气体,液体,固体的压强

压强、液体的压强、大气压强
主讲：黄冈中学教师徐仁华
一、复习策略
1、固体的压强
（1）压力：垂直于接触面（区别压力与重力：水平放置不受外力时．F压=G）（2）压强
①定义：物体在单位面积上受到的压力叫压强．
②意义：反映压力作用效果的物理量．
③公式：p=F/S（S→受力面积，如）
④单位：Pa（1Pa=1N/m2）
（如：估算人站立时对地面的压强：）
（3）增大或减小压强的方法
增大和减小压强同时具备的例子：图钉、铡刀、菜刀、钉书机等．
（4）固体的压强
2、液体压强
（1）特点
①各方向都有压强．
②与深度h，密度ρ有关．
③同一深度向各方向压强相等．
（2）计算：p=ρhg
h→深度：研究点到自由液面的竖直距离．
（3）液体对底部压力与重力的关系（与固体压力、压强区分）例如：
（4）应用：连通器
①定义：上端开口，下部相连的容器．
②实例：船闸、茶壶、锅炉水位计．
③特点：液体不流动时，液面总相平．
④原理：
∵p左=p右，即ρgh左=ρgh右，
∴h左=h右．
3、大气压强
（1）定义及形成原因：大气受重力且具有流动性．
（2）证明大气压存在的实验：马德堡半球、塑料吸盘、覆杯实验、瓶吞鸡蛋、吸饮料、自来水笔．（区别气体体积及压强的关系：如打气筒、注射器．）
（3）测量
①粗测法：皮碗与弹簧测力计→
②精确测量：托里拆利实验→p0=ρgh
③反映变化：自制气压计
（4）标准大气压：p0=1.013×105Pa=760mmHg=10.3mH2O
（5）变化
（6）应用：抽水机、离心泵
（7）气体的压强与体积的关系
（8）气体与液体压强相结合（区别概念：压强/液体的压强）
①
②
③
④
4、流体的压强与流速的关系
（1）内容：流速越大的地方，压强越小．
（2）应用实例：
①飞机的升力：
∵v上>v下，∴p向上>p向下．
②火车站台边安全线．
③用漏斗吹乒乓球，硬币跳高．
④“过堂风”吹开衣柜门．
二、典例剖析
例1、(山西省中考试题)有一均匀正方体对水平地面的压力是F，压强是P，如图所示，若切去阴影部分，则剩余部分对地面的压力和压强分别为（）
A．F，p B．
C．D．
解析：
静止于水平地面上的物体对水平面的压力大小等于它的重力，即F=G，当切去阴影部分后，剩分部分的重力变为原来的，则剩余部分对地面的压力；正方体对地面的压强，切去阴影部分后，压力为，受力面积变为原来的，则剩
余部分对地面的压强．故正确选项为B．
答案：B
例2、(北京市朝阳中考试题)在下列日常生产和生活的实例中，属于减小压强的是（）
A．喝饮料用的吸管一端削成斜的
B．铁钉的尖端要做得细而尖
C．剪刀钝了磨一磨，使刀刃锐利些
D．背书包用扁而宽的带子
解析：
根据可知，可通过改变F或S来增大压强或减小压强．在日常生活和生产中，
如果压力不易改变时，往往通过增大或减小受力面积而实现压强的改变．喝饮料的吸管削成斜的，是通过减小受力面积而增大压强，以便能插入饮料瓶；同理，铁钉的尖端做得细而尖，刀刃磨锋利，也都是通过减小受力面积而增大压强；只有书包带子做得扁而宽，是通过增大受力面积而减小压强，不至于勒疼肩膀．故正确选项为D．
答案：D
例3、(龙岩市中考试题)一个空药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地浸入水中，一次瓶口朝上，另一次瓶口朝下，两次药瓶在水里的位置相同，如图所示，那么（）
A．瓶口朝上时，橡皮膜内凹；瓶口朝下时，橡皮膜外凸
B．瓶口朝上时，橡皮膜外凸；瓶口朝下时，橡皮膜内凹
C．每次橡皮膜都向内凹；瓶口朝上比瓶口朝下橡皮膜凹进得多
D．每次橡皮膜都向内凹；瓶口朝下比瓶口朝上橡皮膜凹进得多
解析：
液体内部向各个方向都有压强，液体压强随深度的增加而增大．扎上橡皮膜的空药瓶，当瓶口朝上时，橡皮膜所受液体压力向下，所以橡皮膜向下凹进，当瓶口朝下时，橡皮膜所受液体压力向上，使橡皮膜向上凹进，此时由于瓶口位置所处的深度较深，所以凹进得多一些．因此，正确选项为D．
答案：D
例4、(北京市朝阳区中考试题)图所示的薄壁容壁，其底面积为100cm2，装了重24.5N的水后，水面距容器底部20cm，则水对容器底部的压力、压强分别为（）
A．24.5N，2.45×103Pa
B．24.5N，0.245Pa
C．1.96×105N，1.96×103Pa
D．19.6N，1.96×103Pa
解析：
液体对容器底部的压力是由于液体所受重力引起的，但压力不一定等于容器中液体的重力，若容器是上、下一样大的圆柱形或方体形的，则液体对容器底的压力等于液体的重力，若容器上、下不是等大时，液体对容器底的压力不等于液体的重力．图中的容器不是上、下等大的，则水对容器底的压力不等于液体的重力24.5N，此时应先由公式P=ρgh确定液体的压强，再由F=PS确定液体产生的压力．
即：p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×20×10－2m=1.96×103Pa
F=pS=1.96×103Pa×100×10－4m2=19.6N
故正确选项为D．
答案：D
例5、(常州市中考试题)在托里拆利实验中，下列哪一种情况会对测量结果产生影响（）A．往水银槽内多加一些水银
B．将玻璃管稍微倾斜一些
C．换用内径粗一些的玻璃管做实验
D．玻璃管中混进了少许空气
解析：
本题考查托里拆利实验的原理．玻璃管中水银面上方是真空时，玻璃管内被封闭的水银柱产生的压强等于大气压强，只跟水银柱的高度(管内水银面到槽内水银面的竖直距离)有关．当外界大气压不变时，水银柱高度就不变，往水银槽内添加水银、使玻璃管倾斜、改变玻璃管内径的粗细都不会改变玻璃管内外的水银面的高度差，故选项A、B、C 都不对；但如果玻璃管中混进了少许空气，就会导致水银柱相对于真空状态时下降，会使测量结果偏小，故选项D正确．
答案：D
例6、(荆门市中考试题)如图是自制的水气压计，把它由东宝山的山脚移至山顶，玻璃管中的水柱的高度变化情况是(瓶口密闭不漏气，移动过程中整个瓶子没有与外界发生热传递) （）
A．降低B．升高
C．先降低后升高D．先升高后降低
解析：
此水气压计瓶内的气压比外界的大气压要大．管中的水柱显示的就是瓶内外气压的差异，即：p瓶内=p大＋p水柱．当此装置由山脚移至山顶时，外界的大气压P大减小，而瓶内的气压p瓶内是不变的，因此水柱产生的压强p水柱会增大，由p水柱=ρ水gh水可知，水柱的高度应升高，故正确选项为B．
答案：B
例7、(南京市中考试题)在标准大气压下，水的沸点是100℃，图中小试管B装有热水，悬放在正在加热盛有沸水的烧杯A中，试管B中的水不能沸腾，要使试管中的水沸腾，可采取的两种方法分别是：
(1)________________________________________________________；
(2) ________________________________________________________．
解析：
要使水沸腾必须同时满足两个条件：一是温度要达到沸点：二是水能够继续吸热．试管B中的水可通过烧杯A中的水吸热温度升高到沸点，但烧杯中的水沸腾后温度保持100℃不变，故试管B中的水虽然到达沸点，由于不能从烧杯中的水继续吸热，所以不能沸腾．若要使试管中的水沸腾，必须使试管B中的水达到沸点并能继续吸热，即要求烧杯A中水沸腾时的温度比试管B中水沸腾时的温度要高一些，要达到此目的，可采取改变气压来改变水的沸点．对本题而言，采取的基本方法是使试管中的水面上方的气压减小或使烧杯中的水面上方的气压增大．
答案：(1)增大烧杯A上方的气压；(2)减小试管B上方的气压．
例8、(宜昌市中考试题)如图是高压锅的示意图，锅盖有一空心柱为排气孔，空心柱上戴着一个帽子为限压阀，当高压锅内气压的压强超过安全值时，锅内的气体会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体压强减小．现有一个直径为24cm，空心柱小孔的横截面积为l0mm2，限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来做饭，若当时的大气压为1.0×105Pa，问：
(1)此高压锅内气体能达到最大压强为多少?
(2)经商品质量部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗?若不能，应该再配备一个质量为多大的限压阀?(g=10N/kg)
解析：
当高压锅内气压达到最大值时，此时排气孔处的限压阀恰好被托起，但它仍处于静止状态，即这时它在重力G、锅内向上的压力F、向下的大气压力F大的作用下平衡，有F=F大＋G．由上式也说明锅内气体的最大压强值的大小与限压阀的质量有关，即当锅内气体的最大压强值改变时，对应的限压阀的质量也应改变．
解：
(1)F=F大＋G，即p·S=p大·S＋mg
(2)由于高压锅内最大压强为p=2×105Pa，大于限定值1.8×105Pa，即应减小限压阀的质量，而原来的限压阀不能使用．。