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第九章:压强单元讲、析与提高对本章知识点进行提炼、总结和详解一、压强1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。(1)压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的重力G。图一:水杯对桌面的压力竖直向下图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左(2)固体可以大小、方向不变地传递压力。2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。(1)压强是表示力的作用效果的物理量。(2)压强公式:。其中,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。3.压强的利用(1)增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如图四:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。(2)减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同时增大受力面积都可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。图四:增大压强例子图五:减小压强例子二、液体压强1.液体压强产生的原因:液体受重力作用且具有流动性。2.液体压强的测量:使用压强计。3.液体压强的规律:(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;(3)液体的压强随深度的增加而增大(如图一所示);(4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。 图一 图二 4.液体压强公式:。其中,是液体密度,单位是;是液体内部某位置到液面的高度。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。5.连通器:上端开口,下部相连通的容器。(1)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平(如图二所示)。(2)连通器的应用: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、大气压强1.大气压强: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;大气压用p0表示。2.产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。3.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再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。如图所示。 (2)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。4.标准大气压:支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。1个标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01105Pa。5.大气压的特点:(1)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。(2)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。(3)大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。6.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。7.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。四、流体压强与流速关系1.流体:液体和气体。2.液体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。3.飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。4.当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。5.机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。对本章常考热点、考查方式和考题类型进行剖析1.压力与压强的概念压力、压强的概念属于基本概念,也是学习本章的基础;所以,压力和压强的概念在本章中具有非常重要的地位。因为是新的概念,学生在开始学习时有时感觉无从下手,有时理解起来也很抽象,但只要学生能抓住其主要问题和知识点,对本节的学习是能够很好掌握的。本节主要知识点有压力和压强的基本概念、压强的简单计算。在本节复习中,大家一定要注意以下几个方面问题:一、对压力和压强的正确理解;二、压强的应用。在历年中考中,对“压强”的考查主要有以下几个方面:(1)压强的应用:利用生活中常见的例子,考查学生对压强概念的理解程度;常见的是增大或减小压强的例子,此类问题也是常考热点;(2)压强的简单计算:属于简单计算题,主要考查学生对压强概念、单位的掌握程度。本节在中考中出现的概率较高,历年考试一般都会出现此类考题,有时以一个考题出现,更多的是与本章其他知识点结合组成一个题目。中考主要题型以选择题、填空题为主,更多的是选择题。选择题以考查压强的概念居多,填空题以简单计算居多。