内容正文:
专题03 神奇的压强
思维导图
知识解析
要点一、压力
1.定义:压力是指垂直作用在物体表面上的力。
2.产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。
3.方向:垂直于受力面,指向被压物体。
要点诠释:
压力与重力的关系:压力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力图乙所示。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力图甲所示。
典例1:(2021·全国八年级课时练习)如图所示的各种情况中,被压表面受到的压力与物块受到的重力大小相等的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A.图中物体静止在水平面上(即处于平衡状态),所以物体受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相等,即G=F支,由于支持力和压力是一对相互作用力,所以桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力大小相等,即F支=F压,因此物体对桌面的压力和物体受到的重力大小相等,即F压=G,故A符合题意;
B.图中物体受竖直向下的重力和垂直接触面的支持力,重力和和支持力不在同一直线上,不是平衡力,大小不相等,又因为压力和支持力是相互作用力,大小相等,故重力和压力不相等,故B不符合题意;
C.图中物体受竖直向下的重力、竖直向上的压力、竖直向下的支持力三个力的作用,故重力不等于支持力,又因为压力和支持力是相互作用力,大小相等,故压力和重力不相等,故C不符合题意;
D.图中物体受竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力、水平向右的支持力、水平向左的压力,压力和重力不在同一直线上,两个力之间没有联系,故D 不符合题意。
故选A。
典例2:(2021·广东广州市·华南师大附中八年级单元测试)按下列要求作图。
(1)木块A静止在斜面上,在图中画出斜面受到的压力的示意图。
(2)一个木块重4N在光滑的地板上,做匀速直线运动,请画出木块受到的重力和支持力。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)[1]以木块和斜面的接触面的中点作为压力的作用点,画一条垂直于斜面向下的线段,标出箭头,记为F,如图所示。
(1)[2]物体在竖直方向上受重力G和支持力N,它们彼此是一对平衡力,大小为均为4N,过木块重心分别沿竖直向上和竖直向下的方向画出这两个力,注意线段要等长,如图所示。
典例3:(2021·全国八年级单元测试)我们知道,一对作用力与反作用力总是大小相等,方向相反。如图所示,重25N的长方体物块甲放在水平桌面上,另一重10N的长方体物块乙放在物块甲上,则桌面对物块甲的支持力为_____N。
【答案】35
【解析】
桌面是水平的,则甲对桌面的压力是
甲对桌面的压力和桌面对甲的支持力是一对相互作用力,则桌面对物块甲的支持力为
要点二、压强
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
2.物理意义:压强是表示压力作用效果的一个物理量。
3.公式:
P——表示压强,单位是帕斯卡;
F——表示压力,单位是牛顿;
S——表示受力面积,单位是平方米。
国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,
其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
4.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
(2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
要点诠释:
1.形状规则密度均匀的物体,压强的大小只与密度和高度有关,与质量和受力面积无关,如长方体、正方体圆柱体。
2.密度均匀的长方体放在水平面上,如果沿红线切去黄色部分,物体对水平面的压力、压强的变化。
(1)甲图中沿竖直方向切,压力变小,压强不变;
(2)乙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变大;
(3)丙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变小。
典例4:(2021·全国八年级期中)如图展示了日常生活或生产技术中的四种情境,其中哪种情境运用了增大压强的知识( )
A.滑雪
B.细线分割肥皂
C.螺母、垫片、提丝连接工件
D.拖拉机
【答案】B
【解析】
ACD.滑雪时用的滑板,螺母下的垫片,拖拉机的履带,都通过增大了受力面积来减小压强,故ACD不符合题意;
B.用细线分割肥皂,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意。
故选B。
典例5:(2021·全国八年级课时练习)如图所示是我国第五代隐身重型歼击机—歼20,它是由成都飞机设计研究所设计,成都飞机工业公司制造生产的。已知歼20相关数据如下表。
空载质量
最大飞行速度
作战半径
最大飞行高度
17000kg
2.8马赫
2200km
18500km
(1)求歼20空载时受到的重力;
(2)空载的歼20停在水平地面时,若轮胎与地面接触的总面积为0.4m2,求地面受到的压强。(g取10Nkg)
【答案】(1)170000N;(2)4.25×105Pa
【解析】
解:(1)由表格可知,第五代隐身重型歼击机空载质量为170