8.1 压强(导学案)沪粤版(新教材) 八年级下册(教师版 学生版)

文档属性

名称 8.1 压强(导学案)沪粤版(新教材) 八年级下册(教师版 学生版)
格式 zip
文件大小 16.7MB
资源类型 试卷
版本资源 沪粤版
科目 物理
更新时间 2026-04-02 00:00:00

文档简介

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8.1 压强 (导学案)
【学习目标】
1. 理解压力和压强的概念,能判断压力的大小和方向,能熟练运用压强的公式进行计算,分析增大或减小压强的具体方法,并解释相关的物理现象。(物理观念)
2. 运用归纳法总结出压力的定义,采用转换法及控制变量法探究压力的作用效果,进而用定义法得出压强的公式。(科学思维、科学探究)
3. 在实验过程中,培养学生实事求是的科学态度,尊重实验数据,敢于质疑和创新。认识到物理知识在生活和社会中的重要应用,增强学生对社会和环境的责任感,培养学生将物理知识用于造福人类的意识。(科学态度与责任)
【学习重点】压力的概念;压强的概念、公式及单位;探究影响压力作用效果的因素;增大和减小压强的方法。
【学习难点】压强概念的建立;正确运用压强的公式计算及分析问题
【自主预习】阅读教材第70页第1节《压强》,并完成以下内容:
1. 压力
物理学中,把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。一切物体表面受到压力时,都会发生形变。
2. 探究压强的作用效果
通过实验,可以得出结论:
压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
3. 压强
由于压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,为了定量地反映压力的作用效果,仿照描述速度的方法,引入压强的概念。
物理学中,把物体表面受到的压力与受力面积之比叫做压强,即
如果用F表示压力,S表示受力面积,p 表示压强,则
在国际单位制中,力的单位是牛(N),面积的单位是平方米(m 2 ), 压强的单位就是牛每平方米(N / m 2),它有一个专门的名称叫做帕斯卡(pascal),简称帕,符号是Pa。
4. 增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法有增大压力或减小受力面积;
(2)减小压强的方法有减小压力或增大受力面积。
我的疑问:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【合作探究】
探究一、压力
观察下列表格中的图片中画出的力的示意图,小组讨论总结什么是压力?压力的作用效果是怎样的?
墨水瓶压桌面的力,方向垂直于桌面,使桌面发生微小弯曲 重物压在传送带上的力,方向垂直于传送带,使传送带发生弯曲
物理学中,把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。一切物体表面受到压力时, 都会发生形变。
【例题1】如图所示,重为6N的物体静止在水平地面上,用力的图示法画出地面受到的压力。
【答案】
【解析】在水平地面上,物体对地面的压力等于重力,为6N,方向垂直于接触面向下,作用点在接触面上。选3N为标度,取线段的长度为2个标度表示力的大小。如图所示:
探究二、探究压力的作用效果
小组内同学观察下列图片,根据给到的实验过程,一块探究影响压力作用效果的因素有哪些?
