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专题03 压强(期中复习讲义)八年级物理下学期新教材人教版+答案解析
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1、压强:压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量,符号为p;在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(符号是Pa),即牛顿/平方米,压强的常用单位有千帕(符号是KPa)、千克力/平方厘米、托。
2、重力和压力的区别
3、压强与压力的辨析
\l "_Tc6844" 4、探究影响压力的作用效果的因素
(1)实验目的:探究压力作用效果与上面因素有关。
(2)实验原理:。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
(4)实验器材:小桌子、海绵、砝码。
(5)实验步骤
步骤①如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤②如图乙,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤③再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。
(6)实验结论:受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显;压力大小一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
5、压强公式:(定义式)、p=ρgh(推导式)。
(1)压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体。
(2)公式p=ρgh的适用范围:柱形均匀固体、静止液体、均匀气体,且同一均匀介质、重力竖直向下。
6、固体压强大小的比较
(1)准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。
(2)找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键;抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式,采用控制变量法。
7、减小压强方法
(1)压力一定,增大受力面积。
(2)受力面积一定,减小压力。
(3)同时减小压力,增大受力面积。
8、增大压强方法
(1)压力一定,减小受力面积。
(2)受力面积一定,增大压力。
(3)同时增大压力,减小受力面积。
知识点02 "javascript:vid(0)" \ "9.2 液体的压强" 液体的压强
1、探究液体压强的特点实验
(1)实验目的:探究影响液体内部压强的因素有哪些;
(2)实验方法:控制变量法。
(3)实验猜想:液体内部压强可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
(4)实验器材:压强计;烧杯;食盐;水;刻度尺。
(5)实验步骤
步骤①将水倒入烧杯,如图甲,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤②如图乙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤③如图丙,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格。
(6)实验结论及应用::液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
2、液体压强产生的原因:由于液体受重力和流动性的作用,若液体在失重的情况下,将无压强可言。
(1)液体的重力:液体和固体类似,都具有重力,因此当液体放置在容器中时,会对其底部产生压力,这种压力是由于液体自身的重量造成的,类似于固体物体对地面的压力,这种压力进而转化为压强,作用在容器的底部。
(2)液体的流动性:与固体不同,液体具有流动性,这意味着可以流动和变形,因此当液体受到容器的限制时,不仅仅对底部产生压力,还会对容器的侧壁产生压力,这种压力是由于液体试图流向外部但由于容器的限制而受阻所产生的。
(3)容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。
3、液体压强具有以下几个特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
4、液体压强规律
(1)液体对容器的底面和侧壁都有压强。
(2)在同一深度,同一液体向各个方向有压强,且压强都相等。
(3)在同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。
(4)在同一深度,不同液体密度越大液体该处压强越大。
(5)液体内部的压强只与液体的密度、液体深度有关,而与容器的形状、底面积、液体的体积、液体的总重无关。
5、压强计:一种采用U形管构造,内装水或水银,运用帕斯卡原理测量液体和气体的压强的一种物理仪器。
(1)在U形管内装有色液体,两侧液面都受大气压强的作用,两侧液面在同一高度。
(2)用橡皮管把扎有橡皮膜的金属盒连到U形管一侧,用手指按橡皮膜,手指加在橡皮膜上的压强就由封闭在管内的气体根据帕斯卡定律来传递这个压强,而使左侧液面降低,右侧液面升高,U形管两侧液面出现高度差,手按橡皮膜压强越大,液面高度差也越大。
(3)如果把金属盒放入液体中,橡皮膜受到液体压强的作用,而向里凹,封闭在管内的气体把这个压强传递给液体,两侧液面出现高度差。
(4)此时右侧液面受到的压强仍是大气压,左侧液面受到的压强等于大气压强与液体压强之和再减去橡皮膜单位面积弹力的平均值,如果橡皮膜的弹力很小,两侧液柱高度差所产生的压强就近似等于液体的压强。
6、液体压强的计算公式:计算液体压强的公式是p=ρgh。
(1)液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(2)运用液体压强的公式计算确定深度时,要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
(3)液体压强公式推导:其中ρ为液体密度,g为重力常数,S为横截面积,h为水柱高度,V为水柱体积。
7、液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法:液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。
(1)液体内部压强是由液体的重力产生的,但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力,而等于底面积所受的压强乘以受力面积,因此,处理液体内部问题时,先求压强再算压力。
(2)容器对支持面的压力和压强,可视为固体问题 处理,先分析压力大小,再根据计算压强大小。
8、连通器:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
(1)连通器的原理: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。
(2)连通器的应用:水渠的过路涵洞、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。
(3)船闸工作原理:船闸的工作原理主要是利用连通器的原理,通过调整闸室中的水位来实现船舶在不同水位间的升降,从而通过集中的航道水位落差。船闸主要由闸室、上游引航道、下游引航道、上游闸首和下游闸首组成。当船舶由下游向上游行驶时,室内水位降至与下游水位齐平,然后打开下游闸首的闸门,船进闸室,关闸门,灌水,待水位升到与上游水位齐平后,打开上游闸首闸门,船即可出闸通过上游引航道驶向上游。当船由上游向下游行驶时,过闸操作程序则与此相反。
知识点03 "javascript:vid(0)" \ "9.3 大气压强" 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。
(1)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
(2)证明了地球表面存在大气压且很大的实验:马德堡半球实验。
2、大气压的存在现象
(1)覆杯实验:当在一个杯子中装满水,并用一张纸覆盖杯口后倒置,水不会流出,这是因为大气压力大于水的重力,使得纸紧紧贴在杯口上,证明了大气压的存在。
(2)鸡蛋进入瓶子:将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中,然后用酒精灯对瓶子外部进行加热,待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却,使得瓶内气压降低,大气压力将鸡蛋压入瓶中。
(3)吸盘实验:将吸盘紧密贴合在平滑的表面上,然后尝试将其拉起,会发现需要较大的力,这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上,证明了大气压力的作用。
(4)吸饮料和吸盘式挂钩:当我们用吸管吸饮料时,或者使用吸盘式挂钩挂物品时,都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低,使得饮料在大气压力的作用下进入口中;吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。
(5)气压计:气压计是一种用来测量大气压力或者气压变化的仪器。其原理主要基于气体压强与液体液柱的压强平衡。根据大气压力对液体产生的压强的影响,液柱的高度会发生变化。当气压增加时,液柱的高度会上升;当气压下降时,液柱的高度会下降。这是因为液体受到较高气压影响时,压强增大,液柱就会上升,反之亦然;气压计的应用广泛,特别是在天气预报和气象观测中。通过对气压的测量,我们可以获得气象参数的重要信息,例如天气的变化、气压高低的变化趋势以及气压梯度对风的影响等
\l "_Tc2445" 3、大气压的综合应用
(1)大气压的特点: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。
(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。
(4)沸点与大气压的关系: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)。
(5)体积与大气压的关系: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。
(6)大气压强公式:,大气压强一般指气压,是作用在单位面积上的大气压力,即在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。
知识点04 "javascript:vid(0)" \ "9.4 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机" 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机
1、了解活塞式抽水机的工作原理
取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处。如果向下压活塞,水就会被压回盆中。怎样才能不断地将水提升到高处呢?
