資源簡介

懂圖像，巧解題
一、柱形容器——正比變化——傾斜直線
例1 勻速地向某容器內注滿水，容器底所受水的壓強與注水時間的關系如圖1所示，這個容器可能是（ ）
A．錐形瓶 B．量杯 C．茶壺 D．燒杯
解析 根據圖象知，容器底所受水的壓強隨注水時間均勻上升，即正比變化。當勻速地向容器內注滿水時，根據可知，容器內水面高度均勻升高，容器應該粗細均勻。故只有D符合題意。
答案 D
點評 柱形容器中液面上升的高度與時間成正比，液體壓強與液體深度成正比，因此，液體壓強與時間成正比。
二、非柱形容器——非正比變化——非直線
例2 如圖2所示，向放置在水平桌面上的木桶中勻速注水直至注滿，下列表示此過程中木桶底部受到水的壓強隨時間變化的圖象正確的是（ ）
A B C D
解析 據圖可知，木桶的形狀是上寬下窄，所以在向木桶中倒水時，相同時間倒入相同質量的水，但水在木桶中增加的高度越來越小，所以根據可知，木桶底部所受的液體的壓強的增加量也會越來越小，故B是正確的。
答案 B
點評 非柱形容器，因其粗細變化，以致于液體上升高度隨時間變化不成正比，圖像也就不是一條傾斜直線。若容器上寬下窄，則液面上升越來越慢，液體壓強增加得越來越慢，圖像向下彎曲；若容器下寬上窄，則液面上升越來越快，液體壓強增加得越來越快，圖像向上彎曲。
三、柱形容器——水溫變化——水平直線
例3 圖3甲中圓柱形容器裝有適量的水，當水溫從0℃升到15℃時，水的密度和水溫關系如圖3乙所示，此過程水的質量不變，不考慮圓柱形容器的熱脹冷縮，下列選項中能正確反映圖甲中容器底受到水的壓強和水溫關系的是（ ）
A B C D
解析 由圖乙可知，當水溫從0℃升到15℃時，水的密度先變大后變小；水的質量不變，容器的底面積不變，根據可知容器中水先下降后上升，利用無法判斷容器底受到水的壓強如何變化，當水溫從0℃升到15℃時，水的質量不變，處于規則容器中，則水對容器底部的壓力等于水的重力，根據可知，當水溫從0℃升到15℃時，容器底受到水的壓強不變，故ABC不符合題意，D符合題意。
答案 D
點評 若、都發生變化，且二者變化“步調”相反時，不應再考慮根據公式來判斷液體壓強大小變化，而應選擇來判斷。神奇弧線——香蕉球
如果你喜愛足球運動的話，那么“香蕉球”應該不陌生吧。如圖1所示，貝克漢姆罰前場直接任意球時，通常是防守方五、六個球員在球門前組成一道“人墻”，擋住進球路線。貝克漢姆往往稍著調整步伐，起腳一記勁射，足球繞過了“人墻”，眼看要偏離球門飛出，卻又沿弧線拐過彎來直入球門，讓守門員措手不及，眼睜睜地看著球進了大門。這就是頗為神奇的“香蕉球”。
為什么足球會在空中沿弧線飛行呢？下面我們通過一個實驗來探究其中的奧秘。如圖2甲所示，用細線吊起一個空的塑料飲料瓶，用手轉動飲料瓶，使它繞對稱軸線旋轉。轉動的塑料瓶帶動四周的空氣繞它旋轉。如果這時用電扇向它吹風，旋轉著的飲料瓶向圖2乙所示方向移動。而飲料瓶之所以向圖示方向移動，是由于飲料瓶在旋轉時，圖示上表面運動和空氣的運動方向相同，由于摩擦，使上部空氣流動速度加快；圖示下表面運動和空氣的運動方向相反，由于摩擦，使下部空氣流動速度減慢，空氣流動速度越快，壓強越小，則飲料瓶受到空氣對圖示下部壓強大于上部壓強，使飲料瓶向上移動，同時又由于受到風的推力，所以飲料瓶的運動軌跡是向圖示方向移動。
與此相類似，在罰“香蕉球”的時候，運動員并不是拔腳踢中足球的中心，而是稍稍偏向一側，同時用腳背摩擦足球，使球在空氣中前進的同時還不斷地旋轉。這時，一方面空氣迎著球向后流動，另一方面，由于空氣與球之間的摩擦，球周圍的空氣又會被帶著一起旋轉。這樣，球一側空氣的流動速度加快，而另一側空氣的流動速度減慢。根據流體壓強與流速的關系可知：氣體的流速越大的地方，壓強越小。由于足球兩側空氣的流動速度不一樣，它們對足球所產生的壓強也不一樣，于是，足球在空氣壓力的作用下，被迫向空氣流速大的一側轉彎了。
