初中物理力固体压强.docx
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初中物理力固体压强
力总复习
一.力
1.力的概念
一个物体对另一个物体的作用叫做力。
力的作用方式有直接接触和间接作用。
力的单位是牛顿(N)
2.力的作用效果
力有两类作用效果:
一是力可以使物体发生形变;二是力可以改变物体的运动状态。
影响力作用效果的因素是力的大小,方向和作用点。
力的大小,方向和作用点叫做力的三要素。
二.重力
地球附近的物体由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
1.对重力的几点认识:
①地球上的物体都受到重力的作用,不管质量大还是小,运动还是静止都受到重力的作用;
重力是非接触力,抛出去在空中运动的物体所受重力与静止时所受重力是不变的;
重力的施力物体是地球。
2.重力的大小:
G表示质量为m的物体受到的重力,则G=mg,即物体所受重力的大小与物体的质量成正比。
用g表示质量为1kg的物体受到的重力,即g=9.8N/kg。
月球对它表面附近的物体的引力是地球对地面附近同一物体引力的1/6。
3.重力的方向:
重力的方向总是竖直向下。
4.重力的作用点:
重力在物体上的作用点叫重心。
质量分布均匀,外形规则的物体的重心在它的几何中心,例如:
粗细均匀的棒的重心在它的中心,球的重心在球心,方形薄板的重心在两条对角线的交点。
三.密度
单位体积的某种物质的质量,叫做这种物质的“密度”.密度是物质质量m与其体积V的比值,定义式为ρ=m/V根据定义,在SI中,单位是千克每立方米(kg/m3)
4.弹力
发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状,会对与它接触使它发生形变的物体产生力的作用,这种力就是弹力。
我们常说的拉力、压力、支持力等都是弹力。
弹力的方向与使物体发生弹性形变的外力的方向相反。
实验室测力的工具:
弹簧测力计的原理:
在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力呈正比。
五.牛顿第一定律
一切物体在不受任何外力作用时,任何物体都保持静止或匀速直线运动状态。
物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。
牛顿第一定律又称为惯性定律,惯性定律是物体的固有属性。
六.二力平衡
物体在几个力的作用下保持静止或作匀速直线运动,那么该物体处于平衡状态。
如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,那么这两个力相互平衡,简称二力平衡。
七.摩擦力
摩擦力包括静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力(仅需了解相同条件下滚动摩擦力最小)。
静摩擦力是物体A和B相对静止却有相对运动趋势时发生的,方向总是与相对运动的方向相反,大小与外力相等。
静摩擦力有最大值,当外力超过这一数值时,物体将发生相对运动。
滑动摩擦力是当物体间发生相对滑动时,阻止其相对运动的表面接触力。
滑动摩擦力与相对运动方向相反,大小与压力和接触面的粗糙程度成正比,而与接触面积无关。
压力
1、定义:
垂直压在物体表面上的力叫压力
2、三要素
(1)方向:
垂直于接触面指向受力物体
(2)作用点:
被压物体表面
(3)大小:
当物体水平放置在水平桌面上并且不受任何外力的作用下时,压力等于重力
3、压力的作用效果:
与受力面积和压力都有关
1.如图,重为5牛的金属球A对斜面的压力为4牛,请画出小球对斜面的压力示意图。
2.如图,画出大坝侧壁B点受到的水的压力的示意图
1图2图
判断是否受摩擦力
要判断一个物体是否受摩擦力,我们可以从产生摩擦力的条件入手,条件是:
①两个物体相互接触并挤压,即两个物体之间有弹力
②接触面不光滑
③物体有相对运动的趋势或发生相对运动
(1)静止的物体
例1.下图
(1)中,物体A静止在水平地面上;图
(2)中,物体B静止在斜面上;图(3)中,物体C被压在竖直墙壁上而处于静止,
试分析上图中,物体A、B、C是否受摩擦力?
(2)运动的物体
例2.下图中,物体A在水平向右的拉力作用下做匀速直线运动,B物体在水平皮带上跟随皮带一起做匀速直线运动,C物体沿着倾斜的皮带一起匀速直线运动,D物体沿着竖直墙壁向下做匀速直线运动,现在不考虑空气阻力,试分析它们是否受摩擦力?
