2014年中考物理知識點復習:壓強

　　1、壓強

　　物理中的壓力(F)指垂直作用在物體表面上的力。壓力不同于重力：壓力是彈力，由于相互接觸的兩個物體相互擠壓發(fā)生形變而產(chǎn)生，而重力是由于地面附近的物體受到地球的吸引作用而產(chǎn)生的;壓力的方向與受力物體的接觸面相垂直，但重力的方向始終豎直向下;壓力作用在物體的接觸面上，而重力作用在物體的重心。壓力的大小與重力無關，當物體放在水平面上時，物體對水平面的壓力大小可能等于物體重力的大小。

　　壓力能使物體發(fā)生形變。在受力面積相等的情況下，壓力越大，壓力的作用效果越顯著(此時壓強與壓力成正比);在壓力相同的情況下，受力面積越小，壓力的作用效果越顯著(此時壓強與受力面積成反比)。當受力面積與壓力都不相同時，則比較物體單位面積上所受到的壓力大小來比較壓力的作用效果。物體單位面積上所受到的壓力叫做壓強(p)。根據(jù)壓強的定義，可得 ，在國際單位制中，壓強的單位是牛/米2，叫做帕斯卡(Pa)。1帕表示1平方米面積上受到的壓力是1牛。帕是一個很小的單位，一張紙攤開平方在桌面上或者3粒芝麻放在水平桌面上時，產(chǎn)生的壓強約為1帕。

　　2、液體的壓強

　　液體容器底、內(nèi)壁、內(nèi)部的壓強稱為液體壓強，簡稱液壓。

　　液體具有重力，因此對容器底有壓強。液體的深度越大，壓強越大;密度越大，壓強越大。液體具有流動性，因此液體對“限制”它流動的側壁產(chǎn)生壓強。例如水從筒的不同高度的空中射出，孔的高度越高，射得越近，這現(xiàn)象說明，液體對容器側壁有壓強，液體對容器側壁的壓強隨深度的增大而增大。

　　游泳時，潛入水中會感到胸部和全身受到水的壓力，說明液體內(nèi)部也存在壓強，可以通過U型管壓強計研究液體內(nèi)部壓強規(guī)律。U型管壓強計右管開口向上，左管通過橡皮軟管跟一個扎有橡皮薄膜的金屬盒相連。壓強計金屬盒的橡皮膜不受壓力時，U型管中兩液面相平;壓強計金屬盒的橡皮膜受大小不同的壓力時，壓力越大，U型管中的液面差越大;將壓強計金屬盒，放入水中不同深度時，可以觀察到深度越深，U型管中的液面差越大;將壓強計的金屬盒放入水中相同深度處，改變橡皮膜的方向，U型管中的液面差不變;將壓強計的金屬盒，分別放入水中和濃鹽水中相同深度處，觀察到在鹽水中U型管中的液面差明顯較大。由此可見，液體內(nèi)部的壓強取決于液體的密度和液體內(nèi)部的深度：同種液體，深度越深，壓強越大;同種液體，同一深度，液體向各個方向都有壓強，且各個方向的壓強相等;在不同液體內(nèi)部當深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。

　　設想在密度為ρ的液體中，距液面下h深處有一個面積為S的水平液面，則在該液面上方有一個體積為Sh的液柱，該液柱對此水平液面的壓力 ，那么該水平液面所受的壓強大小為 。此公式不但適用于計算液體內(nèi)部的壓強，也適用于柱狀固體。

　　由公式p=ρgh可知，液體內(nèi)部的壓強根液體的質量無關。在如圖所示的兩容器中倒入等高的水，水的質量不同，把U型管壓強計的金屬盒分別放入兩容器底部，兩次液面高度差相同。顯然，甲容器中液體對容器底部的壓力大于液體的重力，乙容器中液體對容器底部的壓力小于液體的重力。

　　3、大氣壓強

　　地球周圍包著一層厚厚的空氣，它主要是由氮氣、氧氣、二氧化碳、水蒸氣和氦、氖、氬等氣體混合組成的，通常把這層空氣的整體稱之為大氣。它上疏下密地分布在地球的周圍，總厚度達1000千米，所有浸在大氣里的物體都要受到大氣作用于它的壓強。大氣壓強(p0)是指地球上某個位置的空氣產(chǎn)生的壓強，簡稱大氣壓。瓶吞蛋試驗、覆杯實驗這些現(xiàn)象證明了大氣壓確實存在。1654年德國馬德堡市的市長、學者奧托格里克和助手把兩個黃銅半球殼中間墊上橡皮圈，再把兩個半球殼灌滿水后合在一起，然后把水全部抽出，使球內(nèi)形成真空，最后把氣嘴上的龍頭擰緊封閉，周圍的大氣把兩個半球緊緊地壓在一起。16匹馬才把它們拉開。奧托格里克為此做了詳盡的解釋：“平時，我們將兩個半球緊密合攏，無須用力，就會分開。這是因為球內(nèi)球外都有大氣壓力的作用，相互抵消平衡了，好像沒有大氣作用似的。今天，我把它抽成真空后，球內(nèi)沒有向外的大氣壓力了，只有球外大氣緊緊地壓住這兩個半球……”這次馬德堡半球實驗證明了大氣壓確實存在，而且大得驚人。真空吊、用吸管吸飲料，均利用了大氣壓。

　　1643年，意大利科學家托里拆利首先用實驗測定了大氣壓的值。取一根約1米長的一段封閉的玻璃細管，在管內(nèi)灌滿水銀并排出空氣，用另一只手的食指緊緊堵住玻璃管開口端把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里，待開口端全部浸入水銀槽內(nèi)時放開手指。當管內(nèi)外水銀液面的高度差約為76厘米時，它就停止下降，這個實驗說明大氣壓強根76厘米汞柱所產(chǎn)生的壓強相等。如果逐漸傾斜玻璃管，管內(nèi)水銀柱的豎直高度不變;用內(nèi)徑不同的玻璃管和長短不同的玻璃管重做這個實驗，可以發(fā)現(xiàn)水銀柱的豎直高度不變，說明大氣壓強與玻璃管的粗細、長短無關。規(guī)定能支持76厘米汞柱的大氣壓叫做一個標準大氣壓，即p0=ρgh=13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米=1.01×105帕。一個標準大氣壓可以支持10.34米高的水柱，所以托里拆利實驗不能用水代替水銀。汞氣壓計和無液氣壓計可以測定大氣壓的數(shù)值。

　　大氣壓隨海拔高度升高而減小;大氣壓的分布和變化與天氣也有密切關系，晴高陰低、冬高夏低。在壓強低的地方，水的沸點也相應降低。

（育路中小學教育）