一、知識點(diǎn)梳理
（一）壓強(qiáng)
1、壓力
(1)定義:物理學(xué)中把垂直壓在物體表面的力叫作壓力。
(2)方向:垂直于物體的受力面且指向被壓物體內(nèi)部。壓力的方向不一定是豎直向下的。
(3)大小:壓力的大小與物體所受的重力、物體的運(yùn)動狀態(tài)等無必然聯(lián)系。在不同的情況下,壓力的大小并不相同。
2、壓強(qiáng)
(1)定義:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫作壓強(qiáng)。
(2)物理意義:反映壓力的作用效果的物理量。
(3)公式:
,p表示壓強(qiáng),F表示壓力,S表示受力面積。
3、增大和減小壓強(qiáng)的方法
(1)增大壓強(qiáng)的方法:
①當(dāng)受力面積一定時,增大壓力；
②當(dāng)壓力一定時,減小受力面積；
③在增大壓力的同時,減小受力面積。
(2)減小壓強(qiáng)的方法:
①當(dāng)受力面積一定時,減小壓力；
②當(dāng)壓力一定時,增大受力面積；
③在減小壓力的同時,增大受力面積。
（二）液體的壓強(qiáng)
1、液體的壓強(qiáng)
(1)產(chǎn)生的原因:由于液體的重力作用,液體對容器底部產(chǎn)生壓強(qiáng)；又由于液體具有流動性,液體對容器壁也有壓強(qiáng)。
(2)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)如下:
①液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強(qiáng)；在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)相等；
②液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；
③液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體密度越大,壓強(qiáng)越大。
2、液體壓強(qiáng)的大小
公式:
。式中:p表示液體壓強(qiáng),單位為帕[斯卡](Pa)；
表示液體密度,單位為
千克/米3(kg/m3)；h表示液體深度,單位為米(m)；g取9.8N/kg。運(yùn)用公式時應(yīng)統(tǒng)一單位:的單位用
kg/m3、h的單位用m,壓強(qiáng)的單位是Pa。
3、連通器
(1)定義:上端開口、底部連通的容器叫作連通器。
(2)原理:如果連通器里只有一種液體,當(dāng)液體不流動時,連通器各部分中的液面高度相同。
(3)應(yīng)用:水壺的壺身與壺嘴、鍋爐的爐身與外面的水位計組成的都是連通器,這類設(shè)備正是利用連通器的特點(diǎn)來設(shè)計制造的。目前,世界上最大的人造連通器是我國的三峽船閘。
（三）大氣壓強(qiáng)
1、大氣壓強(qiáng)
(1)大氣壓強(qiáng):包圍在地球周圍的空氣層叫作大氣層,大氣對浸在其中的物體的壓強(qiáng)叫作大氣壓強(qiáng),簡稱大氣壓。
(2)單位及換算。國際單位:帕斯卡。常用單位:厘米水銀柱、毫米水銀柱和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等；通常把760毫米水銀柱的大氣壓叫作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760毫米水銀柱=1.01325×105帕。
2、大氣壓的存在
(1)氣體有重力,所以氣體有壓強(qiáng)。氣體有流動性,所以氣體內(nèi)部朝各個方向都有壓強(qiáng)。
(2)氣體壓強(qiáng)受質(zhì)量和溫度等因素的影響。當(dāng)氣體質(zhì)量一定時,溫度越高,氣體壓強(qiáng)越大；當(dāng)溫度一定時,氣體質(zhì)量越大,氣體壓強(qiáng)越大。
(3)證明大氣壓存在的著名實(shí)驗:馬德堡半球?qū)嶒灐?/p>
3、大氣壓的測量
