壓力與壓強導(dǎo)學(xué)案
時間:
一、 復(fù)習(xí)目標(biāo)。1、 進一步明確壓力的概念、區(qū)別壓力和重力。2、 領(lǐng)會壓強的概念、公式、單位,能應(yīng)用壓強公式進行簡單的計算,知道增大和減小壓強的方法。3、 進一步熟悉液體內(nèi)部壓強的規(guī)律、計算公式,知道連通器的原理和帕斯科原理及它們的應(yīng)用。4、 能舉例說明大氣壓的存在,知道托里拆利實驗和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值,說出大氣壓在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。5、 知道流體壓強與流速的關(guān)系,初步了解升力產(chǎn)生的原因。
二、 重點、難點。重點:掌握基礎(chǔ)知識和基本方法。難點:固體、液體的壓強計算。
三、 學(xué)習(xí)活動。(一) 知識梳理1、 回顧本所學(xué)內(nèi)容,完成知識網(wǎng),并在小組內(nèi)交流,相互補充完善 2、 將小組內(nèi)交流后遇到的疑難問題,寫在下面,過一會兒在小組內(nèi)交叉交流。(二) 重點、難點解析。關(guān)于下面的幾個問題,先獨立思考,后在組內(nèi)交流,準(zhǔn)備小組展示(三)鞏固與提升:(先在小組內(nèi)討論練習(xí),然后準(zhǔn)備在堂上展示)
知識要點導(dǎo)學(xué):
一、知識要點
1.垂直作用在物體 上的力叫做壓力;壓力的作用效果不僅跟 的大小有關(guān),而且還跟壓力的 有關(guān)。
2.物體 上受到的壓力叫做壓強,其計算公式為 ,壓強的國際單位是 ,簡稱為 ,符號為 ,1Pa= N/m2
3.在壓力不變時,增大作用面積,可以 壓強,減小作用面積,可以 壓強;在作用面積不變時,增大壓力,可以 壓強,減小壓力,可以 壓強;在增大壓力的同時,又減小作用面積,可以大大地 壓強。
4.液體由于 ,對盛它的容器底部有壓強,由于 ,對容器的側(cè)壁有壓強。液體內(nèi)部朝 都有壓強;在同一深度,各方向的壓強 ;深度越大,液體的壓強 ;液體的壓強還跟液體的 有關(guān),在深度相同時,液體的 越大,壓強越大。液體內(nèi)部的壓強計算公式是: 。
5. 的容器叫連通器;連通器內(nèi)盛同種液體且液體不流動時,各容器中的液面總保持 。
6.空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強,叫做 ;馬德堡半球?qū)嶒炞C實了 的存在; 實驗?zāi)軌蚓_地測出大氣壓的值,一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于 水銀柱產(chǎn)生的壓強,它的大小為P0= Pa;大氣壓的值隨高度的增加而 。 7.氣體或液體流速與壓強的關(guān)系是:流速越大的位置壓強 ,流速越小的位置壓強 。其主要應(yīng)用有: 。
重難點解析:
例1 三個同種材料做成的實心圓柱體,高度相同,甲的質(zhì)量是2千克,乙的質(zhì)量是4千克,丙的質(zhì)量是8千克,把它們豎直放在水平地面上時,對地面的壓強的大。 ( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.三個都一樣大
分析:
G=mg=ρVg=ρShg
F=G=ρSgh(壓力等于重力)
則圓柱體對地面的壓強
因為ρ、h相同,所以對地面的壓強三者一樣大.
答案:D
例2、甲、乙兩個實心正方體,它們的質(zhì)量相等, ρ甲> ρ乙。若把這兩個正方體放在水平地面上,它們對地面的壓力、壓強分別為F甲、p甲和F乙、p乙,則……………………( )
A. F甲 < F乙,p甲 = p乙 B. F甲 = F乙,p甲 > p乙
C. F甲 < F乙,p甲 < p乙 D. F甲 = F乙,p甲 < p乙
分析:(1)兩個正方體對地面的壓力關(guān)系?
根據(jù)F = G = mg,因為m甲 = m乙,所以F甲 = F乙。
(2)兩個正方體對地面接觸面積關(guān)系?
