第一节 压强
第八章 压强
1.什么是力?
2.力的三要素是什么?
3.如何表示力的三要素?
4.力的作用效果有哪些?
复习回顾
观看下图在厚厚的积雪中玩耍,狐狸在雪地觅食?你有什么猜想?
情景引入
小小的啄木鸟为什么可以把坚硬的树皮啄开呢?
想一想
体态庞大的骆驼为什么在沙漠中留下一串串脚印?
想一想
作用点:在被压的物体面上
方向:与被压的面垂直,且指向被压物体
一、压力
F
F
F
F = G
F
F 与 G无关
2.压力与重力的关系
F1
F=F1
一、压力
压力和重力有什么关系?从产生、作用点、施力物体、方向、大小等方面比较
压力不是重力
固体压力具有传导性
A
A
B
思考:
1、两手指受到的力是否相等?手指感觉为何不同?气球的形变为什么明显不同?
2、由此猜想:可能影响压力作用效果的因素有哪些?
一、压力
提出猜想
压力的作用效果可能与:
压力大小
受力面积
设计实验
有关。
请同学们根据桌面上的器材,设计本组的实验。
二、压力的作用效果
探究一:
G
G
结论:
与压力的关系
受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
二、压力的作用效果
G
G
G
G
甲
乙
探究二:
与受力面积的关系
结论:
压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
二、压力的作用效果
压强定义:物体所受的压力与受力面积的比叫做压强,用p表示。
公式: p=F/S
压强的单位:牛每平方米 (N/m2)
压强物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
三、压强
人们给压强规定了一个专门的单位叫帕斯卡,简称帕(Pa),这是为了纪念法国科学家帕斯卡在物理学方面作出的杰出贡献
1Pa=1N/m2
单位的物理意义:
1Pa表示:物体在1m2面积上所受到的压力是1N
如500 Pa 表示 (物体每平方米面积上受到的压力为500牛)
三、压强
一张纸平放在地面上时,对地面的压强大约是0.5Pa。
一个人站立在地面上时,对地面的压强大约是10000—20000Pa。
10000Pa倒底表示什么意思呢?
将一张报纸对折一下,平铺在地面上,对地面的压强约为1Pa。
三、压强
质地均匀、形状规则的柱体单独放置在水平面上
①
③
④
——物体的密度,单位是㎏/m3;
g——常数 9.8N/kg
h——物体的高度,单位是m。
(实心)
②
1、增大压强的方法:
(1)当S一定时,增大F增大压强;
(2)当F一定时,减小S增大压强。
(3) 增大F时,同时减小S
2、减小压强的方法:
(1)当F一定时,增大S增大压强;
(2)当S一定时,减小F增大压强。
(3) 增大S时,同时减小F
四、增大和减小压强的方法
1.增大压强
注射针尖
破窗锤
冰刀
菜刀
四、增大和减小压强的方法
宽大的书包带
房屋的地基
重型卡车装有很多车轮
螺丝下的垫圈
2.减小压强
四、增大和减小压强的方法
A
C
B
同一块砖怎样放置压强最大?
平放
侧放
竖放
√
四、增大和减小压强的方法
*
一、固体压强的切割问题
1.水平切割:
F
S不变
或
压力减小,受力面积不变,压强减小。
质地均匀、形状规则的柱体单独放置在水平面上
*
2.竖直切割:
压力减小,受力面积减小,压强不变
*
3.不规则切割
①
②
A
B
①:压力减小,受力面积减小,压强增大
②:压力减小,受力面积减小,压强减小
C
比例切割问题
A
B
A
实心柱体A、B单独放在水平面上,它们底部对水平面的压强相等,当上面各自放上一个与自己相同的物体时,压强是否相等?多个呢?有什么结论?
结论:实心柱体单独放在水平面上,底部压强相等,当按照现在高度比例增加时,压强仍相等。
A
B
B
比例切割问题
A
B
B
A
实心柱体A、B单独放在水平面上,它们底部对水平面的压强相等,当沿水平方向都切去自身告诉的一半时,压强是否仍相等?都切去自身的1/3呢?1/n呢?有什么结论?
