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第十章 压强和浮力
第一节 压 强
学习目标
1.知道压力的概念,压力的作用效果与哪些因素有关。
2.理解压强的概念和计算公式,会用公式进行简单计算。
3.知道增大和减小压强的方法,知道增大和减小压强在生活中的应用。
F
F
F
这些力的共同特点是什么?
新课讲授
认识压力
一
观察与思考
1.定义
垂直作用在物体表面上的力称为压力.
2.作用效果
使受压物体发生形变.
3.压力的方向
垂直于接触面指向被压物体.
4.作用点
在所压物体表面上.
压力不是重力.
5.压力大小
施力物体 受力物体 力的方向 力的大小
压力
重力
地球
某物体
某物体
接触面
可以是任
何方向
竖直向下
一般和重力大小无关
G=mg
等于重力大小吗?
F压 = G
G
F压 = G
F压 ≠ G
F压 与 G无关
G
F压
F压
G
F压
压力可以由重力产生,也可以由其他力产生。只有当物体放在水平面时,物体对水平面的压力在数值上等于重力,即 .
粗
细
受力
面积大
受力
面积小
手指受压的感觉有什么不同?用力后这种感觉有何变化?
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。
6.压力的作用效果不同
实验目的:探究影响压力作用效果的因素.
实验猜想:可能与压力大小、受力面积有关.
实验方法:控制变量法
实验器材:海绵状泡沫塑料、砖
认识压强
二
实验与探究
实验过程:
实验序号 压 力 受力面积 压力作用效果
a
b
c
一块砖
两块砖
一块砖
大
大
小
不明显
很明显
很明显
(a)一块砖平放在海绵状泡沫塑料上
(b)两块砖叠放在海绵状泡沫塑料上
(c)一块砖竖放在海绵状泡沫塑料上
实验表明:压力的作用效果与 有关。受力面积一定时,_______越大,压力的作用效果越明显。
压力大小
压力
实验分析:
(a)一块砖平放在海绵状泡沫塑料上
(b)两块砖叠放在海绵状泡沫塑料上
实验表明:压力的作用效果与 有关。压力一定时,
,压力的作用效果越明显。
受力面积
受力面积越小
(a)一块砖平放在海绵状泡沫塑料上
(b)一块砖竖放在海绵状泡沫塑料上
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关.
压力的
作用效果
相同受力面积,比较压力大小
相同压力,比较受力面积大小
比较
求比值
压力___
受力面积
定义
压强
实验结论:
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比.
用 p 表示压强、F 表示压力、S 表示受力面积
2.公式
压强在数值上等于物体单位面积所受的压力,压强越大,压力产生的效果越明显.
N
m2
=1 Pa
1
1
压强 =
压力
受力面积
3.压强的单位:
国际单位:帕斯卡 简称:帕 符号:Pa
1 Pa表示物体在1 m2面积上受到的压力是1 N.
将一张报纸对折一下,平铺在地面上,对地面的压强约为1 Pa.
4.压强单位Pa的物理意义:
20 Pa表示什么意思?
表示物体在1 m2面积上受到的压力是20 N.
压强公式的简单计算
某同学利用体重计测得自己的质量是50 kg,他通过如图所示的方法测出每只脚与地面的接触面积是 175 cm2。这个同学站立在水平地面上时,对地面的压强是多大?
例题
在方格纸上描下鞋底接触地面部分的轮廓,数一下图形里包含的方格数(对于不满一格的,凡大于半格的都算一格,小于半格的都忽略不计),再乘以每一方格的面积,就可以得到鞋底接触地面部分的面积
解:地面受到的压力
F = G = mg = 50 kg×9.8 N/kg = 490 N
地面的受力面积
S = 2×175 cm2 = 0.035 m2
所以人对地面的压强
P===1.4×104Pa
流体的压强
三
不论是固体、液体还是气体,不管是由于重力作用还是其他力的作用,或是发生碰撞,只要有相互挤压,就会有压力和压强。
液体和气体有很强的流动性,统称为流体。流体不仅对与之接触的物体施加压强,在流体的内部也存在压强。
控制压强的大小
四
使用菜刀切菜时,我们用了什么办法增大了刀对菜的压强的?
增大压强可以增大压力或减小受力面积.
任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体会被压坏。生活和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。
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
细线切割皮蛋
压路机的磙子是重质实心的
木桩底部削尖并加大力气更容易打入地里
增大压强的方法
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?
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
减小压强的方法
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
随堂练习
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
2.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
3.盲道是为盲人提供行路方便和安全的道路设施,一般由两种砖铺成,一种是条形引导砖,引导盲人放心前行,称为行进盲道;一种是带有圆点的提示砖,提示盲人前面有障碍,该转弯或上、下坡了,称为提示盲道,如图所示。砖上的条形或圆点高出地面5 mm,当盲人走在上面时( )
A.增大了脚底的压力,使脚底产生感觉
B.增大了脚底的压强,使脚底产生感觉
C.减小了脚底的压力,使脚底产生感觉
D.减小了脚底的压强,使脚底产生感觉
B