第九章 壓強(qiáng)一、固體的壓力和壓強(qiáng)1、壓力： 定義：垂直壓在物體表面上的力叫壓力。 壓力并不都是由重力引起的，通常把物體放在水平面上時，如果物體不受其他力，則壓力F等于物體的重力G。2、研究影響壓力作用效果因素的實(shí)驗(yàn)：課本圖甲、乙說明：受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯。乙、丙說明：壓力相同時，受力面積越小，壓力作用效果越明顯。（控制變量法）實(shí)驗(yàn)中通過觀察泡沫塑料的凹陷程度來反映壓力的作用效果。（轉(zhuǎn)換法）3、壓強(qiáng)：定義：物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。公式 p=F/ S 其中各量的單位分別是：p：帕（Pa）； F：牛（N） S：米2（m2）。A使用該公式計算壓強(qiáng)時，關(guān)鍵是找出壓力F（一般F=G=mg）和受力面積S（受力面積要注意兩物體的接觸部分，用小面積）。B對于放在桌子上的豎直柱體（如：圓柱體、正方體、長方體等）對桌面的壓強(qiáng)p=g h壓強(qiáng)單位Pa的認(rèn)識：一張報紙平放時對桌子的壓強(qiáng)約0.5Pa 。人站立時對地面的壓強(qiáng)為：1.5×104Pa 。它表示人站立時，其腳下每平方米面積上，受到腳的壓力為1.5×104N二、液體的壓強(qiáng)和壓力1、液體內(nèi)部產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因：液體受重力且具有流動性。2、測量：壓強(qiáng)計 用途：測量液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。3、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)： 液體對容器底和側(cè)壁都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)； 在同一深度，液體向各個方向的壓強(qiáng)都相等； 液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大； 不同液體的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)。4、壓強(qiáng)公式： 推導(dǎo)壓強(qiáng)公式使用了建立理想模型法（建模法），前面引入光線的概念時，就用了建立理想模型法。推導(dǎo)過程：（結(jié)合課本）液柱體積V=Sh ；質(zhì)量m=V=Sh液片受到的壓力：F=G=mg=Shg液片受到的壓強(qiáng)：p= F/S=gh液體壓強(qiáng)公式p=gh說明：A、公式適用的條件為：液體B、公式中物理量的單位為：pPa；gN/kg；h-mC、從公式中看出：液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān)，而與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。著名的帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)充分說明這一點(diǎn)。5、計算液體對容器底的壓力和壓強(qiáng)問題：一般方法：首先確定壓強(qiáng)p=gh；其次確定壓力F=pS=ghS 。特殊情況：對豎直柱形容器可先求壓力F=G；用p=F/S求壓強(qiáng)。壓力與液重的關(guān)系（作圖割補(bǔ)）：a器壁豎直均勻時F=G；b口大底小時 F<G ； c口小底大時 F>G。6、連通器：定義：上端開口，下部相連通的容器原理：連通器里裝一種液體且液體不流動時，各容器的液面保持相平應(yīng)用：茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等三、大氣壓1、概念：大氣對浸在它里面的物體的壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓，一般有p0表示。說明：“大氣壓”與“氣壓”（或部分氣體壓強(qiáng)）是有區(qū)別的，如高壓鍋內(nèi)的氣壓指部分氣體壓強(qiáng)。高壓鍋外稱大氣壓。2、產(chǎn)生原因：因?yàn)榭諝馐苤亓Σ⑶揖哂辛鲃有浴?、大氣壓的存在實(shí)驗(yàn)證明：歷史上著名的實(shí)驗(yàn)馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。小實(shí)驗(yàn)覆杯實(shí)驗(yàn)、瓶吞雞蛋實(shí)驗(yàn)、皮碗模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。4、大氣壓的實(shí)驗(yàn)測定：托里拆利實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)過程：在長約1m，一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，將管口堵住，然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后，管內(nèi)水銀面下降一些就不在下降，這時管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。(2)原理分析：在管內(nèi)，與管外液面相平的地方取一液片，因?yàn)橐后w不動故液片受到上下的壓強(qiáng)平衡。即向上的大氣壓=水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。(3)結(jié)論：大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)(4)說明：A實(shí)驗(yàn)前玻璃管里水銀灌滿的目的是：使玻璃管倒置后，水銀上方為真空；若未灌滿，則測量結(jié)果偏小。B本實(shí)驗(yàn)若把水銀改成水，則需要玻璃管的長度為10.336mC將玻璃管稍上提或下壓，管內(nèi)外的高度差不變，將玻璃管傾斜，高度不變，長度變長。D標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：支持76cm水銀柱的大氣壓叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa5、大氣壓的特點(diǎn)：(1)特點(diǎn)：空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)，且空氣中某點(diǎn)向各個方向的大氣壓強(qiáng)都相等。大氣壓隨高度增加而減小，且大氣壓的值與地點(diǎn)、天氣、季節(jié)、的變化有關(guān)。一般來說，晴天大氣壓比陰天高，冬天比夏天高。(2)大氣壓變化規(guī)律研究：在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100Pa6、測量工具：定義：測定大氣壓的儀器叫氣壓計。分類：水銀氣壓計和無液氣壓計說明：若水銀氣壓計掛斜，則測量結(jié)果變大。 在無液氣壓計刻度盤上標(biāo)的刻度改成高度，該無液氣壓計就成了登山用的登高計。7、應(yīng)用：活塞式抽水機(jī)和離心水泵。8、沸點(diǎn)與壓強(qiáng)：一切液體的沸點(diǎn)，都是氣壓減小時降低，氣壓增大時升高。應(yīng)用：高壓鍋、除糖汁中水分。知識填空：（一）壓強(qiáng)1、 作用在物體表面上的力叫壓力。2、壓力的方向總是 于被壓物體的受力面。3、當(dāng)物體自由放在水平面上時，物體對水平面的壓力大小等于物體的 。4、壓力的作用效果跟 的大小和壓力的有關(guān)。5、物體 面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。6、壓強(qiáng)是表示 的作用效果的物理量，其大小跟 的大小和壓力的 有關(guān)；公式： 。7、壓強(qiáng)單位： ，簡稱 ，符號為 。8、增大壓強(qiáng)的方法：減小 ，增大 ；減小壓強(qiáng)的方法：增大 ，減小 。（二）液體的壓強(qiáng)1、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)：（1）液體內(nèi)部 都有壓強(qiáng)；（2）在同一深度液體向各個方向的壓強(qiáng) ；（3）液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而 ；（4）液體的壓強(qiáng)還與液體的 有關(guān)，在深度相同時，液體密度越大，壓強(qiáng) 。2、液體壓強(qiáng)公式： ，液體壓強(qiáng)的大小只跟液體 和液體 有關(guān)。3、連通器原理：連通器里盛入同種液體，在液體不流動時，各容器中的液面總是保持 。4、船閘、茶壺、鍋爐水位計、喂水器、自來水管等是 。（三）大氣壓1、 實(shí)驗(yàn)證明了大氣壓強(qiáng)的存在。2、 實(shí)驗(yàn)精確地測出了大氣壓的值。3、一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓= mmHg= Pa。4、大氣壓隨距地面高度的增加而 。5、大氣壓跟高度、氣候、季節(jié)等因素 有關(guān)。6、抽水機(jī)、自來水筆吸水、注射器吸藥水、吸管吸飲料、人的呼吸等都是利用 來工作的。7、液體的沸點(diǎn)隨氣壓的增大而 。高壓鍋就是利用這一道理制成的。（四）流體壓強(qiáng)在氣體和液體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越 。硬幣跳高、飛機(jī)的升力、在安全線以外候車、噴霧器等都與該知識有關(guān)。計算題：1、北海市長青公園中革命烈士紀(jì)念碑的碑心石可以看作是一塊高約20m，底面積6m2的長方體花崗石，已知花崗石的密度是2.8×103kg/m3問：（1）碑心石的質(zhì)量約是多大？