第7节 压强 同步练习（58张ppt）

(共58张PPT)
第3章 运动和力
第7节 压强
学习目标
1.能举例说明压力的特点和方向。
2.了解压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关。
3.理解压强的概念、公式、单位。能从公式出发得出增大和减小压强的方法，能分析增大和减小压强的实例。
4.了解水对容器底部和容器侧壁都有压强以及压强的大小跟水的深度之间的关系。能用压强计探究水的压强的特点，并由此得出一般液体压强的特点。能利用液体压强的特点解释一些现象。
知识点1 压力的作用效果 重难点
1.压力的定义：压力是垂直作用在物体表面上的力，是物体之间由于相互挤压而产生的。
实例 放在水平桌面上的杯子对桌面的作用力 手指按墙，手指对竖直墙面的作用力
放在斜面上的物体对斜面的压力
总结 （1）方向:垂直于接触面，指向受力物体。 （2）作用点：作用在受力物体表面 辨析比较
比较 物体 对斜面的压力 物体 受到的重力
区别 力的示意图
施力物体 物体 地球
受力物体 斜面 物体
性质 弹力 引力
产生原因 物体间相互接触且挤压 地球的吸引
大小 和弹性形变程度有关
方向 垂直于接触面指向受力物体 竖直向下
等效作用点 接触面中心 重心
比较 物体 对斜面的压力 物体 受到的重力
联系 （1）压力不是重力，但很多时候压力是由重力产生的； （2）当物体在水平面上静止或做匀速直线运动时，物体对水平面压力的大小、方向跟物体受到的重力的大小、方向相同 续表
压力和重力的大小关系
2.教材第118页活动：影响压力作用效果的因素
提出问题 压力的作用效果跟哪些因素有关？
猜想与假设 压力的作用效果可能与压力的大小有关，还可能与受力面积的大小有关
设计与进行实验 （1）如图甲所示，将小桌正立放在海绵上，观察海绵的凹陷程度；（2）如图乙所示，将小桌正立放在海绵上，在小桌上放上砝码，观察海绵的凹陷程度；（3）如图丙所示，将小桌倒立后放在海绵上，并在其上放一个砝码，观察海绵的凹陷程度
甲 乙 丙
分析与 论证 （1）比较甲图和乙图，海绵受力面积相同，乙图中海绵受到的压力大、凹陷深，压力的作用效果比甲图明显;
（2）比较乙图和丙图，海绵受到的压力相同，乙图中海绵的受力面积小、凹陷深，压力的作用效果比丙图明显
实验结论 压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关：
（1）受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显;
（2）压力的大小一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显
续表
特别提醒
实验中科学方法的应用
（1）研究压力的作用效果跟压力大小的关系时，保持受力面积不变，改变压力的大小，观察被压物体形变的大小；研究压力的作用效果跟受力面积大小的关系时，保持压力大小不变，改变受力面积的大小，观察被压物体形变的大小，这里采用了控制变量法。
（2）将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度，这里采用了转换法。被压海绵的形变量越大，说明压力的作用效果就越明显。
甲 乙
典例1 [金华九中期末] 如图所示,小文把同一个装满水的矿泉水瓶用两种方式放在同一块海绵上，压力作用效果明显的是图____（选填“甲”或“乙”）,这一现象说明压力作用效果与__________大小有关;将瓶中水倒
乙
受力面积
压力大小
[解析] 小文把同一个装满水的矿泉水瓶用两种方式放在同一块海绵上，由题图可知，压力作用效果明显的是图乙，图甲和图乙中压力相同，图乙中受力面积较小，压力的作用效果更明显，这一现象说明压力作用效果与受力面积大小有关；将瓶中水倒掉一半后按题图甲所示的方式放置，比较前后两次海绵形变的大小，此时受力面积相同，压力不同，这是探究压力作用效果与压力大小的关系。
掉一半后按图甲所示的方式放置,比较前后两次海绵形变的大小,这是探究压力作用效果与__________的关系。
3.压强
（1）定义：物体单位面积受到的压力叫做压强。
（2）公式：压强 ，
（ 表示压强， 表示压力， 表示受力面积）。
公式的变形应用： 利用压强求压力 。
利用压强求受力面积： 。
（3）单位：在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕 。 牛 米 ，帕斯卡是一个很小的单位，常用的压强单位有百帕 、千帕 、兆帕 。
