更新时间:2026-02-14

在中考物理的宏大体系中,力学占据着半壁江山,而压强部分更是力学中的“重头戏”。这一板块不仅概念密集,公式推导逻辑严密,还与生活实际联系紧密。对于即将面临中考的同学们来说,压强部分既是得分的增长点,也是容易失分的“雷区”。
今天我们就把中考物理中关于压强的核心知识点进行一次彻底的梳理,帮助大家构建起牢固的知识网络。
想要攻克压强难关,首先要厘清“压力”与“重力”的关系。很多同学容易将这两个概念混为一谈,这是解题的大忌。压力,从定义上看,是垂直压在物体表面的力。它的方向始终垂直于受力面,并指向被压物体。
虽然压力在某些情况下确实由重力引起,比如放在水平桌面上的物体,其对桌面的压力在数值上等于物体的重力,即 \( F=G \)。但在更多复杂的情境中,压力与重力并无直接关系。例如,当我们用力推墙时,手对墙的压力取决于推力的大小,与手的重力毫无瓜葛;
又如放在斜面上的物体,其对斜面的压力也仅仅是重力沿垂直斜面方向的一个分力。
物理学中引入“压强”这个概念,是为了描述压力的作用效果。通过控制变量法进行实验探究,我们发现压力的作用效果跟压力的大小以及受力面积的大小这两个因素密切相关。为了精确表示这一效果,我们将物体单位面积上受到的压力定义为压强。其计算公式为:
\[ p = \frac{F}{S} \]
在这个公式中,\( p \) 代表压强,单位是帕斯卡(\( Pa \));\( F \) 代表压力,单位是牛顿(\( N \));\( S \) 代表受力面积,单位是平方米(\( m^2 \))。
理解了公式,我们就能总结出改变压强大小的方法。在需要增大压强时,我们可以采取以下策略:保持受力面积 \( S \) 不变,增大压力 \( F \);或者保持压力 \( F \) 不变,减小受力面积 \( S \);当然,也可以同时增大压力并减小受力面积。
现实生活中,刀刃磨得锋利、推土机安装宽大的履带,虽然表现不同,但都是对这一原理的巧妙应用。前者是通过减小受力面积来增大压强以便切开物体,后者是通过增大受力面积来减小压强以免陷进泥土。
相比于固体压强,液体压强具有其独特性。液体由于受到重力作用且具有流动性,因此液体对容器底和侧壁都会产生压强。更为关键的是,液体内部向各个方向都有压强。
液体压强的规律需要我们烂熟于心:
第一,液体的压强随深度的增加而增大;
第二,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
第三,不同液体的压强还跟液体的密度有关系。
计算液体压强,我们有一套专属的公式:
\[ p = \rho g h \]
这里的 \( \rho \) 代表液体的密度,单位是 \( kg/m^3 \);\( g \) 取 \( 9.8N/kg \);\( h \) 指的是深度。关于深度 \( h \),必须给予特别的关注:它是指从液体的自由液面到液体内部某点的竖直距离。
在解题时,很多同学容易混淆“高度”与“深度”,或者忽略了容器形状对 \( h \) 的影响,导致计算错误。根据液体压强公式 \( p = \rho g h \),我们可以得出一个重要结论:液体的压强仅仅取决于液体的密度和深度,而与液体的总体积、容器形状以及液体的质量均无直接关系。
连通器是液体压强原理的一个重要应用。上端开口、下部相连通的容器统称为连通器。连通器原理告诉我们,如果连通器里只装一种液体,且在液体不流动的情况下,各容器中的液面总会保持相平。这一原理在我们的生活中随处可见,比如船闸、锅炉水位计、茶壶以及下水管道,都是连通器智慧的结晶。
我们生活在空气的海洋中,空气受到重力作用且具有流动性,因此对浸在其中的物体也会产生压强,这就是大气压强。
历史上著名的马德堡半球实验,有力地证明了大气压强的存在,它让我们直观地感受到大气压力是多么巨大。而要精确测定大气压强的数值,则不得不提托里拆利实验。在这个实验中,玻璃管内水银面上方是真空,管外水银面上方是大气。正是大气压支持着管内这段水银柱不落下。因此,大气压的数值就等于这段水银柱产生的压强。
除了托里拆利实验,课堂上我们也可以利用吸盘测量大气压,其原理是二力平衡。测定大气压的仪器叫做气压计,常见的水银气压计和无液(金属盒)气压计在精准度和便携性上各有千秋。
我们常说的标准大气压,指的是等于 \( 760 \) 毫米水银柱的大气压。其数值换算如下:
\[ 1 \text{标准大气压} = 760 \text{毫米汞柱} = 1.013 \times 10^5 Pa \]
大气压并非一成不变,它会随着高度和天气的变化而变化。一般而言,大气压强随高度的增加而减小。在海拔 \( 3000m \) 以内,大约每升高 \( 10m \),大气压就会减小 \( 100Pa \),同时气温也会相应降低。此外,一切液体的沸点都与气压有关:气压减小时,沸点降低;
气压增大时,沸点升高。这也解释了为什么在高山上煮饭不容易熟。
抽水机的工作原理正是基于大气压强。它是利用大气压把水从低处抽到高处的。在 \( 1 \) 标准大气压下,大气压能支持的水柱高度大约是 \( 10m \)。这也提醒我们在选择抽水设备时,必须考虑扬程的限制。
在气体和液体中,压强与流速之间存在着一种反比关系:流速越大的位置,压强越小。
这一原理解释了飞机升力的产生。飞机前进时,机翼上下表面的形状不对称,导致机翼上方的空气流速大,压强较小;而下方流速小,压强较大。机翼上下表面存在压强差,这就产生了向上的升力,让庞大的飞机能够翱翔蓝天。
同样的道理,当两艘船并排高速行驶时,中间流速快、压强小,外侧流速慢、压强大,容易发生碰撞事故,这就是为什么航海规则要求船只并行时必须保持足够间距的原因。
通过对以上知识点的梳理,我们不难发现,压强板块虽然内容繁多,但逻辑链条非常清晰。在复习过程中,大家要着重注意以下几点:
首先,要准确区分固体压强和液体压强的计算公式。一般情况下,对于放在水平面上的固体柱体(如长方体、圆柱体),可以利用 \( p = \rho g h \) 进行推导计算,但对于形状不规则的固体,必须使用 \( p = \frac{F}{S} \) 的普适公式。
而对于液体压强,无论容器形状如何,计算某点压强首选 \( p = \rho g h \),计算液体对容器底的压力则要用 \( F = pS \)。
其次,要高度重视单位换算。特别是在计算液体压强时,深度 \( h \) 的单位必须是米,密度 \( \rho \) 的单位必须是 \( kg/m^3 \)。如果题目给出的是厘米或分米,务必先进行换算。
关注实验探究题。中考物理中,关于探究影响压力作用效果的因素、探究液体压强特点的实验是高频考点。复习时,要重温实验步骤,理解控制变量法的应用,明确实验结论的表述方式。
压强部分的内容虽然抽象,但只要大家能够回归课本,理解基本概念,理清公式逻辑,并结合生活实例加以思考,就一定能在中考中拿下这关键的分数。希望每一位同学都能在物理的复习中找到自信,在考场上从容应对,用扎实的基础为自己的梦想铺路。