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初中二年级物理

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首页 初中二年级物理知识 压强的大小及其计算 大气压强的存在及应用 力的合成与应用 重力的计算 试题正文
  • 计算题
    高压锅盖直径为24cm，限压阀出气口横截面积是10mm2，限压阀质量是100g，在1标准大气压（近似为105Pa）下使用时，
    （1）锅内气体能达到的最大压强是多大？
    （2）锅盖内外两表面的压力的最大值是多大？
    （3）若经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续使用，原来的限压阀还能不能继续使用？若不能，应该在配一个质量为多大的限压阀？
    本题信息：2011年同步题物理计算题难度较难 来源:王素娟（初中物理）
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本试题 “高压锅盖直径为24cm，限压阀出气口横截面积是10mm2，限压阀质量是100g，在1标准大气压（近似为105Pa）下使用时，（1）锅内气体能达到的最大压强是多大？（2）...” 主要考查您对

压强的大小及其计算

大气压强的存在及应用

力的合成与应用

重力的计算

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  • 压强的大小及其计算
  • 大气压强的存在及应用
  • 力的合成与应用
  • 重力的计算
计算公式：
P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米2。
对压强公式的理解：
1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。

2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m2时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。

3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×104Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 104N。

4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。

5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。

6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。

巧用求柱体压强：
  将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）

A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
答案：C

大气压强：
定义 大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或气压
产生原因 包围地球的空气由于受到重力的作用，而且能够流动，因而空气对浸在它里面的物体产生压强，空气内部向各个方向都有压强，且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
存在证明 ①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
应用 生活中：①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
生产中：①活塞式抽水机②离心式水泵

利用大气压的知识解释有关现象：
     在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象，如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等．利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象，例如用吸管喝饮料，当用力吸吸管时，吸管内的压强减小，饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管，从而喝到饮料，而并非我们平常说的吸进。
生活实验证明大气压存在：
实验一：模拟马德堡半球实验
    两个皮碗口对口挤压，然后两手用力往外拉，发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是：将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出，使金属球内和皮碗内空气的压强减小，而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起，要用较大的力才能拉开，这就有力证明了大气压强的存在。

实验二：“瓶吞蛋”实验
   用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口，实验前用手轻轻用力，不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙（防止烧裂瓶底）的瓶中，迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口，待火熄灭后，观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验，由于棉花燃烧使瓶内气压升高，而骤冷又会使气压迅速降低，当瓶内压强小于瓶外大气压强时，鸡蛋在大气压强的作用下，被压入瓶内。

实验三：“覆杯”实验
    玻璃杯内装满水，用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来，放手后，整杯水被纸片托住，纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水，排出了空气，杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强，因而纸片不掉下来。分析上述三个实验，不难理解大气压强存在问题。更深入研究：“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强，“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点：大气向各个方向都有压强。
定义：
几个力共同作用在一个物体上时，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力就称为那几个力的合力。如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向，称为力的合成。

说明：
合力是为了表示几个力的作用效果而引入的，它并不是存存于物体受到的几个力之外的力，而是为了简化物体受到的各个力的一种方法，因此力的合成称为等效替代法。
同一直线上二力的合成：
1．同一直线上同方向二力的合力，大小等于二力大小之和，方向与这两个力方向相同。记作：F=F1+F2。如图所示，既有人在车前拉，又有人在车后推，车同时受到拉力F1和推力F2的作用，并且这两个力方向相同则拉力和推力的合力大小F=F1+F2.

 2．同一直线上相反方向的二力的合力，大小等于二力大小之差的绝对值，方向和较大的力的方向相同。记作：F=|F1一F2|。

不同直线上的两个力合成：
两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这就叫做平行四边形定则。

力的平行四边形定则以此得证:
(1)两分力大小不变时，夹角越大，合力越小
(2)合力大小的变化范围F1+F2≥F≥|F1-F2|　
(3)力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力（结论）

重力的计算公式：
物体所受的重力跟它的质量成正比，g=，G=mg。（g=9.8N/g）
重力与质量的区别和联系：
质量 重力
区别 概念 物体所含物质的多少 由于地球吸引而使物体受到的力
符号 m G
量性 只有大小，没有方向 既有大小，又有方向
单位 千克（kg） 牛顿（N）
与地理位置的关系 与位置无关 与位置有关
公式 m=ρV G=mg
测量工具 天平 测力计
联系 重力与质量的关系是G=mg（g=9.8N/kg）

重力加速度：
     重力加速度g的方向总是竖直向下的。在同一地区的同一高度，任何物体的重力加速度都是相同的。重力加速度的数值随海拔高度增大而减小。当物体距地面高度远远小于地球半径时，g变化不大。而离地面高度较大时，重力加速度g数值显著减小，此时不能认为g为常数。
     距离地面同一高度的重力加速度，也会随着纬度的升高而变大。由于重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的向心力。物体所处的地理位置纬度越高，圆周运动轨道半径越小，需要的向心力也越小，重力将随之增大，重力加速度也变大。地理南北两极处的圆周运动轨道半径为0，需要的向心力也为0，重力等于万有引力，此时的重力加速度也达到最大。
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