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第八章
神奇的压强
8.1
认识压强
1、同在雪地的行走的人,脚踏滑雪板为什么不会陷入太深,而直接在雪上行走的人脚陷得却很深?
2、为什么汽车载重越大轮子越多?
问题引入:
故事
寒假里,公园的湖面上结了一
层冰,一群游人在冰面上游玩,突然“扑通”
一声,几名游客掉到冰窟里。有人高喊“救人呀!”这时一名青年男子奋不顾身
地跳进冰窟里,陆续赶来的游人和消防官兵帮助营救。这时,人们发现脚下的冰
开始发出“咯吱
、咯吱”
的响声,眼看冰面即将破裂,只听见有人高喊“快趴
下”,这时游人和消防官兵一个个趴在冰面上,还有些人把梯子铺在了上…….游客们终于得救了。
同学们,为什么趴下冰面就不会破裂?
知识回顾:
2、我们已经学过了哪些力?
1、力的作用效果有哪些?
你了解压力吗?
一、压力
1.定义:物理学中垂直作用在物体表面
的力称为压力。
F
F
2.产生条件:两物体直接接触且相互挤压。
3.作用效果:使受力物体发生形变。
5.作用点:受力物的表面处。
6.大小:可能与重力有关,也可能无关。
F=G
F=F0与G无关
F<G
4.方向:可以向各个方向;
但一定垂直于受力物的表面且指向受力物的内部。
7.单位:N
8.符号:F
9.压力与重力的区别
由于地球的吸引
而使物体受到的力
垂直作用在物
体表面的力
与其接触且挤压的物体
地球
受力物体的表面处
物体的重心
与受力面垂直,指向
受力物体的内部。
始终是竖直向下
可能与重力有关,也可能与重力无关
重力大小与质量
成正比。即:
G=mg(g=9.8N/kg)
压力(F)
重力(G)
概念
施力物体
作用点
方向
大小
【例1】如图所示各力的示意图,能正确反映物体对斜面压力的是
(
)
【例2】下列说法正确的是
(
)
A.物体所受重力越大,产生的压力也越大
B.压力可以与重力有关,也可以与重力毫不相干
C.压力的方向总是垂直向下的
D.压力作用效果是使受压物体发生形变
C
B、D
观察
思考:压力的作用效果可能与哪些因素有关?
我要有一副滑雪板多好啊!
怎么她就不会陷下去呢?
为什么左手指越
用力,气球被陷得
越深呢?
▲
压力的作用效果可能与下面因素有关?
请你猜想:
①压力的大小
②物体间的接触面积的大小
探究一
:
压力的作用效果与压力大小的关系
友情提示:
因为压力作用效果可能与多个因素有关,因此在探究过程中要恰当使用:
结论:
压力作用效果与压力大小有关
控制变量法
探究二:
压力的作用效果与受力面积的关系
结论:
压力作用效果与受力面积有关
实验回顾与数据分析:
甲
乙
丙
实验次数
压
力
受力面积
压力作用效果
1
桌子重力
桌脚
明显
2
桌子+砝码重力
桌脚
很明显
3
桌子+砝码重力
桌面
极不明显
压力作用效果跟
以及受力面积
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。
压力
实验结论
重为1500N的甲物体放在水平地面上,甲与地面的接触面积为5m2
;
重为1200N的乙物放在水平地面上,乙与地面的接触面积为3m2
谁对地面的力作用效果更明显?
乙:1m2面积上受到400N的压力
思考:
甲:1m2面积上
受到300N的压力
一、如何比较物体运动快慢呢?
观众所用的比较快慢的方法是什么?
裁判所用的比较快慢的方法是什么?
相同时间比路程
相同路程比时间
知识回顾:
汽车1s内通过的路程为
m
飞机1s内通过的路程为
m
1、速度(v)
采用相同时间比较路程长短
①速度是表示物体运动快慢的物理量
②速度等于物体在单位时间内通过的路程
举例:
飞机2s内飞行了1000m
汽车120S行驶了3600m
谁运动得快?