(1)托里拆利實(shí)驗:在長1m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中,緩慢放開堵管口的手指,待管內(nèi)水銀靜止不流動時,管內(nèi)外水銀面的高度差約760mm。管內(nèi)水銀面上方是真空,管外水銀面上受到大氣壓強(qiáng),正是大氣壓強(qiáng)支持著玻璃管內(nèi)760mm高的水銀柱。
(2)氣壓計:用來測定大氣壓的儀器叫作氣壓計。氣壓計有水銀氣壓計和金屬盒氣壓計,金屬盒氣壓計也叫作無液氣壓計,若無液氣壓計的刻度盤上標(biāo)的是對應(yīng)大氣壓值的高度值,就成了登山用的高度計。
(3)大氣壓的變化規(guī)律:
①大氣壓隨高度升高而減小。因為離地面越高的地方,空氣越稀薄,所以大氣壓強(qiáng)也越小。
②同一地點(diǎn)的大氣壓還隨季節(jié)、氣候、天氣情況而變化,但變化范圍不大。
(4)大氣壓跟液體沸點(diǎn)的關(guān)系:一切液體的沸點(diǎn),都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高。因此,同一種液體的沸點(diǎn)并不是固定不變的。通常說水的沸點(diǎn)是100℃,是指在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)。
4、大氣壓的應(yīng)用
活塞式抽水機(jī)、離心式水泵、圓珠筆、中性筆、吸管、拔火罐等都是利用大氣壓的原理來工作的。
（四）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
1、流體
物理學(xué)中把具有流動性的液體和氣體統(tǒng)稱為流體,處于流動時的液體和氣體的內(nèi)部的壓強(qiáng)與不流動時的壓強(qiáng)不相同,并且流速越大的位置,壓強(qiáng)越小。
2、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系和氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系統(tǒng)稱為流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。流體的流速越大,壓強(qiáng)越小。
3、飛機(jī)的升力
迎面吹來的風(fēng)被機(jī)翼分成兩部分,如圖9-1所示。由于機(jī)翼橫截面的形狀上、下不對稱,在相同的時間內(nèi),機(jī)翼上方氣流通過的路程較長,因而速度較大,空氣對機(jī)翼的壓強(qiáng)較??；下方氣流通過的路程較短,因而速度較小,空氣對機(jī)翼的壓強(qiáng)較大。因此,在機(jī)翼的上、下表面就產(chǎn)生了壓強(qiáng)差,這就是向上的升力。
圖9-1
二、主要考點(diǎn)梳理
1、壓力
要求知道壓力的概念、方向,知道壓力和重力的關(guān)系；
2、壓強(qiáng)
要求理解壓強(qiáng)的概念,會用控制變量法研究影響壓力作用效果的因素,能用壓強(qiáng)公式
進(jìn)行簡單計算,知道增大和減小壓強(qiáng)的方法及相關(guān)實(shí)例；
3、液體壓強(qiáng)
要求會用控制變量法研究影響液體壓強(qiáng)大小的因素,了解液體壓強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)例,知道連通器的特點(diǎn)及生活中應(yīng)用連通器的實(shí)例,會用
進(jìn)行簡單計算；
4、大氣壓強(qiáng)
要求知道證明大氣存在的實(shí)例,了解大氣壓產(chǎn)生的原因,了解大氣壓的測量方法,知道大氣壓隨高度的增加而降低；
5、流體壓強(qiáng)
要求知道液體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系,能解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
三、經(jīng)典題型解析
題1：如圖9-2所示,放在水平地面上的物體A、B高度相等,A對地面的壓力小于B對地面的壓力。若在兩物體上部沿水平方向切去相同的厚度,則切去部分的質(zhì)量mA′、mB′的關(guān)系是( )。
