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文檔簡介
2025年中考第一輪復習(知識清單+方法清單)
專題九壓強
總覽
—知識結構
模塊一:壓強
模塊二:液體的壓強
知識清單模塊三:大氣壓強
模塊四:流體壓強與流速關系
考向1:探究影響壓力作用效果的因素
考向2:壓強及其計算
考向3:減小或增大壓強的方法
考向4:探究液體內部壓強的特點
考向5:液體壓強相關分析與計算
考向6:連通器
—方法清單+典例+練習P---------------------
考向7:大氣壓強的存在與應用
考向8:大氣壓強的測量
考向9:大氣壓強的變化
考向10:流體壓強與流速的關系
考向11:升力的產(chǎn)生原因
1.受力面積S與壓力F的確定
2.液體深度人的判定
一易混易錯分析+典例3.對托里拆利實驗的認識
4.不能正確判定流體流速的大小
L容器底受到的壓力、壓強
與支持面的壓力、壓強比較
2.固體和液體壓強、壓力的計算
—中考熱點掃描+典例3-------------------------------------------------
3.本章實驗探究
一、知識結構
定義:垂直作用在物體表面的力
壓力
方向:垂直并指向受壓的物體表面
。物理意義:表示壓力作用效果的物理量
f定義:壓力的大小與受力面積之比叫壓強
O公式:P=F/S
O單位:帕(pa)
。減小方法:增大受力面積,減小壓力
。增大方法:減小受力面積,增大壓力
。壓強計:探究液體內部壓強的儀器
特點:同一深度,向各個方向壓強相等。
液體的深度越深,密度越大,液體的壓強越大
壓強。液體壓強的大?。河嬎愎剑簆=pgh
特點:同種液體靜止
。連通器時’各部分液面相平
壓
應用:茶壺、下水管、船閘
強
大、壓大氣對浸在里面的物體產(chǎn)生的壓強
的存在
產(chǎn)生原因:空氣受重力具有流動性
。托里拆利實驗
_卜真空
標準大氣壓p=76cm
大氣壓°水銀柱=10130Pa
760mm
大氣壓強的測量大氣壓與高度的關系:大/壓大氣壓
。海拔高度高,氣壓低
C液體的沸點:液面上方
。的氣壓越大,沸點越高
大氣壓
的應用吸盤、拔火罐、活塞式抽水機等
------------------6----------------------------------------------------------
,上方空氣流速快,壓強小
流體壓強與關系:流體中‘流速大’壓強小
流速的關系應用:火車站臺上安全線、噴霧器*幺£
下方空氣潦速慢,壓強大
飛機的升力:機翼上、下表面的壓強差
二、知識清單+方法清單
模塊一壓強
知識清單/
一、壓力
1.壓力的概念
(1)定義:垂直作用在物體表面上的力叫做壓力,常用尸表示。如圖所示:
足球對地面的力乙物體對斜面的力手指對墻壁的力
(2)產(chǎn)生條件:兩個物體必須相互接觸,而且有相互擠壓的作用。
(2)作用點:在受壓的物體表面,作用點等效在接觸面中心。
(3)方向:垂直并指向受壓的物體表面。由于受力面可能是水平面,也可能是豎直面,還可能是
傾斜面,故壓力的方向沒有固定指向,可指向任何方向,但始終和受力面相垂直。
(4)大?。簤毫Φ拇笮∪Q于物體間的擠壓程度,不一定等于重力的大小。只有當物體自由靜止在
水平面時,壓力大小才等于物體的重力大小。圖甲中,F(xiàn)=G,圖乙中,F(xiàn)<G,圖丙中,尸與G無關。
2.壓力與重力的區(qū)別與聯(lián)系
壓力重力
定義垂直作用在物體表面的力物體由于地球吸引受到的力
方向垂直于受力面,指向被壓物體豎直向下
作用點被壓物體表面重心
取決于物體間的擠壓程度,
大小與質量成正比G=mg
不一定等于重力的大小
接觸的物體間相互擠壓而來源于萬有引力,
力的性質
發(fā)生形變產(chǎn)生的,屬于彈力是非接觸力
受力
示意圖
只有當物體處于水平面,且在豎直方向上只受重力和支持力時,物體對水
聯(lián)系平面壓力的大小、方向才與重力的大小方向相同,盡管如此,壓力仍不是重
力。
二、實驗:探究影響壓力作用效果的因素
【猜想與假設】
小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破,重重的駱駝卻不會陷入沙中。由此猜想:壓力作用
的效果除了與壓力的大小有關,還跟受力面積有關。
【設計實驗】
(1)實驗器材:形變顯著的物體(如海綿、沙子等)、壓力小桌、祛碼。
(2)實驗方法
①控制變量法:探究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的關系,采用該法進行。
②轉換法:壓力的作用效果通過海綿的凹陷程度來體現(xiàn)。
【進行實驗與收集證據(jù)】
(1)如圖甲所示,在海綿上放一個小桌,觀察圖中海綿形變的程度。
