精品中考物理小组课第6讲 绳锯木断水滴石穿压力与压强.docx
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精品中考物理小组课第6讲绳锯木断水滴石穿压力与压强
第6讲绳锯木断,水滴石穿--压力与压强
学习目标
1.认识压力和压力的作用效果
2.学会计算压强
入门测
单选题
练习1.
(2019春∙平和县期中)关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力的大小一定等于重力
B.压力的方向总是竖直向下
C.压力就是重力
D.压力总是垂直于接触面
【答案】D
【解析】
题干解析:
(1)对于水平面上的物体,对地面的压力是由于重力产生的,压力大小等于重力大小;其它情况与物重不一定有直接关系,如压在竖直前面上的物体,压力与重力无关,故AC错误;
(2)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面;故B错误;D正确;
练习2.
(2019春∙龙凤区校级期末)某同学站立时对地面的压强是2×104Pa,这表示( )
A.1m2地面上受到的压力是2×104Pa
B.1N的压力作用在面积为2×104m2的地面上
C.1m2地面上受到的压力是2×104N
D.该同学对地面的压力是2×104N
【答案】C
【解析】
题干解析:
某同学站立时对地面的压强是2×104Pa,表示的物理含义是:
1m2地面上受到的压力是2×104N,故C正确、ABD错误。
填空题
练习1.
(2019春∙江城区期中)物理学是一门和我们的日常生活紧密相关的学科,就拿如图所示的钢丝钳来说,它侧面的钳口接触面积很小是为了______;剪断铁丝时,它是____(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;橡胶皮套上有粗糙突起是因为可以______。
【答案】
增大压强;省力;增大摩擦
【解析】
题干解析:
钳口接触面积很小,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,容易剪断物体。
根据杠杆平衡条件可知,使用钢丝钳时,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆。
钳柄橡胶皮套上有粗糙突起是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,不易滑落。
情景导入
知识精讲
压力的认识
知识讲解
1.内容:
压力属于弹力,是由物体发生形变而产生的。
支持力也是压力。
垂直作用在物体表面上的弹力叫压力。
2.压力产生的条件:
只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力。
3.三要素:
(1)方向:
压力的方向与受力物体的表面即支撑面垂直且指向被压物体;
(2)大小:
压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关;通常把物体放在水平面上且物体竖直方向上不受其他力时,压力等于物体的重力,即F=G;
(3)作用点:
在被压物体的接触面上。
4.压力和重力的区别
压力和重力是截然不同的两种力,但多选题中常出题去混淆两个力。
以A物体压着B物体为例。
压力
重力
施力物体
A物体
地球
受力物体
B物体
A物体
大小
决定于相互挤压所发生形变大小以及材质
G=mg取决于质量和重力加速度
方向
垂直于受力物体表面,并指向受力面
竖直向下,大致指向地心
作用点
在支持面上
物体重心
力的性质
属于弹力
源于万有引力,是非接触力
受力示意图
例题精讲
压力的认识
例1.
(2019春∙东台市月考)画出图中铅球对桌面的压力。
【答案】
【解析】
题干解析:
铅球对桌面的压力垂直于桌面向下,压力的作用点在接触面上,即铅球与接触面的接触点;然后过压力的作用点做竖直向下的力,并标出F;如图:
。
例2.
(2019∙宽城区模拟)如图所示,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
【答案】D
【解析】
题干解析:
物体在水平地面上,虽然放置方法不同,但对地面压力F=G,所以平放、侧放、竖放对地面的压力相等;
例3.
(2019春∙凉州区期末)关于压力的说法,正确的是( )
A.放在水平地面上的物体,对地面的压力就是物体的重力
B.压力的大小一定与物体重力大小有关
C.压力的方向总是竖直向下的
D.压力属于弹力,它的产生一定是相互接触的两物体间要有挤压作用
【答案】D
【解析】
题干解析:
(1)放在水平地面上的物体,受到二个力的作用:
一个重力G向下,一个支持力F向上。
由于二力平衡,所以有F=G。
物体对地面的压力F′是作用在水平面上的,这个力和F是一对作用和反作用力,也是相等的,F′=F.由上面二个关系式得F′=G.这二个力是相等的。
但是绝对不能说“对地面的压力就是物体的重力”故A错误;
(2)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面;
重力的方向是竖直向下的,因此重力和压力是完全不同的两个力,大小不一定相等,只有物体放在水平面上,物体对桌面的压力等于重力。
故BC错误;
(3)压力属于弹力,压力是由两个相互接触的物体发生挤压而产生的,故D正确。
例4.
