内容正文:
第2课时 压强的应用
《新教案》
多媒体课件。
一、情景导入
小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破(图甲),重重的骆驼却不会陷入沙中(图乙),这是为什么呢?今天就让我们一起来学习压强的应用的相关知识。
二、合作探究
增大和减小压强的方法
1.增大压强的方法
当我们需要压强大一些时,可采用什么方法呢?(可根据压强公式p=来思考)
同学们交流讨论,说出各自的想法。
(1)压力一定时,减小受力面积(通常采用的办法)。
(2)受力面积一定时,增大压力。
(3)同时增大压力和减小受力面积。
生活中的例子:①菜刀磨得很锋利,是为了减小与菜的接触面积(即受力面积),以便用较小的力就能产生很大的压强,容易把菜切开;②针、箭和斧头等工具都是采用减小受力面积的方法来增大压强,这样容易刺穿物体或砍碎物体;③压路机的碾子质量很大,增大了对地面的压力,从而增大了压强。
2.减小压强的方法
当我们需要压强小一些时,可采用什么方法呢?(可根据压强公式p=来思考)
同学们交流讨论,说出各自的想法。
(1)压力一定时,增大受力面积(通常采用的办法)。
(2)受力面积一定时,减小压力。
(3)同时减小压力和增大受力面积。
生活中的例子:①坦克很重,不用轮子而装上宽大的履带,是增大受力面积从而减小压强;②滑雪者站在雪橇上或脚蹬滑雪板,可以在松软的雪地上滑行,而不会陷入雪中,使用雪橇或者滑雪板,增大了雪地的受力面积,从而减小雪地所受的压强;③钢轨铺设在枕木上,增大了地面的受力面积,从而减小压强,防止破坏路面;④汽车严禁超载,减小质量,从而减小地面所受的压力,减小了对地面的压强。
钉板开石中的奥秘
如图所示,最下面的表演者袒胸露背,他在表演一阵运气提劲之后,仰躺在钉板上。在表演者的身上盖一块条石,条石上再躺几个人,这时表演者身上的压力不下千斤,而其身下的钉子并没有刺进底下表演者的肉里,甚至不会刺伤皮肤。助手举起铁锤向条石猛击,石头应声碎裂,表演者翻身跃起,安然无恙。表演者真的是练就了一身钢筋铁骨,刀枪不入吗?你能用压强的知识解释吗?
其实,钉板上铁钉选用的型号比较大,这样铁钉的横截面大,然后把钉尖挫得比较圆滑,减小了压强。而且钉子排列得很密集,钉子越密集,越均匀,躺上去对人体产生的压强越小。另外还有一个关键的地方就是钉子的长短须一致,钉尖必须处于同一水平面上。钉子穿过木板实际上形成了一个由密集的钉头构成的平面,从而在极大限度上减小了钉尖对人体的压强。
压强的综合应用
压强公式(p=)的理解:(1)公式中F是压力,而不是重力,只有当物体独自静止在水平面上时,压力的大小才等于重力。(2)公式中S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,二者相互挤压接触的面积,而不是其他面积,不是物体的底面积或表面积。(3)压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强p和F、S之间却有密切的关系:在S一定时,p与F成正比;在F一定时,p与S成反比。压强的大小由压力的大小和受力面积的大小共同决定,利用压强公式比较压强的大小时,要同时考虑压力和受力面积这两个因素。(4)在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡(Pa),应用公式p=计算时,单位要对应,特别是面积的单位必须用m2。
【例】按照规定,我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在700 kPa以内。但有些司机为了降低运营成本,不顾国家利益,肆意超载。有一辆重2 t的6轮汽车,标准载货量为4 t,实际装货8 t,如果每个车轮与路面的接触面积为0.02 m2。(g取10 N/kg)
(1)通过计算说明,该车对路面的压强是否超过规定?
(2)运用所学的物理知识说明超载的危害。
分析:(1)由p=计算轮胎对路面的压强,压力F等于总重力G,受力面积S为6个车轮与路面接触的总面积,然后与规定的压强要求比较即可判断;(2)超载即是汽车的总质量增大,那么车的惯性增大了,不容易操纵,出现紧急情况时,刹车难以停下,容易造成交通事故;压力增大,对路面的压强增大,造成对路面的破坏增强,缩短了路面的使用寿命。
解:(1)该车对路面的压力:F=G=m总g=(2×103 kg+8×103 kg)×10 N/kg=1×105 N,该车对路面的压强:p==≈8.33×105 Pa=833 kPa,因为833 kPa>700 kPa,所以该车对路面的压强超过规定;
(2)超载的危害很多,如:车辆对路面产生巨大的压强容易使路面变形,从而大大缩短公路的使用寿命;超载汽车质量过大,惯性大,不易操纵,易发生交通事故等等。
第1节 压强
第2课时 压强的应用
完成本书赠送手册对应内容。
在分析增大压强和减小压强的方法教学过程中,由日常生活中的实例引出课