物理知識壓力和壓強(qiáng)歸納
物理知識壓力和壓強(qiáng)歸納
一、壓力
1.壓力概念
①定義:垂直作用在物體表面上的力叫做壓力
、诋a(chǎn)生的條件:相互接觸的兩個物體相互擠壓。例如:靜止在地上的籃球和地面間有相互擠壓的作用,籃球?qū)Φ孛嬗袎毫?靜止在豎直墻壁旁的籃球與墻壁之間沒有相互擠壓,所以沒有壓力。
③方向:與受力物體的支撐面垂直,并指向支撐面,由于受力物體的受力支撐面可能是水平面,也可能是豎直面,還可能是角度不同的傾斜面,因此,壓力的方向沒有固定指向,它可能指向任何方向,但始終和受力物體的受力面相垂直。
④單位:牛頓,符號:N
二.壓力的作用效果
要點(diǎn)詮釋:壓力的作用效果與壓力和受力面積有關(guān)。
、賶毫Φ淖饔眯Ч鞘刮矬w的形狀發(fā)生變化。例如:坐在沙發(fā)上,人對沙發(fā)的壓力使沙發(fā)向下凹;用兩手?jǐn)D壓彈簧手對彈簧的壓力會使彈簧變短。
、谟绊憠毫ψ饔眯Ч囊蛩
不同的情況下,壓力作用在物體表面使物體發(fā)生的形變量常常是不同的。說明壓力所產(chǎn)生的效果不一樣,實(shí)驗(yàn)證明壓力的作用效果與兩個因素有關(guān):壓力的大小、受力面積的大小,當(dāng)受力面積相同時壓力越大,壓力的作用效果越顯著;當(dāng)壓力大小相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越顯著。
三、液體壓強(qiáng)
(一)要點(diǎn)詮釋:
1.產(chǎn)生原因:液體的壓強(qiáng)是由液體所受的重力及液體具有流動性而產(chǎn)生的,液體的壓強(qiáng)雖然是由液體受的重力產(chǎn)生的,但它的大小卻與液體受的重力無關(guān),液體對容器底部的壓力不一定等于容器中的液體受到的重力,只有側(cè)壁豎直的容器,底部受到的液體壓力才等于容器內(nèi)的液體所受的重力。
2.特點(diǎn):通過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn),液體壓強(qiáng)具有以下特點(diǎn):
、僖后w對容器的底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng),液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。
、谝后w的壓強(qiáng)隨深度增加而增大,在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)相等。
③不同液體的壓強(qiáng)還跟它的密度有關(guān)系。
3.液體壓強(qiáng)計算公式:,式中P表示液體自身產(chǎn)生的向各個方向的壓強(qiáng),不包括液體受到的外加壓強(qiáng),單位是Pa,是液體密度,單位是 是常數(shù),,h是液體的深度,單位是m。由公式知,液體壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān),與液體的重力、體積無關(guān)。當(dāng)深度一定時,P與成正比,當(dāng)一定時,P與h成正比。
液體的深度h指的是液體中被研究點(diǎn)到自由液面的豎直距離,即一定要從液體跟空氣的分界面豎直往下測量,它不是高度,高度由下往上量的,判斷出h的大小是計算液體壓強(qiáng)的關(guān)鍵。
說明:(1)公式適用的條件為:液體。
(2)公式中物理量的單位為:p——Pa;——kg/m3;g——N/kg;h——m。
(3)從公式中看出:液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān),而與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。著名的帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)充分說明這一點(diǎn)。
3.連通器原理的應(yīng)用
①茶壺:茶壺口高于茶壺蓋的.設(shè)計。
②鍋爐水位計:利用連通器原理把鍋爐中的水位反映到鍋爐外的水位計中。
③自動飲水器:利用連通器原理使飲水部分水面自動升高。
、艽l:利用連通器原理使輪船通過水庫,攔河大壩等。
四、大氣壓強(qiáng)
1、實(shí)驗(yàn)證明:大氣壓強(qiáng)是存在的,大氣壓強(qiáng)通常簡稱大氣壓或氣壓。
2、大氣壓的測量——托里拆利實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)過程:在長約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后,管內(nèi)水銀面下降一些就不在下降,這時管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。
(2)原理分析:在管內(nèi),與管外液面相平的地方取一液片,因?yàn)橐后w不動故液片受到上下的壓強(qiáng)平衡。即向上的大氣壓=水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
(3)結(jié)論:大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。
(4)說明:
①實(shí)驗(yàn)前玻璃管里水銀灌滿的目的是:使玻璃管倒置后,水銀上方為真空;若未灌滿,則測量結(jié)果偏小。
、诒緦(shí)驗(yàn)若把水銀改成水,則需要玻璃管的長度為10.3m
、蹖⒉AЧ苌陨咸峄蛳聣海軆(nèi)外的高度差不變,將玻璃管傾斜,高度不變,長度變長。
3、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓——支持76cm水銀柱的大氣壓叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa,可支持水柱高約10.3m
4、大氣壓的變化:大氣壓隨高度增加而減小,大氣壓隨高度的變化是不均勻的,低空大氣壓減小得快,高空減小得慢,且大氣壓的值與地點(diǎn)、天氣、季節(jié)的變化有關(guān)。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。
5、大氣壓的測量:測定大氣壓的儀器叫氣壓計。氣壓計分為水銀氣壓計和無液氣壓計。
大氣壓的應(yīng)用:活塞式抽水機(jī)和離心式抽水機(jī)。
五、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
1、流體壓強(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。
2、飛機(jī)的升力:機(jī)翼的上下表面存在的壓強(qiáng)差,產(chǎn)生了向上的升力。
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