第八章 神奇的压强
8.1 认 识 压 强
目录
知识梳理
01
课堂演练
02
课堂检测
03
课程要求
1. 知道压力的概念,知道压力的作用效果跟什么因素有关
2. 知道压强的概念、公式和单位,能用压强公式进行简单计
算
3. 知道增大和减小压强的方法及其在生产、生活中的应用
探究实验
1. 探究压力的作用效果
2. 讨论增大压强和减小压强的方法
课时重点
1. 压强的概念及计算公式
2. 增大和减小压强的方法
课时难点
1. 压力和压强的概念辨析
2. 日常生活、生产中压强现象的解释
知识梳理
知识点1 压力
1. 压力:
(1)定义:物理学中,把__________作用在物体表面上的力叫做压力.
(2)压力的作用效果:当物体受到压力时,物体会发生__________.
(3)方向:垂直于接触面并指向受力物体.
(4)作用点:作用在被压物体表面上.
垂直
形变
知识点2 探究压力的作用效果
2. 探究影响压力作用效果的因素:
(1)实验原理:通过海绵的__________反映压力的作用效果.
(2)实验方法:控制变量法、转换法.
(3)实验结论:_____________________________________________. 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.
凹陷程度
压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关
知识点3 压强
3. 压强:
(1)定义:物理学中,把物体表面受到的压力和受力面积的比,叫做压强. 常用字母“p”表示.
(2)物理意义:表示压力所产生的作用效果. 压强越大,表示压力产生的作用效果越明显.
(3)公式:__________.
(4)单位:__________,简称帕,符号是__________,1 Pa=1 N·m-2.
帕斯卡
Pa
知识点4 增大或减小压强的方法
4. 增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:
①______________________________,如缝衣针做得很细,菜刀刀刃越薄越锋利等;
②________________________________,如压路机碾子质量很大,自行车刹车时用力捏车闸等;
③同时增大压力和减小受力面积.
压力不变时,减小受力面积
受力面积不变时,增大压力
(2)减小压强的方法:
①_____________________________________,如铁路钢轨上铺枕木,坦克安装履带,书包带做得较宽等;
②_____________________________________,如建筑上用到的空心砖等;
③同时减小压力和增大受力面积.
压力不变时,增大受力面积
受力面积不变时,减小压力
课堂演练
知识点1 压力
1. 关于压力,下列说法正确的是( )
A. 压力的大小总是等于物体的重力
B. 任何情况下压力的大小都不等于物重的大小
C. 压力的方向总是向下的
D. 压力的方向总是垂直于接触面
D
2. 如图8-1-1所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压力
( )
A. 平放时最大
B. 立放时最大
C. 侧放时最大
D. 平放、立放、侧放时一样大
D
3. 下图中表示物体对支持面的压力正确的是( )
D
4. 如图8-1-2所示,用细线将小球悬挂在竖直墙壁上,请画出小球所受重力及小球对墙壁压力的示意图.
如答图8-1-1所示.
思路点拨
压力与重力的异同点:
名称
方向
作用点
大小
施力物体
压力
垂直指向被压物体
被压物体的表面
在水平面上,F=G
—
重力
总是竖直向下
重心
G=mg
地球
课堂演练
知识点2 探究压力的作用效果
5. 图8-1-3甲是体重相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选图8-1-3乙图中的( )
A. ②③ B. ①② C. ①③ D. ①②③
A
6. 下列事实中,最能说明压力的作用效果跟受力面积有关的是( )
A. 相同形状的实心铜块和铁块放在同一海绵上,铜块产生的效果更显著
B. 同一块砖平放和竖放在沙面上,竖放时陷入沙中的深度较深
C. 同一个人站在水泥地上和沙坑中,在沙坑中会留下较深的脚印
D. 行驶在同一泥地上的载重汽车,满载时在泥地上留下的痕迹较深
B
7. 小华同学利用A、B两物体、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验. 如图8-1-4所示.
(1)实验中小华是通过观察___________________来比较压力作用效果的.
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是_____________________
________________________________________________________________.
泡沫的凹陷程度
受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图__________所示实验.
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示. 他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论:压力作用效果与受力面积无关. 你认为他在探究过程中存在的问题是________________________.
甲、丙
没有控制压力不变
思路点拨
探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验,采用控制变量法,控制压力大小一定时,改变受力面积的大小;控制受力面积大小一定时,改变压力大小. 实验中通过观察小桌陷入海绵的深度来反映压力的作用效果,这是转换法.