（2）碑心石對底座的壓強(qiáng)約是多少？2、一個體重為500N的中學(xué)生，雙腳站在水平地面上的著地面積為0.05m2.（取g=10N/kg）求：（1）該中學(xué)生的質(zhì)量。 （2）他雙腳站立時對水平地面的壓強(qiáng)。3、云南省已連續(xù)三年多遭受旱災(zāi)，為保證災(zāi)區(qū)某校師生用水，政府派出抗旱送水車送水如果一輛送水空車質(zhì)量6t，水罐容積5m3裝滿水后，車輪與地面的總接觸面積為0.5m2學(xué)校距取水處12km，汽車勻速行駛20min到達(dá)學(xué)校（水=1.0×103kg/m3）問：（1）汽車勻速行駛時的速度是多少？（2）該車最多能裝多少kg的水？（3）裝滿水時，車對地面的壓強(qiáng)為多少Pa？4、為節(jié)能減排，建筑上普遍采用空心磚替代實(shí)心磚。如圖1所示，質(zhì)量3.6kg的某空心磚，規(guī)格為20cm×15cm×10cm，磚的實(shí)心部分占總體積的60。求：（1）該磚塊材料的密度；（2）生產(chǎn)每塊空心磚比同規(guī)格的實(shí)心磚可節(jié)省材料多少千克？（3）一塊同規(guī)格的空心磚和實(shí)心磚，以相同方式放在水平地面上，對地面的壓強(qiáng)最多相差多少帕？圖1 5、如圖23所示，是我國88式主戰(zhàn)坦克，重40t，高2m，每條履帶與地面的接觸面積2m2，該坦克具有潛渡功能請解答下列問題：（1）該坦克在水平路面上行駛時，對地面的壓強(qiáng)為多大？（2）若坦克在深為5m的河流中潛渡時，坦克對水平河床的壓力為105N，則該坦克的體積為多大？（3）坦克在該河流中潛渡時，在坦克頂部面積為0.8m2的艙門受到水的壓力為多大？6、小剛同學(xué)質(zhì)量為60kg，雙手倒立在地面上，每只手掌與地面的接觸面積是150cm2，（g=10N/kg）（1）小剛的重力（2）小剛雙手倒立時對地面的壓強(qiáng)7、小強(qiáng)同學(xué)的質(zhì)量為60 kg，他站立在水平地面上時，每只腳底與地面的接觸面積為0.025 m2 ，g取10N/kg，求：(1)小強(qiáng)同學(xué)受到的重力是多少？（2）小強(qiáng)同學(xué)雙腳站立時對地面的壓強(qiáng)是多大？8、如圖3所示，重為240N、底面積為0.2m2的物體在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右勻速運(yùn)動了10m，用時20s，求：（1）物體所受到的摩擦力的大小；（2）物體對地面的壓強(qiáng)。圖39、電動自行車是倍受人們青睞的一種交通工具，它的最快速度可達(dá)20km/h，問：（1）小林的爸爸騎著電動車以最快速度從家到單位需要走5km的路程.小林的爸爸上班所用時間至少是多少？（2）如果該電動車自身重量為600N，兩個車輪與地面的總接觸面積為0.02m2，車胎能承受的最大壓強(qiáng)為2×105Pa，該車的最大載重量是多大？10. 如圖，一個重4 N，底面積為20 cm2的薄壁玻璃杯放在水平桌面上，將重5 N的水倒入杯中，水面到杯底的距離為10cm，若g=10 N/kg，求(1)水對杯底的壓強(qiáng)。(2)水對杯底的壓力。(3)盛有水的玻璃杯對桌面的壓力. (4)盛有水的玻璃杯對桌面的壓強(qiáng)。10題 13題11、一條質(zhì)量為6×l03kg的大象每只腳掌的面積為600cm2。求：(1)大象的重量是多少?(2)大象的四腳著地時對地面的壓強(qiáng)。12、按照規(guī)定，我國載貨車輛的輪胎，對地面的壓強(qiáng)應(yīng)控制在700kPa以內(nèi)，但有些司機(jī)，為了降低運(yùn)營成本，不顧國家利益，肆意超載。有一輛自重為2t的6輪汽車，核準(zhǔn)載貨量為4t，實(shí)際裝貨8t，如果每個車輪與地面的接觸面積為0.02m2。（g=10N/kg）（1）該車對地面的壓力多大？（2）通過計算說明，該車對地面的壓強(qiáng)是否超過規(guī)定？（3）運(yùn)用所學(xué)的物理知識說明超載的危害。13、如圖所示的平底容器，其質(zhì)量為0.2kg，底面積為3×10-3m2，內(nèi)裝有1kg的水，測得容器中水的深度為20cm，若將該容器放在面積為1.5m2的水平桌中央，則（1）容器對桌面的壓強(qiáng)為多少？（2）水對容器底部的壓強(qiáng)為多少？（3）水對容器底的壓力是多少？（g取10N/kg）14、將2千克水倒入底面積為0.02m2的容器中，水深30cm。容器重力為2N，放在水平桌面中央。求（1）容器底部受到水的壓力；（2）容器對桌面的壓力；（3）容器對桌面的壓強(qiáng)。15、如圖所示，在質(zhì)量為1 kg的容器內(nèi)裝有5 kg的水，容器底面積為100 cm2，容器放在水平桌面上，桌面面積為09 m2  ，g取10 Nkg求：(1)容器對桌面的壓力。(2)容器對桌面的壓強(qiáng)。(3)水對A點(diǎn)的壓強(qiáng)。(4)水對容器底的壓強(qiáng)。(5)水對容器底的壓力。