A. 如何突破初中化学气体压强的学习障碍
一 学生气体压强学习的具体困难
初中化学涉及气体压强运用的重要实验是空气中氧气体积的测定。利用红磷燃烧测空气中氧气体积时,即便教师已经做了解释和分析,许多学生仍然无法理解为什么最终进入瓶中的水的体积就是氧气在空气中所占有的体积。另外,该实验还涉及到许多现象分析,比如点燃后伸入太慢将导致进入水偏多、未冷却至室温或装置气密性不好将导致进入水偏少这些问题的分析部分学生表示难以理解,然而,对于红磷用量少无法充分消耗氧气导致进入水偏少这个问题,能够理解的学生比例还是较高的。
二 影响学生理解知识的障碍因素
二(一) 缺乏必要的知识背景
美国着名教育心理学家奥苏贝尔认为影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么,教师要根据学生的原有知识状况进行教学,可见对学生知识背景的研究是重中之重。但是,在进行学情分析时,某一门学科的教师往往只会对本学科的教材和课程目标进行研究,很少重视其它学科教材和课程目标对该知识点的教学以及对学生学习产生的影响,它们对本学科的学习有没有帮助或起到何种程度的帮助。
初二物理教材对气体压强的介绍主要是对大气压的描述:“大气对处在其中的物体有压强,这种压强叫大气压强。”仅此而已,教材对于气体压强产生的原因并没有多做阐述,影响因素也简单介绍了流速对流体压强的影响。初三化学教材仅仅在介绍物理性质沸点时顺便提到了大气压强:“实验证明,液体的沸点会随着大气压强的变化而改变,如大气稀薄的地方,大气压强变小,这时水的沸点就会降低。由于大气压强不是固定不变的,人们把101KPa规定为标准大气压。”根据课程标准,在物理教学和练习中,比较侧重固体和液体压强的学习,对气体压强的要求很低。由此可以看出,仅从教材要求来说,学生对气体压强的认识是非常有限的,学生有理解障碍的主要原因是初中物理对气体压强的学习深度没有达到初中化学的要求。
二(二) 教师的教学理念陈旧、教学手段单一
授课的初三化学教师常认为气体压强学生在初二物理已经学习过,点到即可,无需多讲,教学中往往只要求学生记住实验现象和结论。另外,由于反复的练习和识记,部分因果关系学生虽然只囫囵吞枣式地接受,却也能用于大部分解题,这更让化学教师确定学生已经清楚
地掌握了气体压强知识。根据访谈,部分同学认为自己已经理解了测定氧气体积实验的原理,分析问题的方法却是教师给出的既定结论,无法用气体压强的变化来解释实验现象。由此可见,不恰当的教学方式也造成了学生学习上的困惑,当某实验有实验仪器或实验手段上的改进时,学生很难通过自身独立思考得出正确结论。
二(三) 学生将错误的或不合理的经验迁移到新知识的学习上
通过与学生的交流,发现学生存在这样一些错误认识:⑴认为气体受热体积膨胀是因为气体分子的体积变大。他们内心构建的解释是金属等固体物质的体积受热膨胀遇冷收缩,所以气体体积的膨胀就是气体分子的膨胀。⑵认为容器内气体减少导致气体的质量减少,根据公式G=mg推导出压力减小,再根据公式P=F/S,得出压强减小的结论。⑶认为某容器体积不变,温度升高,压强会变大的原因是容器内气体受热分子间间隔一定变大,所以需要膨胀,而该容器体积不变,所以导致压强变大。
由此可知,学生在学习中对气体压强产生的原因和影响因素有很大的误解,从学生分析来看,有这样几点原因:⑴、对初二物理学知识的学习原本就是错误的。⑵、将气体压强等同于固体或液体压强。⑶、不理解气体分子的微观运动从而不理解气体压强产生的微观原理。
建构主义知识观认为,知识不能精确地概括世界的法则,不能拿来便用,而是需要根据具体的情境进行再创造。学习者是以其自身的经验,包括从学校中接受的科学教育和生活中的日常经验,来理解和构建新的知识,如果这些知识本身不科学,那么构建的新知识就会存在错误。学生解释中犯的明显错误是将宏观压强的知识简单迁移到微观压强的知识中。
3 循序渐进,运用多种教学手段帮助学生突破困难
三(一) 立足本学科教材,寻求学科之间的互助
教师不能一味地依赖其它学科的教学,想当然地认为学生已经具备必须的知识储备,给本学科的教学制造困难。初三化学教师在教学设计过程中应该帮助学生建立科学的微粒观,既要关注教材的编排结构和新课程的教学目标又不能把教材当圣经,可以大胆地在教材之外寻求新的教学资源,灵活地、有创造性地组织教学。大部分初中化学教师在压强教学上有先天知识和后天经验上的欠缺,需要多与物理教师进行交流,了解学生的学习背景,加强自身气体压强知识的深度和广度。学生在初二物理已经学习了分子的特性,即分子间有间隔、分子处在永不停息的无规则运动等,在此基础上组织有效教学,不会有太多困难。
教师首先需要帮助学生理解气体分子微观运动与气体压强之间的关系:气体分子的运动规律是杂乱无章的,朝各个方向都有运动,可以到达封闭容器的任何位置,复习方法,而气体分子运动是气体压强的产生源头。气体压强的微观实质是大量气体分子频繁碰撞器壁的统计结果,气体压强的大小就是单位时间内作用于单位面积的碰撞力的大小。由此可知,在相同条件下,气体分子密度越大或分子热运动的平均平动动能越大,单位时间内撞击单位面积的力就越大,压强就越大,反之则越小。
学生对气体压强有了基本认识,教师才能够进一步分析影响气体压强的各个因素。考虑到初三化学主要涉及到封闭空间内的气体压强变化,涉及到的基本是沸点较低的、接近理想气体的气体,如氢气、氧气、氮气等,教师备课时可以借鉴理想气体状态方程中各状态参数之间的函数关系。譬如,在空气中氧气含量测定实验中,燃烧前和燃烧后恢复室温时,容器体积没有变,温度没有变,但是气体分子数目减少,导致密度减少,因此容器内压强减小,打开止水夹大气压将水压进来,水的体积即填补了氧气的体积。若红磷点燃后伸入太慢,由于燃烧放热,使瓶内大量空气受热膨胀逸出,当容器塞好时,瓶内气体已大大减少,减少的不仅有消耗的氧气,还有部分空气,因此,当温度冷却至室温,进入的水体积远远大于氧气的体积。若未冷却至室温就打开止水夹,则此时温度比实验初始温度高,由于温度是分子热运动平均平动动能的标志,温度越高气体分子热运动越剧烈,动能越大,所以压强是比室温时偏大的,这样容器内外的压强差就小,进入水的体积就偏小,在此处解释时必须提醒学生注意控制变量,温度就是一个重要的变量,反应前后温度必须是一样的,在这个前提下再来比较压强的变化。对于装置气密性不好,许多学生理解为装置漏气,瓶内有空气泄露出去,最后进入水的体积偏大,实际上在冷却过程当中瓶内压强由于小于外界大气压强,瓶外的空气慢慢会渗透进来,填补氧气减少造成的分子减少,使瓶内外压强趋向一致,最后打开止水夹可能没有水进入,即便有,进入瓶内的水一定小于容器内空气体积的五分之一。
