§2-5作用于平面的液体压力
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一、液体的静压力及其特性1.液体压力定义:液体处于静止或相对静止时,液体单位面积上所受的法向作用压力称为压力。
F 均匀作用在面积A 上时: p =F/A (2-1)常用单位换算关系:1bar=1.02kgf/cm2=100000Pa=0.1MPa静压力形成:受外力作用,液体分子之间挤压而成2.液体静压力特性由于液体不能受拉、受剪,只能受压,故有下列特性:(1)液体静压力垂直于作用面,其方向与该面的内沿线方向一致。
(2)静止液体内任一点,所受到的各方向静压力都相等。
二、液体静力学基本方程1.基本方程gh p p ρ+=0 (2-2) 分析上式:(1)静止液体中任一点的压力由二部分组成:液面压力0p 和液体自重压力g ρh (在液传中其值较小);(2)液体静压力随液深呈线性分布;(3)同一液体中,离液面等深处各点压力相等,且由它们组成等压面。
等压面为水平面。
2.物理意义(图2-5)A 点处的静压力为: gh p p ρ+=0=0p +g ρ(h 。
-h )或: p /ρ+g h =0p /ρ+g h 。
=常数 可见,基本方程的物理意义:静止液体中任意一点的位能和压力能之和为一常数,且两者之间可以互相转化,故这是能量守恒在液体静力学中的体现。
三、静压力的传递由静压力基本方程知:静止液体中的任一点的压力都包含了液面压力ρ0。
(若ρ0变化则液体中任一点的ρ发生同样大小的变化.)这就是说在密闭容器中由外力作用在液面上的压力能等值地传递到液体内部所有各点,这就是巴斯卡原理(静压传递原理)四、 压力的测量 1.液体压力的表示方法及单位(1)用液体在单位面积上所受到的作用力的大小表示。
符号为p ,单位为Pa 、kPa 、MPa 。
(2)用大气压力表示。
工程大气压(at )、标准大气压(atm )。
(3)用液柱高度表示。
米水柱(mH 2O )、毫米汞柱(mmHg )各种压力单位的换算关系见表2-12.压力的测量(1)绝对压力 即指以绝对真空为基准测得的压力,用j p 表示。
八年级液体压强知识点在学习物理的过程中,液体压强是一个重要的概念,它不仅是理解压力和力量的重要基础,更是日常生活中我们所接触到的很多事物的关键。
那么,在这篇文章中,我们来深入了解一下八年级液体压强的知识点。
一、压力的定义力与物体接触时所产生的效果就是压力。
压力的公式是P=F/A,其中P表示压强,F表示施力的大小,A表示力作用的面积。
因此,压力的大小不仅取决于施力的大小,也与作用面积的大小有关。
二、液体的传递压力原理液体是一种无法被压缩的物质,当外力作用在液体上时,液体会传递这种力,因为液体分子之间的距离非常接近,每个分子都受到外力的作用,进而传递给相邻的分子,最终传递到液体容器内的所有分子上。
三、深度与液体压强的关系关于液体压强与深度之间的关系,有一个重要的结论:液体的压强大小与所处的深度成正比。
也就是说,深度越大,液体所产生的压强也就越大。
这是因为,液体分子受到重力的作用会下沉,所以液体表面以下的分子会感受到更大的压力。
四、液体压力传递的特点液体压力传递有两个重要的特点:平衡性和定向性。
平衡性的意思是,液体所传递的压力是均匀的,不仅仅作用于液体中的一点,而是均匀作用于液体的每个点。
定向性就是指,液体压力的方向总是垂直于所施加的力的方向,与所作用的面积垂直。
五、浮力的产生液体压力还与浮力的产生有密切关系。
当一个物体悬浮在水中时,它所受到的浮力大小与水的体积和密度有关。
浮力产生的原理是,当一个物体浸泡在水中时,它会挤走一定体积的水,并使其向下运动,造成向上的浮力。
总之,深入了解液体压强的知识点对于理解物理学的基本概念和日常生活中的很多事物都非常重要。
在学习压力和力量的过程中,我们需要注意液体压力的特点和影响因素,以及浮力产生的原理。
只有这样,我们才能在实际应用中更好地把控液体的力学表现。
