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固体压强2

课题

压强

教学目标

掌握压强的计算,理解大气压强,会用大气压强解析一些现象

重点、难点

压强的计算,固体压强、液体压强、气体压强的区别和联系

考点及考试要求

压强的计算、影响压强的因素、能用大气压解析生活中的现象

教学内容

压强

一、固体的压力和压强

1、压力:

⑴定义:

垂直压在物体表面上的力叫压力。

⑵压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F=物体的重力G

⑶固体可以大小方向不变地传递压力。

⑷重为G的物体在承面上静止不动。

指出下列各种情况下所受压力的大小。

2、研究影响压力作用效果因素的实验:

⑴课本甲、乙说明:

受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。

乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。

概括这两次实验结论是:

压力的作用效果与压力和受力面积有关。

本实验研究问题时,采用了控制变量法。

和对比法

3、压强:

⑴定义:

物体单位面积上受到的压力叫压强。

⑵ 物理意义:

压强是表示压力作用效果的物理量

⑶ 公式p=F/S其中各量的单位分别是:

p:

帕斯卡(Pa);F:

牛顿(N)S:

米2(m2)。

A使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。

B特例:

对于放在桌子上的直柱体(如:

圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh

  ⑷ 压强单位Pa的认识:

一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa。

成人站立时对地面的压强约为:

1.5×104Pa。

它表示:

人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为:

1.5×104N

⑸应用:

当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:

铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。

也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:

缝一针做得很细、菜刀刀口很薄

4、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:

处理时:

把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式p=F/S)。

针对训练:

1.关于压力,下列说法中正确的是()

A.压力的方向总是竖直向下的;B.压力的大小总等于物体所受重力的大小;

C.压力的方向总是垂直于支承面;D.任何情况下压力的大小和物体的重力无关。

2.如图1中所示,物体A对斜面压力的示意图正确的是()

 

3、用物理知识来说明:

缝衣时缝衣针头做得很尖是为了_______;镰刀、剪刀、斧头等用过一段时间要磨一磨,这是为了_______;背书包要用扁而宽的带而不用细绳,这是为了________。

4、对压强公式解释正确的是:

A.物体的重力越大,产生的压强就越大

B.物体对受力面的压力越大,产生的压强就越大

C.受力面积越大,产生的压强就越大

D.物体所承受的压力一定,压强与受力面积成反比

5.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对地面的压力和压强最接近于(  )

A.50N,103PaB.50N,104Pa

C.500N,103PaD.500N,104Pa

6.手指作用在图钉帽上的压力是20N,已知图钉帽的面积是1cm2,图钉尖的面积是0.05mm2,则图钉尖作用在墙上的压力、手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强分别是多大?

7、在水平桌面上,有三个竖直放置的同种物质制成的实心圆柱体,已知它们的高度相等,但质量不相等,那么它们对桌面的压强()

A、质量大的一定大B、底面积大的一定大

C、底面积小的一定大D、三个一样大

8.两个圆柱形工件,底面积相等,它们密度之比为ρ甲∶ρ乙=9∶8,平台所受压强之比为p甲∶p乙=3∶2(圆柱体都立放时),则它们的高度之比h甲∶h乙为(  )

A.3∶4B.4∶3

C.27∶16D.6∶27

9.长方体砖块的长、宽、厚之比为4∶2∶1,将砖块平放、侧放、竖放在水平地面上时,砖块对地面的压强之比为(  )

A.4∶2∶1B.1∶2∶4

C.8∶4∶1D.1∶1∶1

10、放在水平桌面上两质量相等的实心立方体铁块和铝块,对桌面的压强分别为、P铁、P铝。

它们的大小关系是()

A、P铁>P铝B、P铁<P铝

C、P铁=P铝D、条件不足,无法判断

11.(2010四川)图14-1-2是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。

如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,把它们放在水平面上,则根据图象可知,甲、乙两种物体对水平面的压强之比p甲∶p乙为(  )

A.8∶1B.4∶1

C.2∶1D.1∶1

12.如图所示的薄壁平底茶杯,将它空着正放在水平桌面上,对桌面的压力和压强分别是F1、P1;把它倒扣在同一桌面上,对桌面的压力和压强分别是F2、P2,则:

()

A.F1>F2,P1=P2B.F1=F2,P1>P2

C.Fl

13.如下图所示,长方体铁块A静止放在水平桌面上,若把A略向右移动,则A对桌面的压力F1、压强P的变化情况是()

A、F不变,P不变B、F不变,P变大

C、F变小,P变小D、F变大,P变大

14.如图2,两个形状、大小、材料完全相同的实心物体1和2,放在水平桌面上,它们对桌面产生的压力F或压强p的大小关系正确的是()

A、F1>F2,p1>p2B、F1<F2,p1<p2

C、F1=F2,p1<p2D、F1=F2,p1=p2

 

能力训练

1、一块质量为2.7kg的正方体铝块,静止放在面积为100dm2的水平面上,求桌面受到的压强是多少?

