第九章壓強和浮力知識歸納
1.壓力:垂直作用在物體表面上的力叫壓力。
2.壓強:物體單位面積上受到的壓力叫壓強。
3.壓強公式:P=F/S,式中p單位是:帕斯卡,簡稱:帕,1帕=1牛/米2,壓力F單位是:牛;受力面積S單位是:米2
4.增大壓強方法:(1)S不變,F(xiàn)↑;(2)F不變,S↓(3)同時把F↑,S↓。而減小壓強方法則相反。
5.液體壓強產生的原因:是由于液體受到重力。
6.液體壓強特點:(1)液體對容器底和壁都有壓強,(2)液體內部向各個方向都有壓強;(3)液體的壓強隨深度增加而增大,在同一深度,液體向各個方向的壓強相等;(4)不同液體的壓強還跟密度有關系。
7.*液體壓強計算公式:,(ρ是液體密度,單位是千克/米3;g=9.8牛/千克;h是深度,指液體自由液面到液體內部某點的豎直距離,單位是米。)
8.根據(jù)液體壓強公式:可得,液體的壓強與液體的密度和深度有關,而與液體的體積和質量無關。
9.證明大氣壓強存在的實驗是馬德堡半球實驗。
10.大氣壓強產生的原因:空氣受到重力作用而產生的,大氣壓強隨高度的增大而減小。
11.測定大氣壓強值的實驗是:托里拆利實驗。
12.測定大氣壓的儀器是:氣壓計,常見氣壓計有水銀氣壓計和無液氣壓計(金屬盒氣壓計)。
13.標準大氣壓:把等于760毫米水銀柱的大氣壓。1標準大氣壓=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
14.沸點與氣壓關系:一切液體的沸點,都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高。
15.流體壓強大小與流速關系:在流體中流速越大地方,壓強越小;流速越小的地方,壓強越大。
1.浮力:一切浸入液體的物體,都受到液體對它豎直向上的力,這個力叫浮力。浮力方向總是豎直向上的。(物體在空氣中也受到浮力)
2.物體沉浮條件:(開始是浸沒在液體中)
方法一:(比浮力與物體重力大小)
(1)F浮G,上浮(3)F浮=G,懸浮或漂浮
方法二:(比物體與液體的密度大小)
(1)F浮G,上浮(3)F浮=G,懸浮。(不會漂浮)
3.浮力產生的原因:浸在液體中的物體受到液體對它的向上和向下的壓力差。
4.阿基米德原理:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等于它排開的液體受到的重力。(浸沒在氣體里的物體受到的浮力大小等于它排開氣體受到的重力)
5.阿基米德原理公式:
6.計算浮力方法有:
(1)稱量法:F浮=G-F,(G是物體受到重力,F(xiàn)是物體浸入液體中彈簧秤的讀數(shù))
(2)壓力差法:F浮=F向上-F向下
(3)阿基米德原理:
(4)平衡法:F浮=G物(適合漂浮、懸浮)
7.浮力利用
(1)輪船:用密度大于水的材料做成空心,使它能排開更多的水。這就是制成輪船的道理。
(2)潛水艇:通過改變自身的重力來實現(xiàn)沉浮。
(3)氣球和飛艇:充入密度小于空氣的氣體。
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第13章
壓強和浮力
13.1 壓強
在茫茫雪原上,步行的人常會陷入及膝深的雪中,滑雪者卻不會陷下去,這是什么原因呢?
智 能 提 要
問:壓力與壓強是兩個不同的物理量,它們有哪些區(qū)別?有什么聯(lián)系?
答:(1)概念不同:壓力是垂直作用于物體表面的力,它是由于支承面受到擠壓而產生的;壓強是物體單位面積上受到的壓力,它是表示壓力作用效果的物理量.
(2)單位不同:在國際單位中,壓力的單位是N,壓強的單位是Pa.