A.mA′一定大于mB′
B. mA′可能大于mB′
C. mA′一定小于mB′
D. mA′可能等于mB′
圖9-2
解答：
設(shè)物體A、B原來的高度為h,A的橫截面積為SA,B的橫截面積為SB；A的密度為
,B的密度為
；
A對地面的壓力為
，B對地面的壓力為
。
因為FA<FB,即:
，所以
,
在兩物體上部沿水平方向切去相同的厚度h',
,
,
因
,所以,mA'< mB'。故選C。
技巧提示：
本題考查了學(xué)生對重力公式、密度公式、壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用,根據(jù)已知條件推導(dǎo)出兩物體
的大小關(guān)系是本題的關(guān)鍵。
知道物體A、B高度相等,和A對地面的壓力小于B對地面的壓力,利用F=G=mg=
，可以推導(dǎo)出兩物體
的大小關(guān)系,進(jìn)而推導(dǎo)出切去部分的質(zhì)量mA'、mB'的關(guān)系。
題2：如圖9-3所示,兩個盛有等高液體的圓柱形容器A和B,底面積不同(SA<SB),液體對容器底部的壓強(qiáng)相等?，F(xiàn)將甲球浸沒在A容器的液體中,乙球浸沒在B容器的液體中,容器中均無液體溢出,若此時液體對各自容器底部的壓力相等,則一定是( )。
圖9-3
A.甲球的質(zhì)量小于乙球的質(zhì)量
B.甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量
C.甲球的體積小于乙球的體積
D.甲球的體積大于乙球的體積
解答：
已知hA=hB,pA=pB,所以液體密度相等:
，而
。已知未放入小球時,液體對A容器底的壓力小于液體對B容器底的壓力；現(xiàn)在將小球浸沒于水中后，液體對A容器底的壓力等于液體對B容器底的壓力，所以要求A排開液體重力比B排開液體重力大,即甲球的體積大于乙球的體積。故選D。
技巧提示：
本題的關(guān)鍵是放入兩個小球以后,由于甲、乙兩個小球都是浸沒在液體中的,因此它們對容器底部增加的壓力就等于液體對它們的浮力。
題3：如圖9-4所示,一個邊長為a,密度為的均勻正方體置于水平地面上,則它對地面的壓強(qiáng)等于a,為了改變正方體對地面的壓強(qiáng),小明和小華設(shè)想沿豎直方向切去任意厚度A,如圖甲所示,并將其分別置于剩余部分的下面或上面,如圖乙、丙所示。小明認(rèn)為圖乙的放法可使壓強(qiáng)增大,小華認(rèn)為圖丙的放法可使壓強(qiáng)減小。
請判斷,小明的設(shè)想是 的,小華的設(shè)想是 的(均選填“正確”或 “錯誤”)。
圖9-4
解答：錯誤，錯誤
根據(jù)壓強(qiáng)公式
，按照圖乙的方式放置,根據(jù)壓強(qiáng)公式
，壓力的大小不變,受力面積也不變,所以壓強(qiáng)不變,小明的設(shè)想是錯誤的；按照圖丙的方式放置,壓力的大小不變,但是受力面積減小,所以壓強(qiáng)增大,小華的設(shè)想也是錯誤的。
技巧提示：
認(rèn)真仔細(xì)地理解壓強(qiáng)公式
。注意其中任意兩個物理量變化時的關(guān)系,以及對變量的控制。
題4：小明同學(xué)做“研究物體對支持面的壓力大小與支持面的傾斜程度的關(guān)系”實(shí)驗，他用雙面膠將一個200克的砝碼固定在1米長的塑料直尺中間,將直尺的左端放在水平桌面上,用手提右端,如圖9-5甲所示。然后緩緩抬高右端,觀察到的實(shí)驗情況如圖9-5乙、丙所示。請根據(jù)實(shí)驗現(xiàn)象及相關(guān)條件,歸納得出初步結(jié)論。
圖9-5
① 比較圖甲和圖乙(或圖甲和圖丙)可知: ；
② 比較圖乙和圖丙可知: 。
解答：
①將同一物體置于支持面上時,物體對傾斜支持面的壓力比水平支持面的壓力??；
②將同一物體置于傾斜放置的支持面上時,支持面的傾斜程度較大,它對支持面的壓力較小。
技巧提示：
根據(jù)壓力的作用效果結(jié)合圖示的形變,我們可以比較容易地寫出結(jié)論,但要注意結(jié)論的嚴(yán)密性。