课堂演练
知识点3 压强
8. 关于压力和压强,下列说法正确的是( )
A. 物体的质量越大,对受力面的压力一定越大
B. 压力越大,对受力面的压强越大
C. 受力面积越小,产生的压强一定越大
D. 压力一定时,受力面积越小,产生的压强一定越大
D
9. 小美同学在上体育课,下列说法正确的是( )
A. 她立正时对操场的压强大约500 Pa
B. 稍息时她对操场的压力约为500 N
C. 齐步走练习中单脚着地时她对跑道的压力约为1 000 N
D. 做仰卧起坐躺在垫子上时她对垫子的压强约为1×106 Pa
10. 小华质量为50 kg,每只脚与地面的接触面积为200 cm2,他双脚站立时对水平地面的压强为__________Pa,他走路时对水平地面的压强会__________(填“变大”“变小”或“不变”). (g取10 N/kg)
B
1.25×104
变大
解:(1)小刚的重力G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N.
(2)小刚双手倒立时对地面的压强
答:(略)
11. 小华同学质量为60 kg,双手倒立在地面上,每只手掌与地面的接触面积是150 cm2.(g取10 N/kg)求:
(1)小刚的重力.
(2)小刚双手倒立时对地面的压强.
思路点拨
压强表示的是压力的作用效果,利用公式p=F/S计算时需注意:
(1)公式中的F是压力而不是重力.
(2)公式中的S是指两物体实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积.
(3)面积的单位必须用m2.
课堂演练
知识点4 增大或减小压强的方法
12. 下列事例中,属于增大压强的是( )
A. 铁轨铺在枕木上
B. 钉鞋底有锋利的钉尖
C. 旅行包背带做得宽些
D. 重型载重汽车装有很多轮子
B
13. 生活中的下列现象在改变压强方面,与其他三项不同的是( )
A. 啄木鸟有个细长而坚硬的尖喙
B. 书包带设计的扁而宽
C. 沙漠行走的骆驼脚掌面积很大
D. 推土机的宽大履带
A
14. 我们在生活中经常会遇到手提装满重物的塑料袋的情景,为了有效地解决手被塑料袋勒痛的问题,小华同学想到了用如图8-1-5所示的“小手提”,使用它提装满重物的塑料袋的目的是为了( )
A. 减小它对手的压力
B. 增大它对手的压力
C. 减小它对手的压强
D. 增大它对手的压强
C
15. 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__________.
形变
受力面积
压强
思路点拨 改变压强从改变“压力大小”和改变“受力面积”两个角度出发.
课堂检测
1. (3分)关于压力产生的说法正确的是( )
A. 压力都是由于物体的重力产生的
B. 压力的大小总是等于物体的重力
C. 竖直作用在物体表面上的力叫做压力
D. 压力的大小有时等于物体的重力
D
2. (4分)如图8-1-6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
D
3. (4分)用螺丝钉紧固零件时,通常在螺丝钉及螺母下各垫一个较大些的垫圈,使用垫圈的主要目的是( )
A. 使螺丝钉拧得更紧、更牢固
B. 增大受力面积,减小零件所受的压强
C. 使紧固后的零件更加美观
D. 减小螺丝钉、螺母对零件的压力
B
4. (4分)两个完全相同的实心长方体分别放在水平地面上,若将两物体分别以如图所示四种方法叠放,使其中长方体对地面压强最大的是
( )
D
5. (3分)关心爱护残疾人是每个公民应具备的美德,为了方便盲人行走,现在许多城市公路上铺设有凹凸刻纹的盲道. 相对于普通的人行道,人走在盲道上,在压力__________(填“不变”“增大”或“减小”)时,脚底的受力面积__________(填“不变”“增大”或“减小”),脚底受到的压强__________(填“不变”“增大”或“减小”),从而盲人通过脚底能感觉出来,因此他们不用盲杖也能在盲道像正常人那样行走.
不变
减小
增大
6. (3分)如图8-1-7所示,一个物体静止于某一斜面上,请你画出物体对斜面的压力的示意图.
如答图8-1-2所示.
7. (5分)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图8-1-8所示的系列实验.
(1)实验是根据海绵的凹陷程度来比较_____________________的.
压力的作用效果
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到的结论:受力面积一定时,_____________,压力的作用效果越明显.
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较__________两图的实验,得到的结论:压力一定时,受力面积__________(填“越大”或“越小”),压力作用效果越明显.
压力越大
乙、丙
越小
8. (4分)《校车安全管理条例》第三十五条规定,载有学生的校车在普通公路上行驶的最高速度不得超过60 km/h. 如图8-1-9是一款智慧校车,整车的质量是6 600 kg. 智慧校车超过限定速度时,系统会发出超速语音报警,并强制控制车辆行驶速度,保证安全行车. 若空载时校车车轮与路面的总接触面积是0.2 m2,此时校车对水平路面的压强是多大?(g取10 N/kg)
解:校车对水平路面的压力F=G=mg=6 600 kg×10 N/kg=6.6×104 N,
校车对水平路面的压强
答:(略)