中考物理重难点10 压强力学解析版.docx
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中考物理重难点10压强力学解析版
专项三力学
重难点10压强
【知识梳理】
1.压力与重力的区别与联系
物理量
大小
方向
作用点
性质
联系
压力
与重力大小无必然联系
垂直于物体表面,指向被压物体
相互接触的面
弹力
当物体静止在水平地面时,对地面的压力的大小等于物体的重力。
重力
G=mg
竖直向下
重心
引力
2.压强(p):
压力与受力面积的比值。
公式p=
。
p-压强,单位:
帕斯卡(Pa)。
F-压力,单位:
牛顿(N)。
S-受力面积,单位:
平方米(m2)。
这里S,是指相互接触的面积。
压强的其它单位:
1N/m2=1Pa。
1hPa=100Pa。
1kPa=1000Pa。
1MPa=106Pa。
3.增大(减小)压强的途径:
(1)增大压强:
在S一定时,增大压力F;在F一定时,减小S。
或者增大压力的同时,减小受力面积。
(2)减小压强:
在S一定时,减小压力F;在F一定时,增大S。
或者减小压力的同时,增大受力面积。
4.液体压强的特点:
在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小相等;液体内部的压强随深度飞增加而增大。
公式:
p=ρgh。
ρ-液体的密度,单位:
kg/m3。
g-重力常数,等于9.8N/kg(或10N/kg)。
h-深度,单位:
m。
这里的h,深度,是指从自由液面向下的竖直距离,与高度不同。
高度是从液体的底部向上的竖直距离。
在探究实验中,要运用控制变量法和微小压强计。
5.固体和液体压强、压力计算的公式比较
物理量
固体
液体
压力
一般地,F=G=mg
F=pS=ρghS
压强
p=F/S
p=ρgh
6.液体对容器底部的压力与液体的重力的关系
容器形状
压力与重力的关系
F<G
F=G
F>G
7.连通器原理:
连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面相平。
注意:
这里液面相平的条件一是液体要“同种”,二是液体要“静止”。
船闸是连通器的应用之一。
8.液体压强。
注意:
(1)马德堡半球实验是验证大气压存在的经典实验,在1654年,是德国马德堡市市长格里克做的;托里拆利实验是测量大气压大小的实验,在1644年,由意大利科学家托里拆利做的。
(2)气压与海拔高度有关:
海拔越高,气压越低。
(3)气压与天气有关:
当气压降低时,常伴有多云天气。
9.标准大气压(atm):
1标准大气压相当于760mm水银柱产生的压强。
1atm=1.01×105Pa。
10.流体流速与压强的关系。
伯努利原理:
对于流动的液体和气体,在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
飞机的机翼就是依据这个设计的。
【解题思路】
1.计算压强和压力时要注意分清是固体还是液体。
注意受力面积与单位换算。
2.注意有关连通器原理应用的实例和大气压存在的实例的收集整理。
3.在“探究液体压强的实验”中,注意微小压强计的使用方法,先检查气密性,方法:
用手指轻压橡皮膜,U形管中的液面出现高度差,则密度良好;若橡皮膜连接的软管出现漏气,压强计中液面就不会出现高度差。
4.比较液体压力、压强的变化的题目中,要抓住密度和深度这两个因素。
若密度不变,深度增加,液压增大,反之,减小。
若深度不变,密度增大,则液压增大,反之,减小。
【真题再现】
1.(2019山东枣庄)下列现象中,属于减小压强的是( )
A..
蚊子的口器
B.
鳄鱼的牙齿
C.
啄木鸟的尖喙
D..
