第十二单元 压强 液体压强
基础过关版
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1.压力
垂直作用在物体表面的力叫压力。两物体必须接触且挤压才会产生压力作用。压力可以向各方向,但一定要垂直于物体表面,指向受压物体。
压力和重力是两种不同性质的力。当物体静止放置在水平支承面上时,压力的大小等于重力的大小。压力产生的效果与压力和受力面积有关,用压强来表示。
2.压强
单位面积上所受压力的大小叫压强。单位是帕斯卡(Pa)。1Pa=1N/m.
压强公式:p=F/S. F表示压力,S是两个物体相互作用的面积,即它们相互接触的面积。
改变压力F的大小和受力面积S的大小,都可达到增大或减小压强的目的。 3.液体压强
液体由于具有流动性并受重力作用,因此液体对容器底部、侧壁及液体内部各个方向都有压强。 液体内部的压强随深度的增加而增加,同一深度向各个方向的压强均相等。液体的压强只由液体的密度和深度决定,与液体的体积、重力无关。液体对容器底部的压强与容器中的液体的重力以及容器的形状无关。
静止液体的压强公式:P=ρgh.ρ指液体的密度,h为液体的深度。
压强计:当金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形管两边的液面会出现高度差;压强越大,液面的高度差也越大。
公式p=F/S对固体、液体、气体都普遍适用,是压强的定义式。而公式p=ρgh只适用于计算液体内部压强。但在质量分布均匀、上下截面积不变的柱体对支承面产生的压强也可用来计算。
4.液体压强的应用
底部相通、上端开口的容器叫连通器.连通器中装同一种液体且静止时,各液面总保持相平。
加在密闭液体上的压强能大小不变地被液体向各个方向传递,这个规律叫帕斯
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卡定律,此定律也适用气体。
图12-1为其原理图,根据定律可得:
F1/F2=S1/S2 可见很小的力(F1)可产生很大力(F2) 图12-1
在不可压缩的情况下,液体在截面小地方流速大,压强小;在截面大的地方,流速小,压强大。
[过关训练]
一、选择题(每题只有一个选项正确,请将正确选项前的字母填在题后括号内)
1.关于压强,下列说法正确的是 ( ) A.压力越大,压强就越大
B.压力一定时,受力面积越大,压强越小 C.受力面积不变时,压力越大,压强越小
D.受力面积越大,压强就越小
2.关于液体压强的大小,下列说法中正确的是 ( ) A.容器底面积越大,液体产生的压强越大 B.容器中液体质量越大,液体产生的压强越大 C.容器中液体体积越大,液体产生的压强越大 D.同一深度中,液体的密度越大,压强越大
3.同学们背书包时,肩部会有受压的感觉,所以,小红选择了一种双肩背的宽带书包。书包带宽5cm,与肩部接触部分长度为35cm,总质量为7kg,小红选择这种书包的理由及她肩部所受压强大小正确的是 ( ) A. 减小压强;2×10Pa B. 增大压强;2×10Pa C. 增大压力;0.245Pa D. 减小压力;0.245Pa
4.如图12-2所示,a、b两个不同的实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是 ( )
D. a的质量小,b的密度大 B.a的质量大,b的密度小 C.a的质量大,b的密度小
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3
D.a的质量小,b的密度大 图12-2 5.下列事例中,属于减小受力面积,增大压强的是 ( ) D. 铁路的钢轨不直接铺在路基上,而是铺在枕木上 B.书包带宽的比窄的背在身上舒服 C.把菜刀口磨得很薄,刀就容易切进菜里 D.在烂泥地上垫上一块大木板,便于人行走
6.三峡大坝坝底水位66m(水位表示相对于上海吴淞口海平面的海拔高度),2003年6月1日上午九时,大坝开始蓄水,到6月10日下午五时,蓄水水位达135m。若g取10N/kg,此时水对大坝坝底的压强为 ( )
A. 6.6×10Pa B. 6.9×10Pa C. 1.35×10Pa D. 2.01×10Pa 二、填空题
7.某同学的质量为45kg,他每只鞋底接触水平地面的面积为150cm,他走路时对水平地面的压强是__________Pa;他站立在水平地面上时对地面的压力是________N,对地面的压强是___________Pa。(g取10N/kg)
8.两物体平放在水平面上,它们所受重力是1:3,与桌面接触面积之比是2:1,则桌面所受压力之比是________,所受压强之比是_________。
9.用一种厚度为8cm、密度为2.4×10kg/m的长方体砖砌墙,砌墙使用的水泥砂浆的密度为2.2×10kg/m,砖缝间水泥砂浆的厚度为1cm,若为保证安全,墙体对墙基的压强不得超过1.07×10Pa,那么该墙的高度不得超过_____m。
10.如图12-3所示,边长为L的正方体木块受到的重力为G,分别与水平面或竖直面接触,并受到水平或竖直方向的力F的作用,且F=2G,则木块对接触面的压强最大的是_______图,大小为_______,最小的是_______,大小为__________。
图12-3
11.长颈鹿是世界上最高的动物,血压也最高,所以长颈鹿又是世界上血压最高的动物,雌长颈鹿平均身高为4.3m,血液密度为1.0510kg/m,当长颈鹿的心脏收缩把血液压到比心脏高3.4m的脑子里去时,压强至少是_______。
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三、简答题
12.在雪地里,步行的人陷入齐膝深的雪中,而滑雪者却几乎不陷下去,这是为什么?
13.用一块塑料片挡住两端口的玻璃筒下端, 竖直地插入水中,如图12-4所示。塑料片为什么 不下沉?向下班筒内缓慢倒水,注意观察筒内水 面多高时塑料图片下沉,并说明原因。
图12-4
四、实验与探究题
14.某研究小组探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,设计了图12-5,所示的探究方案。甲图是研究小组将小木凳放入沙盘中,乙图是在小木凳上增加一个重物,丙图是将小木凳翻转过来,倒置于沙盘中,并在凳上仍然放置一个等重的重物。根据甲、乙两图的分析,可以得到的结论是________________________。根据乙、丙两图的分析,可以得到的结论是_______________________________。
甲 乙 丙 图12-5
15.为了探究“液体内部压强与哪些因素有关”,部分同学提出如下猜想: 猜想(1):流体内部的压强,可能与液体的深度有关; 猜想(2):同一深度,方向不同,液体的压强可能不同; 猜想(3):流体内部的压强,可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想(1)和猜想(2),他们用压强计研究水内部的压强,得到数据如下表: