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【備考2018】中考科學一輪復習 第三講 壓強(原卷+解析卷)浙江專版

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【備考2018】中考科學一輪復習 第三講 壓強(原卷+解析卷)浙江專版

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第三講 壓強
一、壓強
①描述壓強的概念(a);②辨認增大和減小壓強的方法(a);③直接應用壓強公式或公式變形進行簡單的計算。
二、液體壓強
①感受液體壓強的存在(a);②知道液體壓強跟密度、深度的定性關系(a);③知道流體壓強與流速的定性關系(a);④用流體壓強與流速的定性關系解釋有關的現象(b)。
三、大氣壓強
①列舉驗證大氣壓存在的方法(a);②知道標準大氣壓的值(a);③知道大氣壓與人類生活的關系(a)。
一、壓強
1.壓力: 在物體表面上的力叫壓力(圖一:水杯對桌面的壓力,圖二:木塊對斜面的壓力,圖三:圖釘對墻壁的壓力)。
(1)壓力并不都是由重力引起的(圖三:圖釘對墻壁的壓力)。把物體放在桌面上,如果物體不受其它力作用,則壓力F等于物體受到的 G。
圖一:水杯對桌面的壓力豎直向下
圖二:木塊對斜面的壓力垂直斜面向下
圖三:圖釘對墻壁的壓力垂直墻壁向左
(2)固體可以 、 不變地傳遞壓力。
2.壓強:物體 上受到的 叫壓強。
(1)壓強是表示力的 的物理量。
(2)壓強公式:。其中,壓強p的單位是 (簡稱為帕),符號是 ;壓力F的單位是 ,符號是 ;S是受力面積(是兩物體的接觸部分),單位是 ,符號是 。
3.壓強的利用
(1)增大壓強:當受力面積不變時,增大 ;當壓力不變時,減小 ;壓力增大的同時減小受力面積都可以增大壓強。如圖四:墻釘、斧頭、安全錘都是增大壓強的例子。
2.減小壓強:受力面積不變時,減小 ;壓力不變時,增大 面積;壓力減小的同時增大受力面積都可以減小壓強。如圖五:鐵軌、履帶式推土機、大象的腳掌都是減小壓強的例子。
圖四
增大壓強例子
圖五
減小壓強例子
二、液體的壓強
1.液體壓強產生的原因:液體受 作用且具有流動性。
2.液體壓強的測量:使用壓強計。
3.液體壓強的規律:
(1)液體對容器 和 都有壓強,液體內部向 都有壓強;
(2)在同一深度,液體向各個方向的壓強都 ;
(3)液體的壓強隨深度的增加而 (如圖六所示);
(4)相同高度,不同液體的壓強與 有關。

圖六 圖七
4.液體壓強公式:。其中,是液體密度,單位是;;是液體內部某位置到液面的高度。
從公式中看出:液體的壓強只與液體的 和液體的 有關,而與液體的 、 、 、容器的 、容器 均無關。
5.連通器:上端開口,下部相連通的容器。
(1)原理:連通器里裝同一種液體且液體不流動時,各容器的液面保持 (如圖七所示)。
(2)連通器的應用:茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是根據連通器的原理來工作的。
三、大氣壓強
1.大氣壓強:大氣對浸在它里面的物體的 叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。
2.產生原因:因為空氣受 作用并且具有流動性。
3.托里拆利實驗:
(1)實驗過程: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,管內水銀面下降一些就不再下降,這時管內外水銀面的高度差約為760mm。如圖八所示。2·1·c·n·j·y
圖八 托里拆利實驗
(2)結論:大氣壓p0= =76cmHg= (其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。【來源:21cnj*y.co*m】
4.標準大氣壓:支持76cm水銀柱的大氣壓叫 。
1個標準大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。
5.大氣壓的特點:(1)空氣內部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都 。21教育網
(2)大氣壓隨高度增加而 ;且大氣壓的值與地點、天氣、季節、的變化有關。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。
(3)大氣壓變化規律:在海拔3000米以內,每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa。
6.沸點與壓強:一切液體的沸點,都是隨氣壓減小而 (如在海拔高的山上煮飯,煮不熟);隨氣壓增大而 (如用高壓鍋煮飯快)。
7.體積與壓強:質量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強 ;氣體體積越大壓強 。
四、流體壓強與流速的關系
流體(氣體或液體)在流動時,流速大的位置壓強 ,流速小的位置壓強 。
應用:如圖九所示,飛機、水翼船升力的產生等等。
圖九 升力的產生
考點一:壓強
壓強:物體單位面積上受到的壓力叫壓強。(1)壓強是表示力的作用效果的物理量;(2)壓強公式:。其中,壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是Pa;壓力F的單位是牛,符號是N;S是受力面積(是兩物體的接觸部分),單位是米2,符號是m2。
【典例】(2016?寧波)如圖所示是利用磁懸浮原理浮在空中的盆栽,盆栽底部有磁體,底座內裝有電磁鐵。給盆栽澆水前后(? )。
A.盆栽受到的磁力大小不變;
B.底座對桌面的壓強大小不變;
C.要使盆栽與底座之間距離不變,可改變電磁鐵線圈內的電流方向;
D.要使盆栽與底座之間距離不變,可適當增大電磁鐵線圈內的電流
【答案】D。
【解析】(1)磁極間相互作用的規律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引;物體處于靜止或者勻速直線運動狀態時,受到的力是平衡力;(2)影響壓強的因素是壓力和受力面積;(3)電磁鐵磁性強弱與電流的大小有關,與電流的方向無關;(4)電磁鐵磁性強弱與電流的大小有關,其他條件相同,電流越大,磁性越強。
解:A、該盆栽懸浮的原理利用了同名磁極相互排斥,當盆栽懸浮在空中靜止不動時,受的力是平衡力,即盆栽的總重力和磁力大小相等,當澆水后重力變大,故磁力也變大,故A錯誤。
B、影響壓強的因素是壓力和受力面積,當澆水后重力變大,磁力也變大,對桌面的壓力也變大,根據在壓力變大,受力面積不變時,壓強變大,故B錯誤。
C、要使盆栽與底座之間距離不變,需增大磁力,磁力的大小與電流的方向無關,故C錯誤。
D、要使盆栽與底座之間距離不變,需增大磁力,電磁鐵磁性強弱與電流的大小有關,其他條件相同,電流越大,磁性越強,故要增大磁力需增大電流,故D正確。故選D。
考點二:液體壓強
液體壓強產生是因為液體受重力作用且具有流動性。液體壓強的規律:(1)液體對容器底和側壁都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強;(2)在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;(3)液體的壓強隨深度的增加而增大;(4)相同高度,不同液體的壓強與液體的密度有關。
液體壓強公式:。其中,是液體密度,單位是;;是液體內部某位置到液面的高度。從公式中看出:液體的壓強只與液體的密度和液體的深度有關,而與液體的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。
【典例】(2017·杭州市上城區二模)將一乒乓球壓入盛有水的燒杯底部,如圖所示,松手后,乒乓球先上升最終漂浮。球露出水面前,動能 ;露出水面后,燒杯底部受到的液體壓強________。(填“變大”、“不變”或“變小”)
【答案】變大、變小。
【解析】(1)同一物體的動能與其質量速度有關,速度越大,動能越大;(2)根據液體壓強公式回答。
解:(1)乒乓球在上升過程中速度越來越大,故其動能變大。
(2)乒乓球完全在水中時,液面高,當乒乓球漂浮在水面上時,液體液面下降,根據液體壓強公式可知,燒杯底部的壓強會變小。
故答案是:變大、變小。
考點三:大氣壓強
大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。產生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性。
大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。標準大氣壓:支持76cm水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。
大氣壓的特點:(1)空氣內部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。(2)大氣壓隨高度增加而減小;且大氣壓的值與地點、天氣、季節、的變化有關。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。(3)大氣壓變化規律:在海拔3000米以內,每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa。
一切液體的沸點,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)。
【典例】(2017·寧波模擬)如圖所示,很多塑料凳的中央往往開一個適宜大小的圓孔。以下對該設計的解釋不合理的是:( )。
A. 運輸凳子時,摞在一起的兩凳子間空氣易排出,摞在一起容易摞實;
B. 摞在一起的凳子拿開時,凳子間不能形成密閉空間,排除了大氣壓使凳子難以拉開的情形;
C. 減小受力面積,從而減小對人的壓強;
D.摞在一起的凳子拿開時,便于手指勾進去用力拉出
【答案】B。
【解析】由于大氣壓強的作用,當物體之間壓實的時候,物體間沒有空氣存在,在大氣壓強作用下,很難把物體分開。如果物體間有縫隙存在,就容易分開。由此可知,此題答案是B。
考點四:壓強與流速的關系
流體(氣體或液體)在流動時,流速大的位置壓強較小,流速小的位置壓強較大。飛機、水翼船升力的產生就是利用流體壓強的例子。
【典例】(2017·義烏模擬二)如圖所示,將兩個一次性紙杯杯口向上輕輕套起來,用手握住下面的紙杯,在靠近杯口的上方平行于杯口平面用力吹氣,上面的紙杯將會怎樣?為什么?
【答案】上面的紙杯將向上跳起。因為杯口上方空氣流速增大,壓強減小,上面杯子里受到向下的氣壓小于杯底向上的氣壓,結果向上的托力將上面紙杯托起。
【解析】流體(氣體或液體)在流動時,流速大的位置壓強較小,流速小的位置壓強較大。所以,兩個一次性紙杯杯口向上輕輕套起來,用手握住下面的紙杯,在靠近杯口的上方平行于杯口平面用力吹氣時,因為杯口上方空氣流速增大,壓強減小,上面杯子里受到向下的氣壓小于杯底向上的氣壓,結果向上的托力將上面紙杯托起。
易錯點1:壓力是垂直作用在物體上的力
例一:如圖所示,用100N的水平力將9N的物體壓在豎直的墻上,物體和墻壁的接觸面積為100cm2,則物體對墻壁的壓強為( )。
A.900Pa  B.1×104Pa  C.9.8×105Pa  D.1.09×104Pa
【錯解】D。
【析錯】水平力為100N,物體重9N,則墻壁受到的壓力為109N,則物體對墻壁的壓強為P==1.09×104Pa。答案:D。
【糾錯】正確答案是B。壓力是指垂直壓在物體表面上的力,此題中物體對墻壁的壓力為100N,和物體的重力無關,因為重力的方向是豎直向下的。因此,物體對墻壁的壓強應該是P=。正確答案:B。
★名師指津:壓強公式中,壓力是垂直作用在物體上的力,S是力F的受力面積。F不能理解為物體受到的力。
易錯點2:未弄清壓強公式和液體壓強公式的適用范圍
例二:如圖所示水桶中,存水10N,水深8cm,水桶的底面積是100cm2,則桶底所受水的壓強為 Pa,桶底所受水的壓力為 N。(g取10N/kg)
【錯解】1000、10。
【析錯】水桶中的水重10N,桶底所受水的壓力就是10N,桶底所受水的壓強為P=。答案:1000、10。【來源:21·世紀·教育·網】
【糾錯】水桶底受到的壓力并不等于桶中的水重,所以水桶底受到的水的壓強不應該根據公式P=來計算,而應根據液體壓強的計算公式進行計算,算出壓強后再計算壓力。
桶底所受水的壓強P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,
桶底所受水的壓力F=PS=800Pa×100×10-4m2=8N。
正確答案:800、8。
★名師指津:水桶底受到的壓力并不等于桶中的水重,所以水桶底受到的水的壓強不應該根據公式P=來計算,而應根據液體壓強的計算公式進行計算,算出壓強后再計算壓力。
易錯點3:未理解影響液體壓強大小的因素
例三:兩個完全相同的容器中,分別盛有甲、乙兩種液體,將完全相同的兩個小球分別放入兩容器中,當兩球靜止時,液面相平,球所處的位置如圖所示,甲、乙兩種液體對容器底的壓強大小分別為p甲、p乙,則它們的關系是( )。
A.p甲p乙 D.無法確定
【錯解】B。
【析錯】兩個容器完全相同,兩個小球完全相同,當兩球靜止時,容器的液面相平,即深度一樣,所以,兩容器底受到的壓強相等。答案:B。www.21-cn-jy.com
【糾錯】液體壓強的大小與液體的密度和深度有關,上述分析的錯誤之處是忽略了液體的密度。
由圖可知,球在甲液體中漂浮,則球的密度小于甲液體的密度;球在乙液體懸浮,則球的密度和乙液體的密度相等;因此,甲液體的密度比乙液體小。根據公式P=ρgh,可以判斷甲液體對容器底的壓強比乙液體對容器底的壓強小。正確答案A。
★名師指津:液體壓強的大小與液體的密度和深度有關,上述分析的錯誤之處是忽略了液體的密度。
一、選擇題
1.(2016·麗水)潛水器從剛好浸沒時開始下潛到返回水面合計10分鐘,顯示器上分別顯示全過程深度曲線和速度圖象如圖,下列對潛水器分析正確的是( )。
A.在1~3分鐘,受到水的壓強逐漸減小;
B.在1~3分鐘,受到水的浮力逐漸變大
C.在4~6分鐘,都是處于水下靜止狀態;
D.在6~8分鐘,都是處于受力平衡狀態
2.(2017?嘉興)觀察自然現象,通過實驗研究揭示其原理,并解釋生產、生活中的應用,這是科學學習的一種基本方法。下列各項的現象、原理與應用之間不對應的是(?)。
選項
A
B
C
D
現象
高山上,普通的鍋難以將飯煮熟
刮風時,窗簾向外飄
晾在通風處的衣服干得快
煮熟的湯圓浮在 水面上
探究原理
沸點與氣壓的關系
氣壓與流速的關系
影響蒸發快慢的因素
物體的浮沉條件
應用
高壓鍋
飛機
吸塵器
輪船
A.A?? B.B???C.C? D.D
3.(2017·衢州)下列生活實例中,屬于增大壓強的是( )。
A.大型載重貨車有很多車輪;
B.鐵路的鋼軌鋪在枕木上;
C.取出一些書的書包背起來更舒服;
D.剪刀的刀刃做得很薄
4.(2017·衢州)小柯設計了一個“不用繩子扎口的氣球”,如圖所示,先將氣球放入玻璃瓶中,再將球口緊套在玻璃瓶口,從抽氣口抽氣,觀察到氣球變大;停止抽氣后,馬上用橡皮套封住抽氣口,此時氣球不用繩子扎,也能保持膨脹狀態.假設抽氣前后氣球內的氣壓分別是p1、p2,瓶內的氣壓分別是p3、p4,則下列關系正確的是( )。
A.p1<p2 B.p1=p2 C.p3<p4 D.p3=p4
5.(2017·臺州)下列四種動物的運動方式能用壓強與流速關系來解釋的是(? )。
A、烏賊向后噴水面前行
B、流線型的鯽魚在水中快速前進
C、展開雙翅的鳥在空中滑翔
D、壁虎靠腳上的“吸盤”在墻上爬行
6.(2017?紹興)新型膨脹式安全帶(如圖)緊縛力達到一定的值,藏在安全帶里的氣囊就會快速充氣,迅速形成氣囊袋,對駕乘人員起到更好的保護作用,下列關于膨脹式安全帶說法正確的是( )。
A、該安全帶會使人的慣性減小;
B、該安全帶可以使人所承受的力減小;
C、當車加速時,該安全帶就會自動充氣;
D、該安全帶充氣后增大與人體的接觸面積,減小壓強,可避免人員被勒傷
7.(2017?溫州)用隔板將玻璃容器均分為兩部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封閉(如圖)。下列問題中可以用該裝置探究的是(? )。
?