(2019∙信阳模拟)质量是2kg的水桶静止在水平地面上,地面对水桶的支持力的大小是____N.若水桶受到30N竖直向上的拉力时,则水桶受到重力和拉力的合力为____N,合力方向______。
(g取10N/kg)
【答案】
20;10;竖直向上
【解析】
题干解析:
(1)物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N;地面对水桶的支持力的大小等于物体的重力,为20N;
(2)物体受到的重力G=20N,竖直向下,拉力F=30N,竖直向上,拉力大于物体的重力,所受合力为30N-20N=10N;方向竖直向上。
例5.
(2019春∙蒙城县期末)放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯形变产生的力”的说法,正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力
B.桌面对茶杯的支持力
C.茶杯的重力
D.茶杯对地球的吸引力
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力。
故A正确。
B、桌面对茶杯的支持力的施力物体是桌面,是桌面发生弹性形变后对茶杯产生的弹力,故B错误;
C、茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面;茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯。
两个力的施力物体和受力物体都不相同,所以这两个力不是同一个力,但两者大小相等。
故C错误。
D、茶杯对地球的吸引力,施力物体是茶杯,受力物体是地球,不是茶杯形变产生的力。
故D错误。
探究压力的作用效果与什么因素有关
知识讲解
1.实验原理:
物体受到压力发生形变量越大,压力的作用效果越明显。
2.实验方法:
(1)本实验运用了控制变量法,分别控制压力和受力面积两个变量;
(2)用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,运用了转换法。
3.实验过程与结论:
通过比较图乙、丙的海绵凹陷情况可知,压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
通过比较图甲、的海绵凹陷情况可知,受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
例题精讲
探究压力的作用效果与什么因素有关
例1.
(2019春∙襄州区期末)小明同学为探究压力的作用效果与哪些因素有关时,用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵,做了如图所示的三个实验。
(1)该探究实验用到的实验方法是_______
(2)观察三个实验,比较___图和___图所示实验,说明:
受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)观察三个实验,比较甲图和丙图所示实验,说明:
______相同时,______越小,压力作用效果越明显。
【答案】
(1)控制变量法;
(2)甲;乙;
(3)压力大小;受力面积
【解析】
题干解析:
(1)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,因此探究影响压力作用效果的因素,应采用控制变量法。
(2)要得出“受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显”的结论,必须控制受力面积相同,压力大小不同,符合条件的只有甲、乙两图。
(3)甲、丙两图中,都是一块砖,压力相同,放置方式不同,受力面积不同,压力的作用效果不同,因此会得出压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
例2.
(2019春∙苏州期末)在研究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了如图(a)、(b)所示两个实验。
(1)在上述实验中,根据________来比较压力的作用效果的。
通过观察图(a)、(b),可得出结论_________________________。
(2)此后该同学又把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力作用效果不够明显,如图(c)所示,其原因是________。
设图(b)中小桌对海绵的压强是pb,图(c)中小桌对木板的压强是pc,则pb___pc.(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)比较上述实验(b)、(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小,还需要满足的条件是:
________________。
【答案】
(1)海棉形变程度;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(2)木板硬度较大;=;
(3)受压的物体相同(且硬度较小)
【解析】
题干解析:
(1)压力作用效果用海绵的形变程度来反映,海绵形变越大,压力作用效果越大;实验(a)、(b)的压力相同,受力面积越小,海绵的形变越大,所以压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(2)在压力相同、受力面积相同时,接触面材料不同,形变大小不同,是因为海绵和木板的软硬程度不同;压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,压力相同,受力面积相同时,压强相同。
所以Pb=Pc。
(3)由实验(b)、(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小时,必须保持受压的物体相同(且硬度较小)。
例3.
