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压强压强就是物体所受压力的大小与受力面积的比,压强是作用在与物体表面垂直方向上的每单位面积的力大小也是表示压力作用效果(形变效果)的物理量在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaisepascal而命名的),即牛顿/平方米压强的常用单位为千帕、兆帕,也可用千克力/平方厘米、托等帕一般以英文字母(Pa)表示物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强F=G=mg=ρVg=ρShg(用于固体和液体)p=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρShg/S=ρhg(用于柱形固体和液体)马德堡半球实验1654年5月8日,马德堡市有一大批人围在实验场上有的说这样,有的说那样有的支持格里克市长,希望实验成功;有的断言实验会失败;人们在议论着,在争论着;在预言着;格里克和助手当众把这个黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈;再把两个半球壳灌满水后合在一起;然后把水全部抽出,使球内形成真空;最后,把气嘴上的龙头拧紧封闭这时,周围的大气把两个半球紧紧地压在一起格里克一挥手,四个马夫牵来八匹高头大马,在球的两边各拴四匹.格里克一声令下,四个马夫扬鞭催马、背道而拉!好像在“拔河”似的4个马夫,8匹大马,都搞得浑身是汗但是,铜球仍是原封不动.格里克只好摇摇手暂停一下然后,左右两队,人马倍增马夫们喝了些开水,擦擦头额上的汗水,又在准备着第二次表现格里克再一挥手,实验场上更是热闹非常16匹大马,拼命地拉,八个马夫在大声吆喊,挥鞭催马……来看实验的人群,更是伸长脖子,一个劲儿地看着,不时地发出“哗!哗!”的响声突然,“啪!”的一声巨响,铜球分开成原来的两半,格里克举起这两个重重的半球自豪地向大家高声宣告“先生们!女士们!市民们!你们该相信了吧!大气压是有的,大气压力是大得这样厉害!这么惊人!……”实验结束后,仍有些人不理解这两个半球为什么拉不开,七嘴八舌地问他,他又耐心地作着详尽的解释“平时,我们将两个半球紧密合拢,无须用力,就会分开.这是因为球内球外都有大气压力的作用;相互抵消平衡了好像没有大气作用似的今天,我把它抽成真空后,球内没有向外的大气压力了,只有球外大气紧紧地压住这两个半球……”通过这次“大型实验”,人们都终于相信有真空;有大气;大气有压力;大气压很惊人,但是,为了这次实验,格里克市长竟花费了4千英镑实验意义第一次证明了有大气压的存在,而且很大帕斯卡裂桶实验帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水结果只用了一杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来原来由于细管子的容积较小,一杯水灌进去,其深度也是很大的这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验一个容器里的液体,对容器底部或侧壁产生的压力远大于液体自身的重力帕斯卡“桶裂”实验可以很好地证明液体压强与液体的深度有关,而与液体的质量无关学生实验改进取一个演示液体测压强用的大广口瓶(直径约30厘米,高约40厘米),在瓶下部的侧壁管口用橡皮薄膜扎紧密封,将红色的水从瓶口倒入,随着瓶中水位的升高,侧管的橡皮薄膜渐渐鼓出,可以看到,即使灌满水后,薄膜鼓出的程度也并不十分明显这说明虽然瓶中装了很多很重的水,但对侧壁的压强并不很大再取一根1米长的托里拆利玻璃管,通过打有小孔的瓶塞插入大瓶中,并把塞塞紧密封让一个学生站到凳子上将烧杯中的水用漏斗渐渐灌入管中,当玻璃管中红色水升高50厘米以上时,只见大瓶侧管的橡皮薄膜大幅度鼓出,现象生动明显因为液体的压强等于密度、深度和重力加速度常数之积在这个实验中,水的密度不变,但深度一再增加,则下部的压强越来越大,其液压终于超过木桶能够承受的上限,木桶随之裂开大气压强----托里拆利实验托里拆利实验测出了大气压强的具体数值在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中(保持垂直),放开堵管口的手指时,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差为760mm管内留有760mm高水银柱的原因正是因为有大气压的存在由液体压强的特点可知,水银槽内液体表面的压强与玻璃管内760毫米水银柱下等高处的压强应是相等的水银槽液体表面的压强为大气压强,由于玻璃管内水银柱上方是真空的,受不到大气压力的作用,管内的压强只能由760mm高的水银柱产生因此,大气压强与760毫米高水银产生的压强相等通常情况下,表示气体压强的常用单位有帕斯卡、毫米水银柱(毫米汞柱)、厘米水银柱(厘米汞柱)、标准大气压,它们的符号分别是Pa、mmHg、cmHg、Atm对于压强的定义,应当着重领会四个要点⑴受力面积一定时,压强随着压力的增大而增大(此时压强与压力成正比)⑵同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小⑶压力和压强是截然不同的两个概念压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关压强是物体单位面积受到的压力,跟受力面积和压力大小有关⑷压力、压强的单位是有区别的压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”
③影响压强作用效果的因素1.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越大2.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越大51Pa的物理意义1平方米的面积上受到的压力是1N1牛顿的力作用在一平方米上1Pa大小一张平铺的报纸对水平桌面的压强,3粒芝麻对水平桌面的压强为1Pa注等密度柱体与接触面的接触面积相等时,可以用P=ρghp—液体压强—Pa.影响压力作用效果的因素的实验ρ—液体密度—千克/立方米kg/m3g—
9.8N/kg通常情况下可取g=10N/kgh—深度(m米)液体压强什么是液体压强1.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用若液体在失重的情况下,将无压强可言2.由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点1液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直2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都相等3计算液体压强的公式是p=ρgh可见,液体压强的大小只取决于液体的种类即密度ρ和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系4密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递在初中阶段,液体压强原理可表述为“液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大”液体内部压强规律
一、同种液体1.向各个方向都有压强2.同一深度处,压强一致3.深度越深,压强越大
二、不同液体同一深度,密度越大,压强越大公式p=ρgh式中g=
9.8N/kg或g=10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m^3,压强p的单位是Pa公式推导压强公式均可由基础公式p=F/S推导P=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρShg/S=ρhg=ρghF=ρ液gh,h是深度深度是指点到自由液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关。