2022年九年级物理辅导讲义与练习:专题11 压强(学生版+解析版).docx
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1、专题专题 11 11 压强(讲义)压强(讲义) 一、知识梳理一、知识梳理 一、压强一、压强 1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对 斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。 (1)压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上, 如果物体不受其它力作用,则压力 F 等于物体受到的重力 G。 图一:水杯对桌面的压力竖直向下 图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下 图三:图钉对墙壁的压力垂直 墙壁向左 (2)固体可以大小、方向不变地传递压力。 2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。 (1)压强是表示力的作用效果的物理量。 (2)压强公式:
2、 S p F 。其中,压强 p 的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是 Pa;压 力 F 的单位是牛,符号是 N;S 是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米 2,符号是 m 2。 3.压强的利用 (1)增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力 增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如图四:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例 子。 2.减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同 时增大受力面积都可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强 的例子。 图四:增大压强例子 图五:减小压强例子 二、液体压强二、液体压强
3、1.液体压强产生的原因:液体受重力作用且具有流动性。 2.液体压强的测量:使用压强计。 3.液体压强的规律: (1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强; (2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等; (3)液体的压强随深度的增加而增大(如图一所示); (4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。 图一 图二 4.液体压强公式: ghp 。其中,是液体密度,单位是 3 /mkg;kgNg/8 . 9; h是液体内部某位置到液面的高度。 从公式中看出: 液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关, 而与液体的质量、 体积、 重力、容器的底面积、容器形状均无关。 5.连通器:
4、上端开口,下部相连通的容器。 (1)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平(如图二 所示)。 (2)连通器的应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的 原理来工作的。 三、大气压强三、大气压强 1.大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用 p0表示。 2.产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。 3.托里拆利实验: (1)实验过程:在长约 1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在 水银槽中放开堵管口的手指后, 管内水银面下降一些就不再下降, 这时管内外水银面的高度 差约为 760mm。如图所示。 (
5、2)结论:大气压 p0=760mmHg=76cmHg=1.0110 5Pa(其值随着外界大气压的变化而变 化)。 4.标准大气压:支持 76cm 水银柱的大气压叫标准大气压。 1 个标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.0110 5Pa。 5.大气压的特点:(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大 气压强都相等。 (2)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般 来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。 (3)大气压变化规律:在海拔 3000 米以内,每上升 10 米,大气压大约降低 100 Pa。 6.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随
6、气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮 不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。 7.体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越 大压强越小。 四、流体压强与流速关系四、流体压强与流速关系 1.流体:液体和气体。 2.液体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。 3.飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。 4.当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的 空气速度慢、压强大。 5.机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。 二、重点与难点二、重点与难点 重点一:压强重点一:压强 1.物
7、体所受的压力与受力面积之比叫做压强。 压强用来比较压力产生的效果, 压强越大, 压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S。p压强(单位:帕斯卡,符号:Pa);F 压力(单位:牛顿,符号:N);S受力面积(单位:平方米,符号:)。 2.对于压强的定义,应当着重领会四个要点:受力面积一定时,压强随着压力的增大 而增大(此时压强与压力成正比)。同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同, 所产生的压强大小也有所不同。受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小。压力和 压强是截然不同的两个概念: 压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力, 跟支持面 面积,受力面积大小无关。压强是物体单
