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1、液體對(duì)壓強(qiáng)的傳遞
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、知道帕斯卡定律。
2、知道液體能夠傳遞壓強(qiáng),知道液壓傳動(dòng)。
3、知道液壓傳動(dòng)是液體傳遞壓強(qiáng)規(guī)律的重要應(yīng)用。
【要點(diǎn)梳理】
要點(diǎn)一、帕斯卡定律
加在密閉液體上的壓強(qiáng),能夠大小不變地由液體向各個(gè)方向傳遞,這一規(guī)律叫做帕斯卡定律。
要點(diǎn)詮釋:
1、帕斯卡定律是法國(guó)科學(xué)家帕斯卡發(fā)現(xiàn)的,這一規(guī)律同樣適用于密閉氣體。
2、用于測(cè)量液體或氣體內(nèi)部壓強(qiáng)的壓強(qiáng)計(jì)就是利用了帕斯卡定律。
要點(diǎn)二、帕斯卡定律的應(yīng)用---液壓傳動(dòng)
1、原理
在液壓系統(tǒng)的小活塞上施加較小的力,該力對(duì)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng),由液體大小不變的向各個(gè)方向傳遞,由于大活塞
2、比小活塞的面積大,于是液體就對(duì)大活塞產(chǎn)生較大的壓力。(如下圖)
施加的壓力
抬升的力
2、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):平穩(wěn)、噪聲低、機(jī)動(dòng)靈活、傳遞動(dòng)力大。
3、液壓傳動(dòng)原理的應(yīng)用:油壓千斤頂、汽車制動(dòng)系統(tǒng)(如下圖)、挖掘機(jī)的工作手臂、消防車上的升降云梯。
【典型例題】
類型一、基礎(chǔ)知識(shí)
1、如圖所示的“帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”,木桶內(nèi)裝滿水,桶的頂部豎立著一根細(xì)管,一人在三樓的陽(yáng)臺(tái)上向細(xì)管內(nèi)只倒入了幾杯水,木桶就被水壓破了,這一實(shí)驗(yàn)表明,影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素是液體的( )
A.質(zhì)量 B.深度 C.密度 D.體積
【思路
3、點(diǎn)撥】從桶裂這個(gè)現(xiàn)象可以看出倒入的幾杯水使水桶受到的壓強(qiáng)產(chǎn)生了很大的變化,然后再將倒入這幾杯水造成的變化與液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)聯(lián)系起來進(jìn)行分析,即可得到答案。
【答案】B
【解析】倒入幾杯水后,水的質(zhì)量雖然變化,但變化的幅度都很小,不會(huì)造成液體對(duì)水桶的壓強(qiáng)產(chǎn)生這么大的變化;由于是一根細(xì)管,所以倒入幾杯水后,細(xì)管中水的深度增加的很多,根據(jù)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)可知:液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大,所以這一實(shí)驗(yàn)表明的是影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素是液體的深度,綜上分析,故選B。
【總結(jié)升華】液體壓強(qiáng)的大小是由液體的密度和深度決定的,與液體的質(zhì)量沒有直接的關(guān)系。質(zhì)量大產(chǎn)生的壓強(qiáng)不一定大。
2、如圖所
4、示.在充滿油的密閉裝置中,小陳和小李用大小相等的力分別從兩端去推動(dòng)原來靜止的光滑活塞,則兩活塞將( ?。?
A.向左運(yùn)動(dòng) B.向右運(yùn)動(dòng) C.靜止不動(dòng) D.條件不夠,無法確定
【答案】A
【解析】設(shè)小陳、小李施加的力都為F,
小陳對(duì)大活塞施加力的壓強(qiáng)為 ,根據(jù)帕斯卡原理知,右邊小活塞所受的液體對(duì)它的壓強(qiáng)為P,右邊小活塞所受的液體對(duì)它的壓力F′=PS?。糚S大=F,此時(shí)右邊小活塞所受的液體對(duì)它向右的壓力小于小李對(duì)活塞向左的壓力,活塞向左運(yùn)動(dòng)
【總結(jié)升華】本題考查了帕斯卡原理的應(yīng)用,要求學(xué)習(xí)物理時(shí),多聯(lián)系生活、多分析,學(xué)以致用
5、。
舉一反三:
【變式】液壓機(jī)的工作原理可以用下面哪個(gè)定律或原理來解釋( ?。?
