八年级物理人教下册压强总复习 100页

压强 液体的压强 大气压强 流体压强与流速的关系 第九章 压强 第一节 压 强 垂直 作用于物体表面上的力叫压力。（用 F 表示） 2 、方向： 1 、作用点： 受压物体的接触面 3 、大小： 垂直接触面指向被压物体 A 、重力因素 B 、非重力因素 一、压力 【 定义 】 F G F 【 三要素 】 杯子 垂直 压在桌面上的力 图钉 垂直 压在墙面上的力 木块 垂直 压在斜面上的力 想一想 1 、压力都是由重力产生的吗？ 2 、压力就是重力吗？ 水平 放置的物体，压力大小等于 重力 压力大小等于手指用力的大小，与重力无关。 压力与重力的区别和联系 垂直作用在物 体表面上的力 由于 地球的吸引 而使物体受到的力 施加压力的物体 地 球 施力物体施加力的大小 正比于物体质量 垂直 受力物体接触面 且 指向被作用 的物体 总是 竖直 向下 受力物体表面 重 心 当一个物体 孤立 地在 水平地面 上处于 平衡状态 时，压力大小 数值上 等于重力大小 一、压力 【 辨析 】 画出斜面上的物体所受到的重力和对斜面的压力。 G F 一、压力 【 分析 】 下图中 A 物体重 5N ， B 物体重 10N ，手的推力 为 15N ，试分析相关压力的大小。 A 对 B 压力为 ， B 对地面的压力 。 【 图 1】 【 图 2】 【 图 3】 【 图 4】 手对 B 压力为 ， B 对地面的压力 。 手对 B 压力为 ， B 对墙壁的压力 。 A 对手压力为 ， A 对墙壁的压力 。 5N 15N 15N 10N 15N 15N 15N 10N 手指顶铅笔 想一想 左右手指用力顶铅笔两端时，感觉有什么不同？原因是什么？ 压力的作用效果与什么因素有关呢？ 做一做 器材：小木凳，一根橡皮筋，一张纸，一个铁块， 一个装满沙子的烧杯 要求： 1 、提出猜想 2 、选择合适的器材，设计对比实验 3 、实验记录并分析 4 、得出结论 想一想 压力的作用效果与什么因素有关呢？ 探究一 压力的作用效果与 压力大小 的关系 因为压力作用效果可能与多个因素有关，因此在探究过程中要使用： G G 结论 ： 压力作用效果与 压力大小 有关 控制变量法 探究二 压力的作用效果与 受力面积 的关系 结论： 压力作用效果与 受力面积有关 G G G G G G G 实验回顾与数据分析： 甲 乙 丙 实验次数 压 力 受力面积 压力作用效果 1 2 3 桌子的重力 桌脚 明显 桌子 + 砝码重力 桌脚 很明显 桌子 + 砝码重力 桌面 极不明显 （ 1 ） 受力面积相同时， 压力越大，压力的作用效果越明显；压力越小，压力的作用效果越小。 （ 2 ） 压力相同时， 受力面积越大，压力的作用效果越小； 受力面积越小，压力的作用效果越明显。 结论： 压力的作用效果与 压力大 小 和 受力面积的大小 有关 做对比 速度：物体在单位时间内通过的路程。 速度 = 路程 时间 压强：物体 单位面积 上所受的压力。 压强 = 压力 受力面积 有关。 压力的作用效果 与 压力大小 受力面积大小 和 压强 反映 压力的作用效果 三、压强 【 定义 】 【 公式 】 1 、物体 单位面积 上受到的 压力 叫做 压强 。 2 、压强表示压力作用效果的物理量。 压强 = 压力 受力面积 p = F S 【 单位 】 3 、 1 Pa = 1 N/m 2 1 、牛 / 米 2 N/m 2 2 、帕斯卡 ( 帕 ) Pa 【 辨析 】 1N 物体放在 1m 2 的桌面上就产生 1Pa 的压强吗？ 实际生活中常用的较大的压强单位还有 千帕 （ kP a ）、 兆帕 （ MP a ) 。 