9.1压 强 课件-2023-2024学年人教版物理八年级下册

9.1压 强 -1- 考点一 压 强 1. 压强 (1)定义:物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。 (2)符号:p。 (3)单位:帕,Pa。 (4)物理意义:表示压力作用效果的物理量。压强越大,压力产生的作用效果越明显。 (5)计算公式:p= 。 [考点解读] 第 1 节 压 强 -2- 2. 压强公式的深度理解 (1)p= 是压强的定义式,适用于所有物体(固体、液体和气体)间压强的计算;利用该公式计算时,各物理量的单位必须统一,p 的单位为 Pa,F 的单位为 N,S 的单位为 m2。 (2)利用变形公式计算压力 F=pS、受力面积 S= 。 (3)公式中的 S 指的是受力面积,即施力物体挤压受力物体时,两者相接触的面积。 如图所示,物体对桌面的压力不变,但受力面积不同,图甲的受力面积为 S, 图乙的受力面积为 S2。 (4)公式中的 F 指的是压力,大小不一定等于重力。 项目 压力 压强 定义 垂直作用在物体表面上的力 物体所受压力的大小与受力面积的比 物理意义 物体表面所承受的使物体发生形变的作用力 表示压力的作用效果 公式 F=pS p= 单位 牛顿(N) 帕斯卡(Pa) 大小 有的情况下与重力有关,有的情况下与重力无关 与压力的大小和受力面积的大小均有关 第 1 节 压 强 -3- 3. 压力与压强 第 1 节 压 强 -4- 4. 计算特殊固体压强时的公式 (1)p= 是适用于任何条件下压强的计算,对于某些特殊的情况,还可以使用其变式 p= gh 进行计算。 p= gh 的推导如下: 设柱体的高为 h、底面积为 S、密度为 ,该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强为 p= gh。 (2)p= gh 的适用条件: ①密度均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体); ②物体放在水平面上,且受力面积等于物体的底面积; ③水平面受到的压力是由物体所受的重力产生的(F=G)。 第 1 节 压 强 -5- 例 1 一物体重 20 N,放在水平地面上,与地面的接触面积为 0.01 m2,求水平地面所受的压强。 解析:物体对水平地面的压力大小等于自身的重力大小,知道受力面积,根据公式 p= 可求压强。 解:物体对水平地面的压力等于物体的重力, F=G=20 N,它对地面的压强是:p= = 2000 Pa。 满分备考:利用公式 p= 计算压强时,要能够正确地判断与之对应的压力和受力面积:压力不一定是重力,受力面积是物体相互作用的有效面积,不一定是施力物体的底面积。 典题精析 第 1 节 压 强 -6- 考点二 怎样减小或增大压强 1. 根据压强计算公式 p= 可知,改变压强的大小可以通过改变压力 F 和受力面积 S 来实现。 (1)增大压强的方法 ①在受力面积一定的情况下,增大压力; ②在压力一定的情况下,减小受力面积。 (2)减小压强的方法 ①在受力面积一定的情况下,减小压力; ②在压力一定的情况下,增大受力面积。 第 1 节 压 强 -7- 2. 增大和减小压强在实际生活中的应用 在实际生活中,任何物体所能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被损坏,这就需要减小压强;为了使某些物体进入其他物体,则需要增大压强。 (1)增大压强 ①刀、斧都是磨得很薄,钉子、针、锯齿等的尖端加工得很尖等,这些都是用减小受力面积的办法增大压强的。 ②刹车时必须用力握住车闸,农民犁地时为了犁得深些往往找个人站在犁耙上,都是用增大压力的办法来增大压强的。 (2)减小压强 ①高楼大厦的墙基很宽,坦克、履带式拖拉机和载重汽车装有很大的轮子,铁轨下铺上枕木,滑雪时穿上滑雪板,在烂泥地上铺木板,都是采用增大受力面积的方法来减小压强的。 ②现代建筑中,广泛采用空心砖来减小对地基的压力等是采用减小压力的办法来减小压强的。 第 1 节 压 强 -8- 例 2 我们在学习和生活中,常会见到如下现象,其中属于增大压强的是 ( ) ①削铅笔的小刀刀刃磨得很薄 ②书包的背带做得比较宽 ③往墙上钉钉子时,要用力击打 ④火车轨道安装在枕木上 A. ①③ B. ③④ C. ①② D. ②④ 典题精析 第 1 节 压 强 -9- 解析:①削铅笔的小刀刀刃磨得很薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强; ②书包的背带做得比较宽,是在压力一定的情况下, 通过增大受力面积来减小压强;③往墙上钉钉子时用力击打,是在受力面积一定的情况下,通过增大压力来增大压强;④火车轨道安装在枕木上,是在 压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强。所以属于增大压强的是①③。 答案:A 易错:D 错因:审题错误导致的错选。 满分备考:判断增大还是减小压强时,除了根据公式进行判断外,还可以根据自己的经验,判断在生产、生活中哪些情况需要增大压强、哪些情况 需要减小压强。 