A.阿基米德定律 B.帕斯卡原理
C.牛頓第一定律 D.歐姆定律
【答案】B
類型二、知識(shí)運(yùn)用
3、活塞A和活塞B將水密封于連通器中,其橫截面積分別為S和2S,如圖所示,開始時(shí)整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài).若在A上放一重為G的砝碼(圖中沒有畫出),則水對(duì)容器底的壓強(qiáng)要增加△P,水對(duì)活塞B豎直向上的作用力要增加△F.設(shè)砝碼和A的接觸面積為S/2,
那么( ?。?
A.△F=2G B.△F=4G C.△p=2G/S D.
6、△p=G/S
【答案】AD
【解析】在A上放一重為G的砝碼時(shí),A對(duì)水的壓力增大為G,壓強(qiáng)增大,根據(jù)帕斯卡原理,這個(gè)壓強(qiáng)可以大小不變地向各個(gè)方向傳遞,所以△p=。
水對(duì)B增大的壓力為:△F=△p?2S=2S=2G
【總結(jié)升華】此題主要考查了帕斯卡原理的應(yīng)用,知道固體可以大小不變的傳遞壓力,而密閉液體可以大小不變地傳遞壓強(qiáng)。
舉一反三:
【變式】已知水壓機(jī)大活塞的橫截面積是120cm2,小活塞的橫截面積是6cm2,則在大活塞上產(chǎn)生的力F2跟加在小活塞上的壓力F1之比是( )
A.1:1 B.1:20 C.20:1 D.無法確定
【答案】
7、C
4、如圖所示,一個(gè)兩端開口的彎管形容器,從粗端向容器中灌水,在細(xì)端用一個(gè)橫截面是0.01m2質(zhì)量為1kg的活塞堵住,活塞可在細(xì)管中無摩擦的滑動(dòng)。當(dāng)H=30cm,h=l0cm時(shí),在活塞上放置一個(gè)質(zhì)量是lkg的砝碼,活塞靜止。由此可知( ?。?
A.水對(duì)活塞的壓強(qiáng)等于砝碼對(duì)活塞的壓強(qiáng)
B.水對(duì)活塞的壓力大小等于砝碼所受重力的2倍
C.砝碼對(duì)活塞的壓強(qiáng)相當(dāng)于20cm深的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)
D.撤去砝碼,當(dāng)兩側(cè)液面相平時(shí),活塞再次靜止
【答案】B
【解析】A、∵活塞靜止,
∴水對(duì)活塞向上的壓強(qiáng)等于活塞對(duì)水產(chǎn)生的向下的壓強(qiáng),而活塞對(duì)水產(chǎn)生的向下的壓強(qiáng)是活
8、塞和砝碼的重力共同產(chǎn)生,所以水對(duì)活塞的壓強(qiáng)和砝碼對(duì)活塞的壓強(qiáng)不相等;故A錯(cuò);
B、∵活塞靜止,活塞受力平衡,
∴水對(duì)活塞向上的壓力等于活塞和砝碼的重力;
∵活塞和砝碼的質(zhì)量相等,
∴水對(duì)活塞的壓力大小等于砝碼所受重力的2倍,故B正確;
C、根據(jù)連通器的特點(diǎn)可知:在兩個(gè)容器中同一深度處壓強(qiáng)相同,即活塞對(duì)水產(chǎn)生的向下的壓強(qiáng)等于(H-h=30cm-10cm=20cm)的水產(chǎn)生的壓強(qiáng),而砝碼對(duì)活塞的壓強(qiáng)是活塞受到的,不是活塞對(duì)水的壓強(qiáng);故C錯(cuò);
D、撤去砝碼,根據(jù)兩容器的同一深度處的壓強(qiáng)相同,而細(xì)端容器中的液面上有活塞,活塞會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生壓強(qiáng),所以兩側(cè)液面不會(huì)到達(dá)相平;故D錯(cuò)。
故選B
【總結(jié)升華】本題考查液體的壓強(qiáng)特點(diǎn),關(guān)鍵是活塞對(duì)水產(chǎn)生的壓強(qiáng)是活塞和砝碼共同作用的結(jié)果,注意區(qū)分水對(duì)活塞的壓強(qiáng)、活塞對(duì)水的壓強(qiáng)與砝碼對(duì)活塞的壓強(qiáng)的不同。