1 kP a = 1000 P a 1 MPa = 1000 kP a S F p = S — 受力面积，单位：平方米（ m 2 ） F— 压力，单位：牛顿（ N ） p — 压强，单位：帕斯卡（ Pa ） 1 Pa = 1N 1 m 2 = 1N m 2 表示 1 平方米的面积上所受的压力是 1 牛顿。 变形公式 F=P S p F S = ( 已知压强、受力面积，求压力 ) ( 已知压力、压强，求受力面积 ) 测量人站在水平地面上时对地的压强 （压力） 四、压强的测量 2. 如何测量这些物理量？ 3. 需要哪些实验器材？ 1. 需要测量哪些物理量？ （受力面积） （质量） （两脚面积） （磅秤） （方格纸） 【 课题 】 【 方案 】 实验测得一个人的质量约为 60kg, 每只脚接 触地面的面积大约为 170cm 2 , 求压强大小。 人行走时的压强比站立时变大还是变小呢？ 解： 人站立时对地面的压力： F=G=mg=60kg×10N/kg=600N 人站立时与地面的接触面积： S 总 =2S=0.017m 2 ×2=0.034m 2 ∴ 人站立时对地面的压强： p =F/S 总 =600N/0.034m 2 =17647Pa 答 : 人站立时对地面的压强 17647Pa 五、压强的计算 【 信息 】 1. 审清题意 2. 统一单位 3. 确定压力 4. 找准面积 5. 列式计算 【 注意 】 【 思考 】 体重 475N ，接触面积为 9.5cm 2 体重 60000N ，每只脚掌面积为 600cm 2 比一比 谁对地面的压强大？ 解 : 芭蕾舞演员单脚立在水平地面上 F 1 S 1 p 1 = 475N = 9.5×10 -4 m 2 = 5×10 5 Pa 受力面积： Ｓ １ ＝ 9.5cm 2 =9.5×10 -4 m 20 大象四脚站在水平地面上 对地面的压力 ： F 2 =G =60000N 受力面积 ： S 2 =4 ×600cm 2 =2400×10 -4 m 2 =2.4×10 -2 m 2 F 2 S 2 p 2 = 60000N = 2.4×10 -2 m 2 = 2.5×10 5 Pa 答：芭蕾舞演员对地面的压强比大象脚掌对地面的压强大。 对地面的压强 ： 对地面的压强 ： 对地面的压力：Ｆ １ ＝Ｇ＝ 475 Ｎ 　　　　任何物体能够承受 压强 的能力都有一定的限度，超过这个限度，物体就会被压坏。为了不压坏物体，要设法减小压强，而有些情况下又需要增大压强。请看下面的图，讨论并回答图中的问题。 啄木鸟有个细长而坚硬的尖喙，这对它的生存有什么用？ 滑雪运动员为什么不会陷下去？ 钢轨为什么铺在枕木上？ 　斧头的刃为什么很锋利？ 增大压强 F 一定时，减 小 S F 一定时，增大 S S 一定时，增大 F 减小 S 、同时增大 F S 一定时，减小 F 增大 S 、同时减小 F 　　 通过刚才的事例你能总结出增大和减小压强的方法吗？ 减小压强 坦克的两条履带 压强的应用 ： 增大受力面积，减少压强 压强的应用： 菜刀的刃 很锋利 减少受力面积，增大压强 压强的应用： 图钉的尖 做得很尖 减少受力面积，增大压强 从图片得出有关压强的什么知识？ 增大压强 减少压强 通过减少受力面积 通过增大受力面积 例、在海滩发案现场留下了罪犯清晰的站立脚印， 公安人员立即用蜡浇注了如图所示的鞋模。经 测量蜡鞋模的平均厚度为 3cm ，质量 675g ；又 经测试达到脚印同样深度的压强 1.5×10 4 Pa ， 则罪犯的体重为 。 （ ρ 蜡 ＝ 0.9×10 3 kg ／ m 3 ， g ＝ 10N ／ kg ，写出带 公式的运算过程） 第二节 液体的压强 活动（ 1 ） 现象表明： 液体对容器底有压强 一、体验液体压强的存在： 因为液体受到 重力 作用 现象： 橡皮膜向下凸出 产生原因： 活动（ 2 ） 现象表明： 液体对容器侧壁有压强 因为液体具有 流动性 现象 ： 橡皮膜向右凸出 产生原因： 一、体验液体压强的存在： 活动（ 3 ） 用手指触压装满水的塑料袋，手指会有什 么感觉？ 现象表明： 液体向各个方向都有压强 感觉： 用手指从各个方向压水袋，手指都会感到有压力 一、体验液体压强的存在： 活动（ 4 ） 把下部蒙有橡皮膜的玻璃管插入水中，橡 皮膜的形状有什么变化？ 现象 ： 橡皮膜向上凸起 现象表明： 液体内部向各个方向都能产生压强 一、体验液体压强的存在： 总结初步规律： 2 、液体对容器侧壁有压强 3 、液体向各个方向都有压强 4 、液体内部向各个方向都能产生压强 1 、液体对容器底有压强 问题： 液体内部有压强吗？如何证明 ? 液体压强的大小与什么因素有关？ 压强计 1 ，用途：测量 液体内部 的压强 2 ，构造： 橡皮管 金属盒 橡皮膜 U 形 管 （内盛同一种液体） 3 ，原理： 当橡皮膜不受压 强时， U 形管中 两边液面保持相 平；当橡皮膜受 到压强作用时， U 形管两边液面 出现高度差，受 到的压强越大， 高度差越大。 压强计 1.观察压强计： （1）用手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，U形管两侧的液面出现_ _ ； （2）U形管两侧的液面高度差越大，说明受到的压强 __ _ 。 高度差 越大 ２.压强计的如何调节： 　　（１）压强计未放入液体中，U形管两侧的液面已有高度差。　 　　 。 　　 （２）压强计放入液体中，U形管两侧的液面高度差几乎不变。 　　 压强计 拔出橡胶管，再重新装上 可能是橡胶管破损，重换一橡胶管；可能是橡胶管与玻璃管接触处漏气，拔出橡胶管，再重新装上。 该实验说明什么？ ------------------- ------------------- - ---------------- 液体的压强随 深度 的增加而增大 该实验说明什么？ ----------------------------------------------------------------- 液体内部向 各个方向 都有压强 在同一深度，液体向各个方向的压强相等 在水中 在酒精中 -------------------------- --------------------------- 该实验说明什么？ 液体压强还与液体密度度有关， 在深度相同时，液体密度越大，压强越大。 1. 液体内部向各个方向都有压强。 2. 在同一深度，液体向各个方向的压强相等 ; 3. 液体压强还与液体深度有关 : 深度增大 , 液体的压强增大 。 4. 液体压强液体密度度有关 : 在深度相同时，液体密度越大，压强越大。 液体压强特点的总结： 设想在一玻璃容器内的 水中有一深为 h ，截面 为 s 的水柱，试计算这 段水柱产生的压强， 即为水深为 h 处的压强． 水柱的体积为 v=sh 水的密度为 ρ 水柱的质量为 m=v ρ 水柱对其底面积的压力为 F=mg= ρ vg=sh ρ g 水柱对其底面积的压强为 P=F/s= ρ sh g/s= ρ gh 由公式可知：水的压强 只与水的深度和密度有关 （若是其他液体， 其密度则不同） S h 公式推导 二、如何计算液体内部的压强？ h 1 、这个液柱的体积是多大？ V=Sh 2 、这个液柱的质量是多大？ m=  V= Sh 3 、这个液柱有多重？对平 面的压力是多少？ F=G=mg= gSh 4 、平面受到的压强是多少？ gSh = ——— S = gh F P = — S S · A 液体公式的理解和应用 P—— 液体在任一深度的压强 （ Pa) ρ —— 液体的密度 (Kg/m3) g—— 常数 9.8N/kg h —— 深度 液体 内部某一位置到上面自由 液面的竖直距离 (m) 5 、关于液体压强公式 p=ρgh 几点说明： A 、公式适用的条件为： ____ B 、公式中物理量的单位为： p ： ____ ； g ： _____ ； h ： ___ C 、从公式中看出：液体的压强只与 _________ 和 __________ 有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。 D 、液体的深度指的是 _______________________________ 液体 Pa N/kg m 液体的密度 液体的深度 从液面到所求的位置的竖直高度 4 、液体压强的计算公式 p= ρgh 使用注意点 （ 1 ） h 指的是深度。即从液面到所研究点的竖直距离。 （ 2 ）使用时单位要统一 （ 3 ）只适用于液体产生的压强 容器底部的深度是 h 1 还是 h 2 ？ h1 如何理解深度 7 、一容器中装有 20cm 的水，求 A 、 B 、 C 三点的压强 · B · A · C 5cm 5cm 解：水的密度： =1.0 × 10 3 kg/m 3 A 点的深度 ： h A = 5cm=0.05m B 点深度： h B = 15cm=0.15m C 点深度： h C = 20cm=0.2m = g h A P B P C = 1.0 × 10 3 kg/m 3 × 9.8N/kg × 0.05m=49Pa = g h B = g h C = 1.0 × 10 3 kg/m 3 × 9.8N/kg × 0.15m=147Pa = 1.0 × 10 3 kg/m 3 × 9.8N/kg × 0.2m=196Pa P A 则 A 点压强： B 点压强： C 点压强： 答： A 点压强为 49Pa ， B 点压强为 147Pa ， C 点压强为 196Pa 。 固体压强 P=F/S 上下一样粗细： P=F/S 与 P =ρgh 可以通用 液体压强 P =ρgh 1 ，内装 150 g 的水，杯子与桌面的 接触面积是 10 cm 2 ， 玻璃杯的质量 120g(g=10 N/kg). (1) 求水对杯底的压强和压力； (2) 求桌面所受玻璃杯的压力和压强 1.2×103 Pa 2700Pa (1) 对容器底：先压强 P =ρgh 后压力 F=PS (2) 对桌面： 先压力 F=G=mg 后压强 P=F/S 三、液体压强的应用 : 连通器 茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸 等都是根据连通器的原理来工作的。 ⑴定义： 上端开口，下部相连通的容器 ⑵特点： 连通器里装 一种液体 且液体 不流动 时，各容器的液面保持 相平 ⑶应用： 七 、连通器 1 特点：同种液体、 静止时液面相平 2 应用 ： 6 、堵臭装置 1 、水壶与壶嘴 2 、锅炉与外面的水位计 3 、水塔与自来水管 4 、船闸 5 、过路涵洞 水 水 第三节 大气压强 l 液体内部朝各个方向都有压强，这是由于液体受重力且具有流动性。 l 那么，空气也 受重力且具有流动性 ，我们周围是否存在朝各个方向的大气压强？ 趣味实验 — 你来观察 “ 变形 ” 实验 1 瓶子吃鸡蛋 鸡蛋压入瓶中是什么原因？ 点燃浸过酒精的棉花，放入瓶中，然后用剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口，鸡蛋会慢慢进入瓶内 “ 覆杯 ” 实验 1. 