为了增强学生对气体压强的理解,教师还可以带入更多实例,比如装置气密性的检查,有时会通过针筒的推拉来检测,实际是由于推拉过程中封闭体系的体积发生增减,从而导致气体分子密度增减,进而导致了压强的变化。
三(二) 创设有效情境,使用形象化手段
气体分子无法用肉眼观察到,为了帮学生扫除障碍,真正领会气体分子运动与压强的关系,教师可以借助多媒体工具,用FLASH等工具形象地进行演示,也可以结合实际条件采用其它行之有效的方法。在解释进入水的体积等于减少的气体体积时可以借用空水杯,倒入一定体积的水,必然有相等体积的气体被排出,反之,排出气体的体积等于进入的水的体积。介绍气体分子产生压强的原理时,教师可以用拳头模拟气体分子在黑板壁上撞击,气体密度大小可以用单拳或双拳撞击的频率表示,温度改变导致分子运动动能改变可以用撞击的力度大小来表示。甚至可以设计生动的游戏请学生模拟分子运动及对容器壁的撞击,将学生带入气体压强“现场”,在“做中学”,发展学生的创造性,将知识内化,进行更有效的学习。
为了有效地实现教学目标,教师在微观粒子上的教学需要更多的情境化处理,将抽象的气体压强概念转变成具体的、形象的微观粒子运动情形,充分调动学生的想象力进行新知识的构建,学习过程中,教师与学生通过分析、归纳、演绎等方法来形成概念,使学生对气体压强的认识从感性进入理性,从形象上升为抽象,从而形成正确的科学概念。
B. 关于压强应该怎么学
压强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Blaise pascal而命名的),即牛顿/平方米。压强的常用单位有千帕、千克力/平方厘米、托。一般以英文字母“p”表示。
定义
① 一物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫 试验
做压力。 二压强是表示物体单位面积上所受力的大小的物理量。 ②标准大气压为1.013x10^5(10的5次方) Pa,大气压的数值相当于大约76cm水银柱所产生的压强,就是大气压的大小。 (3)公式:p=F/S (压强=压力÷受力面积) p—压强—帕斯卡(单位:帕斯卡,符号:Pa) F—压力—牛顿(单位:牛顿,符号:N) S—受力面积—平方米 F=PS (压力=压强×受力面积) S=F/P (受力面积=压力÷压强) ( 压强的大小与受力面积和压力的大小有关) 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,跟支持面面积大小无关。 压强是物体单位面积受到的压力。 ⑷压力、压强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿,踉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,压强的作用效果越明显。(此时 试验
压强与压力成正比) 2.当压力一定时,受力面积越小,压强的作用效果越明显。(此时压强与受力面积成反比) (5)1Pa的物理意义:1平方米的面积上受到的压力是1N。(1牛顿的力作用在一平方米上) 1Pa大小:两张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=ρgh p—液体压强—Pa. ρ—液体密度—千克/立方米(kg/m3) g—9.8N/kg(通常情况下可取g=10N/kg)有时也取10N/kg
压力和压强
任何物体能承受的压强有一定的限度,超过这个限度,物体就会损坏。 物体由于外因或内因而形变时,在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力,单位截面上的这种作用力叫做压力。 一般地说,对于固体,在外力的作用下,将会产生压(或张)形变和切形变。因此,要确切地描述固体的这些形变,我们就必须知道作用在它的三个互相垂直的面上的力的三个分量的效果。这样,对应于每一个分力Fx、Fy、Fz、以作用于Ax、Ay、Az三个互相垂直的面,应力F/A有九个不同的分量,因此严格地说应力是一个张量。 由于流体不能产生切变,不存在切应力。因此对于静止流体,不管力是如何作用,只存在垂直于接触面的力;又因为流体的各向同性,所以不管这些面如何取向,在同一点上,作用于单位面积上的力是相同的。由于理想流体的每一点上,F/A在各个方向是定值,所以应力F/A的方向性也就不存在了,有时称这种应力为压力,在中学物理中叫做压强。压强是一个标量。压强(压力)的这一定义的应用,一般总是被限制在有关流体的问题中。 垂直作用于物体的单位面积上的压力。若用P表示压强,单位为帕斯卡(1帕斯卡=1牛顿/平方米)
液体压强
液体容器底、内壁、内部的压强称为液体压强,简称液压。 (一)液体压强原理(帕斯卡定律)的产生帕斯卡发现了液体传递压强的基 压强
本规律,这就是着名的帕斯卡定律.所有的液压机械都是根据帕斯卡定律设计的,所以帕斯卡被称为“液压机之父”. 在几百年前,帕斯卡注意到一些生活现象,如没有灌水的水龙带是扁的.水龙带接到自来水龙头上,灌进水,就变成圆柱形了.如果水龙带上有几个眼,就会有水从小眼里喷出来,喷射的方向是向四面八方的.水是往前流的,为什么能把水龙带撑圆? 通过观察,帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验,帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球,球上连接一个圆筒,筒里有可以移动的活塞.把水灌进球和筒里,向里压活塞,水便从各个小孔里喷射出来了,成了一支“多孔水枪” 帕斯卡球的实验证明,液体能够把它所受到的压强向各个方向传递.通过观察发现每个孔喷出去水的距离差不多,这说明,每个孔所受到的压强都相同 帕斯卡通过“帕斯卡球”实验,得出着名的帕斯卡定律:加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递 (二)液体压强(帕斯卡定律)的原理 我们知道,物体受到力的作用产生压力,而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对容器壁也存在压强。 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。” (三)液体内部压强: 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/m3 连通器