(3)由壓強公式p=F/S可知,壓強大小不僅與壓力大小有關,還與受力面積的大小有關.在壓力一定時,壓強和受力面積成反比;在受力面積一定時,壓強與壓力成正比.不能認為“壓力越大,壓強就一定越大”,同樣,如果壓強大,壓力也不一定大,總之,壓強大小是由壓力大小和受力面積大小共同決定的.
問:運用壓強公式 時,應注意些什么?
答:壓強的公式:p=F/S,應用公式時,應注意下列幾點:
(1)公式中F是壓力,而不是重力,但在某種情況下,壓力在數(shù)值上等于重力,如物體放在水平面上就是這樣.
(2)公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體時,二者相互擠壓接觸的面積,而不是其他面積.
(3)壓力F和受力面積S之間不存在因果關系.但壓強p和F、S之間卻有密切的關系:在S一定時p與F成正比;在F一定時,p與S成反比.
(4)在國際單位制中壓強的單位是帕斯卡(Pa),應用公式p=F/S計算時,單位要統(tǒng)一,特別是面積的單位必須用m2.
問:減小壓強和增大壓強分別有哪些方法?
答:任何物體能承受的壓強都有一定的限度,超過這個限度,物體就會被壓壞,就要減小壓強;為了順利地進入物體,則需要增大壓強.根據(jù)壓強定義式p=F/S,不難看出,減小壓強有三種方法:(1)當壓力F一定時,增大受力面積S;(2)當受力面積S一定時,減小壓力F;(3)在條件允許的情況下,可以同時減小壓力F和增大受力面積S.
同理,增大壓強也有三種方法.
中 考 擷 要
壓強知識點始終是中考中主要內容之一,一方面它綜合了力、受力分析方面的知識,其次它是浮力等知識的基礎,再次壓強知識在生活與生產實際中有著廣泛的應用.因此無論是選擇、填空、作圖、實驗探究還是問答與計算題中都出現(xiàn)壓強的考點.本節(jié)內容作為考試的范圍有壓力、壓強的概念,壓強定義式及其應用.
智 能 拓 展
大力士捏雞蛋
很早以前,有一個年輕人十分逞強.一次,他參加了一個豐盛的宴席,客人們邊吃邊談論著天下的一些能人,夸獎著他們如何力大無比.突然,這位年輕人擺出一副不屑一顧的神氣說:“我是天下最有力氣的人,在座的諸位客人,敢不敢來同我比一下力氣?”
這時,鄰座走出一位白胡子老公公,他來到年輕人面前,拍拍他的肩膀說:“小兄弟,你說自己是天下無敵的大力士,請你當眾向大家表演一下,用一只手把—只雞蛋捏碎了,我們就承認你是個大力土.”
這位年輕人笑呵呵地把一只雞蛋捏在手心里,嘴里說著,“這還不容易.”心里卻在想:你這個老頭兒,太小看人了!客人們都圍著年輕人觀看,只見年輕人雖然使出了吃奶的力氣,把臉憋得通紅通紅的,但還是沒有把這個雞蛋捏碎.于是,他不由得慚愧地低下頭,認輸了.從此他再也不敢隨便夸口了.
一只雞蛋在碗口上輕輕一磕就碎了,可為什么用手捏它就不碎呢?
智 能 歸 例
題型一 知道壓力的概念,并知道壓力與重力的區(qū)別,經歷探究壓力作用效果的實驗過程,知道影響壓力作用效果的因素
例 一個物體重為20N,把它放在斜面上(如圖13-1所示),請用力的示意圖畫出物體受到的重力和斜面受到的壓力.
知識點 壓力與重力的區(qū)別
闖關點撥 重力方向是豎直向下的,其作用點在重心(若是質量分布均勻規(guī)則物體,則在幾何中心).壓力的作用點在受力物體的表面上,其方向垂直于受力物體表面.
解 畫力的示意圖,首先要確定研究對象,先畫物體受到的重力,是地球對物體施加的力,作用點在物體的重心上,方向豎直向下,而壓力的施力物體是放在斜面上的物體,受力物體是斜面,方向垂直于斜面向下.作用點在受力物體表面,即在斜面上.
