压力 物理讲义.docx

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压力物理讲义

单元主题：

压力【第6－3节】

接触面的压力

1.力效应观察：

（1）以两指轻压原子笔之两端，笔维持静止状态：

笔静止：

笔所受合力＝。

左侧手施力右侧手施力。

左侧手指凹陷程度右侧手指凹陷程度

受力相同下，接触面积愈，凹陷程度愈大

（2）将数个保特瓶装水，置于海棉垫上：

半满与全满：

保特瓶与海棉垫接触面积相同时

的水瓶对海绵垫的凹陷程度较大。

接触面积相同下，下压重量愈，凹陷程度较大

正立与倒立：

保特瓶的总重量相同时

的水瓶对海绵垫的凹陷程度较大。

下压重量相同下，接触面积愈，凹陷程度较大

2.压力：

（1）意义：

物体受力后的凹陷程度，发生于。

（2）定义：

物体在单位面积上所受垂直方向的作用力

压力＝与的比值，符号：

。

（3）压力单位：

。

。

单位系统换算：

1gw/cm2＝Kgw/m2。

1Kgw/m2＝gw/cm2。

3.压力观察示意图：

4.压力运算思考：

范例解说

1.如下图所示，有一4500gw的木块，三边长度分别为30公分、40公分、50公分，则：

将甲面放于桌面，其施于桌面的压力？

gw/cm2。

将乙面放于桌面，其施于桌面的压力？

gw/cm2。

将丙面放于桌面，其施于桌面的压力？

gw/cm2。

面积愈的面，其压力最大，因此时P、A成关系。

2.如图，A正方体木块的边长为10cm，重量为500gw；B正方体铜块的边长为5cm，

重量为1000gw，则：

A与B接触面的压力为多少？

　　gw/cm2。

B与地面接触处的压力为多少？

gw/cm2。

液体压力

1.液体压力：

（1）压力来源：

。

静止液体重量所形成的压力，称为静液压力（液压）

（2）液体压力公式导证：

（3）压力单位：

。

。

单位系统换算：

1gw/cm2＝Kgw/m2。

1Kgw/m2＝gw/cm2。

（4）液体压力公式：

h：

垂直深度（由液面垂直向下算）

2.液体压力无方向性：

（1）静止液中任一点，所受到的压力，非向量。

对液内任着此一点，在任一个方向上，皆有一对大小相同、方向相反的力压迫点。

任一点压力大小关系：

。

（2）液体的压力方向恒与液中物体及容器器壁。

3.液体压力观察：

（1）水压观测器：

观测器置入液中时，两侧凹陷程度愈大时，压力愈大

在同液体，深度相同时，其压力相同

在不同液体，深度愈深、液体密度愈大时，其压力愈大

（2）液体的侧压力：

压力方向与器壁垂直

（3）液体的上压力：

实验器材与程序：

手松开圆板不落下：

是因为圆板受有。

在筒内加入墨水，直到圆板落下是因为：

。

原理解析：

4.液体压力的性质：

（1）同一液体，液体愈深处，液体压力水坝或堤防的底部比上部较。

（2）同一液体，只要垂直深度相等，则压力，与容器形状、大小、底面积均无关。

液体压力仅与、有关

（3）液体压力无固定方向，上、下、侧压力…都有液体压力与容器器壁。

范例解说

1.（）容器装水如下图，此容器器壁所受的静水压力以何点最大？

　（A）a　（B）b　（C）c　（D）d。

2.（）将一颗水球，用针刺破四个小洞，如右图，其水柱喷出的的情形，何者错误？

　（A）甲　（B）乙　（C）丙　（D）丁。

3.求以下各小题的液体压力：

（1）如图的容器装水，其内四位置：

A点压力＝gw/cm2。

B点压力＝gw/cm2。

C点压力＝gw/cm2。

D点压力＝gw/cm2。

（2）将密度0.8g/cm3的油，倒入水中，容器底面积10cm2，如图：

