(1)定義或解釋?zhuān)?br/>①物理學(xué)中把垂直壓在物體表面上的力叫做壓力.
②物體的單位面積上受到的壓力的大小叫做壓強(qiáng).
③壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量.
(2)單位
在國(guó)際單位制中,壓強(qiáng)的單位是帕斯卡[1],簡(jiǎn)稱(chēng)帕(這是為了紀(jì)念法國(guó)科學(xué)家帕斯卡Blaise pascal而命名的),即牛頓/平方米.壓強(qiáng)的常用單位有千帕、千克力/平方厘米、托.一般以英文字母「p」表示.
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.013x10的5次方,相當(dāng)于大約76cm水銀柱,就是大氣壓的大小.
(3)公式:p=F/S
p—壓強(qiáng)—帕斯卡(簡(jiǎn)稱(chēng)帕Pa)
F—壓力—牛頓(簡(jiǎn)稱(chēng)牛N)
S—受力面積—平方米
(4)說(shuō)明
壓力和壓強(qiáng)
物體由于外因或內(nèi)因而形變時(shí),在它內(nèi)部任一截面的兩方即出現(xiàn)相互的作用力,單位截面上的這種作用力叫做應(yīng)力.
一般地說(shuō),對(duì)于固體,在外力的作用下,將會(huì)產(chǎn)生壓(或張)形變和切形變.因此,要確切地描述固體的這些形變,我們就必須知道作用在它的三個(gè)互相垂直的面上的力的三個(gè)分量的效果.這樣,對(duì)應(yīng)于每一個(gè)分力Fx、Fy、Fz、以作用于Ax、Ay、Az三個(gè)互相垂直的面,應(yīng)力F/A有九個(gè)不同的分量,因此嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)力是一個(gè)張量.
由于流體不能產(chǎn)生切變,不存在切應(yīng)力.因此對(duì)于靜止流體,不管力是如何作用,只存在垂直于接觸面的力;又因?yàn)榱黧w的各向同性,所以不管這些面如何取向,在同一點(diǎn)上,作用于單位面積上的力是相同的.由于理想流體的每一點(diǎn)上,F/A在各個(gè)方向是定值,所以應(yīng)力F/A的方向性也就不存在了,有時(shí)稱(chēng)這種應(yīng)力為壓力,在中學(xué)物理中叫做壓強(qiáng).壓強(qiáng)是一個(gè)標(biāo)量.壓強(qiáng)(壓力)的這一定義的應(yīng)用,一般總是被限制在有關(guān)流體的問(wèn)題中.
垂直作用于物體的單位面積上的壓力.若用P表示壓強(qiáng),單位為帕斯卡(1帕斯卡=1牛頓/平方米)
對(duì)于壓強(qiáng)的定義,應(yīng)當(dāng)著重領(lǐng)會(huì)四個(gè)要點(diǎn):
⑴受力面積一定時(shí),壓強(qiáng)隨著壓力的增大而增大.(此時(shí)壓強(qiáng)與壓力成正比)
⑵同一壓力作用在支承物的表面上,若受力面積不同,所產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小也有所不同.受力面積小時(shí),壓強(qiáng)大;受力面積大時(shí),壓強(qiáng)小.
⑶壓力和壓強(qiáng)是截然不同的兩個(gè)概念:壓力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面積大小無(wú)關(guān).
壓強(qiáng)是物體單位面積受到的壓力.
⑷壓力、壓強(qiáng)的單位是有區(qū)別的.壓力的單位是牛頓,踉一般力的單位是相同的.壓強(qiáng)的單位是一個(gè)復(fù)合單位,它是由力的單位和面積的單位組成的.在國(guó)際單位制中是牛頓/平方米,稱(chēng)“帕斯卡”,簡(jiǎn)稱(chēng)“帕”.
③影響壓強(qiáng)作用效果的因素
1.受力面積一定時(shí),壓力越大,壓強(qiáng)的作用效果越明顯.(此時(shí)壓強(qiáng)與壓力成正比)
2.當(dāng)壓力一定時(shí),受力面積越小,壓強(qiáng)的作用效果越明顯.(此時(shí)壓強(qiáng)與受力面積成反比)
(5)
1Pa的物理意義:1平方米的面積上受到的壓力是1N.
1Pa大?。簝蓮埣垖?duì)水平桌面的壓強(qiáng).
注:等密度柱體與接觸面的接觸面積相等時(shí),可以用 P=ρgh
P—液體壓強(qiáng)—Pa.
ρ—液體密度—千克/立方米(kg/m3)
g—9.8N/kg(通常情況下可取g=10N/kg)
[編輯本段]液體壓強(qiáng)
液體容器底、內(nèi)壁、內(nèi)部的壓強(qiáng)稱(chēng)為液體壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱(chēng)液壓.