答 如圖13-2所示,重力為G,壓力為F
題型二 理解壓強的概念、公式
例1 下列說法中正確的是 ( )
A.壓力越大,壓強一定越大
B.受力面積越小,壓強一定越大
C.受力面積不變,物體的重力越大,壓強一定越大
D.壓力不變,受力面積越大,壓強一定越小
知識點 壓強概念的理解
闖關點撥 壓強是表示壓力作用效果的,它的大小是由壓力和受力面積大小共同決定的.正確理解公式 是解答本題的關鍵.
解 A選項中只有在受力面積一定時,壓力越大,壓強一定越大,故A說法是錯誤的;B選項中只有壓力一定時,受力面積越小,壓強一定越大,B也是錯誤的; C選項中受力面積是一定的,但壓力不一定是由重力產生的.如果壓力是由重力產生的,其大小也不一定等于重力,故C的說法也是錯誤的.
答 選D
例2 某同學穿釘鞋賽跑時,腳對釘鞋的壓強為 ,鞋釘對跑道的壓強為 ,則( )
A. B. C. D.條件不足,無法比較
知識點 考查對壓強公式的理解
闖關點撥 由壓強公式 可以看出,在壓力一定時,受力面積越小,壓強越大.
解 腳對釘鞋的壓力和鞋釘對跑道的壓力都等于人的重力,兩者相等, 腳與釘鞋的接觸面積遠大于鞋釘對跑道的接觸面積,因而 .
答 選A
題型三 能用壓強公式進行簡單計算
例1 體積為1dm3的正方體銅塊放在面積為1m2的水平桌面上,它對桌面的壓力和壓強分別是多大?(g=10 N/kg,ρ銅=8.9×103kg/m3)
知識點 利用壓強公式進行計算
闖關點撥 壓強公式中,S是指受力面積,即物體與接觸面間互相擠壓的那部分面積,而不是桌面的面積(桌面面積1m2是多余條件),千萬不能搞錯.
解 銅塊對桌面的壓力大小等于銅塊的重力,
即F=G=mg=ρ銅gV=8.9×103kg/m3×10 N/kg×10-3m3=89 N;
由于正方體銅塊的下底邊長為a= =1dm,小于桌面的邊長1 m,所以銅塊與桌面的受力面積為正方體的底面積 S=a2=(1dm)2=10-2m2.
銅塊對桌面的壓強為 .
友情提示 合并以上兩式可得銅塊對桌面的壓強為
例2 質量為20t的坦克,每條履帶與地面的接觸面積為2m2,求:
(1)坦克所受到的重力是多大?
(2) 若冰面所能承受的最大壓強為6× 104 Pa,坦克能否直接從冰面上通過?
知識點 考查壓力與壓強的計算
闖關點撥 坦克能否直接從冰面上通過可用兩種方法去判斷:①根據(jù)公式F=pS算出面積為4 m2的冰面所能承的最大壓力,如果冰面承受的最大壓力大于坦克的重力則可以通過,若小于坦克的重力就不能通過,②根據(jù)公式 求出坦克對冰面的壓強,若小于冰面所能承受的最大壓強就可以直接通過.
解 (1)坦克所受到的重力G=rng = 20× 103kg× 9.8N/kg = 1.96×105N;
(2)解法1:4 m2 (受力面積為兩條履帶的面積)的冰面能承受的最大壓力為:
F=pS = 6 × 104 Pa × 4 m2=2.4 × 105N>1.96× l05 N
所以冰面能承受坦克的重力,坦克能夠直接通過.
解法2:坦克對冰面的壓強為 <6 × 105Pa,
冰面能承受坦克對它的壓強,所以坦克能夠直接通過.
[拓展題] 用相同材料制成的圓柱體A和B,已知A的高度是B的4倍,B放在水平地面上,A放在B的正中央,如圖13-3所示.若A對B的壓強和B對地的壓強相等,則A的底面積與B的底面積之比 ________.
闖關點撥 本題綜合了密度、重力和壓強的知識.
