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簟九讲压强液体的压强 大气压銎 吴俊李根发 【考点导析】 1.理解压力 不变,改变液体密度,比较不同密度的液体压 强;最后归纳出结论.这种研究受多个因素影 响的事物与各个因素的关系的方法,叫“控制 变量法”,是物理学研究问题的一种基本方法. (1)压力的产生及压力存在的判断:压力产 生的条件是两个物体互相接触并互相挤压.这 也是判断压力是否存在的依据,如果两个物体 只是互相接触,而没有互相挤压,则它们之间 不存在压力. (2)液体压强计算公式P=pgh说明,液体 的压强仅与液体的密度和深度这两个因素有 关,跟液体的体积、质量、重力以及容器的形 状、液体内所取面积的大小等因素无关.因而 容器底部受到的压力F=pS=pghS不一定等 于容器内液体的重力. 公式P=mh中的深度是指从液面到所研 (2)压力的方向:总是垂直于物体的接触 面,指向受压力作用的物体. (3)压力和重力的关系:压力和重力是两种 完全不同的力.压力并不都是由重力产生的, 压力的大小不一定等于物体的重力,方向也不 一究的那点的垂直距离,而不是从该点到容器底 或到封闭的容器上盖面的距离. 4.大气压强与液体压强的异同. 定与重力方向相同.只是在某种特定的情况 下,如物体静止在水平面上,水平面受到的压 力大小与物体的重力相等,二者方向相同. 2.理解压强 相同点:都是由于受重力的作用而产生. 空气和液体都具有流动性,因而其内部向各个 方向都有压强. (1)压强不是压力.压强是用来表示压力作 用效果的,这个作用效果由压力大小和受力面 不同点:大气层不同高度处空气的密度不 同,因此不能用液体压强公式P=pgh来计算 大气压强. 5.马德堡半球实验原理 积大小两个因素来共同决定,单位面积上受到 的压力大,压力的作用就集中,效果强,我们就 说压强大,反之,压力作用就分散,效果弱,压 强小. 大气中各处都有大气压,且相邻各处大气 压相等,互相平衡.如果排除一部分空间的空 气,使这一部分空间的大气压作用失去或减 小,则其余空间的大气压就可显示出来.马德 堡半球实验,以及课本上图11—3、图11—4实 (2)压强的计算公式P=F/S是一个通用 公式,可以用来计算固体、液体和气体的压强. (3)由公式P=F/S可知,改变压强的方法 有:增大F,减小5,可增大P;减小F,增大5, 可减小P.并可由此来解释一些与压强有关的 生产、生活中的实际问题. 验都是根据这个原理来显示大气的存在的.这 个原理不可用来解释一些有关大气压的现象. 6.托里拆利实验原理 大气压强支持着倒立的、上端封闭下端开 3.研究液体压强的特点、理解其计算公式 (1)液体压强的特点是用压强计研究液体 压强后得到的.注意研究的方法:保持同一种 口的玻璃管内一定高度的水银柱,大气压强就 等于这个高度的水银产生的压强P=p,fl ̄gh= 1.O1×105Pa.液体、同一深度不变,改变方向,比较液体向各 个方向的压强;保持同一种液体不变,改变深 度,比较各个深度的液体压强;保持同一深度 测量大气压强的任务就转化成计 25 算一定高度的水银柱产生的压强,这种“等量 京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/
