第九章第1节压强.docx
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第九章第1节压强
年级
八年级
学科
物理
版本
人教新课标版
课程标题
第九章第1节:
压强
编稿老师
钟朝光
一校
林卉
二校
黄楠
审核
刘媛媛
1压力
一、知识点拨
压力
定义
垂直作用在物体表面上的力
产生条件
物体间相互接触并且挤压。
压力实质上是一种弹力。
方向
垂直于受力物体的表面;始终跟受力物体的受力面相互垂直
作用点
在被压物体的表面上
符号及单位
F;单位符号:
N
例题请画出下图中物块A对斜面的压力及A受到的重力的示意图。
思路导航:
画力的示意图时首先要确定研究对象,先画物块A受到的重力,作用点在物块A的重心上,方向竖直向下;而物块A对斜面的压力,受力物体是斜面,作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下。
答案:
如图所示,重力为G,压力为F
【辨析·比较】
压力和重力的比较
压力(F)
重力(G)
定义
垂直压在物体表面上的力
由于地球的吸引而使物体受到的力
施力物体
与受力物体接触并相互挤压的物体
地球
力的作用点
受力物体表面
重心
方向
垂直于物体的接触面且指向被压物体内部
总是竖直向下
大小
1.物体放置在水平面上时,F=G,此时只是数值相等,F与G是两个不同的力;
2.物体放置在斜面上时,F与G有关,但不相等;
3.物体与竖直面接触并相互挤压时,F与G无关。
【说明】
压力的大小:
物体受到的重力均为G,求出下列物体对地面(天花板、墙面)的压力大小。
二、本节小结:
2影响压力作用效果的因素
一、知识点拨
(一)探究影响压力作用效果的因素:
问题1:
实验中,压力的作用效果如何体现?
答:
实验时,用泡沫塑料(海绵、细沙)被压下的深浅来显示。
问题2:
在实验中,应用了哪些物理研究方法?
答:
(1)控制变量法;
(2)转换法。
问题3:
实验的结论是什么?
答:
(1)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
例题1小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验如图所示。
(1)实验中小明是通过观察来比较压力的作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应比较图所示实验。
(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,由此他得出的结论是:
压力的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。
思路导航:
本题考查对“压力的作用效果与什么因素有关”实验过程的理解.实验中通过泡沫形变的大小(即泡沫压痕的深浅程度)显示压力的作用效果.甲、乙两图的受力面积相同,压力的大小不同,压力的作用效果也不同,探究的是压力的作用效果与压力大小的关系,从题图中可以看出:
压力的作用效果跟压力的大小有关,压力越大,作用效果越明显.要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,需要控制压力的大小不变,只改变受力面积的大小,甲、丙两图符合要求,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,受力面积改变的同时,压力的大小也发生了改变,因此不能得出压力的作用效果与受力面积的关系。
答案:
(1)压痕的深浅程度(泡沫形变的大小)
(2)压力的作用效果跟压力的大小有关(3)甲、丙(4)没有控制压力不变
【拓展】
按以下图示将物体切去一块,物体对地面的压强如何变化?
(二)压强:
压力的作用效果
定义
物体所受压力大小与受力面积之比(或者说:
物体单位面积上受到的压力)
意义
压强是表示压力作用效果的物理量
公式
p=F/S,其中p:
帕斯卡(Pa);F:
牛顿(N);S:
米2(m2)
【说明】
(1)压强单位Pa的认识:
一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa;
(2)成人站立时对地面的压强约为:
1.5×104Pa。
它表示:
人站立时,其脚下每平方米面积上受到脚的压力为1.5×104N。
【注意】
使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(一般F=G=mg)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触部分)。
例题2大象的质量是5000kg,每只脚底的面积是600cm2。
大象用四只脚站立时对地面的压强是多少?
(取g=10N/kg)
思路导航:
求解压强时,要明确压力大小和受力面积。
大象在水平地面上,所以它对地面的压力等于它自身的重力;求解中注意单位换算。
答案:
F=G=mg=5000kg×10N/kg=50000N
S=600cm2=0.06m2
(三)增大、减小压强的方法
1.增大压强的方法:
(1)压力不变时,减小受力面积。
如磨得锋利的刀。
(2)受力面积不变,增大压力。
如用笨重的压路机压实新修的路面。
(3)减小受力面积,增大压力。
如用锤子钉钉子。
2.减小压强的方法:
(1)压力不变,增大受力面积。
如铁路下铺枕木。
(2)受力面积不变,减小压力。
如运货汽车不要超载,以免损坏路面。
(3)增大受力面积,减小压力。
在易破的冰面上通过时,可以采取爬行的方式且同时丢掉一些不必要的负重。
例题3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,如图所示的事例中,属于增大压强的是()
思路导航:
本题结合生活实例考查增大和减小压强的方法.背书包时靠增大书包带的宽度来增大受力面积实现减小压强的目的.切菜时靠减小受力面积实现增大压强的目的.铁轨铺在枕木上靠增大与地面的受力面积实现减小压强的目的.滑雪时靠增大雪橇的宽度来增大受力面积实现减小压强的目的.
答案:
B
二、本节小结:
3固体压强的计算
一、知识点拨
固体压力、压强的求解:
(1)用
求出物体对水平面的压力;
(2)用
求出压强。
例题1仔细观察图中小明和小芳的一段对话:
已知汽车车轮与水平地面的总接触面积为1500cm2,货物与车的总质量为6t。
自行车车轮与水平地面的总接触面积为20cm2,骑车人的质量为75kg,自行车的质量为10kg。
请你根据提供的数据通过计算判断小明的说法是否正确。
(g取10N/kg)
思路导航:
汽车和自行车对地面的作用效果哪一个大,需借助压强知识来解决。
压强表示压力的作用效果,根据汽车和自行车各自的物重、自重和受力面积,计算出压强进行比较即可。
答案:
对汽车而言:
F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N,
汽车对地面的压强为:
p=F/S=6×104N/0.15m2=4×105Pa;
对自行车而言:
F′=G′=m总′g=(75kg+10kg)×10N/kg=850N,
自行车对地面的压强为:
p′=F′/S′=850N/0.002m2=4.25×105Pa;
比较可知p′>p,所以小明的说法不正确,自行车对马路的作用效果更大。
例题2质量为2.7kg的正方体铝块放在面积为1m2的水平桌面上,它对桌面的压强是多大?
(g=10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3)
思路导航:
本题中,压力等于重力,利用F=G=mg可求出;受力面积为铝块与桌面的接触面积,要先计算出铝的底面积再比较得出。
答案:
铝块对桌面的压力F=G=mg=2.7kg×10N/kg=27N;
铝块的体积:
;
所以正方体铝块的边长为0.1m,铝块的底面积为:
因为:
所以:
【易错辨析】
S是受力面积(一般可认为是接触面积),是两个接触物体的公共面积。
例题3如图,放在细沙上的都是圆柱形的铜柱和铁针,静止时,铜柱对沙的压强(选填“<”、“>”或“=”)铁针对沙的压强(已知铜的密度大于铁的密度,铜柱比铁柱更长更粗)。
思路导航:
对于圆柱体,有:
因为
,且
所以
答案:
>
【归纳小结】
对于圆柱体和长方体(包括正方体),它们的体积符合:
。
可以用公式
求解其压强。
二、本节小结:
第九章第2节液体压强
一、预习新知
观看视频《被胀破的气球》(模拟帕斯卡实验),回答下列问题。
二、问题思考
在液体内部向都有压强,在液体的同一深度,液体向各个方向的压强大小。
液体内部的压强随深度的增加而。
液体内部压强的大小可以用来计算。
(答题时间:
45分钟)
1.站在地面上的小宏想让自己对地面的压强变为最小,他应该()
A.走动B.抬起一只脚
C.坐在地面上D.平躺在地面上
2.几块相同的砖按下图所示的方法摆放在水平地面上,比较甲、乙、丙三块砖对地面产生的压强大小()
A.p甲=p丙>p乙B.p甲=p乙<p丙C.p甲<p乙<p丙D.p乙<p甲<p丙
3.一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.站立不动B.赶快跑向岸边
C.立即改成单脚站立D.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动
4.统计结果显示,一般身材的人身高与脚印大小有一定的关系。
下列关于刑侦人员为估计涉案人员高矮和体重的做法中,正确的是()
A.获得脚印的大小,可以估计涉案人员的体重
B.获得脚印的深浅,可以估计涉案人员的高矮
C.获得脚印的大小或深浅,可以估计涉案人员的高矮和体重
D.获得脚印的大小和深浅,可以估计涉案人员的高矮和体重
5.为了保护塑胶跑道,一些学校禁止在跑道上使用带长钉的运动鞋。
这是因为运动员穿上该种钉鞋后对跑道的压力几乎不变。
但跑道的()
A.受力面积减小,压强减小B.受力面积增大,压强增大
C.受力面积减小,压强增大D.受力面积增大,压强减小
6.某些公共汽车配备了逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤的外形应选择下图中的()
7.把吹胀的气球压在一根大头针上,稍一用力气球就会被刺破,而用同样大小的力把它压在大量的大头针上,气球却安然无恙(如图所示),这是因为()
A.气球受到的压力减小了B.气球的受力面积增大了
C.气球受到的压强增大了D.压力对气球的作用效果更明显了
8.一个铁锭如图(a)放置在水平地面上时,对地面产生的压力和压强分别是F1和p1;当如图(b)放置在水平地面上时,对地面产生的压力和压强分别是F2和p2,那么()
A.F1=F2,pl=p2B.Fl=F2,p1
9.如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同圆体物质的质量与体积的关系时得出的图像,用上述两种物质分别做成a、b两个实心正方体,b的边长是a的2倍,把它们放在水平地面上,a、b两物体对水平地面的压强之比为()
A.pa:
pb=1:
8B.pa:
pb=1:
4C.pa:
pb=l:
2D.pa:
pb=1:
l
10.有几个粗细不同,但长度相同的铁制圆柱实心体,把它们竖直放在水平地面上,那么()
A.较细的铁柱对地面的压强大B.它们对地面的压强一样大
C.较粗的铁柱对地面的压强大D.无法比较它们对地面压强的大小
11.(杭州)一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如下图所示)。
在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边L/3,在板A移动过程中,下列说法正确的是()
A.A对桌面的压强不变B.A对桌面的压力不变
C.A对桌面的压力不断变小D.A对桌面的压强不断变小
12.(淄博)我国自主研制的“中华牌”月球车将于明年被送上月球。
“中华牌”月球车安装了较多的车轮,并且车轮上刻有花纹,这是为了()
A.减小压强,增大摩擦B.增大压强,减小摩擦
C.增大压力,增大摩擦D.减小压力,减小摩擦
13.(江西)为了适应生存环境,老虎都长有尖尖的牙齿,如图所示,当老虎用相同的力咬食物时,受力的越小,产生的越大。
14.在生活中,我们有过以下的体验或观察:
①写字的笔杆握笔处凹凸不平;②厨房的菜刀刀刃磨得很薄;③装订试卷时用力按压订书机;④运动鞋底的花纹做得很深。
其中主要目的是为了增大压强的有,增大摩擦的有。
(填写序号)
15.重8N的木块放在水平桌面上,用2N的水平拉力拉动时,木块做匀速直线运动,当水平拉力增加到3N时,木块受到的合力为N;若木块与桌面的接触面积为0.02m2,则木块对桌面的压强为Pa。
16.体重为500N的小明双脚站立在水平冰面上时发现冰面有破裂的危险!
他及时卧在冰面上匍匐前进,避免了意外的发生。
已知两只脚与冰面的接触总面积为400cm2,则小明双脚站立时对冰面的压强为________Pa,平卧时能避免意外发生的原因是____________。
17.将重为3N的教科书平放在水平桌面上,与桌面的接触面积为0.05m2,则书对桌面的压力为____N,压强为______Pa.
18.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中:
(1)我们是通过观察泡沫塑料的程度来比较压力的作用效果的。
(2)图中__________两个实验是用来研究压力的作用效果与压力大小是否有关的;__________两个实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)在物理学中,用__________来表示压力的作用效果。
(4)本实验中,我们运用的科学探究方法是_______________。
19.一辆汽车驶过夹河大桥时,交警示意停车。
该车司机的反应时间是0.5s,反应距离为12.5m,停车后查得该车的总质量为10t,车轮与地面的总接触面积为0.1m2。
按照规定,该路段限速80km/h,对路面的压强不得超过7×105Pa利用上述数据计算说明该车被示意停车的原因。
(g=10N/kg)
20.一块写有校训的花岗岩石料的质量为31.8t、密度为2.65×103kg/m3,立在用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上(如图所示),石料与基座的接触面积为2.12m2。
已知砖的密度为2.05×103kg/m3,基座砖缝中水泥砂浆的密度与砖的密度相同。
(g取10N/kg)求:
(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。
1.D解析:
压力一定时,受力面积越大,压强越小,人平躺时对地面的受力面积最大,压强最小。
2.B解析:
地面受到的压力等于砖所受的重力。
甲、乙两图相比较:
甲的压力是乙的2倍,甲的受力面积也是乙的2倍,由p=F/S知,它们的压强相等,即p甲=p乙。
乙图与丙图相比较:
丙的压力是乙的2倍,受力面积相等,根据p=F/S,p丙=2p乙,即p丙>p乙。
3.D解析:
人伏在冰面上慢慢向岸边挪动,可以增大受力面积从而减小压强。
4.D解析:
一般的人身高越高,脚印越大,身体越重,对地面的压力越大,压强也越大,留在地面上的脚印越深。
5.C解析:
压强不仅与压力的大小有关,而且还跟受力面积有关。
运动员的重力一定,对跑道的压力一定,带长钉的运动鞋与跑道的接触面积小,跑道所受压强大,容易损坏跑道。
6.D解析:
由p=F/S可知,在压力一定时,受力面积越小,压强越大,由题意可知,这四种逃生锤在对玻璃的压力一定的情况下,其对玻璃的作用面积越小,压强就越大,玻璃就越容易被打破,选项D中的逃生锤面积最小,所以在相同压力作用下,它对玻璃的压强是最大的。
7.B解析:
压力大小相同,受力面积增大,压强减小,压力对气球的作用效果不明显,所以气球安然无恙。
本题答案为B。
8.B解析:
题中两种放法,铁锭对地面产生的压力都等于铁锭的重力,所以Fl=F2,而放法(a)与地面的接触面积大于放法(b),所以p1 本题答案为B。 9.A解析: 根据图象可知,ρa=4g/2.0cm3=2g/cm3,ρb=8g/1.0cm3=8g/cm3,a、b两物体对水平地面的压力分别等于它们各自的重力,所以Fa=mag=ρaVag=ρaa3g,Fb=mbg=ρbVbg=ρbb3g,它们对地面的压强分别为: pa=Fa/Sa=ρaa3g/a2=ρaag,pb=Fb/Sb=ρbb3g/b2=ρbbg,所以pa/pb=ρaag/ρbbg=a/4b=1/8。 10.B解析: 铁制圆柱体对水平地面的压力等于重力。 铁制圆柱体的质量跟体积成正比,在高度相同的情况下,其质量跟底面积成正比。 底面积增大1倍,质量和重力也增大1倍,即压力增大1倍,同时受力面积也增大1倍,所以压强不变。 11.B解析: 在板A移动的过程中,A对桌面的 压力大小始终等于其重力大小,因此压力不变。 由于p=F/S,A向右移动,A与桌面的接触面积减小,在F不变的情况下,p增大。 12.A解析: 月球车安装了较多的车轮是通过增大受力面积的方式来减小压强;摩擦力跟压力和接触面的粗糙程度有关,车轮上刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 13.面积;压强 解析: 压强与受力面积和压力大小有关;受力面积一定时,压力越大、压强越大;压力一定时,受力面积越小、压强越大,老虎都长有尖尖的牙齿,是通过减小受力面积的方法来增大压强。 14.②③;①④ 解析: ①④都是通过增加接触面的粗糙程度增大有益摩擦;②是通过减小受力面积以增大压强;③是通过增大压力以增大压强。 15.1;400 解析: 因为木块在2N的水平拉力作用下做匀速直线运动,因此木块受到的摩擦力的大小为2N;又因为水平拉力增加到3N,而木块受到的摩擦力不变,因此木块受到的合力: F合=F﹣f=3N﹣2N=1N;又因为压力F=G=8N,S=0.02m2,所以木块对桌面的压强: p= = =400Pa。 16.1.25×104;增大受力面积,减小压强 解析: 小明双脚站立时对冰面的压强p=F/S=500N/400×10-4m2=1.25×104Pa,平卧时,身体与冰面的接触面积变大,压力不变,所以对冰面的压强减小。 17.3;60 解析: F=G=3N, 18. (1)形变 (2)甲乙;乙丙(3)压强(4)控制变量法(或“转换法”) 解析: 压力的作用效果是通过泡沫塑料的形变大小得出的,通过控制变量法,用改变压力或改变受力面积的方法比较压力的作用效果。 19.解: 可从超速、超载的角度分析: 当时该车行驶的速度为 该车对路面产生的压强为 因为90km/h>80km/h,106Pa>7×105Pa,所以该车被示意停车的原因就是超速、超载。 20.解: (1)花岗岩石料的体积: V石=m石/ 石=31.8×103kg/2.65×103kg/m3=12m3 (2)由于石料放在水平基座上,石料对基座的压力大小等于石料受到的重力大小,即: F石=G石=m石g=31.8×103kg×l0N/kg=3.18×105N, 则石料对基座的压强: p石=F石/S石=3.18×105N/2.12m2=1.5×105Pa。 (3)基座受到的重力大小: G基=m基g= 基V基g=2.05×103kg/m3×(4m×2m×0.5m)×10N/kg=8.2×104N,基座对地面的压强: p基=F/S基=(G石+G基)/S基=(3.18×105N+8.2×104N)/(4m×2m)=5×104Pa,石料对基座和基座对地面的压强之比p石: p基=3: 1。
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- 第九 压强