活塞式抽水机就巧妙地解决了这个问题。下图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B 是只能向上开启的阀门。使用时,若提起活塞,阀门 A 受到大气压的作
用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压小于外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门 B 进
入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门 B 被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门 A 进
入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门 A 关闭,水从出水管流出。与此同时,
低处的水又在大气压的作用下推开阀门 B 而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管
口连续不断地流出。
2、核心工作原理
基于大气压与单向阀配合:向下压活塞时,活塞下方空间缩小,内部气压增大,底部单向阀关闭、活塞上单向阀打开,水从活塞上方流出;向上拉活塞时,活塞下方空间扩大,气压减小,外界大气压将水从水源压入管内,底部单向阀打开、活塞上单向阀关闭,水进入活塞下方;反复推拉活塞,即可持续抽水。
3、关键注意事项
(1)活塞需选用弹性适中的材料(如橡胶塞),与管壁贴合紧密,同时缠绕生料带等辅助密封,避免漏气影响抽水效果。
(2)进水、出水两个单向阀安装方向必须正确,且保证开合灵活,防止水倒流导致抽水失败。
(3)首次抽水前必须向管内引水,排出管内空气,否则无法利用大气压完成吸水动作。
(4)推拉活塞杆时要匀速平稳,避免暴力操作导致活塞杆弯曲或管体破裂。
(5)底部进水口需完全浸没在水中,且加装细滤网,防止泥沙杂质进入管内堵塞单向阀。
(6)避免使用尖锐杆件或腐蚀性胶水,儿童操作时需成人监护,防止划伤或化学刺激。
知识点05 "javascript:vid(0)" \ "9.5 流体压强与流速的关系" 流体压强与流速的关系
1、流体:流动的物体,指的是液体和气体;如:空气、水等。
2、液体压强:流体流动时的压强称作流体压强。空气和水流动时有快有慢,流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
3、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。
4、流体压强与流速的关系在生活中的应用:飞机飞行、喷雾器、汽油发动机的汽化器、球类比赛中的旋转球、跑车上的扰流装置、龙卷风能够把树连根拔起、滑翔伞能在空中掉不下来等。
5、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。
(1)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。
(2)机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
题型一 压力与 "javascript:vid(0)" \ "压强的概念" 压强的概念
【典例1】(24-25八年级下·黑龙江绥化·期中)下列估测最接近事实的是( )
A.一瓶矿泉水的质量约为500g
B.一个中学生双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
C.八年级物理课本重约为60N
D.中学生站在地面上对地面的压力约为1000N
【答案】A
【详解】A.一瓶矿泉水的体积通常为500mL,即,水的密度为,因此质量
故A符合题意;
B.中学生对地面的压力等于自身重力。一个中学生质量约50kg,根据重力公式,g取10N/kg,可得
双脚与地面的接触面积可估算大约为
压强
远大于1000Pa,故B不符合题意;
C.八年级物理课本约300g,即0.3kg,重力
远小于60N,故C不符合题意;
D.中学生站在地面上对地面的压力等于重力,中学生质量约50kg,重力
故D不符合题意。
故选A。
【典例2】(24-25八年级下·安徽阜阳·期中)图为一个巨大的蜘蛛机器人,它静止在水平地面上。当它的一只触手抬起时,它对地面的压力___________,压强___________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 不变 变大
【详解】[1][2]静止在水平地面上的蜘蛛机器人,当它的一只触手抬起时,它对地面的压力仍等于它的重力,所以地面所受到的压力不变;当它抬起一只触手时,受力面积变小,根据可知,它对地面的压强变大。
【变式1】(24-25八年级下·福建福州·期中)周末,小闽和父母一起到闽侯上街侯官沙滩游玩。沙滩上人来人往,留下了许多脚印。仔细看时,小闽发现在一片沙滩上自己的脚印最深,则他( )
A.质量最大B.对沙滩的压强最大
C.对沙滩的压力最大D.脚底和沙滩的接触面积最大
【答案】B
【详解】B.小闽发现在一片沙滩上自己的脚印最深,说明小闽对沙滩的压力的作用效果最大,即说明他对沙滩的压强最大,故B符合题意;
A.由沙滩上的脚印深浅,不能比较出质量的大小,故A不符合题意;
CD.由得,压强与压力、受力面积有关,仅由其对沙滩的压强大小,无法对比其对沙滩的压力大小,也无法对比其脚底和沙滩的接触面积大小,故CD不符合题意。
故选B。
【变式2】(24-25八年级下·江苏南京·期中)如图,一质地均匀的长方体,将它放在水平桌面上,匀速推出一部分露出桌面(未翻倒),则长方体桌面的压力______(选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),压强______,摩擦力大小______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 不变 变大 不变
【详解】[1]长方体对桌面的压力等于其重力,推出过程中重力不变,故压力不变。
[2]压强公式为,压力F不变,露出桌面后受力面积S变小,因此压强变大。
[3]滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,此过程中压力和接触面粗糙程度均不变,故摩擦力大小不变。
题型二 "" \t "" \ "压强公式的简单应用" 压强的简单应用
【典例1】(24-25八年级下·上海·期中)如图,一个质量分布均匀的厚度相同的梯形物块放在水平地面,现沿平行于一边的虚线切去右侧部分,则剩下部分对地面的压强与原压强相比( )
A.变大B.变小C.不变D.无法判断
【答案】A
【详解】如图,一个质量分布均匀的厚度相同的梯形物块放在水平地面,现沿平行于一边的虚线切去右侧部分,压力和受力面积均减小,但受力面积减小的比例更大,根据可知剩下部分对地面的压强与原压强相比变大。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例2】(24-25八年级下·甘肃平凉·期中)小星在水平地面上玩滑板,她的滑板重40N,与地面的总接触面积为。当重力为560N的小星站在滑板上时,滑板对地面的压力为_____N,压强为_____Pa;当她一只脚踩在滑板上运动时,滑板对地面的压强______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 600 不变
【详解】[1]当重力为560N的小星站在滑板上时,滑板对地面的压力
[2]滑板对地面的压强
[3]她一只脚踩在滑板上运动时,另一只脚悬空,滑板对地面的压力不变,地面的受力面积不变,根据可知,滑板对地面的压强不变。
【典例3】(24-25八年级下·广东韶关·期中)某品牌的新能源小汽车的质量为1.2×103kg,空载静止在水平地面上时,轮胎与地面的接触总面积为0.08m2,已知该小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍。求(g取10N/kg)
(1)小汽车受到的重力多大?
