中考物理 基礎(chǔ)知識手冊 第九章 壓強.doc

《中考物理 基礎(chǔ)知識手冊 第九章 壓強.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《中考物理 基礎(chǔ)知識手冊 第九章 壓強.doc（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第九章壓強 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 高頻考點透析 序號 考點 考頻 1 壓力及影響壓力作用效果的因素 ★★★ 2 壓強的公式及其應(yīng)用 ★★★ 3 液體壓強的特點 ★★★ 4 液體壓強的計算 ★★ 5 生活中的連通器 ★★ 6 大氣壓的測量 ★★ 7 大氣壓的變化規(guī)律及應(yīng)用 ★★ 8 流體壓強與流速的關(guān)系 ★★★ 第一講壓強 知識能力解讀 知能解讀：(一)力 1．壓力：垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。 2．產(chǎn)生的條件：壓力是相互接觸的物體因相互擠壓使物體發(fā)生形變時在接觸面之間產(chǎn)生的力。 3．方向：壓力的方向與受力物體的表面垂直且指向受壓物體。例如按圖釘(如圖)，其方向可以與墻面垂直，與天花板垂直，也可以一與水平桌面垂直，無論這個面如何放置，壓力的方向總是與接觸面垂直。 4．作用點：壓力的作用點在受壓物體的表面上。 5．辨析：重力和壓力。 重力 壓力 定義 由于地球的吸引而使物體受到的力 垂直作用在物體表面上的力 產(chǎn)生原因 由于地球的吸引而產(chǎn)生 由于物體對物體的擠壓而產(chǎn)生 力的性質(zhì) 引力 彈力 方向 總是豎直向下 垂直于受壓面且指向被壓物體 作用點 在物體的重心上 在受壓物體的表面上 施力物體 地球 對受力物體產(chǎn)生擠壓作用的物體 聯(lián)系 在通常情況下，靜止在水平地面上的物體，物體對地面的壓力等于其重力 注意點 壓力不一定是由于物體受到重力而引起的；物體由于受到重力的作用，可以產(chǎn)生壓力，但壓力的大小不一定等于物體的重力 6．影響壓力作用效果的因素：壓力和受力面積。受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。 知能解讀： (二)壓強 1．壓強的概念：壓強是描述壓力作用效果的物理量，物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強。它等于物體在單位面積上受到的壓力。 2．壓強定義式：，式中F表示作用在物體表面上的壓力，S表示物體受壓力作用的面積，即施壓物體和受壓物體實際接觸的面積，p表示壓強。 3．單位：在國際單位制中是帕斯卡，簡稱帕，符號Pa，l帕=1牛/米2(1Pa=1 N/m2)。物體每平方米的受壓面積上受到1N的壓力，稱為1Pa。因壓強的單位較小，所以常用“百帕”(天氣形勢分析中常用到)“千帕”“兆帕”等單位。 拓展： 密度均勻的柱形固體對水平面的壓強 柱形固體包括圓柱體、長方體、正方體等。柱體對水平面的壓力，所以柱體對水平面的壓強，由此可知，柱形固體對水平面的壓強只與柱體的密度和高度有關(guān)，與體積和底面積無關(guān)。因此利用這一特性可以解決一些施工選材、建筑物高度預(yù)測等問題。 知能解讀：(三)改變壓強的方法 1．減小(或增大)壓強的原因：任何物體表面能夠承受的壓強都有一定的限度，超過這個限度，物體就會被壓壞，為了不壓壞物體就要減小壓強。 2．根據(jù)壓強定義式得出減小壓強有三種方法 (1)當(dāng)壓力F一定時，可以增大受力面積S。 (2)當(dāng)受力面積S一定時，可以減小壓力F。 (3)在條件允許的情況下，可以同時減小壓力F增大受力面積S。 3．增大壓強也有三種方法 (1)在壓力F一定時，可以減小受力面積S。 (2)當(dāng)受力面積S一定時，可以增大壓力F。 (3)在條件允許的情況下，可以同時增大壓力F減小受力面積S。 4．增大或減小壓強的應(yīng)用：在壓力不變的情況下，刀、斧等切削工具的刃都磨得很薄；釘子、針、鋸齒等的尖端加工得很尖都是減小受力面積增大壓強。高樓大廈的地基很寬、坦克和履帶式拖拉機、載重汽車裝有很多輪子、鐵軌下鋪上枕木等均是增大受力面積減小壓強。 知能解讀：(四)壓強計 壓強計是測量液體內(nèi)部壓強的儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。用手按橡皮膜時，U形管兩邊液面出現(xiàn)高度差，橡皮膜所受壓強大小可通過U形管兩側(cè)液面高度差的大小體現(xiàn)。橡皮膜所受壓強越大，U形管兩側(cè)液面的高度差也就越大。 知能解讀：(五)液體內(nèi)部的壓強特點 1．液體壓強產(chǎn)生的原因：液體內(nèi)部壓強的產(chǎn)生是因為液體受重力且具有流動性。液體由于受到重力作用，所以對容器底部有壓強；由于具有流動性，所以對容器側(cè)壁也有壓強。 2．液體內(nèi)部的壓強規(guī)律 (1)液體內(nèi)部向各個方向都有壓強。 (2)液體的壓強隨深度的增加而增大。 (3)在同一深度，液體向各個方向的壓強相等。 (4)不同液體的壓強還跟液體的密度有關(guān)。在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。 3．液體的內(nèi)部壓強特點在實際中的應(yīng)用 攔河大壩修建的上窄下寬，深海潛水員穿上厚厚的潛水服等。 知能解讀：(六)液體內(nèi)部壓強的公式 1．計算液體壓強的普適公式： (1)液體壓強公式的推導(dǎo)：設(shè)液體內(nèi)有一液柱高度 為h，液柱的底面積為S，則液柱對水平面的壓力，液柱對水平面的壓強。 (2)公式中p表示液體內(nèi)部某處的壓強，單位是帕斯卡(Pa)，為液體的密度，單位為千克每立方米(kg/ m3)，g是常數(shù)，g取9. 8 N/kg，h表示液體內(nèi)某處的深度，單位為米(m)。 (3)從公式看出，靜止液體的內(nèi)部壓強跟液體的密度、深度有關(guān)，跟液體的質(zhì)量、體積及容器的形狀、底面積大小無關(guān)。 2．公式在使用時應(yīng)注意 (1)凡是液體產(chǎn)生的壓強，都可用來計算和討論。 (2)在液體密度一定時，液體內(nèi)部的壓強與深度成正比；在深度一定時，液體內(nèi)部的壓強與液體密度成正比。 (3)在液體壓強公式中h表示深度，而不是高度。h指液面到液體內(nèi)研究的點的豎直高度。如圖所示，甲圖中A點的深度為30 cm，乙圖中B點的深度為40 cm，丙圖中C點的深度為50 cm。 (4)用公式求出的壓強是液體由于自身重力產(chǎn)生的壓強，它不包括液體受到的外加壓強。 (5)在盛有液體的容器中，液體對容器底的壓力、壓強遵循液體的壓力、壓強規(guī)律；而容器對水平桌面的壓力、壓強遵循固體的壓力、壓強規(guī)律。 拓展： 液體對容器的壓強 液體內(nèi)部存在壓強，壓強的大小與液體的深度和液體的密度有關(guān)，即。由于液體具有流動性，當(dāng)液體裝入容器中時，容器的底和壁就要受到液體的壓強。 液體對容器底的壓強：在各種不同形狀的容器中，如果只裝同種液體，只要液柱的豎直高度相等，液體對容器底的壓強就相等。它與容器的形狀、容積以及底面積的大小無關(guān)，也與所盛液體重力的大小無關(guān)。如圖所示。 知能解讀(七)連通器 1．定義：上端開口、下端連通的容器叫連通器。如水壺、排水管的U形管、鍋爐水位計。 2．