压强 思维导图
中心主题：压强
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定义与核心概念
- 1 定义
- 物体单位面积上所受到的压力。
- 物理意义：表示压力作用效果的物理量。
- 2 公式
- 基本公式：
p = F / Sp: 压强F: 压力S: 受力面积
- 单位：
- 国际单位：帕斯卡
- 符号：Pa
- 换算关系：
1 Pa = 1 N/m² - 常用单位：千帕 (kPa)、兆帕 (MPa)
- 基本公式：
- 3 核心要点
- 压力 ≠ 重力： 压力是垂直作用在物体表面上的力，其方向垂直于接触面，重力是由于地球吸引而使物体受到的力，方向竖直向下。
- 决定因素： 压强的大小由 压力 和 受力面积 共同决定。
类型与计算
- 1 固体压强
- 特点：
- 可以在固体中传递,方向不变。
- 计算时,
F和S要对应。
- 计算： 直接使用
p = F / S。F通常是物体的重力 (G = mg) 或外加压力。S是两个物体的实际接触面积。
- 应用实例：
- 增大压强： 刀刃磨得薄、针尖、钉子。
- 减小压强： 宽大的书包带、坦克的履带、铁轨下铺枕木。
- 特点：
- 2 液体压强
- 特点：
- 液体对容器底和侧壁都有压强。
- 液体内部向各个方向都有压强。
- 压强随 深度 的增加而增大。
- 在同一深度,向各个方向的压强都相等。
- 压强大小只与 液体密度 和 深度 有关，与容器形状、液体总重无关。
- 公式：
p = ρgh- 液体的密度
g: 常数，约等于8 N/kgh: 自由液面到计算点的竖直距离（深度）
- 应用实例：
- 连通器： 船闸、茶壶、水位计。
- 液压机： 帕斯卡原理 (
F₁/S₁ = F₂/S₂)，应用于汽车刹车、千斤顶。
- 特点：
- 3 气体压强
- 特点：
- 气体对浸在其中的物体各个方向都有压强。
- 产生原因：大量气体分子频繁碰撞器壁。
- 与体积、温度有关。
- 测量工具： 气压计、托里拆利实验（测量大气压）。
- 应用实例：
- 大气压： 吸盘、活塞式抽水机、用吸管喝饮料。
- 流体压强与流速关系（伯努利原理）：
- 关系：流速越大，压强越小。
- 应用：飞机机翼的升力、喷雾器、火车站安全线。
- 特点：
区别与联系
- 1 压力 vs. 压强 | 特征 | 压力 | 压强 | | :--- | :--- | :--- | | 定义 | 垂直作用在物体表面上的力 | 物体单位面积上受到的压力 | | 单位 | 牛顿 | 帕斯卡 | | 决定因素 | 与重力、外力、挤压有关 | 与压力和受力面积都有关 | | 物理意义 | 力的作用 | 压力的作用效果 | | 举例 | 一个箱子对地面的压力是50N | 这个箱子对地面的压强是5000Pa |
- 2 液体压强 vs. 固体压强
- 传递方式： 固体沿力的方向传递；液体向各个方向传递。
- 计算关键： 固体压强看压力和总面积；液体压强看密度和深度。
- 与容器关系： 固体压强与容器形状无关；液体对容器底部的压力不一定等于液体自身重力（与容器形状有关）。
生活与科技应用
- 1 增大压强
- 工具： 刀、斧、针、锥子、钉子。
- 原理： 压力一定时，减小受力面积。
- 2 减小压强
- 结构： 宽大的地基、履带、滑雪板、骆驼宽大的脚掌。
- 原理： 压力一定时，增大受力面积。
- 3 利用大气压
- 设备： 抽水机、吸盘挂钩、离心式水泵。
- 4 利用流体压强与流速关系
- 交通工具： 飞机。
- 生活用品： 煤气灶、喷雾器。
- 5 测量工具
- 液压计： 测量液体压强。
- 气压计： 测量大气压。
- 压力传感器： 广泛应用于电子秤、汽车安全系统等。
重要实验与原理
- 1 探究影响压力作用效果的因素
- 方法： 控制变量法。
- 受力面积相同时,压力越大，效果越明显。
- 压力相同时,受力面积越小，效果越明显。
- 2 托里拆利实验
- 目的： 测量大气压的值。
- 标准大气压支持约
760 mm高的水银柱，约为013 × 10⁵ Pa。
- 3 帕斯卡原理（液体传递压强的规律）
- 加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。
- 应用： 液压机。
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