根據(jù)V=m/ ρ 因為ρ甲 > ρ乙所以V甲 < V乙由V甲 <V乙可推得S甲 < S乙。
(3)兩個正方體對地面的壓強關(guān)系?
根據(jù) p=F/S,且F甲=F乙,因為S甲 < S乙,所以p甲 > p乙。
例3.公式p=F/S和p=ρgh的綜合運用
如圖1所示,放在水平面上容器內(nèi)裝有質(zhì)量為1kg的水,若水深h=18cm,容器底面積S=50cm2,不計容器的質(zhì)量。
求:(1)離容器底8cm處有一個A點,
A電處受到水的壓強和方向;(2)水對容器底的壓力和壓強;(3)容器對桌面的壓力和壓強。
【解析】本題將液體壓強與固體壓強知識綜合聯(lián)系起,考查學(xué)生是否弄清液體壓強和固體壓強的區(qū)別求水對容器底
部的壓力和壓強是液體壓強的問題,求液體的壓力,壓強,應(yīng)先求出水對容器底的壓強,再求水對容器底的壓力。求容器對桌面的壓力和壓強,屬于固體的壓力、壓強問題。求固體的壓力、壓強,應(yīng)先求出它對桌面的壓強。
(1)hA=18cm-8cm=10cm=0.1m
pa=ρ水ghA=1.0×103×9.8×0.1=980(Pa)
(2)水對容器底的壓強:p=ρ水gh水=1.1×103×9.8×0.18=1764(Pa)
水對容器底的壓力:F=p水S容=1764×50×10-4=8.82(N)
(3)容器對桌面的壓力F′=G水+G容,由于容器質(zhì)量忽略不計所以F′=G水=m水g=1×9.8=9.8(N)
容器對桌面的壓力p′=F′/S容=1960(Pa)
當(dāng)遇到容器形狀是規(guī)則的柱形,可以靈活運用公式p=F/S與p=ρgh解決問題,液體對容器底部的壓力就等于液體的重力,即F=G,可以利用液體的壓強公式:p=F/S進行分析或計算。
鞏固與提升:
1.(廈門市)靜止在斜面上的金屬塊,重為10N,金屬塊對斜面的壓力為6N,金屬塊與斜面的接觸面積為20cm2,則金屬塊對斜面的壓強是()
A.5×103 Pa B.3×103Pa C.2×103 Pa D.8×103Pa
2.(南京市)一個普通中學(xué)生雙腳站立在水平地面上,他對水平地面的壓力和壓強最接近于()
A.50N 103 Pa B.50N 104Pa
C.500N 103Pa D.500N 104Pa
3.(荊州市)關(guān)于液體壓強的下列說法中,正確的是()
A.在同一深度,液體向上的壓強大于向下的壓強
B.在同一液體內(nèi),越深的地方液體的壓強越大
C.液體對容器底的壓強小于對容器側(cè)面的壓強•
D.液體具有流動性,所以液體內(nèi)部向上的壓強為零
4.(四川。┮辉嚬苤醒b有某種液體,在試管處于圖中所示的甲、乙、雨三個位置時, 管內(nèi)液體質(zhì)量保持不變,則試管底部受到的液體壓強()
A.甲位置最大 B.乙位置最大C.丙位置最大D.三個位置一樣大
5.(連云港市)如圖所示,四塊相同的木塊放置在水平地面上,如按圖中陰影部分掉并取走,則剩余部分對水平地面的壓強最大的是()
6.(遂寧市)一只底面為正方形、面積為S的箱子,當(dāng)放在面積為2S的水平正方形桌 面中央時,箱子對桌面的壓強是P;當(dāng)將該箱子放在面積為S/4的水平的正方形的凳面上時,箱對凳面的壓強是()
A.P/4 B.P C.4P D.5P
7.(蕪湖市)將甲、乙兩木塊放在水平桌面上,若它們受到的重力之比是1:3,與水平桌面的接觸面積之比是2:1,則甲、乙兩木塊對桌面的壓強之比是()
A.l :6 B.6 :l C.1 :3 D.1 :2
8.(03呼和浩特)三個質(zhì)量相同,底面積相同,但形狀不同的容器放在水平桌面上,其內(nèi)分別裝有甲、乙、丙三種液體,它們的液面在同一水平面上,如圖所示,若容器對桌面的壓強相等,則三種液體對容器底的壓強:
