# 压强

> CIE IGCSE 物理 · 2026-2028 CIE IGCSE 物理 0625
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-0625-u1-pressure/

本指南涵盖CIE IGCSE 物理0625第1单元所有核心和拓展压强内容，包括公式应用、液体压强规律、大气压强以及符合考试标准的详解例题。

**先修:** [掌握力、质量和长度的国际单位制单位](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-0625-u1-si-units/); [理解IGCSE计算中使用的重力场强度$g = 9.8$ N/kg](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-0625-u1-mass-weight/)

## 学习目标

- 定义压强，牢记固体压强公式$p = F/A$
- 使用正确的国际单位制和单位换算完成压强计算
- 解释液体压强和大气压强的定性性质
- （仅拓展内容）应用$p = h\rho g$和玻意耳定律（$p_1V_1 = p_2V_2$）求解数值计算题
- 识别压强在现实场景和考试情境中的常见应用

## 固体压强（核心内容）

**压强** — 压强是垂直作用于物体表面的单位面积上的压力。

*记法:* $p$

*例:* 锋利的刀比钝刀切割效果更好，因为力作用在更小的接触面积上，产生的压强更高。

固体场景下计算压强的核心公式为：

$$p = \frac{F}{A}$$

其中$p$为压强，单位为帕斯卡（Pa），$F$为垂直作用力，单位为牛顿（N），$A$为横截接触面积，单位为平方米（$m^2$）。1 Pa = 1 N/m²。

**例题:** 一名质量为50 kg的学生单脚站立，脚与地面的接触面积为0.015 m²。计算该学生对地面施加的压强（取$g = 9.8$ N/kg）。

1. 首先计算学生的体重，即作用在地面上的力：

   $$F = m \times g = 50 \times 9.8 = 490 N$$
2. 将数值代入压强公式：

   $$p = \frac{F}{A} = \frac{490}{0.015} \approx 32700 Pa (or 3.3 \times 10^4 Pa, 2 s.f.)$$

> **考试提示:** 计算压强前务必先将面积转换为$m^2$：1 cm² = $1 \times 10^{-4} m^2$，这是压强类题目中最常见的单位换算错误之一。