(2)保持小桌與海綿的接觸面積不變,在小桌上放一個祛碼,改變壓力,觀察海綿形變的程度,
如圖乙所示。
(3)如圖丙所示,把小桌倒放在海綿上,仍在小桌上放一個祛碼,觀察海綿形變的程度。
【分析論證】
(1)由甲、乙可發(fā)現(xiàn),受力面積相同時,壓力大,壓力的作用效果更明顯。
(2)由乙、丙可發(fā)現(xiàn),壓力大小相同時,受力面積小,壓力的作用效果更明顯。
【實驗結論】
壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關;在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越
明顯。在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
【交流討論】
實驗中選擇海綿而不選擇木板的原因是海綿易發(fā)生強變,實驗現(xiàn)象明顯,而木板不易發(fā)生形變,
實驗現(xiàn)象不明顯。實驗中可以用沙子、橡皮泥等代替海綿。
三、壓強
1.壓強的概念
(1)物理意義:表示壓力的作用效果。壓強越大表示壓力的作用效果越明顯。
(2)定義:物體所受壓力的大小與受力面積三比叫做壓強。
(3)公式:壓強=受腎積P=4
這是壓強的定義式,適用于所有物體間的壓強計算,包括氣體、固體、液體。
(4)單位:壓強的國際單位是帕斯卡,簡稱帕,符號是pa。
lpa=lN/m2,Ipa表示In?面積上所受的壓力是1N。
實際應用中常用千帕(kpa)、兆帕(Mpa)作單位,氣象學中常用百帕(hpa)作單位。
換算關系:lMpa=l()3kpalkpa=103palhpa=100pa
(5)理解壓強公式
J
①壓強大小是由壓力和受力面積共同決定的,不僅僅決定于壓力大小。在S一定時,p與尸成正
比,在廠一定時,P與S成反比。
②公式中的尸是壓力,而不是重力。當物體放在水平上時,壓力的大小等于重力。
③公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體時,二者相互接觸的面積,而不是其他面
積,而且在計算時S的單位用國際單位。
2.壓強與壓力的辨析
項目壓強壓力
物體所受壓力大小垂直壓在物體
定義
與受力面積之比表面上的力
物理意義表示壓力的作用效果物體發(fā)生形變的作用力
公式P=F/SF=pS
單位帕斯卡(pa)牛頓(N)
與壓力的大小和有時與重力有關,
大小
受力面積都有關有時與重力無關
3.柱體的壓強
(1)公式推導:如圖所示,有一質量分布均勻的柱狀固體,密度為p,底面積為S,高度為鼠求
該柱體對水平面的壓強。
S
這個柱體的體積V=sh;這個柱體的質量加=/?廠=/hS7?;
對水平面的壓力F=G=mg=pVg=pgSh
對水平面的壓強:p=t=^^=pgh
即柱體產(chǎn)生的壓強p=pgh
(2)公式p=/>g/z中各物理量的意義與單位
p表示密度,單位為千克/米3(kg/m3);刀表示高度,單位為光(m);g=9.8N/kg
p表示壓強,單位為曲(Pa)
各物理量的單位全部采用國際單位制。
(3)理解公式p=pgh
①公式只適用于柱形的物體(例如長方體、正方體、圓柱體等)對水平面的壓強,不能用
于其他形狀的物體產(chǎn)生的壓強;
②柱形的物體對水平面的壓強只與物體的密度和高度有關,與物體的底面積、重力等無關。(均選
填“有關”或“無關”)
四、怎樣減小或增大壓強
1.減小壓強的方法
方法實例
①書包帶寬,背起來舒服;
壓力一定,
②坦克的履帶;
增大受力面積
③鋼軌鋪在枕木上
受力面積一定,①汽車限重;
減小壓力②易碎貨物不能堆得太高
減小壓力的同時①車輛限重且安裝多個輪子;
增大受力面積②高層建筑地基寬厚,且用空心磚代替實心成
2.增大壓強的方法
方法實例
①啄木鳥的嘴很尖;
壓力一定,
②菜刀的刀刃磨得很鋒利;
減小受力面積
③圖釘針頭很尖
①壓路機的碾子是重質實心的;
受力面積一定,
②用鐵錘敲打鐵釘;
增大壓力
③用力打夯
增大壓力的同時①用很大的力按圖釘;
減小受力面積②木樁底部削尖、用大力氣,容易打入地里
方法清單
考向01探究影響壓力作用效果的因素
【例題1】(2024.齊齊哈爾.中考真題)在探究“影響壓力作用效果的因素”實驗中,實驗小組利用
小桌、祛碼、海綿、沙子等器材在水平臺面上進行探究。
圖1圖2圖3圖4圖5
(1)實驗中壓力的作用效果是通過海綿來體現(xiàn)的,(選填“可以”或“不可以”)用
木板代替海綿來完成實驗;
(2)比較圖1、圖2所示的實驗現(xiàn)象,將小桌分別正立放在海綿上,這樣做的目的是為了控制
相同;改變壓力的大小,可以得出結論:;
(3)比較圖2、圖3所示實驗的現(xiàn)象可以得出另一結論,下列實例中,可用此結論解釋的
是:;