①液體壓強是否與液體的深度有關;
②液體壓強是否與液體的密度有關;
③液體是否對容器的底部產生壓強;
④液體是否對容器的側壁產生壓強。
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
二、填空題
8.(2016?舟山)如圖裝置可以用來研究液體壓強與流速的關系,打開閥門,水流經該裝置時,可觀察到a、b兩管口均有水噴出,且 管口噴出的水柱更高,原因是 。
9. (2016?金華)“騎泥馬”是一種海涂趣味運動(如圖),小金雙手握住“泥馬”上的橫檔,一只腳跪在“泥馬”上,另一只腳用力蹬海涂,“泥馬”就在海涂上“疾行如飛”,已知小金質量為62kg,“泥馬”的質量為10kg。(不考慮運動泥對“泥馬”和人質量的影響)
(1)小金以他所騎行的“泥馬”為參照物,他的運動狀態是 。
(2)小金在運動過程中的某一時刻,一只腳跪在水平“泥馬”上,另一只腳懸在空中,“泥馬”對海涂壓力的受力面積是0.4m2,求此時“泥馬”對海涂的壓強。
(3)運動結束后,小金從地面將“泥馬”抬到距地面高為1.2m的架子上,用時2s,求此過程中,他克服“泥馬”重力做功的功率。
10.(2017?麗水)2017年4月22日,天舟一號貨運飛船與天宮二號成功對接(如圖),天舟一號的任務之一是將儲箱內的推進劑(液態燃料和液態氧)分別輸送給天宮二號。
(1)天舟一號與天宮二號成功對接后一起運動,若以天宮二號為參照物,天舟一號飛船是________的;2-1-c-n-j-y
(2)液態氧可由氣態氧經過________而形成(填物態變化名稱);
(3)要完成本次推進劑補給任務,天舟一號儲箱內的壓強比天宮二號儲箱內的壓強________。
三、計算題
11.(2016·嘉興)如圖為某款擦窗機器人,它憑借其底部的真空泵在機身和玻璃之間形成低氣壓,牢牢地吸附在豎直玻璃上。請回答:【版權所有:21教育】
(1)當它靜止在豎直玻璃上時,受到的摩擦力方向是 。
(2)擦窗機器人的擦試速度是 4分鐘/米2,要擦完總面積為 3米 2的窗玻璃需要 分鐘。
(3)工作時擦窗機器人對玻璃的壓力為 28 牛,內外氣壓差達到 800 帕, 求擦窗機器人與玻璃的接觸面積至少為多少平方米?
(4)擦窗機器人的總質量為 1.2千克,工作時的實際功率為 80瓦,它在豎直向上擦窗過程中有 0.25%的電能用于克服重力做功。若窗戶足夠高,持續豎直向上擦窗 20分鐘,擦窗機器人可上升的最大高度為多少米?(取 g=10牛/千克)
12.(2016·麗水)某品牌太陽能汽車如圖甲,通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能;玻璃采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成,車身輕便靈活。
(1)若該車身的材料要求強度高且輕便,則表中最理想的材料是   ;
材料
錳鋼
鋁合金
鈦合金
碳纖維
性能(強度)

較弱
較強

密度/(kgm-3)
7.9×103
3.0×103
4.5×103
1.6×103
(2)若該車質量是400千克,車上載有人和物品質量共為100千克,車輪與地面的總接觸面積為2.0×10﹣2米2,該汽車對水平地面的壓強為多少?
(3)若該汽車以最大輸出功率P為800瓦在水平路面上作勻速直線運動,一段時間后再將功率減小到P1,并保持此功率做勻速直線運動.上述運動過程的速度﹣時間圖象如圖乙,設運動過程中汽車所受阻力不變,則汽車受到的阻力是 80 牛,P1為多少?
13.(2017?湖州)取一根內部橫截面積為1平方厘米的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,稱得質量為2克。向管內倒入10克液體,再將它放入水中。放手后,觀察到橡皮膜恰好變平,如圖所示。
請回答:
(1)氣管內液體的密度________(選填”大于“”等于“或”小于“)水的密度。
(2)水對塑料管底部橡皮膜產生的壓強大小。
(3)裝有液體的塑料管受到的浮力大小。
14.(2017?麗水)“童話云和”盛產木制玩具,是著名的木玩之城。小科同學從某玩具廠得到三塊相同的積木,利用該積木和簡單的器材在家里進行了“科學小實驗”,請分析回答:
(1)稱得一塊積木的質量為144克,測得該積木的長10厘米、寬6厘米、高4厘米,則積木的密度為________克/厘米3;
(2)當將積木搭成如圖三種方式時,積木對水平地面的壓強大小關系為______(用P甲、P乙、P丙表示);
(3)把一塊積木放入水中,若要使積木的上表面恰好浸沒,則在積木上至少要施加多大的力?
15.(2017·衢州)鳥撞飛機事件時有發生,是不是它們“瞎”了?研究發現雨燕等鳥類具有邊飛邊睡的能力,甚至還能長時間張開一只眼睛來觀察飛行路徑,避免與其它鳥類或物體碰撞。研究還發現,某種鳥類只有距離運動的物體30m內才逃離。由于飛機速度很快,所以它們就沒有足夠的時間來逃離,而引起撞機事件.綜合上述信息,回答下列問題:
(1)數據顯示,一只0.5kg的鳥正面撞在迎面飛來的速度為720km/h的飛機上,就會產生1.6×104N撞擊力,對飛機造成損傷.假如撞擊面積為0.01m2,計算該鳥撞擊飛機的壓強。
(2)如表是三種材料的相關參數,從飛機承受鳥類撞擊能力和飛機自身重量考慮,最適宜用來制造飛機的材料是   。
性質
材料A
材料B
材料C
抗壓性(N/m2)
1.2×104
1.6×104
2.0×104
密度(kg/m3)
1.2×103
4.0×103
1.2×103
(3)如圖,一架飛機以720km/h的速度向正前方O點的鳥迎頭飛去,則飛機的頭A點到達O點位置所需的時間是   s,這也就是飛機留給該鳥逃離O點的時間。
(4)天空自古以來都是鳥類的地盤,能夠長時間飛行的鳥類有邊飛邊睡的能力是它們   飛行生活的表現,是自然選擇的結果.根據達爾文進化論推測,隨著空中高速飛行器的增多,很多很多年后,鳥類   (選填“可能”或“不可能”)具有更強的躲避高速飛行器的能力。
16.(2017·溫州)我市某些餐廳用智能機器人送餐,送餐機器人的部分參數如表所示。
(1)機器人身上有感應紅外線信息的接收器,以便接受信息,則該接收器相當于反射弧中的________。21cnjy.com
(2)機器人底盤的輪子與水平地面接觸的總面積為0.01米2, 求機器人水平運送3千克物體(含餐盤)時,對地面產生的壓強。
(3)如果該機器人以最大功率在水平地面上以0.4米/秒的速度勻速前進10秒,求機器人行進過程中受到地面對它的阻力。21·cn·jy·com
四、實驗探究題
17.(2016?寧波)洗衣服時,小科發現肥皂泡在不斷地破裂。小科覺得,肥皂泡的破裂可能與肥皂泡內氣壓大小有關,而肥皂泡內的氣壓大小可能與肥皂泡的半徑大小有關。為此小科用如圖所示的裝置進行探究:
【實驗步驟】
①閉合閥門3,打開閥門1和2,吹出較大的肥皂泡A,閉合閥門2;
②打開閥門3,用同一肥皂水吹出較小的肥皂泡B,閉合閥門1;
③打開閥門2,觀察并記錄實驗現象。
【實驗現象】肥皂泡A變大,肥皂泡B變小。
(1)【實驗結論】相同條件下,肥皂泡半徑越大,肥皂泡內的氣體壓強越________。
(2)【實驗反思】如果上述結論同樣適用于半徑達到一定值后的氣球,小科就能解釋用嘴吹氣球時,當吹到一定程度后,越吹所需要的力越________的原因。
18.(2017?金華)某興趣小組用如圖所示裝置進行探究“影響液體內部壓強的因素”實驗。
已知:①a、b兩點壓強等于外界大氣壓(大氣壓保持不變);②a點壓強等于a點上方液柱壓強與左管內氣壓P1之和;③b點壓強等于b點上方液柱壓強與右管內氣壓P2之和;④液體1和液體2密度不同。www-2-1-cnjy-com
該小組同學先關閉K2打開K和K1,用抽氣機抽氣,進行多次實驗。再關閉K1打開K和K2,重復上述操作。具體數據記錄如一表:
液體種類
液體1
液體種類
液體2
實驗次數
第一次
第二次
第三次
實驗次數
第四次
第五次
第六次
液柱高度(h1/cm)
10
20
30
液柱高度(h2/cm)
10
20
50
左管內氣體壓強(P1/千帕)
99
97
95
左管內氣體壓強(P2/千帕)
100
99
98
(1)以下研究過程所用到的方法與本實驗中所用的方法明顯不同的是 。
A、研究磁極間的相互作用規律;
B、研究壓力的作用效果與受力面積大小的關系;
C、研究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系;
D、研究物體重力勢能大小與物體被舉高高度的關系。
(2)通過比較第一次和第四次所測得的數據,可以研究________。
(3)通過比較第四、第五、第六三次測得的數據,可以得出的結論是________。
(4)探究液體壓強與密度關系時,為了使結論更具普遍性,該小組同學還應如何繼續實驗(請寫出實驗思路,不需寫具體步驟)________。21*cnjy*com
一、選擇題
1.(2017·紹興模擬)通過觀察和實驗可以幫助我們尋找規律,對科學知識有更深的認識和理解。同學們都做過下列四個實驗,哪個實驗你在設計思路和方法上與其它三個不同(?)。【出處:21教育名師】
A
B
C
D
A.研究影響物體動能大小的因素;
B.研究液體內部壓強的特點;
C.研究凸透鏡成像的規律;
D.研究影響摩擦力大小的因素
2.(2017·浙江省模擬一) 緊急情況逃生時,使用普通破窗錘產生的碎玻璃容易傷人。如圖為一種新型破窗錘,使用時將吸盤吸附在窗玻璃上,然后拉長彈性繩,人離玻璃較遠后松手,破窗錘在彈力作用下瞬間擊碎窗玻璃而不會傷到人。下列有關說法錯誤的是( )。
A.吸盤能吸附在窗玻璃上是由于受到大氣壓的作用;
B.若吸盤面積太小,則拉長彈性繩時容易脫落;
C.錘頭前端做得比較尖是為了增大壓力;
D.松手后,繩的彈性勢能主要轉化為破窗錘的動能
3.(2017·浙江模擬四)下列各種現象與其涉及物理知識之間的關系中,正確的是( ) 。
A.坐在有椅墊的椅子上舒服一些,因為這樣減小了臀部所受到的壓力;
B.攔河壩常常修成上窄下寬,因為液體壓強隨深度的增大而增大;
C.利用注射器給病人注射時,藥液在大氣壓作用下進入人體內;
D.民航客機飛行時獲得升力,因為流體流速越大的位置,壓強越大
4.(2017·浙江沖刺卷一)下面四個圖中所涉及的科學知識描述不正確的是( ?)。
A.圖甲,飲料上升到嘴里是因為吸力大于飲料的重力;
B.圖乙,寬背帶的目的是增大受力面積減小壓強;
C.圖丙,水能噴出是因為氣體流速大,壓強小;
D.圖丁,液體壓強隨深度的增加而增大,所以深海潛水需穿特制的潛水服
5.(2017·浙江沖刺卷二)如圖所示,實心均勻正方體甲、乙分別放在水平地面上,它們對地面的壓強相等。現從甲、乙正方體上部沿水平方向切去部分后,它們剩余部分的體積相等,則甲、乙對地面的壓力變化量△F甲和△F乙的關系是( )。
A.△F甲一定大于△F乙; B.△F甲可能大于△F乙;
C.△F甲一定小于△F乙; D.△F甲可能小于△F乙
6(2018·全預測試卷一)下面四個圖中所涉及的科學知識描述不正確的是( )。
A.圖甲:說明“動能與重力勢能會相互轉化”;
B.圖乙:基于“氣體的流速越大,壓強越小”;
C.圖丙:利用了“阿基米德原”;
D.圖丁:利用了大氣壓
7.(2018·全預測試卷六)將同一物體M先后放入在裝有不同液體的甲、乙兩個容器中。當物體靜止后,兩容器內液面恰好相平,如圖所示。若液體對甲、乙兩容器底部的壓強分別是P甲、P乙, 液體對兩物體的浮力分別是F甲、F乙,則下列判斷中正確的是( )。21世紀教育網版權所有
A.P甲>P乙,F甲C.P甲=P乙,F甲F乙
8.(2017·浙江考前沖刺二)在地面附近同一高度會高度差不顯著的情況下,空氣流速v與壓強P的關系可表示為 ,式中C是常量,ρ表示空氣密度,根據關系式可知:空氣流速越小,壓強________;廚房中的抽油煙機正是利用這個原理工作的,由于轉動的扇葉處氣體的流速大,壓強________,油煙在周圍大氣壓的作用下被壓向扇口排出廚房。21教育名師原創作品
9.(2017·浙江省備考模擬二)經國務院批準,自2016年起,將每年4月24日設立為“中國航天日”,中國航天人為探月工程的“回”努力奮斗。已經成功“落”到月球上的“玉兔號”月球車(如圖)相對于地球是________(填“運動”或“靜止”)的;其車輪寬大是為了________(填“增大”或“減小”)壓強。
10.(2017·浙江省備考模擬一)科學中把具有流動性的液體和氣體統稱為流體,當流體處于流動狀態時,其內部各處的壓強有什么規律呢?21*cnjy*com
小李同學將圖 (a)所示的玻璃管裝置接到水流穩定的自來水管上,當水在玻璃管中流動時,可看到兩個豎直管中液面的高度并不相同。從圖中可以看出A,B兩處管的粗細不同,因而A處流速小,B處流速大,可見流體的壓強與流速之間有著一定的關系。接著,小明又自制了一個飛機機翼模型,如圖 (b)將其固定在托盤測力計上,在模型的正前方用電扇迎面吹風來模擬飛機飛行時的氣流。21·世紀*教育網
(1)由圖(a)的實驗現象,得出流體壓強與流速之間的初步結論是________;
