【新教材】教科版9.1 压强 学案 及 答案

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【学习目标】
1.通过生活实例和教师演示实验，知道压力与重力的区别；
2.通过经历“压力作用效果影响因素”的探究过程，知道压力作用效果与什么因素有关，在探究中激发学习热情，体验探究乐趣，进一步掌握科学探究方法，培养科学探究能力；
3.通过演示实验，完善压强概念的建构过程，了解其在生产、生活中的应用，并能解决生活中的真实问题。
重点：经历压强概念的建立过程。
难点：理解压强并能解释与压强有关的物理现象。
【自主学习】
1.压力：
（1）定义： 叫压力.
（2）通常把物体放在水平面上时，如果物体不受其他力，则压力大小与物体的重力大小 。
2.压强：
（1）定义： 叫做压强。
（2）物理意义：压强是表示 的物理量
（3）公式： 。其中各量的单位分别是：p： ；F： ；S： 。
3.控制压强大小的方法：
①增大压强的方法： 、
②减小压强的方法： 、
【合作探究】
【器材】形状相同的铁块和木块、海绵
【步骤】
A. ，观察海绵的形变程度；
B.再换用 分别竖直、水平放在海绵块上，观察海绵的形变程度；
C.比较海绵的凹陷程度，总结实验结论
【实验证据】智慧”物理小组的同学们根据设计的实验进行操作，如图甲、乙、丙、丁所示。
【分析论证】根据上图中的实验现象得出实验结论
【归纳整理】
名师点拨
固体压强计算思路梳理
1.常规情况
【例题1】某同学利用体重计测得自己的质量是50 kg，他通过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
【总结】应用压强公式时，应注意下列几个点：
(1)使用该公式计算压强时，关键是找出 和 。物体放在水平面上,只受重力和支持力时,对水平面压力的大小与物体 大小相等。
(2)压力F和受力面积S之间不存在因果关系，但压强p和F、S之间却有密切的关系，在S一定时，p与 成正比。在F一定时，p与 成反比。
(3)在国际单位制中压强的单位是 。应用公式计算时，单位要统一，特别是受力面积的单位必须是 。
【例题2】如图所示，物体A重30 N，B重15 N，物体A的底面积为10 cm2，物体B的底面积为5 cm2。则A对B的压强是 Pa，B对桌面的压强是 Pa。
【例题3】一头质量为6×103 kg的大象，每只脚掌的面积为600 cm2，它四脚着地时对地面的压强为 Pa。若大象抬起一条腿，它对地面的压力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(取g=10 N／kg)
2.特殊情况
对于放在水平面上、密度均匀的直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）对桌面的压强可以利用公式 分析或计算，推到此公式。
【例题4】如图所示，在水平桌面上放着甲、乙、丙三个高度一样的铝制实心圆柱体，它们的质量分别是100g、130g、170g，它们对桌面的压强大小判断正确的是（ ）
A．甲最大 B．丙最大
C．一样大 D．条件不足，无法判断
【例题5】如图所示，边长分别为0.2 m和0.1 m的实心正方体A，B放置在水平地面上,ρA=2×103kg／m3，ρB=8×103kg／m3。则物体A的质量为 kg；物体B对地面的压强为 Pa。(取g=10 N／kg)
【例题6】如图所示，放在水平地面上的两个实心长方体A，B，已知体积VASB，对地面的压强PA=PB。下列判断正确的是( )
A.A的密度可能大于B的密度 B.A的密度可能小于B的密度
C.A的质量一定大于B的质量 D.A的质量可能等于B的质量
【课堂练习】
1.如图所示，书包带做得宽大是为了（　　）
A.减小压强 B.减小压力
C.增大压强 D.增大压力
2.如图，若将砖块从中央沿直线竖直切掉一半，则剩下的一半跟原来相比，下列说法正确的是（　　）
A.压力减半，对地面的压强减半 B.压力减半，对地面的压强不变
C.压力减半，对地面的压强增大 D.压力不变，对地面的压强减半
3.如图，一个质量均匀的正方体，沿虚线竖直切割成完成相同的两部分，分别按照甲乙方式放在水平面上，若对水平面的压强分别为p甲、p乙.则p甲∶p乙为（ ）
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.3∶1
4.一块长方体合金块，重1.2N，侧放于面积为1m2的水平桌面上，它与桌面的接触面积是1×10-3m2，下列说法正确的是（　　）
①合金块对桌面的压强是1.2Pa ②合金块对桌面的压强是1200Pa
③若沿竖直方向切去一块，则剩余部分对桌面的压强不变
④若沿水平方向切去一块，则剩余部分对桌面的压强不变
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
5.质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上.已知它们的密度之比ρA：ρB=1：2，对地面的压强之比PA：PB=1：3.则它们的高度之比hA：hB与它们的质量之比mA：mB分析正确的是（ ）
A.hA：hB=1：3 B.hA：hB=2：3 C.mA：mB=3：2 D.mA：mB=1：2
6.如图，甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体，它们的密度之比ρ甲∶ρ乙=4∶5，底面积之比S甲∶S乙=5∶8，对水平地面的压强之比p甲∶p乙=6∶5，下列有关甲、乙的说法正确的是（）
①甲、乙的质量之比是3∶4；
②甲、乙的体积之比是15∶16；
③将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后，剩余部分对地面的压强可能相等；
④将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后，剩余部分对地面的压强可能相等。
A.①②③ B.②③④ C.①②③④ D.①②④
7.如图，质量相等的实心均匀正方体A和B平放在水平地面上（ρA>ρB），它们对地面的压强分别为pA和pB，则pA___________pB。现竖直切去左半部分（如图中虚线所示），剩余部分对地面的压强分别为pA′和pB′，则pA′___________pB′，pA′___________pA。（均选填“>”“<”或“=”）
8.在放假外出旅游时，小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤，如图3所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形，这样做的目的是通过________受力面积的方法，从而________压强来破坏玻璃窗逃生（两空均选填“增大”或“减小”）。
第7题图 第8题图
【课后巩固】
知识点1：压力
1.关于压力、压强下列说法中正确的是（ ）
A.压力都是由重力引起的，大小就等于重力
B.压力的方向总是竖直向下的
C.物体对支承面的压力越大，压强也越大
D.当受力面积一定时，压力越大，受力面受的压强也越大
2.下列说法正确的是（ ）
A.压力的方向一定是竖直向下的 B.压力的大小一定等于物体所受的重力
C.压力的方向一定垂直指向受力面 D.压力的大小一定不等于物体所受的重力
3.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.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
C.茶杯对桌面的压力就是重力
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
知识点2：影响压力作用效果的因素
1.小明利用洗手间的肥皂及海绵探究“压力的作用效果与哪些因素有关”，实验探究过程如图所示。
（1）分析比较甲、乙两图中的实验现象，得到的结论是什么？
（2）图乙和图丙探究的问题是什么？
（3）小明将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示，由实验现象，他经过分析、论证得到的结论是：压力的作用效果与受力面积无关。分析评估他的实验结论。
2.如图甲、乙、丙所示，小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
（1）本实验是通过观察 来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有________和转换法。
（2）通过比较图甲、乙，说明________，压力的作用效果越明显。
（3）通过比较图________（填序号），说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p________p′（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（5）实验时，小明将小桌换成砖块，并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示，发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是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________。
知识点3：压强
1.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
2.将质量为200g、底面积为4×10-2m2的物理书平放在水平课桌中央，课桌面积为0.2m2，则书对课桌的压强为（g取10N/kg）（ ）
A.5Pa B.10Pa C.50Pa D.5000Pa
3.如图所示，材料、粗糙程度和质量相同的甲、乙两物体放在同一水平桌面上，在水平拉力作用下做匀速直线运动。它们所受的拉力为F甲、F乙，对桌面的压强为p甲、p乙，底面积S甲 >S乙。则下列关系正确的是（ ）
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
4.如图所示，能正确描述受力面积相同时固体压强与压力大小关系的图像是（ ）
5.如图所示，是甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系图像。若用体积相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B，把它们平放在水平地面上，则A、B对地面的压强之比为（　　）
A.1∶4 B.1∶8 C.1∶2 D.8∶1
6.、两个实心正方体的质量相等，密度之比，若按甲、乙两种不同的方式，分别将它们叠放在水平地面上（如图所示），则地面受到的压力之比和压强之比分别是（ ）
A.，
B.，
C.，
D.，
7.高度、材料相同的实心长方体A和B放在水平桌面上，它们的大小如图所示。它们对桌面的压力分别为FA、FB，压强分别为pA和pB。关于它们的大小关系，正确的是(　　)
A.FA＜FB，pA＜pB B.FA＞FB，pA＝pB C.FA＞FB，PA＞PB D.FA＞FB PA＜PB
8.如图所示，用两食指同时压铅笔两端，左手指受到铅笔的压力为F1、压强为p1；右手指受到铅笔的压力为F2、压强为P2。则F1 F2，p1 p2。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
9.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108Pa的压强，那么“水刀”作用在10-7m2的面积上，产生的压力为 N。
10.如图，在水平地面上铺一张方格纸，质量为54Kg的人左脚单脚站立时，在方格纸上留下的鞋底贴地部分的轮廓。每一个方格的面积为4×10-4m2，数方格时，超过半格的算一格，不足半格的忽略不计，请回答：此人左脚单脚站立时，与地面接触面积大约是 m2，对地面的压强大约是 Pa。（取g=10N/Kg）
11.如图所示的长方体，底面积为1m2，放在水平桌面上，重力为7.8×104N，它对桌面的压力是 N，若沿如图甲所示的虚线去掉一半，其余部分不动，这时它对桌面的压力是 N，压强是 Pa。如果沿图乙所示的虚线去掉一半，其余部分不动，这时它对桌面的压力是 N，压强是 Pa。
12.两个正方体A、B的质量相等，底面积之比为4:1，物块A对物块B的压强PA与物块B对桌面的压强PB之比PA:PB＝________，如果A的密度为ρA＝1×103kg/m3，则B的密度ρB＝_______kg/m3。
13.如图所示，甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上，它们的边长之比，质量之比，则它们对地面的压力之比_________，对地面的压强之比________。
14.甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体，放置在水平桌面上，沿水平方向切去上部分，剩余部分对桌面的压强p与切去部分高度h的关系如图所示，已知甲的密度为4.0×103kg/m3，则圆柱体甲的高度为________cm。当切去的高度为12cm，将各自切去部分放置在另一个圆柱体的剩余部分的上表面时，甲剩余部分和乙切去部分的组合体对桌面的压强为p1，乙剩余部分和甲切去部分的组合体对桌面的压强为p2，且p1:p2=3:2，则甲乙圆柱体的底面积之比为________。
第13题图 第14题图
知识点4：增大或减小压强的方法
1.下列实例中属于增大压强的是（ ）
2.下列生活事例采取的做法中，为了增大压强的是（　　）
A.火车钢轨下垫上枕木 B.禁止货车超载
C.刀刃磨得锋利 D.雪橇板做得比较宽大
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。砖上的条形或圆点高出地面5cm，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
1.如图水平雪地上，穿着雪橇的小明总质量为70kg，没有陷入雪地；而穿着运动鞋的欣欣总质量为50kg，却深陷雪地。下列说法正确的是（　　）
A.小明对雪地的压力比小明的小
B.小明对雪地的压力和小明的一样
C.小明对雪地单位面积的压力比小明的小
D.受力面积和压力都不等，无法比较谁对雪地的压强大
2.如图所示，将一块长木板放在水平桌面上，用水平力F1向右缓慢推动木板，使其一部分露出桌面（由图甲到图乙）。推动木板过程中，木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是（ ）
A.F、p不变，f变大 B.F、f不变，p变大 C.F变小，p、f变大 D.F、f不变，p变小
3.为了探究压强大小跟哪些因素有关，老师准备了如图所示的器材：①用钉子做腿的小桌 ②海绵 ③砝码 ④木板 ⑤盛有适量水的矿泉水瓶 ⑥装有沙的容器等供同学们选择.同学所选的四组器材中，不能达到探究目的的是（ ）
A.①③⑥ B.②⑤ C.②③④ D.③④⑤
4.“物竟天择，适者生存”，动物在进化过程中形成了与环境相适应的体征。下列动物体征中，能达到增大压强效果的是 （ ）
A.骆驼有宽大的脚掌 B.鱼有流线型的的身材
C.啄木鸟有尖细的嘴 D.泥鳅体表有光滑的粘液
5.“海宝”是2010年上海世博会的吉祥物，如图所示。点缀在上海街头的各种“海宝”中，有一座是材质均匀、实心的，其质量为3.0×103kg，密度为1.5 ×103kg/m3，与水平地面的接触面积为1m2，g取10N/kg,则（ ）
A.这座“海宝”的重量为3.0×103N
B.这座“海宝”对地面的压力为3.0×103N
C.这座“海宝”对地面的压强为3.0×104N/m2
D.这座“海宝”的体积为20m3
6.如图所示.放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知体积VASB，对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是（ ）
A.A的密度一定大于B的密度
B.A的密度可能小于B的密度
C.A的质量一定小干B的质量
D.A的质量可能等于B的质量
7.如图所示，完全相同的两块砖分别平放和立放在水平地面上，已知砖的长:宽:高为4:2:1，若砖平放时对地面的压强为P1，立放时对地面的压强为P2，则P1:P2等于（ ）
A.8:l B.4:1 C.1:4 D. 1:8
8.在生活中，我们有过以下的体验或观察：①写字的笔杆握笔处凹凸不平；②厨房的菜刀刀刃磨得很薄；③装订试卷时用力按压订书机；④运动鞋底花纹做的很深。其中主要目的为了增大压强的是 ，增大摩擦的是 。（填写序号）
9.体重为500 N的小明双脚站立在水平冰面上时发现冰面有破裂的危险！他及时卧在冰面上匍匐前进，避免了意外的发生。已知两只脚与冰面的接触总面积为400cm2，则小明双脚站立时对冰面的压强为 Pa，平卧时能避免意外发生的原因是 。
10.如图所示的三个高度相同的实心铁块放在水平桌面上，已知正方体铁块A最重，圆柱体铁块C底面积最小。哪个铁块对桌面的压强最大呢？同学们提出了以下三种猜想：
猜想一：正方体铁块A最重，所以它对桌面的压强最大。
猜想二：圆柱体铁块C的底面积最小，所以它对桌面的压强最大。
猜想三：三个铁块的高度相同，所以它们对桌面的压强相等。
（1）以图中长方体铁块B为研究对象，推导它对桌面的压强大小的表达式，根据表达式分析判断上述哪一个猜想是正确的。（已知铁的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S。）
压强表达式的推导：p= 。
分析判断：由上面压强的表达式可知，铁块对桌面的压强只与 有关，所以猜想 是正确的。
（2）利用海绵或其他简易器材，设计一个实验粗略验证上面的猜想。
11.“马踏飞燕”又称为“马超龙雀”，是我国汉代的艺术杰作，现作为中国旅游业的图形标志。如图所示是一“马踏飞燕”旅游工艺品，采用密度为8.0×103kg/m3的合金材料制造，总体积为2×10-3m3，“马踏飞燕”与水平底座的接触面积为4×10-3m3，求：（g取10N/kg）
（1）该工艺品的质量是多少？
（2）该工艺品对水平底座的压强是多大？
12.如图是我国自主设计制造的某品牌纯电动公交车，其质量为，静止时轮胎与地面的总接触面积为。它在平直公路上匀速行驶，行驶路程是，所受阻力为车重的0.02倍。（g取）
（1）公交车匀速行驶过程中速度是多少千米/小时。
（2）计算公交车静止时对水平地面的压强。
（3）公交车起步时，乘客会听到“车辆起步，抓好扶手”的温馨提示语。请用所学物理知识解释其中的道理。
13.如图所示，实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上，它们的重力均为G，甲的边长a为3h，乙的边长b为2h。求：
（1）正方体甲对地面的压强p甲；
（2）正方体甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙；
（3）若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度后，它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等，请计算截去的厚度。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【自主学习】
1.（1）垂直作用在物体表面上的力
（2）相等
2.（1）物体所受压力的大小与受力面积之比
（2）压力作用效果
（3）p=；帕斯卡（Pa）；牛顿（N）；平方米（m2）
3.①在受力面积一定时，增大压力；在压力一定时，减小受力面积
②在受力面积一定时，减小压力；在压力一定时，增大受力面积
【合作探究】
A. 把一长方体金属块分别竖直、水平放在海绵块上；
B. 同样形状的木块
1、当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；
2、当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【名师点拨】
1.常规情况
例题1：
同学站在水平面上，根据二力平衡条件可知，
同学对地面的压力
受力面积 =0.035
同学对地面的压强
总结：
（1）压力 受力面积 重力
（2）F S
（3）Pa m2
例题 2：3×104Pa 9×104Pa。
例题3：2.5×105Pa 不变。
2.特殊情况
例题 4：C
例题 5：16kg 8×103Pa
例题 6：A。
【课堂练习】
1.A 2.B 3.B 4.B 5.B 6.A
7.>；>；= 8.减小 增大
【课后巩固】
知识点1：压力
1.D 2.C 3.A
知识点2：影响压力作用效果的因素
1.（1）在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显
（2）压力一定时，压力的作用效果与受力面积是否有关
（3）错误，未控制压力不变
2.（1）海绵的凹陷程度；控制变量法、转换法
（2）在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显
（3）压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显
（4）=
（5）未控制压力不变
知识点3：压强
1.B 2.C 3.D 4.B 5.A 6.A 7.D
8.等于；小于 9.10
10.2.8×10 ；1.929×10 11.7.8×10 ；3.9×10 ；3.9×10 ；1.95×10 ；3.9×10
12.1:3；4×10 13.2:1；3:8 14.20；1:2
知识点4：增大或减小压强的方法
1.A 2.C 3.B
【能力提升】
1.C 2.B 3.D 4.C 5.C 6.A 7.C
8.②③；①④
9.1.25×10 ；增大受力面积，减小了对冰面的压强
10.
11.
12.（1）公交车匀速行驶过程中速度是
（2）公交车静止时对水平地面的压强
（3）车辆起步，由于人具有惯性，人保持静止状态，而车子已经往前运动，故人落后，即后倾，若没有抓稳扶好，易向后倾倒。
13.（1）正方体甲对地面的压力
正方体甲对地面的压强
（2）正方体甲的体积
正方体乙的体积
实心均匀的正方体甲、乙的重力均为G，根据可知质量
则正方体甲、乙的密度之比
（3）若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度后，它们剩余部分对地面的压强
根据，我们可得压强
由，可得
得。
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