宽大的滑雪板
【答案】D
【简析】减小压强的方法:
在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积。
宽大的滑雪板,增大了受力面积,减小了压强,符合题意。
2.(2019山东烟台)连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示的实例中不是利用连通器原理工作的是()
A.茶壶
B.锅炉水位计
C.船闸
D.拦河大坝
【答案】D
【简析】连通器的结构特点是:
上端开口,下端连通。
这里拦河大坝,下端没有连通,不是连通器。
它运用了液体压强随深度增加而增大的知识,做成上窄下宽。
3.(2019山东威海)关于物理知识在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A.拦河坝下宽上窄,是为了减小水对坝体的压强
B.鞋底有花纹,是为了增大摩擦
C.乘车时系安全带,是为了减小人的惯性
D.铁轨铺在枕木上,是为了减小对路基的压力
【答案】B
【简析】液体内部的压强随深度的增加而增大,拦河坝上窄下宽就是是因为下部受到水的压强大,要增大厚度承受更大的压强,A错。
鞋底有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,B正确。
惯性大小只跟物体的质量大小有关,系安全带不能改变人的质量大小,所以无法减小人的惯性;而是为了防止惯性带来的危害,C错。
铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对路基的压强,D错。
4.(2019山东烟台)如图所示,小红手撑雨伞走在路上,一阵大风吹来,伞面被“吸”,将发生严重变形。
下列判断推理及其解释,正确的是()
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
B.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速小于下方
【答案】C
【简析】伯努利原理告诉我们:
对于流动的液体和气体,在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
这里流过伞面上方的气流速度大于下端(相同时间内,气流在伞面上通过的路程比伞下长)所以伞面被向上“吸”,C正确。
5.(2019山东东营)生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法正确的是()
①用细线容易分割熟鸡蛋属于增大压强
②堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
③软包装饮料的吸管下端被削得很尖是为了减小压强
④教室的门窗打开时,“过堂风”会把门关闭是由于空气流速变大,压强变小
A.①②③B.①③④C.②③④D.①②④
【答案】D
【简析】①细线分割熟鸡蛋时,由于受力面积小,在用力大小不变时,增大了压强,正确。
②堵住茶壶盖的小孔,茶壶不再是一个连通器,壶口在大气压作用下,水流不出来,是由于大气压强的作用,正确。
③软包装饮料的吸管下端被削得很尖,减小了受力面积,增大了压强,不是减小压强,错误。
④教室的门窗打开时,空气流速变大,根据伯努利原理,在流速大的地方压强小,正确。
所以①②④正确,选D。
6.(2019山东烟台)1648年,法国物理学家帕斯卡用一个装满水的密闭木桶,在桶盖上插了一根细长的管子,向细管子里灌水,结果只加了几杯水,就把木桶压裂了(如图)。
这个实验说明了()
A.液体压强与水的深度有关B.液体压强与管的粗细有关
C.液体压强与水的密度有关D.液体压强与水的质量有关
【答案】A
【简析】液体压强大小与液体的密度和深度有关。
这里都是水,密度没有变,改变的是管子的长度,所以是探究的液体压强与水的深度有关。
7.(2019上海市)如图所示,均匀长方体甲、乙放在水平地面上,甲、乙的底面积分别为S、S'(S>S'),此时它们对地面的压强相等。
现将甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S'、S,关于此时甲、乙对地面的压强p甲、p乙和对地面的压强变化△p甲、△p乙的大小关系,下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙,△p甲>△p乙B.p甲<p乙,△p甲<△p乙
C.p甲>p乙,△p甲>△p乙D.p甲>p乙,△p甲<△p乙
【答案】C
【简析】
(1)甲、乙的底面积分别为S、S'(S>S'),甲乙压强相等,根据F=pS可知F甲大于F乙,即G甲大于G乙。
甲乙是长方体,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S'、S,甲的受力面积减小,甲对水平地面的压力不变,甲对水平地面的压强增大,乙的受力面积增大;乙对水平地面的压力不变,乙对水平地面的压强减小,由于原来甲乙对水平地面的压强相等,所以旋转后p甲大于p乙,即甲>p乙。
(2)△p=p﹣p'=
﹣
=
因为面积变化相同,F甲大于F乙,所以△p甲大于△p乙,即△p甲>△p乙。
8.(2019山东泰安)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中( )
