1、減小或者增大壓強(qiáng)的方式
減小壓強(qiáng)方法:
(1)壓力一定,增大受力面積;
(2)受力面積一定,減小壓力;
(3)同時(shí)減小壓力,增大受力面積。
增大壓強(qiáng)方法:
(1)壓力一定,減小受力面積;
(2)受力面積一定,增大壓力;
(3)同時(shí)增大壓力,減小受力面積。
2、影響液體壓強(qiáng)的主要因素判斷
(1)計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式是p=ρgh;
(2)液體壓強(qiáng)的大小只取決于液體的種類(即密度ρ)和深度h,而和液體的質(zhì)量、體積沒(méi)有直接的關(guān)系;
3、液體壓強(qiáng)公式在質(zhì)地均勻的規(guī)則固體上的應(yīng)用
公式p=ρgh既可以計(jì)算液體的壓強(qiáng),還可以計(jì)算質(zhì)地均勻的柱形固體對(duì)水平面的壓強(qiáng),它實(shí)際是由公式p=演變而來(lái),演變過(guò)程p== = = ρgh。
4、流體壓強(qiáng)和流速關(guān)系的應(yīng)用
(1)流體:流動(dòng)的物體,指的是液體和氣體;
(2)液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小。
5、大氣壓在生活中的應(yīng)用
大氣壓的特點(diǎn):
(1)空氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),且空氣中某點(diǎn)向各個(gè)方向的大氣壓強(qiáng)都相等;
(2)大氣壓隨高度增加而減?。磺掖髿鈮旱闹蹬c地點(diǎn)、天氣、季節(jié)的變化有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高;
(3)大氣壓變化規(guī)律:在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa;
(4)沸點(diǎn)與壓強(qiáng):一切液體的沸點(diǎn),都是隨氣壓減小而降低(如在海拔高的山上煮飯,煮不熟);隨氣壓增大而升高(如用高壓鍋煮飯快);
(5)體積與壓強(qiáng):質(zhì)量一定的氣體,溫度不變時(shí),氣體的體積越小壓強(qiáng)越大;氣體體積越大壓強(qiáng)越小。
典例分析+變式訓(xùn)練
題型1 減小或者增大壓強(qiáng)的方式
【典例1-1】(2023春?五蓮縣期中)騎自行車出行(如圖所示)是以實(shí)際行動(dòng)倡導(dǎo)“低碳環(huán)保,綠色出行”的理念。下列與自行車有關(guān)的說(shuō)法中正確的是( )
A.較寬的坐墊可以增大壓強(qiáng)
B.輪胎表面凹凸的花紋可以減少摩擦
C.撥動(dòng)自行車的車鈴能發(fā)聲是因?yàn)檎駝?dòng)的物體能發(fā)聲
D.停放在地面時(shí),車對(duì)地面的壓力和地面對(duì)車的支持力是平衡力
【答案】C
【分析】(1)減小壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),增大受力面積;在受力面積一定時(shí),減小壓力;
(2)滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān);
(3)聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的;
(4)一對(duì)平衡力必須大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上。
【解答】解:A、車座墊做的較寬是為了在壓力一定時(shí),增大受力面積減小壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B、車輪胎上制有花紋是為了在壓力一定時(shí),增大接觸面的粗糙程度以增大摩擦力,故B錯(cuò)誤;
C、聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的,撥動(dòng)自行車的車鈴能發(fā)聲是因?yàn)檎駝?dòng)的物體能發(fā)聲,故C正確;
D、停放在地面時(shí),車對(duì)地面的壓力和地面對(duì)車的支持力作用在不同的物體上,不是一對(duì)平衡力,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【典例1-2】(2023春?邢臺(tái)期中)小明新買了一輛自行車,發(fā)現(xiàn)自行車有多處涉及物理學(xué)的知識(shí)。自行車的把手有許多花紋是為了 增大 (選填“增大”或“減小”)摩擦;車輪轉(zhuǎn)動(dòng)處安裝滾珠軸承是為了 減小 (選填“增大”或“減小”)摩擦;寬大的車座是為了 減小 (選填“增大”或“減小”)壓強(qiáng);用力捏閘是通過(guò)增大 壓力 來(lái)增大摩擦力從而讓車停下。
【答案】增大;減?。粶p?。粔毫?。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時(shí),增大壓力;在壓力一定時(shí),增大接觸面的粗糙程度;
減小摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時(shí),減小壓力;在壓力一定時(shí),減小接觸面的粗糙程度;使接觸面脫離;用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。
(2)減小壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),增大受力面積;在受力面積一定時(shí),減小壓力。
【解答】解:自行車的把手有許多花紋是在壓力一定是,增大接觸面的粗糙程度增大摩擦;
在轉(zhuǎn)動(dòng)的部分摩擦是有害的,軸承內(nèi)滾珠是通過(guò)變滑動(dòng)為滾動(dòng)來(lái)減小摩擦;
寬大的車座是在壓力一定時(shí),增大受力面積減小壓強(qiáng);
用力捏閘是在接觸面粗糙程度一定時(shí),通過(guò)增大壓力來(lái)增大摩擦力從而讓車停下。
故答案為:增大;減?。粶p??;壓力。
【變式1-1】(2023春?薌城區(qū)期中)如圖所示,這是2022年北京冬奧會(huì)上速度滑冰比賽中的某一情景。運(yùn)動(dòng)員鞋的主要作用是可以( )
A.減小壓強(qiáng)B.增大壓強(qiáng)C.減小壓力D.增大壓力
【答案】B
【分析】增大壓強(qiáng)的方法:壓力一定,減小受力面積;受力面積一定,增大壓力。
【解答】解:速度滑冰運(yùn)動(dòng)員鞋與冰面的接觸面積很小,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積增大對(duì)冰面的壓強(qiáng)。
故選:B。
【變式1-2】(2023春?龍港區(qū)校級(jí)月考)汽車行駛在沙灘、雪地時(shí),常因輪胎下陷、打滑而受困。用“脫困板”墊在輪胎下面可化險(xiǎn)為夷。寬大的“脫困板”,是通過(guò)增大 受力面積 來(lái)減小對(duì)地面的 壓強(qiáng) ,其上表面凹凸不平,是為了增大 摩擦 力。
【答案】受力面積;壓強(qiáng);摩擦。
【分析】(1)壓強(qiáng)大小與壓力大小和受力面積的大小有關(guān),當(dāng)壓力一定時(shí),增大受力面積,可以減小壓強(qiáng);
(2)滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),當(dāng)壓力一定時(shí),增大接觸面的粗糙程度,可以增大摩擦。
【解答】解:“脫困板”的表面比較寬大,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng)的,從而防止輪胎下陷;
“脫困板”的上表面凹凸不平,是通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力,防止打滑。
故答案為:受力面積;壓強(qiáng);摩擦。
題型2 影響液體壓強(qiáng)的主要因素判斷
【典例2-1】(2023春?福安市期中)如圖所示,完全相同的甲、乙兩個(gè)燒杯內(nèi)分別裝有ρ甲和ρ乙兩種液體,在兩燒杯中,距杯底同一高度處有A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等,甲、乙中液體對(duì)杯底的壓強(qiáng)分別為p甲、p乙,則下列判斷正確的是( )
