(共59张PPT)
第八章 神奇的压强
8.1 认识压强
沪粤版物理八年级下册
1.知道压力的概念,知道压力的作用效果跟什么因素有关。
2.知道压强的概念,公式和单位,能用压强公式进行简单计算。
3.知道增大和减小压强的方法及其在生产,生活中的应用。
4.经历“探究压力的作用效果跟哪些因素有关”的科学探究过程,学习运用控制变量法研究问题。
学习目标
钉床气功表演时,气功师躺在用钢钉做成的钉床上,
一人用锤打他身上的石块,石块被打碎,气功师却
安然无恙,这是为什么?
钉床气功表演中的科学道理是什么?
导入新知
1
知识点
压力
你了解压力吗?
F
合作探究
F
压力的概念:
小孩垂直压在地面上的力
图钉垂直压在墙面上的力
木块垂直压在斜面上的力
垂直压在物体表面上的力叫压力
F
F
F
G
G
G
F=G
FF与G无关
由于物体间的挤压而垂直作用在接触面上的力
叫做压力
作用点:
所压表面
方向:
垂直于表面指向里面
大小:
在水平面上时压力的大小等于重力的大小
压力可能与重力有关,也可能与重力无关
定义
你能提出什么问题?
压力的作用效果
将两手用力的挤压你的两腮,感受腮所受到的压力。
分别用两个指头抵住铅笔尖和笔尾,感受压力作用效
果的不同。
通过以上感受,猜想一下压力的作用效果应该与哪些
因素有关?
提出问题:
压力的作用效果与哪些因素有关?
猜想:
压力大小
受力面积的大小
设计方法:
A:压力相等时,改变接触面积,观察两次实验中
压力作用效果的强弱
B:接触面积相等时,改变压力,观察两次实验中
压力作用效果的强弱
G
G
实验回顾与数据分析:
甲
乙
丙
实验次数 压 力 受力面积 压力作用效果
1 桌子重力 桌脚 不明显
2 桌子+砝码重力 桌脚 明显
3 桌子+砝码重力 桌面 极不明显
要证明压力的作用效果和压力大小有关应选_______
要证明压力的作用效果和受力面积有关应选_______
甲、乙
乙、丙
(1)在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效
果越明显。
(2)在压力大小相同时,受力面积越小,压力的作
用效果越明显。
新知小结
放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力。下列有关“茶杯对桌面的压力”的说法,正确的是( )
A. 茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B. 茶杯对桌面的压力就是重力
C. 茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
D. 茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
【例1】
A
合作探究
当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力,故A 正确,D 错误; 茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面;茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯。两个力的施力物体和受力物体都不相同,所以这两个力不是同一个力,但两者大小相等, 故B 错误;茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面施加了一个作用力, 故施力物体是茶杯,受力物体是桌面,故C 错误。
【导引】
压力的本质是弹力, 是受压物体发生弹性形变后要恢复原状对施压物体产生的力。
新知小结
1
关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力的方向一定与受力面垂直
B.压力的方向总是竖直向下的
C.压力总等于物体的重力
D.压力就是物体的重力
A
巩固新知
2
【中考·淮安】如图所示,将铅笔水平挤压在两手指之间,按笔尖的手指较疼,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越________(填“明显”或“不明显”)。铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是__________(填“相互作用力”或“平衡力”)。
明显
平衡力
2
知识点
压强
为表示压力作用效果,物理学上引入压强这个物理量
怎样表示压力的作用效果呢?
物体单位面积上受到的压力
压强:
合作探究
公式:
(国际单位制中)
压强的单位
N/m2
表示每平方米受力面积上受到的压力是1N
帕斯卡(帕 Pa)
1Pa=1 N/m2
[ 中考·鄂州] 在“探究影响压力作用效果的因素”实验中, 某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
【例2】
(1)实验中用 反映压力的作用效果,采用了转换法。
(2)比较甲、乙两图的实验可以得出 ;比较丙图和 图,可以得出压力一定时, 受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)本实验还采用了 的研究方法。
海绵的凹陷程度
受力面积一定时,压力越大, 压力的作用效果越明显
乙
控制变量
【答案】
(1)海绵的凹陷程度 (2)受力面积一定时,压力越大, 压力的作用效果越明显;乙 (3)控制变量
新知小结
刘明同学双脚与地面的接触面积为400 cm2,请根据图中某些情况下的压强数值估算:(g 取10 N/kg)
(1)刘明同学的重力。
(2)刘明同学平躺时与床面的接触面积。
(3)刘明由站立到行走时,对地面的压强是变大了,还是变小了,为什么?
【例3】
合作探究
【解】
(1) 刘明对地面的压力:F=p1S1=
1.5×104 Pa×4× 10-2 m2=600 N。人站立时对地面的压力等于本身重力,所以重力G=F=600 N。
(2)刘明同学平躺时与床面的接触面积:S2= 0.2 m2。
(3)人行走时对地面的压力不变,受力面积变小,由p= F/S可知,对地面的压强变大.
