压强讲义
(教师版)
第
1
节
压强
压力
概
念:物理学中,将
垂直
作用在物体表面上的力叫做压力.
压力作用效果的影响因素:
受力面积
和压力.
实验方法:控制变量法和
转换
法(通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果).
压强
概
念:在物理学中,把物体所受的
压力
与
受力面积
的比叫做压强,用字母
p
表示.
公
式:
单
位:压强的国际单位是
帕斯卡
,简称
帕
,符号是
Pa
.1
Pa=1
N/m2.
注
意:在进行计算时,1
cm2=10-4
m2,1
dm2=10-2
m2.
增大或减小压强的方法
增大压强:
在受力面积一定时,
通过
增大压力
的方法可以增大压强;
在压力一定时,
通过
减小受力面积
的方法也可以增大压强.
减小压强:
在受力面积一定时,
通过
减小压力
的方法可以减小压强;
在压力一定时,
通过
增大受力面积
的方法也可以减小压强.
压强的计算
公式
p=F/S可推导为:F=
pS
;S=
F/S
.在利用压强公式计算时,一定要注意,力和受力面积要针对同一物体而言.
推
导:p=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρghS/S=ρgh
拓
展:柱体压强:密度均匀的实心柱体(圆柱体或棱柱体)放在水平面上产生的压强可以用
p=ρgh
计算.
基础题
知识点
1
压力及其作用效果
1.下图分别是小红、小明、小方、晓东四位同学画的重力
G
与压力
F
的示意图,其中正确的是(
A
)
2.(2019·武汉)如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是(
A
)
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟压力的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A.①②
B.①②③
C.①③④
D.②③④
知识点
2
压强的计算
3.停在水平地面上的汽车质量为
2400
kg,汽车所受重力为
2.4
104
N.轮胎与地面接触面积共为
0.12
m2,汽车对地面压强为
2
105
Pa.(g
取
10
N/kg)
4.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达
108
Pa
的压强,那么“水刀”作用在面积为10-7
m2
的表面上,产生的压力为
10
N.
知识点
3
增大或减小压强的方法
(2017·河南)如图所示,小华骑单车出行,沿途看到路旁树木向后退去,所选的参照物是
单车
;
小华坐在宽大的车座上比较舒服,这是通过增大受力面积减小
了
压强
的缘故.
6.为了方便盲人行走,在马路两旁的人行道上铺设了有凸棱的盲道,小明在盲道上行走,感觉到脚有些不舒服.从物理学角度分析,这是因为:走在盲道上,脚与地面的接触面积减小了,从而
增大
(填“增大”或“减小”)了压强.压路机上的碾子质量很大是通过
增大压力
来
增大
对地面的压强的.
【易错点
弄错受力面积】
7.将一个质量为
2
kg、底面积为
0.05
m2
的长方体平放在某一水平桌面中央,水平桌面的面积为
0.8
m2,
g
取
10
N/kg.则长方体对水平桌面的压强为(
D
)
A.2.5
Pa
B.25
Pa
C.40
Pa
D.400
Pa
提高题
(2018·德阳)在生产、生活中有很多物理知识的应用,下列说法中正确的是(
A
)
A.把书包带做得扁而宽,是为了减小书包对人体的压强
B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大压力
C.菜刀钝了磨一磨,是为了减小对被切物的压强
D.在铁轨下铺设枕木,是为了减小对地面的压力
9.(2018·铜仁)一个边长为
10
cm,密度为
0.6×103
kg/
m3
的正方体物块放在水平面上,物块对水平面的压强是(g
取
10
N/kg)(
C
)
A.450
Pa
B.550
Pa
C.600
Pa
D.700
Pa
10.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象.若用质量相等的甲、乙两
种物质分别制成实心正方体
A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体
A、B
对水平地面的压强之比为(
D
)
A.8∶1
B.4∶3
C.1∶2
D.4∶1
11.4.圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为mA、mB.密度分别为ρA、ρB,两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示,设A对B的压强为p1,B对桌面的压强为p2;图乙中,设B对A的压强为p3,A对桌面的压强为p4,则下列比例关系正确的是(
BD
)
A.p1:p2=[mAρA]:[(mA+mB)
ρB]
B.p1:p4=mA:(mA+mB)
C.p2:p4=[mBρA]:[mAρB]
D.p2:p3=[mA(mA+mB)ρB]:[(mB2
ρA]
解析:水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G=mg;根据ρ=m/V、V=Sh可得S=m/ρh,再利用p=F/S分别推导出p1、p2、p3和p4的表达式,最后计算各个压强比。
(2017·徐州)如图所示,切蛋器装有一排很细的钢丝,能轻松地把熟鸡蛋切成片,请你解释其中的原因:
钢丝很细,切蛋压力一定时,鸡蛋受力面积小,压强大,容易切开鸡蛋
.
