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第九章 压强
第1节 压强
学习目标 课程标准
1.知道什么是压力和压强. 2.(重点)探究影响压力作用效果的因素. 3.(重点)能用压强公式进行计算. 4.知道日常生活中增大和减小压强的方法. 1.通过实验,理解压强.
2.知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用.
答:因为两人对雪地的重力相等,受力面积不一样,所以一个陷进雪地,另一个却没有;利用物体所受压力的大小与受力面积之比p=计算两人对雪地的压力的作用效果.
思考:两个重力相同的中学生站在雪地上,为什么一个陷进雪地里了,另一个却没有 如何计算他们对雪地的压力的作用效果呢
知识点一 压力
作用在物体表面上的力叫做压力.
垂直
甲 乙 丙 丁
把G=10 N的物体放在支撑面上静止不动,画出下列各种情况下支撑面所受压力的示意图,并说明压力F1、F2、F3、F4的大小分别为多少 (图中F=4 N)
F1= F2= F3= F4= _
4 N
6 N
14 N
答案图
10 N
点拨1:
(1)压力的方向总是垂直于受力面指向被压物体.
(2)压力并不一定是由重力产生的.物体放在水平桌面上时,如果不受其他力,则压力F的大小等于物体的重力G的大小.
【举一反三1】(2022东营期中)课本放置在水平桌面上,虽然压力的大小等于重力的大小,但重力并不是压力,因为重力作用在 上,施力物体是 ;而压力作用在 ,施力物体是 .
课本
桌面
地球
课本
【举一反三2】(2022驻马店期中)请在图中画出跳水运动员对跳板的压力的示意图.
答案图
甲 乙 丙
知识点二 探究压力的作用效果跟什么因素有关
利用如图所示的装置探究压力的作用效果与什么因素有关.
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力的作用效果.这里用到的研究方法是 .
(2)步骤甲、乙中,都让小桌腿朝下是为了保持 _ 不变,探究压力的作用效果与 之间的关系;实验现象表明: _
.
压力的大小
受力面积
转换法
形变程度
受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)步骤乙、丙中,把砝码放在桌面木板上,分别用桌腿和桌面压海绵,是为了保持 不变,探究压力的作用效果与 之间的关系.
实验现象表明: _
.
(4)综合分析可以得出:压力的作用效果跟 和
有关.
(5)在这个探究实验中还用到的研究方法是 .
控制变量法
受力面积
压力
受力面积
压力
压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力的作用效果的;
(2)小明为了探究压力的作用效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较,得出结论;
D、E
【举一反三3】(2022衡阳期中)小明在“探究影响压力的作用效果的因素”实验中,做了如图所示的一些实验.
海绵的凹陷程度
(3)小明对图中的B和F两次实验进行对比得出结论:压力的作用效果跟受力面积有关,在压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越明显.你认为小明的结论是 (选填“正确”或“错误”)的.进一步分析可以得出在实验中对受压物体的要求是:受压物体要 且易发生形变;
相同
错误
(4)小明实验时将一块肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如图G所示.他发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关.你认为他在探究过程中存在的问题是:没有控制 (选填“受力面积”或“压力”)的大小不变.
压力
知识点三 压强
1.压强是表示 的物理量.
2.压力的作用效果与 和 有关;
受力面积相同时,压力越大, ;
压力相同时,受力面积 ,压力的作用效果越明显.
越小
压力的作用效果越明显
受力面积的大小
压力的大小
压力的作用效果
S=
p=
3.压强:(1)定义: 之比叫压强.
(2)公式: ;推导公式: 、 .
(3)单位: .
4.1 Pa=1 N/m2.它表示的物理意义是
.
1 m2的面积上物体受到的压力是1 N
Pa
F=pS
物体所受的压力的大小与受力面积
解:在水平地面上铁块对地面的压力:
F=G铁=200 N
铁块对地面的压强:p==2×103 Pa.
答:铁块对地面的压强为2×103 Pa.
一个底面积为0.1 m2,重力为200 N的铁块放在水平地面上,铁块对地面的压强是多大
点拨2:使用压强公式进行计算时,一定要注意单位统一及单位之间的换算,只有力F的单位是N,受力面积S的单位是m2,压强p的单位才是Pa.并要确定压力的大小和受力面积(两物体相互接触的面积)的大小.除了会计算压强外,还要会用此公式计算压力(F=pS)和受力面积.