典例一:(2019益阳)家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2,车重1.2104N驾驶员及乘客共重3103N在水平地面上小轿车对地面的压强是( )。A3.00105PaB3.75105PaC1.20106PaD1.50106Pa【解析】汽车和驾驶员及乘客的重力是已知的,汽车在水平地面上,对地面的压力等于汽车的重力,受力面积等于四个轮胎和地面的接触面积,根据p=求出汽车对水平地面的压强。【解答】汽车、驾驶员及乘客共重:G=1.2104N+3103N=1.5104N;汽车静止在水平地面上时对地面的压力:F压=G=1.5104N;地面的受力面积:S=40.01m2=0.04m2;汽车对水平地面的压强:p=3.75105Pa;故选B。典例二:(2019达州)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为1dm3、重为80N的实心物体,D是边长为20cm、质量为20kg的正方体,OA:OB2:1,圆柱形容器的底面积为400cm2(g10N/kg),则下列结果不正确的是( )。A物体C的密度为8103kg/m3;B杠杆A端受到细线的拉力为70N;C物体D对地面的压强为1.5103Pa;D物体C浸没在水中前后,水对容器底的压强增大了23Pa【解析】A、物体C的质量:mC8kg;物体C的密度:C8103kg/m3,故A正确;B、物体C排开水的体积:V排VC1103m3,受到的浮力:F浮水gV排1103kg/m310N/kg1103m310N;杠杆A端受到的拉力:FAGCF浮80N10N70N,故B正确;C、由杠杆平衡条件F1L1F2L2 得:FAOAFBOB,则杠杆B端受到细线的拉力:FBFA70N140N,由于力的作用是相互的,杠杆B端对D的拉力:F拉FB140N,D对地面的压力:F压GDFBmDgF拉20kg10N/kg140N60N,D对地面的压强:p1.5103Pa,故C正确;D、物体C浸没在水中前后,水的深度变化:h2.5cm0.025m,水对容器底的压强增大值:p水gh1103kg/m310N/kg0.025m2.5102Pa,故D错。故选D。2.液体压强液体压强是本章重点,在力学部分中占据非常重要的地位,同时也是中考的常考内容。本节主要知识点有液体压强概念和特点,液体压强的计算。液体压强的概念包括:液体压强产生,影响液体压强大小的因素以及也压强的特点;液体压强的计算包括:液体压强大小分析和液体压强常规计算。本节是学生学习力学内容较难的部分,同时液体压强的计算也经常作为压轴题出现考点,在中考试卷中占据较大比例。所以,对本节学习是学生应重视和掌握的内容。在历年中考中,对“液体压强”的考查主要有以下几个方面:(1)液体压强的概念:考查学生对液体压强特点、概念的理解;常见考点是液体压强的特点、影响液体压强大小的因素等,此类问题属于常考热点;(2)液体压强的计算:主要分为简单计算和压轴计算,主要通过计算考查学生对液体压强的概念、分析和计算能力的掌握程度。本节在中考中属于常考内容,历年考试一般都会出现此类考题,有时以一个考题出现,有时会以大型计算题形式出现。中考主要题型有选择题、填空题和计算题。选择题以考查液体压强的概念居多,填空题以简单计算居多,综合计算以压轴题居多。在复习中,希望大家能把握好本章的知识点、考点和考查方式。典例三:(2019河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )。AF甲=F乙,p甲=p乙BF甲=F乙,p甲p乙CF甲F乙,p甲=p乙DF甲F乙,p甲p乙【解析】先根据p=gh可判断两容器底部受到液体的压强;然后根据F=pS可判断两容器底部受到液体的压力。【解答】解:由题意知,两容器中装有同种液体且液面向平,则液体的密度相同,深度也相同,根据p=gh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;又因为容器底面积相等,根据F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙;故A正确,BCD错误。故选A。典例四:(2017乌鲁木齐)我国自主建造的世界上压力最大的8万吨多向模锻压机锻造大型工件时,对工件的压力为8108N,与工件的接触面积为4m2,则工件承受的压强相当于( )。A2km高水柱产生的压强;B4km高水柱产生的压强;C8km高水柱产生的压强;D20km高水柱产生的压强【解析】(1)固体能够传递压力,知道对工件的压力,与工件的接触面积图钉,可利用公式计算工件承受的压强;(2)利用公式计算水的深度。解答如下:(1)对工件的压力为8108N,与工件的接触面积为4m2,则工件承受的压强:;(2)若水产生的压强p2=p1=2108Pa,由得:;故A、B、C错误。【答案】D。【考点】液体压强、压强的大小及其计算。3.大气压强大气压强是本章重点知识点,所以大气压强也同样在力学部分中占据非常重要的地位,中考中考查大气压强的题目出现概率也很高。本节主要知识点有大气压强的概念和特点,大气压强的利用。大气压强的概念包括:大气压强的产生产生,大气压强的特点以及影响大气压强大小的因素;大气压强的利用主要包括:生活中利用大气压强和大气压强对生产、生活的影响。在本节学习中,学生对大气压强的理解是比较困难的,但只要抓住本节主要知识点就可以很好的掌握其中的主要内容。大气压强在历年中考中,考查主要有以下几个方面:(1)对大气压强的概念的考查:考查学生对大气压强特点、概念的理解;常见考点是大气压强的特点、影响大气压强大小的因素等,此类问题属于常见考点;(2)大气压强的利用:主要是通过实际例子考查学生对大气压强的理解和掌握程度,属于常考热点。中考主要题型有选择题、填空题。选择题以考查大气压强的概念和大气压强的利用居多,填空题以考查大气压强的概念居多。典例五:(2019海南)用钢笔吸墨水是利用_把墨水吸进橡皮管;用手拍打衣服使灰尘与衣服分离,是利用灰尘
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