13.如图质地均匀的长方体重
7
N,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为
0.01
m2,则它对桌面的压强为
700
Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会
变小
(填“变小”“不变”或“变大”).
14.(2020·南充)如图所示,一个重为
5
N
的容器,底面积
100
cm2,内装有
400
mL
的酒精,则容器对桌面的压力为
8.2
N,容器对桌面的压强为
820
Pa.(ρ酒精=0.8×103
kg/m3,g
取
10
N/kg)
15.(2019·开封期末)小健利用几块相同的长方体木块进行有关压强的实验,其实验步骤如下:
(1)将一个木块先后平放和竖放在松软的沙土上,是为了探究压强与
受力面积
的关系.
(2)先将一个木块平放在松软的沙土上,然后再将另一个木块叠放上去,是为了探究压强与
压力大小
的关系.
(3)实验中,他是观察
沙土的凹陷程度
来比较压力作用效果的.
(4)实验中他用到的科学方法除了控制变量法,还有
转换法
.
16.(2019四川内江)如图所示,有两组同样的砖,A组一块,B组两块。每块砖平放时的长:宽:高为4:2:1.A组砖对地面的压力和压强分别为FA和pA;B组砖对地面的压力和压强分别为FB和pB;则:FA
<
FB,pA
=
pB(选填“>”“=”“<”)
17.(2020·信阳罗山县期末)如图所示,是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员之翰在
附近遥控机器人,若机器人的质量为
500
kg,每条履带与地面接触面积为
1
000
cm2.(g
取
10
N/kg)则:
(1)机器人的重力为多少?
(2)若南极某处冰面能承受的压强为
4.2×104
Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
(3)如果科考队员的质量为
70
kg,他双脚跟冰面接触面积为
300
cm2,科考队员能在冰面上安全行走吗?请计算说明.
机器人所受重力
G=mg=500gx10N/kg=5x103N
机器人对冰面的压强p=F/S==1.25x104
Pa
<
4.2x104Pa
所以机器人可以顺利通过
科考队员对冰面的压力为F人=G人=m人g=70kgx10N/kg=700N
队员对冰面的压强为p人=F人/S人==4.67x104Pa
>
4.2x104Pa
所以科考队员不能在冰面上行走
答:(1)机器人的重力为5x103N。
机器人可以顺利通过
科考队员不能在冰面上行走
18.(2019福建省)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图o饮料出口的横截面积S1=0.8cm2,饮料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面积S2=30cm2,g取10N/kgo
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
【答案】(1)3.6N;(2)1.2×103kg/m3;(3)1.1×103Pa。
【解析】(1)由图可知空杯对杯座的压力:F0=0.9N;
装满饮料时,杯对杯座的压力:F1=4.5N;
因杯子为平底薄壁直圆筒状,
所以杯底受到饮料的压力:F=F1﹣F0=4.5N﹣0.9N=3.6N。
(2)饮料的质量:m====0.36kg;
杯中饮料的体积:V=S2H=30cm2×10cm=300cm3=3×10﹣4
m3;
则饮料的密度:ρ===1.2×103kg/m3;
(3)饮料持续流入空杯5s,则流入杯中饮料的质量:
m1=ρS1vt=1.2×103kg/m3×0.8×10﹣4
m2×0.5m/s×5s=0.24kg;
此时饮料对杯底的压力:F2=m1g=0.24kg×10N/kg=2.4N,
此时杯对杯座的压强:p===1.1×103Pa。
链接河南中招
如图所示,图钉尖的面积是
10-7
m2,图钉帽的面积是
10-4
m2,墙壁表面能承受的最大压强是
4×106
Pa.下列说法正确的是(
A
)
A.手指必须用大于
0.4
N
的压力,图钉尖才能进入墙壁
B.手指必须用大于
400
N
的压力,图钉尖才能进入墙壁
图钉静止时,手对钉帽的压力大于墙对钉尖的支持力
D.图钉静止时,手对钉帽的压力小于墙对钉尖的支持力
知识对比
压力与重力
性质
产生原因
方向
作用点
压力
(F)
弹力
物体间接触且挤压
垂直于接触面
在被压物体受力面上
重力
(G)
引力
由于地球吸引
竖直向下
物体的重心
实验突破
实验一:探究压力的作用效果
实验设计:把小桌放在海绵上(图甲),在桌面上放一个砝码(图乙),把小桌翻过来,并在其上放一个砝码(图丙).注意观察三次实验时海绵被压下的深浅,这显示了压力的作用效果.