学习单元三、作用在平面上液体的作用力一、总压力的大小在工程中,除了要知道静止流体的压强分布规律之外,还要确定流体作用在结构物表面上的总压力的大小和作用点,下面我们主要讨论静止液体对固体边壁的作用力的大小、方向及其求解方法。
求解作用在平面上的液体总压力有两种方法,解析法和图解法。
由于静止液体中不存在切向应力,所以全部力都垂直于淹没物体的表面。
静止液体作用在平面上的总压力分为静止液体作用在斜面、水平面和垂直面上的总压力三种,斜面是最普通的一种情况,水平面和垂直面是斜面的特殊情况。
下面介绍静止液体作用在斜面上的总压力问题。
假设有一块任意形状的平面与水平成α角放置在静止液体中,如上图所示,图中右下部分是在平面方向上的投影图。
假设h 为倾斜平面上任一点到自由液面的深度,L 为相应的在OL 轴上的距离。
在深度h 内选取一微元面积dA ,认为其上的压强是均匀分布的则作用在这微元面积上静止液体的总压力为 αρsin pgLdA ghdA pdA dF === 上式中没有考虑大气压强的作用,因为平面的四周都受有大气压强的作用,互相抵消,该式为仅由液体产生的总压力。
积分上式,即可得静止液体作用在整个淹没平面上的总压力为⎰⎰⎰===AAAAL A L P P d sin d sin d αγαγAL A L cA⎰=d 为平面对ob 轴的面积矩:Lc 为形心点的L 坐标。
整个平面上的静水总压力大小为A p A h A L P c c c ===γαγsin 式中,h c 平面形心点上的埋深p c 为平面形心点处动水压强。
上式说明,静止液体作用在任一淹没平面上的总压力等于液体的密度、重力加速度、平面面积和形心淹深的乘积。
如果保持平面形心的淹深不变,改变平面的倾斜角度,则静止液体作用在该平面的总压力值不变,即静止液体作用于淹没平面上的总压力与平面的倾斜角度无关。
作用在静止液体中任一淹没平面上液体的总压力也相当于以平面面积为底,平面形心淹深为高的柱体的液重。
初中物理压强与液体压力的关系详解压强和液体压力是物理学中基础的概念,它们之间存在着密切的关系。
在本文中,我们将详细解释压强和液体压力之间的联系,并阐述其相关性。
一、压强的概念压强是指一个物体受到的力对其单位面积的作用。
它的公式可以表示为:压强 = 力/面积。
压强的单位通常使用帕斯卡(Pascal,Pa)来表示。
压强是描述力在物体上作用强度的物理量,与力的大小和作用面积有关。
相同力作用在较小的面积上,压强就较大;而作用在较大的面积上,压强就较小。
二、液体压力的概念液体压力是指液体受到的力对其单位面积的作用。
液体压力的大小与液体的密度、重力加速度以及液体所处深度有关。
液体压力的公式可以表示为:液体压力 = 液体密度 ×重力加速度 ×液体高度。
液体压力的单位通常使用帕斯卡(Pascal,Pa)来表示。
液体压力的本质是由于液体分子之间的相互作用力而产生的。
液体中分子的碰撞会使液体产生一个垂直于所作用面的压力,这就是液体压力。
三、压强和液体压力的关系压强和液体压力之间存在着密切的关系。
液体受到的压力是由于液体上部分液体分子受到的作用力传递给下部分液体分子所产生的。
液体中各部分的压强是相等的。
这一关系可以用如下公式来表示:压强 = 液体压力/液体面积。
四、压强和液体压力的应用压强和液体压力的概念和公式在许多日常生活和工程应用中发挥着重要作用。
1. 液体压力的应用:- 压力传感器:液体压力可以通过压力传感器来测量,从而用于工业控制和监测。
- 水压提供动力:水压可以被用来提供能量,如水压驱动机械。
- 水压船闸和水坝:液体压力的原理可以被应用于船闸和水坝的运作,以控制水流。
2. 压强的应用:- 船体设计:在船体设计中,需要考虑船体所受到的压强,以确保船体结构的牢固性和稳定性。
- 压力潜水:压力潜水需要考虑深海中的压强,以确保潜水员的安全。
- 压力容器设计:在设计压力容器时,需要考虑容器所受到的压强,以确保容器的安全性。