对压强单位的认识 一张对折的报纸平铺在水平桌面上时，对桌面的压强约为1帕 一块平放的砖对水平地面的压强约为 帕 坦克车的履带对水平地面的压强约为 帕 成年人站立在水平地面上对地面的压强约为 帕
典例2 关于压力和压强的说法正确的是( )
A.压力越大，压强一定越大
B.受力面积越小，压强一定越大
C.受力面积相同，物体越重，压强一定越大
D.压力相同，受力面积越大，压强一定越小
D
[解析] 只有在受力面积一定时，压力越大，压强才越大，但压力不一定等于重力，A、C选项均错误；只有压力一定时，受力面积越小，压强才越大，B选项错误。
4.应用压强公式时的注意事项
单位统一 用压强公式计算时，各物理量的单位必须统一用国际单位制单位， 的单位为 ， 的单位为 ， 的单位为
确定 受力面积 公式中的 是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，两者相互接触的面积。如图所示，将一底面积为 的物体 分别放置在面积为 和 的两个桌面上，两种情况下，物体 对桌面的压力相等，但图甲中受力面积是 ，图乙中受力面积是
你知道吗
使用 求解压强的前提条件：
（1）物体是密度均匀、形状规则的实心柱体（圆柱体或棱柱体）；
（2）物体放在水平面上，受力面积等于物体的底面积；
（3）物体对水平面的压力仅是由重力产生的，在竖直方向上没有其他力的作用，即 。
拓展培优
特殊情况下固体压强的计算
公式 适用于任何条件下压强的计算，但在计算匀质柱状固体的压强时，借用其推导公式 会更快捷、方便。其推导过程如下：
如图所示，设柱体的高为 、密度为 、底面积为 ，该柱体放在水平桌面上时，对桌面产生的压强 。
典例3 [绍兴期末] 右图是一个身高体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示其身高、体重。若体检者重600牛，双脚与台面的接触面积为0.05 米 ，则他对台面的压强为__________帕。

[解析] 体检者站在台面上时，对台面的压力 ，对台面的压强 。
知识点2 增大或减小压强的方法
方法 实例
增大压强 压力一定，减小受力面积 刀口很锋利，缝衣针的针头、图钉的钉头很尖，滑冰鞋的底下装有冰刀，蚊子尖尖的口器，啄木鸟的尖喙，破窗锤的锤头做成锥状等
受力面积一定，增大压力 压路机的碾子质量很大
增大压力的同时减小受力面积 用铁锤钉钉子
方法 实例
减小压强 压力一定，增大受力面积 书包的背带较宽，坦克安装履带，铁轨铺在枕木上，骆驼有宽大的脚掌，载重汽车的车轮又宽又多，纪念碑宽大的底座，用滑雪板滑雪等
受力面积一定，减小压力 现代建筑广泛采用空心砖，中空的石柱，道路上禁止超载等
减小压力的同时增大受力面积 人在冰面上行走发现有破冰危险时，丢掉负重且改为匍匐行进
续表
科学与生活
从压强的角度认识超载的危害
前面已经学过，货车超载后因为惯性较大不易刹车，易发生交通事故，除此之外，货车超载还会使货车对路面的压强过大，超出路面能够承受的限度，损坏路面。
典例4 [宁波镇海区期中] 下列选项中，属于减小压强的是( )
A.&1& 啄木鸟的喙 B.&2& 骆驼的脚掌 C.&3& 鳄鱼的牙齿 D.&4& 蚊子的口器
B
[解析] 啄木鸟的喙很尖，鳄鱼的牙齿很尖，蚊子的口器尖细，都是通过减小受力面积来增大压强的，故A、C、D不符合题意；骆驼的脚掌很大，通过增大受力面积来减小压强，便于骆驼在沙漠中行走，故B符合题意。
拓展
液体压强产生的原因：由于液体受重力作用，且具有流动性，所以液体对制成它的容器底部和阻碍它散开的容器侧壁都会产生压强。不仅如此，容器内部各部分液体之间相互挤压，也会产生压强。
知识点3 液体的压强 重难点
1.教材第120页活动：探究液体压强的存在
提出问题 固体会产生压强，液体是否也会产生压强？ 实验过程
实验现象 将水注入管内约 处时橡皮膜向外凸出，将水注入管内约 处时橡皮膜向外凸出更明显 结论 液体对容器底部和侧壁都会产生压强，液体的深度越大，压强越大 2.压强计
作用 比较液体内部的压强大小
构造图示
工作原理 当橡皮膜受到外力作用而向里凹陷时， 形玻璃管两侧液面出现高度差，因此可通过两侧高度差来反映压强的大小，液面高度差越大，表示压强越大
3.探究液体内部压强的大小跟哪些因素有关（含教材第121页探究答案）
提出问题 液体内部不同深度的压强是否相同？液体内部同一深度各个方向的压强是否相同？ 实验原理 当压强计金属盒上的橡皮膜没有受到压强时， 形管两侧的液面相平；当金属盒上的橡皮膜受到压强时， 形管两侧液面便出现高度差，压强越大，液面高度差就越大 控制变量 控制液体的密度与金属盒在液体中的深度都相同，改变金属盒的方向 控制液体的密度、金属盒的方向都相同，改变金属盒在水中的深度 控制金属盒的方向、深度都相同，改变液体的密度（增大）