A.書包的背帶做的很寬B.嚴禁貨車超載
(4)圖3中桌面對海綿的壓強為pi,小航將圖3中的小桌、祛碼平放在表面平整的沙子上,靜止
時如圖4所示,桌面對沙子的壓強為02,則piP2(選填”或">”);
(5)小彬選用質地均勻的長方體物塊A代替小桌進行探究,如圖5所示,將物塊A沿豎直虛線方
向切成大小不同的兩部分。將左邊部分移開后,發(fā)現(xiàn)剩余部分對海綿的壓力作用效果沒有發(fā)生變化,
由此他得出結論:壓力的作用效果和受力面積無關。你認為他在探究過程中存在的問題是:—o
【答案】被壓下的深淺不可以受力面積受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果
越明顯A=沒有控制壓力的大小相同
【詳解】(1)根據(jù)轉換法,圖中壓力的作用效果是通過海綿的凹陷程度來體現(xiàn)的,由于木板的形
變不明顯,所以不可以用木板代替海綿來完成實驗。
(2)比較圖1、圖2所示的實驗現(xiàn)象,將小桌分別正立放在海綿上,這樣做的目的是為了控制受
力面積大小不變,壓力的大小不同,由于海綿的凹陷程度不同,且壓力越大海綿的凹陷程度越大,故
可得結論:當受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越顯著。
(3)分析比較圖2、圖3的實驗現(xiàn)象知道,兩圖的壓力大小不變,受力面積的大小不同,海綿的
凹陷程度不同,且受力面積越小海綿的凹陷程度越大,故可得結論:當壓力相同時,受力面積越小,
壓力作用效果越顯著。
A.書包的背帶做得又寬又大,這是通過增大受力面積來減少壓力的作用效果,故符合題意;
B.交通管理部門規(guī)定,嚴禁貨車超載,通過減小壓力來減小壓強,故不符合題意。
故選Ao
(4)壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關,圖3和圖4兩圖壓力相同,受力面積相同,由
〃=松知道,壓強相同,即pi=22
(5)為了探究壓力的作用效果與受力面積的關系,應保持壓力相等,改變受力面積,觀察泡沫的
凹陷程度;小明同學在探究“壓力的作用效果與受力面積的關系”時,將物塊沿豎直方向切成大小不同
的兩塊,這樣兩塊對泡沫的壓力不同,小明可以改變物塊A的放置方向,從而改變物塊對底面壓力的
受力面積,同時保持了壓力不變,可用于探究“壓力的作用效果與受力面積的關系”。
方法技巧
探究影響壓力作用效果的因素實驗主要采用的是控制變量法和轉換法。
比如力的作用效果通過海綿的形變程度、桌子陷入沙子的深度等來反映,這
用到了轉換法。在控制變量方面,除了常規(guī)的實驗室器材之外,利用生活中的常
見物品也可以改變面積和壓力大小,比如礦泉水瓶,通過裝水的多少來改變壓力
大小,通過瓶底和瓶蓋來改變受力面積。
【訓練1-1】在“探究壓力作用效果與哪些因素有關”的實驗中,某同學利用了多個完全相同的鐵
塊和海綿進行了如圖所示的實驗。
(1)實驗中通過觀察海綿的來比較壓力作用效果;
(2)由兩圖可以探究壓力作用效果與壓力大小的關系;
(3)對比乙、丙兩圖可以得出:當壓力一定時,越小,壓力作用效果越明顯;
(4)對比甲、丙兩圖,該同學認為壓力作用效果與壓力大小無關,他的觀點是(選填“正
確”或“錯誤”)的,理由是o
【答案】凹陷程度甲、乙受力面積錯誤比較時沒有控制受力面積相同
【詳解】(1)凹陷程度越大,壓力的作用效果越明顯,故可以根據(jù)海綿的凹陷程度來表示壓力的
作用效果。
(2)探究壓力的作用效果與壓力的大小關系,故需要改變壓力的大小,控制受力面積相同,故選
擇甲、乙兩次實驗。
(3)對比乙、丙兩圖可以看出,乙的受力面積比丙小,海綿的凹陷程度深,乙的壓力作用效果明
顯,故結論為當壓力一定時,受力面積越小,壓力作用效果越明顯。
(4)探究壓力作用效果與壓力大小關系,需要控制受力面積相同,而甲、丙兩組實驗,壓力不
同,受力面積也不同,故得出的結論是錯誤的。
【訓練1-2】如圖甲是總質量相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的惜景,圖乙、丙、丁是利用海
綿、小桌、祛碼探究影響壓力作用效果的實驗,下列說法正確的是()
A.甲圖中滑雪者和步行者對雪地單位面積的壓力相等
B.若要探究滑雪者和步行者對雪地壓力的作用效果應該選擇乙與丙進行模擬研究
C.本實驗中用木板代替海綿也可以進行實驗探究
D.本實驗通過海綿的凹陷程度來顯示壓力作用效果
【答案】D
【詳解】A.質量相同的滑雪者和步行者,由6=冷?可知:體重相同,對雪地的壓力相同,受力面
積不同,由〃=稱可知壓強不同,即二者對雪地單位面積的壓力不相等,甲圖中步行者的受力面積較
小,作用效果較為明顯,故A錯誤;
B.圖甲只有一人腳穿滑雪板,另一人步行,受力面積不同,總質量相同,壓力相同,為了探究他
們對雪地壓力的作用效果,即在壓力一定時,研究壓力作用效果與受力面積的關系,應保持壓力大小
不變,只改變受力面積大小,故應選擇丙與丁圖實驗進行比較,故B錯誤;
CD.海綿容易發(fā)生形變,實驗過程中,通過海綿的凹陷程度來顯示壓力的作用效果,而木板發(fā)生
形變程度不容易觀察,不能用木板代替海綿實驗,故C錯誤,D正確。
故選D。
考向02壓強及其計算
【例題2】(2024.山東青島.中考真題)黃海海平面是中國高程系統(tǒng)唯一基準面,在青島的黃海海濱
矗立著一座“中華人民共和國水準零點”雕塑,標志著“高度從這里開始”,這座雕塑高6m,質量約
為103它的四個支腳處在同一水平面上,每個支腳與地面的接觸面積約為250cm2,它對地面的壓強
大約是()
6625
A.4xlOPaB.lxlOPac.lxlOPaD.lxlOPa
【答案】B
【詳解】雕塑的重力為
G=mg=10xl03kgxl0N/kg=1X105N
雕塑對地面的壓力等于其自身的重力,則雕塑對地面的壓強為
F_G_1X105N
=lxlO6Pa
y-y-4x250xl0",m2
故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。
方法技巧
1.壓強計算題的基本步驟
計算固體壓強時,一般先計算壓力的大小,再結合受力面積計算壓強的大??;
(1)求壓力:注意當物體水平面上自由放置時,壓力F=G=mg
(2)求面積:注意倍數(shù)關系。
(3)求壓強:用計算得結果。
注意各物理量的單位均采用國際單位制。
2.疊加體壓強的計算
單獨的長方體放在水平面上,對地面的壓強可用°=必或計算;疊加后對
地面的壓力都等于二者重力之和,用p=F/S比較計算。
【訓練2-1】(2023?青海西寧?中考真題)如圖甲所示,將一塊質地均勻的長木板平放在水平桌面
上,用水平向右的推力/緩慢推動長木板,直至圖乙所示的位置。在此過程中,長木板對桌面的壓
力、壓強的變化情況是()
甲乙
A.壓力變小,壓強變小B.壓力不變,壓強變大
C.壓力不變,壓強不變D.壓力變大,壓強變大
【答案】B
【詳解】長木板放在水平桌面上,長木板對桌面的壓力等于長木板的重力,用水平向右的推力產(chǎn)
緩慢推動長木板,直至圖乙所示的位置,因長木板的重力不變,則對水平桌面的壓力不變;長木板對
水平桌面的壓力不變,受力面積減小,由公式0=稱可知,長木板對桌面的壓強變大,故ACD不符合
題意,B符合題意。
故選B。
【訓練2-2】如圖,兩個圓柱體豎放在水平地面上,對地面的壓強相等,則()
A.。的密度大,重力小B.b的密度大,重力小
C.。的密度大,重力大D.b的密度大,重力大
b
【答案】c
【詳解】由題意知兩個圓柱體豎放在水平地面上,對地面的壓強相等,即.=pb
由圖可知Sa>Sb,根據(jù)壓強公式P=F/S可得Fa>Fb
。和6放在水平面上且無其他外力作用,所以壓力大小與其重力大小相等,結合以上分析,。和6
的重力關系是Ga>Gb
根據(jù)壓強公式p=F/S,由于a和b是圓柱體,則它們壓強計算公式可表示為
FmgpVg
p=s~~=f)gh
即p=pg〃,又因為Pa=Pbha<hb,g相同,則a和b的密度關系是Pa>Pb
故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。
考向03減小或增大壓強的方法
【例題3】(2024.廣東深圳?中考真題)2024年6月2日,嫦娥六號探測器成功著陸月背面南極艾
特肯盆地,這是人類歷史上首次登陸月球背面,圖是嫦娥六號探測器,成功著陸月球背面3D動畫模擬
圖?!版隙鹆枴敝浼芟路桨惭b圓盤型“腳”,其目的是()
A.減小壓力B.增大壓力C.減小壓強D.增大壓強
【答案】C
【詳解】“嫦娥六號''著落架下方安裝圓盤型“腳”,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小對月
球表面壓強。故選C。
方法技巧根據(jù)p=F/S分析減小或增大壓強的方法
1.增大壓強的方法:在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強;在受力面積一定
時,增大壓力來增大壓強。
2.減小壓強的方法:在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強;在受力面積一定
時,減小壓力來減小壓強。
3.通過總結我們會發(fā)現(xiàn),生活中改變壓強的例子中改變受力面積的方式較多。
【訓練3-1】(2024.江蘇宿遷.中考真題)如圖所示,是修筑公路的壓路機,下列措施為了增大壓強
的是()
A.碾子質量很大B.輪胎很寬
C.用橡膠制作輪胎D.向轉軸加潤滑油
【答案】A