(2)小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力多大?
(3)小汽车空载静止在水平地面上,汽车对地面的压强多大?
【详解】(1)小汽车受到的重力
小汽车受到的重力为。
(2)小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力
小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力720N。
(3)小汽车空载静止在水平地面上,汽车对地面的压力,汽车对地面的压强
汽车对地面的压强是。
【变式1】一张报纸平放在桌面上时对桌面的压强为,将这张报纸对折后平放时对桌面的压强为,将这张报纸撕去一半后平放时对桌面的压强为,则、、三者之间的比例关系是( )
A.1∶2∶1B.1∶1∶2C.2∶1∶2D.1∶2∶2
【答案】A
【详解】报纸平放时对桌面的压强为,此时报纸与桌面的接触面积为S,报纸的重力为G,由压强公式可得
将报纸对折后平放时,报纸的重力不变仍为G,但对折后接触面积减半,根据压强公式可得
将报纸撕去一半后平放时,报纸的重力减半,同时撕去一半后接触面积也减半,由压强公式可得
综合以上分析则、、三者之间的比例关系是
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【变式2】(24-25八年级下·广东惠州·期中)2025年2月27日,小米汽车XiamiSU7ultra正式上市,如图所示的小米汽车的整备质量做到了2.2吨,最长续航超过800km,这两个数值均是如今的顶尖水准。该车对地面的压力是_______N;若车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则它空载时对水平地面的压强是________Pa。
【答案】
【详解】[1]该车对地面的压力是
[2]若车轮与地面的总接触面积为,则它空载时对水平地面的压强是
【变式3】(24-25八年级下·福建莆田·期中)祝融号火星车安全驶离着陆平台到达火星表面,标志着我国探索火星进入了新时代。祝融号火星车的质量为240kg,在火星表面时的重力仅为960N,轮子与火星表面的总接触面积为。
(1)火星车静止在火星水平表面上时,对火星表面的压强是多少?
(2)如果火星车在火星水平表面上行驶时,轮子与火星表面的压强不能超过,则火星车最多能搭载实验器材的质量是多少?
【详解】(1)火星车静止时对火星表面的压力大小等于其重力,即
火星车静止时对火星表面的压强为
(2)由可知,火星车对火星的最大压力为
器材的最大重力为最大压力减去火星车自身重力
火星表面重力加速度为
器材的质量为
题型三 "" \t "" \ "增大压强的方法及生活中的实例" 改变压强的方法及应用
【典例1】在图所示的事例中,目的是为了增大压强的是( )
A.铁轨下铺枕木B.载重车装有履带
C.吸管的一端剪成斜口D.书包带设计得较宽
【答案】C
【详解】ABD.铁轨下铺枕木、载重车装有履带、书包带设计得较宽,都是通过增大受力面积,减小压强,故ABD不符合题意;
C.吸管的一端剪成斜口,是通过减小受力面积,增大压强,故C符合题意。
故选C。
【典例2】(24-25八年级下·甘肃陇南·期中)如图所示,是一款“零重力沙发”,沙发内置电动机,它可以自动调节角度,更好地贴合人体曲线,躺上去像“漂浮”在空中。该沙发更加舒适的原因是人躺在沙发上时,沙发发生了形变,增大了人的______,从而减小了沙发对人的______。
【答案】 受力面积 压强
【详解】[1]沙发发生了形变,更好地贴合人体曲线,使沙发与人接触的面积变大,增大了人的受力面积。
[2]根据可知,压力一定时,增大了人的受力面积,从而减小沙发对人的压强。
【变式1】以下四个实例中,是为了减小压强的是( )
A.书包带做得较宽B.刀刃磨得很薄
C.压路机碾轮的质量很大D.注射器的针头很尖
【答案】A
【详解】A.书包带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意;
BD.刀刃磨得很薄、注射器的针头很尖,都是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故BD不符合题意;
C.压路机碾轮的质量很大,故重力很大,对地面的压力很大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故C不符合题意。
故选A。
【变式2】(24-25八年级下·安徽淮南·期中)2024多哈游泳世锦赛男子100米自由泳决赛中,中国新锐潘展乐夺得冠军。已知潘展乐的质量约,每只脚与地面的接触面积大约为,g取10N/kg,他双脚站在领奖台上时,对水平领奖台的压强是___________Pa,在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是通过___________来减小压强。
【答案】 增大受力面积
【详解】[1]他双脚站在领奖台上时,他对水平领奖台的压力大小等于他受到的重力大小,所以他对水平领奖台的压强
[2]固体压强与受力面积和压力大小有关,在生活中,书包的背带做得又宽又大,受力面积增大了,这是通过增大受力面积减小压强。
题型四 "javascript:vid(0)" \ "探究液体内部的压强" 探究液体内部的压强特点实验
【典例1】下列图片是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管________________(选填“属于”或“不属于”)连通器,金属盒上的橡皮膜应该选用________________(选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是________(填字母)。
A.将右侧管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得出结论:同种液体中,液体压强的大小与________________有关。
(4)比较图________和图丁,可以得出结论:在同一深度,________________________越大,液体的压强越大。
(5)已知图丁中U形管两管水面高度差,则此时金属盒受到的盐水的压强为________Pa。(,g取)
【答案】(1) 不属于 薄
(2)B
(3)深度
(4) 丙 液体的密度
(5)
【详解】(1)[1]连通器需“上端开口、底部连通”,而压强计的U形管一端与探头(封闭)相连,不满足“上端开口”的条件,因此不属于连通器。
[2]薄橡皮膜对液体压强的变化更敏感,能更明显地反映U形管液面的高度差,便于实验观察。
(2)U形管两侧液面有高度差,是因为软管内封闭了空气,取下软管重新安装可使管内气压与外界大气压平衡,从而让液面相平;倒出右侧水无法解决气压不平衡的问题,故B正确,A、C错误。
故选B。
(3)图乙和图丙中液体种类相同、探头方向相同,仅深度不同,U形管液面高度差不同,说明同种液体中,液体压强与深度有关。