(1)確定好受力面積:B的受力面積為 ,地面的受力面積為 .
(2)注意壓力不同:A對B的壓力 ;
B對地的壓力
解 A對B的壓強:
B對地的壓強:
由題知條件
解得
題型四 將壓強知識運用于解釋生產生活中的現(xiàn)象或解決實際問題
例1 下列措施中,能夠減小壓強的是 ( )
A.把書包帶做得寬些
B.把軟包裝飲料的吸管的一端削尖
C.刀、斧、剪的刃都磨得很鋒利
D.將放在水平地面上的一塊磚由平放改為豎放
知識點 減小壓強的方法在日常生活中的應用
闖關點撥 根據(jù)壓強公式減小壓強的方法有:(1)在受力面積一定時,減小壓力;(2)在壓力一定時,增大受力面積;(3)同時減小壓力和增大受力面積
解 A選項中,書包對肩的壓力(等于書包的重力)是一定的,把書包帶做得寬些,增大了受力面積從而減小書包對肩的壓強,故A選項是正確的;B、C選項中,把軟包裝飲料的吸管削尖,刀、斧、剪的刃都磨得很鋒利,目的都是在壓力一定時,減小受力面積,增大壓強,故B和C選項都是錯的:D選項中,將放在水平地面上的一塊磚由平放改為豎放時,磚對地面的壓力(都等于磚的重力)是不變的,只是磚與地面間的受力面積平放時比豎放時大,所以平放時磚對地面的壓強比豎放時磚對地面的壓強小,因此,將磚由平放改為豎放,磚對地面的壓強增大了,故D選項是錯的.
答 選A
例2 2002年6月6日《海峽都市報》刊登了《貨車超限超載、國道不堪重負》一文,報道了“104國道設計使用年限為15年以上,但才使用5年就大修,現(xiàn)已傷痕累累……”有些運輸單位和個人只顧自己利益,不顧國家利益,讓汽車成倍的超載是損壞路面的直接原因.請你運用所學知識解釋汽車嚴重超載加快路面損壞的原因(只需答出一種合理的原因即可).
知識點 將壓強知識應用于生活實際中
闖關點撥 這是一個聯(lián)系生活實際的問題,路面的損壞即受到的汽車的壓強太大,而這顯然是由于汽車超載引起的.
答 由于汽車的超載,造成了對路面的壓力增大,所以壓強增大.
中考典題精析
考題1 如圖13-4所示,被譽為“沙漠之舟”的駱駝站在水平沙面上,它的質量為400 kg,每只腳掌的面積為2×10-2m2.則:
(1)駱駝對沙面的壓力為_________________________;
(2)駱駝對沙面的壓強為_________________________;
(g=10N/kg,寫出帶公式的運算過程)
(3)駱駝腳掌約為馬蹄掌的三倍,這樣大的腳掌好處是 ___________________________.(上海市2003年中考題)
闖關點撥 動物身上有許多可以用物理知識解釋的特征.本題的設計正是以此入手,較好地把壓力與壓強的關系作為知識的考查體現(xiàn)在動物身上.試題情景真實,圖文并茂,給人以親切感,有利于激發(fā)學習物理的興趣,體現(xiàn)了“從生活與自然走向物理”的新課程理念.
解 (1)駱駝對沙面的壓力F應等于它的重力G,有
F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N
(2)駱駝對沙面的壓強為
(3)駱駝的腳掌底部的面積大,有利于減小對沙地的壓強,便于在沙漠中行走.
考題2 在探究壓力的作用效果與哪些因素有關時,某同學作了如圖13-5所示的三個實驗,通過觀察三次實驗時泡沫塑料 ,顯示壓力作用的效果。比較 兩圖所示實驗,說明受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越明顯;比較 兩圖所示實驗,說明壓力相同時,受力面積越小,壓力作用效果越明顯。
(河北省2004年中考題)
闖關點撥 這是一個探究壓力作用效果的問題,同學們主要是掌握好控制變量法的具體應用
解 (a)、(c)兩個圖所示的是具有相同接觸面積的情況下,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;(a)、(b)兩圖所示的是具有相同壓力的情況下,接觸面積越大,壓力的作用效果越不明顯.
