10.1认识压强(沪粤版九上)

8.1认识压强一、压力1.定义：当物体之间相互挤压时，垂直作用在物体表面的力称为压力。ＦＦ2.产生条件：两物体直接接触且相互挤压。3.作用效果：使受力物体发生形变。Ｆ第八章神奇的压强ＦＦＦ0ＦGGＦ0Ｆ0N5.作用点：受力物的表面处。6.大小：可能与重力有关，也可能无关。GF=GF=F0与G无关F＜GF=F0-GF=G+F0NNNＦGＦNG4.方向：可以向各个方向;但一定垂直于受力物的表面且指向受力物的内部。7.单位：N8.符号：F9.压力与重力的区别压力(F)重力(G)概念施力物体作用点方向大小由于地球的吸引而使物体受到的力垂直作用在物体表面的力与其接触且挤压的物体地球受力物的表面处物体的重心与受力面垂直,指向受力物的内部。始终是竖直向下当物体不受外力且静止在水平面上时，压力大小等于重力大小。即：F=G。重力大小与质量成正比。即：G=mg(g=9.8N/kg)【例1】如图所示各力的示意图，能正确反映物体对斜面压力的是()【例2】下列说法正确的是()A.物体所受重力越大，产生的压力也越大B.压力可以与重力有关，也可以与重力毫不相干C.压力的方向总是垂直向下的D.压力作用效果是使受压物体发生形变CB、DF二、探究压力的作用效果的影响因素★提出问题：压力的作用效果跟那些因素有关？★猜想与假设：1.压力的作用效果可能与压力的大小有关。2.压力的作用效果可能与受力面积的大小有关。★制定计划与设计实验：1.器材：★制定计划与设计实验：①②⑤④③⑦⑥⑨⑧方案一：①②⑦方案二：①⑥⑦方案三：②③⑦方案四：②④⑦方案五：④⑤⑦⑧方案六：⑥⑦⑨二、探究压力的作用效果的影响因素★提出问题：压力的作用效果跟那些因素有关？★猜想与假设：1.压力的作用效果可能与压力的大小有关。2.压力的作用效果可能与受力面积的大小有关。★制定计划与设计实验：1.器材：①②③、①③⑥、②③⑦、②④⑦、④⑤⑦⑧、⑥⑦⑨2.方法：控制变量法、比较法3.步骤:(1)保持压力不变，改变受力面积的大小，观察比较压力的作用效果。(2)保持受力面积不变，改变压力的大小，观察比较压力的作用效果。★进行实验与收集证据：★分析与论证：压力的作用效果不仅与压力的大小有关，还与受压面积有关。当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越显著；当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越显著。★评估与交流：1.受压面一定要选择易形变的物体，如：细沙、海绵、细米、面粉等。2.压力或受力面积变化的对比度尽量大一些。⑶定义：物理学中，把物体单位面积上受到的压力叫做压强。⑷公式:p=F/S，p表示压强；F表示压力；S表示受力面积。⑴当时间相同时，通过的路程越长，速度越大。⑵当路程相同时，所用的时间越短，速度越大。⑶定义：物理学中，把物体单位时间内所通过的路程的多少叫做速度。⑷公式：v=S/t，其中V表示速度；S表示路程；t表示时间。⑴当受压面积相同时，压力越大，压强越大。⑵当压力相同时，受压面积越小，压强越大。速度(v)压强(p)三、压强1.定义：物理学中，把物体单位面积上受到的压力叫做压强。用符号p表示。2.物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量4.单位：F----牛顿(N)；S----平方米(m2);p----牛每平方米(N/m2或N·m-2)1Pa=1N/m2=1N·m-23.公式：p=F/S注意:使用该公式计算压强时，关键是找出压力F和受力面积S（受力面积要注意两物体的接触部分）。事物压强(Pa)一张报纸平摊在桌面上时对桌面的压强0.5成年人静止站立时对地面压强约1.5×104推土机的履带对地面压强约3×104坦克对地面的压强约5×104高压锅内的最大压强约1.3×105芭蕾舞演员单立时脚尖对地面的压强可达5×105防弹玻璃能承受的最大压强9.8×105载重汽车轮胎内的压强1×106钢板的“水刀”对切割面产生的压强高达108~109目前实验室内获得最大压强2×10115.常见物体对支撑物的压强数值范围：【例3】边长为10cm的正方体铝块置于边长为50cm的正方形水平台面上，求铝块对台面的压强。(ρ铝=2.7×103kg／m3)解:V=a3=(0.1m)3=10-3m3m=ρV=2.7×103×10-3kg=2.7kg∵铝块置于水平台面上∴F=G=mg=2.7×9.8N=26.46NS=a2=(0.1m)2=10-2m2p=F/S=26.46N/10-2m2=2646Pa已知:a=10cm=0.1mρ铝=2.7×103kg／m3求:p=?答:铅块对台面的压强等于2646Pa。【例4】砖的密度是2×103kg/m3，用砖砌成高10m的砖柱，砖柱对地面的压强多大？(砖缝所占体积与砖缝里的泥土质量忽略不计)解:∵砖柱静止在水平地面上∴p=F/S=ρgh=2×103×9.8×10Pa=1.96×105Pa已知：ρ=2×103kg/m3，h=10m答:砖柱对地面的压强是1.96×105帕斯卡。求:p=?所以质量分布均匀的直柱体静止在水平桌面上且不受外力作用时，对桌面的压强为p=ρgh特例：当直柱体（如：圆柱体、正方体、长放体等）放在水平桌面上时:F=G=mg=ρgV=ρgShp=F/S=ρgSh/S=ρgh四、怎样增大或减小压强1.当压力不变时，减小受力面积；当受压面积不变时，增大压力；增大压力的同时减小受力面积都能增大压强。如：缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄。2.当压力不变时，增大受力面积；当受压面积不变时，减小压力；减小压力的同时增大受力面积都能减小压强如：钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等。【例5】下列情况中，为了增大压强的是()A.鞋底刻有花纹B.图钉尖进入墙时要用力按C.钢轨下面铺上枕木D.用钝了的刀，磨磨刀口可以变锋利了B、D【例6】如图2所示情况中，能使物体对水平地面压强减小的是()A.沿aa′虚线切除上半部B.以bb′虚线切除右半部C.以cc′虚线切除右半部D.以cc′虚线切除左半部A、D压力方向:与受力物的表面垂直压力的作用效果与压强物理意义:表示压力作用效果的物理量定义:物体单位面积受到的压力叫做压强公式:p=F/S单位:1N/m2=1Pa应用:固体压强定义:垂直作用在物体表面上的力压力的大小受压面积的大小减小压强的方法增大压强的方法增大受压面积减小受压面积增大压力减小压力【例7】为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上，进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。实验序号压力(N)受压面积16.01029.01531220实验序号压力(N)受压面积43.01054.51566.020实验序号压力(N)受压面积73.02084.53096.040(1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象，可得出的初步结论是：。在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著(2)分析比较及观察到的现象，可得出的初步结论是：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。实验序号4与7(或5与8、6与9)(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论。(a)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6；7、8、9)及观察到的现象，可初步得出：单位面积上所受的压力相同时，压力的作用效果相同实验序号压力(N)受压面积16.01029.01531220实验序号压力(N)受压面积43.01054.51566.020实验序号压力(N)受压面积73.02084.53096.040表一、表二和表三及观察到的现象，可初步得出：单位面积上所受的压力越大，压力的作用效果越显著(b)分析比较【例8】如图A所示，重力为40N的物体分别放在梯形木块的1、2、3的位置上，试分析物体的重力与它分别在1、2、3处时对梯形木块的压力。F1GF2=G=40NF3=0GGGG1=G2=G3=40N答：①A组平放在地面，B组每块也都平放在地面②A组侧放在地面，B组每块也都侧放在地面③A组立放在地面，B组每块也都立放在地面④A组侧放在地面，B组叠着平放在地面⑤A组立放在地面，B组叠着侧放在地面【例9】有两组同样的砖，A组一块，B组两块，每块砖的长∶宽∶高=4∶2∶1，要使这两组砖对地面的压强相等可以怎样放？例题分析【例10】在案发现场留下了罪犯清楚的站立脚印，公安人员立即用蜡浇注了如图所示的鞋模，测量蜡鞋模的平均厚为3cm，质量675g；又经测试达到脚印同深度压强为1.5×104Pa，罪犯的体重为多少?（ρ蜡=0.9×103kg/m3）。已知：h=3cmm1=675gP=1.5×104Paρ蜡=0.9×103kg/m3＝0.9g/cm3求：G=?据P=F/S得:F=PS∵站立在地面上∴G＝F解：鞋模体积:V=m1/ρ蜡=675/0.9cm3=750cm3鞋模面积:S=V/h=750cm3/3cm=250cm2=2.5×10-2m2则罪犯体重:G=PS=1.5×104Pa×0.025m2=750N答：罪犯的体重为750N例题分析例题分析【例12】如图4所示，物块A和物块B叠放在水平桌面上，已知物块B重6N。若将物块B拿掉，则物块A对水平桌面的压强减小为原来压强的7/10，则物块A的重是N。【例11】某纪念碑的质量为m，立在一块密度为的基石上，基石高度为h，若地面能承受的最大压强为P，则基石的底面积S最小值为。S=mg/(P-gh)14答：该题是利用控制变量法来探究问题，主要从以下两个方面答题：①保持橡皮泥的受压面积不变，改变压力大小，观察橡皮泥的形变程度②保持压力不变，改变橡皮泥的受压面积，观察橡皮泥的形变程度实验步骤略．学生所写实验步骤合理，体现控制变量法的应用均可得分．【例13】某同学按照如图所示的装置探究压力的效果跟压力大小和受压面积的关系．实验装置中长木板固定在水平桌面上，小木块压在橡皮泥上．小木块和弹簧测力计的重力不计，弹簧测力计所示的拉力大小可以看成小木块对橡皮泥的压力大小．请你简要写出实验的步骤．例题分析【例14】封冻的江河冰面最大能承受的压强是4×104Pa，一台履带式拖拉机的质量是5200kg，两条履带跟水平地面接触的面积共1.5m2，这台拖拉机能不能从冰面上通过？解:G=mg=5200×9.8N=50960N∵履带式拖拉机是在水平地面上∴F=G=50960Np=F/S=50960N/1.5m2=3.4×104Pa答:因为3.4×104Pa小于4×104Pa，可以通过。已知:m=5200kgS=1.5m2pmax=4×104Pa求:p=?且与pmax比较。【例15】图钉尖端的面积是0.3mm2，钉帽的面积是1.5cm2。用9N的力垂直于墙壁按这只图钉，试求:(1)钉帽受到的压力和压强？(2)墙壁受到的压力和压强？已知:F1=F2=9NS1=1.5cm2=1.5×10-4m2S2=0.3mm2=0.3×10-6m2解：p1=F1/S1=9N/1.5×10-4m2=6×104Pap2=F2/S2=9N/0.3×10-6m2=3×107Pa答：钉帽和墙壁受到的压力都是9N，钉帽受到压强为6×104Pa，墙壁受到的压强为3×107Pa。求：p1=？p2=？【例16】坦克要越过壕沟时，可将备有的气袋放入壕沟，给气袋充满气，这样坦克通过气袋就像走平地一样。当坦克的前一半履带压在气袋上时，对气袋的压力和压强分别为F1和p1。设坦克在水平地面上行驶时，对地面的压力和压强分别为F2和p2，坦克前后是对称的。则以下关于两种情况下压力、压强的比较结果，正确的是()A.F1=F2p1=p2B.F1=F2/2p1=p2C.F1=F2/2p1=p2/2D.F1=F2p1=2p2B【例17】两物叠放如图所示，物A的小底面积20cm2，大底面积60cm2，重20N；物B是边长为5cm的正方体，置于水平面上。求：a、b两种放置时，物A对物B的压强。例题分析解:SB=LB2=(5cm)2=2