过程 根据上述事例,有的同学猜想,压力的作用效果与压力的大小有关;也有的同学猜想,压力的作用效果与受力面积的大小有关。 为了用实验验证这些猜想,设计实验的思路是:先保持受力面积不变,改变压力的大小,观察压力的作用效果;再保持压力的大小不变,改变受力面积的大小,观察压力的作用效果。 如图所示,首先,将小方桌放在沙盘里,观测桌脚陷入沙中的深度;接着,在小方桌上放上砖块,观测桌脚陷入沙中的深度;最后将小方桌翻过来放在沙盘里,放上同样的砖块,观测桌面陷入沙中的深度。 请分析上述实验结果,得出结论。
结论 当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显; 当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
特别提醒
物理学中用实验研究三个量(压力的作用效果、压力的大小、受力面积的大小)之间的关系时,常用的方法是:先使一个量(压力的大小)保持不变,研究其余两个量(压力的作用效果、受力面积的大小)的关系;再使另一个量(受力面积的大小)保持不变,研究其余两个量(压力的作用效果、压力的大小)的关系;最后即可得到三个量之间的关系。这种方法叫做控制变量法。
【例题2】如图甲、乙、丙所示,小聪利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图甲、乙,说明压力的作用效果与 有关;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小聪认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是 (填“正确”或“错误”)的,为了便于观察,我们在做此实验时应该选择表面材质 (填“相同”或“不同”)且形变 (填“明显”或“不明显”)的材料来做实验;
(4)实验时,小聪同学将小桌换成木块,并将木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,你认为此结论是否可靠? ;理由: 。
【答案】(1)凹陷程度
(2)压力大小
(3) 错误 相同 明显
(4) 不可靠 没有控制压力大小不变
【解析】(1)在探究压力作用效果的实验中,压力的作用效果是无法直接观察的物理量,因此实验中采用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度来直观判断,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越显著;凹陷程度越小,压力的作用效果越微弱。
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系时,应控制受力面积不变,改变压力大小。通过比较图甲、乙,两者受力面积相同,乙图中增加了砝码,压力更大,海绵凹陷程度更明显,因此说明:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著。
(3)[1][2][3]将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,与图丙相比,因压力大小和受力面积都相同,则根据压强公式可知,图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小相等,所以小聪的结论是错误的,而海绵看起来凹陷程度大,是因为海绵比较软,容易发生形变,木板比较硬,形变不明显,所以实验时要选择表面材质相同,且形变明显的材料。
(4)[1][2]研究压力作用效果与受力面积的关系时,需用控制变量法,保证压力大小不变,只改变受力面积。实验中把木块沿竖直方向切成两块,虽然受力面积减小了,但每块木块对海绵的压力也随之减小,压力和受力面积同时改变。因此无法确定压力作用效果的变化是由受力面积导致的,得出“压力作用效果与受力面积无关”的结论是不可靠的,其问题在于没有控制压力大小不变。
探究三、压强
结合课本,同学们观察下表的图片,一起总结得出压强的相关概念和计算公式。
实例 现象 作用效果
一张报纸平放时对桌面产生的压强约为0.5 Pa 由于压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,为了定量地反映压力的作用效果,仿照描述速度的方法,引入压强的概念。 物理学中,把物体表面受到的压力 与受力面积之比叫做压强,即 如果用F表示压力,S表示受力面积,p表示压强,则 在国际单位制中,力的单位是牛(N),面积的单位是平方米(m ),压强的单位就是牛每平方米(N/m ),它有一个专门的名称叫做帕斯卡,简称帕,符号是Pa。 1 Pa=1N/m
切割钢板的“水刀”对切割表面产生的压强高达1×10 Pa
推土机的履带对地面产生的压强约为3×10 Pa
芭蕾舞演员单脚立起来时,足尖对地面产生的压强可达5×10 Pa
【例题3】已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员和滑冰鞋的总重力;
(2)此时冰面受到的压强。
【答案】(1)500N;(2)2×106Pa
【解析】解:(1)运动员和滑冰鞋的总重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)此时冰面受到的压强
答:(1)运动员和滑冰鞋的总重力为500N;
(2)此时冰面受到的压强为2×106Pa。
探究三、增大或减小压强
观察下列图片,结合课本的描述,小组讨论总结如何增大压强和减小压强?
