第九章 壓強
一、壓強
1、壓力:
⑴ 定義:垂直壓在物體表面上的力叫壓力。
注意:壓力並不都是由重力引起的,通常把物體放在水平面上時,如果物體不受其他力,則F = G
⑵方向:壓力的方向總是垂直於支持面指向被壓的物體。
2、研究影響壓力作用效果因素的實驗:
⑴ 如上圖,甲、乙說明:受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越明顯。乙、丙說明:壓力相同時、受力面積越小壓力作用效果越明顯。
概括這兩次實驗結論是:壓力的作用效果與壓力和受力面積大小有關。本實驗研究問題時,採用了控制變量法。
⑴ 如上圖,甲、乙說明:受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越明顯。乙、丙說明:壓力相同時、受力面積越小壓力作用效果越明顯。
概括這兩次實驗結論是:壓力的作用效果與壓力和受力面積大小有關。本實驗研究問題時,採用了控制變量法。
3、壓強:⑴ 定義:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫壓強。
⑵公式:p = F/S 推導公式:F = PS、S=F/S
⑶單位: p——壓強——帕斯卡(Pa);F——壓力——牛頓(N);S——受力面積——平方米(m2)
受力面積是兩物體相互接觸的面積。
一容器盛有液體放在水平桌面上,求壓力、壓強:我們一般把盛放液體的容器看成一個整體,先確定壓力(水平面受的壓力F=G容+G液),後確定壓強(用壓強的定義式求)。
4.增大或減小壓強的方法
增大壓強的方法:壓力一定時,減小受力面積,或在受力面積一定時,增大壓力。
例如縫一針做得很細、菜刀刀口很薄等就是利用壓力一定,減小受力面積的方法增大壓強。
減小壓強的方法:壓力一定時,增大受力面積,或在受力面積一定時,減小壓力。
例如鐵路鋼軌鋪枕木、坦克安裝履帶、書包帶較寬等就是利用壓力一定,增大受力面積的方法減小壓強。
二、液體的壓強
1.液體內部產生壓強的原因:液體受重力且具有流動性。
2、液體壓強的特點:
(1)液體對容器底和側壁都有壓強,(2)體內部向各個方向都有壓強;
(3)如上圖甲和乙可知:同種液體的壓強隨深度的增加而增大;
乙、丙、丁三圖可知:同種液體,在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;
丁和戊可知:在同一深度,不同液體的壓強與液體的密度有關。
3、液體壓強的計算公式:p=ρgh 僅適用於液體。
該公式的物體意義是:液體的壓強只跟液體的密度和深度有關,而與液體的重力、質量、體積、面積、形狀等無關。
公式中的:“ρ”為液體的密度 ,單位是千克/立方米,“g”為9.8N/kg,題中不特別指出一般不用10N/kg “h”是指液體的深度,液體中的某點到液麵的垂直距離,單位:米。 另外,對於置於桌面上的
均勻材料組成的直柱形固體(例如:圓柱體、正方體、長方體等)同樣適用。對桌面的壓強P = ρgh(注意:ρ為組成直柱體材料的密度,而不是液體的密度;h為直柱體的高)4、連通器:
⑴定義:上端開口,下部相連通的容器。
⑵原理:連通器裡裝一種液體,在液體不流動時,各容器的液麵保持相平。
⑶應用:茶壺、船閘、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器等都是根據連通器的原理來工作的。
三、大氣壓強
1、大氣壓的存在——實驗證明:歷史上著名的實驗——馬德堡半球實驗。
2、大氣壓的
測量:托里拆利實驗。(1)實驗過程:在長約1m,一端封閉的玻璃管裡灌滿水銀,將管口堵住,然後倒插在水銀槽中放開堵管口的手指後,管內水銀面下降一些就不在下降,這時管內外水銀面的高度差約為760mm。
(2)原理分析:在管內與管外液麵相平的地方取一液片,因為液體不動故液片受到上下的壓強平衡。即向上的大氣壓=水銀柱產生的壓強。
(3)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)