連通器的特點：在連通器內(nèi)注入同一種液體，當(dāng)液體不流動時，連通器內(nèi)各容器中的液面總是保持在同一水平面上。 拓展： 理解連通器原理要注意下面兩個條件：一是“連通器里只有一種液體”；二是“在液體不流動的情況下”。只有滿足這兩個條件，各容器中的液面才保持相平。如果連通器里不止有一種液體或者液體還在流動，那么各容器中的液面就不一定保持相平。 3．連通器特點的應(yīng)用 (1)茶壺嘴與茶壺口相平的設(shè)計是連通器的應(yīng)用。 (2)鍋爐水位計也是利用連通器原理，把鍋爐內(nèi)的水位反映到鍋爐外的連通管中。 (3)牲口自動喂水器就是利用連通器使飲水部分水而自動升高的。 (4)船閘是建造在攔河壩上讓船只通行的通道，它是連通器的應(yīng)用。 當(dāng)上游閥門打開時，閘室與上游河道構(gòu)成連通器；當(dāng)下游閥門打開時，閘室與下游河道構(gòu)成連通器。這樣使落差較大的河面上能讓船只正常安全地行駛。 下面描述的是一艘輪船由上游通過船閘駛往下游的情況。 ①如圖所示，船在上游(打開上游閥門A，閘室和上游水道構(gòu)成了一個連通器)。 ②如圖所示，船進入閘室中(閘室水面上升到和上游水面相平后，打開上游閘門，船駛?cè)腴l室)。 ③如圖所示，船準(zhǔn)備出閘室(打開下游閥門B，閘室和下游水道構(gòu)成了一個連通器)。 ④如圖所示，船到了下游(閘室水面下降到跟下游水面相平后，打開下游閘門，船駛向下游) 解題方法技巧 方法技巧：(一)壓強大小的計算方法——公式的應(yīng)用 公式是壓強的定義式，適用于固體、液體、氣體各種情況，具有普遍意義，式中F表示壓力，不是重力，即使壓力的大小等于重力，也不能把公式寫成。公式中的S表示受力面積，即兩個物體的接觸面積。若小物體放在大物體上，則S指小物體的底面積；若大物體放在小物體上，則S指小物體的上表面積。 方法技巧：(二)液體壓強的計算方法——公式的應(yīng)用 對于液體壓強的公式，要注意以下幾點：①由公式可以看出，液體壓強跟液體的密度和液體的深度有關(guān)，而跟液體的質(zhì)量、重力、體積以及容器的形狀、底面積的大小無關(guān)；②該公式只適用于靜止的液體，且由計算出的壓強是液體由于自身重力及流動性產(chǎn)生的壓強，它不包括液體受到的外加壓強；③公式中的人是指所研究的點到液面的豎直距離：④對于：夜體產(chǎn)生的壓強和壓力問題一般解題思路是先根據(jù)液體壓強的公式求出壓強，再根據(jù)求出壓力。 方法技巧：(三)液體對容器底的壓力與液體的重力的關(guān)系 液體對容器底的壓力是由于液體受到重力引起 的，但壓力不一定等于容器中液體的重力。壓力的大 小與容器的形狀有關(guān)，只有豎直放置的柱形容器，放體 對容器底部的壓力才等于液體的重力。如圖所 示，設(shè)容器的底面積為S，液體的密度為，液體的深 度為h，則圖中各容器中的液體重力均可表示為， 液體對容器底的壓力。對 于甲容器，口大底小，由于，則；乙容器 中，由于，則；丙容器中，由于， 則。可見，只有柱形容器內(nèi)液體的壓強才可根 據(jù)求出。 跨越思維誤區(qū) 思維誤區(qū)：(一)對壓強公式中的受力面積“S”理解不透 利用進行計算時，易弄錯受力面積S的大小，因為壓力只能產(chǎn)生在相互擠壓的地方，所以受力面積只是物體間接觸部分的面積。如圖所示，一個圓臺形物體放置在水平地面上時，采用甲、乙兩種方式放置時，對地面的壓力不變，但圖甲中受力面積是S2，圖乙中受力面積是S1，而它們都與水平地面的面積大小無關(guān)。若求人體站立時的壓強，受力面積易弄錯為一只腳的面積。 思維誤區(qū)：(二)對液體壓強的理解不透 在利用液體壓強公式進行判斷液體壓強大小時，不理解h表示的物理意義。h指液面到液體內(nèi)部某點的豎直距離，而不是該點到容器底的距離。 