, 压强p的单位是Pa.。 如果题中没有明确提出g等于几,应用g=9.8N/kg,再就是题后边基本上都有括号,括号的内容就是g和ρ的值。 公式推导: 压强公式均可由基础公式:p=F/S推导 p液=F/S=G/S=mg/S=ρ液Vg/S=ρ液Shg/S=ρ液hg=ρ液gh F=ρ液gv排 h是深度。 由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。 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。 (四)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。 3.容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。容器底部受到液体的压力F=PS=ρghS,其中“h、S”底面积为S,高度为h的液柱的体积,“ρghS”是这一液柱的重力。因为液体有可能倾斜放置。 所以,容器底部受到的压力其大小可能等于,也可能大于或小于液体本身的重力。 (五)液U形管压强计体压强的测量 液体压强的测量的仪器叫U形管压强计,利用液体压强公式P=phg,h为两液面的高度差,计算液面差产生的压强就等于液体内部压强
编辑本段大气压强
大气压的存在
【例1】用吸管吸饮料 【例2】吸盘贴在光滑的墙壁上不 压强装置
脱落
产生原因
空气受到重力作用,而且空气具有流动性,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强。
马德堡半球实验
有力地证明了:①大气压的存在②大气压很大。
托里拆利实验
在长约1m,一段封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银下降到一定程度时就不再下降,这时管内外水银高度差约为760mm,把玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变。测量结果表明这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,与玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关。标准大气压(standard atmospheric pressure) 符号为1atm(非法定单位),1atm*约为1.013×10的5次方Pa。
影响大气压强的因素
①温度:温度越高,空气分子运动的越强烈,压强越大; ②密度:密度越大,表示单位体积内空气质量越大,压强越大; ③海拔高度:海拔高度越高,空气越稀薄,大气压强就越小。 PV=nRT 克拉伯龙方程式通常用下式表示:PV=nRT……① P表示压强、V表示气体体积、n表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体常数。所有气体R值均相同。如果压强、温度和体积都采用国际单位(SI),R=8.314帕·米3/摩尔·K。如果压强为大气压,体积为升,则R=0.0814大气压·升/摩尔·K。R 为常数 理想气体状态方程:pV=nRT 已知标准状况下,1mol理想气体的体积约为22.4L 把p=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L代进去 得到R约为8314 帕·升/摩尔·K 玻尔兹曼常数的定义就是k=R/Na 因为n=m/M、ρ=m/v(n—物质的量,m—物质的质量,M—物质的摩尔质量,数值上等于物质的分子量,ρ—气态物质的密度),所以克拉伯龙方程式也可写成以下两种形式: pv=mRT/M……②和pM=ρRT……③ 以A、B两种气体来进行讨论。 (1)在相同T、P、V时: 根据①式:nA=nB(即阿佛加德罗定律) 摩尔质量之比=分子量之比=密度之比=相对密度)。若mA=mB则MA=MB。 (2)在相同T·P时: 体积之比=摩尔质量的反比;两气体的物质的量之比=摩尔质量的反比) 物质的量之比=气体密度的反比;两气体的体积之比=气体密度的反比)。 (3)在相同T·V时: 摩尔质量的反比:两气体的压强之比=气体分子量的反比。
阿佛加德罗定律推论
一、阿佛加德罗定律推论 我们可以利用阿佛加德罗定律以及物质的量与分子数目、摩尔质量之间的关系得到以下有用的推论: (1)同温同压时:①V1:V2=n1:n2=N1:N2 ②ρ1:ρ2=M1:M2 ③ 同质量时:V1:V2=M2:M1 (2)同温同体积时:④ p1:p2=n1:n2=N1:N2 ⑤ 同质量时: p1:p2=M2:M1 (3)同温同压同体积时: ⑥ ρ1:ρ2=M1:M2=m1:m2 具体的推导过程请大家自己推导一下,以帮助记忆。推理过程简述如下: (1)、同温同压下,体积相同的气体就含有相同数目的分子,因此可知:在同温同压下,气体体积与分子数目成正比,也就是与它们的物质的量成正比,即对任意气体都有V=kn;因此有V1:V2=n1:n2=N1:N2,再根据n=m/M就有式②;若这时气体质量再相同就有式③了。 (2)、从阿佛加德罗定律可知:温度、体积、气体分子数目都相同时,压强也相同,亦即同温同体积下气体压强与分子数目成正比。其余推导同(1)。 (3)、同温同压同体积下,气体的物质的量必同,根据n=m/M和ρ=m/V就有式⑥。当然这些结论不仅仅只适用于两种气体,还适用于多种气体。 二、相对密度 在同温同压下,像在上面结论式②和式⑥中出现的密度比值称为气体的相对密度D=ρ1:ρ2=M1:M2。 注意:①.D称为气体1相对于气体2的相对密度,没有单位。如氧气对氢气的密度为16。 ②.若同时体积也相同,则还等于质量之比,即D=m1:m2。
编辑本段单位换算
压力单位
帕斯卡(Pa) 巴(bar) 工程大气压(at) 标准大气压(atm) 托(Torr) 磅力每平方英寸(psi)
1 Pa ≡ 1 N/m² = 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
为方便记忆,可以简化为如下规律: 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 1Gpa=1000Mpa 1Mpa=1000000pa 1Gpa=1000000000pa
编辑本段气体压强
1气体压强是指分子撞击在单位面积上的压力 2摩尔质量不变,体积减小,压强增大
编辑本段相关试验
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,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,大气压强银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.
