车站安全线:
火车高速行驶时,火车周围空气流速快,压强小。
如果人靠近火车,身后的大气压会将人压入,发生危险。
故火车行驶时,禁止人进入安全线以内的区域。
3.(2018·湖州)下列4幅图所呈现的情景中,主要利用了流体力学中“流速越大,压强越小”这一原理的是( )
4.(2019·杭州)现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。
描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。
(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸,随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动到如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是___________(填“凸面”、“凹面”或“平面”),试说明理由:
______________________________。
三、大气压
1.大气对处于其中的物体产生压强,这个压强叫大气压。
2.大气压的存在:
___________实验证明了大气压的存在而且很大。
用吸管吸饮料、塑料挂钩的吸盘、覆杯实验等等,都能证明大气压的存在。
标准大气压:
________________帕=760毫米汞柱。
1.大气压的大小随海拔高度的增大而减小。
2.晴天的气压比阴雨天的气压________。
3.液体的沸点会随着气压的增大而升高,随气压的__________而下降。
4.大气压的日常应用:
真空压缩保存袋、吸尘器、离心式水泵、拔火罐等。
5.(2019·湖州)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
(2019·温州)小明制作了一个如图所示的简易气压计。
将橡皮膜平铺在敞口容器上,并用胶带绑紧。
检查气密性后,将吸管的A端粘在橡皮膜中心,B端靠近卡纸上的M处。
外界气压的变化会引起橡皮膜凹凸程度的变化,从而使吸管绕O点转动,指示气压大小变化。
(外界气温的变化对容器内气压的影响极小)
(1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到__________,则气密性不好。
(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端的指向从M处变为N处。
则甲、乙两地气压较大的是________。
(2019·黄石)如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙D.m甲>m乙=m丙
如图,在水平桌面上竖立着三个柱状物甲、乙、丙,它们的高度均为h,均为实心匀质,甲、乙、丙的底面分别是半径为R的圆面、边长为a的正方形、半径为r的圆面。
已知:
2R>a>2r,它们对桌面的压强p甲=p乙=p丙,则甲、乙、丙材料的密度比较,正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.ρ甲=ρ乙>ρ丙
C.ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.ρ甲=ρ乙=ρ丙
如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
(2018·宁波)小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:
儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞,因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。
为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10-4m3/s,则通气孔的面积至少为________mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要________N的力才能将笔帽取出。
(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:
急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物,被称为“生命的拥抱”。
此方法应用的科学原理是:
一定质量的气体体积___________时,压强增大。
(2019·北京)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒精,液面高度如图所示。
甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1′和F1′,乙容器对桌面的压强和压力分别为p2′和F2′,已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是( )
A.p1<p2、F1<F2B.p1<p2、F1=F2
C.p1′=p2′、F1′=F2′D.p1′>p2′,F1′>F2′
(2018·邵阳)如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大B.乙大
C.一样大D.无法确定
物理老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:
图甲所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。
老师将抽气机与C管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p-t图像如图乙所示。
则下列描述正确的是( )
A.抽气过程中,三节管中的气体流速相同
B.实验室的大气压为101.0kPa
C.0~4s,C管中的气体压强变化最大
D.图像③是A管中的气体压强随时间变化的图像
4.(2019·赤峰)如图所示,草原犬鼠的洞穴有两个洞口,A口在平地上,B口在凸起的小土包上。
当微风从左向右掠过地面的时候,就会有气流在洞穴内流动,让闷热的洞穴变成凉爽的“空调房”。
洞穴内能形成气流,是因为B口上方比A口上方( )
A.风速大,气压大B.风速大,气压小
C.风速小,气压大D.风速小,气压小
【提醒】当固体为柱体时,固体压强可用p=ρgh来进行计算。
边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为__________Pa;如图所示,若沿水平方向裁下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为________cm。
(2019·金华、义乌、丽水)小丽要外出旅游,为防止阳台上的盆栽植物缺水,制作出一个自动浇花装置。
她
在瓶底与瓶盖上各开了一个小孔,瓶内装水(如图甲)。
发现水从瓶盖小孔快速流出,不能实现长期自动供水。
如何才能实现长期自动供水呢?