(4)[1][2]图丙和图丁中探头深度相同、方向相同,仅液体种类(水和盐水)不同(密度不同),U形管液面高度差不同,说明同一深度下,液体d的密度越大,压强越大。
(5)此时金属盒受到的盐水的压强等于图丁中U形管两管水面高度差产生的压强,大小为
【变式1】(24-25八年级下·甘肃平凉·期中)小明利用如图装置探究“液体内部压强的特点”。
(1)检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化不明显,则说明该压强计的气密性__________(选填“好”或“差”)。
(2)重新调整后,把探头分别浸入到甲、乙容器中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小,由此可以得出结论________。
(3)比较__________两次实验,得出结论,当深度相同时,液体密度越______(选填“大”或“小”),压强越大。
(4)从甲、乙、丙三次实验中,___________(选填“能”或“不能”)得出液体内部的压强大小与方向无关。
【答案】(1)差
(2)同种液体,深度越深,液体内部压强越大
(3) 乙、丙 大
(4)不能
【详解】(1)若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化不明显,则说明该压强计的气密性差,有漏气现象。
(2)甲、乙容器中,控制液体密度相同,改变深度,乙图中探头浸入液体的深度越深,U形管两边液柱的高度差就越大,液体的压强就越大,即在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大。
(3)[1][2]在图乙、丙中,液体深度相同,丙图中液体密度越大,压强计液面高度差越大,说明液体内部压强越大,实验得到深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
(4)探究液体内部的压强大小与方向的关系,保持液体的深度和液体的密度相同,图甲、乙、丙中,没有控制液体的深度和液体的密度相同,不能得出液体内部的压强大小与方向无关。
【变式2】(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期中)如图所示,小明用U形管压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)如图A所示,压强计_________(选填“是”或“不是”)连通器,实验前,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置______(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明同种液体、同一深度,向______的压强都相等;
(3)小明利用图D和E两次实验,得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出实验中存在的问题:______;
(4)小强在换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系时,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是______(填序号)
①烧杯中换密度差更大的液体
②U形管中换用密度更小的酒精
③将U形管换成更细的
(5)小明自制了一个简易压强计,如图所示,把简易压强计浸入水中,橡皮膜将______(选填“向内凹”或“向外凸”),增加简易压强计在水中的深度,细玻璃管中液柱会______(选填“上升”或“下降”)。
【答案】(1) 不是 不漏气
(2)各个方向
(3)没有控制液体深度相同
(4)③
(5) 向内凹 上升
【详解】(1)[1]压强计左端未开口,因此不属于连通器。
[2]实验前,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置气密性很好,不漏气。
(2)如图A、B、C所示,小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上,发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体的同一深度处,液体向各个方向都有压强,并且向各个方向的压强都相等。
(3)要探究液体密度与压强大小的关系,需要采用控制变量法将压强计的橡皮膜放到不同液体中的相同深度的位置,观察比较U形管左右两侧的液面高度差,根据实验现象得出结论;小明利用图D和E两次实验是不能得出实验结论的,因为在这两次实验中,没有控制液体深度相同。
(4)根据可知,当深度相同时,液体的密度越大压强越大,所以我们把烧杯中的液体换成密度更大的液体,U形管左右两侧液面的高度差变大;或者把U形管中的液体换成密度更小的液体,U形管左右两侧液面的高度差变大;在U形管内的同种液体中,压强的大小跟深度有关,与U形管内径的粗细无关,所以U形管内径的粗细变化不能使两侧液面的高度差对比更加明显,故选③。
(5)[1]液体内部向各个方向都有压强,把简易压强计浸入水中,橡皮膜会受到向内的压强,所以橡皮膜将向内凹。
[2]根据可知,液体密度不变时,深度越深则压强越大;增加简易压强计在水中的深度时,橡皮膜受到的压强变大,橡皮膜将向内凹、压缩瓶内空气,则细玻璃管中液柱会上升。
题型五 "javascript:vid(0)" \ "液体压强的公式及计算" 液体压强的计算
【典例1】(24-25八年级下·四川成都·期中)质量1kg的平底空水桶底面积为700cm2。桶内装有30cm深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水对水桶底的压强与水桶对地面的压强相等。如图乙所示,当用竖直向上的力F提水桶没有提起来,此时水桶对地面的压强减小了200Pa。则下列选项正确的是( )
A.水桶内水的质量为20kg
B.水对水桶底部的压力为200N
C.竖直向上的力F大小为140N
D.施力F后地面受到的压强为100Pa
【答案】A
【详解】B.水对水桶底部的压强
由得,水对水桶底部的压力为
故B错误;
A.水对水桶底的压强与水桶对地面的压强相等,则水桶对地面的压强为
由得,水桶对地面的压力为
水桶对地面的压力
水桶内水的重力
由得,水桶内水的质量为
故A正确;
D.当用竖直向上的力F提水桶没有提起来,此时水桶对地面的压强减小了200Pa,施力F后地面受到的压强为
故D错误;
C.由得,竖直向上的力F大小为
故C错误。
故选A。
【典例2】(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图,一个平底杯子放置在水平桌上,其底面积为20cm²,杯中装有质量为500g的水,水面到杯底距离为18cm。则水对杯底的压力为_______N;水对杯底的压强为______Pa。 (杯子的厚度忽略不计,g=10N/kg, ρ水