进行实验
现象分析 形管两侧液面的高度差不变，即液体内部的压强不变，说明同一深度液体内部压强的大小与方向无关 金属盒所处的深度越大， 形管两侧的液面高度差越大，即液体内部的压强越大 液体的密度变大， 形管两侧的液面高度差变大，即液体内部的压强变大
探究归纳 （1）液体内部各处都有压强； （2）同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强相等； （3）液体内部的压强随深度的增加而增大； （4）不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，液体的密度越大，压强越大 续表
注意 探究液体内部的压强跟哪些因素有关时用到了控制变量法；用压强计的两玻璃管内液面的高度差的大小表示压强的大小，将抽象的问题转换为直观、形象的问题，这种研究问题的方法叫做转换法。
典例5 [嘉兴期末] 小明做“探究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表：
序号 液体 深度 橡皮膜方向 压强计左右液面高度差
1 水 5 朝上 4.9
2 水 5 朝下 4.9
3 水 5 朝侧面 4.9
4 水 10 朝侧面 9.8
5 水 15 朝侧面 14.7
6 酒精 15 朝侧面 11.8
根据表中的数据，请回答下列问题：
（1）比较序号为__________的三组数据，可得出结论：同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。
、 、
[解析] 要得出“同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等”的结论，就要控制同种液体且深度相同，改变橡皮膜的方向，故要比较序号为1、 、 的三组数据。
（2）比较序号为3、 、 的三组数据，可得出结论：__________________________________。
液体内部的压强随深度的增加而增大
[解析] 比较序号为3、 、 的三组数据可得，同种液体，深度增加，压强计左、右液面的高度差增大，即压强增大，说明液体内部的压强与深度有关，深度越大，压强越大。
（3）比较序号为______的两组数据，可得出结论：在同一深度处，不同液体的压强与液体的密度有关。
、
[解析] 探究液体的压强与液体密度的关系时，要控制深度相同，改变液体的密度，即液体不同，故比较序号为5、 的两组数据。
知识点4 液体压强的计算公式 拓展点
1.液体压强的计算公式
如图所示，在容器中装有密度为 的液体，要计算液体在深度为 处的压强 ，因为液体压强与深度和液体密度有关，所以可以在液体中取底面积为 、高为 的一个棱柱形（或圆柱形）液柱为研究对象。这种研究科学问题的方法称为建模法。
当液体静止时，这个液柱也处于静止状态。根据二力平衡条件知，液柱底面所受的竖直向上的压力 与液柱的重力 是一对平衡力，即 。又 ， ，因此有 。所以深度为 处的液体产生的压强为 。
也可按下列步骤推导：
（1）液柱对底面的压力 ；
（2）液柱对底面的压强 ，即 。
2.对液体压强公式的理解
（1）凡是液体产生的压强，都可用公式 来计算和讨论。
是从研究点到自由液面（与大气连通的液面）的竖直距离
（2）应用公式 时，各个物理量的单位都应统一为国际单位制单位。 的单位一定要用 ， 的单位要用 ，计算出的压强单位才是 。
（3）在液体压强公式 中， 表示深度。判断出 的大小是计算液体压强的关键。如图所示， 点的深度 ， 点的深度 ， 点的深度 。 、 两点的深度都是 ， 、 两点的深度都是 。
（4）液体压强的计算公式 ，此公式变形为 , 。
在已知液体的密度、深度、压强三个物理量中的任意两个量时，可通过公式计算第三个量。
辨析比较
压强的定义式 和液体压强公式 的区别与联系。
压强的定义式 液体的压强公式
区别 适用范围 普遍适用 一般适用于液体
决定因素 压力和受力面积 液体的密度和深度
计算顺序 先计算压力，后计算压强（利用 ） 先计算压强（利用 ），后计算压力（利用 ）
压强的定义式 液体的压强公式
联系 （1）液体的压强公式 是根据液体的特点，利用定义式 推导出来的。 （2）在特殊情况下，用公式 和 均可计算竖直放在水平面上的固体对水平面的压强，这里所说的特殊情况，是指该固体为质地均匀、上下粗细一致的柱体（如圆柱、棱柱等）；此时， 指该固体的密度， 指该固体的高度。 （3）对于其他不规则容器，计算液体的压强一定要用公式 ， 否则会出现错误 续表
3.液体对容器底部的压力和液体重力的关系