(2019∙如东县校级模拟)某同学(利用小桌、砝码、泡沫塑料)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过____________来显示压力的作用效果;
(2)由甲、乙两图所示实验现象可得出:
受力面积一定时,____越大,压力作用效果越____;
(3)由_____两图所示实验现象可得出:
压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越_____。
(4)该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p乙____p丁(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】
(1)泡沫塑料块凹陷的程度;
(2)压力;明显;
(3)乙、丙;不明显;
(4)等于
【解析】
题干解析:
(1)实验中,泡沫的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,用泡沫的凹陷程度来反映压力作用效果;
(2)由甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同而压力不同,压力越大,泡沫凹陷程度越大,压力作用效果越明显,由此可得:
受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;(3)由乙、丙两图所示实验可知,压力相同而受力面积不同,受力面积越小,泡沫凹陷程度越大,压力作用效果越明显,由此可得:
压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越不明显;(4)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,压力相同,受力面积相同时,压强相同,所以p乙=p丁。
压强大小计算
知识讲解
1.定义:
物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强,用p表示,单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。
1Pa=1N/m2。
2.公式:
。
3.物理意义:
压强是表示压力作用效果的物理量。
4.对压强公式的理解
(1)公式
无论对于固体、液体还是气体产生的压强都普遍适用;
(2)公式中的受力面积S是指两个物体相互接触的那部分面积,而并不一定是受压物体的表面积;
(3)应用公式
计算时,力的单位要用牛,面积的单位要用平方米,压强的单位用帕。
(4)对于密度均匀,形状为规则柱体的物体,可以使用公式p=ρgh计算压强。
例题精讲
压强大小计算
例1.
(2019春∙重庆期中)小坤将一个小箱子慢慢推进桌子,如图所示,这个过程中,箱子对桌面的压力____,压强____(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】
不变;变小
【解析】
题干解析:
小箱子慢慢推进桌子的过程中,箱子对桌面的压力始终等于木块的重力,所以压力不变;因为受力面积增大,根据压强的公式p
可知,木块对桌面的压强变小。
例2.
(2019∙昭平县一模)现在平放在桌面中央的物理答题卡对桌面有压力,请你估计桌面的受力面积约是( )
A.6m2
B.600dm2
C.600cm2
D.600mm2
【答案】C
【解析】
题干解析:
物理答题卡平放在桌面中央,受力面积即为答题卡的面积,
物理答题卡的大小相当于一张A4纸的大小,长约为29cm,宽约为21cm,
故桌面的受力面积为S=29cm×21cm=609cm2=0.069m2。
故ABD错误,C正确。
例3.
(2019∙杭州)双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为( )
A.1250帕
B.2500帕
C.5000帕
D.12500帕
【答案】D
【解析】
题干解析:
中学生平均体重约为500N,两脚的总面积约为0.04m2,
则他对地面的压强为:
p
1.25×104Pa,故D正确、ABC错误。
例4.
(2019春∙卢龙县期中)100N的压力甲作用在0.5m2的面积上,2000N的压力乙作用在15m2的面积上,压力___(填“甲”或“乙”)的作用效果较大。
压强是5000Pa,它的意思是__________________。
如图所示,甲、乙、丙三个同种物质制成的密度均匀的实心正方体分别放在水平地面上,它们的高度不同。
甲、乙、丙对地面压强最大的是___。
【答案】
甲;每平方米面积上的压力为5000N;甲
【解析】
题干解析:
(1)100N的压力甲产生的压强:
p1
200Pa;2000N的压力乙产生的压强:
p2
133.33Pa,因为p1>p2,所以,压力甲的作用效果较大。
(2)5000Pa表示每平方米面积上的压力为5000N。
(3)均匀实心正方体对水平地面的压强:
p
ρgh,同种物质制成,则ρ相同,由图可知,h甲>h乙>h丙,所以甲、乙、丙对地面压强的关系为:
p甲>p乙>p丙,
例5.