容器底部所受液体压力=gw/cm2。

容器底部所受总力gw。

4.底面积相同、重量相同的三种容器，装等高的水后置于水平桌面上：

容器底部压力比？

。

容器底部总力比？

。

桌面所受压力大小？

。

桌面所受总力大小？

。

5.取一轻质硬塑料板（若重量不计），用手紧密的按在一只开口的玻璃圆筒下端，一同压入水

内，如下图所示，使塑料板距水面20cm，然后松手，发现塑料板未落下，则：

此时硬塑料板受有上压力？

gw/cm2。

今由上部倒入密度为0.8g/cm3的酒精，当酒精高度多少时硬塑料板落下？

cm。

液压原理应用

1.水平面：

（1）静止液体的表面必为。

（水平面与铅垂线）

（2）同液体、同水平面，各点压力必相等。

2.连通管原理：

（1）：

几个容器底部相通的装置。

（2）：

连通管内液体静止时，每个容器液面必定在同一水平面上，而与

容器的形状、大小及粗细无关。

。

（3）应用：

热水瓶的水位显示设计自来水及喷水池供水系统

砌砖师傅砌好墙，如果在另一边再砌相同高度砖墙，用水管及水来判断高度

液体压力的平衡

1.液体压力的平衡：

（1）压力平衡：

液体由压力流向压力，ㄧ直到压力才静止。

（2）说明例：

帕斯卡原理

1.帕斯卡原理：

（1）提出者：

法国人。

（2）内容：

对容器内的流体（气体及液体）所施加的压力，此压力会以大

小的压力传递到流体各部分。

此增加的压力，均匀传递，容器各点增加的压力等于此压力

（3）应用：

液压起重机油压煞车汽车用千斤顶

（4）讨论：

在左活塞施力F1时，其造成之会均匀传递出去

若左活塞施力时，向下移h1公分；右活塞则上升h2公分

2.帕斯卡原理示意图：

活塞表面积大，向上提升力。

范例解说

1.（）如左图所示，甲、乙两容器内盛相同液体，以附有开关的丙管相通，则下列叙述何

者正确？

（A）开关打开时，液体不流动（B）开关打开时，甲容器液体流向乙容

器（C）开关打开后，待液体静止平衡时，甲、乙容器底面所受液体压力相等（D）

开关打开后，待液体静止平衡时，甲容器液面较乙容器液面高。

2.一条内部充满水的塑料软管连通甲、乙两容器的底部，如下图

（一）、图

（二）。

则有关软

管内液体流动情形，应如何？

（）图

（一）中，软管内液体流动情形如何？

（A）甲流向乙　（B）乙流向甲　（C）液体不流动　（D）无法判断。

（）图

（二）中，软管内液体流动情形如何？

（A）甲流向乙　（B）乙流向甲　（C）液体不流动　（D）无法判断。

解析：

虹吸现象：

水由液面向液面流动，直至液面停止。

3.（）甲、乙、水三种不互溶的液体依序加入U型管中，甲液、乙液高度均为4cm，右

管水的高度1.4cm，左管水的高度3cm，乙液的密度0.8g∕cm3，如左图，则甲

液的密度为多少g∕cm3？

（A）0.4　（B）1　（C）1.1　（D）1.2。

4.（）右图是某小区供水系统示意图，若水塔水位高有42公尺，而大楼每层楼高4公尺。

在未加压供水情况下，目前水位最高可达几楼？

（A）9F（B）10F（C）11F（D）12F。

5.利用相连通的两密闭容器，施力FA下推活塞A，使另一边的

活塞B上升，若活塞A的面积为5cm2，活塞B的面积为

2000cm2。

则：

若FA施力1Kgw，FB＝Kgw。

面积愈大的活塞，所获得的外力愈。

比较FA、FB及压力PA、PB的大小？

（A）FA＜FB、PA＝PB（B）FA＞FB、PA＞PB

（C）FA＜FB、PA＞PB（D）FA＞FB、PA＝PB

大气压力

1.大气压力：

（1）压力来源：

。

大气的重量所形成的压力，称为大气压力