容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的定量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的，可以认为柱形容器中液体的重力全部压在了容器底部，所以 液体对容器底部的压力 ，即
容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的定量分析
在口大底小的扩口容器中，虚线外那一部分液体的重力作用在倾斜的侧壁上，作用在容器底部的压力只等于以其底面积大小形成的液柱的重力，所以 液体对容器底部的压力 ，即 ，即 （ 指以容器底面积大小形成的液柱的重力）
续表
容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的定量分析
口小底大的缩口容器侧壁会受到液体向上的压力，因为物体间力的作用是相互的，所以侧壁不但不起支持液体重力的作用，反而给液体施加了一个向下的压力，于是容器底部不但要承受液体的重力，还要承受侧壁对液体施加的向下的压力，所以 液体对容器底部的压力 ，即 ，即 （ 指以容器底面积大小形成的液柱的重力）
续表
典例6 （原创题）如图，甲、乙、丙是三个质量和底面积均相等的容器，若容器中都装入等质量的水（水不溢出），三个容器底部受到的水的压强( )
A
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
[解析] 三个容器装入相同质量的水，因容器的底面积相等，所以，三个容器内水的深度关系为 ，由 可知，容器底部受到水的压强关系为 。
一题多解
甲为缩口容器， ；
乙为柱状容器， ；
丙为扩口容器， ；
所以容器底部受到水的压力关系为 。
又因容器底面积相同，由 可知压强关系为 。
题型1 压力和重力
典例7 关于压力和重力，下列说法正确的是( )
A.压力都是由物体受到的重力产生的
B.压力的大小总是等于物体所受重力的大小
C.竖直作用在物体表面上的力叫做压力
D.压力的大小有时等于物体所受重力的大小
D
[解析] 除了重力，其他力也可以产生压力，A选项说法错误；放置在斜面上的物体对接触面的压力大小不等于物体所受重力的大小，B选项说法错误；垂直作用在物体表面上的力叫做压力，压力的方向不一定是竖直方向，C选项说法错误；当物体静止放置在水平面上时，物体对水平面的压力大小等于物体所受重力的大小，D选项说法正确。
题型2 固体的压强
角度1 探究影响压力作用效果的因素
典例8 探究影响压力作用效果的因素的实验如图甲、乙、丙所示。
（1）甲、乙、丙实验中，根据________________来比较压力的作用效果。
海绵的凹陷程度
（2）通过比较甲、乙实验能够得到的结论是________________________________________________________________________________________。
受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显描述结论时，不能省略前提“受力面积一定时”
[解析] 通过比较甲、乙实验可以看出，受力面积相同，压力越大，海绵的凹陷程度越大，可得到的结论是受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显。
（3）由乙、丙实验可知压力的作用效果与受力面积的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例：______________________________。
书包背带做得较宽（合理即可）
[解析] 通过比较乙、丙实验可以看出，物体所受压力一定时，受力面积越大，作用效果越不明显。生活中我们经常通过增大受力面积来减小压强，或者减小受力面积来增大压强，如书包背带做得较宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。
（4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙和图丁所观察到的现象，可以说明压力的作用效果还与受压物体的______有关。
材料
[解析] 图丁和图丙中，压力大小和受力面积均相同，但是木板的形变不明显。这说明，压力的作用效果还与受压物体的材料有关。
方法点拨
（1）该实验是根据受力面（海绵）的凹陷程度（或形变程度）来显示压力作用效果的，这里运用了转换法。