编辑本段相关说明
不少学科常常把压强叫做压力,同时把压力叫做总压力。这时的压力不表示力,而是表示垂直作用于物体单位面积上的力。所以不再考虑力的矢量性和接触面的矢量性,而将压力作为一个标量来处理。 在中学物理中,为避免作用力和单位面积作用力的混淆,一般不用压力来表示压强。
应力和压强
物体由于外因或内因而变形时,在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力,单位截面上的这种作用力叫做应力。 一般地说,对于固体,在外力的作用下,将会产生压(或张)形变和切形变。因此,要确切地描述固体的这些形变,我们就必须知道作用在它的三个互相垂直的面上的力的三个分量的效果。这样,对应于每一个分力Fx、Fy、Fz、以作用于Ax、Ay、Az三个互相垂直的面,应力F/A有九个不同的分量,因此严格地说应力是一个张量。 由于流体不能产生切变,不存在切应力。因此对于静止流体,不管力是如何作用,只存在垂直于接触面的力;又因为流体的各向同性,所以不管这些面如何取向,在同一点上,作用于单位面积上的力是相同的。由于理想流体的每一点上,F/A在各个方向是定值,所以应力F/A的方向性也就不存在了,有时称这种应力为压力,在中学物理中叫做压强。压强是一个标量。压强(压力)的这一定义的应用,一般总是被限制在有关流体的问题中。
压强不是矢量
既然压强是胁强的一种,这已经说明压强不是矢量了.对此,还可以进一步说明如下:取包含物体内任一点O的面元ds,任意力F或dF作用在该面元上,与面元的法线方向夹角,如图(2).力F对面元ds产生的压强是F在ds的法冋分量与ds的比值Fy/ds,F在与ds平行方向的分量Fx对面元ds说来是切强(切胁强).再取包含O点在内的与ds正交的面元ds',不难看出,这时FY/ds’是切强,Fx/ds’是压强。这说明:同一力作用在同一点上,由于所取面元的方位不同,产生的效果也不一样,就是说压强与所取面元的方向有关.于是,在研究压强时不仅要考虑力的方向,还应该确定面的方向;通常取面元的正法线方向为面的方向,这样,面也是矢量. 由公式F=pS可知:F是矢量,S(ds)也是矢量,且F的方向与S的方向总是一致的,p必然不能是矢量.因为如果P也是矢量,则P与S的乘压强不是矢量,其实也不是标量.因为决定胁强的力和面积都是矢量,每个矢量都有三个分量.在弹性力学中,胁强是由力和面积决定的量有九个分量的量,称为张量。而压强则是张量中最简单的一个量,关于张量的概念和运算,已超出中学物理的范围,我们在此从略.
帕斯卡的科学贡献
帕斯卡是法国数学家、物理学家。他没有受过正规的学校教育,但由于有良好的家庭教育,加上他自己聪明好学,因此语文学得很好,数学也学得很出色。16岁时参加了巴黎数学家和物理学家小组的学术活动,并发表了一篇有关圆锥曲线的出色论文,这篇论文使年轻的帕斯卡名声大震,正式踏进了法国学术界的大门,取得了一个又一个的成果。 帕斯卡在物理学方面的主要成就是对流体静力学和大气压强的研究。年发现了液体传递压强的规律,但到1663年(他死后的一年)才正式发表。他还指出盛有液体的容器的器壁上所受的压强也仅跟深度有关。他还做了大气压强随高度变化及虹吸现象等实验。 帕斯卡对文学也极有造诣,对法国文学颇有影响。1962年,世界和平理事会曾推荐帕斯卡为被纪念的世界文化名人之一。 由于过度劳累,帕斯卡39岁就病逝于巴黎。为了纪念帕斯卡,用他的名字来命名压强的单位——帕斯卡,简称“帕”。
C. 初二物理压强怎么学
初二物理压强怎么学
《质量与密度》知识点复习1.质量:(1)物体中含有物质的多少叫做质量物体的质量不随它的形状、状态和究竟位置的改变而改变。(2)在国际单位制中质量的主单位是:千克(kg);常用单位有:吨(t)、克(g)、毫克(mg)。1t=103kg、1kg=103g、1g=103mg。同时,还要注意了解生活中常见的一些物体的质量大小。如:一个成年人的体重约60kg、一个普通中学生体重约50kg;一粒鸡蛋质量约50g、一个苹果质量约150g。(3) 测量质量的基本工具:天平。还有杆秤、案秤、台秤、磅秤、电子秤等日常使用的工具;天平有很多种如:物理天平、分析天平、电光分析天平、超微量天平等;在实验室里常用的是:托盘天平。2.托盘天平:(1)构造:(2)使用:可分为两个步骤,即天平平衡的调节和称量时的调节。①天平平衡的调节可用下面几句口诀来记忆:水平放稳,游码归零,(指针、平衡螺母)右偏左调,左偏右调,左右一样,天平平衡。②称量时的调节可用下面口诀:左物右码,添大减小,微量移码,指针对中,天平平衡,记录读数,不忘游码。(在称量过程中不得移动天平和调节平衡螺丝母)③读数规则:m左=m右+m游。④使用时注意被测物体质量不能超过天平的最大称量也不能小于它的感量;增减砝码时用镊子轻拿轻放,以免损坏刀口;保持天平、砝码的干燥、清洁,以防锈蚀。3.密度:(1)某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。用符号ρ表示。①密度反映了物质的一种特性,是物质的质量和体积的比值,这个比值对同种物质而言是恒定的,但不同物质的密度一般是不同的。一般来说知道物质的种类即应视为知道它的密度。同一种物质的密度随温度、状态的改变而有所改变。②密度的计算公式:ρ=m/V。但ρ的大小与质量m和体积V无关,它是由物质的种类来决定的,因为当某种物质的质量变化时,跟随变化的是物体的体积,而质量与体积的比值不变。③密度的国际单位是:千克/米3,即:kg/m3;常用的有:克/厘米3,即:g/cm3。1 g/cm3=103 kg/m3(2)密度的测量:①测量原理:根据ρ=m/V,只要用天平测出物质的质量,用量筒或量杯测出物质的体积,就可以算出(间接测出)物质的密度。②量筒或量杯的使用:A、注意观察:单位、量程和分度值;B、注意单位的换算:1mL=1cm3,1L=103mL=103cm3。③记录读数时要让视线与液面的凹形底部或凸形顶部相平。④要注意漂浮于水面、溶于水、吸水的物质体积的测量。如:蜡、木块、熟石灰、砖等,可用针压法、悬锤法或排砂法测量会减小误差。(3)、密度问题的计算: ① “知二求一”由密度的定义式ρ=可知此式揭示了三个物理量(ρ、m、V)之间的关系,显然知道了其中二个物理量即可求出第三个物理量。即:ρ=m/V、m=ρV、V=m/ρ。 ②会用“比”来求有关问题 a.若V1=V2 ,则:。 即在体积相等时物质的质量与其密度成正比。 注意:此结论不能说成体积相等时,密度与质量成正比。因为密度是物质特性之一,它由物质种类决定,与其质量大小无关。例如一杯水与一桶水,质量不等但它们的密度相等。 b.若m1=m2 ,则: 即:质量相等时体积与密度成反比。 c.若ρ1=ρ2 ,则: 即:同种物质,质量与体积成正比。《压力和压强》知识点复习提纲一、固体的压力和压强1、压力:⑴ 定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。⑵ 压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。 G G F+G G – F F-G F 2、研究影响压力作用效果因素的实验: ⑴课本甲、乙说明:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。概括这两次实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。本实验研究问题时,采用了控制变量法。和 对比法3、压强:⑴ 定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。⑵物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量⑶公式p=F/ S 其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(N)S:米2(m2)。A使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。B特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh⑷压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约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 ⑸ 应用:当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:缝一针做得很细、菜刀刀口很薄 4、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题: 处理时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式 p= F/S )。二、液体的压强1、液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。2、测量:压强计 用途:测量液体内部的压强。3、液体压强的规律:⑴液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;⑵在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;⑶液体的压强随深度的增加而增大;⑷不同液体的压强与液体的密度有关。4、压强公式: ⑴推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。⑵推导过程:(结合课本)液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh液片受到的压力:F=G=mg=ρShg .液片受到的压强:p= F/S=ρgh⑶液体压强公式p=ρgh说明:A、公式适用的条件为:液体B、公式中物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:mC、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。着名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。D、液体压强与深度关系图象:6、计算液体对容器底的压力和压强问题:一般方法:一首先确定压强p=ρgh;二其次确定压力F=pS特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F用p=F/S 压力:①作图法②对直柱形容器F=G7、连通器:⑴定义:上端开口,下部相连通的容器⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。