物理思想方法 思想方法：(一)控制變量法和轉(zhuǎn)換法在探究壓力作用效果跟哪些因素有關(guān)中的應(yīng)用 壓力的作用效果不僅跟壓力的大小有關(guān)，而且還與受力面積的大小有關(guān)。探究壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)時，運用控制變量法，即保持受力面積不變，研究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系；保持壓力大小不變，研究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系。通過實驗得出在壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯；受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。實驗中通過海綿(或沙子)的凹陷程度來判斷壓力作用效果的大小，運用了轉(zhuǎn)換法。 思想方法：(二)轉(zhuǎn)換法和控制變量法在探究液體壓強大小跟哪些因素有關(guān)中的應(yīng)用 在探究液體壓強的大小時，由于液體壓強的大小不易測量，也不能直接觀測到它的大小，我們用“轉(zhuǎn)換法”，通過液體壓強計中兩側(cè)液面的高度差的大小來比較液體壓強的大小，將抽象的東西變成了直觀且形象的東西，使問題簡單明了。 由于液體內(nèi)部壓強跟液體的深度和液體的密度兩萬面因素有關(guān)，所以在探究液體內(nèi)部壓強的規(guī)律時要采用控制變量法，即在探究液體壓強與液體深度的關(guān)系時，要保持；及體的密度不變，在探究液體壓強與液體密度的關(guān)系時，要保持液體的深度不變。 中考考點鏈接 考點鏈接：(一)中考考點解讀 本講中考命題熱點有：(1)增大與減小壓強的方法；(2)探究壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)；(3)壓強公式及其計算；(4)液體內(nèi)部壓強的規(guī)律及探究過程；(5)液體壓強和壓力的計算，有時也出現(xiàn)與固體壓強的綜合計算問題。題型一般為選擇題、填空題、計算題和實驗探究題。 考點鏈接：(二)中考典題剖析 1．增大或減小壓強的方法 2．探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān) 3．壓強的計算 4．實驗探究液體壓強的特點 第二講大氣壓強、流體壓強與流速的關(guān)系 知識能力解讀 知能解讀：(一)大氣壓的存在 1．大氣壓強：包圍在地球周圍的空氣層叫大氣層。大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓或氣壓。 2．大氣壓強產(chǎn)生的原因：包圍地球的空氣由于受到重力的作用，而且能夠流動，因而空氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生壓強?？諝鈨?nèi)部向各個方向都有壓強，空氣中某一點向各個方向的壓強大小相等。 3．證明大氣壓存在的實例：馬德堡半球?qū)嶒?、覆杯實驗、用皮碗模擬馬德堡半球?qū)嶒?、雞蛋被空氣壓入瓶中的實驗等。人們的許多活動也直接利用了大氣壓，例如：用塑料吸管吸取飲料、塑料掛衣鉤的吸盤能緊貼在光滑的墻面上、醫(yī)生使用注射器將藥液吸入、用活塞式抽水機、離心式水泵抽水。 注意： 在大氣中的物體和人體表面都受到大氣壓強的作用。人們之所以沒有感覺到大氣對身體的壓力，是因為我們身體內(nèi)部也有壓強，體內(nèi)的壓強與體外的壓強近似相等，而且人作為高級生物長期生活在大氣中，對大氣壓強的作用早已習(xí)慣、適應(yīng)了。 