第 1 节 压 强 -10- 实验:探究影响压力作用效果的因素 猜想与假设:可能与压力的大小有关,也可能与受力面积的大小有关。 探究方法:控制变量法(实验中,压力的作用效果可能与多种因素有关,探究时应采用控制变量法, 即每次实验只有一个变量,控制其他变量相同)和转换法(将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度)。 实验过程: [实验突破] 第 1 节 压 强 -11- (1)按图甲所示,将小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。 (2)在小桌上放上砝码,按图乙所示,将小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。 (3)在小桌上放上砝码,按图丙所示,将小桌放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。 实验现象:(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,乙图中的海绵被压下得深。 (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,乙图中海绵被压下得深。 实验结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。 第 1 节 压 强 -11- 命题点: 1. 影响压力作用效果的因素:压力的作用效果 与①_ 和②_ 有关。 2. 本实验中用到的实验方法:③_ 和 ④_。 3. 控制变量法的应用:探究压力的作用效果跟压力大小的关系时,应保持⑤_ 不变;探究压力的作用效果跟受力面积的关系时,应保持 ⑥_ 不变。 4. 转换法的应用:压力的作用效果无法定量测量,因此实验中所选受力物体应尽量⑦_ (选填“软”或“硬”)些,通过海绵(或泡沫塑料)的⑧_ 来显示压力的作用效果。 5. 选择小桌作为实验材料的原因:可方便地改变⑨_。 6. 实验结论的表述: (1)当⑩_ 相同时,⑪_ 越 大,压力的作用效果越明显; (2)当⑫_ 相同时,⑬_ 越小,压力的作用效果越明显。 第 1 节 压 强 -26- 命题点 答案: ①压力的大小 ②受力面积的大小 ③控制变量法 ④转换法 ⑤受力面积 ⑥压力大小 ⑦软 ⑧凹陷程度 ⑨受力面积 ⑩受力面积 ⑪压力 ⑫压力 ⑬受力面积 第 1 节 压 强 -16- 易错点 受力面积 S 和压力 F 判断错误 [易错分析] 例 (广州中考)如图甲所示,钢制的圆柱展示台,底面积 S=1 dm2,另一个为钢制的圆台零件,上底面积 S1=3 dm2,下底面积 S2 =12 dm2。把零件分别按图乙和图丙所示的方式静置在展示台上,两物体的轴在同一直线上。图乙中零件对展示台面的压力为 F1,压强为 p1。 图丙中零件对展示台面的压力为 F2, 压强为 p2。F1 F2,p1 p2。(均选填“>”“=”或 “<”) 第 1 节 压 强 -17- 解析:由图乙可知,零件对展示台面的压力等于零件的重力,即 F1=G,压强为 p1= ,由图丙可知,零件对展示台面的压力等于零件的重力,即 F2=G,压强为 p2= ,由于同一个零件重力不变,所以,F1=F2,p1=p2。 答案:= = 易错:第 2 个空错填< 错因:受力面积判断错误。 易错警示:运用公式 p= 进行计算时,受力面积 S 与压力 F 的确定是一个关键。 S 是指两个物体相互接触的面积,是压力的有效作用面积,而不一定是物体的底面积。 重力可以产生压力,但压力并不都是由重力产生的,压力方向也不一定与重力方向相同,甚至有时与重力无关。 第 1 节 压 强 -19- 题型一 探究压力的作用效果与哪些因素有关 [题型探究] 例 1 (百色中考)如图所示,某同学利用小桌、 海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。 (1)本实验的科学探究方法是 _ 和转换法。 (2)小桌对海绵的压力改变了海绵的 _(选填“形状”或“运动状态”)。 (3)为了探究压力作用效果与压力大小的关系,应比较图甲和图乙的实验,可知受力面积相同时,压力 _(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显。 第 1 节 压 强 -20- (4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较 _ 两图的实验,可知压力大小相同时,受力面积 _(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显。 解析:(1)本实验的科学探究方法是控制变量法和转换法。 (2)小桌对海绵的压力改变了海绵的形状。(3)探究压力作用效果与压力大小的关系时,比较图甲和图乙的实验,可知受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(4)探究压力的作用效果与受力面积大小的关系时,要控制压力相同,故应比较乙、丙两图的实验,可知压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。 