(共36张PPT)
第一节
压强
情境导入
大型载重卡车要安装许多车轮
小小的图钉要把它的一端做得很尖
脚印的深浅为什么不同?
类似的事例还有很多,这是什么原因呢?
新课探究
观察与思考
在下图所示的情景中,压路机对地面、跳水运动员对跳板、图钉对木板都产生了力的作用。
这些力有什么共同点呢?
一、压力
压路机垂直压在地面上的力
运动员垂直压在跳板上的力
图钉垂直压在墙面上的力
我们把这种垂直作用在物体表面上的力叫作压力(pressure)。压力在性质上属于第七章我们所学过的弹力。
1.
压力的方向:跟受力面垂直,并指向受力物体的内部。
2.
压力的作用点:在被压物体的受力面上,作图时可取受力面的中心。
3.
压力产生的条件:相互接触,相互挤压。
注意:
想想做做
画出支持面受到的压力和物体所受的重力的示意图。
F
F
F
F
=
G
F
≠
G
F与G无关
G
G
G
压力
重力
区别
定义
产生原因
力的性质
力的方向
力的大小
作用点
联系
垂直作用在物体表面上
地球对物体的吸引而产生的力
物体间的相互挤压
地球的吸引
压力是弹力,只有相互接触且相互挤压发生形变时才有压力
重力是引力,物体与地球之间不接触时也会受到重力
垂直于受力面,指向被压物体内部
竖直向下
取决于相互挤压的程度
G
=
mg
在被压物体的受力面上
物体的重心
只有当物体放在水平面上且在竖直方向上只受重力和支持力作用时,重力和支持力才是一对平衡力,重力和支持力大小相等。由于物体受到的支持力和物体对水平面的压力是一对相互作用力,故支持力和压力大小相等。此时压力大小等于重力大小。
判断压力大小的练习:GA=5N,GB=10N,F=15N
A
B
B
A对B压力为______
B对地面的压力为______
B
B对地面的压力______
B对墙面的压力______
5N
15N
10N
15N
F
F
练习
大型载重卡车安装了许多车轮,就不易压坏路面;图钉的一端做得很尖,就容易嵌入物体。那么,压力作用在物体上产生的效果与哪些因素有关呢?
二、探究压力的作用效果
学生实验
如下图所示,用两根手指分别顶在削好的铅笔两端,铅笔两端对手指的压力大小相同,但手指上肌肉的凹陷程度和感觉不同。
实验探究
探究压力的作用效果
猜想:
压力的作用效果跟压力的大小有关
压力的作用效果跟受力面积的大小有关
设计实验:
实验次数
受力面积
压力大小
压力的效果
1
木块
木块
2
铁块
铁块
不明显
很明显
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
实验次数
受力面积
压力大小
压力的效果
3
桌面
小桌
4
桌角
小桌
不明显
很明显
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
实验结论:
当受力面积相同时,______越大,压力的作用效果越显著;
当压力大小相同时,__________越小,压力的作用效果越显著。
压力
受力面积
你还有别的实验方法吗?
点击画面播放视频
实验数据:
实验
受力面积
压力大小
压力的效果
甲
桌脚
桌子重力
较明显
乙
桌脚
桌子+砝码重力
很明显
丙
桌面
桌子+砝码重力
不明显
甲
乙
丙
三、压强
定义:作用在物体上的压力大小与受力面积的比
即:
p
表示压强、F
表示压力、S
表示受力面积
压强在数值上等于物体单位面积所受的压力,压强越大,压力产生的效果越明显。
在国际单位制中,力的单位是N,面积的单位是m2,压强的单位是N/m2,读作“牛每平方米”。为纪念法国科学家帕斯卡,物理学中也将压强的单位叫作帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
p
=
F
S
1
Pa
=
1
N/m2
表示
1m2
的受力面积上受到的压力为
1
N。
帕斯卡是一个很小的单位,一粒西瓜子平放时对桌面的压强大约是20Pa,一块砖平放时对地面的压强可超过1000Pa。
例题:如图所示,小学生站立时对地面的压强是多大?
分析:小学生站在水平地面上,她对地面的压力大小等于她受到的重力,地面受到压力的面积等于她与地面的接触面积,依据公式
就可计算出小学生对地面的压强。
例题:如图所示,小学生站立时对地面的压强是多大?
解:小学生对地面的压强
答:小学生对地面的压强为1.5×104Pa。
四、增大、减小压强的方法
任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体会被压坏。在日常生产和生活中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。怎样根据需要来增大或减小固体之间的压强呢?
观察与思考
用切菜刀切菜
用切蛋器切熟鸡蛋
增加书包背带的宽度
铁路钢轨下铺设枕木
在下图所示的情景中,人们是怎样根据实际需要来增大或减小压强的?
除此之外,你还能说出哪些增大或减小压强的实例?
1.
增大压强
(1)受力面积一定时,增大压力,
(2)压力一定时,减小受力面积,
(3)增大压力的同时,减小受力面积。
推土机
篆刻刀
破窗锤
推土机的推土铲刃、篆刻刀的刀口做得很锋利,破窗锤的敲击段做成锥状,这些是通过减小受力面积来增大压强的。
2.
减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力
(2)压力一定时,增大受力面积
(3)减小压力的同时,增大受力面积
火车轨道
推土机
铁轨下面铺放枕木,推土机用宽大的履带来支承,这些是通过增大受力面积来减小压强的。
压强与我们的生产生活密切相关
点击画面播放视频
课堂小结
压力与压强
影响压力作用效果的因素
压强
压力
受力面积
压力:把垂直压在物体表面上的力叫做压力
物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强
p
=
F
S
增大压强
F一定时,减小S
F一定时,增大S
S一定时,增大F
减小S
、同时增大F
S一定时,减小F
增大S、同时减小F
减小压强
压强与生活
随堂练习
1.一块重为200N的木块,底面积为0.5
m2。将木块放在水平地面上,它对地面的压强为多大?
解:木块对地面的压强
答:它对地面的压强为400Pa。
2.将下列做法与相应的目的用线连接起来。
建房时要先筑起比墙宽的地基
穿上宽大的滑雪板滑雪
用针缝衣服
增大压强
减小压强
选择较宽的扁担挑东西
3.物理课本平放在水平桌面上时,它对桌面的压强是多大?你是怎样计算的?
60
Pa~70
Pa
计算方法:(1)用天平称出物理课本的质量m;
(2)用刻度尺量出物理课本的长和宽分别为a,b;
(3)根据p=mg/ab计算出物理课本对桌面的压强。
4.目前,世界上坦克的质量通常为30t~60t,履带的着地面积在4m2以上。试求质量为40t、履带着地面积为5m2的坦克对地面的压强。(取g=10N/kg)
解:坦克所受的重力为
G=mg=4.0×10?kg×10N/kg=4.0×10?N。
坦克对地面的压强为