1
由公式p = F/S可以知道( )
A.压力越大,压强越大
B.受力面积越小,压强越大
C.压力一定时,受力面积越大,压强越大
D.压力一定时,受力面积越大,压强越小
D
巩固新知
2
【中考·苏州】在国际单位制中,压强的单位是以哪位科学家的名字命名的( )
A.牛顿 B.帕斯卡
C.托里拆利 D.伽利略
B
3
知识点
怎样增大或减小压强
啄木鸟有个细长而坚硬的尖喙,这对它的生存为什么
特别重要?
合作探究
坦克的两条履带
压强的应用:
背书包为什么要用扁而宽的带,而不用细绳
菜刀的刃
很锋利
锯、剪刀、斧头等,用过一段时间就要磨一磨,为什么?
铁轨为什么不直接铺在路基上而铺在枕木上
压力一定时、减小受力面积 S
受力面积一定时、增大压力 F
1.增大压强
压力一定时、增大受力面积 S
受力面积一定时、减小压力 F
2.减小压强
或两者同时改变
或两者同时改变
D
【例4】京剧是中国五大戏曲剧种之一,腔调以西皮、二黄为主, 用胡琴和锣鼓等伴奏,被视为中国国粹,列入了“人类非物质文化遗产代表作名录”。如图所示,这位扮相为孙悟空的京剧演员连续地展示了两个亮相动作,他对地面的压力及压强分别为F 甲、F 乙、p 甲、p 乙,则下列判断中正确的是( )
A.F 甲=F 乙,p 甲=p 乙 B.F甲=F乙,p甲> p乙
C.F 甲< F 乙,p 甲> p 乙 D.F 甲> F 乙,p 甲> p 乙
【导引】
由图可知,甲中演员与棒的重力大于乙中演员的重力, 因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,甲中演员对地面的压力大于乙中演员对地面的压力,即F 甲> F 乙,故A、B、C 错误; 由图可知,演员在甲中与地面的接触面积较小,即受力面积较小, 由p=F/S 可知,甲对地面的压强较大,即p 甲> p 乙,故D 正确。
对于压强的改变,通常会有以下片面的认识:(1)只
要减小(或增大)受力面积,就一定能增大(或减小)压
强;(2)只要增大(或减小)压力,就一定能增大(或减
小)压强。其原因是,没有理解压强是由压力大小和
受力面积大小共同决定的。
新知小结
【中考·青岛】请你想象一下,假如“减小受力面积可以减小压强”,则可能会出现( )
A.刀刃磨得越锋利,切菜越容易
B.书包带做得越窄,背着越舒服
C.墙基做得越宽,越不容易下陷
D.图钉尖做得越尖,越容易按入墙中
1
B
巩固新知
2
【中考·怀化】如果一个人在冰面上散步,当冰面快要破裂时,他采取的自救方法最恰当的是( )
A.马上站立不动
B.马上抬起一只脚不动
C.快速跑向安全区
D.趴下爬向安全区
D
1
知识小结
压强
归纳新知
1. 计算压强应注意:
(1)找准压力和受力面积;
(2)物理量一一对应;
(3)统一单位。
2. 探究压力作用效果的实验方法:
(1)控制变量法。
(2)转换法——为了更好地体现压力的作用效果,应
选择松软的材料作为受压面。
将一个质量为2 kg、底面积为0.05 m2的长方体平放在某一水平桌面中央,水平桌面的面积为0.8 m2,g取10 N/kg,则长方体对水平桌面的压强为( )
A.2.5 Pa B.25 Pa
C.40 Pa D.400 Pa
2
易错小结
易错点:弄错受力面积
1.
D
如图,工人用200 N的力F把重为50 N的重物A压在竖直的墙壁上不动。已知物体A与墙壁的接触面积为100 cm2。墙壁受到的压强是多大?
易错点:弄错压力
p= =2×104 Pa。
2.
斜面上放有一个静止物体A(如图),请画出它对斜面产生的压力的示意图。
1
课堂练习
按照图所示的方法轻轻试一试,你的两只手指所受的压力大小_______ (选填“相等”或“不相等”),两指面凹陷程度是_______ (选填“相同”或“不相同”)的,这表明____________________________。
2
相等
不相同
压力的作用效果与受力面积有关
底面积为0.1m2、重为300 N的铝块,放在面积为3×10-2m2的水平凳面上,铝块对凳面的压强多大?
一辆卡车有6个轮子,自重2 t。当载重5 t时,设每个轮子与地面间的接触面积是200 cm2,它对路面的压强是多少?
3
解:p= =104 Pa。
4
解:p= ≈5.7×105 Pa。
普通砖块能承受的最大压强大约为5×106Pa,当砖块平放在地面上时,它与地面接触的面积大约为2.5×10-2m2。这时,可加在它上面的最大压力为多大?
5
解:F=pS=5×106 Pa×2.5×10-2 m2=1.25×105 N。
如图所示,书包背带宽些好还是窄些好?为什么?
