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第八章 压强
第1节 压力的作用效果
物体静止不动,画出物体所受的力?
G
F支
f
F压
1.知道压力的概念、压力的作用效果与哪些因素有关。
2.掌握压强的概念、计算公式、国际单位,会用公式进行简单计算。(重点)
学习目标
G
F压
1.定义:垂直作用在物体表面上的力称为压力。
2.压力的方向:垂直于接触面指向被压物体。
3.作用效果:使受压物体发生形变。
一、压力
G
F压
G
F
F压=?
G
F压=?
F
GB
F压=?
GA
思考:压力大小与重力的关系?
4.压力的大小:压力不等于重力。
只有当物体自由放在水平面时,物体对水平面的压力等于重力,即
F压 = G。
G
F压 = G
F压 ≠ G
F压 与 G无关
G
F压
F压
G
F压
压力的作用效果与哪些因素有关?
探究压力作用效果与受力面积、压力大小的关系:
由甲乙两图知:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
由甲丙两图知:压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
1.定义:物体所受的压力与受力面积之比。
2.意义:表示压力的作用效果。
3.符号:P
4.单位:帕斯卡,简称帕,符号为Pa
二、压强
4.公式:
压强 =
压力
受力面积
p=
F
S
Pa
牛顿(N)
平方米(m2)
1 Pa = 1 N / m2
压强还表示单位面积上的压力大小。
例题
例:水平桌面上放一本书,书所受的重力为3 N,与桌面的接触面积为5 × 10-2 m2,计算书对桌面的压强。
即:
解:书对桌面的压力等于它的重力,
F=G=3 N
桌面的受力面积
S=5×10-2 m2
所以压强
答:书对桌面的压强为60 Pa。
例题
例:假设你自己(质量为60kg)站在地面上,每只鞋的底面积为250cm2,计算你对桌面的压强?
解:
F=G=mg=600N
受力面积
S=2×250cm2=5×10-2 m2
所以压强
答:书对桌面的压强为12000Pa。
p=
F
S
=12000Pa
例: 已知:GA=5 N GB=10 N
SA=2m2 SB =5 m2
A
B
A对B压力为____
B对地面的压力为______
5N
15N
A对B压强为____
2.5pa
3pa
B对地面的压强为____
在冰面上为什么要匍匐前进?
三、压强的增大减小
1.增大压强:增大压力或减小受力面积。
宽大的书包带
房屋用空心砖
2.减小压强:减小压力或增大受力面积。
A
C
B
思考:同一块砖怎样放置,压强最大?
平放
侧放
竖放
思考:沿虚线切掉一部分,剩余部分压强怎么变?
三、柱体压强的特殊性
柱形物体(正方体、长方体、圆柱体)的压强只与密度和高度有关。
例1:在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
(1)实验中用 反映压力的作用效果,采用转换法。
(2)比较甲乙两图的实验可以得出 ;
比较丙图和 图,可以得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)本实验还采用了 的研究方法。
海绵的凹陷程度
受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
乙
控制变量法
例:如图所示,正方体金属块重20 N,F 恒为5 N,则地面所受到的压力分別为:Fc=_____Fd=_____
G -F=20N-5 N = 15N
F
G
G-F
G
F
G+F
G +F = 20N +5N = 25N
例:公共汽车上要配备逃生锤,为了更容易打破车窗玻璃,其外形应选择 ( )
A
例:如图同一个梯形铁块,第一次如甲图放置,第二次如乙图放置,则它们对水平地面的压力F和压强P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
A
例:如图一块砖,沿竖直方向将它切掉一半,则下说法正确的是( )
A.对地面的压力不变
B.对地面的压力减小了四分之一
C.对地面的压强减小了二分之一
D.对地面的压强不变
D
例:一块方砖放在水平地面上,如图1所示。若沿水平方向切去1/2则剩余的砖对地面的压力和压强( )
A.压力不变、压强不变
B.压力减半,压强减半
C.压力不变,压强减半
D.压力减半,压强不变
B
例:质量为2.7kg的物体,与地面的接触面积为0.5m2,求物体对地面的压强多大?
解:
F=G=mg=27N
受力面积
S=0.5m2
所以压强
答:书对桌面的压强为54Pa。
p=
F
S
= 54Pa
例:如图,边长为0.1m的正方体金属块恰有一半放在面积为1m2的水平桌面上,当弹簧测力计的示数为10N时,若此金属块的密度为3×103kg/m3。求此金属块对桌面的压强?
解:
F支=G-F示=30N-10N=20N
S=1/2×(0.1m)2=0.005 m2
p=
F
S
=4000Pa
V=(0.1m)3=1×10-3 m3
G=mg=ρVg=30N
F压=F支=20N