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初中物理压强液体压强大气压强可作为竞赛培优资料
第十讲压强
【考点梳理】
1.压力
(1)定义:
垂直压在物体表面上的力叫,压力产生的条件:
。
压力的作用点:
,压力的方向:
。
(2)压力与重力区别与联系:
重力
压力
区别
产生原因
由于的吸引而使物体受到的力
互相的两个物体由于而产生的力
方向
作用点
联系
压力有时跟重力有关,但有时跟重力无关
(3)压力的作用效果
①实验猜想:
物理研究方法:
器材:
②效果由和共同决定的。
2.压强
(1)定义:
物体上受到的叫压强,用符号表示。
压强是描述的物理量。
(2)压强的定义式:
变形式:
,。
(3)压强的单位:
,用符号表示,1帕=牛/米2。
注意:
①在套用公式及变形式进行计算时,压力、受力面积和压强要相对应,压力的单位及受力面积的单位要统一为“N”和“m2”。
②受力面积指物体间相互挤压时的接触面积,不一定等于支持面的面积。
3.增大和减小压强的方法
增大压强的方法:
在受力面积一定时,增大;在压力一定时,减小;
或增大压力的同时减小受力面积。
例如:
压路机的轮子一般做得很重,锋利的刀口容易切东西等。
减小压强的方法:
在受力面积一定时,减小;在压力一定时,增大。
或减小压力的同时增大受力面积。
例如:
坦克上的履带,沙漠中的越野车有非常宽大的轮子
4.柱体压强公式
推导:
设柱体的高为h,密度为ρ,底面积为S,该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强为p=_______________________。
(写出推导过程)
特别要留意公式的使用条件:
(1)密度均匀,形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体)
(2)物体被放在水平面上,且物体的底面积就是受力面积
(3)水平面受到的压力是由物体所受的重力产生的作用(F大小=G大小)。
5.对固体产生的压强、压力计算,一般先由F=求出压力,然后再根据P=求出压强的大小。
【课堂探究考点突破】
考点一:
压力、探究影响压力的作用效果
【例1】关于压力,下面说法正确的是:
()
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的大小等于物体所受的重力
C.压力的作用点在受压物体上
D.静止在水平面上的物体,压力和重力大小相等、方向相同,故压力就是重力
【练1-1】小吉同学为了探究“放在斜面上的物体对斜面的压力跟斜面倾斜程度的关系”,进行了实验,步骤如下:
①用双面胶将一个200克的钩码固定在1米长的塑料直尺的中间,将直尺的一头固定在桌子的一端,如图甲所示
②缓缓抬起右端,让直尺与水平方向有一定的夹角,如图乙
③继续抬高右端,增大直尺与水平方向的夹角,如图丙
(1)该实验中,小吉是通过来判断物体对斜面压力的大小
(2)分析三次实验的现象,可以得出的结论是。
【练1-2】已知木块重力为G,所受作用力F,问在图中支持面MN所受压力各为多大?
【练1-3】科学实验小组在探究压力的作用效果跟什么因素有关时,用早餐奶(图甲)按图乙、丙、丁三种情况放在泡沫塑料上,分别进行探究实验。
(1)通过对乙、丙、丁三次实验结果进行比较,得出压力作用效果跟有关。
(2)这种探究方法在物理学中叫。
(3)如果在实验中没有泡沫塑料,可选择现实生活中来代替。
考点二:
压强
【例2】如图所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压强()
A.平放时最大
B.立放时最大
C.侧放时最大
D.平放、立放、侧放时,一样大
【练2-1】一个铁锭如图(a)放置在水平地面上时,对地面产生的压力和压强分别是F1和P1;当如右图(b)放置在水平地面上时,对地面产生的压力和压强分别是F2和P2,那么()
A.F1=F2,Pl=P2
B.Fl=F2,P1 C.Fl>F2,P1=P2 D.F1 【练2-2】如图所示,a、b是两个不同的实心圆柱体,其中的a高度小于b,a的底面积大于b,而他们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是() A.因为a的高度比较小,所以a的密度大 B.因为a的质量比较大,所以a的密度大 C.因为a的底面比较大,所以a的密度小 D.因为a的体积比较大,所以a的密度小 【例3】如图所示的四个实例中,为了增大压强的是() 【练3-1】右图中的推土机有宽大的履带和锋利的土铲,下列说法正确的是() A.宽大的履带是为了减小压力 B.宽大的履带是为了增大压强 C.锋利的土铲是为了减小压力 D.锋利的土铲是为了增大压强 【例4】置于水平地面上的石柱,高为1.4m,横截面积为0.25m2,质量为1500kg,g取10N/kg。 求: (1)石柱的重力; (2)石柱的密度;(3)石柱对水平地面的压强。 