图
(1)图
(2)图(3)图(4)
(3)接触面光滑时
例3.如右图,小球重20牛,以2米/秒的速度在光滑
水平面上做匀速直线运动,它在水平方向受到的推力是:
()
A.0牛B.10牛C.20牛D.40牛
二、推断摩擦力的大小
对于摩擦力大小问题,初中阶段一般主要研究的是静摩擦力大小和滑动摩擦力的大小,而大多数学生在做题时不能把这两种摩擦力区分开,导致常常把这两种摩擦力的大小搞错。
(1)静摩擦力的大小
例4.如图所示,一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车,但小车仍保持静止,则()
A.小孩对车的推力大于车受到的阻力
B.小孩对车的推力等于车受到的阻力
C.小孩对车的推力小于车受到的阻力
D.小孩对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定
例5.用力F=40N,按住一重10N的木块,如图所示,当木块相对竖直墙壁静止不动时,木块受到的摩擦力的大小( )
A.30NB.40NC.50ND.10N
(2)滑动摩擦力的大小
例6.用弹簧秤在水平方向上拉动一个置于地面的物体,使它做匀速直线运动时,弹簧秤示数5N.当弹簧秤示数为6N时,物体运动时受到的摩擦力大小是()
A.6NB.5NC.1ND.11N
固体压强
1、定义:
物体单位面积上受到的压力叫压强。
2、物理意义:
表示压力的作用效果。
3、符号:
P单位:
Pa(帕斯卡,简称帕)1N/m2=1Pa
4、计算公式:
其中F为压力大小(单位N),S为受力面积(单位m2)
特例:
置于水平桌面上的直柱体,p=ρgh(ρ为直柱体的密度)
影响固体压强的因素:
受力面积一定时,压力越大,压强越大;压力一定时,受力面积越小,压强越大。
1.在日常生产和生活中,有时需要增大压强,有时需要减小压强,在图1所示的事例中,属于增大压强的是()
2.一块砖,平放、侧放、立放在水平地面上,关于砖对地面的压力和压强的说法中正确的是 ( )
A.平放时压力最大,压强最小B.侧放时压力最小,压强最大
C.立放时压力最大,压强也最大D.三种放法压力一样大,立放压强最大
3.如图所示,甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。
甲、乙、丙对地面压力最大的
是如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个正方体对水平地面的压强最大的是。
(均选填“甲”、“乙”或“丙”)
4.如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面
至一半移出桌面的过程中,弹簧测力计的示数,木块对桌面的压力,木块对桌
面的压强。
(均选填“变大“、“变小”或“不变”)
5.如图所示,由同种材料制成的实心圆柱体A、B放在水平地面上,GA>GB,SA>SB,圆柱体对地面的压强较大。
6.如图2所示,两个完全相同的装满豆浆的密闭杯子,以下列四种不同的方式放在水平桌面上,若杯子上表面面积是下表面面积的2倍,它们对桌面的压强大小分别是p甲、p乙、p丙、p丁,则()
A.p甲
B.p乙
C.p乙
D.p丙
7.如图所示,甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。
甲、乙、丙对地面压力最大的
是如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个正方体对水平地面的压强最大的是。
(均选填“甲”、“乙”或“丙”)
8、如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p不变,f变大
B.F、f不变,p变大
C.F变小,p、f变大
D.F、f不变,p变小
液体压强
1.公式:
p=ρgh(ρ为液体的密度)
从公式中看出:
液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状无关。
测量液体压强的工具:
U形管压强计
2.液体压强的规律:
①液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
②在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
③液体的压强随深度的增加而增大;
④不同液体的压强与液体的密度有关。
3.连通器:
上端开口,下部相连通的容器
原理:
连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
应用:
茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
1、在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面。
(2)甲、乙两图是探究液体压强与的关系。
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择:
。
两图进行对比,结论是:
液体压强与盛液体的容器形状。
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用两个图进行对比。
(5)在图丙中,固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:
向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向的压强大小关系。
2.将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图所示。
这两种液体的密度大小关系是()
A.甲液体的密度一定小于乙液体的密度
B.甲液体的密度一定等于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
D.无法判断
3、2010年5月,美国“海神”号潜艇在太平洋成功下潜11000m深处,探秘世界上最深的马里亚纳海沟.下潜过程中,潜艇体积不变,则其受到的压强和浮力的变化情况是
A.压强逐渐变大,浮力逐渐变大B.压强逐渐变大,浮力大小不变
C.压强逐渐变小,浮力逐渐变小D.压强逐渐变小,浮力大小不变
4、如图:
A、B两个完全相同的试管中装入等质量的不同液体后,情况如图所示,
则试管底部所受的压强关系是( ):
A、PA大于PB B、PA小于PB
C、PA等于PBD、无法确定
5、甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图.设液体甲的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲、ρ乙的关系是()
A、ρ甲=ρ乙B、ρ甲<ρ乙
C、ρ甲>ρ乙D、无法确定
6、著名的“木桶理论”:
是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不
是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”.那么决定木桶底部受到水的压强大小的是()
A.木桶的粗细B.木桶的轻重
C.最短的一块木板D.最长的一块木板
7、如图所示,一密封的圆台形容器,内装有一定质量的水,若把它倒置,则水对容器底面的作用情况是()
A.压强减小B.压强不变
C.压强增大D.条件不足,无法判断
思考:
水对容器底的压力,容器对桌面的压力,容器对桌面的压强会如何变化?
