名师推荐中考物理综合复习精品之压强

冲击 2010 中考物理综合复习精品之压强 压强 液体的压强 （一）压力 1. 垂直作用在物体表面上的力叫压力。当两个物体相互接触并且发生挤压作用时就有压力产生。 2. 压力的方向总是指向受力的物体并垂直于被压物体表面。 3. 压力不是重力，它们是性质不同的两种力。 （1）压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的；而重力是由于地面附近的物体受到地球的吸 引作用而产生的。 （2）压力的方向可以向上，可以向下，也可以沿水平方向，即只要指向物体表面并垂直于物体表面即可；而重 力的方向总是竖直向下。 （3）压力可以由重力产生也可以与重力无关，当物体放在水平面上且无其他外力作用时，压力的大小在数值上 等于物重。 （二）压强 1. 压强的定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是用来比较压力作用效果大小的物理量。“单位面积” 应理解为“单位受力面积”是指施加压力的物体与受压力的物体互相接触并挤压的面积。 2. 压强的定义式 S Fp  ；适用于固体、液体和气体。压强的单位符号是 Pa ， 2/11 mNPa  。用该公式分析问 题时切忌不能单纯用数学观点去分析得出压强与压力成正比、与受力面积成反比的错误结论，应注意当满足压力 F 不变这一条件时压强与受力面积成反比才成立，进而得出比例式 1 2 2 1 S S P P  ；当满足受力面积 S 不变时压强与压 力成正比才成立，进而得出比例式 2 1 2 1 F F P P  。 3. 增大和减小压强的方法：在压力一定时，用增大（或减小）受力面积的方法来减小（或增大）压强；在受力 面积一定时，用增大（或减小）压力的方法来增大（或减小）压强。 （三）液体的压强 1. 液体的压强是由于液体受重力的作用且液体有流动性产生的。但液体压强的大小与液体重力大小无关，即一 定重力大小的液体可以产生不同的压力、压强。 2. 液体对容器底部和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强、液体的压强随深度的增加而增大、在同一 深度，液体向各个方向的压强都相等；不同液体的压强还跟它的密度有关。 3. 液体压强公式 ghp 液 ，其中 h——液体的深度，是从液体的自由表面到所研究的液体内部某点（或面）的 高度，即从上向下量的距离。 4. 定义式 SFp / 与 ghp 液 的区别与联系。 （1）液体压强公式 ghp 液 是根据流体的特点，利用定义式 SFp / 推导出来的，只适用于液体，而 SFp / 具有普遍的适用性。 （2）在公式 SFp / 中决定压强大小的因素是压力和受力面积；在液体压强公式 ghp 液 中决定液体压强 大小的因素是液体密度和深度。 （3）对于规则的侧壁竖直的容器，底部受到的压强用公式 SFp / 和 ghp 液 计算结果一致；对于其他不 规则的容器，计算液体压强一定要用 ghp 液 否则会出现错误。 5. 连通器：能够根据连通器里装有同一种液体且当液体静止时液面相平的道理。分析船闸的构造和工作原理； 知道生活和生产中应用连通器的器具和装置。 大气压强 （一）大气压 大气对浸没在它里面的物体的压强叫做大气压。马德堡半球实验证明了大气压的存在，而且很大。 （二）大气压的测定及测定仪器 1. 测定出大气压数值的实验是托里拆利实验。 2. 常用水银气压计，金属盒气压计（无液气压计）测定大气压。 （三）大气压的单位 除了用国际单位制中压强的单位帕斯卡来表示外，还常用厘米汞柱、毫米汞柱和标准大气压来表示。1 标准大气 压 PammHgcmHg 51001.176076  。 （四）大气压的变化及对沸点的影响 1. 大气压随高度的增加而减小，但减小是不均匀的。 2. 大气压随天气而变化，一般说来晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高。 3. 一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高。 （五）大气压的应用 活塞式抽水机和离心式水泵都是利用大气压的作用而工作的。 （六）气体压强跟体积的关系 在温度不变时，一定质量的气体体积越小，压强越大；体积越大，压强越小。 【典型例题】 [例 1] 一个物体重为 20 牛，把它放在斜面上，请你用力的示意图画出物体受到的重力和斜面上受到的压力。 F G 图 1 解析：重力的作用点在物体的重心，而压力的作用点在受力物体的表面，在斜面上。 答案：如图 1。 易错分析：解这类题学生最易出错的是：重力的方向和压力的作用点，应注意，重力的方向是竖直向下的，其作 用点在重心（若是规则物体，则在几何中心）。压力的作用点在受力物体的表面上，其方向垂直于受力物体的表 面。 [例 2] 如图 2 所示的容器中，装有重为 20N 的酒精，容器底面积为 100cm2，试求 A，B 两处的压强和酒精对容 器底部的压力。 A B 12cm 30cm 图 2 解析：由图示可知，A，B 两处的深度分别为 cmcmcmhA 181230  ， cmhB 30 ，由液体压强公式可以分 别求得两处的压强 Ap 和 Bp ，容器底受到的酒精的压力可由 pSF  求得。 解答： aBB PmkgNmkgghp 23523.0/8.9/108.0 33  洒精 PamkgNmkgghp AA 2.141118.0/8.9/108.0 33  酒精 容器底所受的压力为： NmPSpF aB 52.23101002352 24   易错分析：本题的求解中，常会有同学认为容器底面所受的压力等于所装酒精的重力，形成如下的错解： NGF 20 ， Pa m N S FpB 3 24 102 10100 20     关于 AP 的求解，容易发生的错误是把 Ah 看成是 12cm，这显然是未正确理解深度的概念。 本题的处理过程体现了液体压力、压强问题求解时，先求压强（用 ghp  ），再求压力（用 pSF  ）的一般 模式。 [例 3] 有两个用同种材料制成的圆柱体 A 和 B，A 的高度是 B 的高度的 3 倍，将 A 垂直放在水平地面上，B 竖 直放在 A 上如图 3（甲）所示，这时 A 对地面的压强与 B 对 A 的压强之比为 3:1，若将 A，B 倒置后仍放在水平 地面上，如图 3（乙）所示，则 A 对 B 的压强与 B 对水平地面的压强之比是多少？ 图 3 解析：A 对 B 的压力在数值上等于 GA。受力面积为 SA，所以 A A A S G S Fp  ，B 对地面的压力应为 BA GG  ， 受力面积为 BS 。 所以 地Bp B BA S GG  ，根据已知条件，若求出 GA 与 GB，SA 与 SB 的关系，本题就可迎刃而解。 答案： 地Ap AABA SGGSF /)(/  ABBAB SGSFp //  ABA pp  /地 1/3/)(  BAB GGG BA GG 2 ghSghS BBAA  2 BA SS 23  BAp AAAA SGSF //  BABBBB SGGSFp /)(/ 地 )/(/ BAABBA GGGpp  地 1/1/  AB SS 方法提练：这是一道压强与重力、密度等知识的综合题。它涉及 V m ， S Fp  等公式的应用和对受力面积“S” 的理解，常见的错误有：（1）求 B 对地的压力时认为 BB GF  ；（2）对 S Fp  中的“S”理解不透，故胡乱 使用 SA、SB。 [例 4] 图钉尖端的面积是 0.3mm2，图钉上钉帽与手指的接触面积为 42mm2，试计算手指用 1.26N 的压力往木板 上按压图钉时，手指和木板受到的压强分别为多少？ F1F2 图 4 解析：如图 4 所示，手指用 1.26N 的压力按压图钉时，钉尖对木板的压力 F2，其大小也等于 1.26N。 解 答 ： 设 手 指 的 受 力 面 积 为 S1 ， 钉 尖 对 木 板 的 压 力 的 受 力 面 积 为 S2 ， 压 强 分 别 为 p1 和 p2 ， 则 Pa m N S Fp 4 26 1 1 1 103 1042 26.1     NFF 26.112  2 2 2 S Fp  Pa m N 6 26 102.4 103.0 26.1     。 