【练4-1】如右图所示,小灰灰在滑冰场上快速滑行,在10s内滑行80m,她和冰刀的总质量为40kg,已知每只冰刀与冰面的接触面积为15cm2。 问: (g取10N/kg) (1)小灰灰受到的重力是多大? (2)小灰灰滑行的平均速度是多大? (3)小灰灰在单脚滑行时对冰面的压强是多大? 当小灰灰双脚站立时,她对冰面的压强怎样变化,简要说明理由。 考点三: 压强比例计算 【例5】一根筷子竖立在水平面上,对桌面的压力是F,压强为P,当把一双同样的筷子扎在一起竖立在水平桌面上时,对桌面的压力和压强分别是() A.2F,2PB.2F,PC.F/2,P/2D.F,P 【练5-1】若压力为F,横截面积为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 【练5-2】同种物质制成的甲、乙两实心体,质量之比为2: 1,它们的密度之比() A.2: 1B.1: 2C.1: 1D.无法判断 【练5-3】如图是小强同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。 如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,把它们放在水平面上,则根据图象可知,甲、乙两物体对水平面的压强之比为() A. B. C. D. A组基础拔高训练 1.下列现象中哪一个起到了增大压强的作用() A.铁轨铺在一根根的路枕上B.推土机具有宽大的履带 C.斧头、剪刀等用过一段时间就要磨一磨D.背书包要用扁而宽的带,而不用细绳 2.下列实例中,为了减小压强的是() A.注射器的针头很尖B.压路机上的碾子很重 C.载重汽车的车轮很宽D.滑冰鞋上的冰刀很薄 3.练太极拳是很好的强身健体运动,常常在平整松软的土地上练习,当他单脚站立时,在地面上留下了一个凹陷的鞋印,图甲姿势换成图乙姿势时,人对水平地面的() A.压力变大,压强不变,甲凹陷的深度等于乙鞋印凹陷的深度 B.压力变大,压强变大,乙凹陷的深度大于甲鞋印凹陷的深度 C.压力不变,压强变大,乙凹陷的深度大于甲鞋印凹陷的深度 D.压力不变,压强变小,甲凹陷的深度大于乙鞋印凹陷的深度 4.小吉同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如左下图甲、乙所示的实验。 (1)实验能够得到的结论是。 ()若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应再做图(填“丙”或“丁”)所示实验。 5. 如下图所示,A为边长0.1m的正方体,重5N,B为粗糙水平面,F为竖直作用在A上的力,大小为6N,则图甲中B所受压力为_______牛,受到的压强是_________Pa,图乙中B所受压力为_______牛,受到的压强为_________Pa。 6.A、B两正方体实心金属块放在水平地面上,它们的边长之比为1∶3,对地面的压强之比为2∶3,则两金属的密度之比是() A.4: 9B.9: 4C.1: 2D.2: 1 7.甲、乙两个正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,甲、乙密度之比是1∶2,则甲、乙的底面积之比是() A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1 8.质量相同的三个正方体块,A为铜块,B为铁块,C为铝块,(ρ铜>ρ铁>ρ铝)把它们放在水平桌面上,对桌面的压强() A. B. C. D.无法判断 9.A、B两个均匀实心立方体,自由放置在水平桌面上,其底面积之比为 ,它们对桌面的压强之比 ,则A、B两立方体重力之比 是: () A.2∶1 B.1∶2C.1∶8D.8∶1 10.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平桌面上,他们对桌面的压强相等,甲、乙两个正方体的边长之比为6: 5,若在两个正方体的上部沿水平方向都截去甲边长的1/3,则甲、乙两个正方体剩余部分对水平地面的压强之比为() A.6: 5B.5: 6 C.10: 9D.9: 10 11.把同种材料制成的甲、乙两个正立方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为 和 。 如图所示,把甲放在乙的上面,则乙对桌面的压强为() A. B. C. D. 12.已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1: 3,高度之比为2: 3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为 和 ,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(如图甲所示),B对地面的压强为 ,若把B叠放在A上面(如图乙所示),B对A的压强为 。 若 ,则 为() A.3: 2B.1: 3 C.2: 5D.9: 4 13.如图甲所示为一辆在田地里使用的农用四轮拖拉机,它的前轮是导向轮,后轮是驱动轮,拖拉机在工作时一般后面挂有拖车或耕地设备等。 图乙所示为一辆在仓库、机场、车站等地方常见的搬运货物的叉车,它的前轮是驱动轮,后轮是导向轮。 请分别解释为什么拖拉机的前轮窄小、后轮宽大得多,而叉车的前轮宽大、后轮窄小? 13.如图所示的平底玻璃杯中装有0.8kg的水,杯内水的深度为20cm。 玻璃杯内底面积为 ,玻璃杯外底面积为 ,平底玻璃杯重为4N。 水平放置于 的水平桌面中央(g取10N/kg) 求: 装有水的玻璃杯对水平桌面的压强。 B组能力提升 1.如图所示图钉尖的面积是5×10-8m2,图钉帽的面积是1×10-4m2,松木能承受的最大压强是5×106Pa.以下说法正确的是() A.手指至少要用500N的力,图钉尖才能进入松木 B.手指至少要用0.25N的力,图钉尖才能进入松木 C.图钉静止时,它受到水平向左的力大于水平向右的力 D.图钉静止时,它受到水平向左的力小于水平向右的力 2.如图所示,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A.B放在水平地面上。 已知它们的密度之比ρA: ρB=1: 2,对地面的压强之比PA: PB=1: 3.则() A.它们的高度之比hA: hB=2: 3B.它们的高度之比hA: hB=3: 4 C.它们的质量之比mA: mB=2: 3D.它们的质量之比mA: mB=1: 3 3.如图所示,质地均匀的实心圆柱体A.B叠放在水平地面上,已知他们的密 度之比ρA: ρB=1: 3,底面积之比SA: SB=4: 3,A对B的压强和B对地面的 压强之比PA: PB=1: 2,则他们的高度之比hA: hB为() A.9: 4B.3: 2C.3: 1D.9: 2 4.甲、乙两个实心正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等,且ρ甲>ρ乙。 若在它们上部沿水平方向分别切去相同体积,则它们对地面压强变化量Δp甲、Δp乙的大小关系() A.Δp甲>Δp乙B.Δp甲=Δp乙 C.Δp甲<Δp乙D.都有可能 5.如图所示,A、B两长方体置于水平地面上(已知mA<mB、SA>SB、hA=hB),将两物体水平截去相同高度,剩余部分对地面的压强pA、pB和压力FA、FB的关系为() A.pA<pB,FA=FBB.pA<pB,FA<FB C.pA>pB,FA=FBD.pA>pB,FA>FB 6.甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等,已知ρ甲>ρ乙>ρ丙。 若在甲、乙、丙三个正方体的中央分别施加一个沿竖直方向的同方向的力(所施加力的大小小于正方体的重力),使三个正方体对水平地面的压强仍大小相等,则所施加的力的大小() A.一定是F甲<F乙<F丙B.一定是F甲=F乙=F丙 C.可能是F甲>F乙>F丙D.以上情况都有可能 7.如图所示,圆柱体A和圆柱体B放在水平地面上。 圆柱体A对地面的压强为рA,圆柱体B对地面的压强为рB。 圆柱体A的密度为ρA,圆柱体B的密度为ρB。 圆柱体A的底面积为SA,圆柱体B的底面积为SB。 圆柱体A的质量为mA,圆柱体B的质量为mB。 圆柱体A的高度为hA,圆柱体B的高度为hB。 已知: рA: рB=6: 5;ρA: ρB=4: 5;SA: SB=5: 8。 则下列计算结果正确的是() A.两圆柱体的质量之比是mA: mB=4: 3 B.两圆柱体的高度之比是hA: hB=2: 3 C.如果将圆柱体A水平切去1/4hA,则两圆柱体对地面压强相等 D.如果从两个圆柱体上部各水平切去2/3mA.圆柱体A对地面的压强为рA´,圆柱体B对地面的压强为рB´.则рA´: рB´=4: 5 8.如图所示,甲、乙两个实心正方体对水平面的压强相同,边长a甲=2a乙.如果沿竖直方向将甲、乙分别切去厚度为各自边长1/4的部分,然后将甲切去部分叠放在乙的剩余部分上,将乙切去部分叠放在甲的剩余部分上,此时甲对水平面的压强p甲,乙对水平面的压强p乙,甲对水平面的压力F甲,乙对水平面的压力F乙,下列判断正确的是() A.p甲>p乙B.p甲<p乙 A.F甲<F乙D.F甲=F乙 9.甲、乙两个圆柱体(ρ甲<ρ乙)分别置于水平地面上,它们的底面积分别为S甲和S乙,高度分别为h甲和h乙.若均沿水平方向将两圆柱体截去相等的质量,使剩余部分对地面的压强p甲>p乙,则甲、乙两个圆柱体被截去前的情况可能是图中的() 10.如图所示,A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强为p1,若取走A,B对地面的压强为p2,已知p1: p2=3: 2,若A、B的边长之比为LA: LB=2: 3,则下列说法正确的是() A.A、B的体积之比VA: VB=8: 27B.A、B的密度之比ρA: ρB=9: 4 C.A、B的质量之比mA: mB=1: 2D.A、B的物重之比GA: GB=2: 3 11.如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的边长小于乙的边长。 甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2。 () A.如甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1 B.如甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2 C.如甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1 D.如甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2 12.如图所示,两个正方体金属块A、B叠放在水平地面上,金属块B对地面的压强为P1。 若取走金属块A,金属块B对地面的压强为P2,边长之比l1∶l2=2∶3,已知P1∶P2=3∶2,则金属块A与金属块B的密度之比为 13.两个实心的正方体铁快,甲的边长是乙的边长的2倍,则甲、乙的密度之比是 ,体积比是,质量比是。 14.A、B均为圆柱体,A与B的高度相同,A与B的密度比ρA: ρB=1: 2,底面积之比SA: SB=2: 3,如图12甲所示,B对A的压强为pB;图乙所示,B对地面的压强为pB′,则压强pB: pB′是。 15.如图所示,A、B两立方体叠置在一起放于水平桌面上,A的密度为ρA,B的密度为ρB,若它们的边长比为lA: lB=1: 1,A对B的压强与B对桌面的压强之比PA: PB=2: 3,则ρA: ρB=。 若不断地缩小A立方体的体积,但始终保持A的形状为立方体,使A、B两立方体的边长lA: lB的比值由1: 1逐渐变为1: 2,则压强PA: PB的比值变化情况(提示: 通过计算分析后,写出变化情况) 16.有A、B两个正方体,它们的边长之比为2∶1,密度之比为3∶4。 将它们如图所示叠放在水平地面上,此时A对B的压强与B对地面的压强之比为。 17.质量为6×103kg的四轮汽车在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶,在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.08倍,每个轮胎与地面的接触面积为0.05㎡,g取10N/kg,求: (1)汽车所受重力的大小 (2)汽车在1min内通过的路程(3)汽车静止在水平地面上时对地面的压强。 18.如图甲所示,实心均匀正方体A、B放置在水平地面上,A的边长为0.2m,B的边长为0.3m,A的密度为3000kg/m3,B的密度为2000kg/m3。 (1)求正方体A的质量; (2)求正方体B水平地面的压强; (3)若正方体A、B在底部中间挖去厚度为h,底面积为0.01m2的相同柱形后,如图乙所示,A、B剩余部分对水平地面的压强pA′和pB′,则pA′、pB′(选填“能”或“不能”)相等,请通过计算说明。 19.如图(a)所示,实心正方体A、B放置在水平地面上,受到的重力分别为20N和60N,A的边长为0.2m,B的边长为0.3m。 ①求正方体A对水平地面的压力FA。 ②求正方体B对水平地面的压强pB。 ③若在正方体A、B上分别放置与A、B底面积相等、材料相同的长方体物块C和物块D,如图(b)所示,如果它们的高度h相等,正方体A和B对水平地面的压强分别为pA′和pB′。 请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h的取值范围。 20.用一种厚度为6厘米,密度为2×103千克/米3的长方形砖平放砌墙。 砌墙使用的水泥砂浆的密度为1.5×103千克/米3,设每一层都有水泥砂浆,砖缝间水泥砂浆的厚度为1厘米,墙砌好后总共高5.6米。 求: 墙对水平地面的压强? (取g=10牛/千克) 21.如图所示,边长分别为0.1米和0.2米的实心正方体A、B放置在水平地面上,物体A、B的质量都为6千克。 求: ① 物体A的密度ρA。 ② 物体B对水平地面的压强pB。 ③ 小华设想在两物体中选择某一物体沿竖直方向截去一定厚度L、并置于另一物体上部后使二者对水平地面的压强相同,请通过计算分析小华的设想是否有可能实现,若有可能,求出L的值;若没有可能,说明理由。 第十一讲液体压强 【考点梳理】 1.液体压强产生的原因: 而产生的。 2.液体压强的规律: (1)液体内部向方向都有压强 (2)液体内部的压强随的增加而增大 (3)在同一深度,液体向各个方向的压强(4)在同一深度,液体的压强还与有关 3.测量液体压强的仪器: 4.计算液体压强的公式是: 。 (推导过程) 注意: 由公式可知: 液体的压强只与和有关。 液体的压强与液体重力的大小,液体质量的大小,体积的大小与容器的形状和大小。 5.对液体产生的压强、压力计算,一般先由P=求出压强,然后再根据F=求出压力的大小。 6.连通器: 上端,下部的两个或几个容器。 其特点是: 盛有相同液体不流动时,其液面高度,液体内部相同深度各处压强 7.连通器应用实例 水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、水位计,以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶和人造连通器船闸、自来水水塔等。 世界上最大的人造连通器是三峡船闸。 【课堂探究考点突破】 考点一: 探究液体压强的规律 【例1】小吉做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表: 根据表中的数据,请回答下列问题: (1)比较序号为的三组数据,可得出的结论是: 同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。 (2)比较序号3、4、5的三组数据,可得出的结论是: 。 序号 液体 深度/cm 金属盒方向 压强计左右液面高度差/cm 1 水 5 朝上 4.9 2 水 5 朝下 4.9 3 水 5 朝侧面 4.9 4 水 10 朝侧面 9.7 5 水 15 朝侧面 14.6 6 酒精 15 朝侧面 11.8 (3)比较序号为的两组数据,可得出的结论是: 在同一深度处,不同液体的压强与密度有关。 【练1-1】某小组同学用U形管压强计研究甲。 乙两种液体内部的压强规律,记录实验数据如下表所示。 (液体甲的密度小于液体乙的密度) 液体甲 液体乙 实验 序号 金属盒深度 (厘米) U形管两侧液面 高度差(厘米) 实验 序号 金属盒深度 (厘米) U形管两侧液面 高度差(厘米) 1 10 6 4 10 7 2 20 11 5 20 13 3 30 15 6 30 18 (1)分析比较实验序号1、2与3(或4、5与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是: 。 (2)分析比较实验序号的数据及相关条件,可得出的初步结论是: 在相同的深度处,液体的密度越大,液体的压强也越大。 【练1-2】在实验探究活动中,菊花将微小压强计的探头先后放入两种不同液体中,根据如图3所示提供的信息能够探究的是() A.液体内部的压强跟液体密度的关系 B.液体内部的压强跟深度的关系 C.在同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等 D.液体内部向各个方向是否都有压强 考点二: 液体压强的计算 【例2】发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖,这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重的威胁着下游群众的生命安全。 若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到55m,水的密度为1.0×l03kg/m3,g取10N/kg。 (1)求上述情况下湖堤底部受到的水的压强。 (2)假设该湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大压强都是6×105Pa,那么,最多还能允许水面上升多少米? 【练2-1】如图所示,水塔与自来水管组成连通器,若水塔内水面高度h1=18m,五楼住户水龙头出水口高度h2=13m,四楼住户水龙头出水口高度h3=10m,水龙头出水口直径为2cm。 求: (1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是多少? (2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少? (g取10N/kg) 【练2-2】在一个重2N,底面积为0.01m2的容器里装8N的水,容器中水的深度为0.05m,把它放在水平桌面上,如图所示(g=10N/kg)。 求: (1)水对容器底部的压强和压力; (2)容器对桌面的压力和压强。 考点三: 容器底部受到液体的压力其大小可能等于,大于或小于液体本身的重力。 如图(a)是F压G液, 如图(b)是F压G液, 如图(c)是F压G液。 【例3】将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图8所示。 两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则() A.pA>pBFA>FBB.pA<pBFA=FB C.pA=pBFA<FBD.pA<pBFA>FB 【练3-1】如右图所示,一个装水的密封杯子放在水平桌面上(图甲),若将杯子倒过来(图乙),则() A.杯子对桌面的压强不变B.杯子对桌面的压强变大 C.水对杯底的压力变大D.小对杯底的压强变小 【练3-2】如图所示,放在水平桌面上的甲、乙
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