初中物理压力和液体静力学解析压力:压力是物体受到的单位面积上的力的大小,可以由公式P = F/A求得,其中P表示压力,F表示作用力,A表示受力面积。
压力的单位是帕斯卡(Pa)。
当物体受到较小的力作用在较小的面积上时,压力较大;当物体受到较大的力作用在较大的面积上时,压力较小。
在实际生活中,压力的理论与应用非常广泛,涉及到许多领域,比如机械工程、建筑工程等。
液体静力学:液体静力学是研究液体静力学平衡及其相关性质的物理学分支。
液体静力学理论主要分析液体在重力作用下的力学平衡问题。
以下将介绍压力传递与浮力两个与液体静力学相关的重要概念。
1. 压力传递:液体在容器中的压力会均匀传递。
当一个容器内部的压力发生改变时,这个改变会通过液体传导到容器的各个部分。
这个性质可以通过帕斯卡原理来解释。
帕斯卡原理指出,在一个封闭的容器中,如果对容器的某个区域施加压力,液体会把这个压力传递到容器的所有部分,且传递的方向始终垂直于受力面。
2. 浮力:浮力是液体对物体上浸入液体中的一部分所施加的向上的力。
根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力大小等于物体所排开的液体体积乘以液体的密度乘以重力加速度。
浮力的方向始终垂直于物体表面,指向上方。
浮力的大小与被浸入液体中的物体的体积有关,密度越大的物体受到的浮力越小。
当物体受到的浮力大于或等于物体自身的重力时,物体会浮在液体表面上;当物体受到的浮力小于物体自身的重力时,物体会下沉至液体中。
综上所述,压力和液体静力学是初中物理中的重要知识点。
理解压力的概念和计算方法,以及液体静力学的基本原理,有助于我们更好地理解液体的性质和应用,并能在实际生活中更好地应对和解决相关问题。
通过学习和应用这些知识,我们可以更好地理解和探索世界的奥秘。
物理液体压强知识点总结液体压强是指液体对单位面积施加的力,是液体中分子碰撞壁面施加的力的结果。
液体压强是液体静力学的基本概念,在物理学、工程学、生物学等领域都有重要应用。
下面我们来总结一下液体压强的相关知识点。
1. 液体压强的定义液体压强是指液体对单位面积施加的力,用数学式表示为P=F/A,其中P表示液体对单位面积施加的压力,单位是帕斯卡(Pa)或牛顿/平方米(N/m²);F表示液体对物体表面的压力,单位是牛顿(N);A表示物体表面的面积,单位是平方米(m²)。
2. 液体的压力传递液体的分子之间存在相互作用力,当液体受到外力作用时,液体分子之间会传递压力,使得整个液体都受到压力。
根据液体处处相等的性质,液体的压力在液体内部是均匀的,即液体对任意一点的压力都是相等的。
3. 液体深度对压强的影响液体的深度对液体压强有显著影响。
液体处于重力场中时,液体深处的压力会比浅处的压力大,这是由于液体静压力与深度成正比而造成的。
根据液体的深度对压强的影响,可以得出以下两个结论:- 液体的压强与液体的深度成正比- 液体的压强与液体的密度成正比4. 液体的容器对压强的影响液体所在的容器形状和大小对液体压强也有影响。
液体所在的容器的形状会影响液体受力的方向和大小,不同形状的容器会对液体施加不同的压力。
液体容器的大小则会影响液体压强的大小,容器越大,液体受到的压力就越大。
5. 液体压强公式根据液体对任意一点的压强都是相等的,可以得出液体压强的公式:P=ρgh,其中ρ表示液体的密度,单位是千克/立方米(kg/m³);g表示重力加速度,单位是米/秒²(m/s²);h表示液体的深度,单位是米(m)。
6. 液体压强的应用液体压强是一个重要的物理概念,在工程学、物理学、生物学等领域有着广泛的应用。
例如,在工程学中,液体压强被用来计算水泵的扬程和水压;在物理学中,液体压强被用来研究液体静力学和流体力学;在生物学中,液体压强被用来研究动植物的生长和发育等。
物理液体压力知识点总结液体压力是物理学中的重要概念,涉及到液体的性质和特性。
液体压力的概念和理论有助于我们理解液体的运动规律和应用于实际生活中的许多情况,如水力系统、气压计、水泵等等。
