資源簡介

九年級物理總復習教程（六）
一、主要內容:
初中物理總復習:第一冊
第十章 壓強 液體壓強
第十一章 大氣壓強
二、學習指導
1.壓力
(1) 定義:垂直作用在物體表面上的力叫做壓力.
(2) 方向:與受力物體的支承面相垂直.由于受力物體的受力支承面可能是水平面,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的指向,它可能指向任何方面,但始終和受力物體的受力面相垂直.
(3) 單位:如重力、摩擦力等其他力的國際單位一樣,是牛頓.
(4) 作用效果:壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關.
當受力面積一定時,壓力越大,則壓力的作用效果越顯著;當壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越顯著.
2.壓強
(1) 定義:物體單位面積上受到的壓力叫做壓強.
(2) 計算公式:
p＝
上式中F為壓力,單位用牛;S為受力面積,單位用米2,p即為壓強.
(3) 單位:國際單位制中,壓強的單位是帕斯卡,簡稱帕.
1帕＝1牛/米2
它表示每平方米面積上受到的壓力是1牛.
(4)在生產和生活中,如果要減小壓強,可減小壓力或增大受力面積;如果要增大壓強,則可以增大壓力或減小受力面積,但從實際出發,壓力大小往往是不可改變的,則減小壓強應增大受力面積,增大壓強應采用減小受力面積的方法.
3.液體壓強
(1) 產生原因
由于液體受到重力作用,且具有流動性,所以液體對容器底和容器側壁有壓強,液體內部向各個方向都有壓強.
(2) 特點
液體對容器底和側壁有壓強,液體內部向各個方向都有壓強.
液體的壓強隨深度增加而增大;在同一深度,液體向各個方向的壓強相等;不同液體的壓強還跟密度有關.
(3) 計算
液體壓強的計算公式是
p＝gh
式中為液體密度,單位用千克/米3;g＝9.8牛/千克;h是液體內某處的深度,單位用米;p為液體壓強,單位用帕.
由公式p＝gh可知,液體的壓強大小只跟液體的密度、深度h有關,跟液體重、體積、容器形狀、底面積大小等其他因素都無關.
由公式p＝gh還可歸納出:當一定,即在同一種液體中,液體的壓強p與深度h成正比;在不同的液體中,當深度h相同時,液體的壓強p與液體密度成正比.
(4) 連通器
上端開口、下部相連通的容器叫連通器.
連通器里如果只裝有一種液體,在液體不流動時,各容器中的液面總保持相平.
船閘就是連通器原理的應用.
4.大氣壓強
(1) 產生原因
空氣受到重力作用,而且空氣能流動,因此空氣內部向各個方向都有壓強,這個壓強就叫大氣壓強.
(2) 馬德堡半球實驗:
有力地證明了大氣壓的存在.同時還可說明,大氣壓強是很大的.
(3) 大氣壓的測定
托里拆利實驗測出了大氣壓的大小.
在托里拆利實驗中,測量結果和玻璃管的粗細、形狀、長度(足夠長的玻璃管)無關;如果實驗時玻璃管傾斜,則水銀柱的長度變長,但水銀柱的高度,即玻璃管內外水銀面的高度差不變;這個高度是由當時的大氣壓的大小和水銀的密度所共同決定的,通常情況下,為76厘米左右.
5.大氣壓的變化
(1)大氣壓隨海拔高度的增加而減小,這主要是由于離地面越高的地方空氣越稀薄,空氣的密度越小.
(2)大氣壓的變化和天氣有關,一般說來,晴天的大氣壓比陰天的高,冬天的大氣壓比夏天的高.
6.氣壓計
(1) 測量大氣壓的儀器叫氣壓計.
(2) 常見的氣壓計有水銀氣壓計和金屬盒氣壓計兩種.
水銀氣壓計是根據托里拆利實驗制成的,它在測量時,必須掛豎直,如果掛歪斜了,則測量結果將比實際值偏大.
金屬盒氣壓計即無液氣壓計,如將其刻度盤上所標的大氣壓值折算成高度,則成了航空、登山用的高度計.
7.液體的沸點與液面氣壓大小有關,液面氣壓減小,液體沸點降低;液面氣壓增大,液體沸點升高.
