内容正文:
专题6.2 压强
01知识梳理 重点难点分析
【知识梳理】
一、压力
1. 压力的定义:垂直作用在物体表面并指向表面的力,用字母F表示。
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:压力的方向总是垂直于受力面,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。只有在水平面上,压力的大小才等于物体的重力的大小。
5.压力的作用效果:压力作用在物体上会使物体发生形变。
二、压强
1.压力的作用效果:与压力的大小和受力面积有关。
2.压强的物理意义:表示压力作用效果的物理量。
3.定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。
4.压强公式:
。这是压强的定义公式,适用于所有物体(固体、液体、气体)所产生的压强。
5.压强单位:在SI制中为帕(Pa)。1Pa =1N/m2。
1 Pa的大小:一张报纸平铺在水平面上,对水平面产生的压强大小约为1帕。
中学生站在地面上对地面的压强大约为104—1.5 ×104帕。
三.压强的改变
1.增大压强方法:①减小受力面积;②增大压力。如图所示的实例。
2.减小压强方法:①增大受力面积;②减小压力。
四.面积单位及其换算: 1米2=100分米2 1分米2=100厘米2 1厘米2=100毫米2
五.柱形物体的压强
1.常见的几种柱形物体:正(立)方体、长方体、圆柱体等。
2.有关柱形物体的面积、体积的计算。
如图4所示,正方体的边长为a,放在水平面上,底面积S为:S=a2,体积V为:V= a3。
3.推导柱形物体对水平面的压强公式
:
如图5所示,有一密度为ρ、边长为h的实心立方体平放在水平面上,求该长方体对水平面的压强。
正方体的质量m=ρV=ρh3
对水平面的压力F=G=mg=ρh3g
根据压强的定义式 P =F / S= F / S=ρh3g/ h2=ρgh
即P =ρgh .式中ρ表示物体的密度,h表示物体的高度。
总结:
①对于柱形物体的压强P =ρgh 是通过p=F/S推导得出的,P =ρgh 只适用于柱形物体(如正方体、长方体、圆柱体等),而p=F/S适用于任何形状的物体,具有普遍意义。
②从公式中看出:柱形物体的压强只与液体的密度和液体的高度有关,而与柱形物体的质量、体积、重力、底面积等均无关。
【典例精析】
【典型例题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 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。
(3)在物理学中,用______来表示压力的作用效果。
【典型例题2】甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图2所示,则( )
A.甲的质量一定比乙大 B.甲的质量一定比乙小
C.甲的密度一定比乙大 D.甲的密度一定比乙小
【典型例题3】如图3所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水平地面的压强p以及剩余部分质量m的大小关系为 ( )
A.p甲<p乙 m甲<m乙 B.p甲<p乙 m甲>m乙
C.p甲>p乙 m甲>m乙 D.p甲>p乙 m甲=m乙
【典型例题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(
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。
【典型例题5】如图5所示,均匀圆柱形物体甲和乙放在水平面上,底面积分别为200厘米2和100
厘米2,高度分别为0.1米和0.2米,ρ甲=1.5×103千克/米3,ρ乙=1.2×103千克/米3。求:
①乙物体的质量;
②乙物体对地面的压强;
③若使甲和乙对水平面产生的压强相等,需沿水平方向把________(选填“甲”或“乙”)截去质量⊿m,求质量⊿m的大小。
【典型例题6】如图6所示,均匀实心正方体甲、乙