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?竞赛直通车 拓展 如图9 —替换”的方法是物理实验常用的方法. 注意:(1)水银柱的高度h和水银柱的长 度z是有区别的,只有在玻璃管竖直放置时,h = ;当玻璃管倾斜放置时, >h,但这时仍有h =2所示 狗头 A. 的四种动 啄木鸟 B. 760 mm.(2)玻璃管内水银柱上方漏进空气 物器官 中,具有 增大压强 功能的是 时,管外大气压能支持的水银柱高度降低,测 出的大气压偏小.(3)从P= 可知,当lD一 定时,h不因玻璃管口径的大小、水银槽内水银 面的高度而变化. (答案:B) 例3 鸭足 C. 牛蹄 D. 7.大气压随高度的变化 离地面越高,大气压强越小.一定的高度 总和一定的大气压强值相对应.因此,只要测 出某处大气压强值,就可查出该处高度.这也 是高度计的原理. 8.大气压对沸点的影响及应用 一图9—2 圆柱体 、 高度相等,底面积之比为4:1,把它们竖直 放在水平地面上,它们对地的压强之比为1:2, 若把圆柱体 叠放在圆柱体 上时,圆柱体 对地的压强增大为原来的( A.2倍 B.3倍 思路点拨 对地的压强pz= ) D.6倍 C.4倍切液体的沸点,都是气压减小时降低, 单独竖直放在水平地面上 气压增大时升高.所以,生产上、生活中可以通 过改变液面上的气压来调控液体的最高温度. 两物竖直放在水平地面上时压强之比 Pl: : = ,得到 : = 【赛题选讲】 2:1,把圆柱体 叠放在圆柱体B上时,B对地 示, 两手指用力抵住铅 指 笔,使它保持静止,下 列说法中正确的是( ) f 一 图9- \ 的压强p: = 壹 ,解得鲁=3:1. 解选项B正确. 例3有一质量 A.两手指受到的压力相同,左边手指受到 的压强较大 B.两手指受到的压强相同,左边手指受到 的压力较大 C.两手指受到的压力相同,右边手指受到 的压强较大 D.两手指受到的压强相同,右边手指受到 的压力较大 为m,半径为r,体积 为l,的半球放在盛 有密度为p的液体 的容器底部(如图9 3),它与容器底部 紧密接触(即半球表面与容器底面间无液体) —若液体深度为日,问半球对容器底部压力是多 大? 思路点拨 由题中“它与容器底部紧密接 思路点拨 因铅笔保持静止,所以水平合 力为0,即两手指受到的压力相同,但右边手指 接触面积小,压强较大. 触”知半球未受到液体浮力.所以此时半球对 底部的压力大小等于半球的重力G与液体对 半球向下的压力之和,但要直接求出液体对半 球的压力,显然知识超出了中学范围.所以我 们采用假设法,假设半球底部与容器底部没有 解选项C正确. 京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/
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紧密接触,半球所受水对它的浮力F浑=pgV, 解容器的侧壁所受的水产生的压力为 而浮力产生的原因是上下压力差,即F浮= F 向上一F 向下,浮力大小根据阿基米德定律,液 F侧=_5侧=吉Pg6 =吉Pg . 体对半球向上的压力为F 向上=pS=pgH ̄r , 容器底面所受的水产生的压力为F底= 从而求出液体对半球向下的压力. p底5底=pgb0 . 解 F浮=F 向上一F 向下 据题意F侧=F底,联立求解得0:b=1:2. 即pgV=pgHrer 一F 向下 例6 如图9 —所以F向下:F 向下:Pg( 7cr 一V) 5所示,杯中盛有 故在图9—3中半球对容器的压力为F= 密度为|0的均匀的 F向下+rag Pg( 7cr 一V)+rag 混合液体,经过一 段时间变为密度分 甲 乙 例4如图9—4所示的 图9—5 容器中盛有一定质量的水, 别是l01和l02(101< 102)的两层均匀液体设其总体积不变,则杯底受 若将它倒置,则水对容器底 部的压力和压强变化情况是 到的压强是否变化?若有变化如何变化?试 ( ). 证明之. A.压力减小,压强增大 思路点拨本题属于同液体混合问题.