结论:实心柱体单独放在水平面上,底部压强相等,当按照现在高度比例切割时,压强仍相等。
比例切割问题(极值思维)
A
B
实心柱体A、B单独放在水平面上,它们底部对水平面的压强相等,当沿水平方向都切去相同的厚度时,压强是怎么变化?
结论:实心柱体单独放在水平面上,底部压强相等,沿水平方向切去相同的厚度,高的物体剩余部分底部压强一定大。
B
A
以A为标准,B少切一部分,
以B为标准,A多切一部分
极值:将矮的物体全部切去,压强为零,高的物体有剩余,压强大于零。
*
固体压强的叠放问题及比例计算
1.根据几何关系找出受力面,求出受力面的比例关系
3.根据压力和受力面积表示出所求的压强并计算
2.根据公式求出重力,求出压力的比例关系
A
A
B
两个正方体金属块A、B叠放在水平面上,A、B的棱长之比为3:2,密度之比为2:3,求甲、乙两种状况时,物体对地面的压强之比P1:P2的值
甲
乙
*
固体压强变化量问题
前提:受力面积不变时
A
A
B
1、如图所示,正方体放在水平桌面上,若沿图1所示的虚线去掉上面一半,其余部分不动,这时正方体对桌面的压力将 ,压强将 。如果沿图2 所示的虚线去掉右面一半,其余部分不动,这时正方体对桌面的压力将 ,压强将 。(填变化情况)
图1
图2
变小
变小
变小
不变
课堂练习
2、一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是( )
A.站着不动
B.就地趴伏在冰面上慢慢地向岸边挪动
C.赶快跑向岸边
D.立即改成单脚站立
B
课堂练习
3、少林功夫名扬天下,“二指禅”绝活令人称奇。表演时,人体倒立用中指和食指支撑全身的重量,两手指与地面接触部分受到的压强最接近于( )
A.3×10 Pa
B.3×10 Pa
C.3×l0 Pa
D.3×l0 Pa
2
4
6
8
C
课堂练习
4.有两个完全相同的实心长方体,若将两长方体分别以如图9-1-17所示四种方法叠放在水平地面上,可以使长方体对地面压强最大的是( )
D
规律方法综合练
图9-1-17
5.如图9-1-18所示,三个高度相同、体积不同的实心圆柱体a、b、c放在水平桌面上,a、b是铁制的,c是铜制的,已知ρ铁<ρ铜,它们对水平桌面的压强分别是pa、pb、pc,则( )
A.pa=pb=pc
B.pa=pbC.paD.pa>pb>pc
图9-1-18
B
6.如图所示,水平桌面上有质量分布均匀的木块M(一端露出桌面),在水平力F的作用下,被完全推到桌面上。在此过程中,下列说法正确的是( )
C
A.M对桌面的压强变大,压力不变,摩擦力不变
B.M对桌面的压强不变,摩擦力不变,压力变大
C.M对桌面的压强变小,压力不变,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变小,摩擦力变小,压力变大
7.用甲、乙两种物质分别制成棱长相同的实心正方体A、B,甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图9-1-20所示。把A、B平放在水平地面上,则它们对水平地面的压强之比pA∶pB为( )
A.8∶1 B.4∶3
C.4∶1 D.1∶2
A
图9-1-20
8.一块写有校训的花岗岩石料质量为31.8 t,密度为2.65×103 kg/m3,立在用砖砌成的长4 m、宽2 m、高0.5 m的水平基座上(如图9-1-22所示),石料与基座的接触面积为2.12 m2。已知砖的密度为2.05×103 kg/m3,基座砖缝中水泥砂浆的密度与砖的密度相同,求:(g取10 N/kg)
(1)花岗岩石料的体积。
(2)石料对基座的压强。
(3)石料对基座与基座对地面的压强之比。
图9-1-22