滑雪板的面积很大 斧刃和刀刃磨得很薄 铁钉和锥子的一端都做得很尖锐 月球车的轮子很宽大
归纳总结: 增大压强的方法有增大压力或减小受力面积; 减小压强的方法有减小压力或增大受力面积。
【归纳整理】
【精讲点拨】
1.放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力。
2.压力的本质是弹力,是受压物体发生弹性形变后要恢复原状,对施压物体产生的力。
3. 转换法
由于不能直接观察压力的作用效果,实验中通过桌脚陷入细沙的深度来比较压力的作用效果。
4. 控制变量法
比较压力的作用效果要同时考虑压力和受力面积两个因素,可以控制其中一个因素,改变另一个因素,比较压力的作用效果。
【课堂练习】
1.关于压力的说法的是( C )
A.放在水平地面上的物体,物体对地面的压力就是物体的重力
B.压力有时不一定垂直于物体的表面
C.压力大小可以等于物体的重力,也可以小于物体的重力
D.放在水平地面上的物体,对地面的压力与地面对物体的支持力是一对平衡力
2.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( D )
A.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
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.茶杯对桌面的压力等于茶杯的重力
3.关于压强公式p,下列说法正确的是( D )
A.物体所受重力越大,产生的压强越大
B.压力越大,压强越大
C.受力面积越小,压强越大
D.受力面积一定时,压强和压力成正比
4.如图,甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲( C )
A.对沙滩的压强较大 B.对沙滩的压强较小
C.所受的重力较大 D.所受的重力与乙的相等
5.如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。人们在劳作时,主要为了减小压强的劳动工具是( B )
A.压碎谷物的碾子 B.木桶底面积大
C.锄田地的锄头 D.加工石料的凿子
6.如图所示,同种材料制成的两个实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,下列说法正确的是( D )
A.它们对地面的压力之比为2:1 B.它们对地面的压力之比为1:2
C.它们对地面的压强之比为1:2 D.它们对地面的压强之比为2:1
7.一个中学生站立时对水平地面的压强约为1.5×104帕,它表示1米2受力面积上受到的压力约为  1.5×104 牛;当他在水平地面上行走时,对地面的压强约为  3×104 帕。当这个人平躺在床上后,对床面的压强  小于 站立时对地面的压强(选填“大于”“等于”或“小于”)。
8.一辆质量为40t的坦克,履带和地面接触的总面积为5m2,静止时对水平地面的压强是  8×104 Pa,宽大的履带是通过  增大受力面积 的方法减小对地面的压强。
9.A、B两个均匀实心柱体单独放置在水平地面上如图甲、乙所示,A的高为5cm,底面积为20cm2,B的底面积为50cm2。已知A的密度,则甲图中A对地面的压强为  1000 Pa;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为5.0×103Pa,则图乙中B对地面的压强与图丙中A对地面的压强之比为  1:3 。
10.画出图中静止在斜面上的木块A对斜面B的压力的示意图。
11.如图所示,A物体重力大小为6牛,手指压A物体的力为8牛,用力的图示法画出A物体对竖直墙面的压力F。
12.在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块、海绵、小桌、砝码和木板进行了如图所示的实验。
(1)实验中是通过观察海绵的 凹陷程度 来比较压力作用效果的;
(2)对比甲、乙两图可以得出:当 压力 一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 压力 的关系;
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点 错误 ,理由是 实验过程中没有控制受力面积相同 ;
(5)实验时,将物体放在海绵上,海绵凹陷,说明了力可以改变物体的形状;该实验中,选用海绵而不选用木板的目的是增大 形变程度 ;
(6)将该小桌和砝码分别放在海绵和木板上,如图A、B所示,则图A中海绵受到的压强pA和图B中木板受到的压强pB的大小关系为pA = pB(选填“>”“<”或“=”)。
13.我国新能源汽车迅速发展,为汽车产业带来了巨大的变革和机会。如图所示是一款纯电动汽车,整车质量为1400kg,车轮与地的总接触面积为0.04m2,求:
(1)汽车受到的重力;
(2)汽车静止在水平地面时,对地面产生的压强。
解:(1)汽车受到的重力为:
G=mg=1400kg×10N/kg=1.4×104N;
(2)该车静止在水平路面上时对地的压力:F=G=1.4×104N,
则该车静止在水平路面上时对地的压强:
p3.5×105Pa。
答:(1)汽车受到的重力为1.4×104N;
(2)汽车静止在水平地面时,对地面产生的压强为3.5×105Pa。
【课后巩固】
1.如图所示,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,下面手指感觉更疼.下列说法正确的是( )
A.上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力
B.上手指对铅笔的压力大于下手指对铅笔的压力
C.上手指对铅笔的压强等于下手指对铅笔的压强
D.上手指对铅笔的压强大于下手指对铅笔的压强
【答案】A
【解析】AB.因为下手指受到的压力等于上手指对铅笔的压力与铅笔的重力之和,故上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力,故A符合题意,B不符合题意。故A正确,B错误;
CD.因为,且,则,即上手指对铅笔的压强小于下手指对铅笔的压强,故CD不符合题意,故CD错误。
故选A。
2.在国际单位制中,力的单位是牛顿,用字母N表示,下列哪个力的大小最接近 ( )
A.中学生站在地上对地面的压力 B.拿起两个鸡蛋所用的力
C.提起一个书包所用的力 D.拿起一枚一元硬币的力
【答案】B
【解析】A.中学生的质量约为 50kg,对地面的压力约为
远大于 1N,故A不符合题意;
B.两个鸡蛋的质量约为 100g(0.1kg),拿起两个鸡蛋所用的力约为
接近 1N,故B符合题意;
C.一个书包的质量约为2kg,提起书包所用的力约为
大于 1N,故C不符合题意;
D.一枚一元硬币的质量约为 6g(0.006kg),拿起它所用的力约为
远小于 1N,故D不符合题意。
故选B。
3.将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,甲的棱长小于乙,观察到如图所示的现象。则关于甲乙的一些物理量的大小关系下列说法正确的是( )
A.甲对海绵的压强较大 B.乙对海绵的压力较大
C.甲正方体的密度较大 D.甲正方体的质量较大
【答案】B
【解析】A.压强的大小可通过海绵的凹陷程度判断,图中乙下方的海绵凹陷更明显,说明乙对海绵的压强较大,因此甲对海绵的压强较大的说法错误,故A错误;
B.压力的作用效果是使海绵凹陷的原因,乙下方海绵凹陷更明显,说明乙对海绵的压强较大,乙的面积大于甲,根据得,乙的压力更大,因此该说法正确,故B正确;
C.甲、乙是均匀实心正方体,甲的棱长小于乙,则甲的体积;乙的压力更大(即重力更大,质量更大),根据,乙的质量大、体积也大,无法直接判断甲的密度更大,故C错误;
D.压力等于重力,乙对海绵的压力更大,说明乙的重力更大,质量更大,因此甲正方体的质量较大的说法错误,故D错误。
故选B。
4.如下图所示,在水平桌面上放着三个由铁制成的实心均质圆柱体。则下列对圆柱体对桌面的压强大小的判断,正确的是( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】B
【解析】三个由铁制成的实心圆柱体,质地均匀,对水平桌面的压强,密度相同,高度不相同,乙的高度最大,故乙对水平桌面的压强最大,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
5.A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比lA︰lB=1︰2,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.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰2 B.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰4
C.F甲︰F乙=1︰2,p甲︰p乙=2︰1 D.F甲︰F乙=2︰1,p甲︰p乙=1︰4
【答案】B
【解析】放在水平面的物体对水平面的压力等于自身的重力,根据可知,地面受到的压力之比为
A、B的底面积之比(即受力面积之比)为
地面受到的压强之比为
综上所述,,,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,对桌面的压力
现分别按照图示的方法切去一半,则对桌面的压力变为原来的,即四种切法中的压力相同,C选项的切法受力面积最大,由可知,阴影部分对桌面压强最小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.如图下列改变压强的方式与其他三种不同的是( )
A.挖掘机安装履带
B.气球在钉床上扎不破
C.破窗锤的锤头
D.自行车的马鞍形坐垫
【答案】C
【解析】A.挖掘机安装履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
B.气球在钉床上扎不破,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
C.破窗锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
D.自行车的马鞍形坐垫,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
综上所述,ABD都是通过增大受力面积来减小压强的,C的方式与其他三种不同。
故选C。
