1、专项三 力学重难点10压强【知识梳理】1.压力与重力的区别与联系物理量大小方向作用点性质联系压力与重力大小无必然联系垂直于物体表面，指向被压物体相互接触的面弹力当物体静止在水平地面时，对地面的压力的大小等于物体的重力。重力G=mg竖直向下重心引力2.压强（p）:压力与受力面积的比值。公式p=FS。p-压强，单位：帕斯卡（Pa）。F-压力，单位：牛顿（N）。S-受力面积，单位：平方米（m2）。压强的其它单位：1N/m2=1Pa。1hPa=100Pa。1kPa=1000Pa。1MPa=106Pa。3.增大（减小）压强的途径：（1）增大压强：在S一定时，增大压力F；在F一定时，减小S。或者增大压力的
2、同时，减小受力面积。（2）减小压强：在S一定时，减小压力F；在F一定时，增大S。或者减小压力的同时，增大受力面积。4.液体压强的特点：在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，向各个方向的压强大小相等；液体内部的压强随深度飞增加而增大。公式：p=gh。-液体的密度，单位：kg/m3。g-重力常数，等于9.8 N/kg（或10N/kg）。h-深度，单位：m。在探究液体压强的大小实验中，要运用控制变量法和微小压强计。5.固体和液体压强、压力计算的公式比较物理量固体液体压力一般地，由重力产生F=G=mgF=pS=ghS压强p=F/Sp=gh6.液体对容器底部的压力与液体的重力的关系容器形状压力与重力
3、的关系FGF=GFG7.连通器原理：连通器里的同一种液体不流动时，各容器中的液面相平。船闸是连通器的应用之一。8.气体压强。气压与海拔高度有关：海拔越高，气压越低。气压与天气有关：当气压降低时，常伴有多云天气。9.标准大气压（atm）:1标准大气压相当于760mm水银柱产生的压强。1atm=1.01105Pa。10.流体流速与压强的关系。伯努利原理：对于流动的液体和气体，在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。飞机的机翼就是依据这个设计的。【易混淆点】1.压力不一定是由物体受到的重力引起的。物体由于受到重力的作用，可以产生压力，但压力的大小不一定等于物体的重力。2.受力面积，指相互接触的面积
4、，不要错认为受力面积就是物体的某一面的表面积。3.液体的深度，是从液体的自由液面为起点，到液体内部某处的距离，不是从容器底部开始向液面度量。4.连通器中液面相平是由条件的：装同种液体，液体处于静止状态。5.马德堡半球实验是验证大气压存在的实验；托里拆利实验是测量大气压大小的实验。6.流体在流速大的地方，压强小；在流速小的地方，压强大。7.液面气压越高，液体沸点越高。【典例分析】【例1】（2020广元11）如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两圆形平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。容器对桌面的压力分别为F甲、F乙，液体对容器底部的压力分别为、。下列关系正确的是（）A.
5、 F甲F乙B. C. F甲F乙D. F乙，B正确，D错。选B。【思路小结】计算比较压强时，要注意区分是液体压强，还是固体压强，二者计算的方法不同。对于在水平面上的物体，压力等于自身重力，受力面积为相互接触的面积。液体压力要根据F=pS计算，一般不等于自身的重力。【例2】（2020南京27）小明和小华利用压强计、刻度尺和装有适量水的容器，探究液体内部压强与深度的关系，如图所示：(1)图甲中金属盒在水中的深度为_cm；(2)比较两图可知，液体内部压强随深度的增大而_；(3)比较两图，小明认为：液体内部某处到容器底的距离越大，其压强越小。为研究此问题，小华在乙图中保持金属盒的位置不变，往容器内加水，
6、当水面到容器底的距离L满足条件：_，对比甲图，可说明小明的观点是错误的。【答案】(1)7 (2)增大 (3)L18cm【分析】(1)图甲中金属盒在水中的深度为：16cm-9cm=7cm。(2)比较两图可知：同种液体，深度越深，压强越大，可得到液体内部的压强随深度的增大而增大。(3)图甲中金属盒在水的深度是7cm，往容器内加水，此时金属盒在水的深度h7cm，水面到容器底的距离L11cm+7cm=18cm，此时金属盒受到的压强大于甲图中的压强，可说明小明的观点是错误的。【思路小结】注意充分利用液体压强的特点结合控制变量法思考问题。【例3】(2020黄冈17)如图所示是某款用于临床治疗的微量注射泵，
7、通过其智能微推进系统，可以给病人实施高精度、小流量的药液注射。某次注射时使用的薄壁注射器横截面积为5.55cm2，内有44.4mL的药液，注射速度v0为5.55mL/h。求(1)若药液的密度为1g/cm3，则注射器内药液的质量是多少？(2)注射过程中，注射器芯杆移动的速度。(3)若注射器内药液的质量为m，密度为，匀速推注完这些药液注射泵对水平注射器芯杆做的功为W。已知薄壁注射器横截面积为S，活塞与内壁之间摩擦力为f，活塞对药液推力不变，请推导活塞对药液压强的表达式（用字母表示）。【答案】(1)44.4g(2)1cm/h (3)wm - fs【分析】(1)注射器内药液的质量为:m=v=1g/cm