(2)在圖(b)所示的實驗中,電扇沒有吹風時,托盤測力計示數等于機翼模型的重力大小,當電扇轉動后,發現托盤測力計的示數減小了,請用上述實驗結論分析原因______;
(3)下列情形中,能夠運用上述實驗結論進行解釋的是 ?????(選填序號)
A.將氫氣球放手后,它會飄向空中;
B.地鐵站臺上,人必須在警戒線外候車;
C.船舶航行時應避免兩艘靠近的船并排前進
11.(2017·浙江省海淀區模擬)如圖,先在溢水杯中裝滿水,水面與溢水口齊平,再放入一塊重3N的木塊,溢出的水全部用小燒杯接住.則小燒杯中水的重力等于________N,水溢出后溢水杯底受到水的壓強________(填“增大”、“不變”、“減小”)。
12.(2017·杭州市上城區二模)在自主學習探究過程中,某同學利用帶拉環的吸盤、固定在墻上的平面鏡、刻度尺、彈簧測力計來測量大氣壓強的大小,實驗裝置如圖甲,具體實驗步驟是:
①用刻度尺測出吸盤的直徑,算出吸盤平面面積為10cm2 。
②用彈簧秤測出吸盤自身的重力0.5N。
③將吸盤沾水濕潤后,壓在平面鏡上,排盡吸盤內空氣。
④用彈簧秤水平拉動吸盤,直至恰好脫落,讀出此時彈簧秤示數為100N。
⑤記錄整理數據。
⑥算出大氣壓的值,分析實驗結論。

(1)以上敘述的實驗步驟中,多余的是________(填序號)。
(2)根據該同學的實驗數據,計算得到的大氣壓的值等于________?Pa。
(3)實驗時,如果拿一個吹風機對著吸盤自上而下吹風(如圖乙),則拉動吸盤時的彈簧秤示數會________?100N(填“大于”、“小于”或“等于”)。
13.(2017·寧波模擬)在某興趣小組的同學觀察到:①飛機在起飛和航行時機翼的仰角不同;②飛機越大其機翼越大。他們想探究“機翼獲得升力的大小與機翼仰角、機翼面積有什么關系?”(注:機翼仰角為機翼下表面與水平面的夾角,機翼面積指機翼在水平面上投影的面積)
他們利用塑料泡沫等材料自制了三個質量相同、形狀相同、面積不同的機翼模型,把圓柱形空心筆桿穿過“機翼”并固定在“機翼”上,將一根金屬桿從筆桿中穿過并上下固定,確保“機翼”能沿金屬桿在豎直方向移動。將“機翼”掛在測力計的下方,實驗裝置如圖所示。
(1)為了研究“機翼”獲得的升力與仰角的關系,他們對同一個“機翼”吹風,并保持風速不變,只改變“機翼”_______的大小,觀察并記錄測力計的示數;在其它條件相同時,更換面積不同的“機翼”重復上述實驗。實驗記錄如表。
(2)通過分析數據可以得出結論:當質量、形狀、機翼面積和風速相同時,仰角增大,獲得的升力_____ _____(選填“一定”或“不一定”)增大 ;當質量、形狀、仰角和風速相同時,機翼面積越大,獲得的升力____ _____。
(3)實驗時,“機翼”沿金屬桿上升,考慮到金屬桿對筆桿的摩擦力,因此測得的升力應____ ___(填“大于”或“小于”)選 “機翼”實際獲得的升力。
三、計算題
14.(2017·寧波模擬二)如圖,輕質杠桿AB可繞O點轉動,在A、B兩端分別掛有邊長為10cm,重力為20N的完全相同的兩正方體C、D, OA∶OB=4∶3;當物體C浸入水中且露出水面的高度為2cm時,杠桿恰好水平靜止,A、B兩端的繩子均不可伸長且均處于張緊狀態。(g=10N/kg)求:
(1)物體C的密度;
(2)杠桿A端受到繩子的拉力;
(3)物體D對地面的壓強。
15.(2017·浙江省備考模擬二)如圖所示是我國自主研制的新型氣墊兩棲登陸艇。它的質量約為1.0′106kg,底面積約為500m2(海水密度約為1.0′103 kg/m3)。問:
(1)它漂浮在海面上時,排開水的體積是多少?
(2)登陸艇靜止在水平海灘上時,對海灘的壓強是多少?
(3)若登陸艇用3.0′104 N的推進力,在10 min內勻速航行了1.2km,則登陸艇的功率是多少?
(4)登陸艇在水中慢速航行時,兩側的浪花會靠近登陸艇,請解釋原因。
16.(2017·舟山市嵊泗縣一模)如圖是一種用于野外獲取飲用水的吸水裝置,它采用活性炭復合濾芯和0.01微米超濾過濾,能夠去除水中99.99%的有害病菌,同時能夠過濾殘余重金屬,因此再臟的水都可過濾消毒成可飲用的水質,所以被稱為生命吸管。生命吸管的操作方法很簡單,只要把吸管一端伸進水里,另一端用嘴一吸,水就能吸入嘴里了。水被吸入嘴里是由于________的作用。
17.(2018·全預測試卷二)如圖所示為小召同學做俯臥撐時的示意圖。已知小召同學體重60kg,1min鐘內做了45個,每做一次肩膀升高40cm,人身體可視為杠桿,O點為支點,E點為重心,OA=1m,AB=0.5m。試分析計算回答:
(1)試判斷:做俯臥撐時人所屬的杠桿類型為________。
(2)手對地面的壓力為多少牛?
(3)若每個手掌的面積是0.02m2, 求雙手對地面的壓強是多少Pa?
(4)小召此次做俯臥撐的功率為多少?
第三講 壓強
一、壓強
①描述壓強的概念(a);②辨認增大和減小壓強的方法(a);③直接應用壓強公式或公式變形進行簡單的計算。
二、液體壓強
①感受液體壓強的存在(a);②知道液體壓強跟密度、深度的定性關系(a);③知道流體壓強與流速的定性關系(a);④用流體壓強與流速的定性關系解釋有關的現象(b)。2-1-c-n-j-y
三、大氣壓強
①列舉驗證大氣壓存在的方法(a);②知道標準大氣壓的值(a);③知道大氣壓與人類生活的關系(a)。
一、壓強
1.壓力:垂直作用在物體表面上的力叫壓力(圖一:水杯對桌面的壓力,圖二:木塊對斜面的壓力,圖三:圖釘對墻壁的壓力)。
(1)壓力并不都是由重力引起的(圖三:圖釘對墻壁的壓力)。把物體放在桌面上,如果物體不受其它力作用,則壓力F等于物體受到的重力G。
圖一:水杯對桌面的壓力豎直向下
圖二:木塊對斜面的壓力垂直斜面向下
圖三:圖釘對墻壁的壓力垂直墻壁向左
(2)固體可以大小、方向不變地傳遞壓力。
2.壓強:物體單位面積上受到的壓力叫壓強。
(1)壓強是表示力的作用效果的物理量。
(2)壓強公式:。其中,壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是Pa;壓力F的單位是牛,符號是N;S是受力面積(是兩物體的接觸部分),單位是米2,符號是m2。
3.壓強的利用
(1)增大壓強:當受力面積不變時,增大壓力;當壓力不變時,減小受力面積;壓力增大的同時減小受力面積都可以增大壓強。如圖四:墻釘、斧頭、安全錘都是增大壓強的例子。
2.減小壓強:受力面積不變時,減小壓力;壓力不變時,增大受力面積;壓力減小的同時增大受力面積都可以減小壓強。如圖五:鐵軌、履帶式推土機、大象的腳掌都是減小壓強的例子。
圖四
增大壓強例子
圖五
減小壓強例子
二、液體的壓強
1.液體壓強產生的原因:液體受重力作用且具有流動性。
2.液體壓強的測量:使用壓強計。
3.液體壓強的規律:
(1)液體對容器底和側壁都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強;
(2)在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;
(3)液體的壓強隨深度的增加而增大(如圖六所示);
(4)相同高度,不同液體的壓強與液體的密度有關。

圖六 圖七
4.液體壓強公式:。其中,是液體密度,單位是;;是液體內部某位置到液面的高度。
從公式中看出:液體的壓強只與液體的密度和液體的深度有關,而與液體的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。
5.連通器:上端開口,下部相連通的容器。
(1)原理:連通器里裝同一種液體且液體不流動時,各容器的液面保持相平(如圖七所示)。
(2)連通器的應用:茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是根據連通器的原理來工作的。
三、大氣壓強
1.大氣壓強:大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。
2.產生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性。
3.托里拆利實驗:
(1)實驗過程: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,管內水銀面下降一些就不再下降,這時管內外水銀面的高度差約為760mm。如圖八所示。
圖八 托里拆利實驗
(2)結論: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.標準大氣壓:支持76cm水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。
1個標準大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。
5.大氣壓的特點:(1)空氣內部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。
(2)大氣壓隨高度增加而減小;且大氣壓的值與地點、天氣、季節、的變化有關。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。
(3)大氣壓變化規律:在海拔3000米以內,每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa。
6.沸點與壓強:一切液體的沸點,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)。
7.體積與壓強:質量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強越大;氣體體積越大壓強越小。
四、流體壓強與流速的關系
流體(氣體或液體)在流動時,流速大的位置壓強較小,流速小的位置壓強較大。
應用:如圖九所示,飛機、水翼船升力的產生等等。
圖九 升力的產生
考點一:壓強
壓強:物體單位面積上受到的壓力叫壓強。(1)壓強是表示力的作用效果的物理量;(2)壓強公式:。其中,壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是Pa;壓力F的單位是牛,符號是N;S是受力面積(是兩物體的接觸部分),單位是米2,符號是m2。
【典例】(2016?寧波)如圖所示是利用磁懸浮原理浮在空中的盆栽,盆栽底部有磁體,底座內裝有電磁鐵。給盆栽澆水前后(? )。
A.盆栽受到的磁力大小不變;
B.底座對桌面的壓強大小不變;
C.要使盆栽與底座之間距離不變,可改變電磁鐵線圈內的電流方向;
D.要使盆栽與底座之間距離不變,可適當增大電磁鐵線圈內的電流
【答案】D。
【解析】(1)磁極間相互作用的規律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引;物體處于靜止或者勻速直線運動狀態時,受到的力是平衡力;(2)影響壓強的因素是壓力和受力面積;(3)電磁鐵磁性強弱與電流的大小有關,與電流的方向無關;(4)電磁鐵磁性強弱與電流的大小有關,其他條件相同,電流越大,磁性越強。
解:A、該盆栽懸浮的原理利用了同名磁極相互排斥,當盆栽懸浮在空中靜止不動時,受的力是平衡力,即盆栽的總重力和磁力大小相等,當澆水后重力變大,故磁力也變大,故A錯誤。
B、影響壓強的因素是壓力和受力面積,當澆水后重力變大,磁力也變大,對桌面的壓力也變大,根據在壓力變大,受力面積不變時,壓強變大,故B錯誤。
C、要使盆栽與底座之間距離不變,需增大磁力,磁力的大小與電流的方向無關,故C錯誤。
D、要使盆栽與底座之間距離不變,需增大磁力,電磁鐵磁性強弱與電流的大小有關,其他條件相同,電流越大,磁性越強,故要增大磁力需增大電流,故D正確。故選D。
考點二:液體壓強
液體壓強產生是因為液體受重力作用且具有流動性。液體壓強的規律:(1)液體對容器底和側壁都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強;(2)在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;(3)液體的壓強隨深度的增加而增大;(4)相同高度,不同液體的壓強與液體的密度有關。
液體壓強公式:。其中,是液體密度,單位是;;是液體內部某位置到液面的高度。從公式中看出:液體的壓強只與液體的密度和液體的深度有關,而與液體的質量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關。
【典例】(2017·杭州市上城區二模)將一乒乓球壓入盛有水的燒杯底部,如圖所示,松手后,乒乓球先上升最終漂浮。球露出水面前,動能 ;露出水面后,燒杯底部受到的液體壓強________。(填“變大”、“不變”或“變小”)
【答案】變大、變小。
【解析】(1)同一物體的動能與其質量速度有關,速度越大,動能越大;(2)根據液體壓強公式回答。
解:(1)乒乓球在上升過程中速度越來越大,故其動能變大。
