内容正文:
第1节 压强学习目标
1. 能通过实验探究压力作用的效果跟压力的大小和受力面积的关系。
2. 能描述压强概念的建立过程。能熟练写出压强公式、单位,并能用压强公式进行简单计算。
3. 会应用压强公式分析增大或减小压强的具体方法,并能解释与压强有关的物理现象。
知识精讲
知识点一:压力
1.压力
垂直作用在物体表面的力叫做压力。
①压力产生的条件:两物体相互接触,两物体发生挤压。
例如:人静止在地面上,人和地面间有相互挤压的作用,人对地面有压力,地面对人也有压力(支持力);静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压,所以没有压力。
②压力的作用点:在受压的物体表面。
③压力的方向:垂直并指向受压的物体表面。
由于受力物体的受力面可能是水平面,也可能是竖直面,还可能是角度不同的倾斜面,因此压力的方向没有固定指向,它可能指向任何方向,但始终和受力物体的受力面相垂直。
F=G F与G无关 F<G
④压力的大小:
压力的大小并不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在水平面时,物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。
2. 压力与重力的区别
压力
重力
定义
垂直作用在物体表面的力
由于地球吸引而使
物体受到的力
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
被压物体表面
重心
力的性质
接触的物体间相互挤压而发生形变产生的,属于弹力
来源于万有引力,
是非接触力
受力示意图
典例精析
【例1】对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶,下列说法正确的是( )
A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力
C.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是相互作用力
D.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力是不同的
【例2】图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板压力的说法中正确的是( )
A.这个力的施力物体是地球 B.这个力一定等于运动员的重力
C.这个力会使跳板发生弹性形变 D.这个力会改变运动员的运动状态
【例3】如图所示,用9牛的力将一个重为6牛的木块压在竖直墙面上,用力的图示法画出墙面受到的压力。
【例4】如图,物体A 重为20牛,对斜面的压力为12牛,用力的图示法画出斜面受到的压力F。
知识点一:探究二、实验——探究影响压力作用效果的因素
【想一想】压力的作用效果跟哪些因素有关?怎样比较压力的作用效果?
【猜想和假设】压力的作用效果跟压力的大小和受力面积都有关。
【设计实验】
(1)实验器材:形变显著的物体(如海绵、沙子等)、压力小桌、砝码。
(2)实验方法:
①控制变量法:探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系,采用该法进行。
②转换法:压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。
(3)实验过程:
①保持小桌与海绵的接触面积不变,在小桌上放一个砝码,改变压力,比较海绵两次形变的程度,如图甲、乙所示,记入表中。
②控制压力不变,改变小桌与海绵的接触面积(小桌一次桌面朝上正放,一次桌面朝下倒放),比较海绵两次形变的程度,如图乙、丙所示,记入表中。
(4)实验记录表格(见下)。
【进行实验与收集证据】
操作1:在海绵上放一个小桌,观察图甲所示海绵被压陷的深浅;
操作2:在小桌子上方放一个砝码,再次观察海绵的凹陷深度,如图乙;
操作3:将小桌子倒置过来,桌面和海绵接触,放上砝码,然后再次观察海绵的凹陷深度,如图丙。
实验现象与记录:
实验
压 力
受力面积
压力作用效果
甲
小桌的重力
桌脚(小)
明显
乙
小桌+砝码重力
桌脚(小)
很明显
丙
小桌+砝码重力
桌面(大)
极不明显
【分析论证】
①由甲、乙可得结论:受力面积大小相同时,压力作用效果与压力大小有关,压力越大,压力作用效果越明显。
②由乙、丙可得结论:压力大小相同时,压力作用效果与受力面积大小有关,受力面积越小,压力作用效果越明显;
实验结论:
①压力的作用效果与压力的大小有关,在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
②压力的作用效果与受力面积的大小有关,在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【交流讨论】
实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变,实验现象明显;而木板不易发生形变,实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
【例1】如图所示,某同学用海绵等器