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八年级(下)第九章《压强》章节笔记

2023-03-15 23:06 作者:萧老师物理  | 我要投稿

一、压强

1、压力

①压力:垂直作用在物体表面的力。

②方向:垂直于面、球体的话,垂直于切线方向(过圆心)

③压力与重力:在水平面上,F压=G。

2、压强

①定义:压力的作用效果。物理量p,单位帕斯卡,简写Pa。

②物理意义:单位面积上承受的压力大小。

③公式:p=F/s ;pa=N/m2   

2、实验

 

探究影响压力作用效果的因素


①通过观察海绵/沙子的凹陷程度来判断压强的大小→转换法。

②控制变量法

结论:压力一定时,受力面积大的压强小。

      受力面积相同时,压力大的压强大

4、计算题步骤注意

①水平面别忘写

②面积的单位是102进制,养成习惯用科学计数法。1cm2=10-4m2

③其余步骤跟之前大同小异。

5、固体压强

①规则物体p=ρgh 相同密度物体 高度之比即是对底面压强之比

 

二、液体压强

1、实验前了解:

①薄膜:可以发生弹性形变的材料固定在探头上

②橡胶管:连接探头和U形管密闭橡胶管

③U形管:下端连通,内部是带颜色的液体(就是连通器)

注意:

①连接好装置后,要轻按薄膜,观察U形管两端液面高度差是否变化(检查气密性)

②探头浸入液体后,橡胶管不能弯折,否则高度差不变化

③U形管压强计上,只有刻度,没有单位,不能直接测量压强大小。而是将高度差转化为压强大小,进行定性研究。

2、研究液体内部压强

 

探究液体内部压强特点


①将探头浸入水中一定深度,保持深度不变,改变探头方向,观察高度差是否变化。

②增大深度,观察高度差。

③换不同液体,保持深度相同,观察高度差。

液体内部压强特点结论:

①液体内部同一深度,各个方向的压强相等。

②同种液体,深度越深,压强越大。

③深度相同时,液体密度越大,压强越大。

3、液体压强公式推导

利用P=F/s 推导 设想一部分水压在一个平面上

 

把液体固体化进行推导


4、连通器

①上端开口,下端连通的容器。

②同种液体

③静止就等高(跟容器形状无关)

④原理:同种液体相同深度压强相同,右P=F/s可知F=Ps

连通器等高


该点液体产生的压力F=ps

h相同p相同,F相同

所以没有压力差

所以液体不流动保持静止

即静止状态下等高


5、必考

 

同一容器翻转


同一容器翻转,液体V不变。

①容器对地面压力不变(总重力不变)

②容器对地面压强变大(P=F/s压力不变,s变小)

③液体对容器底部压强变大(V不变,h变大,p=ρgh,压强变大)

④液体对容器底部压力变小(G不变,从F压>G变为F压<G)

详解④:

若用P=F/s F=Ps 来判断液体对底部压力,由于s变小,P变大,两个量都变化,无法判断。这种明确的带正反比关系的式子判断大小,咱们一直都是控制变量法。现在都变化了,怎么判断呢?

回到教材最初的引导,液体的压强,也是设想某个体积的液体的重力压在一个平面上。

p=F/s 变为 p=ρgh关键环节是水平面和V=sh,水平面把G变为F压,V=sh能代入是因为我们认为该部分水是”规则的”,直上直下的。

 

规则容器


如图,规则容器中,我们认为水对底部的压力,为这部分的重力。即F压=G

增压容器


而一个增压容器,我们理解为水对底部的压强是虚线部分体积的水在压,这是从公式的理解角度出发的。假如用力学的本质去探究,则理解为“侧壁帮助原来的水在底面”

 

所以F压>G

减压容器

而一个减压容器,我们理解为水我们理解为水对底部的压强是虚线部分体积的水在压,这是从公式的理解角度出发的。假如用力学的本质去探究,则理解为“侧壁帮助起了部分的水”

 