A.一樣大B.甲最大
C.乙最大D.丙最大
9.(廈門市)某人用嘴將小空瓶內(nèi)的空氣吸出,小瓶馬上掛在嘴唇上,原因是()
A.嘴把瓶子吸住 B.瓶內(nèi)所剩的空氣作用的結(jié)果
C.嘴邊的唾液把瓶粘住 D.大氣壓把小瓶壓在嘴唇上
10.(淄博市)一位小朋友的氫氣球不小心脫手升到了空中,當(dāng)氣球升到高空時發(fā)生了破裂。以下關(guān)于氣球升到高空破裂的原因的分析正確的是()
A.高空大氣壓增大,氣球體積減小,將氣球壓破
B.高空大氣壓增大,氣球體積增大,將氣球脹破
C.高空大氣壓減小,氣球體積增大,將氣球脹破
D.高空大氣壓減小,氣球體積減小,將氣球壓破
11.(濟南市)下列各選項中,所得到的測量結(jié)果必定小于實際值的是()
A.在高上將水燒至沸騰測得的水的沸點
B.用磨損了零刻線的刻度尺測出的物體長度
C.用沒有將游碼調(diào)零的天平測得的物體質(zhì)量
D.做托里拆利實驗時混入少許氣泡測得的大氣壓值
12.(南京市)我們吸氣時,下列說法正確的是()
A.肺的容積減小,肺內(nèi)空氣壓強增大
B.肺的容積增大,肺內(nèi)空氣壓強減小
C.肺的容積增大,肺內(nèi)空氣壓強增大
D.肺的容積減小,肺內(nèi)空氣壓強減小
13.(03成都)一塊磚的長、寬、高之比為4:2:1,把它按圖17所示的三種方式放在水平桌面上。三種方式中,若桌面受到磚的最小壓強為P,則桌面受到磚的最大壓強為( )
14.(煙臺市)連通器在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。圖中所示的事例中利用連通器原理的是()
A.只有(1)(2) B.只有(3)(4) C.只有(1)(3)(4) D.(1)(2)(3(4)
15.(03南京)三峽大壩壩底水位是66m(水位表示相對于上海吳淞口海平面的海拔高度)。今年6月1日上午九時,大壩開始蓄水,到6月10日下午5時,蓄水水位達(dá)135m.若g取I0N/kg,此時水對大壩壩底的壓強為( )
A. 6.6×105 Pa B. 6.9×105 PaC. 1.35×106 PaD. 2.01×106 Pa
16.(03南昌)裝滿水的容器側(cè)壁上開有三個孔,水從小孔中流出,圖4中描述正確的是( 。
17.(上海市)甲、乙、丙三個實心立方體分別放在水平地面上,它們對水平地面的壓強相等,已知P甲<P乙<P丙。若在甲、乙、丙三個立方體上分別放一個質(zhì)量相等的銅塊, 則三個立方體對水平地面的壓強大小關(guān)系為()
A.P甲<P乙<P丙 B.P甲=P乙=P丙 C.P甲>P乙>P丙 D.無法判斷
18.(03永州)甲、乙、丙三個相同的容器中分別盛有水,鹽水和煤油,把它們放置在水平桌面上,用壓強計測得三個容器底部液體壓強相等,已知P鹽水>P水>P煤油,則:
A.甲容器中液面最高B.乙容器中液面最高
C.丙容器中液面最高 D. 三容器中液面一樣高
19.(03成都)修鐵路時,鋼軌不是直接鋪到路基上,而是鋪在枕木上,這是為了減。撸撸撸撸黄囕喬ド献鲇邪纪共黄降幕y,這是為了增大_____。
20.(青海。┯檬治兆∫粋汽水瓶懸在空中,瓶子保持豎直,如果增大握力,則摩擦力___________。(填“增大”、“減小”或“不變”)。如果物體表面 2m2的面積上受到的壓強是400Pa,那么該面1m2面積上受到的壓強是_______________Pa。
21.(福州市)醫(yī)學(xué)專家研究發(fā)現(xiàn),兒童和青年人如果經(jīng)常玩電子游戲,易患早期高血壓病。因此,我們應(yīng)科學(xué)合理地安排游戲時間。某同學(xué)體檢時測得“收縮壓”為1.6×104 Pa,它相當(dāng)于_________m高的水柱產(chǎn)生的壓強。
22.(鹽城市)水平桌面上放一質(zhì)量為100g、底面積為75cm‘的圓柱形茶杯(杯的厚度不計),杯中有10cm深的水,則水對杯底的壓強為_________Pa,桌面對杯子的支持力 為_____________N,杯子對桌面的壓強為_____________ Pa(本題中g(shù)取 10N/kg)。
23.(03吉林)6月1日,舉世矚目的三峽大壩開始關(guān)閘蓄水,關(guān)閘蓄水的首要目的是為了提高水的__能,當(dāng)水位達(dá)到135m時,壩底所受水的壓強為____Pa。(g=10N/kg)
24小明做“研究液體的壓強”實驗時得到的幾組數(shù)據(jù)如下表:
序號液體深度/cm橡皮膜方向壓強計左右液面高度差cm
1水5朝上4.8
2水5朝下4.8
3水5朝側(cè)面4.8
4水10朝塒面9.5
5水15朝側(cè)面14.2
6酒精15朝側(cè)面11.4
根據(jù)表中的數(shù)據(jù).請回答下列問題:
(1)比較序號為1、2、3的三組數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是
(2)比較序號為3、4、5的三組數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是
(3)比較序號為5、6的兩組數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是
后練習(xí):
一、選擇題:
1、如圖1展示了日常生活或生產(chǎn)技術(shù)中的四種情境,其中哪種情境運用了增大壓強的知識 ( )
2、如圖2,兩個形狀、大小、材料完全相同的實心物體1和2,放在水平桌面上,它們對桌面產(chǎn)生的壓力F或壓強p的大小關(guān)系正確的是 ( )
A、F1>F2 ,p1>p2 B、F1<F2 ,p1<p2
C、F1=F2 ,p1<p2 D、F1=F2 ,p1=p2
3、很多動物為了適應(yīng)自身生存的環(huán)境,進化出了符合一定物理規(guī)律的身體部位,對此,從物理學(xué)的角度給出的解釋中不正確的是 ( )
A、駱駝的腳很大,可以減小壓力,從而使其在沙漠中自如行走
B、啄木鳥的嘴很尖細(xì),可以增大壓強,從而鑿開樹干,捉到蟲子
C、壁虎的腳掌上有許多“吸盤”,從而利用大氣壓使其在天花板上也不會掉下
D、深水里的海魚捕到岸上時會死掉,主要原因是水面上的壓強比深水處小得多
4、如圖3,甲乙兩個實心圓柱體放在水平地面上,它們對地面的壓強相等,則 ( )
A、甲的密度大,甲的重力小
B、甲的密度小,甲的重力小
C、甲的密度小,甲的重力大
D、甲的密度大,甲的重力大
5、如圖4所示,兩容器中都盛有水,容器底部受到水的壓強 ( )
A、甲大 B、乙大 C、一樣大 D、無法確定
6、如圖5所示,是甲、乙兩種液體內(nèi)部的壓強與深度關(guān)系的圖象,設(shè)液體甲的密度為ρ甲、液體乙的密度為ρ乙,
則ρ甲、ρ乙的關(guān)系是 ( )
A、ρ甲= ρ乙 B、ρ甲<ρ乙
C、ρ甲>ρ乙 D、無法確定
7、如圖6所示,在水平的兩支筷子中間放上兩只乒乓球,通過空心塑料管向兩球間用力吹氣,會發(fā)現(xiàn)兩只乒乓球 ( )
A、相互靠近 B、相互遠(yuǎn)離
C、靜止不動 D、向同一方向運動
8、下列現(xiàn)象中,不屬于利用大氣壓強的是 ( )
A、自水筆吸墨水 B、用吸管吸飲料
C、活塞式抽水機抽水 D、高壓鍋煮飯
9、做托里拆利實驗時,測量的大氣壓強值比真實值小,其原因可能是 ( )
A、玻璃管放得不豎直 B、玻璃管內(nèi)混入少量空氣
C、水銀槽內(nèi)的水銀太多 D、玻璃管粗細(xì)不均勻
10、一位小朋友的氫氣球不小心脫手升到了空中,當(dāng)氣球升到高空時發(fā)生了破裂。以下關(guān)于氣球升到高空破裂的原因,分析正確的是 ( )
A、高空大氣壓增大,氣球體積減小,將氣球壓破
B、高空大氣壓增大,氣球體積增大,將氣球脹破
C、高空大氣壓減小,氣球體積增大,將氣球脹破
D、高空大氣壓減小,氣球體積減小,將氣球壓破
11、三個實心正方體對水平地面的壓強相同,它們的密度分別為ρ1、ρ2、ρ3,且ρ1>ρ2>ρ3,則這三個正方體對水平地面的壓力F1、F2、F3的大小關(guān)系是( )
A F1=F2=F3。 B F1<F2<F3。
C F1>F2>F3。 D 不能確定。
12、 甲、乙、丙三個實心立方體分別放在水平地面上,它們對水平地面的壓強相等,已知ρ甲<ρ乙<ρ丙。若在甲、乙、丙三個立方體上分別放一個質(zhì)量相等的銅塊,則三個立方體對水平地面的壓強大小關(guān)系為( )
A p甲>p乙>p丙。 B p甲=p乙=p丙。
C p甲<p乙<p丙。 D 無法判斷。
二、填空題:
1、注射器的針頭做得很尖,其目的是為了增大 ___________ ;注射器能將藥液吸入針筒是利用了 ________________ 的作用。
2、小紅的媽媽在超市買了很多食品,她用塑料袋提著回家,沒走多遠(yuǎn)就感到手被勒得很痛。請你用學(xué)過的物理知識,給她提一個建議:____ ___ ,這是利用改變 _______________ ____(“增大”或“減小”)袋子對手的壓強。
3、滑冰要穿冰刀鞋,滑冰時冰刀會在冰面上留下劃痕,并有少量水出現(xiàn)。穿這種鞋可以________(增大、減。⿲Ρ膲簭,使冰的熔點_______(升高、降低),部分冰化成水,從而________(增大、減。┠Σ。
4、一艘船的船底在水下被撞了一個洞,洞口的面積為10cm2,用堵洞的堵塞物受到水的壓力為25N,洞口在水下的深度是______m。(g取10N/g)
5、裝修房間時為了在墻壁上畫一條水平線,工人師傅常拿有一根有水的長透明塑料管,貼著墻面在軟管兩端水面處做標(biāo)記,將標(biāo)記連成線,即得一條水平線。用到的物理知識是__________,再舉一個此知識在生活中的其他應(yīng)用_________________________________。
6、已知人體的密度與水相近,若將人體近似看作為一個圓柱體,由此可估算出身高為1.7m的人直立時對水平地面的壓強約為________Pa。(g取10N/g)
7、某省一位12歲的女孩在火車急駛而時,為躲避火車,便坐在距離鐵軌很近的石坎上,并低頭捂住耳朵,誰知強大的氣流將女孩卷起,并將其拖入車底,女孩當(dāng)場死亡。造成這一事故的原因是由于火車駛近時,靠近火車的地方空氣流速 ,氣體壓強 ,氣體壓力差就會將人推向火車,引起事故。
計算題:
1、如圖平底茶壺的質(zhì)量是400g,底面積是40cm2,內(nèi)盛0.6kg的開水,放置在面積為1m2的水平桌面中央。(g取10N/kg)
試求:(1)水對茶壺底部的壓力;
(2)茶壺對桌面的壓強。
2、圖釘尖的面積是0.05毫米2,圖釘帽的面積是80毫米2,用20牛的力將圖釘按進木塊,求手對圖釘帽的壓強和圖釘尖對木塊的壓強。6分
3、將一邊長是10cm的實心立方體木塊輕輕地放入盛滿水的大燒杯內(nèi)。待木塊靜止時,從杯中溢出600g水,如圖3所示。求:(計算時取g=10N/kg)
(1)木塊受到的浮力; (2)木塊的密度;
(3)木塊下表面受到水的壓強。
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