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压强、液体的压强
一、知识回顾
一种常见的力——压力,它的产生有两个条件:①相互接触②相互挤压,两者缺一不可。另一特点是压力的方向:垂直于受力面并指向受力物体。压力的作用效果与两因素有关,我们会用一个新的物理量表示压力的作用效果即压强,用公式表示以上关系有 p=。液体压强也可用它计算,但它还有自己的特点决定的独特的公式 p=ρgh.
二、重难点知识归纳及讲解
(一)压力及压力与重力的区别
(1)压力
物理学中把垂直压在物体表面上的力叫做压力。
压力是由于物体之间相互挤压而产生的一对相互作用力。没有物体间的相互挤压,就不会产生压力。物体间要有相互挤压,首先就要相互接触,没有物体间的相互接触,谈不上施加压力,即压力属于接触类力。但相互接触的物体间若没有挤压,同样不会施加压力。这种情况在日常生活中经常见到。如将一个篮球靠墙放在水平地板上,球与水平地面间有相互挤压而互施压力,但球虽与竖直墙面接触,却没有产生挤压,因而不会相互施加压力。
压力的效果是使相互挤压的物体表面发生凹陷,所以它的方向是垂直于挤压面指向受力物体。如物体置于水平面上,其挤压面是水平面,则相互的压力是在竖直方向,物体静置于斜面上,其挤压面是斜面,则相互的压力是在垂直于斜面的方向上;若把物体挤靠在竖直墙壁上,由于挤压面是竖直面,故相互的压力就在水平方向上。
(2)压力与重力的区别
物体静置于水平面上,物体对水平面的压力与它的重力大小相等,有人根据这一现象认为,压力就是重力,这是错误的,因为:
第一,两力的施力物体和受力物体各不相同。压力的施力者是物体,受力者是支持面;重力的施力者是地球,受力者是物体。
第二,两力的性质不同。物体对水平面的压力是由于物体压支持面使二者都发生了形变而产生的一种接触类力;而物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,这种力的产生并不一定要物体与地球接触,属于“场力”性质。
第三,两力方向不一定相同,大小也不一定相等。压力的方向总是垂直于接触面,而重力的方向则总是竖直向下。如置于斜面上的物体如下图所示,它的重力方向竖直向下,大小为 G ,而物体对斜面的压力方向总是垂直斜面向下,大小为 N<G 。
而静靠在竖直墙上的物体如下图所示,其压力是水平方向,重力是竖直方向,且压力的大小 N>G 。即使是放在水平面上的物体,物体对地面的压力也有 N=G , N>G , N<G 三种可能。
(二)压强
压强是用来描述压力效果的一个物理量。定义单位面积上受到的压力叫做压强,用公式表示为 p=F/S 。式中 S 是指“受力面积”,不一定是物体的面积,如文具盒放在水平桌面上对桌面产生压强时, S 不是桌面的面积,而是文具盒与桌面的接触面积。
压强的大小取决于压力 F 和受力面积 S 两个因素,在压力一定时,受力面积越小则压强越大,图钉尖部做得很细就是利用了这一道理;在受力面积一定时,压力越大,则压强越大,如在房基不变的条件下,房子建的楼层越多,压强就越大。
例 2、正方形金属块的边长为 8cm ,放在面积为100cm2 的水平桌面的中央,已知金属块对桌面产生的
压强为 ×103Pa ,求金属块的密度。
[思维方式与解答]
解答:
金属块的底面积 S=8cm×8cm=64cm2<100cm2, 受力面积就