我 们可以以整体为研究对象,抓住混合和分开后 B.压力增大,压强减小 整体的总体积和质量不变这个纽带,深入考 C.压力和压强都增大 虑. D.压力和压强都减小 解设5为图甲中液体平均横截面积. 思路点拨 由容器的形状知水对底面的 5 、52分别为图乙中相应的平均横截面积,有 压力小于水的重力,将容器倒置后,水对容器 hS=hi S1+h2S2 底面的压力增大,同时水面降低,故由P= 7.Fh于整体的质量不变有 S= 1 Sl+ 知水对底面的压强减少. 252 解选项B正确. 综合得到(102一l0)h2S2=(,o-p1)h1 S1 拓展一容器的底面积为500厘米 ,倒入 又由图所示知S1>S1,所以(102一l0)h2= 150牛的水后,水位深20厘米.求(1)容器底面 (P-P1)hi 受到的压力和压强;(2)想一想,该容器大致是 且口l0(h1+h2)<l01 h1+l02h2, <l01g^l 什么形状的?理由是什么? +102 2,故杯底所受压强变大. 例5 在水平的桌面上置有一长方形容 例7两端开口的细弯 器,容器的底面是边长为。的正方形,容器高 管中充满了水,两端分别插 为b.当此容器注满水时,容器的一个侧壁所受 入两水槽中.细弯管的顶部 的水产生的压力与底面所受的水产生的压力 装有阀门K,原来K是闭合 大小相等,则。:b=? 的,如图9—6所示.打开阀 思路点拨 由液体压强公式P= 可知 门 后,细管顶部的水流动 水在不同深度产生的压强不等,即侧壁上不同 情况是( ) 深度处受到水的压强是不同的,但压强随着深 A.向左流 B.向右流 度均匀增加,故可取这一深度的中点处水产生 C.不流动 D.无法判断 的压强为侧壁受到的平均压强,而压力为压强 思路点拨题中的细弯管称为虹吸管.在 与受力面积的乘积. 最高点设有--/1,液片作为研究对象,小液片受 27 京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/
霉 初中物理辅导网http://www.wulifudao.cn/
?竞赛直通车 到向右和向左的压强,由公式P=P0一 (h 向上的大气压力F,起重机欲提起货物,两力至 少相等. 解:F:G:pS,S: m2=2.0m2. 为最高点到液面的距离)知向右的压强大于向 左的压强,由于存在压强差,水向压强小的方 向流动. 解选项B正确. =rag: p 拓展若两容器中装有不同的液体,试分 析打开阀门后液体的流动情况. 例8十七世纪四十年代,意大利的科学 家托里拆利首先测出了大气压的值.在标准状 况下其值为多少帕?相当于多少厘米水银柱 产生的压强.某同学也用一根大约1米长的两 【题型及解法归类】 本章考查的高频题主要为:①压强公式的 理解、应用并解释实际问题;②运用控制变量 法分析比较切割体、组合体、倒置体、倾斜体等 类型中的压强,特别是“受力面积”和液体重力 与压力的区别;③比值类问题;④综合分析固 液组合、气液组合体产生的压强,正确理解“深 度”;⑤开放性实验和解释实际问题. 处理固体压强关键是弄清压力,一般是先 求压力F,后求压强. 处理液体压强关键是弄清压强,一般先求 压强P= ,后求压力F=ps 对②中问题一般采用控制变量法,抓住不 变因素归纳分析,同时灵活应用图形法、公式 法、替代法等.对④中问题要善用力的平衡等 有关知识和数学知识. 端开口的细玻璃管做类似托里拆利测大气压 值的实验.他先在玻璃管的一端蒙上一块薄橡 皮膜,使薄橡皮膜很平地将管的一端封闭,然 后在玻璃管内注满水,用手将管口堵住倒过来 插入水槽中,放开手后,管内仍充满水,则橡皮 膜的形状是( ). A.向上凸起 c.仍是平的 B.向下凹降 D.