压强、液体的压强主讲教师:徐奉林。
一、内容提要 1.压力效果的**与应用压强公式的计算。
2.压强的增大和减小的办法及生活中的应用。
3.**液体压强的规律;连通器的特征和原理。
二、重点、难点讲解 (一)压强 1.压力效果的**。
**实验:把细木条放在橡皮泥上,通过弹簧测力计使木条对橡皮泥产生压力如图1所示。
由橡皮泥的形变判断压力的作用效果。
此处有**,请查阅附件。
**过程:选a、b两根木条,第一次用a做实验,控制压力为24n,木条与橡皮泥的接触面积(即受力面积)为3cm[第二次用b做实验,控制压力为12n,受力面积为1cm[
观察并比较两次的压痕,计算两种情况下每平方厘米面积所受的压力。
发现的现象:第二次的压痕比第一次的压痕深一些。
分析:第一次实验中每平方厘米面积所受的压力为8n;第二次实验中每平方厘米面积所受的压力为12n。
结论: (1)压力的作用效果跟压力的大小和压力的作用面积有关。
物体单位面积上受到的压力叫做压强。它是用来表示压力作用效果的物理量。
2)压力的作用效果不是只由压力来决定的,也不是只由受力面积来决定。
而是由单位面积上受到的压力来决定的。
2.压强压强是用来表示压力效果的物理量,物体单位面积上受到的压力叫做压强。
符号的意义及单位: p-压强-帕斯卡(pa) f-压力-牛顿(n) s-受力面积-平方米(m[
3.减小或增大压强的方法。
1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。第一种方法更为实用。
2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
二)液体的压强 1.液体压强的规律。
液体因受重力作用,所以液体对容器底有压强,液体具有流动性,所以液体对容器侧壁有压强。
液体内部朝各个方向都有压强;在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;液体的压强随深度的增大而增大。
液体压强跟液体的密度有关:在深度相同时,液体的密度越大,压强也越大。
液体压强公式:p=ρgh来。p表示压强,ρ表示液体的密度,h表示液体的深度。
密度的单位是kg/m[深度的单位是m,压强的单位是pa。
注意: ①液体的压强只跟液体的深度和密度有关,跟容器的形状和液体的质量、体积等无关。
深度的处理:深度是以液面为起点,液体中某处到液面的距离。
2.连通器 (1)连通器特征:如图2所示,上端开口,下端连通的容器叫连通器。
2)连通器性质:在连通器里装同一种液体时,如果液体不流动,各容器中的液面总是相平的,或者说液面的高度总是相平的。
3)几种常见的。
连通器 ①u型管是最简单的连通器。
当u型管中液体不流动时,两边液柱对底部同一处a点的压强相等,则这个位置到两边液面的距离相等。
图3中的茶壶、锅炉水位计、自来水管都是连通器。
茶壶的壶嘴和壶身构成连通器。
锅炉与外面的水位计构成连通器。
水塔与自来水管构成连通器。
船闸是连通器。三峡大坝的船闸是世界最大的连通器,现已投入使用。
3.不规则容器中的液体压强与压力的比较。
1)压强的比较:不同形状的容器中装有同种液体时,液体对底部的压强随深度的增大而增大;
在深度相同时,若装的液体不同,液体密度大的对容器底的压强大。
2)压力的比较 ①液体的密度和深度相同时,由f=ps可知:容器的底面积越大,受到的压力越大。
当液体的深度不同时,液体对底部的压强大小由深度和底面积的乘积来决定。
因为压力f=ps=ρghs,当ρg一定时,hs越大其压力f越大。
例1]质量为76kg的滑雪运动员,其脚下的每块滑雪板长2m、宽0.12m,重12n。
求运动员站立时,水平雪面受到的压强。(取g=10n/kg)。
解析:在进行压强计算时,要处理好压力和受力面积两个物理量。
如此题中水面雪面受到的压力大小等于运动员和两块滑雪板的重力之和;
人站立两脚着地,受力面积应为两滑雪板与雪面的接触面积。
解:压力的大小 f=mg+2g′ =76kg×10n/kg+2×12n =784n
压力的作用面积: s=2s[ =2×2m×0.1m=0.4m[
例2]下列事例中,是为增大压强的是( )
a.在坦克的轮子上安装履带b.菜刀钝了,磨一磨。
c.将背包的背带做得宽一些d.铁轨铺设在枕木上解析:a在坦克的轮子上安装履带,实际上就是增大了受力面积,坦克重力是不变的压力也不变,增大的受力面积那么压强是减小的,所以不是增大压强;
b菜刀钝了,磨一磨,使刀口更锋利,在压力一定时,刀口与被切物体的接触面积减少,增大压强,菜更容易切断;
c背包的背带做得宽一些,宽带受力面积大,背包对人体的压力是一样的,所以也是为了减小压强;
d铁轨铺设在枕木上,也是增大了受力面积;
选项b正确。而选项a、c、d都是增大受力面积,减小压强的实例。答案:b
例3]如图4所示,将一个两端开口的玻璃管,在下端附一个塑料片(重力不计),竖直压入水面下20cm深处,不使水进入管内。试求;
1)塑料片在水面下受到的压强多大?方向如何?
2)如果向管内慢慢注入密度为0.8×10[的酒精,则酒精柱达到多高时,塑料片刚好脱落?
分析:解题关键是要找出“临界状态”,即题目中说的塑料片刚好要脱落的状态。
塑料片被玻璃管竖直压入水里,受到水对它的向上。
的压强,当向玻璃管中注入酒精后,塑料片又受到酒精对它的向下的压强,当上、下压强相等时,由于受力面积相同,塑料片上面、下面所受的压力也相等,塑料片处于“临界状态”。
寻找“临界状态”最好画受力分析图帮助理解,然后再根据分析题意寻找解题依据来求解。
解:(1)塑料片在水面下20cm深处受到的压强为:
×9.8n/kg×0.2m =1.96×10[ 压强方向向上。
2)酒精柱对塑料片向下的压强恰好等于水对塑料片向上的压强时,塑料片刚好脱落,酒精柱对塑料片向下的压强:
例4](1)如图5是上下底都是封闭的容器,容器中装满液体,液体对容器底的压强为p[
对容器底的压力为f[如果把容器倒过来后,液体对器底的压强为p[对容器底的压力为f[
则p[2)如果液体没有装满,倒过来后,液体的___增大,液体对容器底的压强___液体对容器底部的压力___
解析:(1)由于液体是装满的,则倒过来后的深度不变,所以,液体对容器底的压强不变。
但是倒过来后,底面积减小,由f=ps可知乙器底部受到的压力减小。
2)如果液体没有装满,倒过来后,液体的深度增大,压强也增大;由于底面积变小,因此,要用底面积和液体深度的乘积sh来比较压力的大小,sh到底是变大不是变小,要以液体的体积为依据。
由图6可见,后来sh变小,则液体对容器底部的压力变小。
答案:(1)=,2)深度,增大,减小。
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