第一讲 第六章 6.2—压强
一、压力
【 知识点梳理和练习 】
1. 压力的定义: 作用在物体表面并指向表面的力。
产生条件:压力是由于两个互相接触的物体间有相互的挤压(发生形变)而产生的,它的存在 是和形变紧密联系的。所以压力产生条件是:物体间有接触并且发生形变。
2. 压力的单位是:牛(N)。
3.压力的方向:压力的方向总是 受力面。压力的作用点在接触面上。(如图 1 所示)
4.压力和重力是不同性质的两种力,要区分。
①重力的方向是竖直向下的;压力的方向与接触面垂直的。
②压力的大小与重力无关。重力可以产生压力,但是压力并不一定都是由重力产生的。
【练习 1】如图 2 所示,重为 4 牛的物体静止在斜面上,用力的图示法画出它所受的重力 G。
图 2 图 3
分析与解答:重力的作用点在物体的重心,重力的方向是竖直向下的。
【练习 2】如图 3 所示,重为 5 牛的物体静止在斜面上,对斜面的压力为 3 牛,用力的图示法画 出对斜面的压力 F。
压力的作用点在受力物体的表面上,其方向垂直于受力物体的表面。
5.压力的作用效果:压力作用在物体上会使物体发生 。
【练习 3】小明同学为了探究静止在斜面上的物体对斜面的压力大小与哪些因素有关,他分别把 甲、乙两个不同重力(G 甲>G 乙)的物体放在略倾斜的台式测力计上,通过测力计示数记录压力的大小, 接着将台式测力计的一端逐渐抬高,改变斜面的倾斜角度(物体始终保持静止),实验过程和观察到的
现象分别如图 4(a)、(b)、(c)、(d)所示。
(a) (b) (c) (d)
图 4
(1)分析比较图 4(a)、(b)、(c)所示的现象可初步得出: ;
(2)分析比较图 4(c)和(d)所示的现象可初步得出: 。
【 压力练习题 】
1.有关压力的说法正确的是( )
A.压力的大小一定等于物体的重力大小。
B.压力的方向一定是竖直向下的。
C.压力不一定都是由重力产生的。
D.压力的作用点不一定在受力物体的接触面上。
2.在物理学中把 作用在物体表面上的力叫压力,它是物体间由于挤压发生 而 产生的。
3.如图 1 所示,放在水平面上的物体受到的重力 G,在等大的力 F 的作用下,则物体对支撑面 的压力大于物体重力的是图 ,小于物体重力的是图 ,与物体重力无关的是图
,与力 F 无关的是图 。(已知 F<G)
4.如图 2 所示,物体 GA=10 牛,GB=20 牛,A 对 B 的压力是 牛,B 对地面的压力是
牛,用力的图示法表示地面所受的压力。
5.如图 3 所示,物体 GA=6 牛,物体对斜面的压力为 4 牛,用力的图示法作出物体对斜面的
压力。
6.如图 4 所示,物重 G=15 牛,作用力 F=5 牛,地面受到的压力 牛;墙壁所受的压 力 牛。
7.如图 5 所示,重力为 5 牛的柱形容器内盛有 10 牛顿的水,则容器对地面的压力 牛;
水对容器底部的压力 牛。
8.如图 6 所示,重力为 5 牛的杯形容器内盛有 10 牛顿的水,则容器对地面的压力为 牛;水对容器底部的压力 10 牛。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
二、压强
1.压力的作用效果与 和 有关。
2.压强的物理意义:表示压力 的物理量。
3.定义:物体 叫压强。
4.压强公式: 。
5.压强单位:在 SI 制中为帕(Pa),1Pa = 。
1 Pa 的大小: 。 人站在地面上对地面的压强大约为 。
6.压强的改变
增大压强方法:① ;② 。 减小压强方法:① ;② 。
7.面积单位及其换算:
三、正确理解压强的概念
【练习 1】在探究压力的作用效果与什么因素有
关的实验中,小明利用小桌、砝码、泡沫塑料等器材 设计了如图 1 所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察泡沫塑料 图 1
来比较压力作用效果的。
(2)图 1 中 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;
两个实验是用来研究压力的作用效果与压力是否有关的。
【练习 2】图 2 是行人与坦克在相同松软的地面上行走和行驶的情况。
① 由图中信息可以知道, 对松软地面的压强较大。(选填“行人”或“坦克”)
② 当此人走到沼泽地时发现双脚陷入。此时,他正确的做法是 。(选填“A”或“B”)
A.迅速走动; B.立即卧倒。 理由: 。
图 2
四、正确运用压强公式进行分析计算
【练习 3】如图 3 所示,站在沙地上的一名初三同学要搬走木箱,已
知他一只鞋底的面积为 200 cm2,请估计木箱对地面的压强约为:
A.1000Pa B. 7000Pa
C.10000Pa D. 20000Pa 图 3
【练习 4】 篮球巨星姚明的蜡像摆放在上海杜莎夫人蜡像馆的显要位置,若蜡像的体积为 0.15
米 3,每只脚与水平地面的接触面积为 2.5×10-2 米 2( r 蜡 = 0.9×103 千克/米 3)。求:
(1)姚明蜡像的质量 m。
(2)站立的蜡像对水平地面的压力 F 和压强 P。
【 综合练习 】
一、填空题
1.物理学里,把 在物体表面上的力叫压力,压力作用的效果不仅跟 的大 小有关系,还跟 的大小有关系。
2.物体 上受到的压力叫做压强,国际单位制中,压强的单位是“牛/米 2 ”,读作
,它的专门名称叫 。
3.2 帕= 牛/米 2。一张报纸平放在水平桌面上,对水平桌面的压强约 帕。 我们所用的九年级第一学期物理教科书共有 70 页纸,当它平放在水平桌面上时,对水平桌面的压强 约为 帕,若书本的长和宽为 0.2 米和 0.3 米,则书本对水平桌面压力约为 牛。
4.由压强的计算公式 P= 可知:当压力 F 不变时,增大受力面积 S,则压强 P 会
;减小 S 时,P 会 。当受力面积 S 不变时,增大压力 F,则压强 P 会 , 减小 F 时,则 P 会 。若 F 与 S 减小和增大相同倍数,则 P 会 。因此,增大压 强的方法有 、 ,减小压强的方法有 、 。
5.用 3 牛的水平力把重 2 牛的木块紧压在竖直的墙壁上,这时墙壁受到的压力是 牛。
6.将一个边长为 1 分米,重 100 牛的正方体放在面积为 0.5 米 2 的正方形水平桌面正中央,这 个正方体对桌面的压强为 帕。
7.0.5 分米 2 的面积上受到 250 牛的压力作用,所产生的压强是 帕,若保持压力不 变,产生 5×102 帕的压强,则受力面积应是 分米 2。
8.如图 4 所示,一个边长为 0. 1 米,重力为 50 牛的正方体,某人用大小
为 30 牛的水平方向的推力 F 将它压在竖直墙上,则墙壁受到的压力大小为 F
牛,压强大小为 帕;该正方体对地面的压强为 帕。
图 4
二、选择题
9.下列实例工作中,属于减小压强的是( )
A.锥尖尖锐 B.图钉钉帽宽大 C.刀刃锋利 D.缝衣针尖细
10.将一均匀的长方体放在水平桌面上,沿图 5 所示的中间直线切去一半,则长方体的密度,长 方体对桌面的压强及压力将( )
A、密度、压强、压力均减小;
B、密度不变,压强、压力均减小;
图 5
C、密度、压强不变,压力减小;
D、密度、压强、压力均不变;
11.有两块形状、大小和质量都相同的砖,单独平放在地面上时,对地面的压强是 P,那么 ( ) A、并排平放时,对地面压强为 2p; B、并排平放时,对地面压强为 1/2 p; C、叠起来平放时,对地面压强为 2p; D、叠起来平放时,对地面压强为 p。
三、计算题
12. A、B 两圆柱体重力分别为 8 牛和 12 牛,底面积分别为 2 厘米 2 和 4 厘米 2,如图 6 叠放 在面积是 10 厘米 2 的水平面上,求:
①A 对 B 的压力和压强;
②B 对水平面的压力和压强。
图 6
13.一块质量分布均匀边长为 10cm 的正方形木板 A,质量为 2 千克,
放在水平桌面上,板 A 右端与桌边相齐(如图 7 所示)。在板的右端施一水 平力 F 使板 A 缓慢地离开桌边 1/3 后停下,此时 A 对桌面的压力和压强分别
是多少? 图 7
14.某实心均匀圆柱体放置在水平地面上,其质量为 20 千克、体积为 8×10-3 米 3、底面积为 4×10-2
米 2。
①求圆柱体的密度 ρ;
②求圆柱体对水平地面的压强 p;
③水平面上还有 A、B 两个圆柱体(相关数据如表所示),请将其中
(选填“A”或“B”)圆柱体竖直叠放在另一个圆柱体的上部中央, 使上圆柱体对下圆柱体的压强最大。求出此最大压强 p 最大。
四、探究实验题
15.一个人站在地面上:
(1)采用什么方法能迅速使地面所受压强立即增大到两倍?
(2)采用什么方法,可使他对地面的压强显著减小?
(3)采用什么方法,又可使他在短暂时间内对地面的压强为零?
16.某同学用若干块相同的砖块和细沙研究压力的形变效果与哪些因素有关,开始时他把一块 砖、两块砖分别水平叠放在细沙面,观察到沙面的形变效果如图 8(a)(b)所示;接着他又分别把
(a)(b)图中的砖改成竖直叠放在沙面上,如图 8(c)(d),此时观察到细沙面下陷更深且(c)(d) 下陷一样深,这让他产生了疑惑,图 8(d)明明多增加了一块砖,为什么沙面的下陷深度却是相同 的呢?于是他又多增加了一块砖用三块砖并排竖直放置在细沙面上,发现沙面的下陷深度和(c)(d) 还是相同的,如图(e)所示。实验结束后该同学对上述实验操作过程和实验现象进行了认真分析, 并作了归纳总结。
图 8 (e)
(1)分析比较(a)、(b)两图可知: ;
(2)分析比较 可知,在压力大小相同的情况下,受力面积越小,压力 形变效果越显著。
(3)进一步综合分析图(c)(d)(e)可知:
。
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