【詳解】A.碾子質量很大,對路面壓力較大,在受力面積一定時,可以增大對路面的壓強,故A
符合題意;
B.輪胎很寬,增大了受力面積,在壓力一定時可以減小壓強,故B不符合題意;
C.用橡膠制作輪胎,這是利用橡膠彈性好、耐磨的特性,故C不符合題意;
D.向轉軸加潤滑油可以減小摩擦,故D不符合題意。
故選Ao
【訓練3-2】“嫦娥四號”月球探測器由如圖所示的“著陸器”和由它搭載的“月球車”組成。在
月球表面著陸后,“月球車”與“著陸器”分離,這時“著陸器”對地面的壓力將,壓強將
為了適應月球地面的特殊狀況,“月球車”安裝了6個車輪,當“月球車”在水平地面上行駛
時,如果只有4只輪子著地,那么它對地面的壓力將,壓強將。(均選填“變大”“變
小”或“不變”)
“著陸器”“月球車”
【答案】變小;變小;不變;變大。
【解析】“月球車”與“著陸器”分離,這時“著陸器”對地面的壓力將變小,因為受力面積不
變,根據(jù)「=刊5可知:壓強變??;“月球車”安裝6個車輪后,若只有4只輪子著地,因為對地面的壓
力將不變,受力面積變小,根據(jù)P=F/S可知:壓強變大。
模塊二液體的壓強
知識清單/
一、液體壓強的特點
1.實驗:探究液體內向各個方向都有壓強
(1)實驗探究
①如圖甲所示,表明水對容器的底部有向下的壓強;如圖乙所示,說明水對側壁有壓強。
②如圖丙所示,選取一柱狀容器,讓水面高出容器口一段高度,會發(fā)現(xiàn):水從底部流出,說明液體
內部有向下的壓強;水從容器側壁的孔中噴出,說明液體對側面有壓強;容器上表面有水向上噴出,說
明水內部也有向上的壓強。
③如圖丁所示,將底部和側壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中,發(fā)現(xiàn)底部和側壁的橡皮膜向
瓶內凹,表明水內部向各個方向都有壓強。
(2)實驗結論:液體內向各個方向都有壓強。
(3)液體產(chǎn)生壓強的原因:液體受到重力,液體具有流動性。
2.壓強計
(1)作用:測量比較液體內部壓強。
(2)構造:壓強計主要由U形管、橡皮管、探頭(由空金屬盒蒙上橡皮膜構成)等組成。
(3)原理:放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體壓強的作用會發(fā)生形變,U形管左右兩側液面
就會產(chǎn)生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強的大小,液面的高度差越大,壓強越大。
(4)壓強計的使用
①實驗前應檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各連接處是否漏氣。常用方法是用手
輕按橡皮膜,觀察壓強計U形管兩側液面的高度差是否發(fā)生變化,如果變化,說明不漏氣;如果不
變,說明漏氣,則要查出原因,加以修整。
②當壓強計的橡皮膜沒有受到壓強時,U形管中的液面應該是相平的,若出現(xiàn)高度差,需要將橡
皮管取下,再重新安裝。
3.實驗探究:液體內部壓強的大小有什么特點
【猜想與假設】
猜想1:潛水越深,需要的裝備越堅固,液體壓強的大小可能與深度有關;
猜想2:水越多,重力越大,液體壓強的大小可能與液體的質量有關;
猜想3:液體的壓強是由液體產(chǎn)生的,壓強的大小可能與液體的種類有關;
猜想4:液體壓強的大小可能與液體內部的方向有關。.....
【設計實驗】
(1)實驗器材:壓強計、鐵架臺、透明深水槽、水、鹽水、刻度尺等。
(2)探究方法一一控制變量法
①保壓強計探頭在水中的深度不變,改變探頭的方向,觀察并記錄U形管液面的高度差。
②控制液體的種類不變(水)、探頭在水中的方向不變,逐漸改變探頭在水中的深度,觀察并記錄
U形管液面的高度差。
③把壓強計的探頭放入鹽水中,控制探頭的深度不變、在鹽水中的方向不變,觀察并記錄U形管
液面的高度差。
【進行實驗與收集證據(jù)】
操作1:保持U形管壓強計探頭在水中的深度不變;改變探頭的方向,分別沿水平向上、水平向
下、沿豎直方向,觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現(xiàn)象:U形管液面的高度差A/?相等。
操作2:保持液體的種類不變(水)、探頭在水中的方向不變(水平向下),逐漸增加探頭在水中的
深度,觀察并記錄U形管液面的高度差。實驗現(xiàn)象:U形管液面高度差△//1<公歷<4/73。
操作3:把壓強計的探頭分別放入水、酒精中,控制深度相同、探頭所對某一方向不變,觀察并記
錄U形管液面的高度差。實驗現(xiàn)象:A/z水>△/?酒精。
【分析論證】
(1)由操作1可得出:在液體內部的同一深度,向各個方向的壓強±1笠。
(2)由操作2可得出:同種液體,液體內部的壓強隨送度的增加而增大。