(2)乒乓球完全在水中時,液面高,當乒乓球漂浮在水面上時,液體液面下降,根據液體壓強公式可知,燒杯底部的壓強會變小。
故答案是:變大、變小。
考點三:大氣壓強
大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。產生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性。
大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。標準大氣壓:支持76cm水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。
大氣壓的特點:(1)空氣內部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。(2)大氣壓隨高度增加而減小;且大氣壓的值與地點、天氣、季節、的變化有關。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。(3)大氣壓變化規律:在海拔3000米以內,每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa。
一切液體的沸點,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)。
【典例】(2017·寧波模擬)如圖所示,很多塑料凳的中央往往開一個適宜大小的圓孔。以下對該設計的解釋不合理的是:( )。
A. 運輸凳子時,摞在一起的兩凳子間空氣易排出,摞在一起容易摞實;
B. 摞在一起的凳子拿開時,凳子間不能形成密閉空間,排除了大氣壓使凳子難以拉開的情形;
C. 減小受力面積,從而減小對人的壓強;
D.摞在一起的凳子拿開時,便于手指勾進去用力拉出
【答案】B。
【解析】由于大氣壓強的作用,當物體之間壓實的時候,物體間沒有空氣存在,在大氣壓強作用下,很難把物體分開。如果物體間有縫隙存在,就容易分開。由此可知,此題答案是B。
考點四:壓強與流速的關系
流體(氣體或液體)在流動時,流速大的位置壓強較小,流速小的位置壓強較大。飛機、水翼船升力的產生就是利用流體壓強的例子。
【典例】(2017·義烏模擬二)如圖所示,將兩個一次性紙杯杯口向上輕輕套起來,用手握住下面的紙杯,在靠近杯口的上方平行于杯口平面用力吹氣,上面的紙杯將會怎樣?為什么?
【答案】上面的紙杯將向上跳起。因為杯口上方空氣流速增大,壓強減小,上面杯子里受到向下的氣壓小于杯底向上的氣壓,結果向上的托力將上面紙杯托起。
【解析】流體(氣體或液體)在流動時,流速大的位置壓強較小,流速小的位置壓強較大。所以,兩個一次性紙杯杯口向上輕輕套起來,用手握住下面的紙杯,在靠近杯口的上方平行于杯口平面用力吹氣時,因為杯口上方空氣流速增大,壓強減小,上面杯子里受到向下的氣壓小于杯底向上的氣壓,結果向上的托力將上面紙杯托起。
易錯點1:壓力是垂直作用在物體上的力
例一:如圖所示,用100N的水平力將9N的物體壓在豎直的墻上,物體和墻壁的接觸面積為100cm2,則物體對墻壁的壓強為( )。
A.900Pa  B.1×104Pa  C.9.8×105Pa  D.1.09×104Pa
【錯解】D。
【析錯】水平力為100N,物體重9N,則墻壁受到的壓力為109N,則物體對墻壁的壓強為P==1.09×104Pa。答案:D。
【糾錯】正確答案是B。壓力是指垂直壓在物體表面上的力,此題中物體對墻壁的壓力為100N,和物體的重力無關,因為重力的方向是豎直向下的。因此,物體對墻壁的壓強應該是P=。正確答案:B。
★名師指津:壓強公式中,壓力是垂直作用在物體上的力,S是力F的受力面積。F不能理解為物體受到的力。
易錯點2:未弄清壓強公式和液體壓強公式的適用范圍
例二:如圖所示水桶中,存水10N,水深8cm,水桶的底面積是100cm2,則桶底所受水的壓強為 Pa,桶底所受水的壓力為 N。(g取10N/kg)
【錯解】1000、10。
【析錯】水桶中的水重10N,桶底所受水的壓力就是10N,桶底所受水的壓強為P=。答案:1000、10。
【糾錯】水桶底受到的壓力并不等于桶中的水重,所以水桶底受到的水的壓強不應該根據公式P=來計算,而應根據液體壓強的計算公式進行計算,算出壓強后再計算壓力。
桶底所受水的壓強P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,
桶底所受水的壓力F=PS=800Pa×100×10-4m2=8N。
正確答案:800、8。
★名師指津:水桶底受到的壓力并不等于桶中的水重,所以水桶底受到的水的壓強不應該根據公式P=來計算,而應根據液體壓強的計算公式進行計算,算出壓強后再計算壓力。
易錯點3:未理解影響液體壓強大小的因素
例三:兩個完全相同的容器中,分別盛有甲、乙兩種液體,將完全相同的兩個小球分別放入兩容器中,當兩球靜止時,液面相平,球所處的位置如圖所示,甲、乙兩種液體對容器底的壓強大小分別為p甲、p乙,則它們的關系是( )。
A.p甲p乙 D.無法確定
【錯解】B。
【析錯】兩個容器完全相同,兩個小球完全相同,當兩球靜止時,容器的液面相平,即深度一樣,所以,兩容器底受到的壓強相等。答案:B。
【糾錯】液體壓強的大小與液體的密度和深度有關,上述分析的錯誤之處是忽略了液體的密度。
由圖可知,球在甲液體中漂浮,則球的密度小于甲液體的密度;球在乙液體懸浮,則球的密度和乙液體的密度相等;因此,甲液體的密度比乙液體小。根據公式P=ρgh,可以判斷甲液體對容器底的壓強比乙液體對容器底的壓強小。正確答案A。
★名師指津:液體壓強的大小與液體的密度和深度有關,上述分析的錯誤之處是忽略了液體的密度。
一、選擇題
1.(2016·麗水)潛水器從剛好浸沒時開始下潛到返回水面合計10分鐘,顯示器上分別顯示全過程深度曲線和速度圖象如圖,下列對潛水器分析正確的是( )。
A.在1~3分鐘,受到水的壓強逐漸減小;
B.在1~3分鐘,受到水的浮力逐漸變大
C.在4~6分鐘,都是處于水下靜止狀態;
D.在6~8分鐘,都是處于受力平衡狀態
【答案】C。
【解析】(1)由h﹣t圖象可知在1~3min內潛水器所處深度的變化,根據p=ρgh可知受到水的壓強變化;(2)潛水器從剛好浸沒時開始下潛到返回水面,在1~3min內潛水器排開水的體積不變,根據阿基米德原理可知受到水的浮力變化;(3)由v﹣t圖象可知在4~5min內潛水器的速度,然后判斷其狀態;(4)由v﹣t圖象可知在6~8min內潛水器的運動狀態,在判斷所處的狀態。
解:A.由h﹣t圖象可知,在1~3min內潛水器所處的深度逐漸增大,由p=ρgh可知,受到水的壓強逐漸增大,故A錯誤。【來源:21cnj*y.co*m】
在1~3min內,潛水器排開水的體積不變,由F浮=ρgV排可知,受到水的浮力不變,故B錯誤。
C.由v﹣t圖象可知,在4~5min內,潛水器的速度為0,處于靜止狀態,故C正確。
D.由v﹣t圖象可知,在6~8min內,潛水器加速上升,處于非平衡狀態,故D錯誤。
故C正確。
2.(2017?嘉興)觀察自然現象,通過實驗研究揭示其原理,并解釋生產、生活中的應用,這是科學學習的一種基本方法。下列各項的現象、原理與應用之間不對應的是(?)。
選項
A
B
C
D
現象
高山上,普通的鍋難以將飯煮熟
刮風時,窗簾向外飄
晾在通風處的衣服干得快
煮熟的湯圓浮在 水面上
探究原理
沸點與氣壓的關系
氣壓與流速的關系
影響蒸發快慢的因素
物體的浮沉條件
應用
高壓鍋
飛機
吸塵器
輪船
A.A?? B.B???C.C? D.D
【答案】C。
【解析】現實生活中一些物體的原理應當了解,不同的物體因其用途不同,所以運用原理也不同。需要掌握沸點與氣壓的關系,氣壓與流速的關系,影響蒸發快慢的因素,以及物體的浮沉條件的原理。
解答:A、根據氣壓越低,沸點越低的原理,高山上煮飯難以燒熟,高壓鍋的原理是通過增大壓強,從而增大沸點,故A正確。
B、刮風時,窗簾向外飄是因為刮風一側氣體流速快,壓強小,房間氣壓大于外面,將窗簾吹起,飛機機翼也是利用這個原理,故B正確。
C、通風處的衣服干得快是利用氣體流速快,蒸發速度加快的原理,吸塵器利用的是氣壓,故C錯誤。
D、煮熟的湯圓體積大,排開水的體積增大,受到的浮力大于重力,因此上浮,與輪船的原理相同,故D正確。故選C。
3.(2017·衢州)下列生活實例中,屬于增大壓強的是( )。
A.大型載重貨車有很多車輪;
B.鐵路的鋼軌鋪在枕木上;
C.取出一些書的書包背起來更舒服;
D.剪刀的刀刃做得很薄
【答案】D。
【解析】壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關。
增大壓強的方法:是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;是在受力面積一定時,通過增大壓力來增大壓強。
減小壓強的方法:是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;是在受力面積一定時,通過減小壓力來減小壓強。
解:A、大型載重貨車有很多車輪,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強.故A不合題意。
B、鐵路的鋼軌鋪在枕木上,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;故B不合題意。
C、取出一些書的書包,重力減小,對肩膀的壓力減小,而受力面積不變,根據p=可知,壓強減小,所以背起來更舒服.故C不合題意。
D、剪刀的刀刃做得很薄,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故D符合題意。
故選D。
4.(2017·衢州)小柯設計了一個“不用繩子扎口的氣球”,如圖所示,先將氣球放入玻璃瓶中,再將球口緊套在玻璃瓶口,從抽氣口抽氣,觀察到氣球變大;停止抽氣后,馬上用橡皮套封住抽氣口,此時氣球不用繩子扎,也能保持膨脹狀態.假設抽氣前后氣球內的氣壓分別是p1、p2,瓶內的氣壓分別是p3、p4,則下列關系正確的是( )。
A.p1<p2 B.p1=p2 C.p3<p4 D.p3=p4
【答案】B。
【解析】可根據圖中氣球體積的變化來判斷氣球內氣壓、玻璃瓶內氣壓與外界大氣壓的大小關系。
解:抽氣前氣球內氣體壓強與外界大氣壓相通,氣球體積沒有變化,所以與大氣壓相等;抽氣后,氣球與外界大氣相通,氣球內氣壓等于大氣壓,故p1=p2,故A錯誤,B正確。
抽氣前瓶內氣體壓強與外界大氣壓相通,與大氣壓相等;用抽氣機向外抽氣時發現瓶內的氣球在膨脹,說明此時氣球內氣體壓強大,玻璃瓶內氣體壓強小才會導致氣球膨脹,即p3>p4,故CD錯誤。
故選B。
5.(2017·臺州)下列四種動物的運動方式能用壓強與流速關系來解釋的是(? )。
A、烏賊向后噴水面前行
B、流線型的鯽魚在水中快速前進
C、展開雙翅的鳥在空中滑翔
D、壁虎靠腳上的“吸盤”在墻上爬行
【答案】C。
【解析】烏賊與魚在水中前進都利用了作用力和反作用力,水的反作用力使烏賊與魚進進,鳥的滑翔利用鳥上下兩側氣體流速不同,上面流速快而下方流速慢產生一個向上的壓強支持鳥在空中滑翔,壁虎腳上的“吸盤”是利用了大氣壓。
解答:A.烏賊向后噴水面前行,是相互作用力,噴出的水而烏賊一個反作用力使之前行,A錯誤。
B.流線型的鯽魚在水中快速前進,流線型設計可減小阻力,B錯誤。
C.展開雙翅的鳥在空中滑翔,鳥在空中滑翔利用上下氣流的速度不同產上向上的壓力,C正確。
D.壁虎靠腳上的“吸盤”在墻上爬行,“吸盤”是利用大氣壓,D錯誤。故選C。
6.(2017?紹興)新型膨脹式安全帶(如圖)緊縛力達到一定的值,藏在安全帶里的氣囊就會快速充氣,迅速形成氣囊袋,對駕乘人員起到更好的保護作用,下列關于膨脹式安全帶說法正確的是( )。
A、該安全帶會使人的慣性減小;
B、該安全帶可以使人所承受的力減小;
C、當車加速時,該安全帶就會自動充氣;
D、該安全帶充氣后增大與人體的接觸面積,減小壓強,可避免人員被勒傷
【答案】D。
【解析】生活中的慣性現象無處不在,關鍵要理解哪些現象是慣性現象,屬于基礎知識的考查。一切物體都具有慣性,汽車剎車時,如果沒有安全帶的保護,駕駛員會因為自身慣性向前運動而發生事故,所以要讓安全帶起到保護人體的作用,防止慣性帶來的傷害。
解答:A、慣性是物體本身的性質,慣性與質量大小有關,當緊急剎車時,安全帶可以減弱司機的慣性造成的危害,不能減小慣性,故A錯誤。
BD、安全帶不能減少人所承受的力,而是通過增大接觸面積,來減小壓強從而減少人受到的傷害,故B錯誤,D正確。
C、當車急劇減速時,人體由于慣性有向前運動的趨勢,此時受到安全帶的壓力增大,安全帶就會自動充氣,故C錯誤。故選D。
7.(2017?溫州)用隔板將玻璃容器均分為兩部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封閉(如圖)。下列問題中可以用該裝置探究的是(? )。
?