实验结论:
压力的作用效果与
压力大小
和
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.
交流讨论:
①控制变量法:研究压力的作用效果与压力的关系时,要保持受力面积相同,改变压力;研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要保持压力相同,改变受力面积.
②转换法:根据海绵的形变程度来显示压力的作用效果.压强讲义
第
1
节
压强
压力
概
念:物理学中,将
作用在物体表面上的力叫做压力.
压力作用效果的影响因素:
和压力.
实验方法:控制变量法和
法(通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果).
压强
概
念:在物理学中,把物体所受的
与
的比叫做压强,用字母
表示.
公
式:
单
位:压强的国际单位是
,简称
,符号是
.1
Pa=1
N/m2.
注
意:在进行计算时,1
cm2=10-4
m2,1
dm2=10-2
m2.
增大或减小压强的方法
增大压强:
在受力面积一定时,
通过
的方法可以增大压强;
在压力一定时,
通过
的方法也可以增大压强.
减小压强:
在受力面积一定时,
通过
的方法可以减小压强;
在压力一定时,
通过
的方法也可以减小压强.
压强的计算
公式
p=F/S可推导为:F=
;S=
.在利用压强公式计算时,一定要注意,力和受力面积要针对同一物体而言.
推
导:p=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρghS/S=ρgh
拓
展:柱体压强:密度均匀的实心柱体(圆柱体或棱柱体)放在水平面上产生的压强可以用
p=ρgh
计算.
基础题
知识点
1
压力及其作用效果
1.下图分别是小红、小明、小方、晓东四位同学画的重力
G
与压力
F
的示意图,其中正确的是(
)
2.(2019·武汉)如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是(
)
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟压力的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A.①②
B.①②③
C.①③④
D.②③④
知识点
2
压强的计算
3.停在水平地面上的汽车质量为
2400
kg,汽车所受重力为
N.轮胎与地面接触面积共为
0.12
m2,汽车对地面压强为
Pa.(g
取
10
N/kg)
4.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达
108
Pa
的压强,那么“水刀”作用在面积为10-7
m2
的表面上,产生的压力为
N.
知识点
3
增大或减小压强的方法
(2017·河南)如图所示,小华骑单车出行,沿途看到路旁树木向后退去,所选的参照物是
;
小华坐在宽大的车座上比较舒服,这是通过增大受力面积减小
了
的缘故.
6.为了方便盲人行走,在马路两旁的人行道上铺设了有凸棱的盲道,小明在盲道上行走,感觉到脚有些不舒服.从物理学角度分析,这是因为:走在盲道上,脚与地面的接触面积减小了,从而
(填“增大”或“减小”)了压强.压路机上的碾子质量很大是通过
来
对地面的压强的.