答 被壓下的深淺程度(或形變大小) (a)、(c) (a)、(b)
考題3 小明家裝修房屋,他和爸爸、媽媽一同到商店買木地板。售貨員向他們宣傳:硬度高的木地板質量最好,同時拿出A.B.C三種不同品牌木地板樣品,用刀在三種木地板上刻劃,然后極力推薦其中劃痕最不突出的C品牌地板。小明看后對爸爸、媽媽說這種比較方法不科學,并詳細說明應該怎樣控制變量,進行實驗比較。爸爸、媽媽聽后露出了滿意的笑容。
請根據(jù)學過的物理知識判斷,在售貨員所做演示中,影響木地板劃痕深度的兩個主要原因是:
⑴
⑵ (重慶市北碚區(qū)2004年中考題)
闖關點撥 本題是過程開放題,只要是合理的因素均可.
答 ⑴壓力的大小
⑵刀與地板接觸面的大小(刀的鋒利程度、用刀口或刀尖劃地板)
智 能 訓 練
基礎知識訓練
1.小偉同學參加軍訓時,體檢稱得他的質量為50kg,他立正時對水平地面的壓力為_______N;他正步走時,他對地面的壓強將_________(增大/不變/變小).(題型二)
2.坐沙發(fā)要比坐板凳舒服,這主要是因為沙發(fā)較易發(fā)生形變,增大了人與沙發(fā)間的__________,在____________不變的情況下,_____________(增大/減小)了壓強.載重汽車的輪胎比普通車的多而寬,這樣能_________________________.(題型四)
3.一物體放在水平桌面上,如圖13-6所示,(1)若沿aa’線將它切成兩塊,拿去上面的部分,物體對桌面的壓力將________,密度將_________,壓強將__________; (2)若沿bb’ 線切開,拿去右半部分,則物體對桌面的壓力將__________,密度將_________,壓強將__________.(增大/不變/變小) (題型二)
4.下列說法中,正確的是( ) (題型一)
A.壓力方向總是與重力方向一致 B.單位面積上受到的壓力叫壓強
C.壓力作用效果只與壓力大小有關 D.壓力就是壓強
5.在下列措施中,為了增大壓強的是 ( ) (題型四)
A.打地基的樁,其下端做成尖形 B.載重汽車多用幾個輪子
C.背行李的背帶做得寬一些 D.把鐵軌鋪在枕木上
6.一人先站在地面上,后又在地面上走動,則他對地面的壓力和壓強是 ( ) (題型二)
A.壓力減小,壓強不變 B.壓力、壓強都增大
C.壓力、壓強都不變 D.壓力不變,壓強增大
7.一位同學在結冰的湖面上行走時,突然發(fā)現(xiàn)腳下的冰即將破裂,他應采取的措施是 ( ) (題型四)
A.站著不動大聲求救 B.就地趴伏在冰面上慢慢向岸邊挪動
C.趕快跑向岸邊 D.立即改成單腳站立大聲求救
8.畫出圖13-7甲、乙中物體A受到物體B壓力的示意圖.(題型一)
9.小麗在菜市場買了—個西瓜,她用塑料袋提回家.走了沒多遠,她就感到手被塑料袋勒得很痛.根據(jù)我們學過的物理知識,你認為她應該___________________________來減小手被勒痛,其物理道理是:________________________________.(題型四)
10.如圖13-8所示,仔細觀察訂書機,它的結構應用了許多物理知識,其中哪些地方應用了壓強知識?試列舉出來.