(3)由操作3可得出:深度相同時,液體的密度越大,液體內部的壓強越大。
【實驗結論】液體壓強的特點:
在液體內部的同一深度,向各個方向的壓強都相等;深度越深,壓強越大;液體內部壓強的大小
還跟液體的密度有關,在深度相同處,液體的密度越大,壓強越大。
【交流討論】
(1)探究中用到的方法
①轉換法:通過觀察U形管兩液柱的高度差來比較壓強的大小。
②控制變量法:探究液體內部的壓強與迪的關系;探究液體內部壓強與遂度的關系;探究液體內
部壓強與液體密度的關系。
(2)U形管壓強計只能比較壓強的大小,不能測量壓強的大小。
二、液體壓強的大小
1.研究方法——“理論推導法”
要想得到液面下某處的壓強,可以設想這里有一個水平放置的“平面”S。這個平面以上的液柱對
平面的壓力等于液柱所受的重力,所以計算出液柱所受的重力是解決問題的關鍵。計算這段液柱對
“平面”產(chǎn)生的壓強,就能得到液面下深度為〃處的壓強。
2.推導液體壓強的大小
如圖所示,設想在密度為〃的液面下有一高度為〃、截面積為S的液柱。
這個液柱體的體積V-Sh,這個液柱的質量加
這個液柱對平面的壓力F=G=mg=pVg=pgSh
平面S受到的壓強p=*=(^L=pgh
OkJ
因此,液面下深度為h處液體的壓強為p=pgh
3.進一步理解p=pgh
(1)壓強公式中的物理量及其單位
〃表示液體的密度,單位為千克/米3(kg/m3)
表示液體的深度,單位為米(m);g為常數(shù),大小為9.8N/kg
P表示液體在深度為力處的壓強,單位為帕(Pa)。
公式中的物理量單位全部使用國際單位。
(2)深度/?:指液面到某點的豎直距離,而不是高度。如圖所示,容器底部的深度為27cm,A點
的深度為11cm,8點的深度為22cm。
(3)影響液體壓強大小的因素:根據(jù)p=pg/i可知:液體內部壓強只跟液體密度和淫度有關;與液體
的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。
三、連通器
1.連通器
(1)連通器的概念:上端開口、下端連通的容器叫做連通器。注意連通器的特征:底部互相連
通;容器上端都開口;與形狀無關。
(2)連通器的特點
①連通器里裝同種液體,當液體不流動時,連通器各部分中的液面總是粗壬的。
②利用液體壓強知識解釋連通器的特點
如上圖所示,在連通器中,設想在容器底部連通的部分有一“液片”AB。因為液體不流動時,液
片AB處于平衡狀態(tài),所以液片兩側受到壓力相等:FI=F2
根據(jù)壓強公式〃=雁可知:F\=P\SF2=P2S,所以液片兩側受到壓強相等:P1=P2
又因p\=psh\P2=pgh?即pgh\=pghi
所以歷=后,即兩管液面相平。
2.連通器的應用
(1)茶壺:茶壺的壺身與壺嘴構成連通器,如果壺嘴太高,則倒不出水;如果壺嘴太低,則裝不
滿水,如圖所示。
(2)鍋爐水位計:能通過觀察水位計的玻璃管中的水位了解鍋爐內的水位,如圖所示。
(3)洗手間下水管:U形管存水彎頭是一個連通器,正常使用時應充滿水,阻礙下水道內的臭味
從下水管進入洗手間內,如圖所示。
(4)乳牛自動喂水器:儲水槽與飲水槽構成連通器,水位不相平時水就能流動,使水槽內始終有
水,如圖所示。
3.三峽船閘
(1)船閘的基本構造:船閘由閘室和上、下游閘門以及上、下游閥門組成(見甲圖)。
(2)船閘的工作過程
①分析一艘輪船由上游通過船閘駛往下游的情況。
甲關閉下游閥門B.打開上游閥門A,乙閘室水面上升到和上游水面相
閘室和上游水道構成了一個連通器。平后,打開上游閘門C,船駛入閘室。
丙關閉上游閘門C和閥門A,打開下T閘室水面下降到跟下游水面相
游閥門B,閘室和下游水道構成了一平后,打開下游閘門D,船駛向下游。
個連通器。
②輪船由下游通過船閘駛往上游的情況可參照上述①分析。
四、液體產(chǎn)生的壓力
1.液體對容器底的壓力與容器形狀的關系
2.分析計算液體對容器底部壓力大小的方法
(1)在柱形容器中,液體對容器底的壓力大小笠壬液體重力(選填“等于”或“不等于”)。在計算
或討論直柱形容器底所受壓力時,一般根據(jù)歹=G液體或尸?S進行計算(根據(jù)題目提供的條件選擇)。
(2)在非柱形容器中,液體對容器底的壓力大小不等于液體重力(選填“等于”或“不等于”)。在
計算或討論非柱形容器底所受壓力時,一般要先計算壓強0=母4,然后再根據(jù)P=pS計算壓力。
方法清單
考向01探究液體內部壓強的特點
【例題1】(2024.四川南充?中考真題)小明采用如圖所示的裝置,進行“探究液體壓強與哪些因素
有關”的實驗:
(1)實驗前,小明用手指輕壓金屬盒橡皮膜,觀察U形管中兩液面是否出現(xiàn)高度差,若兩液面
(選填“有”、“沒有”)高度差,則說明U形管壓強計存在漏氣問題;