8.活塞式抽水機和離心式水泵,都是利用大氣壓來工作的.普通的抽水機工作時,其抽水高度約10米左右.這是由于1標準大氣壓大約能支持10.3米高的水柱.
二、典型例題
例1．如下圖所示，有五塊完全相同的磚以三種形式擺放在水平地面上。(a)是兩塊迭放；(b)是單塊磚平放；(c)是兩塊磚并排平放。它們對地面的壓強分別為Pa、Pb、和Pc，則（　　）

　　
　　分析與解：解題應看清“形式”，抓“本質”，本題檢查的知識點是壓強的概念，要把握壓力與受力面積的比 為壓強，(a)、(b)受力面積相等，但(a)是(b)壓力的2倍，所以 ，(a)、(c)的壓力相等，但(c)的受力面積是(a)的2倍，所以 ，即 ，應選D。
　　再有，也可以先比較(b)、(c)，(c)的壓力、受力面積均為(b)的2倍，所以
　　例2．兩塊完全相同的磚塊，所受重力均為19.6牛頓，三條棱長分別為20厘米、10厘米、5厘米。磚塊A平放，磚塊B側放，兩磚塊如圖互相交叉疊放，求磚塊A對磚塊B的壓強。
　分析：壓強公式 中的“S”是受力面積，而不是物體的底面積或表面積。該題中的受力面積既不是磚塊A的下表面積，也不是磚塊B的側面積，而應該是磚塊A和磚塊B的接觸部分的面積。
　　解答：受力面積S=5厘米×10厘米=50厘米2=5×10-3米2，根據壓強公式：　
　　
　　答 磚塊A對磚塊B的壓強是3.92×103帕斯卡。
　　說明：
　　（1）計算壓強時，所謂面積S，應當是實際受力作用的面積。
　　（2）計算壓強要注意單位的統一，只有壓力的單位用牛頓，面積的單位用平方米，壓強的單位才是帕斯卡。　
　　例3．封凍的江河冰面最大能承受的壓強是4×104帕斯卡，一臺履帶式拖拉機的質量是5200千克，兩條履帶跟地面接觸的面積共1.5米2，這臺拖拉機能不能從冰面上通過？
　　分析:這個問題關鍵在于求出拖拉機對冰面的實際壓強是多大。如果拖拉機對冰面的壓強大于4×104帕斯卡就不能通過，如果小于4×104帕斯卡就可以通過。
　　解答:根據壓強公式：　
　　
　　答 因為3.40×104帕斯卡小于4×104帕斯卡，可以通過。
　　說明:
　　（1）物體受壓后形狀要改變，甚至會被破壞，這決定于壓強的大小而不是壓力的大小。
　　（2）壓力的大小不一定等于施壓物體的重力，只有物體在水平面上時，壓力才等于物體的重力。在解這類問題時，必須寫出公式的推導過程 ，以防壓力和重力這兩個概念混淆
例4．如圖所示,一封閉容器中盛滿了某種液體.對容器底的壓力和壓強分別為F1和
p1[圖1中(a)],若把容器倒置后對容器底的壓力和壓強分別為
F2和p2[圖1中(b)],則F1與F2、p1與p2的大小關系是( )
A. F1＝F2 , p1＝p2 B.F1＞F2 , p1＞p2
C.F1＝F2 , p1＜p2 D. F1＞F2 , p1＝p2
分析與解答 由液體壓強公式p＝gh可知,(a)、(b)兩種情況下由于液體密度及容器底到液面的深度都相等,所以兩種情況下容器底受到的液體壓強相等,即p1＝p2.
但是由于靜止液體對容器底的壓力不一定等于液體的重,它的大小應等于液體對空器底的壓強與容器底面積的乘積,即, F1＝p1S1, F2＝p2S2.由于p1＝p2,而S1＞S2.所以可得: F1＞F2.
即應選D.