A.ρ甲<ρ乙,p甲>p乙B.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙
C.ρ甲<ρ乙,p甲<p乙D.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙
【答案】C
【分析】由圖可知A、B所處的深度關(guān)系,A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等,利用p=ρgh可知液體密度大小關(guān)系;
燒杯底受到的壓強(qiáng)等于A點(diǎn)(或B點(diǎn))壓強(qiáng)加上A點(diǎn)(或B點(diǎn))下面液體產(chǎn)生的壓強(qiáng),從而可得燒杯底受到的壓強(qiáng)大小關(guān)系。
【解答】解:
由圖知,A、B所處的深度hA>hB,而A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等,即pA=pB,由p=ρgh可知液體密度ρ甲<ρ乙;
設(shè)A、B距離杯底的高度為h,燒杯底受到的壓強(qiáng):p甲=pA+ρ甲gh,p乙=pB+ρ乙gh,因?yàn)閜A=pB,ρ甲<ρ乙,所以pA+ρ甲gh<pB+ρ乙gh,所以燒杯底受到的壓強(qiáng):p甲<p乙。
故選:C。
【典例2-2】(2023春?延平區(qū)校級(jí)期中)小蔣制作了一個(gè)自帶吸管的創(chuàng)意玻璃杯,如圖所示,液面靜止時(shí)圖中A點(diǎn)的壓強(qiáng) 等于 B點(diǎn)的壓強(qiáng)(選填“>”、“=”或“<”),裝有水的玻璃杯總質(zhì)量為0.8kg,放置在水平桌面上,杯底與桌面的接觸面積為4×10?4m2,此時(shí)杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)為 20000 Pa。
【答案】等于;20000
【分析】(1)利用液體壓強(qiáng)公式分析,比較AB兩點(diǎn)的壓強(qiáng)大小;
(2)知道杯子和水的總質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出其總重力;在水平面上杯子對(duì)桌面的壓力大小等于杯子和水的總重力,利用p=求出杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
【解答】解:(1)由圖可知,A點(diǎn)的深度等于B點(diǎn)的深度,所以根據(jù)p=ρ液gh可知,A點(diǎn)壓強(qiáng)等于B點(diǎn)壓強(qiáng);
(2)杯子和水的總重力:G=mg=0.8kg×10N/kg=8N;
杯子對(duì)桌面的壓力:F=G=8N,
杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng):
p===20000Pa。
故答案為:等于;20000。
【變式2-1】(2023春?香洲區(qū)校級(jí)期中)如圖,在裝水的容器中伸入一手指(不碰到容器底和側(cè)壁,且水不溢出)放入后,容器底部所受水的壓強(qiáng)和壓力情況是( )
A.壓力、壓強(qiáng)都變大B.壓力不變、壓強(qiáng)變大
C.壓力不變、壓強(qiáng)變小D.壓力、壓強(qiáng)都不變
【答案】A
【分析】由題知當(dāng)插入手指時(shí)水深h變大,由液體壓強(qiáng)的公式知道水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化;而容器底面積不變,根據(jù)p=可知壓力變化情況。
【解答】解:當(dāng)插入手指時(shí)水深h增大,由p=ρgh可知,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變大;
容器底底面積不變,由F=pS可知,水對(duì)容器底的壓力變大。
故選:A。
【變式2-2】(2023春?廣饒縣期中)液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與 液體的密度 和 深度 有關(guān),世界在建規(guī)模最大的白鶴灘水電站最大壩高289m,則白鶴灘水電站大壩所受的最大壓強(qiáng)約為 2.89×106Pa (水的密度1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
【答案】液體的密度;深度;2.89×106Pa。
【分析】液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體的密度和深度有關(guān);利用p=ρgh求得大壩所受的最大壓強(qiáng)。
【解答】解:由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體的密度和深度有關(guān)。
大壩所受的最大壓強(qiáng)約為p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×289m=2.89×106Pa。
故答案為:液體的密度;深度;2.89×106Pa。
題型3 液體壓強(qiáng)公式在質(zhì)地均勻的規(guī)則固體上的應(yīng)用
【典例3-1】(2023春?包河區(qū)期中)如圖所示,質(zhì)量相同的實(shí)心圓柱體甲、乙放在水平桌面上,則下列判斷正確的是( )
A.甲的密度大,甲對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)大
B.甲的密度小,乙對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)大
C.甲的密度小,乙對(duì)水平桌面的壓力大
D.甲的密度大,甲對(duì)水平桌面的壓力大
【答案】A
【分析】已知甲、乙的質(zhì)量相同,由圖可知,甲、乙的體積大小關(guān)系,由ρ=可知甲、乙的密度大小關(guān)系;
物體對(duì)水平面的壓力等于物體的重力,由F=G=mg可知甲、乙對(duì)水平面的壓力大小關(guān)系,由圖可知甲、乙的底面積大小關(guān)系,由p=可知,甲、乙對(duì)水平面的壓強(qiáng)大小關(guān)系。
【解答】解:因?yàn)榧?、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的實(shí)心圓柱體,則m甲=m乙;
由圖可知,V甲<V乙;
由ρ=可知,質(zhì)量相同,體積越大,則密度越小,所以ρ甲>ρ乙;
由G=mg可知,G甲=G乙;
物體對(duì)水平面的壓力等于物體的重力,由F=G=mg可知甲、乙對(duì)水平面的壓力相等,即F壓甲=F壓乙;
由圖可知,S甲<S乙;
由p=可知,壓力一定時(shí),接觸面積越小,壓強(qiáng)越大,所以p甲>p乙;
可見甲的密度大,甲對(duì)水平地面的壓強(qiáng)大,A正確,BCD錯(cuò)誤,
故選:A。
【典例3-2】(2023春?鼓樓區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,在水平地面上有兩個(gè)由同種材料制成的均勻正方體金屬塊甲和乙,其密度為2×103kg/m3,它們的邊長(zhǎng)之比為1:3,甲的邊長(zhǎng)為10cm,則甲對(duì)地面的壓強(qiáng)是 2000 Pa。若乙沿豎直方向切割一部分疊放在甲的正上方,此時(shí)甲、乙對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,乙切去部分的重力為 40 N。
【答案】2000;40。
【分析】(1)水平面上物體的壓力和自身的重力相等,根據(jù)p======ρgL求出甲對(duì)地面的壓強(qiáng);
(2)若乙沿豎直方向切割一部分疊放在甲的正上方時(shí),根據(jù)p=ρgL分析乙對(duì)地面的壓強(qiáng)變化并求出其大小,此時(shí)甲、乙對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,根據(jù)G=F=pS求出此時(shí)甲的總重力,根據(jù)G=mg=ρVg求出甲的重力,然后求出乙正方體切去的重力。
【解答】解:(1)正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng):
p======ρgL,
則甲對(duì)地面的壓強(qiáng):
p甲=ρgL甲=2×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=2000Pa;
(2)若乙沿豎直方向切割一部分疊放在甲的正上方時(shí),
因乙的高度和密度均不變,
所以,乙對(duì)地面的壓強(qiáng)不變,即p乙=ρgL乙=ρg×3L甲=3ρgL甲=3p甲=3×2000Pa=6000Pa,
因此時(shí)甲、乙對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,
所以,此時(shí)甲的總重力:
G=F甲′=p甲′S甲=6000Pa×(0.1m)2=60N,
甲的重力:
G甲=m甲g=ρ甲V甲g=2×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg=20N,
則乙正方體切去的重力:
ΔG乙=G﹣G甲=60N﹣20N=40N。
故答案為:2000;40。
【變式3-1】(2023春?中山市校級(jí)期中)如圖所示,由相同材料制成的質(zhì)量分布均勻正方體甲、乙,體積V甲<V乙,均放在水平地面上,兩者對(duì)地面的壓力分別為F甲、F乙,壓強(qiáng)分別為p甲和p乙,則下列判斷正確的是( )
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
【答案】B
【分析】置于水平面的物體對(duì)水平面的壓力等于其自身重力,利用F=G=mg=ρVg得出兩者對(duì)地面的壓力關(guān)系,利用p======ρgh得出對(duì)地面的壓強(qiáng)關(guān)系。
【解答】解:正方體甲、乙由相同材料制成,質(zhì)量分布均勻,且體積V甲<V乙,均放在水平地面上,
則根據(jù)F=G=mg、ρ=可得,兩者對(duì)地面的壓力關(guān)系為:F甲<F乙;
正方體甲、乙由相同材料制成,質(zhì)量分布均勻,由圖可知,h甲<h乙,
則根據(jù)p======ρgh可得兩者對(duì)地面的壓強(qiáng)關(guān)系為:p甲<p乙。
綜上分析可知,選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選:B。
【變式3-2】(2023?平南縣一模)如圖所示,甲、乙兩個(gè)均勻正方體放在水平地面上,已知甲的密度為1000kg/m3,邊長(zhǎng)是0.1m,則甲對(duì)地面的壓強(qiáng)p甲= 1×103 Pa;沿水平或豎直方向?qū)⒓?、乙各切去一半的體積,并將切去的部分疊放在對(duì)方剩余部分的上方,甲、乙對(duì)地面壓強(qiáng)的變化如表所示,則正方體乙的邊長(zhǎng)是 0.2 m。
【答案】(1)1×103Pa;(3)0.2。
【分析】(1)求出甲的體積,利用密度計(jì)算公式求得甲的質(zhì)量,利用G=mg求出其重力;放在水平面上的物體對(duì)地面的壓力等于自身的重力,利用p=求得甲對(duì)地面的壓強(qiáng);
(2)①結(jié)合p=分類分析;②先求得甲切掉一半體積的質(zhì)量,甲切掉一半體積的質(zhì)量和乙切掉一半體積的質(zhì)量相等,結(jié)合乙的壓強(qiáng)的變化量是250Pa及壓強(qiáng)的公式得到乙壓強(qiáng)的變化量,據(jù)此求出正方體乙的邊長(zhǎng)。
【解答】解:(1)甲的體積為:V甲=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
甲的質(zhì)量為:m甲=ρ甲V甲=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg;
因?yàn)榉旁谒矫嫔系奈矬w對(duì)地面的壓力等于自身的重力,則甲對(duì)地面的壓力為:F甲=G甲=ρ甲S甲h甲g,
所以甲對(duì)地面的壓強(qiáng)為=ρ甲h甲g=1×103kg/m3×0.1m×10N/kg=1×103Pa;
(2)①由表中數(shù)據(jù)可知,甲對(duì)地面壓強(qiáng)的變化量是零,說(shuō)明乙切掉的部分疊放在甲上面,壓力不變,甲的底面積不變,由p=可知甲對(duì)地面的壓強(qiáng)不變,所以沿水平方向切甲,甲切掉一半體積的質(zhì)量和乙切割一半體積的質(zhì)量相等;如果水平方向切乙,乙的底面積不變,將甲切掉部分疊放在乙上面,壓力不變,由p=可知乙對(duì)地面的壓強(qiáng)不變,所以沿豎直方向切乙;
②由前面解答可知,甲切掉一半體積的質(zhì)量和乙切割一半體積的質(zhì)量相等,所以原來(lái)甲、乙的質(zhì)量相等,即m乙=m甲=1kg,
切割前乙對(duì)地面的壓力F乙=m乙g,受力面積為S乙,
將乙沿豎直方向切去一半的體積,并將甲切去的一半疊放在乙剩余部分的上方,此時(shí)乙對(duì)地面壓力:F乙′=m乙g+m甲g=m乙g,受力面積為S乙,
由表中數(shù)據(jù)可知,乙的壓強(qiáng)的變化量是250Pa,
由壓強(qiáng)的公式可得乙壓強(qiáng)的變化量:
Δp乙=p乙′﹣p乙=,
則原來(lái)乙的底面積:S乙==0.04m2,
正方體乙的邊長(zhǎng):。
答:(1)1×103Pa;(3)0.2。
題型4 流體壓強(qiáng)和流速關(guān)系的應(yīng)用
【典例4-1】(2023春?桃城區(qū)校級(jí)期中)關(guān)于下列四幅圖中的有關(guān)現(xiàn)象的說(shuō)法或解釋不正確的是( )

A.圖甲中從兩張紙中間向下吹氣,兩張紙會(huì)向中間靠攏,是因?yàn)榱魉僭酱蟮奈恢脡簭?qiáng)越小
B.圖乙中是大氣壓的作用使得塑料瓶中的水不會(huì)全部流掉而能保留在塑料瓶中
C.圖丙中人吸氣的時(shí)候管內(nèi)液面上升,吹氣的時(shí)候管內(nèi)液面下降
D.圖丁中,列車駛過(guò)時(shí),乘客要站在安全線以外,是因?yàn)榱熊嚫浇諝饬魉偌涌?,壓?qiáng)變小,在安全線內(nèi)的乘客,會(huì)被壓強(qiáng)差形成的推力推向列車,發(fā)生危險(xiǎn)
【答案】C
【分析】(1)(3)(4)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:流速越大,壓強(qiáng)越??;流速越小,壓強(qiáng)越大;
(2)從大氣壓與瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的關(guān)系角度進(jìn)行考慮,一開始瓶?jī)?nèi)封閉部分氣體的壓強(qiáng)+瓶?jī)?nèi)水的壓強(qiáng)=大氣壓;隨著水的蒸發(fā),盆景內(nèi)水減少,當(dāng)瓶口剛露出水面時(shí),會(huì)有少量空氣進(jìn)入瓶中,瓶?jī)?nèi)氣壓增大,瓶子的水會(huì)下降流出一部分,使水位重新升高,瓶口繼續(xù)沒(méi)入水中,空氣不再進(jìn)入,如此反復(fù)。
【解答】解:
A、當(dāng)向中間吹氣時(shí),中間的空氣流動(dòng)速度增大,壓強(qiáng)減小。紙外側(cè)的壓強(qiáng)不變,紙受到向內(nèi)的壓強(qiáng)大于向外的壓強(qiáng),受到向內(nèi)的壓力大于向外的壓力,紙?jiān)趬毫Σ畹淖饔孟孪蛑虚g靠攏,說(shuō)明氣體流速越大的地方壓強(qiáng)越小,故A正確;
B、當(dāng)把裝滿水的瓶放入盆景的水中時(shí),由于大氣壓強(qiáng)作用在盆景中的水面,所以水不會(huì)從瓶中流出來(lái),當(dāng)盆景中的水由于蒸發(fā)和盆景的吸收,水面下降瓶口露出水面時(shí),瓶中的水就要向外流,一旦瓶口再次被水淹沒(méi),瓶中的水又停止外流,這樣盆景中的水就可以保持一定高度,故B正確;
C、人吹氣的時(shí)候,A管上方的空氣流速變大,壓強(qiáng)變小,管內(nèi)液面上升,吸氣時(shí)A管上方空氣壓強(qiáng)小,這樣在A管的上、下部就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的壓力差,從而使管內(nèi)液面上升,故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)列車駛過(guò)時(shí),會(huì)帶動(dòng)人和車之間的空氣流動(dòng)速度加快,此時(shí)人外側(cè)的空氣流動(dòng)速度慢;根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可知,人外側(cè)空氣流速小、壓強(qiáng)大,而在安全線以內(nèi)空氣流速大、壓強(qiáng)小,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)差,將人推向火車,易出現(xiàn)危險(xiǎn),所以列車駛過(guò)時(shí)乘客需要站在安全線以外,故D正確。
故選:C。
【典例4-2】(2023?徐州一模)小紅在桌面上放了一枚硬幣,她沿硬幣上方平行的方向用力吹了一口氣,硬幣便越過(guò)了前面的障礙物。小紅解釋其原理是,硬幣上方氣流速度 大于 下方氣流速度,硬幣上方的壓強(qiáng) 小于 下方的壓強(qiáng),使得硬幣上下方的氣體的壓力差 大于 (均填“大于”“小于”或“等于”)其重力造成的。
【答案】大于;小于;大于。
【分析】流體壓強(qiáng)與流速有關(guān),流速越大的位置壓強(qiáng)越小,這是升力產(chǎn)生的原因,據(jù)此可做出解釋。
【解答】解:吹硬幣時(shí),硬幣上方氣流速度大于下方的氣流速度,硬幣上方壓強(qiáng)小于下方壓強(qiáng),從而產(chǎn)生向上的壓力差。硬幣向上跳起,加速向上運(yùn)動(dòng),受到重力與壓力差,此時(shí)壓力差大于重力。
故答案為:大于;小于;大于。
【變式4-1】(2023春?薌城區(qū)期中)如圖所示,“龍吸水”是一種神奇的自然現(xiàn)象。從物理的角度看,“龍吸水”是卷風(fēng),本質(zhì)是高速旋轉(zhuǎn)的氣流,它能“吸”起水的原因是( )
A.龍卷風(fēng)中心流速大、壓強(qiáng)大
B.龍卷風(fēng)中心流速大、壓強(qiáng)小
C.龍卷風(fēng)中心流速小、壓強(qiáng)大
D.龍卷風(fēng)中心流速小、壓強(qiáng)小
【答案】B
【分析】本題考查流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。在解答問(wèn)題時(shí),首先要對(duì)流體的壓強(qiáng)規(guī)律加以正確的分析;其次根據(jù)題目中所給定的情境,分析出什么地方的壓強(qiáng)大,什么地方的壓強(qiáng)小,最后說(shuō)明這樣會(huì)出現(xiàn)什么情況。
【解答】解:因?yàn)辇埦盹L(fēng)實(shí)質(zhì)上是高速旋轉(zhuǎn)的氣流,內(nèi)部空氣流速快,壓強(qiáng)小,外部流速慢,壓強(qiáng)大,因而能把地面上的水“吸”起。
故選:B。
【變式4-2】(2023春?渝中區(qū)校級(jí)期中)小龍仔細(xì)觀察一款N95口罩,如圖甲所示,口罩的鼻夾與鼻梁接觸處附有海綿,其目的是為了 減小 (選填“增大”或“減小”)鼻夾對(duì)鼻梁的壓強(qiáng);他只對(duì)U形管A上方的管口水平方向吹氣,如圖乙所示,則 B (選填“A”或“B”)的液面會(huì)下降。
【答案】減??;B
【分析】(1)減小壓強(qiáng)的方法:是在壓力一定時(shí),增大受力面積;是在受力面積一定時(shí),減小壓力;
(2)根據(jù)流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系,在流速大的地方壓強(qiáng)小,在流速小的地方壓強(qiáng)大可得出答案。
【解答】解:口罩的鼻夾與鼻梁接觸處附有海綿,這樣在戴口罩的時(shí)候,因?yàn)楹>d容易壓縮變形,會(huì)增大鼻夾與鼻梁接觸面積,從而在壓力一定的條件下,減小壓強(qiáng)。
對(duì)U形管A上方的管口水平方向吹氣,A上方的管口空氣流速增大,壓強(qiáng)變小,B端壓強(qiáng)不變,兩端存在壓力差,在壓力差的作用下將水壓向A端,使得A端液面上升,B端液面下降。
故答案為:減??;B。
題型5 大氣壓在生活中的應(yīng)用
【典例5-1】(2023春?錦江區(qū)校級(jí)期中)下列對(duì)四幅圖片及情景解釋正確的是( )
A.甲圖中,用力才能把飲料吸入口中,說(shuō)明吸力改變了大氣壓強(qiáng)
B.乙圖中,飛鏢箭頭做得很尖,是為了增大壓力
C.丙圖中,拿著自制氣壓計(jì)從三十樓到一樓,細(xì)管內(nèi)水柱會(huì)下降
D.丁圖中,將豎直玻璃管傾斜,水銀柱的高度會(huì)大于760mm
【答案】C
【分析】(1)由于大氣有壓強(qiáng),我們才能利用細(xì)管將飲料吸到嘴里;
(2)增大壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),減小受力面積;在受力面積一定時(shí),增大壓力;
(3)大氣壓與海拔高度有關(guān),海拔越高氣壓越低。
(4)托里拆利實(shí)驗(yàn)?zāi)軠y(cè)出大氣壓的值,其根據(jù)是管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓。外界大氣壓不變,當(dāng)玻璃管傾斜時(shí),管內(nèi)水銀柱高不變,但長(zhǎng)度變長(zhǎng)。
【解答】解:A、用力一吸,把吸管內(nèi)的空氣吸走,使管內(nèi)氣壓減小,這樣在外界大氣壓的作用下,飲料就被壓進(jìn)吸管里,用力才能把飲料吸入口中,不能改變了大氣壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B、飛鏢箭頭做得很尖,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),故B錯(cuò)誤;
C、拿著自制氣壓計(jì)從三十樓到一樓,細(xì)管內(nèi)水柱會(huì)下降,因?yàn)橐粯堑臍鈮焊?,?dǎo)致水柱降低,故C正確;
D、在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,水銀柱的高度是指管內(nèi)水銀面到水銀槽中水銀面的垂直高度,這一高度的大小是由外界大氣壓決定的,因此在大氣壓是不變的情況下,玻璃管傾斜,水銀柱高度不變,但水銀柱長(zhǎng)度會(huì)變長(zhǎng),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【典例5-2】(2023?中原區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,是一位同學(xué)握著杯子用吸管吸飲料的情景,用吸管將飲料“吸”入口中,是利用了 大氣壓 的作用。當(dāng)飲料喝完后,手握杯子豎直懸空靜止時(shí),杯子受到的摩擦力與 重 力相互平衡,此時(shí)若增大手握杯子的力,杯子受到的摩擦力將 不變 (選填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】大氣壓;重;不變
【分析】用吸管將飲料吸入口中利用的是大氣壓;靜止的物體受到平衡力的作用,根據(jù)平衡力條件進(jìn)行判斷。
【解答】解:吸管吸飲料時(shí),是先把吸管內(nèi)的空氣吸走,吸管內(nèi)氣壓減小,在外界大氣壓的作用下,飲料被壓進(jìn)口中;
當(dāng)飲料喝完后,手握杯子豎直懸空靜止時(shí),杯子處于平衡狀態(tài),杯子受到豎直向上的摩擦力和豎直向下的重力都是一對(duì)平衡力,大小相等;此時(shí)若增大手握杯子的力,杯子仍然處于平衡狀態(tài),杯子受到的摩擦力將不變。
故答案為:大氣壓;重;不變。
【變式5-1】(2023春?威遠(yuǎn)縣校級(jí)期中)下面所述案例是物理學(xué)知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用,其中說(shuō)法正確的是( )
A.用吸管能把飲料吸入嘴里,其實(shí)是嘴的吸力起的作用
B.菜刀不鋒利了在磨石上磨一磨,是為了減小壓力
C.用高壓鍋煮食物熟得快,是因?yàn)殄亙?nèi)氣壓大于外界大氣壓液體沸點(diǎn)低
D.家庭里常用吸盤掛鉤掛物件,是利用大氣壓的作用
【答案】D
【分析】(1)吸管吸飲料時(shí),是先把吸管內(nèi)的空氣吸走,在外界大氣壓的作用下,飲料被壓進(jìn)吸管里;
(2)增大壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng);在受力面積一定時(shí),增大壓力來(lái)增大壓強(qiáng)。
(3)液體的沸點(diǎn)跟氣壓有關(guān),氣壓增大,沸點(diǎn)升高;氣壓減小,沸點(diǎn)降低。
(4)吸盤掛鉤掛物件,是利用大氣壓作用。
【解答】解:
A、用吸管喝飲料時(shí),外部氣壓大于盒內(nèi)壓強(qiáng),外部大氣壓強(qiáng)把飲料壓入嘴中,故A錯(cuò)誤;
B、菜刀鈍了在磨石上磨一磨,目的是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),切菜更快。故B錯(cuò)誤;
C、因?yàn)樗姆悬c(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān),壓強(qiáng)增大,沸點(diǎn)升高,煮飯菜時(shí)高壓鍋的氣壓比普通鍋內(nèi)的氣壓高,所以水沸騰時(shí)高壓鍋內(nèi)的溫度高于普通鍋內(nèi)的溫度,溫度越高,飯菜熟得越快,故C錯(cuò)誤;
D、吸盤掛鉤在使用時(shí),先擠出里面的空氣,里面氣壓減小,在大氣壓的作用下,吸盤被壓在光滑的墻面上,故D正確。
故選:D。
【變式5-2】(2023?南海區(qū)一模)如圖所示,茶壺是一種 連通器 (填寫物理模型名稱),茶壺蓋上留有小孔的目的是防止其中的茶水在 大氣壓 作用下難以倒出來(lái),若茶壺內(nèi)裝有10cm深的茶水,則茶壺底部受到茶水的壓強(qiáng)為 1000 Pa。(茶水密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】連通器;大氣壓;1000
【分析】(1)上端開口,底部連通的容器叫連通器,連通器中裝同種液體,液體靜止時(shí)液面是相平的;
(2)內(nèi)外氣壓相等時(shí),茶壺里的水在重力的作用下容易倒出來(lái);
(3)已知水的深度,根據(jù)p=ρgh可求水的壓強(qiáng)。
【解答】解:
(1)茶壺的壺嘴和壺身構(gòu)成了一個(gè)連通器,當(dāng)里面的水不流動(dòng)時(shí),壺嘴和壺身內(nèi)的水面保持相平;
(2)由當(dāng)水由茶壺向外流出時(shí),壺內(nèi)的水面上方的空間增大,氣體壓強(qiáng)減小,小于外界大氣壓,若不及時(shí)增大壺內(nèi)氣壓,水在外界大氣壓的作用下就不會(huì)流出來(lái),因此在壺蓋上增加一個(gè)小孔,是為了利用大氣壓將茶水倒入杯中的;
(3)茶水深10cm的地方受到茶水壓強(qiáng)為:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案為:連通器;大氣壓;1000。
能力提升訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2023?泰安一模)如圖所示,在探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.將圖甲中的壓強(qiáng)計(jì)在水中同一深度將探頭往各個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),U形管內(nèi)液面高度差不變
B.通過(guò)甲、乙兩圖可知:深度越深,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大
C.通過(guò)比較乙、丙兩圖能探究液體壓強(qiáng)大小與液體密度的關(guān)系
D.由丙、丁兩圖可知:液體壓強(qiáng)大小與盛液體容器的形狀有關(guān)
【答案】D
【分析】(1)同種液體,在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。
(2)在液體密度一定時(shí),液體深度越大,液體壓強(qiáng)越大。
(3)(4)液體壓強(qiáng)跟液體密度和液體的深度有關(guān),跟其它因素沒(méi)有關(guān)系。
【解答】解:A、圖甲中的壓強(qiáng)計(jì)在水中同一深度將探頭往各個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),U形管內(nèi)液面高度差不變,說(shuō)明橡皮膜受到的液體壓強(qiáng)相等,說(shuō)明同種液體,在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等,故A正確。
B、甲、乙兩圖,液體的密度相等,液體越深,U形管內(nèi)液面高度差越大,說(shuō)明在液體密度一定時(shí),液體深度越大,液體壓強(qiáng)越大,故B正確。
C、乙、丙兩圖,液體的深度相等,液體的密度越大,U形管內(nèi)液面高度差越大,說(shuō)明液體壓強(qiáng)跟液體密度有關(guān),故C正確。
D、丙、丁兩圖,液體的密度相等,容器的形狀不同,U形管內(nèi)液面高度差不變,說(shuō)明橡皮膜受到的液體壓強(qiáng)相等,說(shuō)明液體壓強(qiáng)跟容器形狀無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。
故選:D。
2.(2023春?潼南區(qū)期中)如圖所示,甲、乙兩個(gè)實(shí)心均勻正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等。若沿水平方向?qū)⒓?、乙分別切去質(zhì)量相等的部分,剩余部分對(duì)水平地面的壓力為F甲和F乙、壓強(qiáng)為p甲和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
【答案】C
【分析】根據(jù)F=pS分析甲、乙兩個(gè)物體對(duì)水平面的壓力的大小關(guān)系;切去質(zhì)量相等的部分,根據(jù)剩余的物體的重力分析壓力的大小關(guān)系;根據(jù)p=分析減小的壓強(qiáng)的大小關(guān)系,從而得出剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)的大小關(guān)系。
【解答】解:甲、乙兩個(gè)實(shí)心均勻正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等,根據(jù)圖示可知,甲的受力面積大于乙的受力面積,根據(jù)F=pS可知,甲對(duì)地面的壓力大于乙對(duì)地面的壓力;水平面上的物體對(duì)水平面的壓力等于自身的重力,所以甲的重力大于乙的重力;若沿水平方向?qū)⒓?、乙分別切去質(zhì)量相等的部分,根據(jù)G=mg可知,甲、乙兩個(gè)物體減小的重力相同,所以甲剩余部分的重力大于乙剩余部分的重力,故:F甲>F乙;
減小的重力相同,減小的壓力相同,甲的受力面積大,根據(jù)p=可知,甲減小的壓強(qiáng)小于乙減小的壓強(qiáng),根據(jù)p'=p﹣Δp可知,甲剩余部分的壓強(qiáng)大于乙剩余部分的壓強(qiáng),即p甲>p乙。
故選:C。
3.(2023春?槐蔭區(qū)期中)隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高,汽車已逐漸進(jìn)入尋常百姓家庭。如圖所示,大多數(shù)汽車的外形截面類似于飛機(jī)機(jī)翼的縱截面(俗稱“流線型”)。當(dāng)汽車在高速公路上高速行駛時(shí),對(duì)地面的壓力會(huì)減小,汽車可能出現(xiàn)“發(fā)飄”的現(xiàn)象。下列關(guān)于汽車“發(fā)飄”原因解釋正確的是( )
A.汽車上方空氣流速比下方大,上方氣體壓強(qiáng)比下方大
B.汽車上方空氣流速比下方大,上方氣體壓強(qiáng)比下方小
C.汽車上方空氣流速比下方小,上方氣體壓強(qiáng)比下方大
D.汽車上方空氣流速比下方小,上方氣體壓強(qiáng)比下方小
【答案】B
【分析】轎車做成流線型(上凸下平),與飛機(jī)機(jī)翼的作用一樣,可以利用快速運(yùn)動(dòng)時(shí)氣流對(duì)其產(chǎn)生的向上的壓力差,減小汽車對(duì)地面的壓力,從而減小摩擦,利于加速,利于節(jié)能。
【解答】解:等質(zhì)量的空氣在相同的時(shí)間內(nèi)同時(shí)通過(guò)轎車的上表面和下表面,由于轎車上表面彎曲,下表面平直,所以空氣通過(guò)轎車上表面的流速大,通過(guò)下表面的流速較小,流體中流速越大的地方壓強(qiáng)越小,流速越小的地方壓強(qiáng)越大,形成向上的壓強(qiáng)差即壓力差,產(chǎn)生上托的力,故B正確。
故選:B。
4.(2023春?奉節(jié)縣校級(jí)期中)如圖所示事例中,利用大氣壓的是( )
A.回水管的水阻隔臭氣
B.?dāng)r河壩形狀上窄下寬
C.船由上游通過(guò)船閘駛往下游
D.工人用吸盤搬運(yùn)玻璃
【答案】D
【分析】大氣壓的存在能夠解釋很多現(xiàn)象,這些現(xiàn)象有一個(gè)共性:通過(guò)某種方法,使設(shè)備的內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓,在外界大氣壓的作用下出現(xiàn)了這種現(xiàn)象。