(2019∙石家庄一模)如图所示,甲、乙两个质量均为2千克的实心均匀圆柱体放在水平地面上。
甲的底面积为4×10-3米2,乙的体积为0.8×10-3米3.求:
①乙的密度ρ乙;
②甲对地面的压强p甲;
③若甲的底面积是乙的1.5倍,在甲、乙的上部沿水平方向分别切去△m甲和△m乙,再将切去部分互叠在对方剩余部分的上方,使甲、乙对水平地面的压强相等。
请比较△m甲和△m乙的大小关系及求出两者的差值。
【答案】
①乙的密度为2.5×103kg/m3;②甲对地面的压强为4900Pa;③△m甲<△m乙,两者的差值为0.4kg。
【解析】
题干解析:
①乙的密度:
ρ乙
2.5×103kg/m3;②甲对地面的压力:
F甲=G甲=m甲g=2kg×9.8N/kg=19.6N,甲对地面的压强:
p甲
4900Pa;③在甲、乙的上部沿水平方向分别切去△m甲和△m乙,再将切去部分互叠在对方剩余部分的上方后,因此时甲、乙对水平地面的压强相等,即p甲′=p乙′,所以,
,即:
①,把m甲=m乙=2kg和S甲=1.5S乙代入①式可得:
,整理可得:
△m乙-△m甲=0.4kg,则△m乙>△m甲。
压强大小比较
知识讲解
固体压强的比较
准确判断压力、受力面积及其变化:
固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。
中考中对于压强的考查,往往在同一情境中出现多个力、多个面积发生变化的情景。
要想准确的比较、计算压强的大小,找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键。
我们审题时要抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。
利用公式
,采用控制变量法。
例题精讲
压强大小比较
例1.
(2019春∙临河区期末)如图玻璃杯放在水平桌面上,若将其在水平桌面倒置后,下列说法正确的是( )
A.玻璃杯对桌面的压力和压强都不变
B.玻璃杯对桌面的压力和压强都变大
C.玻璃杯对桌面的压力变大、压强都不变
D.玻璃杯对桌面的压力不变、压强变大
【答案】D
【解析】
题干解析:
玻璃杯放在水平桌面上,不论正放还是倒放,桌面受到的压力不变,都等于玻璃杯的重力;
将其在水平桌面倒置后,受力面积小,根据p
可知,倒放时压强大;
故ABC错误,D正确。
例2.
(2019春∙天河区期末)如图所示,两行脚印分别是小东和小荣走过沙滩时留下的。
下列判断正确的是( )
A.小东对沙地的压力比小荣的小
B.小东对沙地的压力和小荣的一样
C.小东对沙地单位面积的压力比小荣的大
D.受力面积和压力都不知道,无法比较谁对沙地的压强大
【答案】A
【解析】
题干解析:
由图可知,小荣踩的脚印深,小东踩的脚印浅,且小荣脚印的面积大于小东的,
因压强表示压力作用效果的物理量,且压强是指单位面积受到的压力,
所以,小荣对沙地的压强大于小东的压强,即小东对沙地单位面积的压力比小荣的小,故CD错误;
由p
的变形式F=pS可知,小东对沙地的压力比小荣的小,故A正确、B错误。
例3.
(2019春∙海阳市期中)质量和高度均相同的铝、铁、铜三个圆柱体(ρ铝<ρ铁<ρ铜),若把它们竖直放在水平地面上时,对地面产生的压强最大的是( )
A.铝圆柱体
B.铜圆柱体
C.铁圆柱体
D.一样大
【答案】B
【解析】
题干解析:
已知压力等于重力F=G=mg=ρVg,
根据公式p
可得:
p
ρgh,
∵三个物体高度相同,ρ铝<ρ铁<ρ铜,
∴对地面的压强p铜>p铁>p铝。
例4.
(2019春∙伊通县期末)如图所示,一个质量均匀的木块放在水平地面上,现在沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,它们对地面的压强分别为pA和pB,则( )
A.pAB
B.pA=pB
C.pA>pB
D.无法比较
【答案】C
【解析】
题干解析:
放在水平地面上的均匀实心长方体对地面的压强pA
ρhg,
设图中B物体的下表面面积为S1,高为h,上表面的面积为S2,设物体的密度为ρ;
图中B物体对地面的压强为:
pB
,
因为S2 所以 1, 所以 ρhg; 所以pB 增大或减小压强的方法 知识讲解 1.增大压强的方法 (1)保持受力面积不变,增大压力; (2)保持压力不变,减小受力面积; (3)同时增大压力并减小受力面积。 2.减小压强的方法 (1)保持受力面积不变,减小压力; (2)保持压力不变,增大受力面积; (3)同时减小压力并增大受力面积。 例题精讲 增大或减小压强的方法 例1. (2019春∙东港区校级月考)下列生活实例中,属于减小压强的是( ) A.将书包的背带做得较宽 B.将切菜刀磨得更锋利些 C.将铁路的钢轨铺在枕木上 D.滑雪运动员穿上滑雪板 【答案】ACD 【解析】 题干解析: A、将书包的背带做得较宽,是在压力一定时,增大受力面积减小压强,符合题意。 B、刀口磨得锋利些,是在压力一定时,减小受力面积来增大对菜的压强,容易把菜切断,不符合题意; C、铁轨铺在枕木上,是压力一定时,增大受力面积减小对路基的压强,防止铁轨下陷,符合题意; D、滑雪运动员穿上滑雪板,是在压力一定时,增大受力面积减小压强,符合题意。 例2. (2019∙西城区一模)下列实例中,目的是为了增大压强的是( ) A.司机将卡车上的超载货物卸掉 B.刀刃磨得较锋利 C.滑雪运动员脚穿宽大的滑雪板 D.书包带做得较宽 【答案】B 【解析】 题干解析: A、司机将卡车上的超载货物卸掉,是在受力面积一定时,减小压力来减小压强,故A不符合题意; B、刀刃很锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B符合题意。 C、滑雪运动员脚穿宽大的滑雪板,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小对雪地的压强,故C不符合题意。 D、书包带做的很宽,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小书包对肩膀的压强,故D不符合题意。 例3. (2019∙房山区一模)下列实例中,为了增大压强的是( ) A.书包带做得很宽 B.图钉帽做得面积较大 C.铁轨铺在多根枕木上 D.压路机做得很重 【答案】D 【解析】 题干解析: A、书包带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不合题意; B、图钉帽做得面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不合题意; C、铁轨铺在多根枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意; D、压路机做得很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强;故D符合题意。 例4. (2019∙市北区一模)请用相关的两个物理知识解释如下场景: 我们喝特仑苏牛奶时,总是用吸管的尖端,很轻松地就扎破了包装盒,然后就能用吸管方便地吸出牛奶了。 【答案】 用吸管的尖端,很轻松地就扎破了包装盒,是在压力不变时,通过减小受力面积来增大压强的; 【解析】 题干解析: 用吸管吸牛奶时,先吸走了管中的空气,使管内气压减小,牛奶在大气压的作用下进入管内,流入嘴中。 例5. (2019∙莆田模拟)请简要分析为什么司机和乘客要系安全带及安全带做的宽的原因。 【答案】 汽车行驶的速度很大,一旦急刹车,车身停止运动,而前排乘客由于惯性会继续向前运动,容易给司机和乘客造成伤害,所以司机和乘客必须使用安全带 【解析】 题干解析: 安全带做的宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,使人感到舒服。 当堂练习 填空题 练习1. (2019∙浦东新区一模)压强是表示_________的物理量。 某初中生站在水平地面上时对地面的压强为1.5×104帕,表示每平方米面积上受到的压力为_________牛;当他平躺在地面上时,他对地面的压强将____(选填“变大”、“不变”或“变小”)。 【答案】 压力的作用效果;1.5×104;变小 【解析】 题干解析: 压强是表示压力的作用效果的物理量;某初中生站在水平地面上时对地面的压强为1.5×104帕,表示每平方米面积上受到的压力为1.5×104牛;人的重力不变,对地面的压力等于自身重力,所以对地面的压力不变;当他平躺在床面上时,受力面积变大,根据压强计算公式p 可知,对地面的压强变小。 练习2. (2019春∙黄石月考)用大拇指和食指捏住一端削尖、已用得很短的铅笔,两指间的凹陷程度是____(选填“相同”或“不同”)的,这表示压力的作用效果不同。 铅笔削尖的那端对手指产生的压强更___(选填“大”或“小”)。 【答案】 不同;大 【解析】 题干解析: 压力的作用效果与压力和受力面积有关,在受力面积一定时,压力越大压力作用效果越明显,压力一定时,受力面积越小压力作用效果越明显。 用大拇指和食指捏住一端削尖、已用得很短的铅笔,是通过两指间的凹
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