(一)液體壓強(qiáng)原理(帕斯卡定律)的產(chǎn)生帕斯卡發(fā)現(xiàn)了液體傳遞壓強(qiáng)的基本規(guī)律,這就是著名的帕斯卡定律.所有的液壓機(jī)械都是根據(jù)帕斯卡定律設(shè)計(jì)的,所以帕斯卡被稱(chēng)為“液壓機(jī)之父”.
在幾百年前,帕斯卡注意到一些生活現(xiàn)象,如沒(méi)有灌水的水龍帶是扁的.水龍帶接到自來(lái)水龍頭上,灌進(jìn)水,就變成圓柱形了.如果水龍帶上有幾個(gè)眼,就會(huì)有水從小眼里噴出來(lái),噴射的方向是向四面八方的.水是往前流的,為什么能把水龍帶撐圓?
通過(guò)觀察,帕斯卡設(shè)計(jì)了“帕斯卡球”實(shí)驗(yàn),帕斯卡球是一個(gè)壁上有許多小孔的空心球,球上連接一個(gè)圓筒,筒里有可以移動(dòng)的活塞.把水灌進(jìn)球和筒里,向里壓活塞,水便從各個(gè)小孔里噴射出來(lái)了,成了一支“多孔水槍”
帕斯卡球的實(shí)驗(yàn)證明,液體能夠把它所受到的壓強(qiáng)向各個(gè)方向傳遞.通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)每個(gè)孔噴出去水的距離差不多,這說(shuō)明,每個(gè)孔所受到的壓強(qiáng)都相同
帕斯卡通過(guò)“帕斯卡球”實(shí)驗(yàn),得出著名的帕斯卡定律:加在密閉液體任一部分的壓強(qiáng),必然按其原來(lái)的大小,由液體向各個(gè)方向傳遞
(二)液體壓強(qiáng)(帕斯卡定律)的原理 我們知道,物體受到力的作用產(chǎn)生壓力,而只要某物體對(duì)另一物體表面有壓力,就存在壓強(qiáng),同理,水由于受到重力作用對(duì)容器底部有壓力,因此水對(duì)容器底部存在壓強(qiáng).液體具有流動(dòng)性,對(duì)容器壁有壓力,因此液體對(duì)容器壁也存在壓強(qiáng).
在初中階段,液體壓強(qiáng)原理可表述為:“液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),壓強(qiáng)隨液體深度的增加而增大,同種液體在同一深度的各處,各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等;不同的液體,在同一深度產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān),密度越大,液體的壓強(qiáng)越大.”
(三)液體內(nèi)部壓強(qiáng):
一、同種液體
1、各個(gè)方向都有壓強(qiáng)
2、同一深度處,壓強(qiáng)一致
3、深度越大,壓強(qiáng)越大
二、不同液體
同一深度,密度越大,壓強(qiáng)越大
公式:P=ρgh 式中g(shù)=9.8N/kg 或g=10N/kg, h的單位是m , ρ的單位是kg/m3 , 壓強(qiáng)P的單位是Pa..
如果題中沒(méi)有明確提出g等于幾,應(yīng)用g=10N/kg,再就是題后邊基本上都有括號(hào),括號(hào)的內(nèi)容就是g和ρ的值.
公式推導(dǎo):
壓強(qiáng)公式均可由基礎(chǔ)公式:P=F/S推導(dǎo)
P液=F/S=G/S=mg/S=ρ液Vg/S=ρ液Shg/S=ρ液hg=ρ液gh
由于液體內(nèi)部同一深度處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等,所以我們只要算出液體豎直向下的壓強(qiáng),也就同時(shí)知道了在這一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng).這個(gè)公式定量地給出了液體內(nèi)部壓強(qiáng)地規(guī)律.
深度是指點(diǎn)到自由液面的距離,液體的壓強(qiáng)只與深度和液體的密度有關(guān),與液體的質(zhì)量無(wú)關(guān).
(四)什么是液體壓強(qiáng)
1.液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是由于液體受重力的作用.若液體在失重的情況下,將無(wú)壓強(qiáng)可言.
2.由于液體具有流動(dòng)性,它所產(chǎn)生的壓強(qiáng)具有如下幾個(gè)特點(diǎn)
(1)液體除了對(duì)容器底部產(chǎn)生壓強(qiáng)外,還對(duì)“限制”它流動(dòng)的側(cè)壁產(chǎn)生壓強(qiáng).固體則只對(duì)其支承面產(chǎn)生壓強(qiáng),方向總是與支承面垂直.
(2)在液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等.
