内容正文:
第07讲 压强(原卷版)
【学习目标】
1.了解压力的概念;
2.理解压强的概念;
3.会计算压强;
4.认识压强在生活中的应用。
【基础知识】
一、压力
1.现象探究:垂直作用于物体表面的力
实例
图示
分析
压路机对地面的压力F1
F1垂直于地面向下,将地面压实
运动员对调班的压力F2
F2垂直于跳板向下,使跳板向下弯曲
图钉对墙壁的力F3
F3垂直于墙壁向左,将墙壁压出小孔
【探究归纳】这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直,并指向受力物体。
2.压力:物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力。
3.产生条件:两个物体必须接触,而且有挤压的作用。
(1)静止在水平地面上,紧靠墙角的小球,由于墙与小球接触但无挤压作用,它们之间没有形变,因此不存在压力(如图)。
(2)人靠墙站立时,由于墙与人之间有挤压作用,因此它们之间存在压力(如图所示)。
4.方向:垂直于受力物体表面并指向被压物体。
5.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.性质:压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力。
7.压力和重力的区别与联系
A对斜面的压力
A受到的重力
区别
施力物体
物体
地球
受力物体
支持物(斜面)
物体
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触并挤压
地球的吸引
大小
—
G=mg
方向
垂直于受力物体表面并指向被压物体
竖直向下
作用点
受压物体表面
重心
示意图
联系
只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
二、影响压力作用效果的因素
【实验目的】压力作用效果与哪些因素有关。
【实验原理】根据压力作用在物体上产生形变的大小来判断压力的作用效果。
【实验装置】
【实验步骤】1.照图甲那样,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度;
2.再照图乙那样,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度;
3.再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度;
【实验表格】
【实验结论】受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;压力大小一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
★方法技巧
1.研究压力作用效果跟压力大小关系时,保持受力面积不变,改变压力的大小,观察被压物体的形变程度;研究压力作用效果跟受力面积大小的关系时,保持压力大小不变,改变受力面积大小,观察被压物体的形变程度,这里采用了控制变量法。
2.将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,这里采用了转换法。被压海绵的凹陷得越深,压力作用效果就越明显。
三、压强
1.定义:物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)。
2.物理意义:表示压力作用效果的物理量。
3.公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
5.变形公式:根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
6.应用压公式的注意事项
(1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。
(2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
(3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。
(4)公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
▲拓展培优
柱状物体固体压强的计算(公式p=ρgh的使用条件)
(1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
(2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等;
(3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
辨析比较
压力与压强的区别与联系
1.概念不同:压力是由于发生挤压而垂直作用在物体表面上的力;压强是物体所受压力与受力面积之比,即物体单位面积上所受的压力大小;
2.意义不同:压力是压强产生的必要条件,压强表示压力的作用效果。
作用力和反作用力是同时产生的,并没有先后之分。在初中物理中,为了表述准确、规范,一般说相互作用力,而不说作用力和反作用力。
四、怎样减小或增大压强
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时家加大力量。
图甲:图钉尖很尖 图