A.增大壓強的地方:_____________________________;
B.減小壓強的地方:_________________________.(題型四)
綜合提高訓練
1.如圖13-9所示,用100 N的水平力將重9 N的物體壓在豎直的墻壁上,物體A與墻壁的接觸面積為0.01 m2,則物體對墻壁的壓力為_________N,壓強為______________Pa.(題型三)
2. 用50 N的壓力作用在1cm2的面積上所產生的壓強為_________Pa,如果保持壓力不變,要產生5×103Pa的壓強,應使受力面積變?yōu)開____________m2.(題型三)
3.兩物體平放在水平面上,它們所受重力之比是l∶3,與桌面接觸面積之比是2∶1,則桌面受到的壓力之比是_______,所受壓強之比是_________.(題型三)
4.一塊磚的長、寬、厚分別為20 cm、l0 cm、5 cm,重15 N.將它放在水平地面上,它對地面的最大壓強為__________Pa,最小壓強為_________ Pa.(題型三)
5. 如圖13-10所示,兩手指用力捏住鉛筆,使它保持靜止,則兩手指受到的壓力________(相等/不等),壓強______(相等/不等).與筆尖接觸的手指感到_________ (疼/不疼),原因是____________________.(題型四)
6.一個普通中學生雙腳站立在水平地面上,他對地面的壓力和壓強接近于 ( )
A.50 N,103Pa B.50 N,104Pa C.500 N,103Pa D.500 N,104Pa
7.如圖13-11所示,一塊正方體如圖a,兩邊分別切去如圖a中虛線所示的長方體部分,按圖b、c、d放置,則它們對水平地面的壓強比較為( ) (題型二)
A.一樣大 B.b最大 C.c最大 D.d最大
8.甲、乙兩個用同種材料制成的實心圓柱體,它們的高度均為10cm,而質量分別是2kg、3kg,現(xiàn)將它們豎直放在水平面上,則它們對水平地面的壓強 ( ) (題型二)
A.甲大 B.乙大 C.一樣大 D.無法判斷
9.體積相同的兩個物體,密度之比為2∶l,與水平桌面的接觸面積之比為3∶2,對桌面產生的壓強之比是 ( ) (題型三)
A.3∶1 B.4∶3 C.2∶l D.3;2
10.邊長為10cm,重100 N的正方體,把它放在邊長為50 cm的水平桌面中央,則桌面受到的壓強為 ( ) (題型三)
A.4×10 2 Pa B.2×10 3P a C.1.0 × 10 3 Pa D.1×10 4 Pa
11.有兩塊相同的磚,如圖13-12放置在水平地面上,其中對地面的壓強最大的是 ( )
(題型二)
12.少兒夏令營活動中,小明看到同學小紅和老師在沙地上行走留下的腳印大小不同(S師>S紅),深淺相同,則他們對沙地的壓力及壓強相比是 ( ) (題型二)
A.F師>F紅,p師>p紅 B.F師=F紅,p師=p紅 C.F師>F紅,p師F紅,p師=p紅
13.試試看:有兩組同樣的磚,A組一塊,B組兩塊.每塊的長∶寬∶高=4∶2∶l,要使這兩組磚對地面的壓強相等,可怎樣放?同學們想出了多種放法,請你至少寫出3種:
(1)______________________;(2) _______________________;(3)______________________;
14.實驗題:一本初中物理書平放在水平桌面上,如何測定它對桌面的壓強?請寫出你實驗中的器材:______________________;步驟:A.__________________________,
B.___________________________;表達式:_____________________________.(題型二)
15.若取一塊磚和一塊20cm×10cm×5cm的海綿.將磚塊分別平放、側放和豎直放置在水平桌面上的海綿表面,注意觀察海綿表面的三次凹陷程度,能得出的結論是:
___________________________________________________________________.
再將相同的幾塊磚疊放在海綿上,觀察放置磚塊的多少與海綿表面凹陷程度有何關系,還能得出的結論是_____________________________________________. (題型一)
16.在海灘發(fā)案現(xiàn)場留下了罪犯清晰的站立腳印,公安人員立即用蠟澆注了如圖13-13所示的鞋模.經測量蠟鞋模的平均厚度為3 cm,質量675g;又經測試達到腳印同樣深度的壓強為1.5 × 104Pa,則罪犯的體重為_____________. (ρ蠟=0.9×103kg/m3,g=10N/kg,寫出帶公式的運算過程) (題型三)
13.2 液體的壓強
許多同學從電影、電視中看到:屏住呼吸的潛水者在海底采集海參、珍珠貝,背著氧氣瓶的潛水員在較深的海中觀察魚類的生活. 要在更深的海水中工作,就要穿潛水服了.這是為什么呢?