三、大气压1、概念: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,一般有p0表示。说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。2、产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。3、大气压的存在——实验证明:历史上着名的实验——马德堡半球实验。小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。4、大气压的实验测定:托里拆利实验。(1)实验过程: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放开堵管口的手指后,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约为760mm。(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)(4)说明:A实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。B本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 mC将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。D标准大气压: 支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa 2标准大气压=2.02×105Pa,可支持水柱高约20.6m5、大气压的特点:(1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。(2)大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa6、测量工具:定义:测定大气压的仪器叫气压计。分类:水银气压计和无液气压计说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。7、应用:活塞式抽水机和离心水泵。8、沸点与压强:内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。应用:高压锅、除糖汁中水分。9、体积与压强:内容:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例?答:①用塑料吸管从瓶中吸饮料②给钢笔打水③使用带吸盘的挂衣勾④人做吸气运动10、流体压强与流速的关系:流体(气体或液体)在流动时,流速大的位置压强较小,流速小的位置压强较大。应用:飞机、水翼船升力的产生,望采纳,谢谢。
D. 关于压强的知识点
一、压强
1.压力:
⑴ 定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
⑵ 压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在桌面上时,如果物体不受其他力,则压力F = 物体的重力G
⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
2.研究影响压力作用效果因素的实验
⑴课本甲、乙说明:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。
概括这两次实验结论是:压力的作用效果与压力和受力面积有关。
本实验研究问题时,采用了控制变量法和对比法。
3.压强:
⑴定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。
⑵物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
⑶公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是:p:帕斯卡(Pa);F:牛顿(N)S:米2(m2)。
A使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。
B特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强p=ρgh
⑷压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约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
⑸ 应用:当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。
也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:缝一针做得很细、菜刀刀口很薄
4.一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题
处理时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式 p= F/S )。
二、液体的压强
1.液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
2.测量:压强计
用途:测量液体内部的压强。
3.液体压强的规律:
⑴ 液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
⑵ 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
⑶ 液体的压强随深度的增加而增大;
⑷ 不同液体的压强与液体的密度有关。
4.压强公式:
⑴ 推导压强公式使用了建立理想模型法,前面引入光线的概念时,就知道了建立理想模型法,这个方法今后还会用到,请认真体会。
⑵推导过程:(结合课本)
液柱体积V=Sh ;质量m=ρV=ρSh
液片受到的压力:F=G=mg=ρShg
液片受到的压强:p= F/S=ρgh
⑶液体压强公式p=ρgh说明:
A、公式适用的条件为:液体
B、公式中物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m
C、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。着名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。
D、液体压强与深度关系图象:
6.计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:
一首先确定压强p=ρgh;
二其次确定压力F=pS
特殊情况:
压强:对直柱形容器可先求F用p=F/S
压力:①作图法②对直柱形容器F=G
7.连通器
⑴定义:上端开口,下部相连通的容器
⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
三、大气压强
1.概念: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,一般有p0表示。
说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
2.产生原因:因为空气受重力并且具有流动性。
3.大气压的存在——实验证明:
历史上着名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4.大气压的实验测定:托里拆利实验。
(1)实验过程: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放开堵管口的手指后,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约为760mm。
(2)原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
(3)结论:
大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
(其值随着外界大气压的变化而变化)
(4)说明:
A实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
B本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
C将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
D若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。
(从左到右依次为)H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg
E标准大气压: 支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
2标准大气压=2.02×105Pa,可支持水柱高约20.6m
5.大气压的特点
(1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(2)大气压变化规律研究:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100Pa。
6.测量工具
定义:测定大气压的仪器叫气压计。
分类:水银气压计和无液气压计
说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7.应用
活塞式抽水机和离心水泵。
8.沸点与压强
内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
应用:高压锅、除糖汁中水分。
9.体积与压强
内容:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
☆列举出你日常生活中应用大气压知识的几个事例?
答:①用塑料吸管从瓶中吸饮料②给钢笔打水③使用带吸盘的挂衣勾④人做吸气运动
E. 如何学好关于初二科学大气压强,我上课可以听懂但做题没思路
大气压强
核心知识
知识结构
大气压强
内容提要
1.大气压强和液体压强有其共同点:(1)都是由于重力产生;(2)深度越深,压强越大;(3)在同一位置,向各个方向的压强都相等;(4)压强大小还跟气体和液体密度有关.
