学科王物理中考复习学案第六单元第13课时液体压强空气的力量 流体压强与流速的关系通用版.docx
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学科王物理中考复习学案第六单元第13课时液体压强空气的力量流体压强与流速的关系通用版
第六单元 压强和浮力
第13课时 液体压强 空气的“力量”
流体压强与流速的关系
1.判断液体的压强与液体的深度和密度有关.
2.说出大气压产生的原因,能判断出哪些现象是大气压在生活实际中的应用.
3.懂得流体的流速与压强的关系,能进一步说明升力产生的原因,能运用这一原理解决实际问题.
1.如图甲所示说明液体对容器 和 都有压强,液体内部向各个方向 (填“有”或“没有”)压强;在液体内同一深度处,液体向各个方向的压强大小 ;如图乙说明液体内部的压强,随深度的增加而 ,液体内部的压强跟液体的密度 .
2.如左下图所示,容器中盛有一定量的水,静止放在斜面上,容器底部a、b、c三点的压强pa、pb、pc的大小关系是 .
3.如右上图为U形管压强计的示意图.当压强计的金属盒在某种液体中慢慢下移时,两管中液面高度差逐渐增大,这说明 ;将金属盒停在某一深度,并改变金属盒膜朝向时,两管中液面高度差不变,这表明在同一深度处, .
4.如下页图所示是连通器,装同一种液体,在液体静止时连通器的各容器中液面总是 .请你举出在日常生活和生产中应用连通器的实例:
.
5.可以证明大气压存在的实验是 , 实验第一次测定了大气压的数值,1标准大气压相当于 cm高的水银柱产生的压强,合 Pa.测量大气压的工具有 和 .
6.请你观察如图所示的现象,从中可知北京当时的大气压值 (填“大于”“等于”或“小于”)一个标准大气压.这个现象可以间接说明大气压随高度增加而 (填“增大”“不变”或“减小”).
7.如左下图,对着两张平行拿着的纸吹气,两张纸吸到了一起,说明吹气时,纸条内侧空气流动 ,压强 ,纸条外侧空气流动 ,压强 ,两纸条被吸到了一起.快速行驶的列车使其周围空气流速 ,压强 ,造成靠近铁路的旅客有被卷入车底的危险.(后两空填“增大”或“减小”)
8.如右上图,飞机机翼做成上凸下平,航行时使机翼上方气流速度 下方气流速度,机翼上方的压强 下方的压强,由此产生的上下压力差就是飞机获得的 力.
【知识网络】重力 流动 深度 各个方向 相等 密度 大 密度 深度 质量 体积 形状 大 太近 1m线外 压力 大气压 重力 马德堡 托里拆利 760 1.0105 10 减小 季节 气候 降低 升高 高压锅
【重点积累】1.底部 侧壁 有 相等 增加 有关 2.pa 考点1 液体压强的特点 例1 (2014·山东济南)大家知道,接触的两个物体相互挤压,就会产生压强.小丽和小梅想: 把一些水倒进容器里,由于水具有流动性,在重力作用下水的不同部分之间也会相互挤压.那么,液体内部是否也会产生压强呢? 针对这一问题,她们分别提出了自己的猜想. 小丽的猜想: 液体可能会产生向下的压强. 小梅的猜想: 液体可能会产生向各个方向的压强. (1)请你写出一个支持小梅猜想的生活事例: . (2)小丽为了验证自己的猜想,利用一个两端开口的玻璃管、橡皮膜和水做了如图甲所示的实验.实验证明: 液体会产生向下的压强. 小梅说: “再有一盆水,我直接使用你的装置就能验证液体会产生向上的压强.”小梅的做法是: 将玻璃管中的水倒掉,把玻璃管 (填“开口”或“带橡皮膜”)的一端竖直向下插入水盆中,她观察到的现象是 . (3)小丽说: “不用橡皮膜我也能验证液体会产生向上的压强.”于是,小丽快速取下橡皮膜,将一张薄卡片放在玻璃管的下面并把玻璃管插入水中,看到薄卡片被水向上压在玻璃管口而不掉落,如图乙所示. 小梅却说: “你的这个实验虽然能够表明水对薄卡片产生了向上的压强,但不如我的实验好.” 小梅这样说的理由是 . (4)经过讨论她们发现,其实用一盆水和一个透明塑料瓶,稍加处理就能验证她们的全部猜想.她们的做法是 . 【点拨】 (1)液体内部压强不容易观察到,我们可以通过压强计的U形管里高度差的变化间接知道液体内部压强大小. (2)若在使用压强计前发现U形管中有高度差,说明U形管、软管和橡皮膜相连的部分的压强大于外界大气压,只需重新安装就可以了,比较液体内部压强的大小只需比较U形管内液柱的高度差即可. 【解析】 (1)加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递.这个规律被称为帕斯卡原理.生活生产中应用这一原理的实例有: 万吨水压机、千斤顶,液压机等工具. (2)要验证液体产生向上的压强,是通过橡皮膜的凹凸的程度体现的.因此应该把玻璃管带橡皮膜的一端竖直向下插入水盆中,她观察到的现象是橡皮膜向内凹; (3)通过橡皮膜的凹凸程度可以体现液体压强的大小,橡皮膜的凹凸程度越大,压强越大,橡皮膜的凹凸程度越小,压强越小;而薄卡片被水向上压在玻璃管口而不掉落,只能体现水对薄卡片产生了向上的压强,不能体现液体压强的大小关系. (4)将透明塑料瓶底部去掉,扎一橡皮膜,插入盛水的盆内,此时橡皮膜将向上凹进,是因为橡皮膜受到水的压强;在同一高度的不同部位扎几个孔,然后扎上橡皮膜,放入水盆中,此时橡皮膜都向内凹进,由此说明液体会产生向各个方向的压强. 【答案】 (1)液压机 (2)带橡皮膜 橡皮膜向内凹 (3)橡皮膜的凹凸程度可以体现液体压强的大小 (4)将透明塑料瓶底部去掉,扎一橡皮膜,在同一高度的不同部位扎几个孔,然后扎上橡皮膜,放入水盆中,插入盛水的盆内,此时橡皮膜将向上凹或向内凹. 例2 (2014·江苏南京二模)如图,关于a、b、c、d四点处液体产生的压强大小的比较,其中正确的是( ). A.a点的压强最大 B.b点的压强最大 C.c点的压强最大 D.d点的压强最大 【点拨】液体压强与液体的密度和深度有关,密度越大,深度越大,液体压强越大. 【解析】由图中可以看出,a、c两点的深度相同,b、d两点的深度相同,但盐水的密度大于纯净水的密度,根据公式p=ρgh可知,a点的压强大于c点的压强;b点的压强大于d点的压强;又因为b点的深度大于a点的深度,所以b点的压强最大.故选B. 【答案】B 例3 (2014·辽宁沈阳)为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进.当两探头置于空气中时,U形管液面相平.现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 (填“>”“<”或“=”)ρ2;若使U形管中的液面再次相平,应 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度. 【点拨】从液体产生的压强的大小跟哪些因素有关去思考. 【解析】读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,故可以判断甲液体的密度更大.若使U形管中的液面再次相平,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度. 【答案】> 增大 【举一反三】 1.(2014·湖北十堰)如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧受力不平衡时会发生形变.此装置( ). A.左右构成一个连通器 B.可以探究液体的压强是否与液体的深度、液体密度有关 C.可以验证液体内部向各个方向的压强相等 D.可以探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关 2.如图所示,是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图象.设液体甲的密度为ρ甲、液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲、ρ乙的关系是( ). A.ρ甲=ρ乙B.ρ甲>ρ乙 C.ρ甲<ρ乙D.无法确定 3.(2014·宁夏)某同学探究液体内部压强的特点,实验过程如图所示. (1)实验前,要通过调试,保证压强计两边玻璃管中的液面 . (2)如图所示,将压强计的探头放在水中的某一深度处,使橡皮膜朝向不同的方向,这是为了探究 . (3)若要探究液体压强与深度的关系,最好应根据 两个图的实验现象进行对比,得到的结论是 . (4)比较5、6图示的实验现象,得到的结论是 . 【小结】注意液体产生的压强只跟液体的密度和深度有关,和液体的重力、液体的体积和容器的形状无关. 考点2 液体压强的计算 例4 (2014·四川凉山州)如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为100g,容器的下底面积为100cm2,高为12cm.求: (1)水对容器底部的压力和压强; (2)容器对桌面的压力和压强. 【点拨】 (1)水对容器底的: 先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS); (2)容器对桌面的: 先计算压力(F=G),后计算压强(p= ). 【解析】 (1)水对容器底的压强p1=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa;水对容器底的压力F1=p1S=1.2×103Pa×100×10-4m2=12N; (2)容器重G1=mg=0.1kg×10N/kg=1N;水重G2=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N;容器对水平桌面的压力F2=G1+G2=1N+10N=11N;容器对水平桌面的压强p2= =1.1×103Pa. 【答案】 (1)水对容器底部的压力和压强分别为12N、1.2×103Pa; (2)容器对桌面的压力和压强分别为11N、1.1×103Pa. 【举一反三】 4.(2014·湖南邵阳)2014年1月13日,我国“饱和潜水”首次突破300m,成功抵达深海313.15m处,居世界领先地位.在海水300m深处,海水产生的压强约为(海水密度取ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( ). A.3×104PaB.3×105Pa C.3×106PaD.3×107Pa 5.(2014·黑龙江齐齐哈尔)有一个平底茶壶(壶壁厚度不计),质量为0.2kg,底面积为2×10-3m2,内装0.6kg的水后,测得茶壶中水深15cm,若将该茶壶放在面积1m2的水平桌面中央,则茶壶中水对容器底的压强为 Pa,茶壶对桌面的压强为 Pa.(g取10N/kg) 6.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.