所以F压<G

上述举例的必考题④,G不变,从F压>G变为F压<G,所以压力变小了。

 

三、大气压强

1、大气压强的存在

①吸盘 ②呼吸 ③吸管喝奶茶 ④马德堡半球实验 ⑤水瓶纸张实验 等

 

闪回理解:气体液体都是流体,压强特点类似。比如各个方向压强相同,由于空气重力产生,所以海拔越高,压强越小。

 

2、托里拆利实验:大气压的测量

①器材:1m长,一端封闭玻璃管,水银槽。

②步骤略

③原理:由于静止,等高的任意两点有  

托里拆利测量


 P0+ρgh1=ρgh2  

         P0=ρgΔh                                    

所以本实验使用了等效替代法。

      大气压作用下,托起了760mm的水银。

      P0=P水银=1.36x104kg/m3x9.8N/kgx0.76m=1.013x105Pa

      粗略计算统一按1.0x105Pa

3、自制气压计(密封好先吹气,确保P内>P0)

自制压强计


由于静止,等高的任意两点有

P内+ρgh1=P0+ρgh2

P内-P0=ρgΔh

高度差液体压强,即为内外气体压强差。

携带该自制气压计,登山,发现在Δh变大,证明大气压在变小。

3000m以内,每升高10m,大气压减小100Pa。

 

四、流体压强与流速

1、在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。

2、飞机的升力

 

飞机升力原理图


上凸下平,导致上方流速较快,压强小,下方流速较慢,压强大。产生了向上的压强差,从而产生了向上的压力差,使飞机获得了升力。

3、简答题举例

流体压强简答

 

1、为什么当列车驶过时,人要站在安全线意外以防止被“吸”向列车?

 

答:当列车驶过时,列车附近空气流速较快,压强较小。人后方的空气流速较慢,压强较大。就会产生向内的压强差,从而产生压力差,当这个压力差大于地面对人的摩擦力时候,人会被“吸”向列车,发生危险。

 

2、将一枚硬币放置在水平桌面上,沿着硬币上方吹气,为何硬币会被“吹起”?

 

答:沿着硬币上方吹气时,硬币上方空气流速较快,压强较小,硬币下方空气流速较慢,压强较大,产生了竖直向上的压强差,从而产生了竖直向上的压力差。当空气流速到某一个值,向上的压力差大于重力时,硬币会被“吹起”。

 

3、在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球.然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,乒乓球会下落吗?

 

答:不会。用力向下吹气时,乒乓球上方空气流速较快,压强较小,乒乓球下方空气流速较慢,压强较大,产生了竖直向上的压强差,从而产生了竖直向上的压力差。当这个压力差大于或等于重力时,乒乓球不会下落。

 

4、分析飞机的机翼的形状为什么会产生升力?

 

答:因为飞机机翼截面形状是上方凸起、下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分。由于机翼截面的结构特点,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大。因此在机翼上下表面产生了向上压强差,从而产生了向上的压力差,这就产生了向上的升力。

 

5、中国海军护航编队由导弹驱逐舰、导航护卫舰、综合补给舰组成。当护航编队在海上全速前进时候,舰艇间能否近距离并排行驶?请从物理学的角度说明原因。

 

答:不能。并排全速前进时,舰艇间的水和空气流速较大,压强较小,两侧的水和空气流速较小,压强较大,导致两侧的压强大于中间的压强,产生两侧向内的压强差,从而产生两侧向内的压力差,在这个压力差的作用下,并排行驶会使舰艇越靠越近,发生危险。

 

6、乒乓球发下旋球的时,会快速“下坠”让对方措手不及,请你解释这个现象。

 

答:乒乓球向前运动时,与空气发生相对运动,由于自身的旋转,导致上方空气流速较小,压强较大,下方空气流速较大,压强较小,从而产生了向下的压强差,从而产生了向下的压力差。在压力和重力的作用下,导致乒乓球迅速“下坠”。

乒乓球的下旋球


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