【答案】 3.6 1800
【详解】[1][2]根据题意可知,杯底到水面的深度为18cm,故水对杯底的压强
水对杯底的压力大小
【典例3】(24-25八年级下·福建泉州·期中)如图所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是边长5cm的立方体,下部是边长10cm的立方体。已知水的密度为1×103kg/m3。
(1)若向容器中注入深度为8cm的水,求此时水对容器底部的压强。
(2)若将这个容器装满水,求此时容器对桌面的压强。
(3)若向容器内注入1.1kg水,求此时容器底部所受水的压力。
【详解】(1)此时水对容器底部的压强为
(2)下部立方体的体积为
上部立方体的体积为
水的总体积为
根据公式,水的总质量为
水的总重力为
容器对桌面的压强为
(3)1.1kg水的体积为
所以水会充满下部并溢出到上部,进入上部的水的体积为
上部容器中水的高度为
此时容器中水的总深度为
水对容器底部的压强为
根据得,容器底部所受水的压力为
【变式1】(24-25八年级下·福建宁德·期中)如图所示,两个完全相同的圆柱形容器甲和乙放置在水平桌面上,已知距容器底部h处A、B两点所受液体的压强和相等,则两容器底部所受液体压强、的关系是( )
A.> B.< C.= D.均有可能
【答案】B
【详解】B点的深度小于A点的深度,A、B两点所受液体的压强相等,根据公式p=ρgh可知,甲的密度小于乙的密度,A、B到底部的深度相等,根据公式p=ρgh可知,A点下面液体产生的压强小于B点下面液体产生的压强。两容器底部所受液体压强等于两个点下方和上方液体压强之和,所以两容器底部所受液体压强”、“ 不变
(2) 6×103 9×103 0.9×103
【详解】(1)[1]冰化成水后,质量不变,重力不变,此时压力等于重力,故水对杯底的压力和冰对杯底的压力相等,但熔化后受力面积变大,根据可得,压强变小,即p1>p2。
[2]冰熔化前后,水的质量不变,重力不变,杯子对桌面的压力等于杯子和水的重力之和,二者之和不变,受力面积不变,根据可知,杯子对桌面的压强不变。
(2)[1]由图可知,容器壁AB的深度为
容器壁AB受到水的压强为
[2]容器底部水的深度为
容器底受到水的压强为
[3]换盛另一种液体,此时容器壁AB受到的压强为,由p=ρgh可知,另一种液体的密度为
10.(24-25八年级下·江苏无锡·期中)小明观察家中打印纸的盒子上标注有“80g/m2 500张/包”的信息,根据所学知识迁移得知“g/m2”的含义是每平方米纸张的质量。为确定打印纸的密度,小明用刻度尺测量500张纸的总厚度为5.50cm,则每张纸厚度为________m,打印纸的密度为________kg/m3,小明拿出其中一张纸平铺在水平桌面上,则这张纸对桌面的压强为________Pa。(g取9.8N/kg)
【答案】1.1×10-4 727 0.784
【详解】[1]每张纸厚度为
[2]纸的密度为
[3]一张纸对桌面的压强为
11.(24-25八年级下·广东韶关·期中)同学们在做“研究液体内部的压强”实验时,
(1)一个学习小组设计了如图所示的实验探究方案,实验测得几种情况下压强计的U 形管两侧液面的高度差的大小关系是。
①使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液面能灵活升降,则说明装置_____(选填“漏气”或“不漏气”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面有高度差,应通过方法______(填序号)进行调节。
A.从U形管内倒出适量的水 B.拆除软管重新安装 C.向U形管内加适量的水
②分析图甲和图_____两次实验数据可以得出:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(2)另一学习小组则用如图丁所示的装置探究“液体压强是否跟深度、液体密度有关”,容器中间用隔板分成左右两个部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭。
①当橡皮膜两侧所受的压强不同时,橡皮膜的_____发生改变。
②若要探究“液体压强是否跟深度有关”,应向隔板两侧加入深度_____(选填“相同”或“不相同”)的_____(选填“同种”或“不同种”)液体。
③图戊中实验现象正确的是_____。
【答案】(1) 不漏气 B 丙
(2) 形状 不相同 同种 D
【详解】(1)[1]用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
[2]若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明被封闭气体压强太大,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故AC错误,不符合题意,B正确,符合题意。
故选B。
[3]比较图甲和图丙可以发现:液体都是水,甲中橡皮膜所处的深度更深,U形管液面的高度差越大,说明在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(2)[1]橡皮膜两侧所受的压强不同但受力面积相同,由压强公式变形式可知,两侧所受的压力大小不同,故橡皮膜的形状会发生改变。
[2][3]本实验中影响液体压强大小的因素有两个,所以在探究其中一个因素深度对液体压强大小的影响时,要控制另外一个影响因素密度相同,故应向隔板两侧加入深度不相同的同种液体。
[4]根据深度和液体密度对压强的影响来分析戊中的实验现象。
A.隔板两侧液体密度相同,深度相同,则压强相等,膜不变形,故A错误;
B.隔板两侧液体密度相同,深度不同,密度相同的液体,深度越深,压强产生的越大,故膜应向水少的一侧鼓起,故B错误;
C.隔板两侧液体深度相同,密度不同,盐水的密度大于水的密度,则盐水侧产生的压强大,膜应向水侧的方向鼓起,故C错误;
D.隔板两边液体密度不同,盐水密度大于水的密度,深度相同,则盐水侧产生的压强大于水侧产生的压强,膜应向水侧鼓起,故D正确。
故选D。
12.(24-25八年级下·广东深圳·期中)一凡同学和小泽同学没有液体压强计,于是他们开动脑筋,利用自己的智慧,自制实验仪器来探究液体压强与哪些因素有关。如图为一凡同学设计的实验过程(图中C处为橡皮膜),如图为小泽同学设计的实验过程(两侧隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭)。
(1)两位同学的思路均是使用转换法,通过___________来间接比较两侧液体的压强大小关系。
(2)在一凡同学的设计中,通过图(b)及图(c)可知,同种液体,液体压强与___________的关系。因此大坝应该设计成___________(选填“上宽下窄”或“上窄下宽”)的形状。
(3)通过(d)图可知,其他条件相同时,液体的___________越大,液体压强越大。