2.大气压强和液体压强的不同点:(1)深度选择的基点不同,液体的深度以自由液面为准,大气压则以地平表面的压强为准,因人们生活在大气的底部,不可能以气体的上表面为基准;(2)液体具有不可压缩性质,所以液体密度可视为上下均匀,气体具有可压缩性质,气体密度在高空与地表是不同的,所以气体压强不能用p=ρgh来计算某处压强.
3.生活、生产中,通过改变气体的压强来达到为人类的生活、生产服务的目的.用增大气体压强从而提高液体的沸点方法使高原上气压较小的地方将饭菜煮熟;用减小压强从而降低液体沸点的方法去掉糖汁中的水分;用减小封闭液体表面的气体压强的方法,通过大气压将液体提升一定高度,如活塞式抽水机、离心泵等,即增大或减小一定质量的气体的体积来改变气体压强,达到抽气、排气等目的.
大气的压强
【重点难点解析】
1.大气压强产生的原因
地球周围包围着厚厚的空气层(大气层),这些空气同样因受到地球的吸引而受到重力作用,同时空气又具有流动性,因此对浸在空气中的物本表面就产生了压强,而且与液体一样,在大气层内部向各个方向都有压强.
2.托里拆利实验原理
将装满水银的玻璃管倒插在水银槽内,管内水银面下降到一定高度就不再下降.由于玻璃管开口端被水银包围,空气不能进入管中,所以下降后管内水银面上方的空间部分一定是真空.如右图所示,管内外水银面高度差为h,水银槽液面到管口的高度差为h1,设大气压为p0,取管口液片AB为研究对象,则液片AB受到管内水银柱向下的压强p下=ρ水银gh+ρ水银gh1;同时液片AB也受到管外水银对它向上的压强,它等于槽内深h1水银产生的压强和外界大气压p0之和,即p上=p0+ρ水银gh1.
由于管内外水银处于静止,所以静止的液片AB受到的向下和向上的压强相等,则有P0=ρ水银gh,所以大气压强为h米高的水银柱产生的压强.
【命题趋势分析】
(1)气压的测定、标准大气压的数值
(2)生活中与大气压有关的现象
【基础知识精讲】
(1)由于空气受到重力作用,而且能流动,因而空气内部向各个方向都有压强.
(2)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.
(3)马德堡半球实验不但说明了大气压强的存在,而且大气压很大.
(4)证明大气压的实验
1:模拟马德堡半球实验——皮碗实验
马德堡半球实验就是奥托•格里克为了让人们确信大气压强的存在而设计的.现在用皮碗很容易模拟这个实验.
2:覆杯实验
3:杯子吞鸡蛋的实验
(5)托里拆利实验能测出大气压强的值:托里拆利实验是测定大气压强的重要实验.玻璃管内的水银柱产生的压强只跟水银柱的高度有关,与水银柱的粗细、玻璃管是竖直还是倾斜,管内水银面与管顶的距离均无关.这个结论可以由液体压强公式得出.由此可知,在用托里拆利管测定大气压强时,只要管内水银柱上方为真空,大气压强就等于管内水银柱相对于管外水银面的高度差所决定的压强.
大气压的变化
【重难点解析】
1.大气压随距地面的高度增大而减小,因为大气压是由于大气层受到重力作用而产生的.离地面越近大气层越厚受上部气体重力作用空气密度越大,则大气压值越大;离地面越高大气层越薄空气越稀薄,则大气压值越小.
2.同一地点的大气压也不是固定不变的(当然变化范围不算大),它随季节、气候、天气情况变化.
3.测定大气压的仪器叫气压计,有水银气压计和无液气压计.水银气压计与托里拆利实验类似;无液气压计就是金属盒气压计,这种气压计还可以据气压值知道其所在的高度,可制成高度计.
4.液体的沸点随气压减小而降低,随气压增大而升高.高山上不易煮熟食物的原因就在于水的沸点低.因为一般食物需100℃才能煮熟,而高山上气压低,可能70℃或80℃水就沸腾,自然沸水煮不熟食物了.用高压锅煮食物,易烂且快就是利用了高压锅内气压高温度高的特点.
【基础知识精讲】
1.大气压强与高度有关
大气压随高度的增加而减小,离海平面越高,大气压越小,大气压强随高度的增加而减小是不均匀的,液体的压强随深度的增加而增加,这是由于液体有不可压缩的性质,气体则不同,它具有可压缩性质,越靠近地面压缩得越历害,离地面越高气体密度越小.不过在海拨2km以内,空气密度可近似认为是均匀的,可近似认为每升高12m,大气压降低1mmHg,约133Pa.大气压是由于大气层受到重力作用而产生的,离地面越高的地方,上面的大气层越薄,那里的大气压强越小.下图表示出了大气压随高度变化的情况.
大气压随高度的增加而降低。如果预先测出不同高度处的大气压强值,列成表,那么到-个高度未知的地点,只要测出大气压强值,就可以知道当地的高度.
2.液体的沸点与大气压强有关
实验表明,一切液体的沸点,都是气压增大时升高,气压减小时降低,高压锅就是应用气压高沸点升高的原理制造的.气压变化对人类的生活、健康有重要影响.在低压环境中,会出现高山病症;在高压环境中,会出现潜水病症.气压还与生产有一定联系.
3.标准大气压的值
因为气压不但与高度有关,还与时间、天气等有关,因此要确定一个标准.定作标准大气压的是76cm水银柱产生的压强,数值上等于1.01×105Pa,测量气压的工具有水银气压计和无液气压计.
典型例题
例1.大气压强为1个标准大气压时,湖水内某处的压强为2.02×105Pa,求该处水的深度.
解:在大气压不能忽略的情况下,应该虑大气压的作用,因而题中湖下某处的压强应该是水面上的大气压与湖水产生的压强的共同结果.故:
p=p大气+p水
即 p=p大气+ρ水gh
∴h= =10.3m
答:该处水的深度约为10.3m
如下图所示,压力锅直径为24cm,限压出气口直径为3.5mm,限压阀质量为100g,使用时压力锅内外最大压强差是多少?合多少标准大气压?锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力?