　例5．如圖所示，將一個兩端開口的玻璃 筒的下端蓋上一塊薄塑料片A、豎直插入水中，塑料片離容器底部10厘米，容器內水深30厘米，緩慢地往玻璃筒里注入煤油，筒里煤油深_______厘米時，塑料片將會下落．（g取10牛／千克）
　　分析 往玻璃筒內注入煤油后，塑料片受到筒內煤油對它向下的壓強和筒外水對它向上的壓強．根據二力平衡的條件，當塑料片受到向下的壓力等于向上的壓力時，塑料片恰好下落，此時有 ．注意塑料片在水中的深度 是它到液面的距離， 厘米．計算時要用國際單位．
　　解法一
　　
　　∴
　　
　　解法二
　　∴
　　答：筒內煤油面高25厘米時，塑料片下沉。
　　例6．如圖所示，容器中裝滿水，放在水平地面上，容器的底面積為100 ， 厘米， 厘米．
　　求：①水對容器A處的壓強
　　②水對容器底B處壓強
　　③水對容器底的壓力，此壓力等于容器中的水重嗎？
　　分析：對于①②中的A、B兩處的壓強可以直接根據 求出，對于底部的壓力應先求出底部的壓強，再利用 ，求出 ．
　　解：已知： ，水密度
　　求：水對A處的壓強 ，水對容器底B處的壓強 ，水對容器底的壓力F．
　　解：①水對容器壁A處的壓強
　　
　　∴
　　
　　②水對容器底B處的壓強
　　
　　
　　③水對容器底的壓力
　　
　　
　　而 是一個底面為S、高度為 的圓柱的體積，而 是體積為V的圓柱體中的水重，顯然水對容器底的壓力大于如圖容器中的水重．
　　答：水對容器壁A處的壓強是 ；水對容器底B處的壓強為 ；水對容器底的壓力是78N，大于容器中的水重．
　　例7．如圖所示的托里拆利實驗裝置中，下列哪種情況能使玻璃管內外水銀面的高度差發生變化（ ）．
　　A．將管傾斜　　　　　　　　B．將玻璃管變粗
　　C．向水銀槽中加入少量水銀　D．外界大氣壓發生變化
　　分析 管內水銀柱產生的壓強和外界大氣壓相等。當外界大氣壓不變化時，由可知，管內外水銀面的高度差h就不會發生變化，所以，當管傾斜時，管內水銀雖然增多，但管內外水銀面的高度差不會變化；向水銀槽中加入少量水銀后，槽中水銀面和管內水銀面同時升高，管內外水銀面高度差仍然不變；只有當外界大氣壓發生變化時，管內外水銀面的高度差才會發生變化，所以答案為D．
　　小結 解此類題的關鍵是抓住玻璃管內外水銀面的高度差就表示外界大氣壓的大小，只要外界大氣壓不變，這個高度差就不會改變；只有當外界大氣壓變化時，這個高度差才會發生變化．解題時學生常常不明確這里所說的玻璃管內外水銀面的高度差是在豎直方向上的．出錯的主要原因是對托里拆利實驗的原理沒有理解．
　　例8．如圖所示，將一只試管裝滿水銀后倒插在水銀槽中，管頂高出水銀面20cm，在標準大氣壓下，管外水銀面上受到的大氣壓強等于 Pa，若在試管頂部開一小孔，將看到 現象．
分析 本題雖然給出了試管內水銀柱的高度為20cm，但并非相當于外界大氣壓，外界真正的氣壓為1標準大氣壓，即應相當于76cm汞柱產生的壓強，應為 ．若在試管頂部開一個小孔，此時試管內外相當于一個連通器，所以最終將看到的是管內外液面等高．
　　評注 本題著重考查大氣壓強部分、學生的觀察實驗能力及知識應用能力．不少學生容易受試管內水銀柱高度為20cm的影響，誤認為此時大氣壓相當于20cm高的汞柱產生的壓強，于是按 而得出錯誤的結果．若在試管頂開一小孔，有的學生認為水銀將向上噴出，這說明學生沒有真正理解“托里拆利實驗”，并且應變能力較差，未找出題中的隱含條件“外界為標準大氣壓”，而機械地照圖求出20cm水銀柱產生的壓強，學生也不能完整而簡練地答出“管內水銀流入槽內”的正確答案．