无法判定 思路点拨此时橡皮膜内侧受到水对它 向上的压强,大小为1个大气压减去高出水面 的水柱所产生的压强,而橡皮膜上侧受到大气 对它向下的压强,大小为1个大气压. 解确. 1.01×105 Pa;76 em水银柱;选项B正 连通器问题:液体不流动时,必须使连通 器底部的液片左、右两侧受到的压强大小相 等. 拓展城市燃气供应行业常用毫米汞柱 【巩固练习】 1.如图9—7所示,甲、乙是完全相同的长方体 物块,平放在水平地面上.若分别沿图示的对 角线切成两块,并拿走其中的一块(乙取走上 作为燃气的压强单位.JMB一3型煤气表铭牌如 下表所示(铭牌中“压力”指的是压强).从表中 可以看出,当煤气的压强在多少帕斯卡之间 时,这种煤气表可以正常工作.(汞的密度为 13.6×103千克/米0) JMB一3型煤气表回转数41.7转/分面的一块),则甲、乙余下部分与地面的接触 额定流量2.5米。/时 使用介质城市煤气 面积之比为——,对地面的压强之比为. ——使用压力50—300毫米汞柱 出厂日期1993.4中州煤气表厂 例9吸盘式起重机,起重2.02×104千克 (甲) 图9—7 (乙) 货物,在大气压等于1标准大气压的情况下,吸 盘中抽成真空,那么吸盘的面积至少为多少 米 . 2.长颈鹿是世界上个子最高的动物.个子高了, 血压也要高,所以长颈鹿又是世界上血压最 思路点拨28 货物受到竖直向下重力G和 京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/
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高的动物,雌长颈鹿平均高约4.3米,血液密 度约1.o5×l03千克/米 ,当长颈鹿的心脏收 7.请你观察如图9一 l1所示的现象,从 中可知北京当时的 大气压值 一个 ℃ 缩把血液压到比心脏高3.4米的脑子里去 时,压强至少是——. 标准大气压(填: 3.如图9—8所示的三 “大于”、“等于”或 “小于”).这个现象 个容器中分别装有酒 精、清水与盐水,它们 图9—8 可以间接说明大气压随高度增加而对容器底部的压力相等,则所装三种液体的 质量最大的是 ,质量最小的是 . (填:“增大”、“不变”或“减小”). 8.活塞式抽水机的最大抽水高度大约是 ( ). 4.三个完全相同的杯子各装了半杯水,把相同 质量的小铜块、小铁块和小铝块分别放入这 A.13.6米 B.1O米 三个杯子中,结果水对杯底的压强增加最大 的是( ). c.76厘米 D.I壬意高度 9.如图9一l2所示,将试管口 n 朝下放在酒精灯火焰上方 I l 加热3~5秒后,立刻竖直水韵容器中某深度 处不动. 一 A.放入铜块的杯子 B.放入铁块的杯子 C.放入铝块的杯子 D.条件不足,无法判断 I I (1)你猜想可能产生的现象 是 . 图9—12 5.如图9—9是一连通器,左右管口径相同,先倒 入一些水,然后在右管中倒入一些油,此时测 得如图9—9所示基线(通过水和油两种液体 的交界面)以上的水柱高8厘米,油柱高为lO 厘米,问这种油的密度是多少? (2)你猜想的依据是 【过关检测】 1.如图9一l3所示,一 木块竖直悬于盛水 的杯中,将它取出后 横置于杯口时,关于 杯内底面及地面所 且且 田 乙 图9一l3 受压强和压力大小的变化情况,下列判断中 正确的是( 图9—9 图9—10 ). A.杯底和地面受到的压力都不变 6.如图9一lO是家庭厨房中常见的水池示意 B.杯底和地面受到的压强都不变 C.杯底和地面受到的压强都减小 D.杯底受到的压力减小,地面受到的压力不 变 29 图.将水池的排水管道做成“ ”形可以起到 堵臭作用,这是什么原因? 京翰教育中心http://www.zgjhjy.com/