分析与解答:由于压力锅内气体被封闭,锅内外气体之间存在着压强差,因而锅盖上承受着很大的压力.压力锅上的限压阀是当锅内压强达到限定值时保证安全而设置的一个装置,当锅内压强超过一定数值时,限压阀被抬起,放出部分气体,降低锅内气体压强.求解这道题的关键就是要考虑到最大压强差指的锅内气体通过限压出气口对限压阀的压力p1S与限压阀所受重力mg及大气压对限压阀的压力p0S平衡时,锅内气压p1与外界大气压p0的差,而锅盖能承受的最大压力就是指这个压强差对锅盖产生的压力.
设锅内气压为p1,大气压为p0,当限压阀刚被抬起向外喷气时,有
p1S=p0S+mg.
锅内外最大压强差为
△p=p1-p0
=
=1.04×105Pa≈1标准大气压
锅盖与锅的接口处承受的力为
F=△p•S盖=△p× πD2盖
=4.6×103牛
答:1.04×105Pa,约1标准大气压;4.6×103N
学情分析方法和工具有观察法,资料法,问卷法,实验法。认真对学生个体的言谈、举止行动和表情等进行有目的、有计划的观察,以了解其心理活动的方法。设计必须体现效度原则,即卷中问题应能反映问卷的目的要求,具有鲜明的针对性,要突出主题,简明扼要,易于回答。
学情分析的方法
观察法:这是老师在自然状态下,有目的有计划地主动考查学生或教育对象的一种方法,是分析学情的重要方法。只要我们做有心人,许多珍贵的资料是可以通过观察获得的。
资料法:这也是了解学情普遍使用的方法。它的特点是通过已有的文字记载材料间接了解、研究学生已发生的事件或固定的基本情况。
材料包括档案,笔记本,练习本,作业,试题,班级日记,成绩单等。通过查阅有关资料,可以比较系统地了解学生的学习、生活、思想、个性等方面的情况,并以此作为教育教学的重要依据。
问卷法:问卷是由研究者设计由回答者填写的问题表格,它是直接了解学情的一种方式。有开放式的即不予限制的,有封闭式的如选择题,也有图表式的等等。
实验法:实验是有控制的观察。它是有计划地控制规定条件,特别是限定或改变某一条件,以观察学生的实际情况,它可以了解到在自然状态下不能了解的情况,能重复验证,便于发挥教师的主导作用。
G. 新人教版压强的说课ppt
《压强》说课稿
各位领导老师大家好:
我说课的题目是《压强》,《压强》是人教版教材九年级十四章第一节的内容,下面我从几个方面来分析这节课。
一、教材分析
压强是自然科学的重要概念,在科学技术和生产和生活中经常用到,本节内容着重学习固体压强,压强的应用十分广泛,并且学生在解释一些自然现象中也经常用到,同时本节内容也是学习液体压强、大气压、浮力的基础
二、学情分析
九年级学生已经有了一定的认知基础、技能基础,学生的好奇心强,又积极好动,具有强烈的问题意识,这对学习有很大帮助,加上压强与生活联系紧密,用实验的方式导课,学生的注意力高度集中。九年级学生经历了一年多的物理学习,对于探究实验以及对如何用控制变量法探究物理规律有了一定的认识
三、教学目标
根据教材特点,结合学生的实际情况,依据新课标的具体要求,从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三方面来制定教学目标
知识与技能:
理解压强的大小与哪些因素有关、理解压强所表示的物理意义,知道压强是表示压力作用效果的物理量,知道国际单位制中压强公式各个物理量的名称,单位及符号,并能用压强公式进行一些简单的计算
过程与方法:
探究压力的作用效果跟哪些因素有关、通过实验观察现象,采集实验数据,获得对压强比较深入的了解,熟练使用控制变量法,并运用对比得出正确的结论
情感态度价值观:
经历观察实验以及探究等活动,培养学生对参与物理学习活动的兴趣,培养学生尊重客观事实的科学态度
通过亲身的体验和感悟,使学生获得对压强的感性认识,为深入理解和应用这些知识打基础
培养学生的废物利用和环保意识
四、教学重难点突破
设计实验探究影响压力作用效果与哪些因素有关,突破重点
难点是对压强概念的理解应用,采用讲授的方法
五、教学过程
1、导入新课时,我用了一块颜色鲜艳的橡皮泥,双手用力压,使其发生形变,让学生注意观察,体会压力的作用效果,同时用夸张的语言:“见证奇迹的时刻到了”来引起学生的有意注意,快速的进入情境,本节课就来学习压力的作用效果
2、新课第一个内容探究压力的作用效果与哪些因素有关,让学生用事先准备好的材料研究影响压力作用效果的因素的实验,学生自己动手积极主动,实质上有很多知识咋准备的过程中学生就已经掌握了。
在没有实施探究前引导学生一起做压铅笔的实验,铅笔一端尖,一段平面,夹在两个手指之间,会感受到什么?找学生回答,学生回答尖的一端手疼,为什么呢?尖的一端受力面积小,压力的作用效果明显;然后用力压铅笔还会感觉到什么,学生回答用力压的时候手更疼了,为什么?因为压力越大压力的作用效果越明显。
从上面的小实验中引导学生探究压力的作用效果与哪些因素有关时少走弯路。
在探究活动中提醒学生用什么样的物理方法研究问题?怎样控制变量?如何反应压力的作用效果,引导学生通过对比得出正确的结论。
每个小组派出一名代表发言你们小组是应用哪些材料做的实验?如何控制变量?如何反应压力的作用效果?我找了四名同学回答问题
第一名是武洪斌同学:“老师我用了一个沙盒,一个压力小桌,还有一个钢笔水瓶做的实验,首先让压力小桌压在沙盒上,看桌子腿在沙盒中下陷的深度,然后在小桌上放一个钢笔水瓶,会看到小桌下陷的深度增加了,然后我把小桌倒过来,放在沙盒中,再在小桌上放一个钢笔水瓶,会发现小桌没怎么样?第一步和第二步可以对比得出:受力面积相同时,压力越大压力的作用效果越明显;第二步和第三步对比可以得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。”
第二名是张朋生同学:和上名同学差不多,但是比上名同学叙述的更完善
第三名是刘羽琦同学:“老师我用的材料是泡沫、一个装满橙汁的密封杯子有两个面,一个大,一个小,实验是这样的,我用杯子的大面与泡沫接触压在泡沫上,会觉得泡沫的形变量鄙视很大,然后我用小面与泡沫接触压在泡沫上,会发现泡沫被压的痕迹深一些,两次对比可以得出压力相同时,受力面积越小压力的作用效果越明显。”
第四名是曲冰冰同学:“老师我用的是一个压力小桌,一个沙盒和一个水杯,让水杯充当增大压力的物体,压力的改变通过加水来实现的”