8、位面积受到的压力。跟受力面积有关。压力、压 强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的。压强的单位是一个复 合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的。在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯 卡”,简称“帕”。 3.增大压强的方法有:在受力面积不变的情况下增加压力、在压力不变的情况下减小受 力面积或同时增加压力和减小受力面积。减小压强的方法有:在受力面积不变的情况下减小 压力、在压力不变的情况下增大受力面积或同时减小压力和增大受力面积。 重点二:大气压强重点二:大气压强 1.产生: 空气受到重力作用, 而且空气具有流动性, 因此空气内部向各个方向都有压强, 这个压强就叫大气压强
9、,简称大气压。 2.马德堡半球实验:有力地证明了:大气压的存在;大气压很大。 托里拆利实验表明 76cm 汞柱的高度是由当地的大气压的大小和水银的密度所共同决定 的,与玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关。所以一个标准大气压约为 1.013 10Pa。 3.影响大气压强的因素:温度:温度越高,空气分子运动的越强烈,压强越大。密 度:密度越大,表示单位体积内空气质量越大,压强越大。海拔高度:海拔高度越高,空 气越稀薄,大气压强就越小。 4.生活中利用大气压强的例子:吸盘、自来水笔吸墨水、用吸管吸饮料、抽水机抽水、 吸尘器、打针输液、真空压缩包装袋等。 难点一:液体压强难点一:液体压强
10、1.液体压强的产生: 液体受重力且具有流动性。 我们知道, 物体受到力的作用产生压力, 而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部 有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对容器 壁也存在压强。 2.液体能够把它所受到的压强向各个方向传递。 也就是说, 液体内部某点向各个方向都 有压强,且压强大小都相同。 3.液体压强可表述为:“液体内部向各个方向都有压强, 压强随液体深度的增加而增大, 同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压 强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。”
11、4.液体内部压强大小: (1)同种液体:向各个方向都有压强; (2)同一深度处,压强一致; (3)深度越深, 压强越大。 (2)不同液体:同一深度,密度越大,压强越大。 (3)公式:p=gh 式中 g=9.8N/kg 或 g=10N/kg,h 的单位是 m,的单位是 kg/m,压 强 p 的单位是 Pa。 (4)由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直 向下的压强, 也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。 这个公式定量地给出了 液体内部压强地规律。 深度是指点到液面的距离, 液体的压强只与深度和液体的密度有关, 与液体的质量无关。 难点二:连通器难点二:
12、连通器 1.连通器指上端开口,下部连通的容器。例如 U 型管就是一种典型的连通器。若向连通 器内倒水,则当水停止流动时,连通器的液面会相平。因为水面到器底同一水平面上的深度 相同,压强相同,液体便能保持静止状态。 连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式 P=gh 可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片 AB 的压强才能相等。所以,在液体 不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。 2.连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时, 各个容器中的液面才是相平的。 如果 容器倾斜,则各容器中的液体即将开始流动,由液柱高的一端向液柱低的一端流动,直到各 容器
13、中的液面相平时,即停止流动而静止。如用橡皮管将两根玻璃管连通起来,容器内装同 一种液体,将其中一根管固定,使另一根管升高、降低或倾斜,可看到两根管里的液面在静 止时总保持相平。其原理在生产实践中有着广泛的应用,例如,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、洒水壶等都是连通器。 三、考查方向三、考查方向 1.1.压强的概念与压强计算压强的概念与压强计算 典例一:典例一: (20202020武汉)武汉)铁块和小桌静止在海绵上,如图甲所示。撤掉小桌后,铁块再 次静止在海绵上,如图乙所示。铁块的质量是 600g,铁块的底面积是 20cm 2,小桌的质量是 200g,桌面的
14、面积是 80cm 2,下列说法正确的是( ) 。 A. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大; B. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小; C. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大; D. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小 【答案】A。 【解析】图甲中,铁块对小桌的压强为: 1 3 3 111 42 111 600 10 kg 10N kg 3 10 Pa 20 10 m FGm g p SSS 小桌对海绵的压强为: 33 123 212 2 42 211 600 10 kg+200 10 kg10N kg 1 10 Pa 80 10 m mmg
15、FGG p SSS 图乙、图甲中,铁块对小桌和铁块对海绵的压力相等,都等于小球所受的重力,小桌和 海绵的受力面积相等, 都等于小球的底面积, 故小球对海绵的压强等于, 小球对小桌的压强, 即: 3 31 3 10 Papp 则: 132 ppp;故选 A。 典例二:典例二: (20202020北京)北京)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们 静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙 重G2,下表面的面积为S2,下列说法正确的是( ) 。 A. 甲对海绵的压力就是甲受到的重力; B. 乙对甲的压力就是乙受到的重力; C. 甲对海绵的压
16、强大小为 12 1 GG S ; D. 乙对甲的压强大小为 12 2 GG S 【答案】C。 【解析】AB不能说压力就是物体的重力,压力是由于物体的形变而生的,重力是由于 地球的吸引而产生的,二者不是同一种力,故 AB 错误; C甲对海绵的压力大小为:F甲=G1+G2 甲对海绵的压强大小为:p甲= 12 1 GG S ;故 C 正确; D乙对甲的压强大小为:p乙= 2 2 G S ;故 D 错误。故选 C。 典例三:典例三: (20202020四川成都)四川成都)下列关于压强的说法中,正确的是( ) 。 A. 给自行车轮胎加气,胎内气体压强变小; B. 往装水的杯子中加盐,杯底受到的压强不变;