【易错点
弄错受力面积】
7.将一个质量为
2
kg、底面积为
0.05
m2
的长方体平放在某一水平桌面中央,水平桌面的面积为
0.8
m2,
g
取
10
N/kg.则长方体对水平桌面的压强为(
)
A.2.5
Pa
B.25
Pa
C.40
Pa
D.400
Pa
提高题
(2018·德阳)在生产、生活中有很多物理知识的应用,下列说法中正确的是(
)
A.把书包带做得扁而宽,是为了减小书包对人体的压强
B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大压力
C.菜刀钝了磨一磨,是为了减小对被切物的压强
D.在铁轨下铺设枕木,是为了减小对地面的压力
9.(2018·铜仁)一个边长为
10
cm,密度为
0.6×103
kg/
m3
的正方体物块放在水平面上,物块对水平面的压强是(g
取
10
N/kg)(
)
A.450
Pa
B.550
Pa
C.600
Pa
D.700
Pa
10.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象.若用质量相等的甲、乙两
种物质分别制成实心正方体
A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体
A、B
对水平地面的压强之比为(
)
A.8∶1
B.4∶3
C.1∶2
D.4∶1
11.4.圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为mA、mB.密度分别为ρA、ρB,两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示,设A对B的压强为p1,B对桌面的压强为p2;图乙中,设B对A的压强为p3,A对桌面的压强为p4,则下列比例关系正确的是(
)
A.p1:p2=[mAρA]:[(mA+mB)
ρB]
B.p1:p4=mA:(mA+mB)
C.p2:p4=[mBρA]:[mAρB]
D.p2:p3=[mA(mA+mB)ρB]:[(mB2
ρA]
解析:水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G=mg;根据ρ=m/V、V=Sh可得S=m/ρh,再利用p=F/S分别推导出p1、p2、p3和p4的表达式,最后计算各个压强比。
(2017·徐州)如图所示,切蛋器装有一排很细的钢丝,能轻松地把熟鸡蛋切成片,请你解释其中的原因:
.
13.如图质地均匀的长方体重
7
N,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为
0.01
m2,则它对桌面的压强为
Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会
(填“变小”“不变”或“变大”).
14.(2020·南充)如图所示,一个重为
5
N
的容器,底面积
100
cm2,内装有
400
mL
的酒精,则容器对桌面的压力为
N,容器对桌面的压强为
Pa.(ρ酒精=0.8×103
kg/m3,g
取
10
N/kg)
15.(2019·开封期末)小健利用几块相同的长方体木块进行有关压强的实验,其实验步骤如下:
(1)将一个木块先后平放和竖放在松软的沙土上,是为了探究压强与
的关系.
(2)先将一个木块平放在松软的沙土上,然后再将另一个木块叠放上去,是为了探究压强与
的关系.
(3)实验中,他是观察
来比较压力作用效果的.
(4)实验中他用到的科学方法除了控制变量法,还有
.
16.(2019四川内江)如图所示,有两组同样的砖,A组一块,B组两块。每块砖平放时的长:宽:高为4:2:1.A组砖对地面的压力和压强分别为FA和pA;B组砖对地面的压力和压强分别为FB和pB;则:FA
FB,pA
pB(选填“>”“=”“<”)
17.(2020·信阳罗山县期末)如图所示,是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员之翰在
附近遥控机器人,若机器人的质量为
500
kg,每条履带与地面接触面积为
1
000
cm2.(g
取
10
N/kg)则:
(1)机器人的重力为多少?
(2)若南极某处冰面能承受的压强为
4.2×104
Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
(3)如果科考队员的质量为
70
kg,他双脚跟冰面接触面积为
300
cm2,科考队员能在冰面上安全行走吗?请计算说明.
18.(2019福建省)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图o饮料出口的横截面积S1=0.8cm2,饮料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面积S2=30cm2,g取10N/kgo
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
链接河南中招
16.如图所示,图钉尖的面积是
10-7
m2,图钉帽的面积是
10-4
m2,墙壁表面能承受的最大压强是
4×106
Pa.下列说法正确的是(
)
A.手指必须用大于
0.4
N
的压力,图钉尖才能进入墙壁
B.手指必须用大于
400
N
的压力,图钉尖才能进入墙壁
图钉静止时,手对钉帽的压力大于墙对钉尖的支持力
D.图钉静止时,手对钉帽的压力小于墙对钉尖的支持力
知识对比
压力与重力
性质
产生原因
方向
作用点
压力
(F)
弹力
物体间接触且挤压
垂直于接触面
在被压物体受力面上
重力
(G)
引力
由于地球吸引
竖直向下
物体的重心
实验突破
实验一:探究压力的作用效果
实验设计:把小桌放在海绵上(图甲),在桌面上放一个砝码(图乙),把小桌翻过来,并在其上放一个砝码(图丙).注意观察三次实验时海绵被压下的深浅,这显示了压力的作用效果.
实验结论:
压力的作用效果与
和
有关;
当受力面积相同时,
压力越
,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越
,压力的作用效果越明显.
交流讨论:
①控制变量法:研究压力的作用效果与压力的关系时,要保持受力面积相同,改变压力;研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要保持压力相同,改变受力面积.
②转换法:根据海绵的形变程度来显示压力的作用效果.