6
解:书包背带宽些好,因为压力一定时,增大受力面积可减小压强。
你在水平路面上站立或走路时,对地面产生的压强约有多大?为了估测这个压强,需要测量哪些数据,怎样进行测算?请在家中做一做,再与同学交流。
7
解:站立和行走时对地面的压强根据自己的体重和脚底的面积而定,体重不同,脚底的面积不同,对地面的压强不同。要测量的数据有自己的体重G和一只脚底的面积S。站立时,双脚着地,受力面积为2倍的单脚底的面积,即2S,对地面的压强为p= ;行走时单脚着地,对地面的压强为p′= 。
“冰壶”是2010年冬奥会的比赛项目。冰壶(如图)由 花岗石磨制而成,质量约为19 kg,与冰道接触的底面积约为0.02 m2。问:冰壶对
水平冰道的压强为多少?
8
解: p= =9 310 Pa。
下列能够体现压力的作用效果与受力面积有关的成语是( )
A.迎刃而解 B.立竿见影
C.孤掌难鸣 D.震耳欲聋
【中考·常德】水平桌面上放一本书,书的质量为300 g,与桌面的接触面积为5×10-2m2,g取10 N/kg,则书所受的重力为________N,书对桌面的压强为________Pa。
9
3
60
10
A
【中考·长沙】周末,小红和爸爸来到浏阳赤马湖的滑雪场,开始他们的滑雪之旅,小红脱下运动鞋换上了滑雪板,这时她对地面的压强会__________( 填“增大”“变小”或“不变”)。
11
变小
【中考·枣庄】在杂技表演中,总重为600 N的人直接站立在六个鸡蛋上,鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,如图所示。泡沫板的凹槽增大了鸡蛋的__________,从而减小压强来保护鸡蛋。如果脚与鸡蛋的总接触面积约为1.2×10-3 m2,此时脚对鸡蛋的压强为________Pa。
12
受力面积
5×105
1.【中考·广州】如图,图钉尖的面积是5×10-8 m2,图钉帽的面积是1×10-4 m2,松木能承受的最大压强是5×106 Pa。手指至少要用多大的力,图钉尖才能进入松木?
解:压力F=pS=5×106 Pa×5×10-8 m2
=0.25 N。
方法规律:利用公式法解答。
课后练习
2.【中考·安徽】切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108 Pa的压强,那么“水刀”作用在10-7 m2的面积上,产生的压力为多少牛?
解:压力F=pS= 108 Pa×10-7 m2= 10 N。
方法规律:利用公式法解答。
3. 如图所示,是小雨同学在做“探究物体对水平地面压强与压力关系”的实验后绘
制的p F关系图像,由图像可知
这个物体与水平地面的接触面
积是多少?
解:受力面积S=F/p=6 N/(120 Pa)=0.05 m2。
方法规律:利用公式法解答。
4.【中考·泸州】重力为1.2×104 N的一辆小轿车在水平路面上以一定的速度匀速直线运动时,轿车受到的阻力为2×103 N,轿车对水平路面的压强为1.5×105 Pa,则:
(1)小轿车与路面接触面积为多少?
(2)轿车牵引力大小为多少牛?
解:(1)受力面积S= F/p=1.2×104 N/(1.5×105 Pa)=0.08 m2。
(2)牵引力F牵=f=2×103 N。
5.【中考·丽水】小明同学为了探究“放在斜面上的物体对斜面的压力跟斜面倾斜程度的关
系”,进行了实验,步骤如下:
①用双面胶将一个200克的钩码固定在
1米长的塑料直尺的中间,将直尺的一
头固定在桌子的一端,如图甲所示;②缓缓抬起右端,让直尺与水平方向有一定的夹角,如图乙所示;③继续抬高右端,增大直尺与水平方向的夹角,如图丙所示。
(1)该实验中,小明是通过________________来判断物体对斜面压力的大小;
(2)分析三次实验的现象,可以得出的结论是__________
________________________________________________________________________。
斜面上的物体对斜面的压力随斜面倾斜程度增大而减小
直尺的形变程度
6. 【中考·绥化】老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察________________________________来反映压力的作用效果。
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的
矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,
其目的是控制______大小相同,改变受力面积的大小。
海绵的凹陷程度(或海绵的压痕深浅)
压力
从该实验中得出的结论是__________________________
________________________________________________
______________________________。
以下实例中应用该结论的有( )
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:________________________
______________________________________________
_____________________________________________。
压力一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显(或压力一定,受力面积越大,压力的作用效果越不明显)
A、B、D
答案一:把其中一瓶倒出一些水后正立(或倒立)放在海绵上,另一瓶也正立(或倒立)放在海绵上,观察对比海绵的凹陷程度
答案二:把同一瓶水正立(或倒立)放在海绵上,倒出一些水后,再正立(或倒立)放在海绵上,观察对比前后两次海绵的凹陷程度
再见