## 液体压强（核心+拓展内容）

液体不可压缩，因此同一深度下液体向各个方向施加的压强相等。你必须掌握液体压强的三条核心规则：

- 在均匀液体的同一深度，压强向各个方向大小相等
- 压强随液面下深度的增加呈线性增大
- 密度更大的液体在同一深度产生的压强更高

> **仅拓展内容要求**
>
> 学习拓展内容的学生需要掌握液体中某一深度处的压强差公式：

$$p = h \rho g$$

其中$h$为液面下的深度（m），$\rho$为液体密度（kg/m³），$g$为重力场强度（N/kg）。

**例题:** 计算海面与海面下20 m处的压强差。已知海水密度为1025 kg/m³，$g = 9.8$ N/kg。

1. 将数值直接代入液体压强公式：

   $$p = 20 \times 1025 \times 9.8 = 200900 Pa = 2.0 \times 10^5 Pa$$

## 大气压强（核心内容）

**大气压强** — 地球大气层的重力对所有接触表面施加的压强。

*例:* 吸管能够吸起液体的原理是：你降低了吸管内部的压强，更高的大气压就将液体沿吸管向上压入你的口中。

大气压强随海拔升高而减小，因为在更高的位置，物体表面上方的空气量更少。海平面处的标准大气压约为$1 \times 10^5$ Pa，你需要为考试牢记该数值。

**例题:** 水银气压计测得的大气压强为760毫米汞柱。已知水银密度为13600 kg/m³，$g = 9.8$ N/kg，计算以帕斯卡为单位的大气压强（仅拓展内容要求的题目）。

1. 将深度单位从毫米转换为米：

   $$h = 760 mm = 0.76 m$$
2. 应用液体压强公式：

   $$p = 0.76 \times 13600 \times 9.8 = 101293 Pa ≈ 1 \times 10^5 Pa$$

## 气体压强与玻意耳定律（核心+拓展内容）

学习核心内容的学生仅需了解：温度恒定时，一定质量的气体体积减小则压强增大（二者成反比关系）。

> **仅拓展内容要求**
>
> 学习拓展内容的学生需要掌握，该关系称为玻意耳定律，对应公式为：

$$p_1 V_1 = p_2 V_2$$

其中$p_1, V_1$为一定质量的气体在恒温下的初始压强和体积，$p_2, V_2$为最终压强和体积。压强和体积可以使用任意统一的单位，只要二者单位一致就无需转换为国际单位制。

**例题:** 一支气体注射器在压强为$1.0 \times 10^5$ Pa时装有40 cm³的气体。在恒温条件下推动活塞将体积减小到10 cm³，计算气体的新压强。

1. 整理玻意耳定律公式，求解最终压强：

   $$p_2 = \frac{p_1 V_1}{V_2}$$
2. 代入数值（体积单位统一为cm³，无需转换）：

   $$p_2 = \frac{1.0 \times 10^5 \times 40}{10} = 4.0 \times 10^5 Pa$$

## 常见错误

- **错误做法:** 在$p=F/A$计算中直接使用以平方厘米为单位的面积
  - 原因: 帕斯卡的定义是N/m²，使用平方厘米得到的结果会比正确值大10000倍
  - 正确做法: 代入压强公式前，将平方厘米乘以$10^{-4}$转换为平方米
- **错误做法:** 误以为液压系统均匀传递的是力而不是压强
  - 原因: 压强通过不可压缩液体均匀传递，力并不均匀传递，因此输出力取决于活塞面积之比
  - 正确做法: 先计算输入活塞产生的压强，再将该压强应用到输出活塞上，求出输出力
- **错误做法:** 当气体温度或质量发生变化时仍使用玻意耳定律
  - 原因: 玻意耳定律仅适用于温度恒定的一定质量气体，改变这两个条件就不再满足反比关系
  - 正确做法: 只有当题目明确说明气体的温度和质量保持恒定时，才可以使用$p_1V_1 = p_2V_2$
- **错误做法:** 在$p = h\rho g$计算中忘记将深度转换为米
  - 原因: 该公式要求深度以米为单位，才能与密度（kg/m³）和g（N/kg）的单位匹配，最终得到以帕斯卡为单位的压强
  - 正确做法: 代入液体压强公式前，将所有深度值转换为米
- **错误做法:** 当题目要求液体下的总压强时，忽略大气压强
  - 原因: 压强差仅指液体产生的压强，而总压强需要加上液面处的大气压强
  - 正确做法: 仔细读题，确认题目要求的是压强差还是总绝对压强

## 速查表

| 概念 | 公式 | 单位 | 层级 |
| --- | --- | --- | --- |
| 固体压强 | $p = F/A$ | p: Pa, F: N, A: m² | 核心 |
| 液体压强差 | $p = h\rho g$ | h: m, ρ: kg/m³, g: N/kg | 拓展 |
| 玻意耳定律 | $p_1V_1 = p_2V_2$ | p: 单位一致，V: 单位一致 | 拓展 |
| 海平面大气压强 | ≈ $1 \times 10^5$ Pa | Pa | 核心 |

## 下一步

在掌握CIE IGCSE 物理0625的压强相关概念后，你可以继续学习第1单元「运动、力与能量」的相关主题。接下来可以学习能量转移、做功和功率，这些内容建立在你对力和力的计算的理解之上。如果你参加拓展卷考试，请务必额外练习液体压强和玻意耳定律的数值计算题，这些考点经常出现在分值4-6分的计算类问答题中。你也可以练习压强相关的历年真题，在考前检验自己的掌握程度，找出知识漏洞。

---

来自 [OwlsPrep](https://www.owlsprep.com) —— A-Level / IB / AP / IGCSE 免费学习指南，依据官方考纲编写。原页面：https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-0625-u1-pressure/