　　例9．自來水筆吸墨水時，把筆上的彈簧片按下后松開，墨水吸進橡皮管內，原因是（ ）
　　（A）彈簧片彈力作用的結果
　　（B）橡皮管有吸引力
　　（C）手對橡皮管有壓力
　　（D）管外墨水面上大氣壓大于管內氣壓
　　錯解一：由于吸墨水時要先按下自來水筆上的彈簧片，所以是彈簧片的彈力使墨水進入橡皮管內，選項A正確．
　　錯解二：由于吸墨水時要先用手按下自來水筆上的彈簧片，所以是手對彈簧片的壓力使墨水進入橡皮管內，選項C正確．
　　警示：在利用大氣壓的知識解釋物理現象時，一定要分析不同區域氣體壓強的情況，當不同區域的氣體壓強不相同時，就會發生這些現象，而不能簡單地從現象本身作出判斷．在這個現象中，當把自來水筆上的彈簧片按下再松開時，造成了橡皮管內的氣體壓強和管外墨水面上氣體壓強不同，在管內外氣體壓力差的作用下，墨水被“吸進”了自來水筆的管內．
　　正解：因為當把自來水筆上的彈簧片按下時排出了橡皮管內的一部分空氣，使得松開彈簧片時橡皮管內的氣體壓強小于管外墨水面上的大氣壓強，在管內外氣體壓力差的作用下，墨水被“吸進”自來水筆的管內．選項D正確．
例10. 下列情況中會使大氣壓變小的是 （ ）
　　A．從高山頂下山的過程中．
　　B．從赤道向北極運動過程中．
　　C．從室內到室外的過程中．
　　D．從一樓上升到九樓的過程中．
　　分析 不同高度的大氣密度不同，造成大氣壓值不同．離地面越高，大氣密度越小，氣壓值也越小．地球是一個橢球體，赤道直徑比兩極直徑大，因此兩極附近地球對空氣吸引力較赤道附近對空氣吸引力要大些．
　　解答 D．
　　例11. 如圖是自制的水氣壓計，把它由東寶山 的山腳移至山頂，玻璃管中的水柱的高度變化情況是（瓶口密閉不漏氣，移動過程中整個瓶子沒有與外界發生熱傳遞）（ ）
　　A．降低　　　　　B．升高
　　C．先降低后升高 D．先升高后降低
　　講解 由于大氣壓強隨高度的升高而減小，當把自制的水氣壓計由山腳移至山頂時，外界大氣壓強減小，而瓶內水面上的壓強不變，所以玻璃管中水面升高，故答案選B．
　　例12. 如圖所示，壓力鍋直徑為24cm，限壓出氣口直徑為3.5mm，限壓閥質量為100g，使用時壓力鍋內外最大壓強差是多少？合多少標準大氣壓？鍋蓋與鍋的接口處至少能承受多大的力？
　　分析與解答：由于壓力鍋內氣體被封閉，鍋內外氣體之間存在著壓強差，因而鍋蓋上承受著很大的壓力．壓力鍋上的限壓閥是當鍋內壓強達到限定值時保證安全而設置的一個裝置，當鍋內壓強超過一定數值時，限壓閥被抬起，放出部分氣體，降低鍋內氣體壓強．求解這道題的關鍵就是要考慮到最大壓強差指的是鍋內氣體通過限壓出氣口對限壓閥的壓力 與限壓閥所受重力mg及大氣壓對限壓閥的壓力 平衡時，鍋內氣壓 與外界大氣壓 的差，而鍋蓋能承受的最大壓力就是指這個壓強差對鍋蓋產生的壓力．
設鍋內氣壓為 ，大氣壓為 ．當限壓閥被抬起向外噴氣時，有
鍋內外最大壓強差為
　　
鍋蓋與鍋的接口處承受的力為
　　 N
答： Pa；約1標準大氣壓； N．
　例13.小明設計了一個如圖所示的實驗裝置（起水 管長度不超過2m），他可以通過直桿P向上提起活塞S，活塞下面原來充滿水，在活塞緩慢向上提起的過程中將會發生的現象是（）．
　　A．活塞S上升到出水口Q之前，水將被向上拍起
　　B．活塞S稍高于出水口Q時，水將從出水口流出