小丽和拓展组的同学进行了如下研究。
【实验研究】
只在瓶盖上开一个小孔,装入4/5的水,留下1/5的空气,瓶子倒放(如图乙)。
在20℃的恒温室内,用40℃的湿毛巾,包裹在瓶子有气体的部位,观察记录1小时内发生的现象。
【实验记录】
开始时,小孔只滴水(如图丙);一段时间后停止滴水,没有气泡进入;然后小孔只进气泡、不滴水(如图丁);最后既不滴水也不进气泡。
测出有关科学量,并绘制成图(如图戊)。
换用25℃、30℃、35℃、45℃的湿毛巾,重复实验,均产生类似现象。
【实验分析】
(1)瓶子倒置后,瓶内液体对瓶盖存在___________。
(2)瓶子内气体吸收毛巾上的热量后温度会升高,一段时间后逐渐恢复至室温。
结合装置滴水的原理以及戊中曲线的变化规律,分析A、B、C、D四点,其中________点瓶内气体温度最高。
【实验预测】
(3)若用低于环境温度的湿毛巾包在乙瓶子外部,1小时内可观察到的现象是________________________________________________________________________。
【实践应用】
(4)小丽和拓展小组同学终于制成了一个自动浇花装置。
结合一天中气温变化的大致规律分析,该装置一天中供水的情况是______________________________________________。
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第1题图
1.(2019·怀化)如图所示,在两张纸的中间用力向下吹气,纸会向中间靠拢。
下列现象具有上述现象所揭示的科学道理的是( )
A.壁虎紧贴墙面向上爬行
B.用吸管把饮料吸进嘴里
C.抽水机把水从低处抽往高处
D.大风把茅草屋顶掀翻
第2题图
2.(2019·盐城)如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。
水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( )
A.pA<pB=pCB.pA=pC>pB
C.pA>pB=pCD.pA=pC<pB
3.(2019·河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙D.F甲>F乙,p甲>p乙
第3题图
第4题图
4.如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体。
在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等,则烧杯甲、乙对桌面的压强p甲、p乙大小关系为( )
A.p甲<p乙B.p甲>p乙
C.p甲=p乙D.条件不足,无法判断
第5题图
5.甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系如图所示。
在水平桌面上竖直放置着由甲、乙两种物质分别制成的相同高度的实心圆柱体,质量之比是1∶5。
那么甲、乙两圆柱体对桌面产生的压强之比是( )
A.1∶3B.3∶1C.1∶5D.5∶1
第6题图
(2019·重庆)如图,将圆柱体甲、乙放在水平面上,已知ρ甲>ρ乙。
若沿水平方向切除相同的高度Δh,则下列图像中能正确表示余下部分对地面的压强p′与切去部分高度Δh的关系是( )
7.(2019·徐州)一位同学体重为600N,自然站立在水平地面上,对地面压力为________N,双脚站立对地面的压强比行走时________;某沼泽地能承受的压强为2×104Pa,这位同学与沼泽地的接触面积至少为________m2,才不会陷入沼泽地。
第8题图
8.(2018·威海)如图是我国战国时期的青铜汲酒器示意图,长柄上端与球形底部各开一小孔a、b。
当汲酒器内充满酒水,向上提升长柄取酒时,应使开口a___________(填“闭合”或“打开”),酒水不流出是由于___________的作用。
(2018·温州)飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关?
为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行如下实验。
第9题图
①闭合电风扇的开关,调节档位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。
重复5次实验并计算升力平均值。
②改变迎角大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤①。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。
(1)本实验得出的结论是____________________________________________。
(2)小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”。
利用现有器材,如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度?
_________________________________________________。
(3)资料显示:
本实验结论与实际相符,且飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大。
若某飞机以500千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,而以800千米/时做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°)。
请比较θ1、θ2的大小关系:
__________。
第10题图
10.(2019·福建)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。
杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图像如图。
饮料出口的横截面积S1=0.8cm2,饮料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面积S2=30cm2,g取10N/kg。
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
参考答案
课前预热
考点1 1.垂直 2.作用效果 3.帕斯卡
4.p=F/S
考点2 1.增大 2.减小
考点3 2.pS F/p
【考点真题】1.D 2.C
考点4 流动性 底部 侧壁 内部
考点5 深度 相等 密度
考点6 越大
考点7 1.快 较小
【考点真题】3.B 4.
(1)变大
(2)变小 (3)平面 当液面相平时,橡皮膜内外水压相同,上下两方液体的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平
考点8 2.马德堡半球
考点9 1.01×105
考点10 2.高 3.减小
【考点真题】5.D 6.
(1)橡皮膜边缘有气泡冒出
(2)乙
课堂突破
例1 A 例2 D 例3 C 例4 D 例5 5×103 8 例6
(1)压强(或压力)
(2)B (3)瓶内先进气泡,然后向外滴水 (4)一天中气温升高时,装置向外滴水,气温下降或不变时,不向外滴水
【变式拓展】
1.D 2.
(1)6.8
(2)1.1 (3)减小 3.A 4.B
校内作业
1.D 2.D 3.A 4.A 5.B 6.D
7.600 小 0.03
8.闭合 大气压
9.
(1)飞机以一定的速度飞行时,迎角从0°到20°,随着迎角的增大,飞机所受升力先增大后减小,15°附近时达到最大
(2)改变电风扇的档位来改变风速大小(改变电风扇与飞机模型的距离) (3)θ1>θ2
10.
(1)由图可知空杯对杯座的压力:
F0=0.9N;装满饮料时,杯对杯座的压力:
F1=4.5N;因杯子为平底薄壁直圆筒状,所以杯底受到饮料的压力:
F=F1-F0=4.5N-0.9N=3.6N。
(2)饮料的质量:
m=
=
=
=0.36kg;杯中饮料的体积:
V=S2H=30cm2×10cm=300cm3=3×10-4m3;则饮料的密度:
ρ=
=
=1.2×103kg/m3;(3)饮料持续流入空杯5s,则流入杯中饮料的质量:
m1=ρS1vt=1.2×103kg/m3×0.8×10-4m2×0.5m/s×5s=0.24kg;此时饮料对杯底的压力:
F2=m1g=0.24kg×10N/kg=2.4N,此时杯对杯座的压强:
p=
=
=1.1×103Pa。
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