知能解讀：(二)大氣壓的測量 1．準(zhǔn)確測量大氣壓數(shù)值的實驗：托里拆利實驗。17世紀(jì)中期，意大利科學(xué)家托里拆利首先測出了大氣壓強值。 2．托里拆利實驗的步驟(如圖所示) (1)取一根一端開口，一端封閉的1米長的玻璃管，往里面注滿水銀。用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中。 (2)將開口一端朝下，浸沒在水銀中，且將玻璃管豎直放置(管頂要真空)。 (3)用刻度尺測出水銀柱的高度，即得所測的大氣壓的值。在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水銀柱的高度為760mm。 (4)大氣壓數(shù)值的計算： 。 3．托里拆利實驗注意事項 (1)玻璃管中要充滿水銀，不能留有氣泡；若有氣泡，會使測量結(jié)果偏小。 (2)在做實驗時要將玻璃管豎直放置。 (3)測量高度時要測水銀面到玻璃管中液面的豎直高度。 (4)管內(nèi)水銀柱的高度只隨外界大氣壓強變化而變化，與管的粗細、傾斜角度、管的長度及將玻璃管提起還是壓下無關(guān)。 (5)如果玻璃管上端破了一個洞，管內(nèi)的水銀不會向上噴出，因為破洞后的玻璃管與水銀槽構(gòu)成了連通器，管內(nèi)水銀將向下落回水銀槽，與水銀槽中的液面相平。 4．托里拆利實驗不用水，而用水銀的原因 如果用水做實驗，則由得。即大氣壓相當(dāng)于約10 m(約三層樓)高水柱產(chǎn)生的壓強，則實驗時玻璃管的長度必須大于10.3 m，顯然用水做托里拆利實驗不合適。 知能解讀：(三)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 1954年第十屆國際計量大會決議聲明，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值為101. 325 kPa。 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=，粗略計算中，可取。 知能解讀：(四)大氣壓的變化及測量 1．大氣壓強變化的規(guī)律 具體描述 應(yīng)用說明 與海拔的關(guān)系 海拔越高，氣壓越小 由于大氣壓是大氣層受到重力作用而產(chǎn)生的，離地面越高，空氣 越稀薄 與天氣、季節(jié)的關(guān)系 一般晴天比陰天氣壓高，冬天比夏天氣壓高 空氣中水蒸氣含量越大，氣壓越低 氣體壓強與體積的關(guān)系 溫度不變時的氣休，體積越小，壓強越大；體積越大，壓強越小 打氣筒打氣和利用壓縮制動原理的抽水機 2．氣壓計：用來測量大氣壓的儀器。氣壓計分兩類：水銀氣壓計和金屬盒氣壓計。 (1)水銀氣壓計：水銀氣壓計是在托里拆利管旁立一把刻度尺，從玻璃管中讀出水銀上、下液面差值，就是測定的大氣壓值，常用“mmHg”作單位。水銀氣壓計應(yīng)豎直放置。 (2)金屬盒氣壓計(無液氣壓計)(如圖)：金屬盒氣壓計(無液氣壓計)的主要部分是個被抽成真空的金屬盒及一個與盒蓋中央相連的彈簧片，盒的表面是波紋狀的。大氣壓變化時盒的厚度及彈簧片的彎曲程度也隨之變化，固定在彈簧片末端的連桿就通過傳動機構(gòu)帶動指針旋轉(zhuǎn)，指示大氣壓強的值。 3．液體的沸點與氣壓的關(guān)系：液體的沸點隨氣壓的增大而升高。高壓鍋就是依據(jù)這個原理制成的，用高壓鍋煮飯，既能節(jié)省燃料，還可以節(jié)約時間。 知能解讀：(五)流體壓強與流速的關(guān)系 1．流體：流動的液體和氣體統(tǒng)稱為流體。 2．流體壓強與流速的關(guān)系 在氣體和液體中，流速越大的位置，壓強越小。 3．利用流體壓強與流速的關(guān)系解釋現(xiàn)象 (1)如圖所示，對著兩張自然下垂的白紙中間迅速向下吹氣，這兩張紙將相互靠攏。這是為什么呢?原來，當(dāng)在兩張自然下垂的白紙的中間迅速向下吹氣時，兩張紙中間的氣流流速變大，其壓強減小，而兩張紙外側(cè)的空氣流速小壓強大，兩張紙便被壓向了中間。 (2)如圖所示，把一個乒乓球放在倒置的漏斗中間，向漏斗口吹氣，空氣沿乒乓球四周高速流出，乒乓球?qū)⒈豢諝馔衅鸲幌侣?。因為乒乓球上方氣體的流速比下方大，故乒乓球上方的壓強小，而下方的壓強大。對乒乓球產(chǎn)生一個向上的托力。所以乒乓球不會掉落。 4．飛機的升力 飛機前進時，機翼與周圍的空氣發(fā)生相對運動，相當(dāng)于有氣流迎面流過機翼(如圖)。 氣流被機翼分成上下兩部分，由于機翼橫截面的形狀上下不對稱，在相同時間內(nèi)，機翼上方氣流通過的路程較長，因而速度較大，它對機翼的壓強較??；下方氣流通過的路程較短，因而速度較小，它對機翼的壓強較大。因此在機翼的上下表面產(chǎn)生了向上的壓力差，這就是向上的升力。 解題方法技巧 方法技巧：(一)利用流體壓強與流的關(guān)系解釋生活中的現(xiàn)象 (1)確定流速大的地方在哪里。(或分析物體形狀，凸出部分的流體流速大) (2)根據(jù)壓強大小確定壓力大小及壓力差的方向。 (3)根據(jù)壓力差的作用分析產(chǎn)生的各種現(xiàn)象。 方法技巧：(二)大氣壓的測量 在托里拆利實驗中，由于玻璃管內(nèi)外水銀柱高度差所產(chǎn)生的壓強等于外界大氣壓，所以只要外界大氣壓不變，管內(nèi)外水銀柱的高度差就不變，與玻璃管的粗細、傾斜程度、槽中水銀的多少無關(guān)。注意：水銀柱的高度不是長度。做托里拆利實驗時，將玻璃管傾斜、改變玻璃管的粗細、改變玻璃管浸入水銀槽中的深度都不會影響測量結(jié)果。 跨越思維誤區(qū) 誤區(qū)思維：(一)利用大氣壓的有關(guān)知識分析和解釋直關(guān)大氣壓的現(xiàn)象 當(dāng)在大氣壓的作用下有明顯的外在表現(xiàn)時，則兩處的氣壓一定是不相等的，所以解釋有關(guān)大氣壓現(xiàn)象的題目，要仔細考慮其物理過程中是什么原因使某一處的氣壓減小或增大，然后在氣壓差的作用下，出現(xiàn)了這種現(xiàn)象。 例如用吸管喝飲料，當(dāng)用力吸吸管時，吸管內(nèi)的壓強減小，飲料就在外界大氣壓的作用下被壓進吸管，從而喝到飲料，而并非我們平常說的吸進。 思維誤區(qū)：(二)對被研究物體兩側(cè)流體的流速大小認(rèn)識不清，易判斷錯誤判斷流體流速大小的方法：(1)在流量一定時，流體流過的橫截面積越小，流速越大；流體流過的橫截面積越大，流速越小。(2)物體兩側(cè)，流體運動的距離越長，流速越大；運動的距離越短，流速越小。 物理思想方法 思想方法：轉(zhuǎn)換法在托里拆利實驗中的應(yīng)用 托里拆利實驗的設(shè)計思想：讓大氣壓來支持水銀柱，玻璃管內(nèi)水銀柱上方是真空的，看大氣壓最多能支持多高的水銀柱。當(dāng)水銀柱靜止時，大氣壓強與水銀柱產(chǎn)生的壓強相等。由計算出大氣壓的值(h為管內(nèi)水銀柱的高度)。托里拆利實驗的設(shè)計思想就是把不能用公式計算的大氣壓轉(zhuǎn)換為等值的水銀柱壓強來計算。 中考考點鏈接 考點鏈接：(一)中考考點解讀 本講所學(xué)的大氣壓的存在、變化、應(yīng)用和流體壓強與流速的關(guān)系等都是中考考查的內(nèi)容，常以填空題、選擇題等形式出現(xiàn)，對于大氣壓值的測定多以選擇題、填空題、實驗探究題的形式進行考查，近年來用流體壓強與流速的關(guān)系解釋日常生活中的現(xiàn)象也成為中考的熱點。 考點鏈接：(二)中考典題剖析 1．大氣壓的利用 2．用流體壓強與流速的關(guān)系解釋現(xiàn)象 3．大氣壓的變化及計算