8.小亮在平坦的沙滩上玩耍时,发现了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示。由此他产生了疑问:压力的作用效果与哪些因素有关呢?选用小桌子、钩码、海绵等器材进行实验,过程如图乙所示。
(1)实验中,小亮通过观察图乙中 来比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系,可通过图乙中 两次实验进行比较;
(3)通过实验小亮发现坦克设计成履带的原因可用图乙中 两图实验所得结论解释;
(4)如图乙D实验,将海绵一端用木块垫起,他认为比较B、D也能完成实验B、C的探究,请判断该想法 (选填“可行”或“不可行”);
(5)通过综合分析,图甲中两个脚印所对应的人的质量较大的是 (填“较深的大脚印”或“较浅的小脚印”)。
(6)将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图E所示,则图C中海绵受到的压强和图E中木板受到的压强的大小关系为: (选填“”、“”或“”)。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)A、B
(3)B、C
(4)不可行
(5)较深的大脚印
(6)=
【解析】(1)实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种研究物理问题的方法叫转换法。
(2)比较压力作用效果与压力大小的关系,要控制受力面积相同,改变压力的大小。除了控制受力面积相同以外,还应保持两次的压力作用在相同的物体或材料上,故可通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系。
(3)由可知,坦克设计成履带可以增大受力面积,从而减小对地面的压强。比较图中B、C两次实验可知,压力相同,而受力面积不同,图B中受力面积小,海绵的凹陷程度大,说明压力的作用效果与受力面积有关,故可用图乙中B、C两图实验所得结论解释。
(4)D中海绵一端被垫起,导致小桌对海绵的压力方向倾斜,小桌对海绵的压力变小。与图B相比,压力和受力面积均不同,无法比较压力作用效果与受力面积的关系。故该想法不可行。
(5)由可知,较深(压强p较大)的大脚印(受力面积S大)压力更大,较浅的(压强p较小)小脚印(受力面积S小)压力更小,压力等于重力,根据可知,较深的大脚印对应的人质量更大。
(6)将小桌和砝码放到一块木板上,与C相比,压力和受力面积均不变,故由可知,海绵受到的压强等于木板受到的压强,即=。
9.(1)一物体所受的重力是100N,将它放在水平地面上时,画出它对地面的压力的示意图;
(2)如图所示是手将图钉按入墙壁的情景,请画出手对图钉压力的示意图。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)压力的作用点在接触面的中央,过作用点作垂直于水平地面,并指向下的力,且大小等于重力,即,如图所示:
(2)手对图钉的压力作用点在图钉上,方向垂直于图钉面向右,过力的作用点画一条有向线段,并标记F表示压力,如图所示:
10.如下图甲所示,轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲,正方体甲放在水平放置的电子测力计上,右侧挂着重为1N的钩码乙,O为支点,正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下,当只改变动力臂电子测力计的示数T随之改变,的关系如图乙所示。求:
(1)正方体甲受到的重力;
(2)阻力臂大小;
(3)当动力臂时,正方体甲对电子测力计的压强。
【答案】(1)3N
(2)2cm
(3)100Pa
【解析】(1)对正方体甲进行受力分析,甲受到竖直向下的重力G甲、杠杆对它竖直向上的拉力F拉和电子测力计对它竖直向上的支持力F支。由于甲处于静止状态,所以受力平衡,则有。电子测力计的示数T等于支持力F支,即,所以 。由图乙可知,当动力臂时,电子测力计的示数。此时,根据杠杆平衡条件,动力G乙对杠杆的作用效果为零,由于杠杆是轻质的,杠杆对甲的拉力F拉也为零。所以,正方体甲的重力
(2)设钩码乙的重力为G乙,杠杆左侧绳子对杠杆的拉力为F2。根据杠杆平衡条件有,其中。所以。由图乙可知,当时,。代入数据
解得。
(3)由图乙可知,当动力臂时,电子测力计的示数。正方体甲对电子测力计的压力F压等于电子测力计的示数T,即
正方体甲的底面积(受力面积)为
正方体甲对电子测力计的压强为
【课后自评】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
我的收获:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
我的错题:
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8.1 压强 (导学案)
【学习目标】
1. 理解压力和压强的概念,能判断压力的大小和方向,能熟练运用压强的公式进行计算,分析增大或减小压强的具体方法,并解释相关的物理现象。(物理观念)
2. 运用归纳法总结出压力的定义,采用转换法及控制变量法探究压力的作用效果,进而用定义法得出压强的公式。(科学思维、科学探究)
