(共52张PPT)
9.1 压强
新课导入
在前面我们学过力的概念,知道常见的几种力:重力、摩擦力等。请同学们回忆生活中的现象:
②背着书包时,会感觉到书包对肩膀有一个作用力。
①把一个铅球放在手上时,感觉铅球对手有一个作用力。
今天我们就认识一下这种力。
铅球对手的力、书包对肩膀的力,这是哪一种力?
新课导入
小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破,重重的骆驼却不会陷入沙中。这是为什么?
通过今天的学习,你就明白其中的道理了。
1. 知道压力的定义,通过实验探究影响压力作用效果的因素。
2. 在理解压强定义和单位的基础上,能用压强公式进行简单计算。
3. 理解压强的大小跟哪些因素有关,并知道增大和减小压强的方法。
学习目标
图钉压在墙面上的力
木块压在斜面上的力
物体对水平面的压力
1、概念:
2、作用点:
3、方向:
一、压力
垂直压在物体表面的力
被压物体表面
垂直并指向被压物体表面
F
F
F
压力是重力吗?二者大小相等吗?
导学释疑
G
F压 = G
F压 ≠ G
F压 与 G无关
G
F压
F压
G
F压
压力
压力和重力是完全不同的两个力
水平放置的物体压力等于重力
压力 重力
区别 定义
产生原因
方向
作用点
由于地球吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面的力
地球吸引
推、挤、压等都能产生
竖直向下
垂直受力面指向被压物体
重心
作用在被压物体上
压力与重力的主要区别
一、压力
压力( F ) 重力( G )
产生原因
施力物体
作用点
方向
由于地球的吸引
相互挤压的物体弹性形变
与其相挤压的物体
地球
受力物体的接触面
物体的重心
1. 压力与重力的区别:
与接触面垂直,
指向受力物体
竖直向下
2. 压力与重力的联系:
水平放置的单一物体压力等于其重力。
压力的本质是弹力!
下列力的示意图中,能正确反映物体对斜面压力的是 [ ]
C
练一练:
F
(A)
F
(B)
F
(C)
F
(D)
观察
小小的蝉怎么能将细细的口器插入厚厚的树皮呢?
笨重的骆驼怎么能背着沉重的货物行走松软的沙漠中?
体验
如图,手指受压的感觉有什么不同 用力后这种感觉有何变化
如图,与手掌接触的那部分气球的形变较小,而手指顶着的那部分形变明显; 用力越大,形变越明显。
思考:压力的作用效果可能与哪些因素有关?
探究:压力的作用效果跟什么因素有关?
猜想:
猜想1:压力的作用效果可能与_____________有关?
猜想2:压力的作用效果可能与_____________有关?
压力大小
受力面积大小
因为压力作用效果可能与多个因素有关,因此在探究过程中要使用:
控制变量法
甲
乙
探究一:压力作用效果与压力大小的关系?
结论:压力作用效果与压力大小有关。
控制变量:受力面积相同
比较图14.1-3中: 和 。
探究二:压力作用效果与受力面积的关系?
结论:压力作用效果与受力面积有关。
控制变量:压力相同
比较图14.1-3中: 和 。
乙
丙
实验次数 压 力 受力面积 压力作用效果
1
2
3
桌子的重力
桌子+砝码重力
桌子+砝码重力
桌脚
桌脚
桌面
明显
很明显
很不明显
实验记录
实验结果:
(1)当受力面积相同时,______越大,压力的作用效果越明显;
(2)当压力相同时,__________越小,压力的作用效果越明显。
压力
受力面积
怎样表示压力的作用效果?
大象的质量为6吨,一只脚的面积为600平方厘米,一位芭蕾舞演员的质量为45千克,一只脚的脚尖对地面的接触面积为9.5平方厘米,试比较芭蕾舞演员一只脚尖着地时对地面的压力产生的效果和大象四只脚站立时对地面的压力产生的效果哪个更大?
新问题:
若受力面积和压力都不相同时,该怎样表示压力的作用效果呢?
1. 物理意义:
反映压力的作用效果的物理量。
2. 定义:
物体所受的压力大小与受力面积之比。
3. 公式:
p—压强
F—压力—N(牛)
S—受力面积—m2
二、压强
压强 =
压力
受力面积
p=
F
S
—N/m 2
国际单位:帕斯卡简称:帕
符号:Pa
1 Pa = 1 N/m2
1Pa表示:物体在1m2面积上所受到的压力是1N。
小知识
一张纸平放在地面上,对地面的压强大约是0.5Pa。
一个人站立在地面上时,对地面的压强大约是10000—20000Pa。
将一张报纸对折一下,平铺在地面上,对地面的压强约为1Pa。
压强的公式:
压强的单位:
压强=
压 力
受力面积
P=
F
S
N/m
2
——N
——m
2
国际单位:帕斯卡
简称:帕
符号:Pa
1Pa=1
压强:物体所受压力大小与受力面积之比,用符号“P”
压 强
的符号是(P)单位是(pa)
帕斯卡简介
布莱士·帕斯卡(1623年6月19日-1662年8月19日)是法国数学家、物理学家、思想家。在压强中用他的名字做单位是为了纪念他。
感受压强的单位帕斯卡
1、一张报纸平铺时对地面的压强大约是1帕斯卡(Pa)
2、1Pa=1 表示每平方米的面积上受到的压力是1牛顿。
3、帕斯卡(Pa)是一个很小的单位,在天气预报中还有千帕(KPa),兆帕(MPa)
它们之间的关系是:1KPa=1000Pa
1MPa=1000KPa
N/m
2
压强的计算
例 题:
一本重2.5N的教科书平放在水平桌面上,与桌面的接触面积为5×10 m ,试计算书对桌面的压强。
-2
2
已知:F=G=2.5N S=5×10 m
求:p
2
-2
F
S
解:由 p= 得:
P= —————— = 50 Pa
2.5N
5×10 m
2
-2
答:书对桌面的压强为50Pa
说说做题中要注意的问题
1、要弄清题意,知道要算什么。
2、要写出已知和要求的问题,单位不统一时要化单位。压力的单位是牛顿,面积的单位是平方米。
3、计算中要写清所用到的公式。
A
B
长方体
正(立)方体
圆柱体
①柱体的几种类型
②平面图
长方体
正方体
圆柱体
柱体产生压强的计算
课堂探究
有一质量分布均匀的柱状固体,密度为,底面积为S,高度为h。求对水平面的压强。
F=G=mg=ρVg = ρgSh
p=
F
S
=
ρgSh
S
= ρgh
V=sh
m=ρV=ρSh
这个柱体的体积:
这个柱体的质量:
对水平面压力:
对水平面压强:
圆柱体
S
柱体产生压强的计算
密度,单位为千克/米3 (kg/m3)
h:表示高度, 单位为米(m)
g=9.8N/kg
P:表示压强,单位为帕(Pa)
①公式 p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强,不能用于其他形状的物体产生的压强;
②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关,与物体的底面积、重力等无关。
圆柱体
S
p=ρgh
柱体产生压强的计算
甲
乙
1、如图所示,甲、乙两个实心柱形体放在水平地面上,对地面的压强相等,则 ( )
A.甲的密度大,所受的重力也大
B.乙的密度大,所受的重力也大
C.乙的密度小,所受的重力也小
D.无法确定
B
①甲、乙对地面的压强相等,根据 p=ρgh可得:ρ甲gh甲=ρ乙gh乙 ; 因为h甲>h乙, 所以甲、乙密度的大小关系为 ρ甲<ρ乙。
②甲、乙压力的大小关系: 根据F=PS,因为P甲=P乙,S甲>S乙, 所以F甲>F乙,即G甲>G乙。
牛刀小试
2、某中学操场积雪深达14cm,求雪对操场的压强是多大?(=0.2×103kg/m3)。雪后降温,路面结冰,对交通安全会造成较大的影响。请根据所学物理知识,提出两条雪天预防道路交通事故的可行措施(只提措施,不解释)。
牛刀小试
= 0.2×103kg/m3×10N/kg×0.14m=280pa
p =
F
S
=
ρgSh
S
= ρgh
=
G
S
=
mg
S
=
ρVg
S
在雪地上撒盐、沙子、炉灰,车轮安装防滑链,及时铲雪等。
解析
学以致用
类背书包为什么用扁而窄的带,而不用细绳?
减小压强
想想议议
拖拉机在泥泞的田里工作,为了不陷进土里,我们用了什么办法减小它对地面的压强?
类似的事例你还知道哪些?
坦克的履带
铁轨下铺枕木
宽大的书包带
房屋的地基
重型卡车装有很多车轮
螺丝钉下的垫圈
学以致用
菜刀的刀刃为什么如此设计?
增大压强
增大压强的方法
受力面积 S一定时,增大压力 F
压力 F一定时,减小受力面积 S
增大压力 F ,减小受力面积 S
p=
F
S
p=
F
S
p=
F
S
用细线切割皮蛋
压路机的磙子是重质实心的
木桩底部削尖、用大力气,容易打入地里
合作探究
减小压强的方法
压力F一定时,增大受力面积S
受力面积S一定时,减小压力F
p=
F
S
p=
F
S
p=
F
S
增大受力面积S,减小压力F
书包带宽,背起来舒服
从书包中取出一些书背起来舒服
高层建筑地基宽厚,且用空心砖代替实心砖
压的我受不了,救救我;
这舒服多了;
这更舒服了。
减小压强
减小压强
鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了。针对这一现象,提出与力有关的问题并回答。
判断下列事例是增大压强还是减小压强,并指出各是采用什么方法?
