1、 第1节 压强【学习目标】1知道压力的概念,会用力的示意图表示压力。2能理解压力的作用效果跟哪些因素有关。3理解压强的概念. 能够用压强公式进行简单地计算。4会应用压强公式分析增大会减小压强的具体方法,并能解释与压强有关的物理现象。【学习重点】1.探究影响压力作用效果的因素;2.理解压强的概念。【学习难点】:压力与受力面积的正确理解。【自主预习】1压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力。压力并不都是由重力引起的,物体放在水平桌面上时,如果物体不受其它力,则桌面受到的压F=物体的重G,方向垂直于桌面向下,作用点在桌面上.2.压力的作用效果是使受力物体发生形变,压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,还
2、跟受力面积的大小有关。3. 在物理学中,物体所受的压力的大小与受力面积之比叫做压强。要增大压强,可以增大压力或者减小受力面积;要减小压强,可以减小压力或者增大受力面积。【合作探究】探究一:压力1概念:把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。2压力产生的条件:物体间相互接触,而且有挤压作用。3. 压力的性质:压力是接触力,是弹力的一种。4. 压力的方向:总是垂直于物体的受力面,指向受力物体的内部。5. 压力的作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。6. 压力与重力的关系:压力和重力是两种不同性质的力,压力是弹力,重力是万有引力。只有当物体放在水平面上,且物体在竖直方向不再受到其他的
3、力时,这时物体对地面的压力在数值上等于物体的重力。画出甲、乙两图中重物所受的重力和重物对支持面的压力的示意图: 甲 乙7. 压力的作用效果:使被接触的物体发生形变。观察思考:茫茫白雪中的两个人对雪地的压力是差不多的,在厚厚的积雪中行走,一个会陷到雪里,另一个穿上一副滑雪板,尽管总重力变大了,反而不会陷下去。从而可以看出这两个力的作用效果不同(填“相同”或“不同”)。看来压力作用的效果并不只跟压力大小有关。想一想,还可能跟什么因素有关? 想想议议:小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破, 重重的骆驼却不会陷入沙中,这是为什么? 分析:蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大,但由于口器十分尖锐,因而能轻易
4、刺穿皮肤;骆驼虽重,但脚掌面积很大,因而不会深陷沙中。这使我们想到:压力对物体作用的效果不仅跟压力的大小有关,还应该跟受力面积有关。做一做:如图所示,同时对一端削尖,另一端未削的铅笔施力。两个手指的受力相同吗?两个手指的感受相同吗?观察两个手指的凹陷程度相同吗?适当改变力度重复以上操作,感觉如何?通过上述事例和实验,你猜想压力对物体的作用效果与哪些因素有关?并说说你猜想的依据。 实验:探究影响压力作用效果的因素提出问题:压力的作用效果跟哪些因素有关?猜想与假设:可能与压力的大小有关,还可能与受力面积大小有关。探究方法: (1)控制变量法:只改变某一个可能的量; (2)转换法:把压力的作用效果转
5、化为容易观察、容易比较的陷入海绵中的深度。实验器材:小桌、砝码、海绵。实验步骤:(1) 小课桌桌腿朝下放在海绵上,观察海绵的凹陷的深度。(2)小课桌桌腿朝下放,上放砝码,放在海绵上,观察海绵的凹陷的深度。(3) 小课桌桌腿朝上放,上放砝码放在海绵上,观察海绵的凹陷的深度。 甲 乙 丙分析论证: (1) 比较甲图和乙图:海绵的受力面积相同,乙对海绵的压力大,乙图压力的作用效果比甲明显,故可得出:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(2)比较乙图和丙图:海绵受到的压力相同,乙图海绵的受力面积小,压力的作用效果比丙明显,故可得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。 实验结论
6、:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。问题:怎样比较不同压力的作用效果呢?(1)压力大小相同,比较受力面积;(2) 受力面积相同,比较压力大小. 如果压力大小和受力面积都不同呢?例如:下面两个物体对支持面的压力大小和受力面积都不一样,你如何比较两个压力的作用效果? FA =1000N ;SA = 5m2 FB =4000N ;SB = 40m2若要比较压力的作用效果,需要“转化为相同的受力面积或相同的压力时,通过比较压力或受力面积的大小”来确定。探究二:压强1概念:(1)物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。(2)物体所受压力的大小
7、与受力面积之比,叫做压强,用p表示。2公式:p(适用于固体、液体和气体的压强。)3单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa。1Pa1_N/m2,2Pa表示的物理意义是 1m2面积上受到压力是2N。例题:水平桌面上放一本书,书受到的重力为3N,与桌面的接触面积为510-2m2,计算书对桌面的压强。解:书对桌面的压力等于它的重力,即:FG3 N桌面的受力面积:S5 10-2 m2探究三:怎样增大或减小压强生活中有些地方根据实际情况,需要增大或减小压强,依据是P=F/S。 分析:推土机具有宽大的履带、火车轨道下面铺枕木、骆驼具有宽大的脚掌是通过增大受力面积_的方法来减小压强的(填“
8、增大”或“减小”下同), 推土机锋利的土篆刻刀的刀口、破窗锤敲击端做成锥状、蚊子的口器十分尖锐是通过减小受力面积的方法来增大压强的。归纳总结得出:1增大压强的方法:(1)在受力面积一定时,增大压力。 (2)在压力一定时,减小受力面积。 (3)同时增大压力和减小受力面积。2减小压强的方法:(1)在受力面积一定时,减小压力。 (2)在压力一定时,增大受力面积。 (3)同时减小压力和增大受力面积。【精讲点拨】1.压力的本质属于弹力,是接触力。而重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,来源于万有引力。是非接触力。压力的方向与受力面垂直,重力的方向总是竖直向下(与水平方向垂直向下).压力的作用点在受力面上
9、,重力的作用点在物体的重心2.压力的作用效果与压力和受力面积两个因素有关,所以要定义压强(压力的作用效果),就要从压力和受力面积两个方面考虑。压强能够定量地表示出压力作用的效果.【归纳整理】 【当堂练习】 1.(2020 潍坊)在一次军事演习中,坦克要经过一沼泽地,工兵连迅速在沼泽地段铺设了宽木板,坦克得以顺利通过,是因为铺设木板后()A. 坦克的重力变小B. 对地面的压力变小C. 对地面的压强变小D. 对地面的压强变大【答案】C【解析】在沼泽地段铺设宽木板,不会改变坦克的重力以及对地面的压力,是通过增大受力面积来减小压强,故ABD错误,C正确。故选C。2.(2020 武汉)铁块和小桌静止在海
10、绵上,如图甲所示。撤掉小桌后,铁块再次静止在海绵上,如图乙所示。铁块的质量是600g,铁块的底面积是20cm2,小桌的质量是200g,桌面的面积是80cm2,下列说法正确的是( )A. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大B. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小C. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大D. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小【答案】A【解析】图甲中,铁块对小桌的压强为:小桌对海绵的压强为:图乙、图甲中,铁块对小桌和铁块对海绵的压力相等,都等于小球所受的重力,小桌和海绵的受力面积相等,都等于小球的底面积,故小球对海绵的压强等于,小球对
11、小桌的压强,即: 则: 故选A。3(2020 乐山)下列实例中,属于减小压强的是() A.锋利的篆刻刀 B.骆驼宽大的脚掌 C.注射器的针头 D.切菜的菜刀【答案】B【解析】A篆刻刀很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A不合题意;B骆驼宽大的脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;C注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不合题意;D切菜的菜刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D不合题意。故选B。4.(2020北京)如图所示的实验中,为了减小压强的是()A逃生锤的锤头很尖B载重车装有很多车轮C盲道上有凸起D吸管的
12、一端剪成斜口【答案】B【解析】A逃生锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;B载重车装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;C盲道上有凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;D吸管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。故选B。5.(2020绍兴)端午节,小敏提着一盒粽子去看望长辈时,下列提法中手受到压强最大的是( )A用单手提单绳B用单手提双绳C用双手提单绳D用双手提双绳【答案】A【解析】压强是表示压力作用效果的物理量;影响压力作用效果的因素:压力大小、受力面积大小
13、;BD用手提单绳与提双绳相比,单手提时,压力大小相同,受力面积小,手受到的压强大,应从AC中选择压强最大的,故BD不符合题意;AC用单手与用双手提起同一盒粽子,所受压力相等,用单手时受力面积小,所受压强最大,故A正确,C错误。故选A。6.(2020 青海)质量为0.4kg,底面积为20cm2的茶壶中盛有0.6kg的水,将茶壶放置在水平桌面上,茶壶内水的深度为15cm,则水的重力是_N,水对茶壶底部的压强是_ _Pa,茶壶对桌面的压强是_Pa。【答案】 (1). 6; (2). 1500 ; (3). 5000;【解析】 1水的重力:G水=m水g=0.6kg10N/kg=6N2水对容器底的压强:
14、p=gh=1103kg/m310N/kg0.15m=1500Pa3桌面受到的压力:F=G=(m水+m容器)g=(0.6kg+0.4kg)10N/kg=10N容器对桌面的压强:7.(2020 吉林)放在水平桌面上的玻璃杯,质量为0.4kg,与桌面的接触面积为2103m2。求:(1)玻璃杯受到的重力;(2)玻璃杯对桌面的压强。(g取10N/kg)【答案】(1)玻璃杯受到的重力为4N;(2)玻璃杯对桌面的压强为2103Pa。【解析】(1)玻璃杯受到的重力为:Gmg0.4kg10N/kg4N;(2)玻璃杯对水平支持面的压力:FG杯4N玻璃杯对桌面的压强p2103Pa。答:(1)玻璃杯受到的重力为4N;(2)玻璃杯对桌面的压强为2103Pa。【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些不足,有什么体会。