（2）大气压力公式推想：

（3）大气压力存在示意图：

2.大气压力的测量：

（1）测量者：

17世纪、意大利人。

（2）测量方法：

在平地取长约1公尺，一端封闭的中空玻璃管

将水银灌满玻璃管（塞注管口），倒插入另一水银槽中放开

水银柱开始下降到距水银面垂直高度h＝76公分，即不下降。

（3）测量原理：

以推算大气压力

丙为真空，称为。

同液体、同水平面压力。

（4）托里切利实验性质：

水银柱的垂直高度不变，仅受大气压力影响

与玻璃管的粗细、长短、倾斜角度。

大气压力愈时，垂直高度减少

液柱上方必为真空

大气压力表示法

表示法

说明

公分-汞柱高

毫米-汞柱高

以托里切利实验垂直高度h比拟而来。

公克重/平方公分

公斤重/平方公尺

将托里切利实验汞柱高换算成压力单位而得

一大气压

定义：

1atm＝76cm-Hg

百帕

帕

定义：

1atm≒1013hPa

压力表示法换算：

大气压力的性质

1.大气压力的性质：

（1）高度愈高，大气压力愈大气压力：

。

每上升100公尺，气压约公分水银柱高

（2）高度相同，大气压力亦受天气影响（）

（3）大气压力没有特定方向于接触面

（4）1atm大气压力可支撑公分汞柱或公尺水柱，相当于每cm2受力。

马德堡半球实验

1.马德堡半球实验：

1664年德国马德堡的市长格里克所做

（1）直径36cm两空心金属半球，抽真空

（2）每边八匹马（共16匹）去拉才能拉开

证明：

大气压力。

是否能在月球作此实验？

。

空心金属球愈大，欲拉开所需力就愈。

范例解说

1.如左图的U形管内，分别装入油及水，待液面静止后，则：

试比较下列各点的压力大小？

（选填：

＞、＝、＜）　

aecgbgfbad

（解析：

、压力必相等）

2.阿明在甲地量测大气压力时，所量测到的水银柱垂直高度为38cm，装置如图所示。

：

大气压力＝cm-Hg＝mm-Hg＝atm

＝gw/cm2≒hPa（列式）。

下列哪些操作，可以使原来的水银柱垂直高度减少？

（A）到更高的山上（B）到海平面比甲地低的地方

（C）在槽中适度多加些水银（D）在槽中适度抽出些水银

（E）试管上方不慎混入空气时（F）将试管倾斜一些

（G）去月球操作（H）换粗试管（I）在真空中操作。

当玻璃管内换装其他液体时，重作实验时（假设管子够长），则：

换装水时，水柱垂直高度为cm。

换装酒精时，酒精密度0.8g/cm3，酒精柱垂直高度为cm。

3.小佑使用四根管子装入水银，倒插于水银槽中。

已知其中甲、乙两管直立于槽中之液面，

丁管上半部为真空，且乙、丙、丁三管内部之液面在同一高度，如附图所示。

则：

当时的气压？

cm-Hg。

甲、乙、丙、丁四管内，哪些必为真空？

。

哪个试管中混有空气？

。

其气压为gw/cm2。

4.有三支长约为1公尺的玻璃管，一端封闭而另一端开口，现将

开口端倒插于水银槽中，管内外的水银面高度如图所示，设当时的大气压力为1atm，则：

（水银的密度＝13.6g/cm3）

A管内气体压力为atm。

B管内气体压力为gw/cm2。

C管内气体压力为atm。

密闭容器内的气体压力

1.密闭容器内的气体压力：

（1）压力来源：

。

（2）容器内的体积与气压关系：

气体具有压缩性（固体、液体则无）

关系：

体积与气压成比。

（二者相等）

容器体积渐小，内部气压渐增

（Figfrom：

）

（3）密闭容器内的气体压力示意图：

2.说明例：

（1）飞机上或高海拔地点，胀大的洋芋片包装：

（2）上升的高空气球及水中上升的气泡：

因外界压力渐，使得密闭容器：

内部体积渐，内部气压渐。

课程结束….