智 能 提 要
問:液體內部壓強的規(guī)律是什么?
答:(1)由于液體受到重力的作用,容器內的液體對容器的側壁和底部都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強,并且在同一深度各個方向的液體壓強都相等.
(2)同種液體內部的壓強隨液體的深度增加而增大;同深度的不同液體內部的壓強隨密度的增大而增大.
問:在做“探究液體壓強特點”的實驗中,應注意什么問題?
答:應注意以下三點:①實驗前應檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各連接處是否漏氣,方法是用一定恒力作用一段時間看壓強計兩管液面的高度差是否發(fā)生變化,如不發(fā)生變化說明不漏氣,如變化則要查出原因,加以修整.②搞清實驗所使用的液體是什么.③不能讓壓強計管中液面高度差過大,以免使部分液體從管中流出,如果流出,則把連接用的橡皮管取下重新連接即可解決.
問:怎樣正確理解連通器原理?
答:理解連通器原理時,要注意下列兩個條件:一是“連通器里只有一種液體”,二是“在液體不流動的情況下”.只有滿足這兩個條件,各容器中的液面才保持相平,否則,如果連通器里有幾種液體,或者液體還在流動,那么各容器中的液面,就可能不會保持相平.
中 考 擷 要
本節(jié)內容在中考中的考試重點是利用控制變量法探究液體壓強的特點,并能聯(lián)系實際利用液體壓強的特點解釋簡單的現(xiàn)象.利用液體壓強公式進行計算將不是今后中考的重點,所以我們不必花大力氣去做這方面的計算題.
智 能 拓 展
液體壓強的計算公式:p液=ρ液gh
液體的壓強可用公式p液=ρ液gh來進行計算.利用該公式計算時應注意以下問題:
(1) 式中p液表示液體的壓強,ρ液表示液體的密度,h表示液體的深度,g是常數(shù)9.8N/kg
(2) 式中ρ液的單位一定要用kg/m3,h的單位要用m,計算出壓強的單位才是Pa.
(3) 式中h表示深度,而不是高度,深度和高度這兩個概念是有區(qū)別的,深度是指從液體的自由面到計算壓強的那一點之間的豎直距離,即深度是由上往下量的,高度是指液體中某一點到底部的豎直距離,即高度是由下往上量的.
(4) 式中g是常數(shù),所以壓強p液只與液體密度ρ液和深度h有關.與液體的重力、體積、形狀等因素均無關,所以在比較液體壓強的大小時,要緊緊抓住液體的密度和深度這兩個量來討論.
(5) p液=ρ液gh只適用于液體以及柱體對水平面的壓強,而p= 是壓強的定義式,適用于固體、液體和氣體.
(6) 解題技巧:在盛有液體的容器中,液體對容器底部的壓力、壓強遵循液體壓力、壓強規(guī)律;而容器對水平桌面的壓力、壓強遵循固體壓力、壓強規(guī)律.
對液體產生的壓強、壓力來說,弄清壓強是關鍵.一般先求p液(p液=ρ液gh),然后再求壓力F(F=pS)的大小;對固體產生的壓強、壓力,弄清壓力是關鍵,一般先分析求出F,然后再根據(jù)p= ,求出壓強的大小.
(7) 液體對容器底部的壓力與容器內液體的重力一般不相等. 求液體對容器底部的壓力時,應先根據(jù)p液=ρ液gh求出液體對容器底部的壓強,再由F=pS)求出液體對容器底部的壓力.液體對容器底部的壓強和容器對支持面的壓強沒有關系,求解盛有液體的容器對水平支持面的壓強時,應將容器作為一個整體,先求出壓力F=G液+G器,再運用p=(G液+G器)/S來求解.
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