　　C．活塞S稍高于出水口Q時，裝置內的水面將下降，水回到下面的水槽中
　　D．活塞S從出水口Q處繼續向上提起，裝置內的水面保持與Q等高，不會繼續上升
　　分析與解答：
　　開始時活塞S位于缸的底部，活塞S下邊空氣壓強等于大氣壓，管內與槽內水面相平．活塞向上提起，S下邊空氣體積膨脹，壓強減小，水槽中的水在大氣壓的作用下沿水管上升．活塞繼續上提，在活塞S未達到出水口Q之前，管內氣壓繼續減小，管內水面不斷上升．當活塞S稍高于出水口Q時，管中水柱與大氣相通，管內氣壓等于大氣壓，管中升高的水柱由于重力又流回水槽中．故選A、C．
　　小結：活塞式抽水機工作時，活塞上提，在活塞下面與水管里的水面之間形成低壓區，管內水柱上下兩端由于壓強差產生壓力差作用，使管內水柱不斷上升．這種壓力差一旦消失，管內水柱在重力作用下，又回到水槽中．題中，當S上提（未到Q之前）時，這種壓力差存在．當S超過Q，管中的水柱與大氣相通，上下表面大氣壓強形成的壓力差消失，管中水在重力作用下流回到水槽中．
　　例14.醫用掛鹽水時，瓶蓋上除了一根輸液管外，還需用一個空針頭插在鹽水瓶蓋上，能說出它的作用嗎？
　　解答：當瓶內鹽水順輸液管流出時，瓶內液體體積減少而空氣體積增大，使瓶內氣壓減小．若瓶內氣壓與液柱掛高所產生的壓強之和等于人體血壓時，輸液就將停止．由于人體內血壓接近大氣壓，要想使輸液不停止，就必須給瓶內補充空氣，插空針頭就是使內外空氣可以相通，從而保證瓶內氣壓為一個大氣壓值．　
　例15.給病人輸液時，應使藥液均勻地滴下，再注入血管，為使整個輸液過程都保持勻速下滴，如圖所示的各裝置中應采用的裝置為（）．
　　分析：輸液時保持藥液勻速下滴，其實質是要求輸液瓶下口處的壓強在瓶內藥液不斷減少的過程中保持不變．因此，分析清楚各裝置中輸液時瓶口處液體壓強的變化情況，是正確選擇答案的關鍵．A中，由于空氣不會進入瓶內，隨著液面下降，液面上氣體的壓強和瓶內液體產生的壓強都減小，故瓶口處壓強減小迅速，以至最終液體將不能輸入血管，顯然使用此裝置藥液不會勻速下滴；B中，隨著液體的下滴，液體高度產生的壓強與液面上氣體壓強之和減小到大氣壓強之下時，空氣就會進入瓶內，因此在整個輸液過程中，瓶口處的壓強始終等于大氣壓強，這樣藥液便勻速下滴；C中，瓶上邊與大氣相通，故瓶口處液體的壓強等于大氣壓強與液體高度產生的壓強之和，因藥液不斷輸入血管時，藥液高度降低，致使瓶口處壓強減小，藥液的下滴速度將減小；D中，當藥液輸入過半，液面降低至通氣口之下時，瓶口處液體壓強的變化將與C完全相同，因此也不能保證藥液勻速下滴，故選B。
　　例16.　把一個裝滿水的酒瓶倒立在裝著水的盤子里，使瓶頸浸沒在盤內水面下，如圖所示，就做成了一個簡便自動家禽喂水器．試說明它的工作原理．
　　解答：這一簡便自動家禽喂水器是利用大氣壓強工作的．由于瓶內水柱產生的壓強遠小于外界大氣壓強，當瓶口浸入水中時，瓶口外水受大氣壓強作用，使瓶內外的壓強相等，水不會流出．當家禽飲水使盤子里的水面下降而瓶口剛露出水面時，空氣可以從瓶口進人瓶內，使瓶內壓強大于外面大氣壓強，瓶內的水就會流出來，升高盤里的水位．使瓶口重新沒入水中．瓶中的水繼續流出，使瓶中氣體體積增大，壓強減小，直至瓶口內外壓強相等時，水就停止流出．所以只要瓶內有水，盤里的水就能不斷得到補充．實現家禽自動喂水．
鞏固練習
1、 填空題
1. 用磨快的刀容易切菜,這是用_______________的方法來________壓強的.