铝=2.7

103kg/m3)

 

2、一均匀的正方体木块,放在水平地面上,对地面的压强为p,如果将这个木块切成完全相同的8个小正方体,取其中一个放在水平地面上,则这个小木块对地面的压强是()

A.pB.

pC.

pD.2p

 

3、三个实心正方体对水平地面的压强相同,他们的密度分别为ρ1、ρ2、ρ3,且ρ1>ρ2>ρ3,则这三个正方体对水平地面的压力F1、F2、F3的大小关系是()

A.F1=F2=F3

B.F1

C.F1>F2>F3

D.不能确定

 

4、某纪念碑质量为100t,立在高的1m基石上,基石密度为2

103kg/m3,如果地面能承受的压强不能超过6.86

104Pa,基石的底面积至少应为多少?

 

5、用一种厚度为8cm,密度为2.4

103kg/m3的长方体砖砌墙,砌墙使用的水泥砂浆的密度为2.2

103kg/m3,砖缝间水泥砂浆的厚度为1cm,若在建筑施工中要求墙体对墙基的压强不得超过4.9

105Pa,求此砖墙的高度不得超过多少?

 

挑战极限

A和B是两块完全相同的砖,分别立放和平放在水平桌面上。

B砖上放有圆柱形玻璃容器,容器中盛有水,容器接触B砖上表面

面积,容器壁厚度和容器本身重忽略不计,这种砖的密度为

=2

103kg/m3。

A砖的上表面和B砖的上表面到水平桌面的距离分别为24cm和5cm,计算时g取10N/kg,求:

(1)砖对水平桌面的压强PA是多少?

(2)若B砖对水平桌面的压强PB=

PA,容器中水的深度是多少?

二、液体的压强

1、液体内部产生压强的原因:

液体受重力且具有流动性。

2、测量:

压强计用途:

测量液体内部的压强。

3、液体压强的规律:

⑴液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;

⑵在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;

⑶液体的压强随深度的增加而增大;

⑷不同液体的压强与液体的密度有关。

4、压强公式:

⑴推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。

⑵推导过程:

(结合课本)

液柱体积V=Sh;质量m=ρV=ρSh

液片受到的压力:

F=G=mg=ρShg.

液片受到的压强:

p=F/S=ρgh

⑶液体压强公式p=ρgh说明:

A、公式适用的条件为:

液体

B、公式中物理量的单位为:

p:

Pa;g:

N/kg;h:

m

C、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。

著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。

D、液体压强与深度关系图象:

5、

 

F=GFG

6、计算液体对容器底的压力和压强问题:

一般方法:

㈠首先确定压强p=ρgh;㈡其次确定压力F=pS

特殊情况:

压强:

对直柱形容器可先求F 用p=F/S 

压力:

①作图法  ②对直柱形容器 F=G

7、连通器:

⑴定义:

上端开口,下部相连通的容器

⑵原理:

连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平

⑶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。

针对训练:

1.图14-2-2中,采用减小受力面积的方法增大压强的事例是(  )

图14-2-2

2.关于液体内部的压强,下面的说法哪一种是对的(  )

A.在液体内部,液体向各个方向的压强都相等

B.物体在液体内部受到液体的压强,各个方向的压强都相等

C.在液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强都相等

D.在液体内部,液体向下的压强总比向上的压强大

3.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。

如图14-2-3所示的事例中利用连通器原理的是(  )

图14-2-3

A.只有①②B.只有③④C.只有①③④D.①②③④

4.如图14-2-4所示,a、b、c底部互相连通,自b注入水,当图中水不流动时(  )

图14-2-4

A.a中液面最高B.b中液面最高

C.c中液面最高D.a、b、c中液面一样高

5.如图14-2-5所示,三个完全相同的容器,里面分别装有质量相等的三种不同液体,三个容器都是圆柱形,那么

(1)这三个容器底受到液体的压强pa________pb________pc(填“<”“=”或“>”);

(2)三种液体的密度相比较ρa__________ρc__________ρb;(3)三容器对桌面的压强pA___________pB___________pC。

图14-2-5

6.如图14-2-6盛有某液体,pA、pB、pC分别表示A、B、C三点处液体的压强,则(  )

图14-2-6

A.pA=pB=pCB.pA=pC>pB

C.pA>pC>pBD.pA=pB

7.如图14-2-7所示,将一盛有水的试管倾斜后,液体对容器底的压强将(液体不流出)(  )

图14-2-7

A.变大B.变小

C.不变D.无法确定

8.图14-2-8中正确的是(  )

图14-2-8

9.在盛满水的容器的侧壁上开有三个小孔,水从小孔中喷出,在如图14-2-9所示的四幅图中正确的是(  )

图14-2-9

10.一个装满油的油桶高2m,在距底0.5m处有一点M,则M点的压强为(已知ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)(  )

A.1.6×104PaB.1.2×104Pa

C.0.8×104PaD.0.4×104Pa

11.有4种不同年代的潜水装置,它们潜入海水的最大深度如图14-2-10所示,其中能承受海水压强最大的是(  )

图14-2-10

12.(2010江苏如东模拟模拟)两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图14-2-11所示,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲、p乙,则它们的关系是(  )

图14-2-11

A.p甲>p乙B.p甲<p乙

C.p甲=p乙D.无法确定

13.潜水员潜入水中的深度有一定的限制,这与潜水员能承受的压强大小有关。

若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×105Pa,水的密度为1.0×103kg/m3(g取10N/km),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是(  )

A.4mB.40m

C.400mD.60m

14.如图14-2-12所示,半球形容器中都装满水,在水对容器壁的压力示意图中,正确的是(  )

图14-2-12

 

15.比较A、B、C三点的压强pA__________pB__________pC__________。

如图14-2-13所示,三容器中是同一种液体。

图14-2-13

16.我国经济快速发展,很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点,纷纷为自己的产品做广告,但有些广告制作却忽视了其中的科学性。

如图14-2-14所示的广告图中有一处科学性的错误,请你找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律。

图14-2-14

错误:

____________________,它违背了______________________________。

17.图14-2-15中A是小华家的厨房,B是卫生间,A、B两地之间有墙,相互看不到,但是小华家在装修时必须搞清楚;厨房和卫生间的地面哪个高?

高度相差多少?

为此,小华设计了一个测量方法,他利用一根透明的塑料管,在里面灌满一些水,水管两端各固定在一个木块钉成的支架上,如图14-2-15,请你根据这张示意图,说一说小华测量的方法,并同时说明这种方法所应用的物理原理。

图14-2-15

18.一艘潜艇能潜入海水下1500m,问它能承受的压强是多大?

 

19.我国幅员辽阔,水资源丰富,地势呈阶梯状分布,这为开发利用水能源提供了十分有利的条件,修建水库是开发利用水能的基础建设。

图14-2-16

(2)水库大坝总是建成下宽上窄的梯形,其横截面积如图14-2-16所示,试说明建成这种形状的物理道理。

(3)举世瞩目的三峡工程历经近十年的艰辛努力,终于在2003年6月1日下闸蓄水,6月16日水位将达到海拔135米,此时坝前水位将抬高55米,求:

此次蓄水,水对坝底所增加的压强。

(g取10N/kg)

(4)一艘轮船的船底在过三峡船闸时不小心被撞了一个洞,洞口的面积为10cm2,用来堵洞的堵塞物受到的水压力为25N,求洞口在水下的深度。

(g取10N/kg)

 

限时训练

*1.物理学中把物体表面上的力叫压力。

*2.重为10N的物体放在水平桌面上,桌面对物体的支持力是N,物体对桌面的压力是N。

[0.5]

*3.一个重为600N的人站在水平地面上,他对地面的压力是N。

如果这个人抬起一只脚(单脚着地),这时他对地面的压力为N。

*4.如图7-7所示,物体静止在水平面上,画出物体对水平面压力的示意图。

如图7-8所示,物体静止在斜面上,画出物体对斜面压力的示意图。

 