第四名同学的思维和前几个有所不同,及时的给予鼓励
结束实验时,在黑板上板书结论,重点突出。
3讲授第二个内容时,在前一个问题的基础上直接引出,在物理学中用压强这个物理量来表示压力的作用效果,压强的概念、公式、单位、利用公式解决问题,此处我设了两道题,作为例题和练习题,找同学到黑板做,难度不同找不同层次的学生对计算时出现的问题及时给予纠正。
六本节课的优点与不足
调动学生积极参与 ,敢于发言
在学生回答问题有偏差时,不说你错了,给予必要的提示,引导她回到正确的思维轨道上来
不足是无法让更多的学生把探究的过程展示给大家,课下有学生表示遗憾老师我都准备好了你也不叫我
另外课件使用的不是很熟练
H. 学情分析方法和工具有哪些
学情分析工具有翌学、考考、问卷星等。学情分析方法如下:
1、自然观察法,认真对学生个体的言谈、举止行动和表情等进行有目的、有计划的观察,以了解其心理活动的方法。
2、书面材料法,书面材料主要有两类。一类是现有资料,一类是诊断性资料。现有资料包括:学生填写的各种档案资料,如学生的学习成果、作品等,成绩单、操行评语等。
3、谈话法,谈话法是通过教师和学生相互交谈的活动来进行了解学生情况的方法。这种方法具有直接交流的特点,方便掌握第一手资料。
4、调查研究法,调查法是深入了解学生的重要方法。调查时要记下某些重要的内容,调查后要对了解到的内容做适当地整理,为学生做分析提供宝贵材料。
5、测验法,测验法适合于收集学生的知识水平、能力情况等学习信息。教师根据学生的答题情况,收集相关信息,为评价学生的学习水平提供依据。
I. 哪位高手知道气体压强怎么算啊
说实话我不太懂 帮你找了个供你参考热学中气体压强的计算方法压强是描述气体的状态参量之一。确定气体的压强,往往是解决问题的关键。气体压强的求解,是气体性质这一章的难点,特别是结合力学知识求解气体压强是历年来高考的热点内容。下面不妨介绍三种依据力学规律计算气体压强的方法。
一、参考液片法
1。计算的依据是流体静力学知识
①液面下h深处由液重产生的压强p=ρgh。这里要注意h为液柱的竖直高度,不一定等于液柱长度。
②若液面与大气相接触,则液面下h深处的压强为p=p0+ρgh,其中p0为外界大气压。
③帕斯卡定律(液体传递外加压强的规律):加在密闭静止液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。此定律也适用于气体。
④连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一水平面上的压强是相等的。
2。计算的方法和步骤
选取一个假想的液体薄片(自重不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两侧的压强平衡方程,解方程,求得气体压强。
例1:如图1所示,左端封闭右端开口的U型管中灌有水银,外界大气压为p0,试求封闭气体A、B的压强。
解:选B部分气体下面的水银面液片a为研究对象。据帕斯卡定律及连通器原理,右端水银柱由于自重产生的压强为ρgh2,压力为ρgh2S,(S为液片面积)经水银传递,到液片a处压力方向向上。同理,外界大气产生压力,经水银传递,到液片a处压力方向也向上,大小为p0S,B部分气体在a处产生的压力方向向下,大小为PBS,由于a液片静止,由平衡原理,有:pBS=ρgh2+p0S,即pB=ρgh2+p0。又取液柱h1下端水银面液片b为研究对象,则有平衡方程为pAS+gh1S=pBS,则pA=pB-ρgh1=p0+ρg(h2-h1)。
二、平衡法
如果要求用固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据力的平衡条件求解。
例2:一圆形气缸静置在地面上,如图2所示。气缸筒的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,气缸内部横截面积为S,大气压强为p0,现将活塞缓慢上提,求气缸刚离地面时,气缸内气体的压强p。
解法一:先用整体法,选活塞和气缸整体为研究对象。受到向上的拉力F和总重力(M+m)g。由平衡条件:F=(M+m)g ⑴
再选活塞为研究对象,受力如图3所示:向下重力mg,向下大气压力p0S,向上拉力F,向上气缸内气体压力pS,由平衡条件:F+pS=p0S+mg ⑵ 由⑴⑵可得p=p0-Mg/S
解法二:选气缸为研究对象,受力如图4所示:向下重力Mg,向下的气缸内气体压力pS,向上大气压力p0S。由平衡条件:Mg+pS=p0S
则可得p=p0-Mg/S
总结:求固体封闭的气体的压强,要注意灵活选择研究对象。
三、动力学法
当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时,欲求封闭气体的压强,首先要恰当地选择研究对象(如与气体相关联的液柱、固体等),并对其进行正确的受力分析(特别要注意分析内外气体的压力),然后应用牛顿第二定律列方程求解。
例3:如图5所示,质量为m1内壁光滑足够长的细玻璃管,横截面积为S,内装有质量为m2的水银,管外壁与斜面的摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,当玻璃管与水银共同沿斜面匀加速下滑时,被封闭的气体压强p为多少?(外界大气压为p0)
解:选取玻璃管和水银柱整体为研究对象。则其受力如图6所示,正交分解,则
x轴:(m1+m2)gsinθ-f=(m1+m2)a ⑴
y轴: N=(m1+m2)gcosθ ⑵
另外 f=μN ⑶
由⑴⑵⑶得 a=g(sinθ-μcosθ) (4)
又选取水银柱为研究对象,受力如图7所示。正交分解,则
x轴:p0S+m2gsinθ-pS=m2a ⑸
J. 在压强公式的推导中,用到了哪些力学 方法用到了哪些统计学方法
用到了控制变量法、类比法、比较法和回归分析法。
压强的计算公式:P=F/S,液体压强p=ρgh
增大压强的方法有:在受力面积不变的情况下增加压力或在压力不变的情况下减小受力面积。减小压强的方法有:在受力面积不变的情况下减小压力或在压力不变的情况下增大受力面积。