拓展延伸：运用压强公式时，p，F，S 必须一一对应，所用的单位必须统一采用国际单位制的基本单位，尤其应 注意受力面积的单位应统一化为 m2 和受力面积的含义。 [例 5] 在托里拆利实验中，若玻璃管中水银柱高度低于 76cm，可能的原因是（ ） A. 将玻璃管向上提或向下压了 B. 玻璃管粗了或细了，不适中 C. 水银槽中水银多了，应倒些水银走 D. 玻璃管放倾斜了一点 E. 当地大气压低于一个标准大气压或实验场所地处高原 F. 管内混有了少量空气 解析：托里拆利实验是利用水银产生的压强来巧妙地表示大气压强的大小，因液体压强与容器的形状无关，在密 度一定时，只与液体的深度有关，故可排出 A，B，C。当管子倾斜时，管内的水银柱变长，但竖直高度不变， 可排除 D，当管内混有少量空气时，空气会对下面产生压强，且有 0ppp  汞气 ， 气汞 ppgh  0 ，故此时 h 值会低于 76cm，大气压随着高度的增加而减小，正确答案应选 E，F。 答案：EF 易错分析：液柱产生的压强与管子的形状和粗细无关，当管内上方无空气时， ghpp 汞汞 0 。当管内上方 有少量空气时， ghpppp 汞气汞气 0 。 不少学生认为：玻璃管向上提，管内水银柱下降，玻璃管向下压，管内水银柱上升，玻璃管粗，管内水银柱下降， 玻璃管细，管内水银柱上升，水银槽中水银多了，玻璃管内水银柱会高于 76cm，其实 76cm 是指管内水银面与 水银槽内的水银面的高度差，玻璃管放倾斜了一点，将管内长度当成竖直高度，这些都是解题的误区。 [例 6] 如图 5 所示，M 为与 U 形管相连的球形容器内有某种气体，U 形管中水银柱的高度差为 10cm，大气压为 75cm 高水银柱，求球形容器内气体的压强 p。 图 5 解析：管内水银柱的高度不相等，表明 M 容器中的气体压强与右管液面上的大气压不相等，过左管水银面取一 水平面，该平面上管中部分压强相等，可列出方程并求得结果。 答案：过左管中水银面取水平面，该水平面上左、右管中 A，B 两处压强相等，即 hBA pppp  0 ， cmp 750  高水银柱， cmph 10 高水银柱， App  ，所以 )1075( p 厘米高水银柱 cm85 高水银柱。 方法提练：这里的 U 形管不能看成是连通器，但这里分析问题所用的方法与研究连通器问题的取液方法相同， 有些同学由于不理解所取水平面上管中部分压强相等，右管中该水平面上的压强为何等于 hpp 0 ，从而对这种 处理问题的方法感到不好接受。 [例 7] 中医常用“拔火罐”治疗风湿等病症，其方法是将一酒精棉球点燃放入广口瓶中，过一会儿将广口瓶瓶口 扣在疼处，广口瓶就会吸在皮肤上，这是为什么？ 解析：任何气体受热，其体积会大幅膨胀，若气体原先是用敞口容器盛装，则气体受热后，会有一部分气体到容 器外，使得容器内瞬间气压降低。当广口瓶内的空气被点燃的酒精棉球加热时会有一部分空气跑到瓶外、致使瓶 内空气变得稀薄气压减小。 答案：广口瓶中的空气受热膨胀，有一部分到瓶外，使瓶内空气稀薄，气压减小，外界大气压大于瓶内气压，广 口瓶就被吸在皮肤上。 拓展延伸：“拔火罐”“瓶口吞鸡蛋”等均属此类题，若认为酒精球点燃消耗了空气中的氧气，使瓶内空气稀薄， 气压减小，则是这类题的解题误区。 [例 8] 如图 6 所示的是一种公厕自动冲洗水箱的装置，水箱内有一个倒放的 L 型管子，此管子通过箱底与排水管 相连，当水箱内水位到达图中的哪点时，排水管开始大量排水？ 图 6 解析：水位到达 A 点，倒“L”型管中不排水，学生很容易判断，到底是到达 B 点还是 D 点，倒“L”型管内开 始大量排水，学生很难作出回答，当水位到达 B 点时，倒“L”管中也会进水，用“液片法”结合大气压的知识 就会迎刃而解。 答案：当水箱内水位到达图中 B 点时，在倒 L 型管的最高处取一液片 C，并设液片向右的压强为 p1，受到向左 的压强为 p2，则 101 ghpp 水 因为 202 ghpp 水 ，又因为 21 hh  ，所以 21 pp  排水管开始大量排水。 方法提练：这是一道液体压强、大气压与物体受力分析的综合题，它是将所学的知识用来解决日常生活中的问题， 这类题是中考或竞赛的热点题。 【模拟试题】 一. 单项选择题 1. 下列说法正确的是（ ） A. 压力的方向一定是竖直向下的 B. 