产生原因 ：由于空气受到重力的作用 且具有流动性。 2. 定义 ：浸在大气中的物体受到大气产 生的压强。 一、大气压强 3 ，方向 ：各个方向 4 ，大气压存在的证明： 马德堡半球实验、 “覆杯”实验、鸡蛋 被空气压入瓶内的实验 。 1654 年 5 月 8 日，德国马德堡市的市民们看到了一件令人既惊奇叉困惑的事情：他们的市长、发明抽气机的奥托 · 格里克，把两个直径 35 ． 5 cm 的空心铜半球紧贴在一起，抽出球内的空气，然后用两队马 ( 每队各八匹马 ) 向相反的方向拉两个半球，如图所示．当这 16 匹马竭尽全力终于把两个半球拉开时，竟然像放炮一样发出了巨大的响声．这就是著名的马德堡半球实验   马德堡半球实验 大气压真大！ 大气压大不大呢？ 3. 马德堡半球实验： （ 1 ）证明了大气压的存在 （ 2 ）并且大气压很大 大气压究竟有多大呢？ 二、大气压的测定 1. 托里拆利实验 讨论： （ 1 ）为什么管子倒转时，管内水银面会下降？ （ 2 ）为什么降到一定程度后又不继续下降？ （ 3 ） 试管内水银柱上方有无空气？ （ 4 ）哪一段水银柱是由大气压强托住的？大气压用什么来表示？ h=760mm A A 原理 : P 大气 =P 水银 = ρ gh 760 毫米高水银柱是被大气压支持的，所以大气压的值等于为 760 毫米高水银柱产生的压强，通常把这样大小的大气压叫做标准大气压。 根据液体内部的压强公式 , 可得大气压强的值 p 0 = P 水银 = ρ 水银 gh=13.6×10 3 千克 / 米 3 × 9.8 牛 / 千克× 0.76 米 =1.01 × 10 5 帕。 通常把相当于 760 毫米水银柱所产生的压强值称为 1 标准大气压。 1 标准大气压也可近似取为 1 × 10 5 帕 , 即在每平方米面积上承受 10 4 牛的压力。这约相当于一头质量为 200 千克的猪 , 四脚站立时对地面产生的压强。 2、大气压的大小 1标准大气压　＝　760毫米水银柱 ＝７６厘米水银柱　＝　1.01×10 5 帕 ＝１０.３米水柱 -----意大利科学家 托里拆利 实验测得 1 标准大气压 =760 毫米水银柱的压强 =1.01 X 10 3 帕 讨论 : (1) 如果玻璃 管倾斜 , 会影 响结果吗 ? 为什么 ? h=760mm h=760mm 水银柱长度 怎么变 ? (2) 改用粗一些或细一些的玻璃管 , 会影响结果吗 ? 为什么 ? h=760mm h=760mm (3) 如果漏进去一些空气 , 会影响 结果吗 ? 为什么 ? h=760mm h=740mm 玻璃管倾斜时的不变与变化 玻璃内水银柱长度变化。 水银柱的高度（既两液面的高度差）。 不变： 变化： 玻璃管粗细、上提、下压、倾斜。 无关： 计算看看大气压能支承多高的水柱？ （影片） 由 P=ρgh 得 h= = =10m 一、 马德堡半球实验 充分认识到大气压的存在而且很大 二、托里拆利实验说明大气压的值等于实验中管内水银柱产生的压强即 760 毫 米高水银柱产生的压强 1 标准大气压 =760 毫米水银柱 =1.01X10 3 帕 小结 大气压强与哪些因素有关 ? 三 . 大气压随高度的增加而减小 四、气压计 ： [ 水银气压计、金属盒（无液气压计） ] 四、大气压的应用 ： 离心式抽水机 通过观察 你能说出他 们的工作过 程吗？ 大气压强的应用 —— 活塞式和离心式抽水机 活塞式 （影片） 活塞式抽水机 B A 流出 A 大气压 B A 关闭 活塞式抽水机是利用大气压强来工作的，所以抽水高度是有限的． 从理论上讲，当水上升大约 10 米高时，水柱产生的压强等于大气压强，要把水抽得再高些，大气压就无能为力了，必须改用离心式水泵． 