2. ________________實驗有力地證明了大氣壓的存在,______________首先用實驗測得大氣壓的值,1標準大氣壓＝__________帕＝__________厘米汞柱.
3.一塊磚重24牛,長25厘米,寬15厘米,厚4厘米,放在水平地面上最大壓強為_______帕,若這樣放置的磚沿豎直方向切去一半,還剩余的部分對地面的壓強為_________帕.
4.密度為0.4×103千克/米3、邊長為1分米的正方體木塊,放在1米2的桌面上,對桌面產生的壓強是________帕.
5.為了在松軟土地上行駛自如,推土機上安裝有兩條寬履帶,這是為了_________________________.
6.一圓臺形密閉容器如圖2所示放置,容器內裝有部分液體,
若將容器倒置,則液體對容器下表面的壓強將________,對容器下
表面的壓力將_________. 圖2
7.將250克的水倒入底面積為10厘米2的容器中,水深為10厘米,則水對容器底的壓強為________帕,壓力為_________牛.
8.如圖3所示,大氣壓強為76厘米汞柱,把托里拆利管向下壓
入水銀槽中,使管中水銀柱高50厘米,則管頂內壁M處受到水銀的
壓強為________厘米汞柱,方向為__________.
圖3
9.高山上煮雞蛋不易煮熟,這是因為高山上氣壓低,水中的沸點________的緣故.
10.抽水機是利用________把水從低處抽到高處的.
二、選擇題
11.下列關于壓力的說法,其中正確的是( )
A.壓力的方向總是豎直向下的 B.壓力的方向總是垂直于受壓物體的表面
C.壓力的大小一定等于物體的重力 D.重力越大,產生的壓力越大
12.下列說法中錯誤的是( )
A. 作用在物體上的壓力越大,對物體的壓強就越大
B. 壓力一定時,受力面積越大,壓強越小.
C. 受力面積不變時,壓力越大,壓強越大.
D. 受力面積增大時,壓強不一定變小.
13.大型運輸平板車裝有100多個車輪子,這樣做的目的是為了( )
A.保持平穩 B.減小對地面的壓力 C.經久耐用 D.減小對地面的壓強
14.如圖4所示,容器中A、B兩點處受液體壓強的大小分別是pA與pB，它們的關系是( )
A. pA＝3pB B.pB＝3pA C. pA＝pB D.以上說法都不對
圖4
15.三個完全相同的容器內放入等質量的水,分別浸沒等質量的銅、鐵、鋁實心球,水沒有溢出,則水對容器底部最大的壓強是( )
A.放銅球的 B.放鐵球的 C.放鋁球的 D.三容器一樣大
16.自來水鋼筆吸墨水時,先用手按一下橡皮管外的彈簧片,然后松手,墨水就“自動”進入橡皮管中,其原因是由于( )
A.橡皮管內有吸力 B.手給橡皮管壓力 C.彈簧片有壓力 D.大氣壓的作用
三、計算題
17.圓圖釘的面積為0.05毫米2,圖釘帽的面積為1厘米2,若加在圖釘帽上的壓強為1.5×106帕,則圖釘尖對墻的壓強為多大？
18.船在2米深的水下有一小洞,洞的面積為10厘米2,為了把洞堵住,填充物至少要承受多少的力
19.一個兩端開口的直圓筒下端放一個輕質塑料薄片,把薄片壓入水下20厘米處,如從筒口緩慢倒入筒中密度為0.8×103千克/米3的酒精,則倒多深時,塑料片恰好會掉下
參考答案
一、填空題
1. 減小受力面積、增大
2. 馬德堡半球、托里拆利、1.01×105、76
3. 4×103、4×103
4. 392
5. 增大受力面積,減小壓強
6. 變大、變小
7. 980、0.98
8. 26、豎直向上
9. 降低
10. 大氣壓
二、選擇題
11.B 12.A 13.D 14.B 15.C 16.D
三、計算題
17.F＝p1S1＝1.5×102牛 p2＝＝3×109帕
18.p＝gh＝1.96×104帕 F＝pS＝19.6牛
19.p水＝p酒 水gh水＝酒gh酒 h酒＝＝25厘米
12
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