（2）该实验必须运用控制变量的方法。值得注意的是，在探究压力作用效果跟压力大小的关系或者探究压力作用效果跟受力面积的关系时，都是在受压物体材料相同的情况下进行的，这也是控制变量。
角度2 比较压强的大小
典例9 [嘉兴期末] 如图所示，四块相同的长方体木块放置在水平地面上，如按图中虚线所示的几种方式切开，并将灰色部分取走，则剩余部分对水平地面的压强最大的是( )
B
A.&5&
B.&6&
C.&7&
D.&8&
[解析] 设木块的重力为 ，底面积为 ，则对地面产生的压强为 。A选项中将木块沿竖直方向去掉一部分，则剩余部分对地面的压力和受力面积同时等比例减小，所以压强不变；B选项的分析如图甲所示，若沿红线竖直切去右边部分，则剩余部分对地面的压强不变，而实际去掉的部分比沿红线切去的少，所以切去灰色部分后剩余部分对地面的压强变大；C选项的分析如图乙所示，去掉的灰色部分比沿红线切去的多，所以压强变小；D选项中受力面积不变，切去上面部分后剩余部分对地面的压力变小，所以压强变小。综合分析，B选项中剩余部分对水平地面的压强最大。
方法点拨
比较压强大小的方法
固体斜切时，若压力和受力面积都改变，可分两次切割，将多个变量问题转化为单个变量问题。
（1）先沿剩余底面竖切:竖切后压力和受力面积等比例减小，因此竖切后压强大小不变。
（2）再斜切：斜切后，受力面积不变，根据压力大小的变化即可判断压强的变化。
题型3 液体的压强
角度1 探究液体内部压强的特点
典例10 在“探究影响液体内部压强的因素”实验中。
（1）压强计是通过 形管__________________来显示橡皮膜所受压强的大小的。
两侧液面的高度差
[解析] 压强计是靠 形管两侧液面的高度差来显示压强大小的，液面的高度差越大，说明液体压强越大。
（2）小华实验时的情形如图所示，四幅图中烧杯内的液面相平。
①比较图甲和图____两次实验，可以初步得出结论：液体内部压强随深度的增加而增大。
乙
[解析] 要探究液体压强大小与深度的关系，应控制液体的密度相同、金属盒的方向相同，而金属盒在液体中的深度不同，如图甲、图乙两次实验；
②保持金属盒在水中的深度不变，改变它的方向，如图乙、丙所示，根据实验现象可以初步得出结论：____________________________________________________。
同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等
[解析] 在乙、丙两图中，液体的密度相同，金属盒在水中的深度相同，但是金属盒的方向不同，根据实验现象可以初步得出结论：同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等；
③比较图乙和图丁两次实验，能得到液体压强与液体密度有关的结论吗？ ______，理由是________________________________。
不能
金属盒在两种液体中的深度不相同
[解析] 根据题意并结合乙、丁两图可知，两烧杯中的液体密度、金属盒所处的深度均不相同，故不能得出结论。
方法点拨
探究影响液体内部压强大小因素的实验，包含如下的探究方法：
（1）转换法：把液体内部压强大小转换成 形管两侧液面的高度差，液面的高度差越大，被测液体的压强越大。
（2）控制变量法：同一液体的密度一定，改变金属盒在液体中的深度，观察 形管两侧液面的高度差，可知液体内部压强大小与深度的关系；不同液体的密度不同，让金属盒在液体中的深度相同，观察 形管两侧液面的高度差，可知液体压强与液体密度的关系。
角度2 液体压强大小的比较
典例11 如图所示，容器内盛有水，其底部 、 、 三处受到水的压强分别为 、 、 ，则以下判断正确的是 ( )
C
A. B. C. D.
[解析] 、 、 所在的深度，是指它们到液体自由液面的竖直距离，因此三处的深度相同，水的压强相等。
方法点拨
解答此类题的关键是对“液体深度”的判断。要注意：
（1）液体深度是指从液体的自由液面（与大气相连通的液面）到某点之间的竖直距离，即深度是由上到下的。
（2）同一液体内，只要深度相同压强就相同，与容器的形状等其他因素无关。
题型4 压强的计算
典例12 质量为 ，底面积为 的薄壁容器中盛有 水，将容器放置在水平地面上，如图所示，容器内水深 为 ，则：
（1）水对容器底部的压强为多少？
[答案]
[解析] 水对容器底部的压强 ;
（2）水对容器底部的压力是多少？
[答案]
[解析] 根据 可得，压力 ;
（3）容器底部对地面的压强为多少帕（ ， 取 ）？
[答案]
[解析] 容器底部对地面的压力 ,容器底部对地面的压强 。
方法点拨
压力、压强的分析与计算顺序
解答关于压强的综合题时一定要注意分析、计算的是固体的压强还是液体的压强。