解:牛站在水平沙地上时的总面积:
S总=4S脚=4×25 cm2=100 cm2=1×10-2 m2
由p=知,牛站立在沙地上时对沙地的压力:
F=p站S总=2×105 Pa×1×10-2 m2=2 000 N
答:牛站立时对沙地的压力为2 000 N.
【举一反三4】牛在水平沙地上站立时留下的一个脚印的面积为25 cm2,并对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2×105 Pa,则牛站立时对沙地的压力为多少 (设四只脚印面积相等)
【举一反三5】(教材母题变式)估测某同学站立时对地面的压强,他的质量为50 kg,站立时对地面的压力是 N;他站立在一张方格纸上,假设整个鞋印都与地面接触,在方格纸上画出一只鞋底的轮廓,看鞋底占有多少个小格(不满一格时,大于半格的算一格,小于半格的不算),再乘以每一小格的面积,就可以知道一只脚的面积.如图所示,图中每个小格的边长是1 cm,一只鞋底有133个这样的小格,则该同学站立时
对地面的压强约是 Pa.(g取10 N/kg)
1.88×104
500
【易错题】如图所示是我国99A式主战坦克,该坦克质量为52 t,每条履带与地面的接触面积为2 m2,该坦克静止在水平地面上时,对地面的压强为 Pa.质量为45 kg的某同学站在水平地面上,单脚与地面的接触面积是150 cm2,则他走路时对地面的压强为 Pa.(g取10 N/kg)
3×104
1.3×105
错因分析:没有意识到坦克与地面的受力面积是两条履带的总面积,人走路时是一只脚着地,受力面积是单只脚与地面的接触面积.
如图所示,三个底面积不同、等高的实心铜圆柱体放在水平地面上,则它们对地面的压强关系是( )
A.甲对地面的压强最大
B.丙对地面的压强最大
C.甲、乙、丙对地面的压强一样大
D.条件不足,无法判断
C
点拨3:放在水平面上,质量分布均匀的柱体(如圆柱体、正方体、长方体)对水平面的压强可用公式p=ρgh进行比较.
【举一反三6】(2022抚顺期末)如图所示,质地均匀的长方体放在水平桌面上.如果先竖直切除①部分,剩余部分对桌面的压力将 ,压强将 .如果再竖直切除②部分,剩余部分对桌面的压强将 .(均选填“变大”
“变小”或“不变”)
不变
变小
变小
【举一反三7】将两个物体放在水平桌面上,它们的重力之比是1∶3,两个物体与水平桌面的接触面积之比是2∶1,
则两物体对桌面的压力之比是 ,压强之比是
.
1∶6
1∶3
知识点四 增大和减小压强的方法
1.增大压强的方法:
① ;
② .
2.减小压强的方法:
① ;② .
增大受力面积
减小压力
减小受力面积
增大压力
A.图甲,压路机的碾子质量很大
B.图乙,滑雪板的面积较大
C.图丙,书包的背带较宽
D.图丁,铁轨下面铺设枕木
(2022南充期末)下列做法是为了增大压强的是( )
A
A B C D
【举一反三8】在窗子密闭的旅行车上备有逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,下图中的四把逃生锤,质量相同,形状不同.为了更容易打破玻璃,应该选择的是( )
D
【举一反三9】(2022锦州期中)如图,挖掘机的履带由多块履带板连接起来,履带板与地面接触的一面有加强防滑筋(简称花纹,即履带板上突起部分),以提高履带板的坚固性和履带对地面的附着力.根据以上信息,我们可知道,挖掘机不允许在公路上行驶,是由于履带与坚硬路面的接触面积 ,压强 ;而挖掘机在松软的地面工作时,履带与地面的接触面积 ,压强 .(均选填“大”或“小”)
小
大
大
小
1.压力:
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.
(2)方向:垂直于接触面.
2.压强:(1)定义:物体所受的压力的大小与受力面积之比叫做压强.
(2)公式:p=;推导公式:F=pS;S=.
(3)单位:帕斯卡(Pa).
(4)应用:减小压强、增大压强.