8、344.4cm3=44.4g。(2)因为注射速度v0=5.55mL/h=5.55cm3/h，注射器横截面积s=5.55cm2，所以杆在1h内移动的距离S杆= v0s = 5.55cm35.55cm2 =1cm；注射过程中注射器芯杆移动的速度为：V杆= s杆t = 1cm1h =1cm/h。(3)匀速注射时，活塞运动在推力、摩擦力、液体压力作用下平衡，有F推=f+F压。匀速推注完这些药液，注射泵的移动距离为:l= vs = ms；对水平注射器芯杆做的功为：W=F推l= F推ms。推力为：F推= WSm；活塞对药液压力为：F压=F推-f= WSm f；活塞对药液压强为：p压= F压s = Wm -
9、 fs。【思路小结】注意阅读题目，分析题设中的具体情形灵活运用知识。将力与运动的知识灵活运用到综合解题中。【真题操练】1.（2020巴中9）下列描述错误的是（）A. 菜刀磨得锋利更容易切割食物，是因为增大了压力B. 船闸、锅炉水位计利用了连通器原理C. 用高压锅能更快地把食物煮熟，是因为气压越高沸点越高D. 等候列车的乘客不能跨越安全线，否则可能会被“吸”向列车【答案】A【解析】A菜刀磨得锋利，在压力一定时，通过减小受力面积增大了压强，A错。B船闸、锅炉水位计都是上端开口、底部相连通的容器，利用了连通器原理工作，B正确。C水的沸点随气压的增加而增高，高压锅内气压较高，水的沸点较高，食物煮熟比较
10、快，C正确。D当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢。根据流体压强与流速的关系可知：人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，乘客可能被“吸”向列车，造成安全隐患，D正确。选A。2.(2020北京6)如图所示的实验中，为了减小压强的是（）A. 逃生锤的锤头很尖B. 载重车装有很多车轮C. 盲道上有凸起D. 吸管的一端剪成斜口【答案】B【解析】A逃生锤的锤头一头很尖，在压力一定时，通过减小受力面积来增大了压强，A错。B载重车装有很多车轮，增大了受力面积，在压力一定时减小了压强，B正确。C盲道上有凸起，在压力一定时，通过减小受力
11、面积来增大压强，使盲人更容易感觉到道路的位置，帮助他们行走，C错。D吸管的一端剪成斜口，在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，使我们更容易戳穿饮料包装等，D错。选B。3. (2020北京14)如图所示，把小桌甲倒放在海绵上，其上放一个物体乙，它们静止时，物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1，桌面面积为S1；物体乙重G2，下表面的面积为S2，下列说法正确的是（ ）A. 甲对海绵的压力就是甲受到的重力B. 乙对甲的压力就是乙受到的重力C. 甲对海绵的压强大小为D. 乙对甲的压强大小为【答案】C【解析】AB压力与重力不同：压力是由于物体的形变而生的，重力是由于地球的吸引而产生的，
12、二者不是同一种力，A、B错。C甲对海绵的压力大小为F甲=G1+G2，甲对海绵的压强大小为p甲= G1+G2S1,C正确。D乙对甲的压强大小为p乙=G2S2,D错。选C。4. (2020成都5) 图所示的现象中，没有利用大气压的是（）A. “吸盘”挂钩贴竖直墙面上B. 用注射器将药液注入肌肉C. 用吸管将饮料“吸入口中D. 用硬纸片“托住”杯中的水【答案】B【解析】A把吸盘里的空气压出来，靠大气压力固定，A错。B用注射器将药液注入肌肉，是靠手的推力而不是大气压，B正确。C用吸管吸饮料时，吸管内气压减小，当小于外界大气压时，在大气压的作用下饮料被压入吸管，C错。D因为大气压对纸的压力大于杯中水对纸
13、的压力，所以水流不出来，D错。选B。5. (2020成都9) 下列关于压强的说法中，正确的是（）A. 给自行车轮胎加气，胎内气体压强变小B. 往装水的杯子中加盐，杯底受到的压强不变C. 向桌上的空杯加水，杯子对桌面的压强变大D. 人在站立时抬起一只脚后，人对地面的压强变小【答案】C【解析】A给自行车轮胎加气，胎内的体积一定，气体质量增加，会使胎内压强增大，A错。B往装水的杯子中加盐，水的密度增大，根据p=gh可得，杯底受到的压强增大，B错。C向桌上的空杯加水，水杯质量增大，对桌面的压力增大，但受力面积不变，由p=F/S可知：杯子对桌面的压强变大，C正确。D人在站立时抬起一只脚后，与地面的接触面