压力的大小一定等于物体所受的重力 C. 压力的方向一定垂直指向接触面 D. 压力的大小一定不等于物体所受的重力 2. 如图 1 所示，甲、乙两只相同规格的试管中分别装入等质量的液体后，放置在同一水平桌面上，当甲试管倾 斜至其中的液面与乙试管中液面相平时，甲、乙两试管底部液体产生的压强分别为 甲p 和 乙p ，则它们的关系正 确的是（ ） A. 乙甲 pp  B. 乙甲 pp  C. 乙甲 pp  D. 无法确定 甲 乙 图 1 3. 如图 2 所示，盛有一定质量水的封闭容器放在水平面上，液体对容器底部的压力和压强分别为 F1 和 p1，如果 将容器倒过来放在水平面上，液体对容器底部的压力和压强分别为 F2 和 p2，比较 F1，F2 和 p1，p2，下列说法 中正确的是（ ） A. 21 FF  ， 21 pp  B. 21 FF  ， 21 pp  C. 21 FF  ， 21 pp  D. 21 FF  ， 21 pp  图 2 4. 把一块砖放在松软程度相同的沙滩上，下列哪种放法，砖对沙滩的压强最大？（ ） A. 平放 B. 竖放 C. 侧放 D. 三种放法一样大 5. 做托里拆利实验时，发现测量的结果比实际值大，其原因可能是（ ） A. 管子细了一点 B. 管内混入了空气 C. 往槽中加了水银，使槽内的水银面升高了 D. 管子倾斜了，读数时将管内的水银柱的长度当成了大气压的值 6. 把装满水的量筒，口朝下浸没在水中，如图 3 所示，抓住筒底向上提，在筒口离开水面前量筒露出水面部分 （ ） A. 充满水 B. 有水，但不满 C. 没有水 D. 依次出现上述现象 图 3 7. 在制药时，为从溶液中提取抗菌素，要用加热的方法使水沸腾而除去水分，但抗菌素不能在超过 80℃的温度 下提取，由此可知水面上方的气压（ ） A. 一定等于 1 标准大气压 B. 一定小于 1 标准大气压 C. 一定大于 1 标准大气压 D. 可能等于 2 标准大气压 8. 下列医疗装置不利用大气压的是（ ） A. 打吊针 B. 医用血压计 C. 胃肠减压瓶 D. 用快速输血器输血 二. 填空、作图题 1. 轮船舱底在水面下 3m，舱底穿了一个面积为 0.15m2 的洞，要想堵住这个洞，至少需要对挡板施 N 的力。 （g=10N/kg） 2. 如图 4 所示是甲乙两种液体内部的压强随深度变化的关系图线，设它们的密度分别为 甲 ， 乙 ，则 甲 乙 。（填“>”“=”或“ 导解：在横坐标任取一点，作 y 轴的平行线，用 ghp  比较。 3. Pa4105.2  ； Pa4105 导解：站立时，受力面积为 2S，跑步时为 S。 4. 4:1 导解：压强最大时，受力面积取最小，反之亦然。 5. 略 6. 马德堡半球；大 7. 51001.1  ； 1.10 ； 5.12 8. 气压计；水银气压计；无液气压计；气压计；大气压；气压计；高度计 9. 一切；降低；升高 10. 不能用；密度；变化；气体的压强 三. 1. （1）试管中的水面高于容器中的水面 （2）试管内的气体的压强小于外界大气压 2. （1）深度 （2）压强相等 四. 1. 一定质量的气体，压强随体积的增大而减小，若壶盖上没有小孔，壶中水倒掉一部分后，空间增大，气体压 强减小，当茶壶内外的压强差大到一定程度的时候，壶中的水将倒不出来，因而在壶盖上打一小孔，与空气相通， 使壶内外的气体压强始终相同，水在重力作用下就可流出来。 2. 按弹簧片时，皮管内气体被排除一部分，放开皮管时，皮管恢复原状，管内气体比原来稀薄一些，压强变小， 小于一个大气压。 五. 1. （1） kg5105.1  （2） Pa5105.2  （3） 215m 导解： （1） Vm  （2） ghSghSSGSFp   /// （3） ShgGSpSShgGSFp   /)(/ ， S 即可求出。 2. （1） Pa51003.1  （2） N41012.4  3. Pa51013.5  导解：先用 ghp 海水 算出海水的压强，再加上 77cm 汞柱产生的压强，注意单位换算。 4. 6060N 导解：用 SpF 0 即可求得。 5. 导解：要会看表格，50～300mm 水柱，可用 ghp 水 求出压强范围。