★8.为探究液体压强的规律,某中学课外学习小组的同学设计制作了如图所示的装置。
他们首先向一个底面积为0.5m2大水槽里灌满水,水深为h=0.2m,此时水对水槽底部的压强是Pa.压力为N,然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为h1,b管中水面的高度为h2,则h1h2;当打开软木塞,有水流出时则h1h2。
(选填“>”、“<”或“=”,取g=10N/kg).
【知识点四】
大气压
1.验证大气压的存在:
马德堡半球实验
测量大气压值的实验:
托里拆利实验。
大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
2.大气压的特点:
①空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
②大气压随高度的增加而减小。
3.压强与沸点、流速的关系
①一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
②流体流动越快的地方,压强越小,反之越大。
三、大气压的特点
1、特点
①空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
②大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
2、大气压变化规律研究
①大气压随高度的增加而减小。
②大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢。
3、压强与其它因素的影响
①一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
②质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
升力的产生
机翼上面凸起、下面平直 机翼上方空气流速大、下方小向上的升力大于重力,起飞
实例:
火车站的警戒线、、海上行驶的轮船距离
1、小明在玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气),然后托住纸片,将杯子倒置或倾斜,水都不流出,纸片也不掉下(如图所示)。
对整个探究活动的分析正确的是()
A、探究的问题:
大气压强有多大B、探究的假设:
大气对各个方向都有压强
C、探究的问题:
研究水的重力与大气压力的关系D、探究的假设:
大气向各个方向的压强相等
2、在制糖工业中常用沸腾的方法较快地除去糖汁中的水分。
为了使糖汁在沸腾时不致因温度过高而变质,沸腾时的温度要低于100℃。
可行的做法是()
A、缩短加热时间B、使容器内的气压小于标准大气压
C、降低炉火的温度D、将糖汁密封在高压容器内加热
强化练习
1、如图所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是()
A、甲的密度大,甲受到的重力小B、甲的密度小,甲受到的重力小
C、甲的密度小,甲受到的重力D、甲的密度大,甲受到的重力大
2、如图,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。
已知它们的密度之比ρA:
ρB=1:
2,对地面的压强之比PA:
PB=1:
3.则()
A、它们的高度之比hA:
hB=1:
3
B、它们的高度之比hA:
hB=3:
4
C、它们的质量之比mA:
mB=2:
3
D、它们的质量之比mA:
mB=1:
3
3、如图所示,在两个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入
水中,待A、B静止时,所受浮力和两容器中水对A物体底部的压强相比较,正确的是()
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
4、如图所示,一个装水的密封杯子放在水平桌面上(图甲),若将杯子倒过来(图乙),则()
A、水对杯底的压强变大 B、杯子对桌面的压强不变
C、水对杯底的压力变大 D、杯子对桌面的压力变小
5、如图所示,在小瓶里装一些带颜色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从管子上端吹入少量气体,就制成了一个简易气压计。
小明把气压计从水平地面移到高楼楼顶的阳台上,下列说法正确的是()
A、玻璃管内水柱的高度变小,水对容器底的压强变小
B、玻璃管内水柱的高度变小,水对容器底的压强变大
C、玻璃管内水柱的高度变大,水对容器底的压强变小
D、玻璃管内水柱的高度变大,水对容器底的压强变大
6、某实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是_____________________。
(2)如图甲所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为30N。
(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为_______,计算出活塞的横截面积是。
(4)计算得到大气压强的数值为_________Pa
(5)同学们发现实验误差较大,请分析该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条):
________________________________________________________。
7、如图,高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎.
(1)为了防止出气孔堵塞致使高压锅发生爆炸的危险,放气孔是它的第二道安全防线.放气孔封口是易熔片(熔点较低的合金材料),试说明采用易熔片的物理道理.
(2)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g,取g=10N/kg,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强.
(3)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气.在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?
对照图所示水的沸点与气压的关系图线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?
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