(3)計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式是P=ρgh.可見(jiàn),液體壓強(qiáng)的大小只取決于液體的種類(lèi)(即密度ρ)和深度h,而和液體的質(zhì)量、體積沒(méi)有直接的關(guān)系.
(4)密閉容器內(nèi)的液體能把它受到的壓強(qiáng)按原來(lái)的大小向各個(gè)方向傳遞.
3.容器底部受到液體的壓力跟液體的重力不一定相等.容器底部受到液體的壓力F=PS=ρghS,其中“h、S”底面積為S,高度為h的液柱的體積,“ρghS”是這一液柱的重力.因?yàn)橐后w有可能傾斜放置. 所以,容器底部受到的壓力其大小可能等于,也可能大于或小于液體本身的重力.
(五)液U形管壓強(qiáng)計(jì)體壓強(qiáng)的測(cè)量
液體壓強(qiáng)的測(cè)量的儀器叫U形管壓強(qiáng)計(jì),利用液體壓強(qiáng)公式P=phg,h為兩液面的高度差,計(jì)算液面差產(chǎn)生的壓強(qiáng)就等于液體內(nèi)部壓強(qiáng)
[編輯本段]大氣壓強(qiáng)
(1)大氣壓的存在:【例1】用吸管吸飲料 【例2】吸盤(pán)貼在光滑的墻壁上不脫落
(2)產(chǎn)生原因:空氣受到重力作用,而且空氣具有流動(dòng)性,因此空氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),這個(gè)壓強(qiáng)就叫大氣壓強(qiáng).
(3)馬德堡半球?qū)嶒?yàn):有力地證明了①大氣壓的存在②大氣壓很大.
(4)托里拆利實(shí)驗(yàn):在長(zhǎng)約1m,一段封閉的玻璃管里灌滿(mǎn)水銀,用手指將管口堵住,然后倒插在水銀槽中.放開(kāi)手指,管內(nèi)水銀下降到一定程度時(shí)就不再下降,這時(shí)管內(nèi)外水銀高度差約為760mm,把玻璃管傾斜,則水銀柱的長(zhǎng)度變長(zhǎng),但水銀柱的高度,即玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差不變.測(cè)量結(jié)果表明這個(gè)高度是由當(dāng)時(shí)的大氣壓的大小和水銀的密度所共同決定的,與玻璃管的粗細(xì)、形狀、長(zhǎng)度(足夠長(zhǎng)的玻璃管)無(wú)關(guān).
(5)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(standard atmospheric pressure):符號(hào)為1atm(非法定單位),1atm*約為1.013×10的5次方Pa.
(6)影響大氣壓強(qiáng)的因素:
①溫度:溫度越高,空氣分子運(yùn)動(dòng)的越強(qiáng)烈,壓強(qiáng)越大;
②密度:密度越大,表示單位體積內(nèi)空氣質(zhì)量越大,壓強(qiáng)越大;
③海拔高度越高,空氣越稀薄,大氣壓強(qiáng)就越小.
[編輯本段]*壓強(qiáng)單位及換算
單位
帕斯卡(Pa)
巴(bar)
工程大氣壓(at)
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)
托(torr)
磅每平方英寸(psi)
換算
1 Pa = 1 N/平方m; = 10−5 bar ≈ 10.197×10−6 at ≈ 9.8692×10−6 atm ≈ 7.5006×10−3 Torr ≈ 145.04×10−6 psi
1 bar = 100 000 Pa = 106 dyn/cm² ≈ 1.0197 at ≈ 0.98692 atm ≈ 750.06 Torr ≈ 14.504 psi
1 at = 98 066.5 Pa = 0.980665 bar =1 kgf/cm² ≈ 0.96784 atm ≈ 735.56 Torr ≈ 14.223 psi
1 atm = 101 325 Pa = 1.01325 bar ≈ 1.0332 at =101 325 Pa = 760 Torr ≈ 14.696 psi
1 torr ≈ 133.322 Pa ≈ 1.3332×10−3 bar ≈ 1.3595×10−3 at ≈ 1.3158×10−3 atm = 1 mmHg ≈ 19.337×10−3 psi
1 psi ≈ 6894.76 Pa ≈ 68.948×10−3 bar ≈ 70.307×10−3 at ≈ 68.046×10−3 atm ≈ 51.715 Torr =1 lbf/in²
為方便記憶,可以簡(jiǎn)化為如下規(guī)律:
1. 1atm=0.1MPa=100KPa=1公斤=1bar=10米水柱=14.5PSI
2. 1KPa=0.01公斤=0.01bar=10mbar=7.5mmHg=0.3inHg=7.5torr=100mmH2O=4inH2O
http://baike.baidu.com/view/82174.html?tp=0_11
壓強(qiáng)的定義與計(jì)算方式.
壓強(qiáng)的定義與計(jì)算方式.
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