題5：如圖9-6所示是甲、乙兩種物質(zhì)的m-V圖像。若用質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì)分別制成實(shí)心正方體A、B,把它們平放在水平地面上,則兩正方體A、B對水平地面的壓強(qiáng)之比為( )。
A.8:1
B.4:3
C.1:2
D.4:1
圖9-6
解答：
根據(jù)甲、乙兩種物質(zhì)的m-V圖像我們很容易得出甲、乙兩種的密度之比為
，根據(jù)密度公式得
,甲、乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量相等,則它們的體積之比為VA:VB=1:8，因為它們是正方體,所以它們的邊長之比為LA:LB=1:2，它們對水平地面的壓強(qiáng)
。所以A對地面的壓強(qiáng)為
，同理B對地面的壓強(qiáng)為
，
，選擇D。
技巧提示：
靈活利用圖像和密度、壓強(qiáng)公式以及數(shù)學(xué)里面的比值法是本題的關(guān)鍵。
題6：在長約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,用手指將管口堵住,然后倒插在水銀槽中,放開手指,管內(nèi)水銀面下降到一定高度時就不再下降,如圖9-7所示。
(1)為了測得大氣壓的值,這時必須測量 。如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部,則觀察到的現(xiàn)象是 。
(2)某同學(xué)也利用此裝置,把水銀換成水,將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內(nèi)時,管中的水柱 下降,如果這時在管頂開一個小孔，水柱 向上噴出(均選填“會”或“不會”)。
圖9-7
解答：
(1)管內(nèi)外水銀面高度差,管內(nèi)水銀柱高度變高。
(2)不會,不會。
技巧提示：
本題主要考查了托里拆利實(shí)驗以及大氣壓與高度的關(guān)系。對實(shí)驗的過程分析以及可能出現(xiàn)的問題要求學(xué)生進(jìn)行深入和細(xì)致的思考。
托里拆利實(shí)驗是大氣壓里面一個十分重要的物理實(shí)驗,它選擇密度很大的水銀來做實(shí)驗,就是為了讓我們操作方便。如果用水來做的話,液柱高度會達(dá)約10.3m,不容易操作,因此不適合在教室和實(shí)驗室演示。
在該實(shí)驗中,首先在1米左右的玻璃管中小心地灌滿水銀,注意不要混入空氣泡,然后用食指堵住管口倒插到水銀槽中,松開手指,等水銀柱穩(wěn)定后,管的上方是真空,在大氣壓的作用下,最后水銀柱不再下降。
根據(jù)平衡力的知識可以知道，這個時候管外的大氣壓和管內(nèi)一定深度的水銀柱的壓強(qiáng)剛好平衡,利用等效替代法就可以計算出大氣壓的具體數(shù)值。如果換用水來做實(shí)驗,一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至少要支持10m的水柱,一般管長只有1m,所以水柱不會下降。
大氣壓與高度有關(guān),在海平面以上,隨高度的增加而減??；在海平面以下,隨深度的增加而增大。做該實(shí)驗時,如果管頂開孔后，內(nèi)外大氣相通，管內(nèi)的水銀或者水在自身重力下回落回到槽內(nèi)，不會向上噴射出去。
題7：如圖9-8所示,以下四個關(guān)于“氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”的現(xiàn)象中,壓強(qiáng)P1、P2大小關(guān)系正確的是( )。
圖9-8
解答：選A。
本題考查流體壓強(qiáng)。流體壓強(qiáng)的特點(diǎn)是:流速大的地方壓強(qiáng)小。A中下方氣體流速大于上方氣體的流速,所以P1>P2，正確；B、C中P1=P2，所以這兩個選項都錯；D中上方管中氣體流速大,所以P1小，P1<P2。
技巧提示：
流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系雖然簡單,但是容易記錯,在答題時一定要記牢固，不要混淆了。
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