*5.压力作用的效果是使物体发生。

压力作用的效果跟有关,还跟有关。

*6.物理学中用这个物理量来表示压力作用的效果,计算公式是。

*7.压强的单位是,简称。

此外,常用的单位还有、。

*8.使用公式p=

计算压强时,要特别注意式中的S是指“受力面积”。

例如,一个边长为10cm的立方体,重为50N,放在面积为1m2的水平桌面中央,则物体对桌面的压力是N,受力面积是m2,物体对桌面的压强是Pa。

**9.水平桌面上放着两个物体,质量之比为2∶3,与桌面的接触面积之比为1∶3。

则:

它们对桌面的压力之比是,对桌面的压强之比是。

**10.书包的背带应当做得扁而宽,这样对肩的小,感觉会舒服些。

火车铁轨是铺在枕木上的,这样可以增大,从而减小对路基的压强,避免路基下陷。

**11.如果物体间的压力不可以改变,可以通过来减小压强;如果物体间的接触面积不可以改变,可以通过来减小压强。

**12.被称为“沙漠之舟”的骆驼,有着两座可爱的驼峰和四只看起来有点笨拙的大脚。

请分析说明骆驼“驼峰”和“大脚”的功能。

 

**13.判断下列说法的正确与错误:

(1)压力的方向总是向下的。

()

(2)压力的大小有时等于物体的重,有时不等于物体的重。

()

(3)很大的压力可能只会产生很小的压强,很小的压力可能会产生很大的压强。

()

(4)1Pa表示1m2面积上受到的压力是1N。

()

(5)人走路时比站立不动时对地面的压强大些。

()

**14.质量是45kg的同学站在地面上,每只脚与地面的接触面积是150cm2。

求:

他对地面的压强是多大(取g=10N/kg)。

思考:

要想很快地使他对地面的压强增大一倍,可以怎么办?

**15.回答下列问题:

(1)图钉能不能按进墙壁或木板,菜刀能不能把菜、肉等切断,取决于哪些因素?

(2)图钉尖秃了就很难按进墙壁或木板,这是为什么?

(3)菜刀磨一磨,切起来就轻松顺当,这又是为什么?

 

**16.如图7-9是研究压强的简易实验。

实验器材是:

一块泡沫塑料(海绵)、一只自制的小桌、一只(50g)大砝码。

实验时,按图甲、乙、丙三种方式放置器材,观察海绵表面下陷的程度。

(1)图甲和图乙相比较,小桌对海绵的压力,小桌与海绵的接触面积,海绵下陷的程度,(选填“相同”或“不同”)通过比较,可以得出的结论是。

(2)图乙和图丙相比较,小桌对海绵的压力,小桌与海绵的接触面积,海绵下陷的深度,(选填“相同”或“不同”)通过比较,可以得出的结论是。

***17.如图7-10,物块底面积是10cm2,重为10N,被竖直向上的力F顶在天花板上,天花板的面积是12m2。

若F=30N,则物块对天花板的压力是N,压强是Pa;若F=10N,则物块对天花板的压力是N,压强是Pa。

 

***18.如图7-13,粗细不同的A、B两个圆柱体叠放在水平地面上,它们的重力为GA=GB=GC,它们的横截面积分别为SA和SB.。

对B的压强Pl=,B对地面的压强P2=。

 

***19.一本初中物理书平放在水平桌面上,如何测定它对桌面的压强?

请写出你所选择的器材、实验步骤及压强的表达式:

器材:

步骤:

 

表达式:

****20.为了探究实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个不同的圆柱体竖直放置在同一水平沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。

实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。

表一(ρ铜=8.9×103kg/m3)表二(ρ铁=7.8×103kg/m3)表三(ρ铜=8.9×103kg/m3)

实验序号

材料

高度(cm)

底面积

(cm2)

1

20

10

2

20

20

3

20

30

实验序号

材料

高度(cm)

底面积

(cm2)

4

20

10

5

20

20

6

20

30

实验序号

材料

高度(cm)

底面积

(cm2)

7

10

10

8

10

20

9

10

30

 

(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:

当圆柱体的密度和高度相同时,压力的作用效果与底面积(选填“有关”或“无关”)。

(2)分析实验序号的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:

当圆柱体的高度相同时,材料的密度越大,压力的作用效果越显著。

(3)分析比较实验序号1与7(或2与8、或3与9)的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是。

(4)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论:

(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象,可初步得出结论:

(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象,可初步得出结论:

 

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