17、 C. 向桌上的空杯加水,杯子对桌面的压强变大; D. 人在站立时抬起一只脚后,人对地面的压强变小 【答案】C。 【解析】A给自行车轮胎加气,胎内的体积一定,气体增加,会使胎内压强增大,故 A 错误; B往装水杯子中加盐,水的密度增大,根据pgh可得,杯底受到的压强增大, 故 B 错误; C向桌上的空杯加水,水杯质量增大,根据 F p S 可得,杯子对桌面的压强变大,故 C 正确; D人在站立时抬起一只脚后,与地面的接触面积变小,根据 F p S 可得,人对地面的 压强增大,故 D 错误。故选 C。 典例四:典例四: (20202020 山东泰安) 山东泰安) 利用叉车运送货物, 已知货物质量
18、为 500kg、 底面积为 5m 2, 货物与叉车水平叉臂的接触面积为 0.8m 2,g 取 10N/kg。 (1)叉车托着货物匀速水平移动,求货物对叉车水平叉臂压强; (2)叉车在 20s 内将货物匀速举高 1.8m,求叉车支持力对货物做功的功率。 【答案】(1)6.2510 3Pa;(2)450W。 【解析】(1)货物对叉臂的压力:FGmg500kg10N/kg510 3N 货物对叉车水平叉臂的压强:p 3 2 5 10 N 0.8m F S 6.2510 3Pa (2)叉车对货物的支持力:F G5103N 叉车支持力对货物做的功:WF s5103N1.8m9103J 叉车支持力对货物做功
19、的功率:P W t 3 9 10 J 20s 450W 答:(1)货物对叉臂的压强是 6.2510 3Pa;(2)叉车对货物做功的功率是 450W。 2.2.生活中压强的应用生活中压强的应用 典例五:典例五: (20202020 山东聊城) 山东聊城)疫情期间, 小丽帮妈妈做家务时, 发现生活中处处有物理。 下列分析错误的是( ) 。 A. 茶壶的壶嘴和壶身组成连通器; B. 菜刀刀刃很锋利,是为了减小压强; C. 利用大气压把吸盘式挂钩压在平滑的墙壁上; D. 浴室内的防滑垫表面凹凸不平是为了增大摩擦 【答案】B。 【解析】 A 茶壶的壶嘴与壶身组成了连通器, 因此壶身的水位总是与壶嘴的水位
20、相平, 故 A 正确,不符合题意; B菜刀的刀刃很锋利,通过减小受力面积,增大压强,故 B 错误,符合题意; C吸盘在工作时,需排出里面的空气,大气压便将其压在墙面上,是利用了大气压, 故 C 正确,不符合题意; D浴室内的防滑垫表面凹凸不平,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故 D 正 确,不符合题意。故选 B。 典例六:典例六: (20202020四川乐山)四川乐山)下列实例中,属于减小压强的是( ) 。 A. 锋利的篆刻刀;B. 骆驼宽大的脚掌; C. 注射器的针头;D. 切菜的菜刀 【答案】B。 【解析】A篆刻刀很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故 A 不 合题意
21、; B 骆驼宽大的脚掌, 是在压力一定时, 通过增大受力面积来减小压强, 故 B 符合题意; C注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故 C 不合题 意; D切菜的菜刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故 D 不合题意。 故选 B。 典例七:典例七: (20202020北京)北京)如图所示的实验中,为了减小压强的是( ) 。 A. 逃生锤的锤头很尖;B. 载重车装有很多车轮; C. 盲道上有凸起; D. 吸管的一端剪成斜口 【答案】B。 【解析】A逃生锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故 A 不符合题意; B载重车装有很多车轮,是在压
22、力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故 B 符合 题意; C 盲道上有凸起, 是在压力一定时, 通过减小受力面积来增大压强, 故 C 不符合题意; D吸管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故 D 不符合题意。故选 B。 3.3.液体压强概念及其计算液体压强概念及其计算 典例八:典例八: (20202020湖南常德)湖南常德)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙 两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体下列说法正确的是( ) 。 容器对桌面的压力:F 甲F乙 液体的密度:甲=乙 液体对容器底部的压强:p甲p乙 容器对桌面的压强:p甲=p乙 A.
23、只有和 B. 只有和 C. 只有和 D. 只有和 【答案】D。 【解析】容器质量相等,容器内的液体质量也相等,所以总重相等,即容器对桌面的 压力相等:F甲=F乙,故错误; 液体的质量相等,由图知,乙容器越往上,口径越大,所以乙中液体体积大,根据 m V 可知,乙的密度小,故甲乙,故错误; 因为甲乙,且液面相平,根据pgh可知,液体对容器底部的压强为:p甲p 乙,故正确; 总重相等, 容器的底面积相等, 根据 FG p SS 得, 容器对桌面的压强: p甲=p乙, 故正确;故选 D。 典例九:典例九: (20202020天津)天津)水平桌面上有一底面积为 S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质 量为
24、m的水现将一个底面积为 S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,木块 直立在水中且与容器底接触 (部分露出水面) , 如图所示若此时木块对容器底的压力刚好为 零,则( ) 。 A. 放入木块前水对容器底的压强为 1 mg S ; B. 放入木块后水对容器底的压强为 2 mg S ; C. 木块所受的重力为 1 12 S mg SS ; D. 木块所受的重力为 2 12 S mg SS 【答案】AD。 【解析】A放入木块前,对容器底部的压力等于水所受的重力,由 F p S 可得,水对 容器底部的压强: 11 GFmg p SSS 水 ;故 A 符合题意; B放入木块前,容器中水的深度为
25、: 1 m h S 水 水 设放入木块后容器中水的深度为h,因木块对容器底的压力刚好为零,故木块刚好漂浮 于水面上,则木块受到的浮力等于木块所受的重力,由阿基米德原理知,木块所受浮力等于 木块排开水所受的重力,即:F GGm g 浮木排排 则: 21 gS hShhg 水水水 联立解得,放入木块后水的深度: 12 m h SS 水 则放入木块后,水对容器底部的压强为: 1212 mmg pghg SSSS 水水 水 故 B 不符合题意; CD由F G 浮木 可得木块所受的重力: 2 2 1212 Sm GFgVgSmg SSSS 浮木水排水 水 故 C 不符合题意,D 符合题意。故选 AD。
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