问: (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) 【小结】 (1)在应用液体压强公式计算时,弄清液体的深度是解决问题的关键. (2)同时出现固、液体压力压强,要注意先后顺序: 液体,先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS);固体: 先计算压力(F=G),后计算压强(p= ). 考点3 大气压 例5 (2014·江苏镇江)在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了如下页图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g,烧杯质量为100g,活塞面积为7×10-5m2,g取10N/kg轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为( ). A.1.26×105Pa B.1.10×105Pa C.1.01×105Pa D.0.96×105Pa 【点拨】当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反. 【解析】当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析f+F=G1=9.8N;当注射器中的活塞开始向右滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析F-f=G2=5.6N;两式联立解得F=7.7N;所以p= =1.10×105Pa.故选B. 【答案】B 【举一反三】 7.(2014·江苏扬州)如图甲,装满牛奶的平底瓶子放在水平桌面上,然后倒过来放,牛奶对盖子的压强将 (填“变大”“不变”或“变小”),瓶子对桌面的压强将 (填“变大”“不变”或“变小”),小陈利用牛奶瓶做纸片托水试验后,倒光瓶中水,立即将原纸片盖在瓶口,倒立后纸片不落下,如图乙,这是为什么呢? 小陈猜想: A.瓶中的气压小于大气压,大气压使纸片不落下; B.瓶口和纸片上有少量水,分子间的引力使纸片不落下. 你认为哪种猜想错误, (填“A”或“B”),理由是 . 8.(2014·广西桂林)如图所示,是物理教材中的演示实验或示例图片,用来说明大气压强存在的是( ). 9.(2014·广东广州)如图所示的装置,抽气前气球内气体压强 大气压;抽气时内的气球在膨胀,说明气球内气体压强 玻璃瓶内气体压强,从而推测此时瓶内的气体压强 大气压.(填“大于”“等于”或“小于”) 10.取大气压强值为1.0×105Pa,若一只手掌的面积为0.01m2,则手掌承受的大气压力是 N.在海拔2km以内,每升高10m,大气压约减少111Pa,若某处气压计示数是91120Pa,则该处海拔是 m,该处水的沸点 (填“>”“=”或“<”)100℃. 【小结】利用注射器测量大气压时,用到的公式是p= 所以要分别得出大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可得出大气压力,并知道活塞的面积S,便可求出大气压的值了. 考点4 流速与压强的关系 例6 (2014·江苏南京)如图所示,从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下来.下列说法中正确的是( ). A.吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强 B.吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强 C.吸气减小了乒乓球上方气体的压强,吹气增大了乒乓球下方气体的压强 D.吸气增大了乒乓球下方气体的压强,吹气减小了乒乓球上方气体的压强 【点拨】回忆流体压强和流速的关系,然后对照每一个选项,选出符合要求的答案. 【答案】A 【解析】从漏斗口向下用力吹气或吸气时,乒乓球上部空气流速大、压强小,而乒乓球下部空气流速小压强大,这样在乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球.故选A. 【举一反三】 11.(2014·广西北海)能用流体压强与流速的关系解释的是( ). A.船闸的工作原理 B.珠穆朗玛峰上要用高压锅才能将饭煮熟 C.托里拆利实验 D.火车站站台要设一条安全线 12.(2014·湖北)如图所示,A、B是两个上端开口的容器,它们构成的是一个 ;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会 (填“上升”“下降”或“不变”). 13.(2014·辽宁鞍山)观察比较小汽车和大卡车的轮子,可以发现大卡车的轮子比较多.出现差异的原因是什么? 观察小汽车的外形,比较小汽车在高速行驶与静止时,什么时候对地面的压力较小? 为什么? 【小结】流体压强与流速的关系是流速大的地方压强小,流速小的地方压强大. 参考答案与解析 【举一反三】 1.B 解析: A.根据连通器的定义可知,此装置左右不连通,不能构成连通器,故A错误;B.