【解答】解:A、回水管下端相通,構(gòu)成了連通器,使用的是連通器原理,與大氣壓無(wú)關(guān),故A不合題意;
B、攔河壩的形狀上窄下寬是因?yàn)橐后w的壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大,與大氣壓無(wú)關(guān),故B不合題意;
C、船由上游通過(guò)船閘,用了連通器原理,不是利用大氣壓,故C不符合題意;
D、工人用吸盤搬運(yùn)玻璃,是因?yàn)閷⑽P內(nèi)的空氣抽出,大氣壓能把吸盤緊緊地壓在玻璃上,故D符合題意。
故選:D。
5.(2023春?開福區(qū)期中)(多選)2022年2月18日,中國(guó)隊(duì)運(yùn)動(dòng)員谷愛(ài)凌在自由式滑雪女子大跳臺(tái)項(xiàng)目決賽中,成功摘金!她以滑雪板為工具,在斜坡上自由滑降,通過(guò)表演空中技巧完成一系列的規(guī)定和自選動(dòng)作,最精彩的是最后一跳,秀出令人難以置信的左側(cè)轉(zhuǎn)體1620度,突破了自由式滑雪女子大跳臺(tái)項(xiàng)目紀(jì)錄。下列說(shuō)法正確的是它( )
A.運(yùn)動(dòng)員換上了滑雪板后,增大了她對(duì)地面的壓強(qiáng)
B.運(yùn)動(dòng)員從空中滑降的過(guò)程中,所受的重力方向是豎直向下的
C.若運(yùn)動(dòng)員在地面滑行的過(guò)程中受到的外力突然消失,她的滑行速度將越來(lái)越快
D.運(yùn)動(dòng)員沖過(guò)終點(diǎn)后不能馬上停下來(lái),是由于她具有慣性
【答案】BD
【分析】(1)減小壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),增大受力面積;在受力面積一定時(shí),減小壓力;
(2)重力方向是豎直向下的;
(3)根據(jù)牛頓第一定律分析;
(4)一切物體都具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性,物體在任何時(shí)候都有慣性。
【解答】解:A、運(yùn)動(dòng)員換上了滑雪板后,在壓力一定時(shí),增大了受力面積,從而減小了她對(duì)地面的壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B、不管運(yùn)動(dòng)員怎樣運(yùn)動(dòng),所受的重力方向總是豎直向下的,故B正確;
C、運(yùn)動(dòng)員滑行的過(guò)程中受到的外力突然全部消失,運(yùn)動(dòng)員將做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不變,故C錯(cuò)誤;
D、運(yùn)動(dòng)員沖過(guò)終點(diǎn)后不能馬上停下來(lái),這是由于運(yùn)動(dòng)員具有慣性,還要繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),故D正確。
故選:BD。
二、填空題。
6.(2022?南昌二模)新冠襲來(lái),平時(shí)外出的人們都佩戴了口罩如圖,但佩戴時(shí)間長(zhǎng)了以后,耳背處會(huì)感覺(jué)特別疼,原因是耳背處受到的壓力相同時(shí), 受力面積 小壓強(qiáng)大,改進(jìn)措施: 將口罩掛耳朵處的線做的寬一些 。
【答案】受力面積;將口罩掛耳朵處的線做的寬一些。
【分析】增大壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),減小受力面積;在受力面積一定時(shí),增大壓力;
減小壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),增大受力面積;在受力面積一定時(shí),減小壓力。
【解答】解:口罩掛耳朵處的線很細(xì),是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),所以佩戴時(shí)間長(zhǎng)了以后,耳朵會(huì)感覺(jué)特別疼,
改進(jìn)措施:將口罩掛耳朵處的線做的寬一些,這樣在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng),從而使耳朵不會(huì)感覺(jué)特別疼。
故答案為:受力面積;將口罩掛耳朵處的線做的寬一些。
7.(2023春?龍崗區(qū)期中)如圖是跨路面兩側(cè)的水渠截面示意圖,兩側(cè)的水渠和中間的管道可以看成是一個(gè) 連通器 。水靜止時(shí),右側(cè)水面較左側(cè)水面 相平 (選填“高”“低”或“相平”),水靜止時(shí),同一水平線上AB兩點(diǎn),水的壓強(qiáng)A點(diǎn) 等于 (選填“大于”、“小于”或“等于”)B點(diǎn)。
【答案】連通器;相平;等于。
【分析】連通器是上端開口,下端連通的容器;連通器里只有一種液體,在液體不流動(dòng)的情況下,連通器各容器中液面的高度總是相平的;根據(jù)p=ρgh分析兩點(diǎn)壓強(qiáng)的大小關(guān)系。
【解答】解:兩側(cè)水渠和中間的涵洞底部是相通的,上端開口,相當(dāng)于是一個(gè)連通器。
由連通器的原理可知,當(dāng)水靜止時(shí),左側(cè)水面與右側(cè)水面相平;
由于兩側(cè)水面相平,則同一水平線上AB兩點(diǎn)的深度相同,根據(jù)p=ρgh可知,水對(duì)A點(diǎn)的壓強(qiáng)等于水對(duì)B點(diǎn)的壓強(qiáng)。
故答案為:連通器;相平;等于。
8.(2023春?如皋市期中)如圖所示,一個(gè)重10N長(zhǎng)方體木塊在4N的水平拉力F作用下,在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊受到桌面的摩擦力是 4 N,如果拉力增大到6N,木塊受到的摩擦力將 不變 (選填“變大”、“變小”或“不變”);如果將靜止在水平桌面上的木塊沿豎直方向切割掉三分之一,則切割前后木塊對(duì)桌面的壓力之比是 3:2 ,壓強(qiáng)之比是 1:1 。
【答案】4;不變;3:2;1:1。
【分析】(1)當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),處于平衡狀態(tài),受力平衡;摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān);
(2)木塊對(duì)水平桌面的壓力等于木塊的重力,從而得出切割前后木塊對(duì)桌面的壓力之比;
根據(jù)p=推導(dǎo)柱形固體對(duì)水平支持面壓強(qiáng)公式,因密度、高度不變,據(jù)此得出對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)之比。
【解答】解:(1)由于木塊在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以水平方向上的拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力,所以摩擦力f=F=4N;
當(dāng)拉力增大后,因?yàn)槟緣K對(duì)桌面的壓力大小仍等于重力,沒(méi)有變化,而且接觸面的粗糙程度也不變,所以摩擦力大小不變;
(2)木塊對(duì)水平桌面的壓力等于木塊的重力,沿豎直方向切割掉三分之一,則切割前后木塊對(duì)桌面的壓力之比是F壓:F壓′=G:(G﹣G)=3:2;
長(zhǎng)方體木塊對(duì)桌面的壓強(qiáng):p======ρgh,
因切割后的木塊密度和高度均不變,所以木塊對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)不變,即切割前后木塊對(duì)桌面的壓強(qiáng)之比是1:1。
故答案為:4;不變;3:2;1:1。
9.(2023?碑林區(qū)校級(jí)模擬)駕駛員頭靠頭枕、身系安全帶,駕駛著轎車在水平路面上高速向前行駛,如圖所示,駕駛員頭靠頭枕是為了防止汽車在 加速 (選填“加速”“減速”)時(shí)由于慣性造成的傷害,轎車在水平路面上高速行駛時(shí)對(duì)面的壓力 小于 (選填“大于”“小于”)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力。
?
【答案】加速;小于
【分析】物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性。
流體在流速大的地方壓強(qiáng)較小,在流速小的地方壓強(qiáng)較大。車子靜止在水平面上,車子對(duì)路面的壓力等于重力;當(dāng)流線型的車子快速行駛時(shí),產(chǎn)生升力,車子對(duì)地面壓力減小。
【解答】解:在座位的靠背上安裝“頭枕”,當(dāng)轎車被追尾時(shí),轎車速度加快,乘客由于慣性會(huì)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),此時(shí)頭枕可以起到防止乘客頸椎受傷。
在路面上靜止的轎車,轎車對(duì)路面的壓力大小等于轎車的重力,當(dāng)轎車在路面上高速行駛時(shí),車頂?shù)目諝饬魉俅笥谲嚨椎目諝饬魉?,車上方的壓?qiáng)小于下方的壓強(qiáng),會(huì)產(chǎn)生向上的壓強(qiáng)差、壓力差,從而產(chǎn)生一定大小的向上的升力,使轎車對(duì)路面的壓力小于汽車所受的重力,故轎車對(duì)路面的壓力與靜止使相比變小,即轎車在水平路面上高速行駛時(shí)對(duì)地面的壓力小于靜止時(shí)對(duì)地面的壓力。
故答案為:加速;小于。
10.(2023?巨野縣一模)目前,我國(guó)上市的新冠疫苗已經(jīng)達(dá)到4個(gè),據(jù)了解疫苗需在2~8℃的冰箱中保存,注射器吸取疫苗液體的原理和用吸管喝牛奶的原理相同,都是利用了 大氣壓 。注射疫苗時(shí)選用的注射器針尖較細(xì)是為了 增大壓強(qiáng) 。
【答案】大氣壓;增大壓強(qiáng)。
【分析】(1)大氣壓的利用一般都是在某處使氣壓降低,然后在外界大氣壓的作用下,產(chǎn)生了某種效果;
(2)增大壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),減小受力面積;在受力面積一定時(shí),增大壓力;
【解答】解:
(1)注射器吸取疫苗液體的原理和用吸管喝牛奶的原理相同,都是利用了大氣壓;
(2)注射器的針尖做得很細(xì),是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)。
故答案為:大氣壓;增大壓強(qiáng)。
11.(2023春?江陰市期中)如圖所示,水平桌面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量分布均勻的木板M,右端與桌邊相齊,在水平力F的作用下,沿直線向右勻速離開桌邊,在此過(guò)程中,M對(duì)桌面的壓力 不變 ,壓強(qiáng) 變大 ,推力F 不變 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】不變;變大;不變。
【分析】在水平面上,壓力的大小是由物體的重力產(chǎn)生的,而壓強(qiáng)的大小受壓力大小和受力面積的大小影響,由接觸面積的變化,再利用壓強(qiáng)公式p=可求得壓強(qiáng)的變化;
摩擦力與壓力和受力面的粗糙程度有關(guān),與受力面積無(wú)關(guān),據(jù)此判斷M所受摩擦力的變化,M勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),推力與摩擦力平衡,大小相等。
【解答】解:因木塊放在水平桌面上,所以木塊對(duì)桌面的壓力等于自身的重力;由于木塊的重力不變,所以在這一過(guò)程中,木塊對(duì)桌面的壓力也不變;
在壓力不變的情況下,隨著物體被緩慢推出,受力面積逐漸變小,由p=可知,M對(duì)桌面的壓強(qiáng)逐漸變大。
木板沿直線勻速向右運(yùn)動(dòng),推力與摩擦力是一對(duì)平衡力,因?yàn)槟景鍖?duì)桌面的壓力大小和接觸面的粗糙程度都不變,所以木塊受到的摩擦力不變,推力不變。
故答案為:不變;變大;不變。
12.(2023春?阿克蘇市校級(jí)期中)如圖所示是一輛不慎駛?cè)胨衅嚨能囬T,隨著水位升高,車門上A處受到水的壓強(qiáng)將 變大 (填“變大”、“不變”或“變小”)。若車門在水下部分的面積為0.8m2,受到水的平均壓強(qiáng)為5×105Pa,g=10N/kg,此時(shí)車門所受水的壓力相當(dāng)于 4×104 kg水壓在車門上,建議汽車不慎駛?cè)胨袝r(shí),應(yīng)立即設(shè)法從車內(nèi)逃離,緊急情況下,應(yīng)揮動(dòng)逃生錘的 A (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的邊角,砸窗逃離。
【答案】變大;4×104;A。
【分析】根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh分析水的壓強(qiáng)如何變化;
由壓強(qiáng)公式的變形公式F=pS可以求出壓力;應(yīng)用G=mg求出水的質(zhì)量;
增大壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),減小受力面積;在受力面積一定時(shí),增大壓力。
【解答】解:隨水位升高,A處的水深h不斷增加,由p=ρgh可知,A處受到水的壓強(qiáng)將變大;
由p=可知,車門受到的壓力:F=pS=5×105Pa×0.8m2=4×105N;
由G=mg可知,水的質(zhì)量:m===4×104kg;
由圖知,A處比B處受力面積小,所以用A端砸向玻璃窗的邊角,在用力相同的情況下,產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大,玻璃更容易破碎。
故答案為:變大;4×104;A。
13.(2023春?鹽田區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,質(zhì)量均為6kg的甲、乙兩正方體放置在水平地面上,甲的邊長(zhǎng)小于乙的邊長(zhǎng)。甲的體積為1×10﹣3m3,則甲的密度ρ甲= 6×103 kg/m3。乙正方體的棱長(zhǎng)為0.2m,乙正方體對(duì)地面的壓強(qiáng)p乙= 1470 Pa?,F(xiàn)將兩個(gè)物體A、B分別放置在甲、乙兩正方體上,使甲和乙對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等。那么A、B兩個(gè)物體的重力GA < GB(選填“>”、“<”或“=”)。
【答案】6×103;1470;<。
【分析】(1)已知甲的質(zhì)量和體積,利用ρ=求得其密度。
(2)物體放在水平地面上,對(duì)地面的壓力等于物體的重力,根據(jù)F=G=mg求得乙對(duì)地面的壓力,求出乙的底面積,根據(jù)公式p=可求乙對(duì)地面的壓強(qiáng)。
(3)當(dāng)在甲、乙兩物塊上分別放上重為GA、GB的物體時(shí),此時(shí)甲對(duì)地面的壓力等于甲的重力與GA之和,乙對(duì)地面的壓力等于乙的重力與GB之和,根據(jù)F=pS和甲、乙兩物塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等可知甲、乙對(duì)地面的壓力關(guān)系,然后得出GA與GB的關(guān)系。
【解答】解:(1)甲的密度:
ρ甲===6×103kg/m3;
(2)乙對(duì)水平地面的壓力:
F乙=G乙=m乙g=6kg×9.8N/kg=58.8N;
因?yàn)橐艺襟w的棱長(zhǎng)為0.2m,底面積S=0.2m×0.2m=0.04m2,
乙對(duì)水平地面的壓強(qiáng):
p乙===1470Pa;
(3)當(dāng)在甲、乙兩物塊上分別放上重為GA、GB的物體時(shí),
甲、乙對(duì)地面的壓力分別為:F甲總=G甲+GA,F(xiàn)乙總=G乙+GB,
因?yàn)榧椎倪呴L(zhǎng)小于乙的邊長(zhǎng),所以甲的底面積小于乙的底面積,且甲、乙兩物塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等,
由F=pS可知,F(xiàn)甲總<F乙總,
因?yàn)镚甲=G乙,所以GA<GB。
故答案為:6×103;1470;<。
14.(2023?宿城區(qū)二模)如圖所示,實(shí)心長(zhǎng)方體A和B放在水平地面上,高度之比hA:hB=2:1,底面積之比SA:SB=1:2,它們對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,則它們的密度之比ρA:ρB= 1:2 ;它們對(duì)地面的壓力之比FA:FB= 1:2 。若將A疊放在B的上方,會(huì)使B對(duì)地面的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的 1.5 倍。
【答案】1:2;1:2;1.5。
【分析】已知兩個(gè)長(zhǎng)方體的高度之比、對(duì)地面的壓強(qiáng)相同,利用公式p=====ρgh得到它們的密度之比;
已知長(zhǎng)方體對(duì)地面的壓強(qiáng)關(guān)系和底面積關(guān)系,根據(jù)F=pS可以得到它們對(duì)地面的壓力之比;
若將A疊放在B的上方,根據(jù)在水平面壓力等于重力算出壓力的變化倍數(shù),而受力面積不變,根據(jù)p=求出此時(shí)B對(duì)地面的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍。
【解答】解:實(shí)心長(zhǎng)方體對(duì)水平面的壓強(qiáng)p=====ρgh,且原來(lái)它們對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,
所以長(zhǎng)方體密度之比為ρA:ρB=:==;
由p=可得,兩長(zhǎng)方體對(duì)地面的壓力之比為FA:FB=pSA:pSB=SA:SB=1:2;
因?yàn)樵谒矫嫔蠅毫Φ扔谥亓Γ?br>所以兩長(zhǎng)方體的重力之比為GA:GB=FA:FB=1:2,即GA=GB,
若將A疊放在B的上方,會(huì)使B對(duì)地面的壓力變?yōu)樵瓉?lái)的==1.5倍,
而受力面積不變,根據(jù)p=可知B對(duì)地面的壓強(qiáng)也變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍。
故答案為:1:2;1:2;1.5。
三、解答題。
15.(2023春?思明區(qū)校級(jí)期中)物理也越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于人們?nèi)粘5纳钌a(chǎn)中,人們的生活也越來(lái)越離不開物理,可以說(shuō)處處與物理打著交道,就拿與人們朝夕相處的廚房來(lái)說(shuō)吧!
(1)如圖是某款家用抽油煙機(jī),能將做飯時(shí)的油煙“抽出”廚房,保持廚房空氣清新。請(qǐng)你用物理知識(shí)解釋抽油煙機(jī)能夠向外“抽氣”的原理。
(2)如圖所示是一個(gè)敲肉錘,它的錘面上有一些小凸起,經(jīng)過(guò)它的敲打肉會(huì)變得松散、易于烹飪。請(qǐng)解釋錘面上的小凸起為什么設(shè)計(jì)得很尖?
【答案】(1)油煙機(jī)工作時(shí),加大了空氣的流速,使油煙機(jī)附近的氣壓小于房間內(nèi)的氣壓,則在壓力差的作用下油煙被自動(dòng)“抽出”。
(2)敲肉錘的錘頭很尖,是在壓力一定的情況下,通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)
【分析】(1)依據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來(lái)分析解答:流體流速越大的位置,其壓強(qiáng)越小。
(2)增大壓強(qiáng)的方法:在壓力一定時(shí),減小受力面積;在受力面積一定時(shí),增大壓力。
【解答】答:(1)油煙機(jī)工作時(shí),加大了空氣的流速,使油煙機(jī)附近的氣壓小于房間內(nèi)的氣壓,則在壓力差的作用下油煙被自動(dòng)“抽出”。
(2)敲肉錘的錘頭很尖,是在壓力一定的情況下,通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)。
16.(2022春?茂名期中)閱讀《神奇的公道杯》,請(qǐng)根據(jù)材料,回答下列問(wèn)題:
在中國(guó)科技館一層“華夏之光”展廳的“中國(guó)古代的科學(xué)探索”展區(qū),有如圖甲所示的公道杯,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙所示。將水緩慢裝入杯中,觀察到當(dāng)公道杯中裝入水量較少時(shí),水不會(huì)流出來(lái);當(dāng)裝入水量超過(guò)最高點(diǎn)時(shí),水會(huì)從杯底全部流出,這是利用了虹吸現(xiàn)象。
在一根塑料管中裝滿水,將塑料管一端置于裝有水的A容器中,如圖丙所示,容器內(nèi)的水會(huì)持續(xù)通過(guò)塑料管流到B容器中,仿佛有一種“神奇”的力量把水從容器中吸走了一般。雖然有一段塑料管中水是向上流的,但是觀察整體結(jié)構(gòu),我們發(fā)現(xiàn)水其實(shí)還是從高處的容器順著這段彎管向下流動(dòng)到了低處,這種不用水泵而利用液面高度差的作用力吸抽液體的現(xiàn)象叫虹吸現(xiàn)象。
(1)公道杯中水流管的兩端口一端在杯內(nèi),一端在 杯外 ;
(2)產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象的條件是 液面有高度差 ;
(3)利用一個(gè)透明的塑料杯和吸管自制了一個(gè)公道杯,如圖丁所示,請(qǐng)你觀察公道杯,其盛水的最高水位取決于杯中 B (選填:“A”、“B”或“C”)點(diǎn)的高度。
【答案】(1)杯外;(2)液面有高度差;(3)B。
【分析】(1)根據(jù)公道杯結(jié)構(gòu)示意圖圖乙,觀察水流管的兩端口的位置回答此題;
(2)根據(jù)公道杯結(jié)構(gòu)示意圖并結(jié)合液體壓強(qiáng)特點(diǎn)來(lái)回答此題;
(3)根據(jù)虹吸現(xiàn)象原理來(lái)解釋此題。
【解答】解:(1)由公道杯結(jié)構(gòu)示意圖圖乙可知:進(jìn)水口在公道杯內(nèi)而排水孔在公道杯外,這樣才能把杯中水向外排出;
(2)由公道杯結(jié)構(gòu)示意圖并結(jié)合題目中對(duì)虹吸現(xiàn)象的描述可知:虹吸現(xiàn)象是利用液面高度差的作用力吸抽液體;
(3)根據(jù)虹吸現(xiàn)象原理可知:虹吸現(xiàn)象利用液面高度差的作用力吸抽液體,只有當(dāng)水面超過(guò)彎管高度時(shí)才會(huì)產(chǎn)生液面高度差,水就會(huì)流出,所以其盛水的最高水位取決于杯中彎管的高度B點(diǎn)。
故答案為:(1)杯外;(2)液面有高度差;(3)B。
壓強(qiáng)的變化量(Pa)
Δp甲
0
Δp乙
250

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