①液體壓強是否與液體的深度有關;
②液體壓強是否與液體的密度有關;
③液體是否對容器的底部產生壓強;
④液體是否對容器的側壁產生壓強。
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
【答案】B。
【解析】要探究“液體壓強跟深度的關系”,則應使液體密度相同,液體深度不同;液體的壓強與液體的密度和深度有關,在容器兩邊分別裝入深度相同,密度不同的甲、乙兩種液體,觀察橡皮膜的變形情況,判斷兩種液體密度的大小關系。
解:①在容器兩側倒入深度不同的同種液體,觀察橡皮膜產生的現象;可以探究“液體壓強跟深度的關系”。
②在容器兩邊分別裝入深度相同,密度不同的甲、乙兩種液體,若橡皮膜凹向左邊,則右邊液體密度大,若橡皮膜凹向右邊,則左邊液體密度大,因此本實驗裝置能大致比較兩種液體的密度大小,若要探究“液體壓強跟液體密度的關系”,要控制液體深度相同,密度不同,則應在容器兩側倒入深度相同的不同液體,觀察橡皮膜產生的現象;液體壓強是否與液體的密度有關系。21*cnjy*com
③此時的橡皮膜沒有處于容器的底部,所以該現象不能驗證液體對容器底部有壓強。
④此裝置可以在一側倒入液體,如果橡皮膜凸出,則表明液體對容器的側壁有壓強,若不凸出,則表明液體對側壁沒有壓強;可以探究液體是否對容器的側壁產生壓強。
故選B。
二、填空題
8.(2016?舟山)如圖裝置可以用來研究液體壓強與流速的關系,打開閥門,水流經該裝置時,可觀察到a、b兩管口均有水噴出,且 管口噴出的水柱更高,原因是 。
【答案】b;b管下端管道橫截面積大,水流速小,壓強大。
【解析】當打開止水閥門時,比較a和b兩管底部液體的流動速度,根據流體流速大、壓強小,判斷壓強大小,由壓強大小判斷液面高度。
解:打開止水閥門,水流經該裝置時,由于水的流量一定,a管下端管道橫截面積小,b管底部管道橫截面積大,根據流體壓強和流速的關系可知,a管下端水流速大,b管下端水流速小,所以a管下端產生的壓強小,b管下端產生的壓強大,所以,b管口噴出的水柱更高。
故答案為:b;b管下端管道橫截面積大,水流速小,壓強大。
9. (2016?金華)“騎泥馬”是一種海涂趣味運動(如圖),小金雙手握住“泥馬”上的橫檔,一只腳跪在“泥馬”上,另一只腳用力蹬海涂,“泥馬”就在海涂上“疾行如飛”,已知小金質量為62kg,“泥馬”的質量為10kg。(不考慮運動泥對“泥馬”和人質量的影響)
(1)小金以他所騎行的“泥馬”為參照物,他的運動狀態是 。
(2)小金在運動過程中的某一時刻,一只腳跪在水平“泥馬”上,另一只腳懸在空中,“泥馬”對海涂壓力的受力面積是0.4m2,求此時“泥馬”對海涂的壓強。
(3)運動結束后,小金從地面將“泥馬”抬到距地面高為1.2m的架子上,用時2s,求此過程中,他克服“泥馬”重力做功的功率。
【答案】(1)靜止;(2)此時“泥馬”對海涂的壓強為1800Pa;(3)此過程中,他克服“泥馬”重力做功的功率為60W。
【解析】此題考查運動和靜止的相對性、壓強的大小計算、功和功率的計算,關鍵是知道此時泥馬對海涂的壓力等于人和泥馬的總重力。(1)在研究物體運動時,要選擇參照的標準,即參照物,物體的位置相對于參照物發生變化,則運動,不發生變化,則靜止;(2)利用G=mg分別求出人和泥馬的重力,此時泥馬對海涂的壓力等于總重力,又知受力面積,利用p= 可求壓強;(3)利用W=Gh求出克服重力所做的功,然后利用P= 計算功率。
解:(1)小金以他所騎行的“泥馬”為參照物,他與“泥馬”之間的位置沒有變化,所以他的運動狀態是靜止。
(2)人的重力G人=m人g=62kg×10N/kg=620N,泥馬的重力G馬=m馬g=10kg×10N/kg=100N, 則人和泥馬對海涂的壓力:F=G總=G人+G馬=620N+100N=720N,
此時“泥馬”對海涂的壓強:p= = =1800Pa;
(3)克服“泥馬”重力做的功:W=G馬h=100N×1.2m=120J,則功率:P= = =60W。
答:(1)靜止;(2)此時“泥馬”對海涂的壓強為1800Pa;(3)此過程中,他克服“泥馬”重力做功的功率為60W。
10.(2017?麗水)2017年4月22日,天舟一號貨運飛船與天宮二號成功對接(如圖),天舟一號的任務之一是將儲箱內的推進劑(液態燃料和液態氧)分別輸送給天宮二號。
(1)天舟一號與天宮二號成功對接后一起運動,若以天宮二號為參照物,天舟一號飛船是________的;
(2)液態氧可由氣態氧經過________而形成(填物態變化名稱);
(3)要完成本次推進劑補給任務,天舟一號儲箱內的壓強比天宮二號儲箱內的壓強________。
【答案】(1)靜止;(2)液化;(3)大。
【解析】(1)解答此題的關鍵是看被研究的物體與所選的標準,即參照物之間的相對位置是否發生了改變,如果發生改變,則物體是運動的;如果未發生變化,則物體是靜止的;(2)液化指物質由氣態轉變為液態的過程,會對外界放熱;(3)物體所受的壓力與受力面積之比叫做壓強,壓強用來比較壓力產生的效果,壓強越大,壓力的作用效果越明顯。
解答:(1)以天宮二號為參照物,天宮一號相對于天宮二號的位置沒有發生變化,所以天宮一號飛船是靜止的。
(2)液態氧可由氣態氧經過液化形成。
(3)天舟一號儲箱內的壓強比天宮二號儲箱內的壓強大,從而可以將推進劑補給給天宮二號。
故答案為:(1)靜止;(2)液化;(3)大。
三、計算題
11.(2016·嘉興)如圖為某款擦窗機器人,它憑借其底部的真空泵在機身和玻璃之間形成低氣壓,牢牢地吸附在豎直玻璃上。請回答:
(1)當它靜止在豎直玻璃上時,受到的摩擦力方向是 。
(2)擦窗機器人的擦試速度是 4分鐘/米2,要擦完總面積為 3米 2的窗玻璃需要 分鐘。
(3)工作時擦窗機器人對玻璃的壓力為 28 牛,內外氣壓差達到 800 帕, 求擦窗機器人與玻璃的接觸面積至少為多少平方米?
(4)擦窗機器人的總質量為 1.2千克,工作時的實際功率為 80瓦,它在豎直向上擦窗過程中有 0.25%的電能用于克服重力做功。若窗戶足夠高,持續豎直向上擦窗 20分鐘,擦窗機器人可上升的最大高度為多少米?(取 g=10牛/千克)
【答案】(1)豎直向上;(2)12;(3)擦窗機器人與玻璃的接觸面積至少為0.035m2;(4)擦窗機器人可上升的最大高度為20m。
【解析】(1)物體靜止時處于平衡狀態,受到的力為平衡力;(2)根據題意求出時間;(3)根據公式p=FS求出面積的大小;(4)根據W=Pt求出消耗的電能,從而求出克服重力所做的功,根據W=Gh求出高度。
解:(1)擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時,處于平衡狀態,豎直方向受到的重力和摩擦力是一對平衡力,故摩擦力的方向是豎直向上的。
擦窗機器人的擦試速度是4分鐘/米2,要擦完總面積為3米2的窗玻璃需要的時間為:t=4分鐘/米2×3米2=12分鐘。
由p=FS得,擦窗機器人與玻璃的接觸面積為:S=F/p=28N/800Pa=0.035m2。
(4)機器人消耗的電能為:W電=P電t=80W×1200s=96000J;
克服重力所做的功為:W'=W電η=96000J×0.25%=240J;
機器人的重力為:G=mg=1.2kg×10N/kg=12N;
由W=Gh得上升的高度為:h=W′/G=240J/12N=20m。
答:(1)豎直向上;(2)12;(3)擦窗機器人與玻璃的接觸面積至少為0.035m2;(4)擦窗機器人可上升的最大高度為20m。
12.(2016·麗水)某品牌太陽能汽車如圖甲,通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能;玻璃采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成,車身輕便靈活。
(1)若該車身的材料要求強度高且輕便,則表中最理想的材料是   ;
材料
錳鋼
鋁合金
鈦合金
碳纖維
性能(強度)

較弱
較強

密度/(kgm-3)
7.9×103
3.0×103
4.5×103
1.6×103
(2)若該車質量是400千克,車上載有人和物品質量共為100千克,車輪與地面的總接觸面積為2.0×10﹣2米2,該汽車對水平地面的壓強為多少?
(3)若該汽車以最大輸出功率P為800瓦在水平路面上作勻速直線運動,一段時間后再將功率減小到P1,并保持此功率做勻速直線運動.上述運動過程的速度﹣時間圖象如圖乙,設運動過程中汽車所受阻力不變,則汽車受到的阻力是 80 牛,P1為多少?
【答案】(1)碳纖維;(2)汽車對水平地面的壓強為2.5×105Pa;(3)80N;P1為640W。
【解析】(1)根據表格中材料的性能進行分析判斷;(2)根據G=mg和計算汽車對水平地面的壓強;(3)先根據圖乙讀出開始做勻速直線運動的速度和減小功率后的速度,然后根據P=Fv求出牽引力,再根據二力平衡求出阻力,最后根據P=Fv求出P1。
解:(1)若該車身的材料要求強度高且輕便,則根據表中信息可知,碳纖維性能最強,密度最小,因此最理想的材料是碳纖維。
(2)汽車對水平地面的壓強:。
(3)根據圖乙可知,當汽車以最大功率勻速行駛時速度為10m/s;
當汽車以P1的功率勻速行駛時,速度為8m/s;
由二力平衡條件和P=Fv可知,汽車受到的阻力:;
P1=Fv′=80N×8m/s=640W。
答:(1)碳纖維;(2)汽車對水平地面的壓強為2.5×105Pa;(3)80N;P1為640W。
13.(2017?湖州)取一根內部橫截面積為1平方厘米的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,稱得質量為2克。向管內倒入10克液體,再將它放入水中。放手后,觀察到橡皮膜恰好變平,如圖所示。
請回答:
(1)氣管內液體的密度________(選填”大于“”等于“或”小于“)水的密度。
(2)水對塑料管底部橡皮膜產生的壓強大小。
(3)裝有液體的塑料管受到的浮力大小。
【答案】(1)小于;(2)1000Pa;0.12N。
【解析】(1)塑料管的重力和液體的重力之和等于塑料管受到的浮力,則液體的重力小于塑料管受到的浮力,據此分析;(2)先根據公式F=G=mg計算出塑料管受到的壓力,再根據公式p= 計算壓強;(3)物體靜止漂浮時,受到的重力等于浮力。
解答:(1)解:物體的重力為:G=mg=100kg×10N/kg=1000N;
動滑輪的重力為:G輪=m輪g=8kg×10N/kg=80N;
則拉力為:F= (G+G輪)= ×(1000N+80N)=540N。
拉力移動的距離為s=2h=2×3m=6m; 拉力做的功為:W=Fs=540N×6m=3240J; 拉力的功率為:P= = =108W。21教育網
14.(2017?麗水)“童話云和”盛產木制玩具,是著名的木玩之城。小科同學從某玩具廠得到三塊相同的積木,利用該積木和簡單的器材在家里進行了“科學小實驗”,請分析回答:21·cn·jy·com
(1)稱得一塊積木的質量為144克,測得該積木的長10厘米、寬6厘米、高4厘米,則積木的密度為________克/厘米3;
(2)當將積木搭成如圖三種方式時,積木對水平地面的壓強大小關系為______(用P甲、P乙、P丙表示);
(3)把一塊積木放入水中,若要使積木的上表面恰好浸沒,則在積木上至少要施加多大的力?
