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9.1 壓強 公開課

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文章附圖


9.1 壓強


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1、壓力

(1)、壓力:在物理學中,把垂直作用在物體表面 的力叫做壓力。

(2)、壓力的方向:從定義可知壓力的方向總是垂直于被壓物體的表面;

(3)、壓力的作用點:壓力的作用點在被壓物體的表面上;

(4)、壓力的大小:壓力的大小這個要素則比較複雜,如果一個物體放在水平桌面(或水平地面)上時,這時物體受到的壓力就等于物體的重力。

(5)、壓力與重力的區别:壓力絕不等同于重力,這隻是從大小方面而言的。

把一個物體放在斜面上,這時物體對斜面的壓力的大小與物體的重力有關,但不是相等的關系。如果把一個物體水平壓在一個豎直的牆壁上,這時物體對牆壁的壓力的大小就是水平的推力,而與物體的重力無關。

2、壓強

(1)比較壓力作用效果方法,

第一種方法是在壓力的大小一定時,可以通過比較受力面積的大小來進行;

第二種方法是在受力面積的大小一定 時,可以通過比較壓力的大小來進行;

如果壓力和受力面積都不相同,我們就要通過比較壓強來進行了。

(2)定義:物理學中把單位面積上受到的壓力叫做壓強。

通過上面壓強的定義我們會發現:壓強等于壓力除以受力面積。也就是

(3)物理量符号及公式:物理上用p表示壓強,用F表示壓力,用S表示受力面積。壓強公式:P=F/S

(4)壓強的單位:在國際單位制中,力的單位是“牛頓”,面積的單位是“米2”,壓強的單位是“牛/米2”。它有一個專門名稱叫做帕斯卡,簡稱帕,用字母“Pa”來表示。1帕=1牛/米2

(5)1帕的物理意義:表示每平方米面積上受到的壓力是1牛頓。

(6)感受壓強:1Pa的壓強很小,相當于把3粒芝麻壓成粉,均勻地分布在1cm2的面積上産生的壓強。

3、增大和減小壓強的途徑與方法

(1)任何物體能夠承受的壓強都有一定的限度,超過這個限度物體将會被壓壞。

(2)要增大壓強,一方面可以增大壓力,另一方面可以減小受力面積。

(3)要減小壓強,一方面可以減小壓力,另一方面可以增大受力面積。

典型例題   如圖所示的四個實例中,為了減小壓強的是(    )

解析:增大壓強的方法有增大壓力或減小受力面積;減小壓強的方法有減小壓力或增大受力面積。A縫紉時手指上帶有頂針是通過增大受力面積減小壓強;B壓路機的碾子很重是通過增大壓力增大壓強;C安全錘的錘頭很尖和D盲道上凸起的圓點是通過減小受力面積增大壓強;故選A

答案:A


針對練習1   如圖所 示,放在水平地面上的兩個實心長方體A、B,已知體積VA<VB,與地面的接觸面積SA>SB,對地面的壓強PA=PB。下列判斷正确的是(       )[來源:學#科#網Z#X#X#K]

A.A的密度一定小于B的密度     

B.A的密度可能等于B的密度

C.A的質量一定大于B的質量     

D.A的質量可能等于B的質量




針對練習2   如圖,質量分布均勻的長方體重物A、B,密度分别為ρA和ρB,底面積分别為SA和SB,且SA>SB,将它們放在水平面上,它們對地面的壓強相等。現水平割去上半部分(如圖中虛線所示),剩餘部分對地面的壓強分别為pA和pB,對地面的壓力分别為FA和FB,下列物理量大小比較的關系正确的是

(    )


A. FA<FB       

B. pA>pB     

C. ρA >ρB       

D. 切割前後 A,B 對地面的壓強均不變


【答案】C

 點睛:兩物體對地面的壓強相等,由邊長關系可求出密度關系,則由壓強公式可求得壓強的關系.


針對練習3   如圖所示,在“探究影響壓力作用效果的因素”的實驗中,下列說法正确的是(      


甲、乙兩次實驗中,小桌對海綿壓力的大小相等

甲圖中小桌對海綿壓力作用的效果比乙圖中的明顯

甲、乙兩次實驗,說明壓力作用的效果跟壓力的大小有關

為了完成整個實驗,可以将乙圖中的砝碼取下來,并将看到的實驗現象和甲 圖中的對比

A. ①②   

B. ①②④   

C. ①③④   

D. ②③④


【答案】A

【解析】

解:甲乙兩實驗中,海面受到的壓力都等于小桌和砝碼的重力,故正确;

甲圖中小桌對海綿壓力作用的效果比乙圖中的明顯正确;

兩次實驗中,壓力相同,受力面積不同,所以隻能說明壓力作用的效果跟受力面積的大小有關故錯誤;根據控制變量法可知,在研究壓力作用效果與壓力大小有關時,應使受力面積相同,故将乙圖中的砝碼取下來,并将看到的實驗現象和甲圖進行對比是錯誤的;故選:A。

點睛:壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,實驗時應采用控制變量法,

即探究壓力的作用效果與壓力大小的關系時應控制受力面積的大小不變,探究壓力的作用效果與受力面積時應控制壓力的大小不變。


1、将圓台形狀的容器放在水平桌面上,容器裝有2kg水時,水對容器底部的壓強是p0;裝3kg水時,剛好把容器裝滿,此時水對容器底部的壓強是2p0,水對容器底部的壓力為F,則(      )


A.容器如圖甲,F>30N                       

B.容器如圖乙,F>30N

C.容器如圖甲,F<30N                       

D.容器如圖乙,F<30N


1、B   

解析:若容器為圓柱體,容器裝2kg水改為3kg水,壓強将變為1.5p0;若容器為甲圖,容器裝2kg水改為3kg水,水深變化量比圓柱體容器要小,水對容器底部的壓強将小于1.5p0 若容器為乙圖,容器裝2kg水改為3kg水,水深變化量比圓柱形容器大,水對容器底部的壓強将大于1.5p0;由此可見容器如圖乙;

如乙圖放置,水對容器底的壓力:F>30N.故本題答案選B.


2、如圖所示各事例中的物體,使用時為了增大壓強的是(     )



     A.拖拉機的履帶      B.切蛋器的鋼絲        C.書包的背帶        D.鐵軌的路枕

                                     第16題圖



3、下列現象中屬于增大壓強的是(     )

 [來源:學&科&網Z&X&X&K]

3、B

解析:增大壓強的方法:在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強;在受力面積一定時,增大壓力來增大壓強;減小壓強的方法:在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強;在受力面積一定時,減小壓力來減小壓強。駱駝具有寬大的腳掌,是為了在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,A不符合題意;

蚊子具有尖尖的口器,是為了在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強,B符合題意;

推土機有兩條寬大的履帶,是為了在壓力一定時,增大受力面積來減小對地面的壓強,C不符合題意;鐵軌鋪在枕木上,是為了在壓力一定時,增大受力面積來減小鐵軌對路基的壓強,D不符合題意。


4、車已逐漸進入百姓家庭,如圖所示是小華家購買的一輛江淮小轎車。該轎車的質量為1.5×103kg,一隻輪胎與地面的總接觸面積為0.025m2,則車子對水平地面的壓強為            Pa。

4、1.5×105       

解析:由題意知:轎車的質量為m=1.5×103kg,g=10N/kg,輪胎與地面的總接觸面積為S=4×0.025m2=0.1m2,則車子對水平地面的壓力F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,壓強為p=F/S=1.5×104N/0.1m2=1.5×105Pa。


5、一頭質量為6×103kg的大象,每隻腳掌的面積為600cm2,它的重力為             N,它四腳着地時對地面的壓強為                    Pa。若大象擡起一 條腿,如圖 所示,它對地面的壓強              (選填“變大”、“變小”或“不變”)。(g取10N/kg)

 6、四個實例中,目的是為了增大壓強的是(  )

A.鐵軌鋪在枕木上             

B、坦克裝有較寬的履帶

C、書包帶做得較寬             

D、圖釘的釘尖做得很尖


6、D   

解析:壓強反映壓力的作用效果,它的大小與壓力的大小和受力面積的大小有關,早公式P=F/S可知,我們可以在受力面積不變時通過增大壓力的方法來增大壓強,或在壓力不變時通過減小受力面積的方法增大壓強,選項A、B、C都是通過增大受力面積來減小壓強的,故選項D正确。


1.如圖所示,将一把薄木尺的長度用多層報紙緊密地覆蓋在水平桌面上,已知報紙的上表面積為0.25m2,則大氣對報紙上表面的壓力為          N;在木尺右端快速施加豎直向下的力F,要将報紙掀開,則力F至少為                 N(假設報紙對木尺的壓力全部作用在木尺的最左端,大氣壓取1.0×105pa,報紙和薄木尺的重力忽略不計)。


【答案】2.5×104     1.25×104

【解析】

(1)大氣對報紙上表面的壓力F=PS=1.0×105Pa×0.25m2=2.5×104N。

(2)在木尺右端快速施加豎直向下的力F,要将報紙掀開,則木尺相當于一個杠杆,木尺與桌面邊緣的交點為支點,根據杠杆平衡條件:   F×1/3L=F×2/3L

所以F=1/2F=1/2×2.5×104=1.25×104N。



2、下列實例中,屬于增大壓強的是(       )

A.  B.

C. D.

【答案】A



3、如圖所示,用力将圖釘按在牆壁上,下列說法正确的是(  )


A.手指對釘帽的壓力小于牆壁對釘尖的壓力

B.手指對釘 帽的壓力大于釘 尖對牆壁的壓力

C.手指對釘帽的壓強等于釘尖對牆壁的壓強

D.釘尖對牆壁的壓力和牆壁對釘尖的壓力是相互作用力[來源:學科網][來源:學#科#網]

【答案】D



4.下列生活實例中,屬于增大壓強的是(     )

A.大型載重貨車有很多車輪             

B.鐵路的鋼軌鋪在枕木上

C.取出一些書的書包背起來更舒服       

D.剪刀的刀刃做得很薄

【答案】D

【解析】大型載重貨車有很多車輪是通過增大受力面積的方法來減小壓強的,故A錯;鐵路的鋼軌鋪在枕木上是通過增大受力面積的方法來減小壓強的,故B錯;取出一些書的書包背起來更舒服是通過減小壓力的方法來減小壓強的,故C錯;剪刀的刀刃做得很薄是通過減小受力面積的方法來增大壓強的,故D正确;應選D。



5、下列事例中,為了減小壓強的是(    )

A.書包要用寬的背帶

B.在鞋底做上凹凸不平的花紋

C.菜刀要經常磨一磨

D.攔河壩修成上窄下寬的形狀


【答案】A

【解析】

A.書包要用寬的背帶是通過增大受力面積來減小壓強的,符合題意;

B.在鞋底做上凹凸不平的花紋是通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的,不符合題意;

C.菜刀要經常磨一磨是通過減小受力面積來增大壓強的,不符合題意;

D.攔河壩修成上窄下寬的形狀是由于液體的壓強随深度的增加而增大,不符合題意。故本題正确選項是A。


6.如圖所示,放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都是由鐵制成的實心物體,其高度從左到右逐步增大,對地面的壓強分别為 P1、P2和 P3,則下列關系正确的是(          )


A. P1 = P2 = P3   

B. P1<P2<P3

C. P1>P2>P3   

D. 缺少條件,無法判斷

【答案】B


7.關于壓力和壓強,下列說法正确的是(  )

A.物體的重力越大對接觸面的壓強就一定越大

B.刀刃磨得很鋒利,是為了增大壓力

C.大氣壓強随着海拔高度的增加而增大

D.水壩建成上窄下寬的形狀,是由于水對壩體的壓強随深度的增加而增大


【答案】D

【解析】根據p= 可知,壓強大小的影響因素是壓力和受力面積;壓力的大小等于重力大小是有條件的,重力大,壓力不一定大,同時不知道受力面積的大小,所以不能比較壓強的大小,故A錯誤;刀刃磨得很鋒利,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故B錯誤;大氣壓強随着海拔高度的增加而減小,故C錯誤;液體的壓強随深度的增加而 增大,水壩建成上窄下寬的形狀可承受更大的壓強,故D正确;故應選D。


8、探究壓力的作用效果與受力面積 的關系時,分别采用如圖甲、乙所示的兩種方法.用兩隻手的食指分别壓在鉛筆兩端.


(1)       的方法不合理,該方法未控制       相等.

(2)圖甲中.鉛筆筆尖面積是0.5mm2,兩手指均用2N的力對壓鉛筆兩端.則筆尖對手指的壓強為   Pa.

【答案】

(1)乙;壓力;

(2)4×106

【解析】

(1)為研究壓力的作用效果與受力面積的關系,應當控制壓力大小不變,而乙圖中鉛筆豎直放置時,由于鉛筆的重力會導緻下面手指受的壓力增大,即沒有控制壓力相等,所以乙的方法不合理;(2)筆尖對手指的壓強為:p= =4×106Pa。


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【答案】如下所示

10、在雜技表演中,總重為600N的人直接站立在六個雞蛋上,雞蛋放在泡沫闆的凹槽内,如圖所示。泡沫闆的凹槽增大了雞蛋的    ,從而減小壓強來保護雞 蛋。如果腳與雞蛋的總接觸面積約為1.2×10-3m2,此時腳對雞蛋的壓強為     Pa。



【答案】受力面積   5×105     

【解析】

(1)人對雞蛋的壓力是一定的,等于其自身重力,雞蛋放在泡沫闆的凹槽内,泡沫闆的凹槽增大了雞蛋的受力面積,根據可知,減小了對雞蛋的壓強.
(2)人對雞蛋的壓力F=G=600N,
腳對雞蛋的壓強:
故答案為:受力面積;5×105


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