内容正文:
9.1 压强
一、压力
1.概念:把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
2.压力产生的条件:物体间相互接触,而且有挤压作用。例如:静止在地上的篮球和地面间有相互挤压的作用,篮球对地面有压力;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。
3.压力的性质:压力是接触力,是弹力的一种。
4.压力的方向:总是垂直于物体的受力面,指向受力物体的内部。
5.压力的作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。
6.作用效果:压力的作用效果是使物体发生形变。
7.压力与重力的关系:只有当物体放在水平面上,且物体在竖直方向不再受到其他的力时,这时物体对地面的压力在数值上等于物体的重力。如下图所示
点拨 压力和重力区别于联系
压力
重力
施力物体
物体
地球
受力物体
支持物
物体
大小
决定于相互挤压所发生形变大小
G=mg
方向
垂直于受力物体表面,并指向受力面
竖直向下
作用点
在支持面上
物体重心
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
二、探究影响压力作用效果的因素
提出问题:压力的作用效果跟哪些因素有关?
猜想与假设:可能与压力的大小有关,还可能与受力面积大小有关。
探究方法:(1)控制变量法;(2)转换法:海绵的凹陷程度反映压力作用效果。
实验器材:小桌、砝码、海绵。
实验步骤:
(1) 小课桌桌腿朝下放在海绵上,观察海绵的凹陷的深度。
(2)小课桌桌腿朝下放,上放砝码,放在海绵上,观察海绵的凹陷的深度。
(3) 小课桌桌腿朝上放,上放砝码放在海绵上,观察海绵的凹陷的深度。
分析论证:
(1)比较甲图和乙图:海绵的受力面积相同,乙对海绵的压力大,乙图压力的作用效果比甲明显,故可得出:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)比较乙图和丙图:海绵受到的压力相同,乙图海绵的受力面积小,压力的作用效果比丙明显,故可得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
实验结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
二、压强
1.概念:(1)物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。
(2)物体所受压力的大小与受力面积之比,叫做压强,用p表示。
2.公式:(适用于固体、液体和气体的压强。)
3.单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa。
1Pa=1N/m2,1Pa表示的物理意义是 1m2面积上受到压力是1N。
点拨 ①压强大小是由压力和受力面积共同决定的,不仅仅决定于压力大小。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之间有着密切联系,在S一定时,p与F成正比,在F一定时,p与S成反比。
②公式中的F 是压力,而不是重力,但在某些情况下,压力在数值上等于重力,如物体放在水平桌面上就是这样。
③公式中的S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,二者相互接触的面积,而不是其他面积,而且在计算时一定要注意S的单位。
4.柱状固体压强的特殊计算方法
由公式。要求:密度均匀,形状规则的实心柱体,自然放置在水平面上,且受力面就是物体的底面积;如图所示:
解释:“自然”即水平面受到的压力是由重力产生的,而不能有其他外力参与。
三、怎样增大或减小压强
1.增大压强的方法:
方法
实例
压力一定,增大受力面积
铁轨铺在枕木上
受力面积一定,减小压力
易碎货物不能堆得太高
减小压力的同时增大受力面积
车辆限重且安装多个轮子
2.减小压强的方法:
方法
实例
压力一定,减小受力面积
针尖做得很尖
受力面积一定,增大压力
压路机的碾子很重
增大压力的同时减小受力面积
用很大的力按图钉
1.一个重为500N的人站立在水平地面上,对地面的压力为 N,当他坐在斜面上时,对斜面的压力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)重力。
2.如图所示,用11N的水平力将质量为0.9kg的物体A压在竖直的墙壁上,物体A与墙壁的接触面积为0.01m2,则:物体A所受的重力为 N,物体对墙壁的压力为 N,压强为 Pa。
3.小明和小丽选用图1器材做“探究压力作用的效果”的实验, 器材包括:小桌、木板、装有沙的容器、砝码、海绵、装有适量水的矿泉水瓶等。他们先选择了海绵、装有沙的容器、砝码进行了探究。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用的效果, 这种探究方法称为 ;
(2)根据图2和图3的现象,能得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果 ;
(3)根据图3和图4的现象, 能得到的结论