【答案】(1)0.6;(2)p乙>p甲=p丙;(3)0.96N。
【解析】(1)根據密度公式計算出積木的密度;(2)根據壓強的計算公式可以比較出積木對地面壓強的大小關系;(3)根據阿基米德原理F浮=液gV排計算出浮力,減去重力即可求得施加的力的大小。
【解答】(1)積木的體積V=10cm×6cm×4cm=240cm3;
根據密度公式。
(2)已知甲乙丙三者質量相等,根據壓強的計算公式,受力面積越小壓強越大,因此壓強關系是p乙>p甲=p丙。
(3)根據二力平衡原理,可知F+G=F浮
根據阿基米德原理F浮=液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.4×10-4m3=2.4N;
F=F浮-G=2.4N-0.144kg×10N/kg=0.96N。
故答案為:(1)0.6;(2)P乙>P甲=P丙;(3)0.96N。
15.(2017·衢州)鳥撞飛機事件時有發生,是不是它們“瞎”了?研究發現雨燕等鳥類具有邊飛邊睡的能力,甚至還能長時間張開一只眼睛來觀察飛行路徑,避免與其它鳥類或物體碰撞。研究還發現,某種鳥類只有距離運動的物體30m內才逃離。由于飛機速度很快,所以它們就沒有足夠的時間來逃離,而引起撞機事件.綜合上述信息,回答下列問題:
(1)數據顯示,一只0.5kg的鳥正面撞在迎面飛來的速度為720km/h的飛機上,就會產生1.6×104N撞擊力,對飛機造成損傷.假如撞擊面積為0.01m2,計算該鳥撞擊飛機的壓強。
(2)如表是三種材料的相關參數,從飛機承受鳥類撞擊能力和飛機自身重量考慮,最適宜用來制造飛機的材料是   。
性質
材料A
材料B
材料C
抗壓性(N/m2)
1.2×104
1.6×104
2.0×104
密度(kg/m3)
1.2×103
4.0×103
1.2×103
(3)如圖,一架飛機以720km/h的速度向正前方O點的鳥迎頭飛去,則飛機的頭A點到達O點位置所需的時間是   s,這也就是飛機留給該鳥逃離O點的時間。
(4)天空自古以來都是鳥類的地盤,能夠長時間飛行的鳥類有邊飛邊睡的能力是它們   飛行生活的表現,是自然選擇的結果.根據達爾文進化論推測,隨著空中高速飛行器的增多,很多很多年后,鳥類   (選填“可能”或“不可能”)具有更強的躲避高速飛行器的能力。
【答案】(1)產生的壓強為:1.6×106Pa;(2)材料C;(3)0.15;(4)適應;可能。
【解析】(1)根據壓強的計算公式求出壓強;(2)為了抗擊鳥的撞擊,飛機的材料的抗壓性要大;為了使飛機飛行,應用密度小的材料;(3)根據速度公式求出時間;(4)根據生物進化論分析。
解:(1)鳥撞擊飛機的壓強為:p===1.6×106Pa。
(2)為了抗擊鳥的撞擊,飛機的材料的抗壓性要大;為了使飛機飛行,應用密度小的材料;對比可知,材料C符合以上兩個條件。
(3)v=720km/h=200m/s;由v=得飛機的頭A點到達O點位置所需的時間是:
t===0.15s。
(4)生物都有適應環境的能力,能夠長時間飛行的鳥類有邊飛邊睡的能力是它們適應飛行生活的表現;鳥類可以通過提高自己的躲避能力來適應環境。2·1·c·n·j·y
故答案為:(1)產生的壓強為:1.6×106Pa;(2)材料C;(3)0.15;(4)適應;可能。
16.(2017·溫州)我市某些餐廳用智能機器人送餐,送餐機器人的部分參數如表所示。
(1)機器人身上有感應紅外線信息的接收器,以便接受信息,則該接收器相當于反射弧中的________。
(2)機器人底盤的輪子與水平地面接觸的總面積為0.01米2, 求機器人水平運送3千克物體(含餐盤)時,對地面產生的壓強。
(3)如果該機器人以最大功率在水平地面上以0.4米/秒的速度勻速前進10秒,求機器人行進過程中受到地面對它的阻力。
【答案】(1)感受器;(2)5.3×104帕;(3)250牛。
【解析】(1)反射弧各結構的功能;(2)由公式P=F/S求出壓強;(3)由表格數據功率可求出牽引力,由勻速運動得到阻力等于牽引力。或用功率求出功再用功除以距離得到牽引力再根據勻速運動得到阻力大小。
解答:(1)反射弧結構中的感受器作用是接受外界的刺激得到信息所以機器人身上感應紅外線信息的接收器相當于感受器。
(2)F=G=mg=(50+3)千克×10牛/千克=530牛;P=F/S=530牛/0.01米2=5.3×104帕。
(3)W=Pt=100瓦×10秒=1000焦;
S=υt=0.4米/秒×10秒=4米;f=F=W/s=1000焦/4米=250牛。
四、實驗探究題
17.(2016?寧波)洗衣服時,小科發現肥皂泡在不斷地破裂。小科覺得,肥皂泡的破裂可能與肥皂泡內氣壓大小有關,而肥皂泡內的氣壓大小可能與肥皂泡的半徑大小有關。為此小科用如圖所示的裝置進行探究:
【實驗步驟】
①閉合閥門3,打開閥門1和2,吹出較大的肥皂泡A,閉合閥門2;
②打開閥門3,用同一肥皂水吹出較小的肥皂泡B,閉合閥門1;
③打開閥門2,觀察并記錄實驗現象。
【實驗現象】肥皂泡A變大,肥皂泡B變小。
(1)【實驗結論】相同條件下,肥皂泡半徑越大,肥皂泡內的氣體壓強越________。
(2)【實驗反思】如果上述結論同樣適用于半徑達到一定值后的氣球,小科就能解釋用嘴吹氣球時,當吹到一定程度后,越吹所需要的力越________的原因。
【答案】(1)小;(2)小。
【解析】(1)肥皂泡內氣壓大于外部氣壓時體積變大,肥皂泡內氣壓小于外部氣壓時體積變小,據此進行解答;(2)根據得出的結論判斷當氣球吹到一定程度后所需力的變化。本題考查了學生分析現狀得出結論并利用結論解釋實際問題的能力,知道氣泡變大和變小的原因是關鍵。【版權所有:21教育】
解:(1)由題意可知,較大肥皂泡A變大,較小肥皂泡B變小,因肥皂泡內氣壓大于外部氣壓時體積變大,肥皂泡內氣壓小于外部氣壓時體積變小,且外部大氣壓相同,所以,相同條件下,肥皂泡半徑越大,肥皂泡內的氣體壓強越小。
由(1)的結論可知,用嘴吹氣球時,當吹到一定程度后,越吹所需要的力越小。
答案為:小、小。
18.(2017?金華)某興趣小組用如圖所示裝置進行探究“影響液體內部壓強的因素”實驗。
已知:①a、b兩點壓強等于外界大氣壓(大氣壓保持不變);②a點壓強等于a點上方液柱壓強與左管內氣壓P1之和;③b點壓強等于b點上方液柱壓強與右管內氣壓P2之和;④液體1和液體2密度不同。21*cnjy*com
該小組同學先關閉K2打開K和K1,用抽氣機抽氣,進行多次實驗。再關閉K1打開K和K2,重復上述操作。具體數據記錄如一表:
液體種類
液體1
液體種類
液體2
實驗次數
第一次
第二次
第三次
實驗次數
第四次
第五次
第六次
液柱高度(h1/cm)
10
20
30
液柱高度(h2/cm)
10
20
50
左管內氣體壓強(P1/千帕)
99
97
95
左管內氣體壓強(P2/千帕)
100
99
98
(1)以下研究過程所用到的方法與本實驗中所用的方法明顯不同的是 。
A、研究磁極間的相互作用規律;
B、研究壓力的作用效果與受力面積大小的關系;
C、研究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系;
D、研究物體重力勢能大小與物體被舉高高度的關系。
(2)通過比較第一次和第四次所測得的數據,可以研究________。
(3)通過比較第四、第五、第六三次測得的數據,可以得出的結論是________。
(4)探究液體壓強與密度關系時,為了使結論更具普遍性,該小組同學還應如何繼續實驗(請寫出實驗思路,不需寫具體步驟)________。21世紀教育網版權所有
【答案】(1)A;(2)液體內部壓強與液體密度的關系;(3)液體密度相同時,液體內部壓強隨液柱的升高而增大;(4)換不同密度的液體重復實驗。
【解析】掌握液體壓強大小的影響因素,利用控制變量法和轉換法探究液體內部壓強特點。用液體壓強計比較液體壓強大小,U型管兩邊的液體高度差越大,液體壓強越大;液體壓強跟液體密度和深度有關,觀察U型管兩邊的液面差來比較壓強大小;影響液體壓強大小的因素是液體的密度和深度。
解答:(1)本實驗利用的是控制變量法,研究磁極間的相互作用規律采用的是類比法,不是控制變量法,故選A。
(2)通過比較第一次和第四次,液體柱的高度相同,密度不同,可以比較液體內部壓強與液體密度的關系。
(3)第四、第五、第六三次實驗,液體的密度相同,液體柱的高度不同,高度越大,壓強越大,可以得出結論液體密度相同時,液體內部壓強隨液柱的升高而增大。
(4)為了使結論更具普遍性,還需要多選用幾種不同密度的液體重復實驗。
故答案為:(1)A;(2)液體內部壓強與液體密度的關系;(3)液體密度相同時,液體內部壓強隨液柱的升高而增大;(4)換不同密度的液體重復實驗。
一、選擇題
1.(2017·紹興模擬)通過觀察和實驗可以幫助我們尋找規律,對科學知識有更深的認識和理解。同學們都做過下列四個實驗,哪個實驗你在設計思路和方法上與其它三個不同(?)。www.21-cn-jy.com
A
B
C
D
A.研究影響物體動能大小的因素;
B.研究液體內部壓強的特點;
C.研究凸透鏡成像的規律;
D.研究影響摩擦力大小的因素
【答案】C。
【解析】此題考查了對探究物理方法的掌握,根據物理知識的不同特點,在探究過程中可應用不同的物理物理方法,在學習過程中需多動腦,掌握其中的奧妙。當一個物理量與多個因素有關時,在探究過程中應用到控制變量法。www-2-1-cnjy-com
解答:A、動能大小與物體的質量和速度有關,在探究過程中應用到控制變量法。
B、液體內部壓強與液體的密度和深度有關,在探究過程中應用到控制變量法。
C、在研究凸透鏡成像規律時,通過測量多個數據歸納總結得出結論。
D、滑動摩擦力大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關,在探究過程中應用到控制變量法。由上分析知,ABD都要用到控制變量法,C與ABD不同。故選C。
2.(2017·浙江省模擬一) 緊急情況逃生時,使用普通破窗錘產生的碎玻璃容易傷人。如圖為一種新型破窗錘,使用時將吸盤吸附在窗玻璃上,然后拉長彈性繩,人離玻璃較遠后松手,破窗錘在彈力作用下瞬間擊碎窗玻璃而不會傷到人。下列有關說法錯誤的是( )。
A.吸盤能吸附在窗玻璃上是由于受到大氣壓的作用;
B.若吸盤面積太小,則拉長彈性繩時容易脫落;
C.錘頭前端做得比較尖是為了增大壓力;
D.松手后,繩的彈性勢能主要轉化為破窗錘的動能
【答案】C。
【解析】①大氣層中的一切物體都受到大氣壓的作用;②二力平衡的條件是大小相等,方向相反,在同一條直線上;在壓強一定時,壓力與受力面積成正比;③在壓力一定時,壓強與受力面積成反比;④物體發生彈性形變時具有彈性勢能,運動的物體具有動能.一定條件下動能和勢能可以相互轉化。
解答:A、擠出吸盤內的空氣,是大氣壓把吸盤緊緊地壓在玻璃上.此選項正確。
B、大氣壓強p是一定的,由公式F=pS可以看出,若吸盤面積太小,產生的大氣壓力較小,由二力平衡關系知,拉力略大時就能克服大氣壓力,則拉長彈性繩時容易脫落.此選項正確。
C、在壓力一定時,由公式知,錘頭前端做得比較尖是為了減小受力面積,增大壓強.此選項錯誤。
D、施加拉力時,彈性繩發生彈性形變產生彈性勢能;松手后,彈性繩恢復原狀的過程中,將彈性勢能轉化為動能.此選項正確。故選C。
3.(2017·浙江模擬四)下列各種現象與其涉及物理知識之間的關系中,正確的是( ) 。
A.坐在有椅墊的椅子上舒服一些,因為這樣減小了臀部所受到的壓力;
B.攔河壩常常修成上窄下寬,因為液體壓強隨深度的增大而增大;
C.利用注射器給病人注射時,藥液在大氣壓作用下進入人體內;
D.民航客機飛行時獲得升力,因為流體流速越大的位置,壓強越大
【答案】B。
【解析】A、要解決此題需要掌握壓強的概念,知道壓強與壓力大小和受力面積有關;B、液體的壓強隨深度的增加而增大;C、護士把藥液注射到肌肉是推力的作用;D、飛機的機翼上方突起,受到空氣的升力作用。21cnjy.com
解答:A、坐在有椅墊的椅子上舒服一些,因為椅墊增大了受力面積,而壓力不變,所以壓強減小,故A錯誤。
B、液體的壓強隨深度增大而增大,所以攔河壩壩堤下面要筑得寬一些以保護壩堤,故B正確。
C、護士把藥液注射到肌肉,是推力作用,不是因為藥液受到大氣壓的作用,故C錯誤。
D、飛機的機翼上下表面設計不同,上方凸起,下方水平.這樣一來,上表面的流動氣體流速較下面要快,所以下表面的壓強較小,機翼也就產生了上下壓力差,該力也就是所謂的升力,故D錯誤。
4.(2017·浙江沖刺卷一)下面四個圖中所涉及的科學知識描述不正確的是( ?)。
A.圖甲,飲料上升到嘴里是因為吸力大于飲料的重力;