3. 在实验过程中,培养学生实事求是的科学态度,尊重实验数据,敢于质疑和创新。认识到物理知识在生活和社会中的重要应用,增强学生对社会和环境的责任感,培养学生将物理知识用于造福人类的意识。(科学态度与责任)
【学习重点】压力的概念;压强的概念、公式及单位;探究影响压力作用效果的因素;增大和减小压强的方法。
【学习难点】压强概念的建立;正确运用压强的公式计算及分析问题
【自主预习】阅读教材第70页第1节《压强》,并完成以下内容:
1. 压力
物理学中,把 作用在物体表面上的力叫做 。一切物体表面受到压力时,都会 。
2. 探究压强的作用效果
通过实验,可以得出结论:
压力的作用效果与 和 有关。当受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时, 越小,压力的作用效果越明显。
3. 压强
由于压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,为了定量地反映压力的作用效果,仿照描述速度的方法,引入压强的概念。
物理学中,把物体表面受到的压力与受力面积 叫做压强,即
如果用F表示压力,S表示受力面积,p 表示压强,则
在国际单位制中,力的单位是牛(N),面积的单位是平方米(m 2 ), 压强的单位就是牛每平方米(N / m 2),它有一个专门的名称叫做 (pascal),简称 ,符号是 。
4. 增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法有 或 ;
(2)减小压强的方法有 或 。
我的疑问:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【合作探究】
探究一、压力
观察下列表格中的图片中画出的力的示意图,小组讨论总结什么是压力?压力的作用效果是怎样的?
墨水瓶压桌面的力,方向垂直于桌面,使桌面发生微小弯曲 重物压在传送带上的力,方向垂直于传送带,使传送带发生弯曲
物理学中,把 的力叫做 。一切物体表面受到压力时, 都会 。
【例题1】如图所示,重为6N的物体静止在水平地面上,用力的图示法画出地面受到的压力。
探究二、探究压力的作用效果
小组内同学观察下列图片,根据给到的实验过程,一块探究影响压力作用效果的因素有哪些?
过程 根据上述事例,有的同学猜想,压力的作用效果与压力的大小有关;也有的同学猜想,压力的作用效果与受力面积的大小有关。 为了用实验验证这些猜想,设计实验的思路是:先保持受力面积不变,改变压力的大小,观察压力的作用效果;再保持压力的大小不变,改变受力面积的大小,观察压力的作用效果。 如图所示,首先,将小方桌放在沙盘里,观测桌脚陷入沙中的深度;接着,在小方桌上放上砖块,观测桌脚陷入沙中的深度;最后将小方桌翻过来放在沙盘里,放上同样的砖块,观测桌面陷入沙中的深度。 请分析上述实验结果,得出结论。
结论 当受力面积 时,压力 ,压力的作用效果越明显; 当压力 时,受力面积 ,压力的作用效果越明显。
特别提醒
物理学中用实验研究三个量(压力的作用效果、压力的大小、受力面积的大小)之间的关系时,常用的方法是:先使一个量(压力的大小)保持不变,研究其余两个量(压力的作用效果、受力面积的大小)的关系;再使另一个量(受力面积的大小)保持不变,研究其余两个量(压力的作用效果、压力的大小)的关系;最后即可得到三个量之间的关系。这种方法叫做控制变量法。
【例题2】如图甲、乙、丙所示,小聪利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图甲、乙,说明压力的作用效果与 有关;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小聪认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是 (填“正确”或“错误”)的,为了便于观察,我们在做此实验时应该选择表面材质 (填“相同”或“不同”)且形变 (填“明显”或“不明显”)的材料来做实验;
(4)实验时,小聪同学将小桌换成木块,并将木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,你认为此结论是否可靠? ;理由: 。
探究三、压强
结合课本,同学们观察下表的图片,一起总结得出压强的相关概念和计算公式。
实例 现象 作用效果
一张报纸平放时对桌面产生的压强约为0.5 Pa 由于压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,为了定量地反映压力的作用效果,仿照描述速度的方法,引入压强的概念。 物理学中,把物体表面受到的压力 与受力面积之比叫做压强,即 如果用F表示压力,S表示受力面积,p表示压强,则 在国际单位制中,力的单位是牛(N),面积的单位是平方米(m ),压强的单位就是牛每平方米(N/m ),它有一个专门的名称叫做帕斯卡,简称帕,符号是Pa。 1 Pa=1N/m
切割钢板的“水刀”对切割表面产生的压强高达1×10 Pa
推土机的履带对地面产生的压强约为3×10 Pa
芭蕾舞演员单脚立起来时,足尖对地面产生的压强可达5×10 Pa
【例题3】已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员和滑冰鞋的总重力;
(2)此时冰面受到的压强。
探究三、增大或减小压强
观察下列图片,结合课本的描述,小组讨论总结如何增大压强和减小压强?