另外，罰“香蕉球”時，足球不僅可以側旋，并且隨著腳觸球部位的不同，還可以產生不同的旋轉，從而使足球上飄和下沉。這樣就達到了迷惑防守方的目的。同樣，在乒乓球中，運動員在削球或拉弧圈球時，球的線路會改變，其道理與“香蕉球”一樣。
圖2
圖3巧解壓強的改變
在有關壓強的試題中，有一類伴隨著疊加或切割物體的重難點題型，讓我們通過例題來一起學習吧。
一、疊放類
例1 如圖1所示，甲、乙兩個實心均勻正方體（）分別放在水平地面上，它們對地面的壓強相等。若將乙放在甲的上表面，甲對地面增加的壓強為。若將甲放在乙的上表面，乙對地面增加的壓強為，則（ ）
A．＞
B．＜
C．＝
D．無法判斷
解析 由圖可知：甲、乙正方體的底面積：；
因為甲、乙對地面的壓強＝，又有得：
，
若將乙放在甲的上表面，甲對地面增加的壓力，
則壓強；
將甲放在乙的上表面，乙對地面增加的壓力，
則壓強；
所以，＞，A選項符合題意。
答案 A
點撥 解答固體壓強疊放類問題，關鍵是找到壓力和受力面積，緊抓變量和不變量。另外需要注意題目中的隱含條件，如：“質量相等”、“受力面積相等”、“壓強相等”。
二、切割類
例2 如圖2所示的四種方式，將長方體沿虛線切去一半，剩余一半留在水平桌面上，則壓力和壓強都變為原來一半的是 圖；壓力變為原來的二分之一，而壓強不變的是 圖。
解析 （1）因為在水平桌面上，，甲圖中沿虛線切去一半，變小減半，所以壓力減半，不變，由可知壓強變為原來一半；
（2）乙圖中沿虛線切去一半，變小減半，所以壓力減半，減半，由可知壓強不變；
（3）丙圖中沿虛線切去一半，變小減半，所以壓力減半，不變，由可知壓強變為原來一半；
（4）丁圖中沿虛線切去一半，變小減半，所以壓力減半，減半，由可知壓強不變；
綜上所述，壓力和壓強都變為原來一半的是甲圖和丙圖；壓力變為原來的二分之一，而壓強不變的是乙圖和丁圖。
答案 甲、丙；乙、丁
點撥海底一萬米，你好！
——“奮斗者”號標注中國載人深潛新坐標
讀材料
2020年11月28日8時30分許，一陣汽笛聲響，創造了10909米中國載人深潛新紀錄的“奮斗者”號，完成第二階段海試，勝利返航。
1個多月時間，累計完成13次下潛，其中8次突破萬米。10909米的紀錄，讓人類在大深度載人深潛領域有了新坐標。
海底1萬米的世界，有多大魅力？中國的深潛勇士們，經歷了怎樣的艱險？載人深潛精神又將如何助力中國勇攀深海科技高峰？
大洋之底，馬里亞納海溝，迎來“奮斗者”號的無聲問候。我國從此具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力，躋身深潛世界“排行榜”前列。
認識海洋，才能更好地開發、保護海洋。
馬里亞納海溝被稱為“地球第四極”，水壓高、完全黑暗，是地球上環境最惡劣的區域之一，其最深處約11000米，相當于珠穆朗瑪峰疊加華山的海拔高度。
11月10日清晨，載有3名潛航員的“奮斗者”號從“探索一號”母船機庫緩緩推出，被穩穩起吊布放入水，近4小時后，“奮斗者”號成功坐底，下潛深度達10909米，創造了中國載人深潛新紀錄，達到世界領先水平。
“奮斗者”號的特殊本領之一就是抗壓。在萬米深海，水壓超過110兆帕，約合1千個標準大氣壓，相當于2000頭非洲象踩在一個人的背上。這種極端壓力條件下，按照載人艙的目標尺寸和厚度要求，以往深潛器使用的材料已經不能滿足要求，需要找到一種高強度、高韌性、可焊接的鈦合金。科研團隊歷時數年，自主發明了特殊鈦合金材料，又通過攻克高強度、高韌性鈦合金焊接技術，成功解決了載人艙球殼的建造難題。
提問題
（1）為潛航器一旦進入深海，將面臨非常巨大的水壓，潛水器下潛深度增加，受到的壓強 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。
（2）為使“奮斗者號”不至過重而又能克服海水的巨大壓力，科學家選用特殊鈦合金來制作潛水器的外殼，這主要是利用了特殊鈦合金的密度 ，硬度 。
（3）“奮斗者”號載人深潛器在西太平洋的馬里亞納海溝海試成功，當它到達10909m海底時，受到海水對它的壓強大小約為 Pa。（設海水密度為1.03×103kg/m3）。如果“奮斗者號”潛水器的一個觀測窗的面積約為0.03m2，則潛水器最深處時海水對觀測窗的壓力約為 。
會解析
（1）由可知，潛水器下潛深度增加，受到的壓強增大；（2）相同體積的不同物質，質量與密度成正比，為使“奮斗者號”不至過重，需要選擇密度較小的材料；“奮斗者號”在深海中受到海水的壓強非常大，為保證安全，必須選擇硬度大的材料；因此，特殊鈦合金材料的密度小、硬度大；（3）“奮斗者號”潛水器受到海水的壓強：；觀測窗受到的海水壓力：。
知答案
（1）增大；（2）小；大；（3）1.1×108；3.3×106N
看點評
“奮斗者”號研制及海試的成功，標志著我國具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力，體現了我國在海洋高技術領域的綜合實力。一板一眼“辨”效果
在學習了“壓力的作用效果”這一節內容后，有很多同學們都有這樣一個疑問：“壓力的作用效果”和之前所學的“力的作用效果”僅僅多了一個字，那么它們之間有什么區別呢？讓我們一起緊扣教材，辨一辨它們的不同。
一、“力”和“壓力”
1．力和壓力的概念不同
力：物理學中，力是一個物體對另一個物體的作用。
壓力：物理學中，將垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。
2．力和壓力涵蓋的范圍不同
其實從兩者的定義可以看出，力的概念是從大量與力相關的自然、生活、生產現象中歸納、概況出來的，因此，“力”所涵蓋的范圍很大，種類也很多。而壓力，其實只是眾多力的一種。
3．力和壓力的相同點
因為壓力是力眾多分類中的一種，因此兩者有以下共同之處：
①都會涉及兩個物體：一個是施力物體，一個是受力物體；
②甲物體對乙物體施力時，乙物體對甲物體也施力，且這兩個力的大小相同、方向相反，即力的作用是相互的，施力物體同時也是受力物體；
③力和壓力都具備力的三要素：大小、方向、作用點。
4．壓力的獨特之處
既然壓力是力的一種，那么從分類的標準來講，壓力就有一些特點能與其他類別的力相區分。從壓力的定義上來看，這個特點就是——“垂直作用在物體表面上”。即壓力的方向，總是垂直于受力物體的接觸面。
特別提示
教材關于壓力的定義中，并沒有明確規定施力物體與受力物體相互接觸，但在初中階段所研究的壓力，都是由于相互接觸的兩個物體互相擠壓發生形變而產生的彈力。
二、壓力與重力
1．壓力和重力是不同的兩類力
壓力：是由于相互接觸的兩個物體互相擠壓發生形變而產生的彈力；方向始終和受力物體的接觸面垂直。
重力：是由于地面附近的物體受到地球的吸引作用而產生的一種力；方向總是豎直向下。
2．壓力和重力的聯系
壓力可以由重力引起，也可以和重力無關。只有物體靜置在水平面上且無其他外力作用時，它所受的重力與它施加與另一物體的壓力大小才相等。
三、力的作用效果
1．力的作用效果
①力可以使物體的形狀發生改變（形變）；
②力可以使物體的運動狀態發生改變。
2．影響力的作用效果的因素
①力的大小；②力的方向；③力的作用點。（力的三要素）
四、壓力的作用效果
1．壓力的作用效果
由于壓力是力的一種，因此壓力也可以使物體的形狀或運動狀態改變。
2．影響壓力的作用效果的因素
①壓力的大小；②受力面積的大小。
特別提示
壓力的作用效果并不等同于壓強。壓強是為了反映物體單位面積上所受壓力的作用效果而引入的概念。
現在同學們有所收獲了吧？不僅在學習物理，其他課程知識也是一樣。學習新知識的同時，也要聯系已學過的知識，在對比中加深理解。課程的學習是有步驟、有層次的，希望同學們能夠緊扣教材，徜徉在神奇的物理世界吧！

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