14、积变小，但人对地面的压力不变，任为人的重力，由p=F/S可知：人对地面的压强变大，D错。选C。6. (2020达州6)如图所示，把用=1.0103kg/m3的复合材料制成边长分别为2m和3m的甲、乙两实心均匀正方体放在水平地面上，甲、乙对地面的压强分别为P甲、P乙；把G1=2104N的物体放在甲上，G2=3104N的体放在乙上，此时甲、乙对地面的压强分别为P甲、P乙，则下列结果正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】由题意可知：将边长分别为2m和3m的甲、乙两实心均匀正方体放在水平地面上，甲对地面的压强为p甲= F甲F甲 = gm甲S甲 = gv甲S甲 =ga甲;同理，乙对地面
15、的压强为p乙=ga乙；则甲、乙对地面的压强之比为p甲p乙 = ga甲ga乙 = a甲a乙 = 23。甲的重力为G甲=m甲g=gV甲=1.0103kg/m3（2m）310N/kg=8104N；把G1=2104N的物体放在甲上，此时甲对地面的压强为p甲= FS = G甲+G1a甲2 = 8104N+2104N（2m）2 = 2.5104Pa;同理，乙的重力为G乙=2.7104N。把G2=3104N的体放在乙上，乙对地面的压强为p乙= FS = G乙+G2a乙2 = 2.7104N+3104N（3m）2 = 103104Pa;甲、乙对地面的压强之比为p甲p乙 = 2.5104N10/3104N =
16、34。A正确。选A。7.(2020苏州10)小明采用“向漏斗口吹气，观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是（）A竖直向上吹气B水平向右吹气C竖直向下吹气D斜向下吹气【答案】A【解答】A.不吹气时，乒乓球受到的重力和支持力是平衡力，乒乓球处于静止状态；竖直向上吹气时，乒乓球底部空气流速大压强小，乒乓球上面流速小压强大，产生向下的压力，乒乓球受竖直向下的重力，乒乓球还受到支持力作用，这三个力是平衡力，乒乓球也处于静止状态，所以竖直向上吹气没有改变乒乓球的运动状态，不能很好的探究流体流速对流体压强的影响，A正确。B.不吹气时，乒乓球由于重力作用会滚下来，水平向右吹气时，
17、乒乓球左侧空气流速大压强小，乒乓球右侧空气流速小压强大，产生向左的压力，乒乓球保持静止状态，所以水平向右吹气改变了乒乓球的运动状态，可以探究流速对流体压强的影响，B错。C不吹气时，乒乓球由于重力作用会滚下落，竖直向下吹气时，乒乓球上方空气流速大压强小，乒乓球下方空气流速小压强大，产生向上的压力，乒乓球保持静止状态，所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态，可以探究流速对流体压强的影响，C错。D不吹气时，乒乓球由于重力作用会滚下来，斜向下吹气时，乒乓球右上方空气流速大压强小，乒乓球左下方空气流速小压强大，产生向右上方的压力，乒乓球保持静止状态，所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态，可以探究流速对流
18、体压强的影响，D错。选A。8.(2020泸州10)在泸州市第35届科技创新大赛上，某学生在现场展示了科创作品。他把橡胶管一端放入位置较低盛有冷水的烧杯中，另一端与塑料瓶盖相连并密封，在空塑料瓶中倒入少许热水摇晃后倒掉，然后迅速用瓶盖盖住瓶口并拧紧，发现烧杯中的水通过橡胶管慢慢流入位置较高的瓶内，如图所示。下列说法中正确的是（ ）A. 塑料瓶中倒入热水摇晃后倒掉，目的是让瓶内空气增加B. 用瓶盖盖住瓶口并拧紧，目的是让瓶内气压始终等于大气压C. 烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶，是利用了连通器原理D. 烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶，是因为瓶内气压小于大气压【答案】D【解析】A塑料瓶中倒入热水
19、摇晃后倒掉，塑料瓶内空气受热膨胀溢出，目的是让瓶内空气减少，A错。B塑料瓶内空气受热膨胀溢出，瓶内空气减少，再用瓶盖盖住瓶口并拧紧，目的是让瓶内气压始终小于大气压，B错。CD烧杯中的水流入到位置较高的塑料瓶，是因为瓶内气压小于大气压，利用了大气压的作用，C错，D正确。选D。9. (2020甘孜22)如图所示，一块长为L，质量分布均匀的木板A放在水平桌面上，木板A右端与桌边缘相齐。在其右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一，在木板A移动过程中，木板A对桌面的压强_，木板A对桌面的压力_。（选填“增大”“减小”或“不变”）。【答案】 增大 不变【解析】物体对水平面的压力等于自身的重力