1、用来割麦子的镰刀用久了要磨锋利才好使
2、建房时要先筑起比墙宽的墙基
3、把图钉按在墙上时要用力压
4、载重汽车要用多个轮胎
5、在固定螺丝的螺母时垫一个较大的垫圈
考考你:
通过减小受力面积来增大压强
通过增大受力面积来减小压强
通过增大压力来增大压强
通过增大受力面积来减小压强
通过增大受力面积来减小压强
?
破窗锤
注射针尖
综合应用:
1、冬天北方的河面结冰,某同学在结冰的河面上行走时突然发现冰面即将破裂,他应采取的措施是 ( )
A.原处站立不动 B.立即改成单脚站立
C.赶快向岸边跑 D.就地伏下并向岸边爬行
D
当堂练习:
2.在图给出的动物的身体结构特点中,以减小压强来适应自然环境的是( )
A.啄木鸟有尖的喙 B.鲨鱼有锋利的牙齿
C.蚊子有尖尖的口器 D.鸭的脚上有蹼
D
3.如图所示,在水平力F作用下,长木板沿着水平桌面匀速滑动,木板从图示状态运动到即将翻倒的过程中,所受的摩擦力的大小将 ;
对桌面的压力的大小将 ,对桌面的压强
将 (填“增大”、“减小”或“不变”).
不变
不变
增大
4、如图所示平放在水平地面上的砖,沿竖直方向(见图中虚线)截去一半,则剩下的半块砖与原来整块砖相比( )
A. 对地面的压强不变 B. 对地面的压力不变
C. 砖的密度减小一半 D. 砖受到地面的支持力不变
A
压强的公式 ,对这个公式正确的理解是( )。
A. 物体受力越大,产生的压强越大;
B. 物体越大,产生的压强越大;
C. 受力面积越大,产生的压强越大;
D. 受力面积一定,压强和压力成正比
D
人在走路时对地面的压力和压强,与人站立在地面时相比较 ( )。
A.压力不变,压强改变
B.压力不变,压强不变
C.压力改变,压强改变
D.压力改变,压强不变
A
小明同学重600N,走路时对地面的压强为2×104 Pa ,当他双脚站立时,对地面的压强为 Pa 。若他的书包重60N,背着书包走路时,他对地面的压力为 N,地面所受压强为 _____Pa。
1×104
660
2.2×104
牛刀小试
学习小组(利用小桌、砝码、泡沫塑料)在探究“压力的作用效果跟哪些因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
①该实验是通过__________________________来显示压力的作用效果;这种科学探究方法叫______________。
泡沫塑料的凹陷程度
转换法
牛刀小试
②由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时,_____越大,压力作用效果越________。
③由乙、丙两图所示实验现象可得出:
___________________________________________________________。
④比较甲、丙两图泡沫塑料的凹陷程度,得出了两种情况压力的作用效果相同的结论。你认为该结论是__________(填“正确”或“错误”)的。理由是:_____________________________________。
压力
显著
错误
压力和受力面积都不相同,无法比较
压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越显著。
⑤小明用一木块代替小桌子放在海绵上,实验时将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图所示。小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。
你认为小明在探究过程中,存在的问题是:
___________________________________。
没有控制压力大小相同
牛刀小试
水平桌面上放一本书,书所受的重力为3 N,与桌面的接触面积为5 × 10-2 m2,计算书对桌面的压强。
即:
解:书对桌面的压力等于它的重力,
F=G=3 N
桌面的受力面积
S=5 × 10-2 m2
所以压强
答:书对桌面的压强为60 Pa。
牛刀小试
1、如图所示,A、B、C三个实心物体的体积、密度均相同,它们对水平桌
面的压力分别为FA、FB、
FC,它们对桌面的压强
分别为pA、pB、pC。则
三个压力的大小关系是 ,压强自小到大的顺序是 。
FA=FB=FC
pB< pA< pC
A
B
C
牛刀小试
2、压强的公式 ,对这个公式正确的理解是( )。
A. 物体受力越大,产生的压强越大;
B. 物体越大,产生的压强越大;
C. 受力面积越大,产生的压强越大;
D. 受力面积一定,压强和压力成正比
D
牛刀小试
归纳总结
压力
减小压强
增大压强
压力的作用效果
压强公式
压 强
运算
单位
应用