下面是一些液体压力的知识点总结:一、液体的密度和压力:1. 液体的密度是指单位体积液体所含质量的大小,通常用符号ρ表示。
密度的单位是千克/立方米(kg/m³)。
密度的大小取决于液体的种类和温度等因素。
2. 液体的压力是液体作用在容器壁上的力,通常用符号P表示。
液体的压力和液体的密度、液体高度、重力加速度等因素有关。
液体的压力可以通过公式P=ρgh计算,其中ρ为液体的密度,g为重力加速度,h为液体的高度。
3. 液体的压强是指单位面积上受到的压力大小,通常用符号p表示。
液体的压强可以通过公式p=ρgh计算,其中ρ为液体的密度,g为重力加速度,h为液体的高度。
4. 液体的压强在液体中是均匀分布的,在水平方向和垂直方向上都具有相同的大小。
这是因为液体是一种不易压缩的物质,所以液体的压力可以均匀传递到整个容器壁上。
5. 液体高度对液体的压力和压强有很大的影响,液体的高度越大,液体的压力和压强就越大。
6. 液体的密度对液体的压力和压强也有很大的影响,液体的密度越大,液体的压力和压强就越大。
二、巨大压力的应对:1. 水下深海挖矿和海底油气开采等工程中常常需要承受巨大的水压,所以需要使用深海潜水器或者在设计和制造设备时采用特殊的材料和结构。
2. 水利工程中的水坝、水库和水泵等设备也需要承受巨大的水压,所以需要在设计和制造时采用合适的材料和结构,以及加强防水和防渗的措施。
3. 医疗器械中的高压注射器和高压洗涤器也需要承受巨大的液体压力,所以需要采用特殊的材料和结构来确保设备的安全和稳定运行。
4. 液压系统中的液压泵、液压缸和液压阀等设备也需要承受巨大的液体压力,所以需要在设计和制造时采用耐高压的材料和结构来确保系统的可靠性和安全性。
水力学——液体的压缩性和作用在液体上的力液体的压缩性和膨胀性1. 压缩性:当液体承受压力后,体积要缩小,压力撤出后也能恢复原状,这种性质称为液体的弹性或压缩性。
液体的压缩性大小用体积压缩系数或弹性系数表示。
pp+d pV V+d V 图:液体体积的压缩示意液体的压缩性和膨胀性/d d V Vpβ-=式中,β 为体积压缩系数,β 值越大,液体压缩性越大。
解释:“-”表示压强增大,体积缩小,体积增量d V 与压强增量d p 符号相反,为了保证β 是一个非负数,前面冠以“-”。
2. 体积压缩系数:pp+d pVV+d V图:液体体积的压缩示意β1=K 单位:Pa ,kPa物理意义:K 越大,液体越不容易压缩,K →∞ 表示液体绝对不可压缩。
3. 体积弹性系数:液体是不可压缩例如,在温度t = 20℃,K =2.10×106 kPa 即每增加一个大气压,水的体积相对压缩量仅两万分之一。
特殊问题必须考虑液体压缩性例如,电站出现事故,突然关闭电站进水阀门,则进水管中压力突然升高,液体受到压缩,产生的弹性力对运动的影响不能忽视。
•注意3. 体积弹性系数:按物理性质分类:按力的作用方式分类:重力惯性力粘滞力弹性力表面张力表面力质量力1. 质量力质量力:作用于液体每一个质点上,其大小和液体的质量成正比,例如,重力、惯性力等。
在均质液体中,质量和体积是成正比的,所以,质量力又称为体积力。
质量力除用总作用力表示外,也常用单位质量力度量,单位质量力是作用在单位质量液体上的质量力。
若一质量为M 的均质液体,作用于其上的总质量力为F ,则单位质量力f为f = F/M = (Fx ,Fy,Fz)/ Mx x y y z z F X f M F f Y f M F Z f M ⎧==⎪⎪⎪===⎨⎪⎪==⎪⎩在三个坐标方向的投影为1. 质量力x x y y z z F X f M F f Y f M F Z f M ⎧==⎪⎪⎪===⎨⎪⎪==⎪⎩式中:F X ,F Y ,F Z 为总质量力在三个坐标方向的投影;X ,Y ,Z 为单位质量力在三个坐标方向的投影,或称作x ,y ,z 方向的单位质量力(f x , f y , f z )。