20、，在木板A运动过程中，A的重力不变，所以A对桌面的压力不变。在木板的右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一时，木板与桌面的接触面积变小，受力面积变小，但压力不变，由p=F/s 可知:木板A对桌面的压强不断增大。10.(2020甘孜24)如图所示，茶壶的壶嘴与壶身构成连通器，若茶壶中水深8cm，则水对壶底的压强是_Pa （g取10Nkg）； 若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后，壶嘴和壶身中水面_（选填 “相平”或“不相平”）。【答案】 800 相平【解析】水对壶底的压强为:p=gh=1.0103kg/m310N/kg810-2m=800Pa。由连通器的原理可知：当连通器中液体静
21、止时，液面总保持相平，所以茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后，壶嘴和壶身中水面相平。11.(2020广东10)如图所示，用拇指和食指按压一支铅笔的两端，拇指和食指受到的压力分别为F1和F2，受到的压强分别为和，则F1_F2， _（两空选填“”或“=”）；若F2=1N，笔尖的面积为110-6m2，则_Pa。【答案】 = 1106【解析】由力的作用是相互性的，可得两个手指受到的压力是相互作用力，大小相等，F1=F2。因拇指的受力面积大于食指的受力面积，由p=F/S可知:p1p2。食指受到的压强为：p2=F2S = 1N110-6m2 = 1106Pa。12.（2020巴中24） 如图所示，一个重为
22、 5N的薄壁容器， 底面积为100cm2， 放在水平桌面上，内装有4.5kg 的酒精，深度为30cm，则容器对桌面的压强为_ Pa， 酒精对容器底部的压力为_ N。（酒精=0.8103kg/m3，g=10N/kg）【答案】 5000 24【解析】 容器对桌面的压强为p= FS = G总S = G器+G水S = G器+gm水S = 5N+4.5kg10N/kg10010-4m2 =5000Pa。酒精对容器底部的压强为p酒=gh=0.8103kg/m310N/kg0.3m=2400Pa；酒精对容器底部的压力为F=p酒S=2400Pa10010-4m2=24N。13. (2020.鄂州18)如图，三
23、节直径不同的塑料管A、B、C连接在一起，然后与抽气机相通。当抽气机抽气时，在同一时间内，通过三个管子的气体总量是相同的，所以细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速_。将三个气体压强传感器分别放入管内，将传感器与计算机相连，从计算机上就可以读出_（选填“A”、“B”或“C”）管气体的压强值最大。【答案】 快 A【解析】在同一时间内，细管内气体的流速一定比粗管内气体的流速快，通过三个管子的气体总量才能相同。由图可知：A，B，C三个位置中，A处最粗，C处最细，当气流流过时，A处的气体流速最慢，压强最大。14.(2020.滨州22)如图所示，某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中(1)实
24、验中是通过比较海绵的_来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做_法。(2)通过比较图甲和图乙两次实验，探究压力的作用效果与_的关系；通过比较图_和图_两次实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系，这种实验方法是_法。(3)实验结束后，同学们做了进一步的交流讨论，分析静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力和它受到的重力大小相等，这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对_力；它受到的重力与桌面对它的支持力是一对_力。【答案】(1)凹陷程度 转换 (2)压力大小 乙 丙 控制变量 (3)相互作用 平衡【解析】实验中通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小，海绵的形变越大，压力作用效果越
25、明显，这种科学探究方法叫转换法。比较图甲和图乙两次实验可知：受力面积相同，图乙中压力较大，压力的作用效果较明显，由此可以得到压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。探究压力的作用效果与受力面积的关系，需要保持压力相同，改变受力面积，通过比较图乙和图丙，采用控制变量法。静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力与桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上，属于相互作用力。它受到的重力和桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，属于一对平衡力，所以它对桌面的压力和它受到的重力大小相等。15.(2020青岛20)探究液体内部压强的特点
26、：(1)用压强计和盛有水的容器进行实验，情形如图甲所示。比较A、B可知：在液体内部的同一深度，向_的压强都相等；比较A、C可知：液体内部压强的大小跟_有关。(2)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分，隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验，情形如图丙的D、E所示由此可推断：a、b两种液体密度的大小关系是a_b，a、c两种液体密度的大小关系是a_c。【答案】(1)各个方向 深度 (2)小于 大于【解析】(1)由图可知：AB两探头方向不同，但U型管的液面高度差相同，说明在液体内部的同一深度，液体向各个方
27、向的压强都相等。A中探头深度更深，U型管的液面高度差更大，说明在液体内部的压强随深度的增大而增大。(2)由图可知：皮膜两边压强相同，由p=gh可得：b的液体密度更大。同理，a的密度大于c的密度。16. (2020成都34) 如图所示，实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C，三者高度均为H=10cm，都放置在水平桌面上。容器B内装有油，容器C内装有水，相关数据如下表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素，常数g取10N/kg。(1)求A的底面积；(2)若将A竖直缓慢放入B内，释放后静止时，求油对容器底部的压强；(3)若将A竖直缓慢放人C内，释放并稳定后，再将A竖直向上缓慢提升0.5cm，求静止时水
28、对容器底部的压力。圆柱体A油水质量/g9054120密度/(g/cm3)0.60.91深度/cm26【答案】(1)15cm2(2)360Pa(3)1.7N【解析】(1)圆柱体A的体积为：VA= mAA = 90g0.6g/cm3 = 150cm3；A的底面积为：SA= VAHA = 150cm310cm =15cm2。 (2) 圆柱体B的体积为：VB= mBB = 54g0.9g/cm3 = 60cm3；B的底面积为：SB= VBHB = 60cm32cm =30cm2。由于A的密度小于油，假设将A竖直缓慢放入B内释放后静止时沉底，则液面上升后的高度为:hB= SBhBSBSA = 30cm2
29、2cm30cm215cm2 = 4cm；A所受的浮力为:F浮A=BgSAhB= 900kg/m310N/kg0.0015m20.04m=0.45N；因为A的重力为:GA=mAg=0.09kg10N/kg=0.9N。因为GAF浮A，所以A沉底的条件成立。此时油对容器底部的压强为：pB=BghB= 900kg/m310N/kg0.04m=360Pa。(3) 圆柱体C的体积为：VC= mCC = 120g1g/cm3 = 120cm3；C的底面积为：SC= VCHC = 120cm36cm =20cm2。由于A的密度小于水，假设将A竖直缓慢放入C内释放后静止时沉底，则液面上升后的高度为: hC= S
30、chcScSA = 20cm26cm20cm215cm2 = 24cm；A所受的浮力为：F浮A=CgSAhC= 1000kg/m310N/kg0.0015m20.24m=3.6N。因为F浮AGA，所以A沉底的条件不成立，应漂浮，此时：CgSAhC=mAg,静止时A浸入的深度为: hC= mAcSA = 90g1g/cm315cm2 =6cm。此时有：hcSc=HCSC+hC（SCSA）,物体A距容器底的高度为:HC=hc（SCSA）hcsc = 6cm （20cm215cm2）6cm20cm2 = 4.5cm 。由于C的高度为H=10cm，则溢出水的体积为：V溢= （HC+hcH）（SCSA）
31、=（4.5cm+6cm-10cm）（20cm215cm2）=2.5cm3C中剩余水的体积为:V剩=VcV溢=120cm3-2.5cm3=117.5cm3。再将A竖直向上缓慢提升0.5cm后：V剩=（HC+hC）+hC（SC-SA）则hC= V剩余（HC+HC）SCSCSA = 117.5cm3（4.5cm+0.5cm）20cm220cm215cm2 =3.5cm静止时c中水的深度为：hc=hC+HC+hC=3.5cm+4.5cm+0.5cm=8.5cm水对容器底部的压力为:F=pSC=CghCSC=1000kg/m310N/kg0.085cm0.002m2=1.7N。答：(1)A的底面积为15cm2；(2)若将A竖直缓慢放入B内，释放后静止时，油对容器底部的压强为360Pa；(3)若将A竖直缓慢放人C内，释放并稳定后，再将A竖直向上缓慢提升0.5cm，静止时水对容器底部的压力为1.7N。