什么叫离心现象？ 2 、离心水泵的工作原理 离心现象探究实验： 利用筷子将烧杯内的水不停的转动。 观察到的现象： 烧杯中的水中心部分凹下去，水沿烧杯边缘上升 ，这种远离中心的现象叫 离心现象。转得越快，水沿边缘上升越高。类似洗衣机的脱水。 观看演示 离心水泵的工作原理 泵的总扬程 = 吸水扬程 + 压水扬程，其中吸水扬程由大气压决定。 　　离心式水泵的抽水高度称为扬程。它是采用 “ 吸进来 ” 、 “ 甩出去 ” ，的方法来抽水的。 　　第一级扬程称为 “ 吸水扬程 ” ，靠叶片旋转形成一个低压区，靠大气压把水压入低压区，而 1 标准大气压能支持 10.336 米高的水柱，所以吸水扬程的极限值是 10.336 米； 　　第二级扬程称为 “ 压水扬程 ” ，靠叶片旋转把水甩出去，水甩出去的速度越大，这一级扬程也越大。 　　因此，离心式水泵的扬程是两级扬程之和，也就是它的抽水高度远远超过了 10.336 米。 离心泵的 扬程 思考题：这三个扬程中哪些扬程不会超过 10 米． 吸水扬程 第四节 流体压强与流速 的关系 1 、流体 液体和气体都具有流动性，统称为流体。 2 、流体压强 流体流动时的压强称作流体压强。 手拿两张纸让它们自然下垂，且纸面平行。在两张纸中间向下吹气，可以观察到什么现象？ 纸往中间靠拢。 这说明了什么？ 流体的流速越大，压强就越小。 结论： 1. 气体压强与流速的关系 流动 气体 的压强与流速有关，在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。 在水面上放两只小船，用水管向中间的水域冲水，观察其现象。 小实验： 1. 液体压强与流速的关系 实验现象： 小船向中间靠拢。 充水时使船 内侧水流速度增大，压强减小 ，船 外侧水流速度减小，压强增大 ， 船内侧的压力小于外侧的压力 ，内外的压力差使船向中间靠拢。 分析： 流动液体的压强与流速有关，在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。 结论： 在气体和液体中，流速越大的位置压强越小； 流速越小的位置压强越大。 —— 伯努利原理 三 飞机的升力 飞机机翼的形状：底平上凸 在相等的时间里，机翼上下气流通过的路程不同，即气体的流速不同。 飞机机翼上面气流的速度大，气体的压强小 ; 下面的气流速度小，气体的压强大。因此在上下表面产生了压强差，这就是向上的升力。 合压强 飞机获得升力的原因： 下方流速慢，压强大 上方流速快，压强小 2. 飞机的升力 【 解析 】 迎面吹来的风被机翼分成两部分，由于机翼横截面形状上下不对称，在相同的时间里机翼上方气流通过的路程长，所以速度大比下方气流大．气流在机翼上下表面由于流速不同产生压力差，这就是向上的升力． 飞机获得升力的原因： 1. 为什么火车和地铁的站台上要画一条安全线 ? 四 实例分析 V 空气流速快 空气流速慢 空气压强大 空气压强小 航海规则规定两艘轮船不能近距离同向航行 这是干什么的 这是干什么的 气流偏导器，俗称“压风片”，它的作用是什么 像“装反了的机翼” 上方压强大于下方 给车身较大压力 增加了稳定性 加大了与地面摩擦 增大了动力 气流偏导器的作用 1. 流体：具有流动性的液体和气体统称流体。 2. 流体在流动时，流速较大的位置，压强小；流速较小的位置，压强大。 3. 飞机的升力是由机翼表面的压强差产生的。 小 结 小资料 帕斯卡，法国数学家，物理学家。他的主要成就是对流体力学和大气压强的研究。 1653 年他发现了液体传递压强的规律，并指出液体内部压强与深度有关。做了大气压随高度变化及虹吸现象等实验。