(2)實驗中,小明通過觀察來比較液體內部壓強的大小,這里應用的科學方法是
(3)比較兩圖,可以研究液體壓強與液體深度的關系。
【答案】沒有U形管內液面的高度差轉換法乙、丙
【詳解】(1)實驗前,要先檢查氣密性,用手指輕壓金屬盒橡皮膜,觀察U形管中兩液面是否出
現(xiàn)高度差,若兩液面出現(xiàn)高度差,說明壓強計不漏氣,若兩液面沒有高度差,則說明U形管壓強計存
在漏氣問題。
(2)實驗中,通過觀察U型管內液面的高度差來比較液體內部壓強的大小,高度差越大表示壓強
越大,這里應用的科學方法是轉換法。
(3)比較乙、丙兩圖,液體的密度相同,深度不同,壓強不同,可以研究液體壓強與液體深度的
關系。
方法技巧“探究液體內部壓強的特點”實驗中涉及的方法
L控制變量法:液體內部的壓強與多個因素有關,每次只能研究與一種因素
的關系。
2.轉換法:將U形管壓強計的探頭放入液體中,根據(jù)U形管兩管液面的高度
差判斷液體壓強大小。
3.等效替代法:液體的壓強等效于橡皮膜受到的壓強。
【訓練1-1】如圖,容器中間用隔板分成左右兩部分,隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉,橡皮膜
兩側壓強不同時其形狀發(fā)生改變。它可以用來做“探究液體壓強是否跟深度、液體密度有關”的實
驗。現(xiàn)有酒精和濃鹽水,要檢驗“液體壓強跟液體密度有關”這一結論時:
(1)實驗方法:;
(2)應該觀察什么現(xiàn)象:。
【答案】見解析橡皮膜向一側凸,凸的一側是酒精
【詳解】(1)在液體深度一定時,液體密度越大,液體的壓強越大,鹽水密度大,鹽水產(chǎn)生壓強
大,實驗過程中可以在隔板兩側裝等深的酒精和濃鹽水,觀察橡皮膜凹凸情況。
(2)液體深度相同時,鹽水的密度大于酒精的密度,據(jù)°=pg/z知,鹽水產(chǎn)生的壓強大于酒精產(chǎn)生
的壓強,鹽水對橡皮膜的壓強大于酒精對橡皮膜的壓強,橡皮膜向酒精一側凸出。
【訓練1-2】如圖所示的裝置可能是用來研究()
A.液體內部的壓強跟液體密度的關系
B.液體內部的壓強跟深度的關系
C.在同一深度,液體向各個方向的壓強大小是否相等
D.液體內部向各個方向是否都有壓強
【答案】A
【詳解】AB.液體的壓強與液體的深度、液體的密度有關,如圖所示,壓強計的金屬盒浸入液體
的深度相同,壓強計U形管兩側液柱的高度差不同,即液體的壓強不同,故本實驗應探究的是液體的
壓強與液體密度的關系,故A正確,B錯誤;
CD.實驗中金屬盒指向同一方向,故不能探究液體在同一深度向各個方向壓強是否相等,也不能
探究液體向各個方向是否都有壓強,故C、D錯誤。
故選Ao
考向02液體壓強相關分析與計算
【例題2】(2023?湖南郴州?中考真題)題圖是某攔河大壩的截面示意圖。則A點受到水的壓強是
(g取10N/kg)()
A.4xlO5PaB.3xl05PaC.5xl05PaD.lxlO5Pa
【答案】B
【詳解】A點的深度為/?=40m-10m=30m
335
A點受到水的壓強/2=pg/!=l.OxlOkg/mxlON/kgx3Om=3xlOPa
故選B。
方法技巧
計算液體壓強的公式是p=/>g〃,可見,液體壓強的大小只取決于液體的種類(即密
度少和深度心而和液體的質量、體積沒有直接的關系。
運用液體壓強的公式計算時,確定深度時要注意是指液體與大氣(不是與容器)的
接觸面向下到某處的豎直距離,不是指從容器底部向上的距離(那叫“高度”)。
【訓練2-1】(2023?黑龍江?中考真題)如圖所示,底面積和質量都相同的A、B兩容器,裝有深度
相等,質量相同的不同液體,若容器底而受到的液體壓強分別為PA和依,容器對桌面的壓力分別為
心和心。則下列說法正確的是()
A.〃A=PB;FA<FBB.PA<PB;FA<FB
C.PA<PB;FA=FBD.PA>PB;FA=FB
【答案】c
【詳解】AD.由圖可知,A容器內液體的體積大于乙容器內液體的體積,且兩液體的質量相等,
所以,由〃="http://可知,A容器內液體的密度小于B容器內液體的密度,即"AyB;由圖可知兩容器內
液體的深度相同,由p=pg/z可知,A容器內液體對容器底部的壓強較小,即°A<PB,故AD錯誤;
BC.由題意可知,A、B兩容器的質量相等,容器內液體的質量也相等,因水平面上物體的壓力
和自身的重力相等,
所以,由尸=G=:"g可知,兩容器的總質量相等,重力相等,對水平桌面的壓力相等,即FA=FB,
故C正確,D錯誤。故選C。
【訓練2-2】如圖所示,有一容器底面積為40cm2,內裝1.5kg的水,水的深度為30cm,容器置于
面積為ZOOcn?的水平桌面上,此時容器對水平桌面的壓強為5xl()3pa。求:
(1)容器中水的重力;
(2)容器的重力;
(3)水對容器的底面壓力。(g=10N/kg)