(4)一凡同学还利用该实验仪器测量出某未知液体的密度,如图(e)所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,用刻度尺测得的数值。则未知液体的密度可以表示为___________(可使用表示)
(5)小泽同学将容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭。用此容器进行的两次实验,情形如图所示。由此可推断:三种液体密度的大小关系是___________(填写不等式)。
【答案】(1)转换法
(2) 深度 上窄下宽
(3)密度
(4)
(5)
【详解】(1)实验通过橡皮膜形变程度反映压强大小,形变越大压强越大,用了转换法。
(2)[1][2](b)(c)中液体种类相同、深度不同,探究同种液体压强与深度关系;因深度越深压强越大,大坝需承受更大压强,所以上窄下宽。
(3)(d)图中液体深度相同、种类(密度)不同,产生的压强不同,可知不同液体深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(4)橡皮膜变平,两侧压强相等,即橡皮膜中心以上两侧液体产生的压强相等,根据,,则。
(5)用此容器进行的两次实验,情形如图f所示,从f图可以看到,橡皮膜没有向左或右凸出,橡皮膜是平的,说明左右两侧的液体压强是相等的,即,橡皮膜中心以上,左侧的液面较高,即,根据液体的压强公式可知;从图g可以看到,橡皮膜向左凸出,说明右侧的液体压强较大,即,左侧的液面较高,即,由液体的压强公式可知;综上所述,a、b、c三种液体密度的大小关系为。
13.(24-25八年级下·黑龙江绥化·期中)一只重2N,底面积为的平底薄壁容器放在面积为的水平桌面中央,容器内所盛的水重12N,容器高为15cm,容器中水深为12cm。求:
(1)容器底受到水的压强;
(2)容器底受到水的压力;
(3)桌面受到盛水容器的压强。(,g取)
【详解】(1)容器中水深h=12cm=0.12m。容器底受到水的压强为p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
(2)容器的底面积S=0.02m2。根据压强公式可得,容器底受到水的压力为F水=p水S=1200Pa×0.02m2=24N
(3)容器放在水平桌面上,桌面受到的压力等于容器和水的总重力F桌=G总=G容+G水=2N+12N=14N
桌面受到的压强为
14.(24-25八年级下·福建漳州·期中)如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的四分之一长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图像如图乙所示。已知木板的宽度为0.25m,求:
(1)木板的面积;
(2)木板的重力;
(3)当时,木板对桌面的压强。
【详解】(1)设木板的长度为L,宽度为w。由p-x图像可知,当木板被推动的距离x在0到0.10m范围内,压强p保持不变,说明此过程中木板完全在桌面上,其与桌面的接触面积不变。当x>0.10m时,压强p开始增大,说明木板从此刻开始伸出桌面,与桌面的接触面积开始减小。当木板有四分之一的长度伸出桌面时,由图像可知,木板被推动的距离x=0.30m。所以木板伸出桌面的长度为ΔL=0.30m-0.10m=0.20m
根据题意,该长度为木板总长度的四分之一,即L=4×0.20m=0.8m
木板的面积为S=Lw=0.80m×0.25m=0.20m²
(2)当木板完全在桌面上时(0 ≤ x≤ 0.10m),木板对桌面的压力F压等于其自身的重力G。此时的受力面积S等于木板的面积S木,即S=S木=0.20m²
由图像可知,此时木板对桌面的压强p=30Pa。根据压强公式,可得木板的重力
(3)当x=0.26m时,木板伸出桌面的长度为L伸=x-0.10m=0.26m-0.10m=0.16m
此时,木板与桌面接触的长度为L接=L-L伸=0.80m-0.16m=0.64m
木板与桌面的接触面积(受力面积)为S'= L接×w=0.64m×0.25m=0.16m²
木板对桌面的压力仍等于其重力,F'压=G=6N
此时木板对桌面的压强为
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(24-25八年级下·广东汕头·期中)人们日常生活离不开物理,生活中处处有物理知识的应用。以下都是物理知识应用的实例,请根据所学知识回答相关问题:
(1)如图①利用滑雪板滑雪,可以防止人陷入雪地是因为利用滑雪板可以增大___________(“压力大小”或“受力面积”)而___________。图ABCD中的图___________和其原理相同。
(2)如图②下水道的“反水弯”是一个原理,图ABCD中的图___________和其原理相同。
(3)如图③覆杯实验中,纸片不会掉下来,是因为有___________的缘故。图ABCD中的图___________和其原理相同。
(4)如图④,对着两张纸中间向下吹气时,看到的现象是两张纸___________,这是因为流体压强与流速有关。图 ABCD中的图___________和其原理相同。
【答案】(1) 受力面积 减小压强 C
(2)D
(3) 大气压 A
(4) 向中间靠拢 B
【详解】(1)[1][2]运动员穿的滑雪板很宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,避免陷入雪中。
[3]图A利用了大气压,不符合题意;图B利用了流体压强与流速的关系,不符合题意;图C枕木增大了受力面积,减小对地面的压强,符合题意;图D船闸利用了连通器原理,不符合题意。故选C。
(2)洗手池下方排水管的U形“反水弯”上端开口、底部连通,利用了连通器原理,船闸也是利用了连通器原理,故选D。
(3)[1][2]覆杯实验中,纸片不会掉下来,是因为有大气压向上托起纸片的缘故,图ABCD中的图A也是利用大气压将水提升,和其原理相同。
(4)[1]根据流体压强与流速的关系,当向中间吹气时,空气流速大,压强小,两侧压强大于内侧压强,所以会看到纸片向中间靠拢。
[2]飞机的升力利用了流体压强与流速的关系,和其原理相同。故选B。
2.(24-25八年级下·广东深圳·期中)请阅读下面的材料,并回答问题。
2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,使我国的工业实力得到大幅提升。图甲为液压机的结构简图,它是利用液体来传递压强的设备,简易的液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。
科学家帕斯卡发现:当外力作用在密闭的液体上时,液体各部分所受的压强将发生相同的变化,物理学中称做帕斯卡定律,在图甲U形管槽中装满液体,两端活塞把液体密闭,给左端活塞施加一个向下的压力F1时,根据帕斯卡定律,左右两个活塞受到的液体压强相等,同时右端活塞会受到一个向上的压力F2,这就是液压机原理。若不计机械摩擦和活塞自重,两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比。