①F1>F2②ρ1>ρ2
③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A.只有②③正确B.只有①②正确
C.只有③④正确D.只有①③④正确
【答案】A
【简析】①因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和都等于自身的重力,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力相等(2小球相同),即F1=F2,①错。
②由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,ρ1>ρ球,ρ2=ρ球.所以ρ1>ρ2,②正确。
③两杯中液面相平,h1=h2,ρ1>ρ2,由p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:
p1>p2,③正确。
④由于两球漂浮或悬浮,排开液体的重力等于球的重力,则两种情况下容器内的总重力等于等高的液体产生的压力,所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积,且ρ1>ρ2,由G=mg=ρVg可知,G甲液较大,G甲杯、G乙杯,所以甲杯对桌面的压力F甲=G甲液+G甲杯大于F乙=G乙液+G乙杯,④错。
所以只有②③正确。
9.(2019山东聊城)A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:
ρB=8:
1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
A.F甲:
F乙=1:
1,p甲:
p乙=1:
2
B.F甲:
F乙=1:
1,p甲:
p乙=1:
4
C.F甲:
F乙=1:
2,p甲:
p乙=2:
1
D.F甲:
F乙=8:
1,p甲:
p乙=1:
8
【答案】B
【简析】
(1)若按(甲)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F甲=GA+GB,
若按(乙)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F乙=GA+GB,故F甲:
F乙=1:
1;
(2)由ρ=
,ρA:
ρB=8:
1,mA:
mB=1:
1,可得,
=
,则边长之比为
,则面积之比为
,因为F甲:
F乙=1:
1,所以按(甲)、(乙)两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是p甲:
p乙=1:
4。
10.(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.
【答案】600小3×10-2
【简析】人自然站立在水平地面上,对地面压力F=G=600N.双脚站立时的受力面积大于行走时(单脚着地)的受力面积,压力相同,所以双脚站立对地面的压强比行走时压强要小。
S=F/p=600N/2×104Pa=3×10-2m2.
11.(2019昆明)为解决山区缺水问题,一些农户修建了水窖,在雨季将雨水收集到水窖中,以备干早季节使用。
小明家也修建了这样一个水窖,形状如图所示。
为便于观察储水愔况,小明在水窖底部安装了一个压力传感器,压力大小在显示屏上显示。
压力大表示水窖中的水较________。
用水过程中发现,虽然每天用水量基本相同,但每天压力大小下降却不相同,而且随着储水盘的减少,下降得越来越快,出现该现象的原因是_______________________。
【答案】深用水量相同,体积相同时,底面积越来变小.高度变化越来越大
【简析】由F=pS=ρghS可知:
在ρ、S不变时,压力越大,h越大,即水越深。
由图可知,容器上大下小,在用水量相同时,水的体积不变,底面积s越来越小,由h=v/s可知h的变化越来越大。
12.(2019山东枣庄)当风沿着窗外的墙顶吹时口悬挂的窗帘会飘向窗外,这是因为窗外空气的流速
室内空气的流速,窗外空气的压强 室内空气的压强(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】大于小于
【简析】风沿着窗外的墙顶吹时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗外空气的流速大于室内空气的流速,窗外空气的压强小于室内空气的压强,在内外压强差的作用下,窗帘被压向窗户外面。
13.(2019山东威海)世界上第一个温度计是由伽利略发明的,其原理如图所示,中空玻璃管与玻璃泡相连,玻璃管中水柱上方密封部分空气,用玻璃泡测量物体的温度。
当大气压不变,被测物体温度升高时,水柱会 。
当被测物体温度不变、大气压变小时,水柱会 。
(两空均选填“上升”“下降”或“不变”)
【答案】下降下降
【简析】
(1)当外界气温上升时,球形容器内的气体受热膨胀,由于密闭,所以压强增大,使管内的液面下降。
(2)当温度不变,外界大气压变小,玻璃管内的气体由于被封闭,气压不变;所以玻璃泡内外气压变小,能够支撑的水柱高度变低,水柱下降。
14.(2019宁夏)小明同学在研究液体内部压强的规律时,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了如图9所示液体压强随深度变化的图像。
则甲、乙两种液体的密度的关系是ρ甲________ρ乙(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】大于
【简析】由p=ρgh,可知,当h1=h2=h0时,p1>p2,所以ρ1>ρ2。
15.(2019山东菏泽)小明用微小压强计探究“液体内部压强的特点”时的实验情形,如图所示。
(1)小明安装好实验仪器后,发现U型管两侧的液面不相平,如图A所示,实验前需要将U型管两侧液面调整相平,方法是_________。
(2)小明调整好仪器,将探头放入水中同一深度并多次调整探头方向,如图B、C、D所示,其探究的问题是_________。
(3)根据C、E两个图中的现象可以看出:
_________。
【答案】
(1)重新安装
(2)同种液体,在同一深度,液体内部向各个方向的压强均相等;(3)同种液体,液体压强随深度的增加而增加。
【简析】
(1)漏气是造成按压橡皮膜时,液柱的高度不变的原因。
实验前需要将U型管两侧液面调整相平,方法是重新安装。
(2)由图b、c、d所示现象知,压强计的探头处于同种液体的同一深度,但朝向不同,而形U管压强计两管液面高度差相等.这里变化的是方向,所以故探究的问题是:
同种液体,在同一深度,液体内部向各个方向的压强的大小关系。
(3)液体密度相同,改变压强计的探头在水中的深度,根据c、e两个图中的现象可知液体内部压强与深度是:
同种液体,液体压强随深度的增加而增加。
16.(2019上海市)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。
容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。
①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。
②求容器甲中水对容器底部的压强p水。
③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196帕,求液体乙的密度ρ液。
【答案】①甲容器中水的体积为2×10﹣3m3②容器甲中水对容器底部的压强为784pa③液体乙的密度为800kg/m3
【简析】①容器中甲水的体积为:
V水=
=
=2×10﹣3m3;②容器甲中水对容器底部的压强:
p水=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.08m=784pa。
③当容器甲内加水至于容器乙相平时,设此时水深为h1,此时水对容器底部的压强:
p1=p水+△p=784pa+196pa=980pa;由p=ρgh可得此时水的深度:
h1=
=
=0.1m;由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:
p乙=p水=784pa;由p=ρgh可得,液体乙的密度:
ρ乙=
=
=800kg/m3。
17.(2019山东聊城)如图所示,一容器放在水平桌上容器内装有0.2m深的水,(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)水对容器底的压强;
(2)如果将体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3的木块放入水中,待木块静止后,浸在水中的体积有多大?
(3)取出木块,再将体积为100cm3,重1.8N的一块固体放入水中,当固体浸没在水中静止时,容器底部对它的支持力有多大?
【答案】
(1)水对容器底的压强为2000Pa
(2)木块静止后,浸在水中的体积为1.6×10﹣4m3(3)当固体浸没在水中静止时,容器底部对它的支持力为0.8N
【简析】
(1)容器底部受到的水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)木块的质量:
m木=ρ木V木=0.8×103kg/m3×200×10﹣6m3=0.16kg,木块所受重力:
G木=m木g=0.16kg×10N/kg=1.6N,因为ρ木<ρ水,所以,木块在水中静止后处于漂浮状态,F浮=G木=1.6N,由F浮=ρ液gV排可得排开水的体积(浸在水中的体积):
V排=
=
=1.6×10﹣4m3。
(3)当固体浸没在水中时,其排开水的体积:
V排′=V固体=100cm3=1×10﹣4m3,则固体受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N<1.8N,即:
F浮′<G固体,所以固体在水中静止时沉在容器底部,则容器底部对它的支持力:
F支=G﹣F浮′=1.8N﹣1N=0.8N。
【原创预测】
18.如下图是客车上的安全锤,在遇到危险,需要破窗逃生时,我们要用端用力敲击四角的玻璃,才能敲碎玻璃快速逃生。
这是因为用力相同时,越小,压力的作用效果越明显,越易使玻璃破碎。
【答案】尖受力面积
【简析】安全锤一端尖,一端平,逃生时,要敲碎玻璃,应该使用尖端去敲击。
这样,在用力相同时,对玻璃的压强变大,更容易使玻璃破碎。
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