B.圖乙,寬背帶的目的是增大受力面積減小壓強;
C.圖丙,水能噴出是因為氣體流速大,壓強小;
D.圖丁,液體壓強隨深度的增加而增大,所以深海潛水需穿特制的潛水服
【答案】A。
【解析】A、吸管吸飲料時,是先把吸管內的空氣吸走,在外界大氣壓的作用下,飲料被壓進嘴里的,故A敘述錯誤。21·世紀*教育網
B、背包的寬背帶是在壓力一定的情況下,增加受力面積來減小壓強,故B正確。
C、氣體的壓強與流速有關,流速越大的位置氣體產生的壓強越小,故C敘述正確。
D、因為液體壓強隨深度的增加而增大,因此潛入水下較深的位置時,需要有專業的服裝,否則人承受不了水的壓力,故D敘述正確。
故選A。
5.(2017·浙江沖刺卷二)如圖所示,實心均勻正方體甲、乙分別放在水平地面上,它們對地面的壓強相等。現從甲、乙正方體上部沿水平方向切去部分后,它們剩余部分的體積相等,則甲、乙對地面的壓力變化量△F甲和△F乙的關系是( )。
A.△F甲一定大于△F乙; B.△F甲可能大于△F乙;
C.△F甲一定小于△F乙; D.△F甲可能小于△F乙
【答案】C。
【解析】本題是典型的柱狀固體的壓強問題,要根據已知條件,靈活選用壓強計算式p=、p=ρgh、ρ=(適用于實心柱體對支撐面的壓強)進行分析解答。由于兩個物體都是規則的實心正方體物體,可利用p=ρgh先判斷出兩個物體的密度的關系,對地面壓力變化量就等于截去的部分的重力,根據F=ρVg和密度的關系即可得出對地面壓力變化量關系。
解答:(1)兩個正方體的邊長分別為h甲和h乙,
由可知:
當兩物體對水平面的壓強相同,則p甲=p乙,
即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,已知實心均勻正方體甲、乙分別放在水平地面上,它們對地面的壓強相等。由于h甲<h乙 , 則ρ甲>ρ乙。【出處:21教育名師】
(2)已知,兩物體對水平面的壓強相同,則p甲=p乙,S甲<S乙,
由p=可得,它們對地面的壓力F甲<F乙,
(3)現從甲、乙正方體上部沿水平方向切去部分后,它們剩余部分的體積相等,即V剩甲=V剩乙,則F剩甲=G剩甲=ρ甲V剩甲g,F剩乙=G剩乙=ρ乙V剩乙g,
因為ρ甲>ρ乙;所以F剩甲>F剩乙。
△F甲=F甲-F剩甲 , △F乙=F乙-F剩乙,因為F甲<F乙,
甲、乙對地面的壓力變化量△F甲和△F乙的關系是△F甲一定小于△F乙。
故選C。
6(2018·全預測試卷一)下面四個圖中所涉及的科學知識描述不正確的是( )。
A.圖甲:說明“動能與重力勢能會相互轉化”;
B.圖乙:基于“氣體的流速越大,壓強越小”;
C.圖丙:利用了“阿基米德原”;
D.圖丁:利用了大氣壓
【答案】C。
【解析】(1)同一個物體,動能的大小與速度有關,勢能的大小與高度有關。動能與勢能之間能相互轉化,當勢能轉化為動能時,高度降低速度增大,當動能轉化為勢能時,高度增加速度減小;(2)氣體的壓強與氣體的流速有關,流速越大壓強越小,流速越小壓強越大;(3)物體間力的作用是相互的,當一個物體給另一個物體一個力的同時也受到另一個物體給它的力;(4)生活中我們經常利用大氣壓,當液體一側的氣壓小于大氣壓時,大氣壓會將液體壓向氣壓小的一側,反之則相反。
解答:A、圖甲蕩秋千時,秋千高度下降速度增加,秋千高度增加時速度減小,說明“動能與重力勢能會相互轉化”,描述正確,A錯誤。
B、圖乙動車安全線,主要考慮到當高速的動車駛過時,帶動車周圍的空氣快速流時,使氣壓減小,而外側的氣體流速慢氣壓大,外側的氣壓會將物體推向動車。所以基于“氣體的流速越大,壓強越小”描述正確,B錯誤。
C、圖丙:利用了“阿基米德原理”,火箭升空是利用了力的作用是相互的,火箭向下噴氣時,噴出的氣對火箭有一個向上的力,描述錯誤,C正確。
D、圖丁:利用了大氣壓,喝飲料時,人吸入氣體,使吸管內的氣壓小于大氣壓,大氣壓會將飲料壓入口腔,描述正確,D錯誤。故選C。
7.(2018·全預測試卷六)將同一物體M先后放入在裝有不同液體的甲、乙兩個容器中。當物體靜止后,兩容器內液面恰好相平,如圖所示。若液體對甲、乙兩容器底部的壓強分別是P甲、P乙, 液體對兩物體的浮力分別是F甲、F乙,則下列判斷中正確的是( )。
A.P甲>P乙,F甲C.P甲=P乙,F甲F乙
【答案】B。
【解析】(1)物體浮沉條件從力的大小表示是:當浮力大于重力時,物體上浮最終漂浮;當浮力等于重力時物體懸浮;當浮力小于重力時物體下沉。物體浮沉條件用密度表示是:ρ液>ρ物,物體漂浮;ρ液=ρ物,物體懸浮;ρ液<ρ物,物體下沉。
(2)液體產生的壓強大小只與液體的深度與液體的密度有關。
解答:由同一物體在甲中懸浮,乙中漂浮可知,ρ甲<ρ乙,由題可知,甲與乙中液體的深度相同,所以甲與乙對容器底部的壓強只與液體密度有關,密度越大壓強越大,所以P甲8.(2017·浙江考前沖刺二)在地面附近同一高度會高度差不顯著的情況下,空氣流速v與壓強P的關系可表示為 ,式中C是常量,ρ表示空氣密度,根據關系式可知:空氣流速越小,壓強________;廚房中的抽油煙機正是利用這個原理工作的,由于轉動的扇葉處氣體的流速大,壓強________,油煙在周圍大氣壓的作用下被壓向扇口排出廚房。
【答案】越大、小。
【解析】本題考查了學生獲取信息并解決實際問題的能力,是一道較為簡單的應用題。根據ρv2+p=C分析空氣流速越小時壓強的變化,然后得出答案。
解答:由ρv2+p=C的變形式p=C-ρv2可知,空氣流速越小時,壓強越大,反之氣體的流速大,壓強越小。
所以,廚房中的抽油煙機工作時,油煙在周圍大氣壓的作用下被壓向扇口排出廚房。
故答案為:越大、小。
9.(2017·浙江省備考模擬二)經國務院批準,自2016年起,將每年4月24日設立為“中國航天日”,中國航天人為探月工程的“回”努力奮斗。已經成功“落”到月球上的“玉兔號”月球車(如圖)相對于地球是________(填“運動”或“靜止”)的;其車輪寬大是為了________(填“增大”或“減小”)壓強。
【答案】運動、減小。
【解析】(1)判斷物體是運動還是靜止的,跟參照物的選擇有關系,參照物選擇不同,結論就不同;運動是絕對的,靜止是相對的,自然界的一切物體都在運動,靜止指的是研究對像相對于參照物來說位置沒有發生變化;(2)根據壓強的計算公式壓強大小的影響因素:壓力大小和受力面積大小。
解答:(1) 月球車相對于月亮石靜止的,說明月球車和月球具有相同的運動狀態,由月球繞地球運動,可知月球和月球車相對于地球都是運動的。
(2)根據壓強的計算公式,增大車輪寬度是為了增大受力面積S,從而減小壓強。
10.(2017·浙江省備考模擬一)科學中把具有流動性的液體和氣體統稱為流體,當流體處于流動狀態時,其內部各處的壓強有什么規律呢?
小李同學將圖 (a)所示的玻璃管裝置接到水流穩定的自來水管上,當水在玻璃管中流動時,可看到兩個豎直管中液面的高度并不相同。從圖中可以看出A,B兩處管的粗細不同,因而A處流速小,B處流速大,可見流體的壓強與流速之間有著一定的關系。接著,小明又自制了一個飛機機翼模型,如圖 (b)將其固定在托盤測力計上,在模型的正前方用電扇迎面吹風來模擬飛機飛行時的氣流。
(1)由圖(a)的實驗現象,得出流體壓強與流速之間的初步結論是________;
(2)在圖(b)所示的實驗中,電扇沒有吹風時,托盤測力計示數等于機翼模型的重力大小,當電扇轉動后,發現托盤測力計的示數減小了,請用上述實驗結論分析原因______;
(3)下列情形中,能夠運用上述實驗結論進行解釋的是 ?????(選填序號)
A.將氫氣球放手后,它會飄向空中;
B.地鐵站臺上,人必須在警戒線外候車;
C.船舶航行時應避免兩艘靠近的船并排前進
【答案】(1)流速越大的位置壓強越小;(2)電扇轉動后,氣流會流經飛機機翼模型,機翼模型上方凸空氣通過的路程長,流速大,向下的壓強小;機翼模型下方凹空氣通過的路程短,流速小,向上的壓強大,從而形成了一個向上的壓強差,是托盤測力計的示數減小;(3)BC。
【解析】在流體中,流速越大的位置壓強越小,流速越小的位置壓強越大.解答此題就要根據這個原理來回答。分析流體的流速如何變化從而得出壓強的變化,或根據壓強的變化來分析流速的變化。
【解答】(1)a圖中,A管比較粗,B管較細。在流量一定時,管子越細,水的流速就越大。由圖可知,A管上方液柱高說明壓強大,由此得出流體壓強與流速的關系:流速越大的位置壓強越小。
(2)電扇轉動后,氣流會流經飛機機翼模型,機翼模型上方凸空氣通過的路程長,流速大,向下的壓強小;機翼模型下方凹空氣通過的路程短,流速小,向上的壓強大,從而形成了一個向上的壓強差,是托盤測力計的示數減小。
(3)A、氫氣球升空是受到浮力,與流體壓強無關;故A錯誤。
B、地鐵站臺上,人必須在警戒線外候車 ,是因為列車進站時車速快,靠近列車一側,氣體流速大,壓強小,人容易被氣壓壓向列車,因此應該站在警戒線外候車,故B正確。
C、兩船并排快速前行,可導致中間水流速變大,壓強變小;水壓著船向中間靠近,造成事故。所以船舶航行時應避免兩艘靠近的船并排前進;故C正確。
11.(2017·浙江省海淀區模擬)如圖,先在溢水杯中裝滿水,水面與溢水口齊平,再放入一塊重3N的木塊,溢出的水全部用小燒杯接住.則小燒杯中水的重力等于________N,水溢出后溢水杯底受到水的壓強________(填“增大”、“不變”、“減小”)。
【答案】(1)3;(2)不變。
【解析】本題考查了學生對液體壓強公式、阿基米德原理的了解和掌握,從圖中看出木塊浸入水中排開的水流入水中是本題的關鍵。(1)木塊浸入水中排開的水流入小燒杯中,小燒杯中水的重力就等于木塊排開水的重,根據阿基米德原理求木塊排開水的重,即小燒杯中水的重力;(2)利用計算液體對容器底的壓強用公式p=ρgh判斷。
【解答】(1)因為木塊漂浮,所以木塊受到的浮力:F浮=G木=3N,
因為木塊浸入水中排開的水流入小燒杯中,所以小燒杯中水的重力:G水=G排=F浮=3N。
(2)當慢慢放入木塊時,木塊漂浮,水被排開溢出杯外,但水深h不變,由p=ρgh可知水對容器底的壓強不變。
故答案為:(1)3;(2)不變。
12.(2017·杭州市上城區二模)在自主學習探究過程中,某同學利用帶拉環的吸盤、固定在墻上的平面鏡、刻度尺、彈簧測力計來測量大氣壓強的大小,實驗裝置如圖甲,具體實驗步驟是:
①用刻度尺測出吸盤的直徑,算出吸盤平面面積為10cm2 。
②用彈簧秤測出吸盤自身的重力0.5N。
③將吸盤沾水濕潤后,壓在平面鏡上,排盡吸盤內空氣。
④用彈簧秤水平拉動吸盤,直至恰好脫落,讀出此時彈簧秤示數為100N。
⑤記錄整理數據。
⑥算出大氣壓的值,分析實驗結論。

(1)以上敘述的實驗步驟中,多余的是________(填序號)。
(2)根據該同學的實驗數據,計算得到的大氣壓的值等于________?Pa。
(3)實驗時,如果拿一個吹風機對著吸盤自上而下吹風(如圖乙),則拉動吸盤時的彈簧秤示數會________?100N(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)②;(2)防止漏氣;(3)9.5×104;(4)小于;吸盤外側空氣流速增大,壓強變小,大氣對吸盤的壓力減小;(5)掛鉤所能掛的最大物體重力與墻面的光滑程度有關,因為壓力一定時,接觸面越粗糙,摩擦力越大。21教育名師原創作品
【解析】(1)根據實驗的目的和p=FSFS分析解答;(2)為了使測得的結果準確,要采取必要的措施防止吸盤漏氣;(3)根據題意可知,大氣對吸盤的壓力等于彈簧秤示數平均值,又知吸盤平面面積,利用p=FSFS?計算實驗時的大氣壓值;(4)根據流體壓強和流速的關系分析解答:流體的壓強跟流速有關,流速越大,壓強越小;(5)可以從影響皮碗在墻面上的吸附能力的因素去猜想.如皮碗的大小、皮碗內的真空程度、皮碗與墻面的密合程度等方面進行猜想。
?解:(1)根據壓強公式p=FSFS可知,測量大氣壓強的大小,需要通過實驗得出大氣對吸盤的壓力和吸盤平面面積,沒有必要用彈簧秤測出吸盤自身的重力,因此步驟②是多余的。
(2)將吸盤沾水的目的是防止漏氣。
(3)根據題意可知,大氣對吸盤的壓力F=F示=95N,若不考慮實驗過程中的其他影響因素,
實驗時的大氣壓值:p=FSFS=95N10×10?4m295N10×10?4m2=9.5×104Pa。
(4)由圖可知,若將高壓氣泵的出風口如圖乙那樣對著吸盤自上而下吹風,根據流體壓強和流速的關系可知,吸盤外側空氣流速增大,壓強變小,大氣對吸盤的壓力減小,所以,彈簧秤拉動吸盤至恰好脫落時的示數一般會小于95N。
(5)掛鉤所能掛的最大物體重力可能與以下幾個因素有關:
①皮碗的面積大小有關.依據:大氣壓一定時,壓力大小與受力面積有關;?