滑雪板的面积很大 斧刃和刀刃磨得很薄 铁钉和锥子的一端都做得很尖锐 月球车的轮子很宽大
归纳总结: 增大压强的方法有 ; 减小压强的方法有 。
【归纳整理】
【精讲点拨】
1.放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力。
2.压力的本质是弹力,是受压物体发生弹性形变后要恢复原状,对施压物体产生的力。
3. 转换法
由于不能直接观察压力的作用效果,实验中通过桌脚陷入细沙的深度来比较压力的作用效果。
4. 控制变量法
比较压力的作用效果要同时考虑压力和受力面积两个因素,可以控制其中一个因素,改变另一个因素,比较压力的作用效果。
【课堂练习】
1.关于压力的说法的是(  )
A.放在水平地面上的物体,物体对地面的压力就是物体的重力
B.压力有时不一定垂直于物体的表面
C.压力大小可以等于物体的重力,也可以小于物体的重力
D.放在水平地面上的物体,对地面的压力与地面对物体的支持力是一对平衡力
2.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桌面发生形变而产生的
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.茶杯对桌面的压力等于茶杯的重力
3.关于压强公式p,下列说法正确的是(  )
A.物体所受重力越大,产生的压强越大
B.压力越大,压强越大
C.受力面积越小,压强越大
D.受力面积一定时,压强和压力成正比
4.如图,甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲(  )
A.对沙滩的压强较大 B.对沙滩的压强较小
C.所受的重力较大 D.所受的重力与乙的相等
5.如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。人们在劳作时,主要为了减小压强的劳动工具是(  )
A.压碎谷物的碾子 B.木桶底面积大
C.锄田地的锄头 D.加工石料的凿子
6.如图所示,同种材料制成的两个实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,下列说法正确的是(  )
A.它们对地面的压力之比为2:1 B.它们对地面的压力之比为1:2
C.它们对地面的压强之比为1:2 D.它们对地面的压强之比为2:1
7.一个中学生站立时对水平地面的压强约为1.5×104帕,它表示1米2受力面积上受到的压力约
为    牛;当他在水平地面上行走时,对地面的压强约为    帕。当这个人平躺在床上后,对床面的压强    站立时对地面的压强(选填“大于”“等于”或“小于”)。
8.一辆质量为40t的坦克,履带和地面接触的总面积为5m2,静止时对水平地面的压强是    Pa,宽大的履带是通过    的方法减小对地面的压强。
9.A、B两个均匀实心柱体单独放置在水平地面上如图甲、乙所示,A的高为5cm,底面积为20cm2,B的底面积为50cm2。已知A的密度,则甲图中A对地面的压强为    Pa;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为5.0×103Pa,则图乙中B对地面的压强与图丙中A对地面的压强之比为    。
10.画出图中静止在斜面上的木块A对斜面B的压力的示意图。
第10题图 第11他图
11.如图所示,A物体重力大小为6牛,手指压A物体的力为8牛,用力的图示法画出A物体对竖直墙面的压力F。
12.在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块、海绵、小桌、砝码和木板进行了如图所示的实验。
(1)实验中是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)对比甲、乙两图可以得出:当 一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 的关系;
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点 ,理由是 ;
(5)实验时,将物体放在海绵上,海绵凹陷,说明了力可以改变物体的形状;该实验中,选用海绵而不选用木板的目的是增大 ;
(6)将该小桌和砝码分别放在海绵和木板上,如图A、B所示,则图A中海绵受到的压强pA和图B中木板受到的压强pB的大小关系为pA pB(选填“>”“<”或“=”)。
13.我国新能源汽车迅速发展,为汽车产业带来了巨大的变革和机会。如图所示是一款纯电动汽车,整车质量为1400kg,车轮与地的总接触面积为0.04m2,求:
(1)汽车受到的重力;