(1)液压机在工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强___________(选填“大于”“小于”或“等于”)液体对小活塞的压强;
(2)图乙,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的,假如一个油压千斤顶的大、小活塞横截面积分别是120cm2和4cm2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生___________N的举力;若要进一步增大液压机的压力级别,可采取的办法是___________;(选填“增大大活塞的面积”或“减小大活塞的面积”)
(3)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,则在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为___________;
(4)图丙是一个水压机模型,轻质活塞A、B的横截面积分别为10cm2和200cm2。将840N的物体放在水平活塞B上,不计机械阻力,则活塞A向上移动距离为___________m。
【答案】(1)等于
(2) 8.1×104 增大大活塞的面积
(3)1∶50
(4)4
【详解】(1)根据帕斯卡定律可知,液压机是密封的,能够大小不变的向各个方向传递压强,所以液体对大活塞的压强等于液体对小活塞的压强。
(2)[1][2]由于密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强,所以,
代入数据得
解得F大=8.1×104N
在活塞受到的压强不变时,根据F=pS可知,可以通过增大大活塞的面积来增大液压机的压力级别。
(3)某液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,由于两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比,所以在使用过程中,大、小活塞运动的距离之比为1∶50。
(4)物体对活塞B受到的压强为
根据可知,这部分压强会让左、右两液柱产生的高度差为
设右边液柱下降的高度为hB,则右边下降液柱的体积为V右=SBhB,设左边液柱上升的高度为hA,则左边上升液柱的体积为V左=SAhA,右边下降液柱的体积等于左边上升液柱的体积,即SAhA=SBhB,则hA×10cm2=hB×200cm2
所以hA=20hB,又因为hA+hB=4.2m
即
解得hA=4m
3.(24-25八年级下·湖南衡阳·期中)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用所学的物理知识测量山的高度。若已知在竖直方向每升高10m大气压强就减小100Pa,且山下的大气压强为。他们随身携带了注射器(有刻度部分的容积为V=20mL、长度为L=10cm)、弹簧测力计、细线、刻度尺等。到达山顶后,他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔,进行了如图所示的实验,已知弹簧测力计拉活塞的力F=18N(实验中针筒与活塞之间的摩擦不计)。请解答以下问题:
(1)水的沸点随着高度的增加而___________;(选填“降低”、“不变”、“升高”)
(2)求活塞的横截面积S;
(3)求山顶的大气压强p;
(4)求山顶的高度h。
【详解】(1)大气压随着高度的增加而减小,气压越小,沸点越低,因此水的沸点随着高度的增加而降低。
(2)根据注射器为圆柱体,所以通过活塞的横截面积
(3)已知弹簧测力计拉活塞的力F=18N,则山顶的大气压强
(4)山顶和山脚相比,大气压强的变化变化量
已知在竖直方向每升高10m大气压强就减小100Pa,则山的高度
4.(23-24八年级下·江苏盐城·期中)阅读短文,回答问题
浮子流量计
为了保障能源运营安全,在石油天然气工业中,管道运输方式需检测管道中气体或液体的流量,也要对气体或液体的流量进行控制,如图所示为浮子流量计是测量气体或液体流量的仪器,其结构如图所示,在一个上粗下细的锥形管内,倒放一个铝制的圆锥体浮子,以气体流量计为例,流量计工作时,气体从锥形下端流入向上冲击浮子,如果浮子受到气流的冲力大,就会竖直向上移动,浮子和锥形管之间的环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高度大小就直观反映了气体流量的大小,科技工作者将浮子的高度大小转换成电流信号输出,这就是浮子流量计的原理。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)流量计工作时,气体从锥形的______(上/下)端流入冲击浮子;
(2)根据文中内容可知,浮子上端(A)气体流速_______浮子下端(B)的气体流速;
(3)浮子流量计使用时,锥形管应处于 ;
A.水平方向B.竖直方向C.斜向上D.斜向下
(4)若气体流速越大,浮子静止所在的位置______(越高/越低/不变);
(5)浮子流量计能测量的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计测量的流量更大,请你选出一条可行的改进措施 。
A.用密度更大的材料制作浮子B.用密度更小的材料制作浮子
【答案】(1)下
(2)小于
(3)B
(4)越高
(5)A
【详解】(1)由图和材料可知,浮子流量计工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,浮子在冲力和重力的作用下,最终稳定在某一位置,处于静止状态。
(2)由浮子流量计的结构图可知,锥形管上粗下细;浮子向上移动时,由图示和题意可知,浮子上端和锥形管之间的环形空隙加大,气体流速变小,所以浮子上端气体流速小于浮子下端的气体流速;根据流体压强与流速的关系可知,流速越大,压强越小。
(3)浮子流量计工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,浮子在冲力和重力的作用下,最终稳定在某一位置,处于静止状态,受到的重力和冲力是一对平衡力,平衡力大小相等,方向相反,因为重力在竖直方向上,所以浮子流量计使用时,锥形管应处于竖直方向,故B正确。
(4)如果气体流速越大,浮子受到气流的冲力大,就会竖直向上移动,浮子和锥形管之间的环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,说明气体流速越大,浮子静止所在的位置越高。
(5)根据题意可知,要想使浮子流量计能反映更大的流量,即冲击力更大,需要增大浮子的重力,在浮子体积不变时,由可知,需要用密度更大的材料制作浮子,故选A。
5.(24-25八年级下·广东江门·期中)阅读短文,回答问题。
堵车了可以飞过去!