②墻面的光滑程度.依據:壓力一定時,接觸面越粗糙,摩擦力越大;
?③墻面的材料.依據:不同的材料,表面光滑程度可能不同;?
④皮碗與墻面的清潔程度表面越臟,不能充分接觸或無法盡力排氣等。
故答案為:(1)②;(2)防止漏氣;(3)9.5×104;(4)小于;吸盤外側空氣流速增大,壓強變小,大氣對吸盤的壓力減小;(5)掛鉤所能掛的最大物體重力與墻面的光滑程度有關,因為壓力一定時,接觸面越粗糙,摩擦力越大。
13.(2017·寧波模擬)在某興趣小組的同學觀察到:①飛機在起飛和航行時機翼的仰角不同;②飛機越大其機翼越大。他們想探究“機翼獲得升力的大小與機翼仰角、機翼面積有什么關系?”(注:機翼仰角為機翼下表面與水平面的夾角,機翼面積指機翼在水平面上投影的面積)
他們利用塑料泡沫等材料自制了三個質量相同、形狀相同、面積不同的機翼模型,把圓柱形空心筆桿穿過“機翼”并固定在“機翼”上,將一根金屬桿從筆桿中穿過并上下固定,確保“機翼”能沿金屬桿在豎直方向移動。將“機翼”掛在測力計的下方,實驗裝置如圖所示。
(1)為了研究“機翼”獲得的升力與仰角的關系,他們對同一個“機翼”吹風,并保持風速不變,只改變“機翼”_______的大小,觀察并記錄測力計的示數;在其它條件相同時,更換面積不同的“機翼”重復上述實驗。實驗記錄如表。
(2)通過分析數據可以得出結論:當質量、形狀、機翼面積和風速相同時,仰角增大,獲得的升力_____ _____(選填“一定”或“不一定”)增大 ;當質量、形狀、仰角和風速相同時,機翼面積越大,獲得的升力____ _____。
(3)實驗時,“機翼”沿金屬桿上升,考慮到金屬桿對筆桿的摩擦力,因此測得的升力應____ ___(填“大于”或“小于”)選 “機翼”實際獲得的升力。
【答案】(1)左;(2)仰角;①變化量(或差值、減小量);②不一定;越大;③下;小于。
【解析】(1)物體間的運動是相對的,以氣流為參照物,飛機沿氣流相反的方向運動;(2)要研究“機翼”獲得的升力與仰角的關系,就要保持其它條件不變,只改變“機翼”的仰角大小,根據現象得出相應的結論;①本實驗中,“機翼”獲得升力的大小等于吹風前后測力計示數的變化量;②分析表中數據,得出相應的結論;③實驗時,“機翼”沿金屬桿上升,金屬桿對筆桿有向下的摩擦力,用彈簧測力計測得的升力小于“機翼”實際獲得的升力。
解:(1)當鼓風機向右吹風時,空氣向右運動,以氣流為參照物,飛機向左飛升。
(2)為了研究“機翼”獲得的升力與仰角的關系,他們對同一個“機翼”吹風,并保持風速不變,只改變“機翼”仰角的大小,觀察并記錄測力計的示數,在其他條件相同時,更換面積不同的“機翼”重復上述實驗。
①在上述實驗中,“機翼”獲得升力的大小等于吹風前后測力計示數的變化量(或差值、減小量);
②由表中數據可知,當質量、形狀、機翼面積和風速相同時,仰角增大,獲得的升力有時大、有時小,所以獲得的升力不一定增大;當質量、形狀、仰角和風速相同時,機翼面積越大,獲得的升力越大;
③實驗時,“機翼”受到向上的升力,沿金屬桿上升,由于金屬桿對筆桿有向下的摩擦力,用彈簧測力計測得的升力小于“機翼”實際獲得的升力。
故答案為:(1)左;(2)仰角;①變化量(或差值、減小量);②不一定;越大;③下;小于。
三、計算題
14.(2017·寧波模擬二)如圖,輕質杠桿AB可繞O點轉動,在A、B兩端分別掛有邊長為10cm,重力為20N的完全相同的兩正方體C、D, OA∶OB=4∶3;當物體C浸入水中且露出水面的高度為2cm時,杠桿恰好水平靜止,A、B兩端的繩子均不可伸長且均處于張緊狀態。(g=10N/kg)求:
(1)物體C的密度;
(2)杠桿A端受到繩子的拉力;
(3)物體D對地面的壓強。
【答案】(1)2×103kg/m3;(2)12N;(3)400Pa。
【解析】(1)由題意知:物體的重力G=20N,體積為V=(10cm)3=0.001m3,g=10N/kg,則物體的質量為m=G/g=20N/10N/kg=2kg,密度為ρ=m/V=2kg/0.001m3=2×103kg/m3。
(2)(3)物體C排開水的體積為V排=(10cm)2×8cm=0.0008m3,
水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,則C受到的浮力為:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.0008m3×10N/kg=8N,
杠桿A端受到繩子的拉力大小為FA=G-F浮=20N-8N=12N,
對應的力臂為OA,杠桿B端受到繩子的拉力大小為FB,
對就的力臂為OB,OA∶OB=4∶3,
則由杠桿原理FAOA=OBFB,即12N×OA=FB×OB,解得FB=16N,
D對地面的壓力為F=G-FB=20N-16N=4N,
受力面積S=(10cm)2=0.01m2,壓強為p=F/S=4N/0.01m2=400Pa。
15.(2017·浙江省備考模擬二)如圖所示是我國自主研制的新型氣墊兩棲登陸艇。它的質量約為1.0′106kg,底面積約為500m2(海水密度約為1.0′103 kg/m3)。問:
(1)它漂浮在海面上時,排開水的體積是多少?
(2)登陸艇靜止在水平海灘上時,對海灘的壓強是多少?
(3)若登陸艇用3.0′104 N的推進力,在10 min內勻速航行了1.2km,則登陸艇的功率是多少?
(4)登陸艇在水中慢速航行時,兩側的浪花會靠近登陸艇,請解釋原因。
【答案】(1)排開水的體積是103m3;(2)對海灘的壓強是2×104Pa;(3)登陸艇的功率是6×104W;(4)因為登陸艇附近水體流速越大,壓強越小,故兩側的浪花會靠近登陸艇。
【解析】(1)根據浮力公式浮力等于排開水的重力,根據二力平衡條件,排開水的重力等于,船的重力,因此m排=m登陸艇,再根據公式可以求出排開水的體積;(2)根據壓強的公式可以求得壓強;(3)根據功率的定義,單位時間內做功的多少可得求解。
解答:(1)根據浮力公式G登陸艇=G排 ,得:m登陸艇=m排
再根據密度公式變形;求出V排= 。
(2)根據壓強的公式p= 。
(3)根據功率的定義,P= 。
(4)因為登陸艇附近水體流速越大,壓強越小,故兩側的浪花會靠近登陸艇。
16.(2017·舟山市嵊泗縣一模)如圖是一種用于野外獲取飲用水的吸水裝置,它采用活性炭復合濾芯和0.01微米超濾過濾,能夠去除水中99.99%的有害病菌,同時能夠過濾殘余重金屬,因此再臟的水都可過濾消毒成可飲用的水質,所以被稱為生命吸管。生命吸管的操作方法很簡單,只要把吸管一端伸進水里,另一端用嘴一吸,水就能吸入嘴里了。水被吸入嘴里是由于________的作用。
【答案】(1)物理,吸附;(2)大氣壓。
【解析】(1)根據變化的特征和活性炭的吸附性分析回答;(2)根據大氣壓的作用分析回答。
解:(1)生命吸管凈化水質的方法中沒有新物質生成,屬于物理變化,其中活性炭有吸附性、能除去一些不溶物,起到吸附和過濾的作用。【來源:21·世紀·教育·網】
(2)生命吸管的操作方法很簡單,只要把吸管一端伸進水里,另一端用嘴一吸,管內壓強減小,在大氣壓的作用下水被吸進嘴里。
故答為:(1)物理,吸附;(2)大氣壓。
17.(2018·全預測試卷二)如圖所示為小召同學做俯臥撐時的示意圖。已知小召同學體重60kg,1min鐘內做了45個,每做一次肩膀升高40cm,人身體可視為杠桿,O點為支點,E點為重心,OA=1m,AB=0.5m。試分析計算回答:
(1)試判斷:做俯臥撐時人所屬的杠桿類型為________。
(2)手對地面的壓力為多少牛?
(3)若每個手掌的面積是0.02m2, 求雙手對地面的壓強是多少Pa?
(4)小召此次做俯臥撐的功率為多少?
【答案】(1)省力杠桿;(2)手對地面的壓力為400N;(3)雙手對地面的壓強是10000Pa;(4)功率為120W。
【解析】(1)杠桿有三種類型,主要依據動力臂和阻力臂的長短來進行分類。動力臂大于阻力臂的為省力杠桿;動力臂等于阻力臂的為等臂杠桿;動力臂小于阻力臂的為費力杠桿;(2)根據杠桿平衡原理:動力×動力臂=阻力×阻力臂,可以求出地面對手的支持力,由支持力與壓力是一對相互作用力可以得到壓力;(3)由壓強公式P=F/s可以求出雙手對地面的壓強;(4)先計算出一次俯臥撐的功W=Fs,再算出總功,利用功率公式P=W/t計算出功率。
【解答】(1)由圖可知OA為阻力臂,BO為動力臂,動力臂大于阻力臂所以做俯臥撐時人所屬的杠桿類型為省力杠桿。
(1)省力杠桿。
(2)解:杠桿平衡條件:F1L1=F2L2,F×OB=G×OA,
F×1.5=G×1,G=mg=600N;
F=400N,力的作用是相互的,故手對地面的壓力為400N。
(3)解:F=400N,S=0.04m2,P=F/S=400N/0.04m2=10000Pa。
(4)解:W=FS=400N×0.4m×45=7200J;P=W/t=7200J/60s=120W。
故答案為:(1)省力杠桿;(2)手對地面的壓力為400N;(3)雙手對地面的壓強是10000Pa;(4)功率為120W。

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