1000m/2s=500m/s
3600m/120s=30m/s
∴飞机运动快
2、速度的计算
压强:物体单位面积上受
到的压力.
压强
压力
受力面积
p
F
S
作用在物体表面上的压力
物体间完全接触的面积
(国际单位制中)
压强的单位
N/m2
物理意义?
物体每平方米面积上受到压力为1牛
1帕斯卡(pa)=1牛/米2
四、
怎样增大或减小压强
1.当压力不变时,减小受力面积;当受压面积不变时,增大压力;增大压力的同时减小受力面积都能增大压强。
如:缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄。
2.当压力不变时,增大受力面积;当受压面积不变时,减小压力;减小压力的同时增大受力面积都能减小压强
如:钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。
解:∵物体放在水平面∴F=G=5N,又∵S=1m2,P=
F/S
=
5N/1m2
=5pa
对吗?
例题:
一个重5N底面积为100cm2的正方体木块,平放在面积为1m2的方桌面中央,求木块对桌面的压强大小?
解:∵物体放在水平面∴F=G=5N,又∵S=100cm2=0.01m2,
P=
F/S
=
5N/0.01m2
=500pa
正解
压强公式中的S不是表面积,而是两物体间的接触面积
木块
1.关于压力、压强,下列说法中正确的是(
)
A.
压力是由于物体的重力引起的
B.
压力的方向总是竖直向下的
C.
压力越小,压强越小
D.
压力相等时,受力面积越大,压强越小
2.你站在平地上,请你想一个办法,要在最短的时间内,使你对平地的压强变为原来的两倍。
D
单脚站立
做一做
【例1】下列情况中,为了增大压强的是(
)
A.鞋底刻有花纹
B.图钉尖进入墙时要用力按
C.钢轨下面铺上枕木
D.用钝了的刀,磨磨刀口可以变锋利了
B、D
【例2】如图2所示情况中,能使物体对水平地
面压强减小的是(
)
A.
沿aa′虚线切除上半部
B.
以bb′虚线切除右半部
C.
以cc′虚线切除右半部
D.
以cc′虚线切除左半部
A、D
【例3】封冻的江河冰面最大能承受的压强是4×104Pa,一台履带式拖拉机的质量是5200kg,两条履带跟水平地面接触的面积共1.5m2,这台拖拉机能不能从冰面上通过?
解:
G=mg=5200×9.8N=50960N
∵ 履带式拖拉机是在水平地面上
∴ F=G=50960N
p=F/S=50960N/1.5m2=3.4×104Pa
答:
因为3.4×104Pa小于4×104Pa,可以通过。
已知:
m=5200kg
S=1.5m2
pmax=
4×104Pa
求:
p=?且与pmax比较。
【例4】图钉尖端的面积是0.3mm2,钉帽的面积是1.5cm2。用9N的力垂直于墙壁按这只图钉,试求:
(1)钉帽受到的压力和压强?
(2)墙壁受到的压力和压强?
已知:
F1=F2=9N
S1
=
1.5cm2
=
1.5×10-4m2
S2
=
0.3mm2
=
0.3×10-6m2
解:p1=F1/S1=9N/1.5×10-4m2=6×104Pa
p2=F2/S2=9N/0.3×10-6m2=3×107Pa
答:钉帽和墙壁受到的压力都是9N,钉帽受到
压强为6×104Pa,墙壁受到的压强为3×107Pa。
求:p1=? p2=?
压力
方向:与受力物的表面垂直
压力的作用效果与
压强
物理意义:表示压力作用效果的物理量
定义:物体单位面积受到的压力叫做压强
公式:
p=F/S
单位:
1N/m2=1Pa
应用:
固体压强
定义:垂直作用在物体表面上的力
压力的大小
受压面积的大小
减小压强的方法
增大压强的方法
增大受压面积
减小受压面积
增大压力
减小压力
小结: