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固体的压力和压强整理笔记
一、固体的压力和压强整理笔记
1、压力:
⑴定义:
垂直作用在物体表面并指向表面的力叫压力。
⑵压力并不都是由重力引起的,通常把物体放在水平面上,如果物体在竖直方向上不受其他力,则物体对水平面的压力,数值上等于物体的重力,压力F=物体的重力G。
⑶固体可以大小方向不变地传递压力。
例向墙上按图钉,钉帽与顶尖受到的压力相同。
⑷重为G的物体在承面上静止不动。
指出下列各种情况下所受压力的大小。
GGF+GG–FF-GF
巩固练习:
1、关于压力下列说法中正确的是()
A、压力是由于物体受重力而产生的B、压力的方向竖直向下
C、压力等于物体的重力D、压力的方向垂直于物体表面
2、物体重80N,静止在水平桌面上,试计算下面几种情况中物体A对支承面的压力分别是多少?
F1=牛F2=牛F3=牛F4地面=牛F5天花板=牛
F4墙面=牛
3、请画出下例物体对支撑面的压力
A、如图所示,重力为10牛的物体A,放在水平地面上,用力的图示法作出水平地面受到的压力。
B、球挂在竖直的墙面上,它对墙面的压力是6牛,它的重力是8牛,请用力的图示法画出墙面受到的压力。
C、物体重8牛,放在斜面上,对斜面的作用力6牛,试画出物体对斜面的压力。
D、如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,A物重40牛,B物重10牛,在图中用力的图示法,画出物体A对B的压力。
变式训练:
画出上述4图中物体A所受的支持力
思考:
画出上述4图中物体A所受的重力
2、研究影响压力产生形变效果(压力的作用效果)因素的实验:
⑴分析甲、乙两图可知:
受力面积相同时,压力越大,压力产生形变效果(压力作用效果)越明显。
(2)分析乙、丙两图可知:
压力相同时、受力面积越小,压力产生形变效果(压力作用效果)越明显。
概括这两次实验结论是:
压力产生形变效果(压力的作用效果)与压力和受力面积有关。
本实验研究问题时,采用了控制变量法和对比法。
巩固练习:
1、影响压力产生形变效果的因素:
和。
1)实验中根据判断压力的作用效果(由具体题目定);
2)观察甲、乙、丙三图中泡沫塑料受到的压力、受力面积和泡沫塑料的凹陷程度
压力F甲=F一=F丙=
受力面积S甲=S乙=S丙=
凹陷程度甲=乙=丙=
分析比较甲、乙可知:
;
分析比较乙、丙可知:
。
3.比较压力产生的形变效果
(1)A物体对甲海绵的压力是10N,与海面的接触面积是5m2,B物体对海面的压力是5N,与海面的接触面积是5m2。
则物体对海绵的凹陷程度大;这说明:
;
(2)若A物体对地面的压力是10N,与地面的接触面积是5m2,B物体对地面的压力是10N,与地面的接触面积是3m2。
则物体对海绵的凹陷程度大;这说明:
;
(3)A物体对地面的压力是10N,与地面的接触面积是5m2,B物体对地面的压力是9N,与地面的接触面积是3m2。
则物体对海绵的凹陷程度大;
这说明:
;
你能默出表示压力形变效果的四句话吗?
请默出
(1)
(2)
(3)
(4)
即压力产生的形变效果是由决定的。
3、压强:
⑴定义:
物体单位面积上受到的压力叫压强。
⑵ 物理意义:
压强是表示压力产生形变效果(压力的作用效果)的物理量
⑶ 公式
其中各量的单位分别是:
p:
帕斯卡(Pa);F:
牛顿(N)S:
米2(m2)。
A、求解固体压力压强的一般方法:
根据题目情景先求压力,在根据公式
求压强。
使用该公式计算压强时,关键是找出压力F(如物体放在水平面上,如果物体在竖直方向上不受其他力,则物体对水平面的压力,数值上等于物体的重力,一般F=G=mg,注意质量与重力的区别)和受力面积S(受力面积要注意两物体的接触产生挤压的部分,如图,同时注意面积的单位一定要化成米2)。
例1:
如图,一物体重60N,放在水平地面上,它的上表面的面积是20cm2,下表面面积是30cm2,试计算甲、乙两图中物体对地面的压力、压强分别为多大?
解:
F甲=G=60N
S甲=30cm2=30*10-4m2,
F乙=G=60NS甲=20cm2=20*10-4m2,
由此可知:
不论物体正放还是倒放,物体对水平面的压力大小数值上等于物体的重力大小,即压力不变时,减小受力面积增大压强。
例2:
一辆坦克的质量为20t,每条履带与水平地面的接触面积为2m2。
问:
坦克行驶时对地面的压强是多大?
(g=10N/Kg)
解:
m=20t=2*104kg
F=G=mg=2*104kg*10N/kg=2*105N
S=2S履带=2*2米2=4米2。
补充练习3——压强计算每一题认真消化(试试,自己求)
B特例:
对于放在水平桌面上的柱形物体(如:
圆柱体、正方体、长放体等)对水平桌面的压强p=ρgh。
例:
如图两个实心圆柱体放置在水平地面上,沿水平方向分别截去其上部相同高度后,剩余部分对水平地面的压强相等,则他们原来对水平地面的压强关系()
A、p甲=p乙。
B、p甲>p乙。
C、p甲
D、不能确定
公式
分析过程
剩余部分压强p’=ρgh’
因为压强p甲’=p’乙
有图可知剩下圆柱体的高度h甲’>h’乙
圆柱体的密度
甲’<
乙’
甲<
乙
截取部分压强
因为圆柱体的密度
甲<
乙
且切去高度
所以切去压强
圆柱体原压强
p=p’+
圆柱体原压强
⑷ 压强单位Pa的认识:
一报纸平放时对桌子的压力约1Pa。
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。
⑸应用:
当压力不变时,可通过增大受力面积的方法来减小压强如:
铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。
也可通过减小受力面积的方法来增大压强如:
缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄。
思考:
你和我体重差不多,为什么陷下去的是我?
思考:
同一块砖怎样放置压强最大?
思考:
正方木块放在桌面上,对水平桌面压强是p,以下几种切法压强将会怎样变化?
运用你所学的知识解释:
钢轨总是铺在枕木上而不是直接铺在地面上
4、一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力压强问题:
处理时:
把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受
的压力F=G总=G容+G液),后确定压强(一般常用公式p=F/S)。
例:
一个平底容器的质量为0.2千克,底面积为1×l0-2米2。
在容器中装入0.8千克的酒精后,将它放在水平地面上。
求:
(1)酒精的体积V酒精。
(2)装入酒精后,容器对水平地面的压力F和压强p。
(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
解:
(1)
(2)
例:
如图所示,甲、乙两个实心正方体放置在水平表面上,它们对水平表面的压强相同。
已知甲的质量为2千克,甲的底面积为0.04米2。
求:
(1)物体甲的重力。
(2)物体甲对地面的压强。
(3)如果沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去体积为V的部分,然后将切去部分叠放在剩余部分上,若这时它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙,请判断p甲和p乙的大小关系,并说明理由。
解:
(1)G甲=m甲g=2千克×9.8牛/千克=19.6牛
(2)p甲=F甲/S甲=G甲/S甲=19.8牛/0.04米2=490帕
(3)设甲、乙被切去并叠加后,对水平表面的压强分别为p甲’、p乙’。
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