在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜产生的现象;可以探究“液体压强跟深度的关系”;在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜凹向左边,则右边液体密度大,若橡皮膜凹向右边,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小,若要探究“液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜产生的现象,故B正确;C.此实验只能观察出橡皮膜向左或向右凸的情况,不能观察到橡皮膜向各个方向的凹凸情况,因此不能验证液体内部向各个方向的压强相等,故C错误;D此实验不能探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关,故D错误.故选B. 2.B 解析: 由图可知,在深度一样的情况下,甲的压强大于乙的压强,所以甲液体的密度大于乙的液体密度. 3. (1)相平 (2)同种液体,同一深度处,液体内部向各个方向压强的关系 (3)1和5 同种液体,深度越大,液体压强越大 (4)同一深度处,液体密度越大,压强越大 解析: (1)因为本装置是通过U形管中液面的高度差来反映压强大小的,故在实验前应先使玻璃管中两侧的液面相平. (2)将压强计的探头放在水中的某一深度处,使橡皮膜朝向不同的方向,是研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等.(3)若要探究液体内部压强与深度的关系,应将压强计金属盒放入水中不同深度,符合要求的是1和5两个图.(4)实验5和6中将探头放进不同密度液体中同一深度处,发现探头在盐水中时压强计两边液面高度差大,压强大,因此得出的结论是: 同一深度处,液体密度越大,压强越大. 4.C 解析: 在海水300米深处,该处海水的压强约为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa.故选C. 5.1500 4000 解析: (1)茶壶内的水深h=15cm=0.15m,茶壶中水对容器底的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa; (2)茶壶对桌面的重力F=G=(m壶+m水)g=(0.2kg+0.6kg)×10N/kg=8N,茶壶对水平桌面的压强p= =4000Pa. 6. (1)p=ρg(h1-h2)=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa. (2)S=πr2=3.14×(1×10-2m)2=3.14×10-4m2. F=pS=8×104Pa×3.14×10-4m2=25.12N. 7. (1)变大 变大 (2)A 瓶内外气压相等 解析: (1)如果把瓶子倒过来,装满牛奶的平底瓶子,液体的深度h变大,由液体压强公式p=ρgh可知液体对瓶盖的压强变大;把瓶子倒过来,瓶子对桌面的压力F=G不变,而受力面积变小,由p= 可知,瓶子对桌面的压强变大. (2)倒光瓶中水,立即将原纸片盖在瓶口,倒立后纸片不落下,是由于瓶口和纸片上有少量水,分子间的引力使纸片不落下,B正确,由于是空瓶子,瓶内外气压相等,纸片不受大气压的影响,A错误. 8.C 解析: A.液体内部存在压强,液体压强随速度的增大而增大.液体从侧壁孔喷出,说明液体存在压强,不符合题意;B.上端开口,下端相连通的容器叫连通器,放在连通器中的同种液体,静止时各液面相同,不符合题意;C.玻璃管中盛满水用纸片盖住,杯口朝下,纸片不会下落,水不会流出,是大气压的作用.符合题意;D.蚊子尖嘴插入皮肤,是压力一定,受力面积越小压强越大.不符合题意.故选C. 9.等于 大于 小于 解析: 抽气前气球内外都与大气相通,此时气球内的气体压强与大气压相等;抽气时,气球膨胀说明内部气压大于气球外部气压,进一步说明瓶内的气压减小. 10.103 800 < 解析: 手掌承受的大气压力F=pS=1.0×105Pa×0.01m2=103N,大气压减少Δp=1.0×105Pa-91120Pa=8880Pa,海拔高度为h= ×10m=800m,由于该处的大气压低于1标准大气压,所以沸点低于100℃. 11.D 解析: A.船闸应用的是连通器原理;不符合题意;B.珠穆朗玛峰上气压小,水的沸点低,所以要用高压锅才能将饭煮熟;不符合题意;C.托里拆利实验测量了大气压的大小;不符合题意;D.火车站的站台上,当火车驶过时,靠近火车的地方空气流速大,压强小,远离火车的地方空气流速小,压强大,易产生向内的压强差,故乘客应站在安全线以外.符合题意.故选D. 12.连通器 下降 解析: A、B是两个上端开口、下部相连通的容器,所以它们构成的是一个连通器,连通器中装有液体保持静止时,液面相同,A、B两容器上方都是大气压.当用一个管子沿B容器口吹气时,B的上方空气流速快,压强小,A容器上方的大气压不变,在大气压的作用下,B中的液面在A液面上方的大气压的作用下上升,A容器的液面就会下降. 13.大卡车载重较多,同样的接触面积对地面的压强较大,容易毁坏路面.增加较多的轮子,可以增加卡车的受力面积,从而减小压强;小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,汽车在压强差下产生向上的升力,汽车对路面的压力减小,小于汽车的重力.所以小汽车在高速行驶对地面的压力小于静止时对地面的压力.
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