【答案】(1)15N;(2)5N;(3)12N
【詳解】(1)容器中水的重力G水=川水g=1.5kgxlON/kg=15N
(2)容器對水平桌面的壓力F=/?S=5x103Pax40x10-4m2=20N
容器和水的總重力G總=G水+G容=15N+Gs=F=20N
容器的重力G容=20N-15N=5N
(3)水對容器底的壓強
pi=pg/!=lx]O3kg/m3xlON/kgxO.3m=3xlO3Pa
水對容器底的壓力
Fi=/?iS=3xl03Pax40xW4m2=12N
答:(1)容器中水的重力是15N;(2)容器的重力是5N;(3)水對容器的底面壓力是12N。
考向03連通器
【例題3】下圖所示的事例中不是利用連通器原理的是()
A.自制雞用自動飲水機B.茶壺
C.鍋爐水位計D.水塔和自來水管
【答案】A
【詳解】A.自制雞用自動飲水機的一端容器上端封閉,不屬于連通器。故A符合題意;
B.茶壺的壺身和壺嘴底部相連通,當茶壺中的水不流動時,壺身和壺嘴中的水面總是相平的。屬
于連通器原理的應用。故B不符合題意;
C.鍋爐水位計也是利用連通器原理來工作的。它的設計使得鍋爐內部的水位與外部的水位計中的
水位連通,靜止時內外液面相平,從而可以準確地顯示鍋爐內部的水位情況。故C不符合題意;
D.水塔和自來水管之間通過連通器原理來保持水壓和水位。故D不符合題意。故選A。
方法技巧
明確連通器的特點是上端開口、底部互相連通,同種液體在液體不流動時,液面相平。
【訓練3-1](如圖所示,排水管的U形“反水彎”是一個o使用后,“反水彎”處會存有一
定量的水,兩側水面是的,可以有效的阻擋排水管中異味進入室內。
【答案】連通器相平(或高度相同)
【詳解】連通器的定義:上端開口,底部連通的容器叫連通器。排水管的U形“反水彎”符合連通
器的特點。根據(jù)連通器的特點,當連通器內裝同一種液體時,兩邊的液面齊平。這樣可以時刻保持在
U形位置中有液體存在,有效的阻擋排水管中異味進入室內。
【訓練3-2】位于陜西涇陽的鄭國渠,是我國古代三大水利工程之一、如圖是鄭國渠跨路面兩側的
截面示意圖,兩側水渠和中間的涵洞可以看作是一個;當水不流動時,水對A點的壓
強(選填“大于”、“等于”或“小于”)水對8點的壓強。
【詳解】跨路面兩側的水渠是上端開口、下端連通的,當水不流動時,液面總保持相平,故兩側
水渠和中間的涵洞可看作一個連通器。由圖知,A點到液面的深度要小于8點到液面的深度,即
/ZA</lB,由液體壓強公式可知,當水不流動時,水對A點的壓強小于水對8點的壓強。
【訓練3-3】如圖所示,水龍頭放水時,水管與水塔組成;水龍頭關閉時,A處水龍頭所受
水的壓強為Pa-(g=10N/kg;p水=1.0xi()3kg/m3)
【答案】連通器1.4X105
【詳解】各用戶間的水管和水塔下部連通,當水龍頭打開時,上部都與空氣連通,因此水管與水
塔組成連通器。
相鄰兩層樓相應位置水管內的壓強差p=pgh=\x103kg/m3xlON/kgx14m=1.4x105Pa
模塊三大氣壓強
知識清單/
一、大氣壓強的存在
1.實驗探究:大氣壓的存在
(1)覆杯實驗
①實驗一:把杯內加滿水,將硬紙片放在塑料杯杯口,用手按住并倒置過來,放手后,發(fā)現(xiàn)硬紙
片沒有掉下來。原因分析:杯中裝滿水,排出了空氣,杯內水對硬紙片向下的壓強小于大氣對硬紙片
向上的壓強,由于大氣壓的作用,硬紙片沒有掉下來。
實驗一實驗二實驗三
②實驗二:把杯內加滿水,將硬紙片放在塑料杯杯口,用手按住,并倒置過來,將紙杯朝不同的方
向,發(fā)現(xiàn)硬紙片都不會脫落。說明大氣向各個方向都有壓強。
③實驗三:在裝滿水倒置的塑料杯底部用針扎一個小孔,發(fā)現(xiàn)硬紙片掉了下來,水流出。原因分
析:用針在塑料杯杯底扎孔后,水上方有大氣壓,下面也有大氣壓,所以水在重力的作用下流出來。
(2)瓶吞雞蛋
將剝了皮的熟雞蛋放入廣口瓶中,雞蛋不會掉入瓶中。將浸過酒精的棉花點燃后放入廣口瓶內,
然后立即將剝殼的熟雞蛋堵住瓶口,發(fā)現(xiàn)熟雞蛋被“吞入”瓶中。
原因分析:棉花燃燒,瓶內空氣受熱膨脹被排出一部分,堵上雞蛋,瓶內氣體冷卻后,瓶內氣壓
低于外界大氣壓,在大氣壓的作用下,雞蛋被壓入瓶中。
(3)探究歸納:大氣與液體一樣,向各個方向都有壓強。
2.大氣壓
(1)概念:大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓。
(2)大氣壓產(chǎn)生的原因
地球周圍的空氣層因地球的吸引而受到重力作用,同時空氣又具有流動性,因此大氣對浸在空氣
中的物體表面就產(chǎn)生了壓強。
(3)大氣壓的特點:在大氣層內部向各個方向都有壓強;
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