第九章 压强
第1节 压强
第1课时 压强
01 知识管理
1.压力
概 念:物理学中将①________作用在物体表面上的力叫做压力.
注 意:压力和重力是两个不同的力,只有独立静止在水平面上的物体对水平面压力的大小等于物体重力的大小.静止在斜面上的物体对斜面的压力大小不等于物体重力的大小.如图所示:
压力示意图 重力示意图
压力作用效果影响因素:(1)当受力面积相同时,压力越②________,压力的作用效果越明显;(2)当压力相同时,受力面积越③________,压力的作用效果越明显.
实验方法:由于压力的作用效果可能与多个因素有关,故在探究时采用④____________法;实验中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来反映的,这种研究问题的方法为⑤________法.
2.压强
概 念:在物理学中,把物体所受的①________与②____________的比叫做压强,用字母③________表示.
公 式:④________
单 位:压强的国际单位是⑤________,简称⑥________,符号是⑦________.1 Pa=1 N/m2.1 Pa表示⑧____________________________.
拓 展:柱体压强:密度均匀的实心柱体(圆柱体或棱柱体)放在水平面上产生的压强可以用p=ρgh计算.
推 导:p======ρgh
注 意:在进行计算时,单位要统一:压力F的单位为N,受力面积S的单位为m2,压强p的单位为Pa.
02 基础题
1.关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力的大小一定等于重力 B.压力的方向总是竖直向下
C.压力就是重力 D.压力总是垂直于接触面
2.下图分别是四位同学画的重力G与压力F的示意图,其中正确的是( )
3.决定压力作用效果的因素是压力的( )
A.大小、方向和作用面积 B.大小、方向和作用点
C.大小和作用面积 D.大小和方向
4.甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的质量一定比乙大 B.甲的质量一定比乙小
C.甲的密度一定比乙大 D.甲的密度一定比乙小
5.(2017·湘潭)一辆质量是40 t的坦克静止在水平地面上,履带着地面积为5 m2,(g取10 N/kg)它对地面的压强是( )
A.80 Pa B.8 000 Pa C.8×104 Pa D.4×104 Pa
6.两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上,取两个相同的物块分别置于海绵上,如图所示.甲、乙两图中磅秤示数F甲________F乙,海绵下陷深度h甲________h乙.(填“>”“=”或“<”)
7.湾鳄锥状的牙齿有利于增大其啃噬猎物时的________,经测试,成年湾鳄1 cm2的咬合力高达4.2×104 N,合________Pa.
8.一长方体木块平放和侧放在水平地面上时,其受力面积之比为3∶1,则平放和侧放时,对地面的压强之比是________,压力之比是________.
03 中档题
9.(2016·自贡)一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示).在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在板A移动过程中,下列说法正确的是( )
A.A对桌面的压强不断变小
B.对桌面的压力不变
C.A对桌面的压强不变
D.A对桌面的压力不断变小
10.实心均匀正方体静止在水平面上.若在其右侧,按图所示方式,沿竖直虚线方向截去一部分后,则其质量、密度、对水平面的压力和压强四个物理量中,不变的有( )
A.一个 B.二个 C.三个 D.四个
11.(2016·十堰)如图为同种材料制成的实心圆柱体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,则它们的质量mA∶mB和对地面的压强pA∶pB分别为( )
A.mA∶mB=2∶1,pA∶pB=2∶1
B.mA∶mB=1∶1,pA∶pB=2∶1
C.mA∶mB=1∶1,pA∶pB=1∶1
D.mA∶mB=2∶1,pA∶pB=1∶1
12.篆刻是汉字特有的艺术形式,迄今已有三千七百多年的历史.如图所示,在某次篆刻中,某人用10 N的力刻玉石时,刻刀在玉石上产生了1×108 Pa的压强,则在篆刻时刀刃与玉石的接触面积是________cm2.
13.如图所示,边长为10 cm,质量为3 kg的正方体金属块恰有一半放在面积为1 m2的水平桌面上,当弹簧测力计的示数为10 N时,g取10 N/kg,则金属块对桌面的压强为________Pa.
14.(2016·岳阳)探究“压力作用效果”的实验如甲、乙、丙图所示.
(1)甲、乙、丙实验中,根据________________来比较压力的作用效果.
(2)通过甲、乙实验能够得到的结论是_____________________________________________________________.
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙________p丁(填“>”“<”或“=”).
15.今年初,“ofo共享单车”现身街头.它具有节能环保、随取随用、随时随地停靠方便快捷和安全系数高等优点.小聪估计其车架所用材料体积为2 000 cm3,车架质量为6 kg,整车质量为10 kg.根据小聪的估计试计算:
(1)该车架的密度是多少?
(2)若车停放在路边,与地面的接触面积为20 cm2,则它对地面的压强为多少?(g取10 N/kg)
04 拓展题
16.(2017·南充)边长12 cm的均匀正方体,重为72 N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为________Pa;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为________cm.
第2课时 增大或减小压强
01 知识管理
1.增大压强
方 法:在受力面积一定时,通过①____________的方法可以增大压强;在压力一定时,通过②____________________的方法也可以增大压强.
目 的:增大压力的作用效果,从而增大对被压物体的影响,如使一施力物体更容易“进入”被压物体等.
2.减小压强
方 法:在受力面积一定时,通过①____________的方法可以减小压强;在压力一定时,通过②________________的方法也可以减小压强.
目 的:减小压力的作用效果,从而减小对被压物体的影响,如避免对被压物体的破坏.
拓 展:任何物体所能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被损坏,这个限度叫极限压强.
02 基础题
1.(2016·怀化)如果一个人在冰面上散步,当冰面快要破裂时,他采取的自救方法最恰当的是( )
A.马上站立不动 B.马上抬起一只脚不动
C.快速跑向安全区 D.趴下爬向安全区
2.(2017·成都)下列事例中,为了减小压强的是( )
A.书包要用宽的背带 B.在鞋底做上凹凸不平的花纹
C.菜刀要经常磨一磨 D.拦河坝修成上窄下宽的形状
3.(2017·菏泽)下列实例中,属于增大压强的是( )
A B C D
A.菜刀的刀刃很锋利 B.穿滑雪板滑雪
C.书包背带较宽 D.铁轨下铺枕木
4.同一个梯形铁块第一次如甲图放置,第二次如乙图放置,则梯形铁块对水平地面的压力F和压强p的大小关系正确的是( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙 C.p甲>p乙 D.p甲=p乙
5.如图所示,木工在手工制作家具时,将榫头套入木板上的榫眼时,常在榫头上方的榫眼处垫一木条,再进行敲击,这么做的目的是( )
A.快捷、准确 B.增大压力
C.减小压强 D.减小压力
6.(2017·青岛)请你想象一下,假如“减小受力面积可以减小压强”,则可能会出现( )
A.刀刃磨得越锋利,切菜越容易
B.书包带做得越窄,背着越舒服
C.墙基做得越宽,越不容易下陷
D.图钉尖做得越尖,越容易按入墙中
7.(2017·营口)沙发坐上去比较舒服,是由于人坐在沙发上时,沙发发生了________,增大了人的________,从而减小了沙发对人的________.
8.车已经进入寻常百姓家,安全意识要加强.安全锤(如图)可有效打碎玻璃窗,在用力相同的情况下你会选择安全锤的________(填“A”或“B”)端敲击玻璃窗,这是因为________________________________.
03 中档题
9.(2016·聊城)如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是相互作用力
B.左边手指受到的压力大于右边手指受到的压力
C.左边手指受到的压强小于右边手指受到的压强
D.实验表明可以通过增大受力面积的方法增大压强
10.(2016·舟山)动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境,下列用压强知识解释错误的是( )
A.啄木鸟的喙又尖又长——减小受力面积,增大压强,有利于摄食
B.狗的犬齿很尖——减小受力面积,增大压强,有利于撕咬食物
C.鲫鱼的身体呈梭形——增大受力面积,减小压强,有利于水中游行
D.骆驼的趾特别宽大——增大受力面积,减小压强,有利于沙漠行走
11.(2017·武汉)如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
12.(2016·天门)如图所示,两个质量相等的实心均匀正方体A、B静止放置在水平地面上,A的边长小于B的边长.下列说法正确的是( )
A.A、B对水平地面的压强pA<pB
B.若均沿竖直方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强pA<pB
C.若均沿水平方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强pA<pB
D.若均沿图中所示虚线截去上面的一半,则剩余部分对水平地面的压强pA>pB
13.拎重物,手会痛.北京市顺义区小店乡农民胡振远发明如图所示的“方便提手”解决了这一问题,并申请了国家专利,产品还远销国际市场.“方便提手”是通过____________________来减小压强.“如履薄冰”在成语词典中的意思是“像踩在薄冰上,比喻随时都会发生危险,做事极为小心谨慎”.从物理学角度讲,不敢在薄冰表面上用力的原因就是通过____________来减小压强.
14.(2017·绥化)一本重为4 N的物理课本放在水平桌面上,与桌面的接触面积为5×10-2 m2,则书对桌面的压强为________Pa.如果在书上放一个笔袋,则书对桌面的压强________(填“增大”“减小”或“不变”).
15.(2017·枣庄)总重量为700 N的人直接站立在六个鸡蛋上,鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,如图所示.泡沫板的凹槽增大了鸡蛋的____________,从而减小压强来保护鸡蛋.如果脚与鸡蛋的总接触面积约为1.4×10-3 m2,此时脚对鸡蛋的压强为________Pa.
04 拓展题
16.(R教材P32T1变式)估测你站立时对地面的压强:根据你的体重可以得到你对地面的压力,在测量你站立时鞋底和地面的接触面积.为简单起见,假设双脚站立时,整个鞋印范围都与地面接触(如图).测量时,在方格纸上画出鞋印的轮廓,看鞋印占有多少小格(不满一小格时,大于半格的算一格,小于半格的不算),再乘以每个小格的面积即为鞋底与地面的接触面积.若某同学的质量为50 kg,图中每个小格的边长是2 cm,g取10 N/kg,求:
(1)他每只鞋底的面积是多少?
(2)他站立时对地面的压强是多少?
(3)他走路时对地面的压强会怎样变化?
参考答案
第九章 压强
第1节 压强
第1课时 压强
知识管理
1.①垂直 ②大 ③小 ④控制变量 ⑤转换 2.①压力 ②受力面积 ③p ④p= ⑤帕斯卡 ⑥帕 ⑦Pa ⑧1 m2的面积上受到的压力为1 N
基础题
1.D 2.A 3.C 4.A 5.C 6.= > 7.压强 4.2×108 8.1∶3 1∶1
中档题
9.B 10.B 11.B 12.1×10-3 13.4×103 14.(1)海绵的凹陷程度 (2)在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 (3)= 15.(1)该车架的密度:ρ===3×103 kg/m3 (2)车停放在路边,车对地面的压力:F=G=m整车g=10 kg×10 N/kg=100 N 车对地面的压强:p===5×104 Pa
拓展题
16.5×103 8
第2课时 增大或减小压强
知识管理
1.①增大压力 ②减小受力面积 2.①减小压力 ②增大受力面积
基础题
1.D 2.A 3.A 4.B 5.C 6.B 7.形变 受力面积 压强 8.A 在压力一定时,受力面积越小,压强越大
中档题
9.C 10.C 11.D 12.D 13.增大受力面积 减小压力 14.80 增大 15.受力面积 5×105
拓展题
16.(1)由图可知,鞋底占有的方格数为33格,一小格的面积为2 cm×2 cm=4 cm2 每只鞋底的底面积:S=33×4 cm2=132 cm2 (2)人站立时与地面的接触面积:S1=132 cm2×2=264 cm2=2.64×10-2 m2 该同学站立时对地面的压力:F=G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N 人站立时对地面的压强:p==≈1.89×104 Pa (3)当他走路时,其对地面的压力仍等于自身的重力,即大小不变,但静止时两只脚站在地面上,而走路时只有一只脚与地面接触,即受力面积变小了,由p=可知,走路时对地面的压强会变大.