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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,通常把物体放在水平桌面上时,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。
FF
F
F
F
GGF+GG–FF-GF
2、研究影响压力作用效果因素的实验:
⑴受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。
压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。
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转换法(用被压物体的凹陷程度
来反映压力的作用效果)
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:对于放在水平面上的直柱体(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:。成人
站立时对地面的压强约为:×104Pa。它表示:每平方米的受力
面积上,×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)。
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。
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。
p
D、液体压强与深度关系图象:
5、
h
F=G液F<G液F>G液
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:对于直柱形容器可先求F:F=G液,再用p=F/S。
7、连通器:
⑴定义:上端开口,下部相连通的容器
⑵连通器原理:连通器里的同一种液体不流动时,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。
三、大气压
1、概念: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,一般有
p0表示。说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压
锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
2、产生原因:因为空气受重力并且具有流动性。
3、大气压的存在——实验证明:
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4、大气压的实验测定: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在下降,
这时管内外水银面的高度差约为760mm。
(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液
片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
5
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=×10Pa(其值随着外界大气压的变
化而变化)
(4)说明:
A、实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;
若未灌满,则测量结果偏小。
B、本实验若把水银改成水,
C、管内外的高度差与管的形状,粗细,长度(不小于1m)无关。
D、将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不
变,长度变长。
E标准大气压:支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=×105Pa
5、大气压的特点:
(1)特点: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。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。
(2)大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低
100Pa
6、测量工具:
定义:测定大气压的仪器叫气压计。
分类:水银气压计和无液气压计
说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。在无液气压计刻度盘上标的刻度
改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7、应用:活塞式抽水机和离心水泵。
8、沸点与压强:内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升
高。
应用:高压锅、除糖汁中水分。
9、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。