初中物理知識點(diǎn)之壓力壓強(qiáng)杠桿總結(jié)
壓力和壓強(qiáng)
任何物體能承受的壓強(qiáng)有一定的限度,超過這個(gè)限度,物體就會損壞。
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壓力。
一般地說,對于固體,在外力的作用下,將會產(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(xiàn)/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)
壓強(qiáng)的`意義
、攀芰γ娣e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)
、仆粔毫ψ饔迷谥С形锏谋砻嫔,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。
、菈毫蛪簭(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關(guān)。
壓強(qiáng)是物體單位面積受到的壓力。
、葔毫、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。在國際單位制中是牛頓/平方米,稱“帕斯卡”,簡稱“帕”。
液體壓強(qiáng)原理
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容器底部有壓力,因此水對容器底部存在壓強(qiáng)。液體具有流動性,對容器壁有壓力,因此液體對容器壁也存在壓強(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!
三種杠桿應(yīng)用:
1)省力杠桿:L1>L2,平衡時(shí)F1
2)費(fèi)力杠桿:L1F2。特點(diǎn)是費(fèi)力,但省距離。(如釣魚杠,理發(fā)剪刀等);
3)等臂杠桿:L1=L2,平衡時(shí)F1=F2。特點(diǎn)是既不省力,也不費(fèi)力。(如:天平)
杠桿示意圖的畫法:
。1)根據(jù)題意先確定支點(diǎn)O;
。2)確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長;
。3)從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線,并用l1和
l2分別表示動力臂和阻力臂。如圖所示,以翹棒為例。
第一步:先確定支點(diǎn),即杠桿繞著哪一點(diǎn)轉(zhuǎn)動,用字母“O”表示。如圖甲所示。
第二步:確定動力和阻力。人的愿望是將石頭翹起,則人應(yīng)向下用力,畫出此力即為動力用“F1”表示。這個(gè)力F1作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。而阻力的作用效果恰好與動力作用效果相反,在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動,則阻力是石頭施加給杠桿的,方向向下,用“F2”表示。
第三步:畫出動力臂和阻力臂,將力的作用線正向或反向延長,由支點(diǎn)向力的作用線作垂線,并標(biāo)明相應(yīng)的“l(fā)1”“l(fā)2”,“l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動力臂和阻力臂。
輪軸
1、定義:由兩個(gè)半徑不同的輪子固定在同一轉(zhuǎn)軸的
裝置叫做輪軸。半徑較大的輪叫輪,半徑較小的輪叫軸。
2、實(shí)質(zhì):輪軸可看作是杠桿的變形。如右圖所示。
3、特點(diǎn):當(dāng)把動力施加在輪上,阻力施加在軸上,
則動力臂l1=R,阻力臂l2=r,根據(jù)杠桿的平衡條件:F1l1=F2l2,
即F1R=F2r,∵R>r,∴F1<F2,即使用輪軸可以省力,也可以改變力的方向,但卻費(fèi)了距離。
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