飞行汽车并不是只存在于科幻电影中的异想天开,人们正在把它变成现实。据外媒报道,荷兰公司PAL-V旗下开发的飞行汽车——Liberty(如图)正在销售中。
荷兰公司PAL-V介绍,在陆地行驶模式下,Liberty飞行汽车呈三轮车形态,其螺旋桨会紧固在车顶。如果想起飞,只需放开螺旋桨和尾桨,Liberty就能变身旋翼飞机。而Liberty的整个变形过程需要10分钟左右,其陆地行驶速度最高可达160km/h,而飞行速度则可达180km/h。
在陆地行驶模式下,一箱油够Liberty跑1315km,但在飞行模式下续航则会下降到500km左右;为了最大限度地提升续航能力,这辆车做得非常轻,空重仅为664kg,同时其载荷也仅为两人。
(1)在空中飞行的汽车以地面为参照物是______的;“追尾”是高速公路上经常发生的交通事故,当汽车紧急刹车时,由于汽车具有______,无法马上停止,以致撞上前面的车。
(2)在汽车飞行的过程中机翼下方的空气流速比机翼上方的空气流速______,压强______,从而产生向上的升力。
(3)汽车在陆地以最高速度行驶0.5小时,路程是______;如果两名乘客的质量一共为136千克,则飞行汽车在空中匀速飞行时,受到向上的升力是______N。(g取10N/kg)
【答案】(1) 运动 惯性
(2) 小 大
(3) 80km 8000
【详解】(1)[1]在空中飞行的汽车以地面为参照物,相对位置在不断变化,因此是运动的。
[2]一切物体都具有惯性,“追尾”是高速公路上经常发生的交通事故,当汽车紧急刹车时,由于汽车具有惯性,无法马上停止,以致撞上前面的车。
(2)[1][2]等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,下表面平直,所以机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力。
(3)[1]汽车在陆地以最高速度行驶0.5小时,路程是
[2]如果两名乘客的质量一共为136千克,则飞行汽车在空中匀速飞行时,处于平衡状态,受到向上的升力是
专题03 "javascript:vid(0)" \ "第9章 压强 " 压强(期中复习讲义)
内 容 导 航
明·期中考清 把握命题趋势,明确备考路径
记·必备知识 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01压力与 "javascript:vid(0)" \ "压强的概念" 压强的概念 题型02 "" \t "" \ "压强公式的简单应用" 压强的简单应用
题型03 "" \t "" \ "增大压强的方法及生活中的实例" 改变压强的方法及应用 题型04 "javascript:vid(0)" \ "探究液体内部的压强" 探究液体内部的压强特点实验
题型05 "javascript:vid(0)" \ "液体压强的公式及计算" 液体压强的计算 题型06 "javascript:vid(0)" \ "连通器原理" 连通器原理及利用
题型07 "javascript:vid(0)" \ "大气压存在的现象" 大气压存在的现象 题型08 "javascript:vid(0)" \ "大气压强的计算" 大气压强的计算及应用
题型09 "javascript:vid(0)" \ "9.4 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机" 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机 题型10 "javascript:vid(0)" \ "流体压强与流速的关系" 流体压强与流速的关系
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
压强的概念与计算
理解压强定义,会进行压强、压力、受力面积的计算
压强计算为核心计算题,常结合生活实例(如切割、叠放物体)考查
液体的压强
掌握液体压强公式 p=ρgh,理解液体压强特点
液体压强的定性分析与定量计算为高频考点,连通器原理常结合生活应用考查
大气压强
了解大气压的存在与测量方法,知道大气压与高度的关系
托里拆利实验原理、大气压变化规律多以选择/填空题出现
流体压强与流速的关系
理解流体压强与流速的关系,会解释相关生活现象
飞机升力应用为高频考点,常出现在选择题与简答题
跨学科实践:简易活塞式抽水机
了解抽水机工作原理,能结合压强知识分析其工作过程
多以科普阅读或简单实验题形式考查,侧重压强知识的实际应用
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
项目
压强
压力
定义
物体所受压力大小与受力面积之比
垂直压在物体表面上的力
物理意义
表示压力的作用效果
物体发生形变的作用力
公式
p=F/S
F=pS
单位
帕斯卡(pa)
牛顿(N)
大小
与压力的大小和受力面积都有关
有时与重力有关,有时与重力无关
易|错|点|拨
1、混淆压力与重力:压力是垂直作用在物体表面的力,重力是由于地球吸引产生的力。只有自由放在水平面上的物体,压力大小才等于重力大小。
2、忽略受力面积的对应性:压强公式中的 S 是受力面积(接触面积),不是物体的表面积,计算时要找准实际接触面积。
解|题|技|巧
1、套公式直接算:已知压力 F 和受力面积 S,直接代入计算压强,注意单位统一(F 用 N,S 用 m2,结果单位为 Pa)。
2、结合生活判断:利用压强知识解释 “刀刃很薄”“坦克装履带” 等现象,分析其是通过改变压力还是受力面积来改变压强的。
解|题|技|巧
1、增大压强:压力一定时,减小受力面积;受力面积一定时,增大压力。
2、减小压强:压力一定时,增大受力面积;受力面积一定时,减小压力。
解|题|技|巧
1、用U型管压强计:通过观察U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小,高度差越大,压强越大。
2、控变量探特点:
探头方向不变,改变深度→探究压强与深度的关系。
深度不变,改变探头方向→探究压强与方向的关系。
深度、方向不变,换不同液体→探究压强与密度的关系。
解|题|技|巧
1、记核心公式:液体压强公式p=ρgh,其中h是深度(从液面到研究点的垂直距离),不是高度。
2、比例法速算:同一液体ρ不变,压强p与深度h成正比;深度相同时,压强与液体密度ρ成正比。
易|错|点|拨
1、连通器的条件:必须是上端开口,底部相连通的容器,缺一不可。
2、静止时液面相平:连通器内装同种液体且静止时,各容器中的液面才保持相平,液体流动时液面不一定相平。
解|题|技|巧
1、找“吸”与“压”:生活中“吸饮料”“吸盘挂钩”“钢笔吸墨水”等现象,本质都是大气压将液体或物体压入,不是“吸”入。
2、验证大气压:覆杯实验、马德堡半球实验、瓶吞鸡蛋实验都是证明大气压存在的经典案例。
解|题|技|巧
1、托里拆利实验:1标准大气压=760mm 汞柱=1.013×105Pa,计算时可直接取用近似值。
2、气压与高度:大气压随高度增加而减小,据此可解释高原反应、登山携带氧气瓶等现象。
解|题|技|巧
1、理解原理:利用大气压和活塞的往复运动,将水从低处压到高处,核心是 “制造低压区”。
2、看结构找作用:阀门(单向阀)控制水流方向,活塞推动水上升,结合物理知识理解其工作过程。
解|题|技|巧
1、记口诀:流速大,压强小;流速小,压强大。
2、生活实例分析:
飞机升力:机翼上方空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生升力。
候车安全线:站在安全线外,防止列车经过时空气流速大、压强小将人 “吸” 向列车。
①利用滑雪板滑雪
②下水道的“反水弯”
③覆杯实验
④对纸中间吹气
图A抽水机
图B飞机的升力
图C铁轨铺在枕木上
图D船闸
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