(2)汽车静止在水平地面时,对地面产生的压强。
【课后巩固】
1.如图所示,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,下面手指感觉更疼.下列说法正确的是( )
A.上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力
B.上手指对铅笔的压力大于下手指对铅笔的压力
C.上手指对铅笔的压强等于下手指对铅笔的压强
D.上手指对铅笔的压强大于下手指对铅笔的压强
2.在国际单位制中,力的单位是牛顿,用字母N表示,下列哪个力的大小最接近 ( )
A.中学生站在地上对地面的压力 B.拿起两个鸡蛋所用的力
C.提起一个书包所用的力 D.拿起一枚一元硬币的力
3.将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,甲的棱长小于乙,观察到如图所示的现象。则关于甲乙的一些物理量的大小关系下列说法正确的是( )
A.甲对海绵的压强较大 B.乙对海绵的压力较大
C.甲正方体的密度较大 D.甲正方体的质量较大
4.如下图所示,在水平桌面上放着三个由铁制成的实心均质圆柱体。则下列对圆柱体对桌面的压强大小的判断,正确的是( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
5.A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比lA︰lB=1︰2,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.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰2 B.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰4
C.F甲︰F乙=1︰2,p甲︰p乙=2︰1 D.F甲︰F乙=2︰1,p甲︰p乙=1︰4
6.如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最小的是( )
A. B. C. D.
7.如图下列改变压强的方式与其他三种不同的是( )
A.挖掘机安装履带 B.气球在钉床上扎不破
C.破窗锤的锤头 D.自行车的马鞍形坐垫
8.小亮在平坦的沙滩上玩耍时,发现了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示。由此他产生了疑问:压力的作用效果与哪些因素有关呢?选用小桌子、钩码、海绵等器材进行实验,过程如图乙所示。
(1)实验中,小亮通过观察图乙中 来比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系,可通过图乙中 两次实验进行比较;
(3)通过实验小亮发现坦克设计成履带的原因可用图乙中 两图实验所得结论解释;
(4)如图乙D实验,将海绵一端用木块垫起,他认为比较B、D也能完成实验B、C的探究,请判断该想法 (选填“可行”或“不可行”);
(5)通过综合分析,图甲中两个脚印所对应的人的质量较大的是 (填“较深的大脚印”或“较浅的小脚印”)。
(6)将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图E所示,则图C中海绵受到的压强和图E中木板受到的压强的大小关系为: (选填“”、“”或“”)。
9.(1)一物体所受的重力是100N,将它放在水平地面上时,画出它对地面的压力的示意图;
(2)如图所示是手将图钉按入墙壁的情景,请画出手对图钉压力的示意图。
10.如下图甲所示,轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲,正方体甲放在水平放置的电子测力计上,右侧挂着重为1N的钩码乙,O为支点,正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下,当只改变动力臂电子测力计的示数T随之改变,的关系如图乙所示。求:
(1)正方体甲受到的重力;
(2)阻力臂大小;
(3)当动力臂时,正方体甲对电子测力计的压强。
【课后自评】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
我的收获:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
我的错题:
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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