答案:(1)控制变量法 (2)形状 (3)越大 (4)乙、丙 越小 题型解法:探究压力作用效果与压力大小的关系时,应保持受力面积不变,改变的是压力的大小;探究压力作用效果与受力面积的关系时,应保持压力大小不变,改变物体的受力面积。另外,做对比实验时,要保证受力物体是相同的,即使用同一块海绵。 第 1 节 压 强 -21- 题型二 增大或减小压强的方法 例 2 (常州中考)以下四个增大压强的情境中,所用方法与另三个不同的是 ( ) A. 盲道上有凸起的小圆点 B. 菜刀刀刃很锋利 C. 压路机的碾子很重 D. 注射器的针头很尖 第 1 节 压 强 -22- 解析: 盲道上有凸棱,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,使盲人更好地感觉到路;刀刃磨得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;压路机的碾子很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强;注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强, 容易扎进去;综上可知,C 选项所用方法与另三个不同。 答案:C 题型解法:在判断增大压强还是减小压强时, 可以根据公式 p= 判断。 一般增大压强时,通过增大压力或减小受力面积来实现;同样地,减小压强时,通过减小压力或增大受力面积来实现。 第 1 节 压 强 -23- 题型三 压强的大小及其计算 例 3 (长春中考)水平桌面放置一个质量为 0.8 kg 的保温杯,杯底对桌面的压强为 2 103 Pa,g 取 10 N/kg。 求: (1)保温杯对桌面压力的大小; (2)桌面的受力面积。 解:(1)保温杯放在水平桌面上,保温杯对水平桌面的压力:F=G=mg=0.8 kg 10 N/kg=8 N; (2)由 p= 得,桌面的受力面积: S= =4 10-3 m2。 题型解法:利用 p= 及其变形公式,可以根据已知的两个物理量求出第三个物理量。 计算的关键是确定压力大小和受力面积大小,解题时要抓住“受力”二字。 1. 压力 (1)压力:物理学中将 _ 作用在物体表面上的力叫做压力。 (2)压力和重力的区别:压力和重力是两个不同的力,只有独立静止在水平面上的物体对水平面压力的大小等于物体重力的大小。 (3)影响压力作用效果的因素:_ 和压力。 (4)实验方法:控制变量法和 _ 法(通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果)。 2. 压强 (1)压强:在物理学中,物体所受 _ 与 _ 之比叫做压强,用字母 _ 表示。 (2)单位:压强的国际单位是 _,简称 _,符号是 _。 -1- 9.1 压 强 课前预习/新知导引 (3)压强的计算 公式:_。推导式:F=_;S=_。 在利用压强公式计算时, 一定要注意, 力和受力面积要针对同一物体而言。 公式 p= gh,适用于密度均匀的实心柱体(圆柱体或棱柱体)放在水平面上产生的压强。 3. 增大或减小压强的方法 (1)增大压强的方法:在受力面积一定时,通过 _ 的方法可以增大压强;在压力一定时,通过 _ 的方法也可以增大压强。 (2)减小压强的方法:在受力面积一定时,通过 _ 的方法可以减小压强;在压力一定时,通过 _ 的方法也可以减小压强。 -2- 9.1 压 强 9.1 压 强 -3- 考点 1 压 力 1. 关于压力,下列说法正确的是 ( ) A. 压力的大小总是等于物体的重力 B. 任何情况下压力的大小都不等于物重的大小 C. 压力的方向总是向下 D. 压力的方向总是垂直于接触面 考点集训/夯实基础 2. 科学实验小组在探究压力的作用效果跟什么因素有关时,用早餐奶按图甲、乙、丙三种情况放在泡沫塑料上,分别进行探究实验。 (第 2 题图) (1)通过对甲、乙、丙三次实验结果进行比较,得出压力作用效果跟_ 有关。 (2)这种探究方法在物理学中叫 _。 -4- 9.1 压 强 考点 2 压 强 3. 一头牛的质量为 400 kg,站在水平地面上时,每只脚与地面的接触面积为 5 10-3 m2,则牛对地面的压强为(g 取 10 N/kg) ( ) A. 2 104 Pa B. 4 104 Pa C. 8 104 Pa D. 2 105 Pa 4.(教材 P32,T1 改编)如图所示是一体重为 672 N 的初三学生在方格纸上站立时描下的鞋底部分的轮廓,其中每个方格的面积为 6.0 cm2,则该同学双脚站立于水平地面时,对地面的压强值较为准确的是 ( ) A. 1.65 104 Pa B. 2.0 104 Pa C. 3.30 104 Pa D. 4.0 104 Pa (第 4 题图) -5- 9.1 压 强 5. 如图所示,完全相同的两块砖分别平放和立放在水平地面上,已知砖的长∶宽∶高为 4∶2∶1,若砖平放时对地面的压强为 p1,立放时对地面的压强为 p2, 则 p1∶p2 等于 ( ) A. 8∶1 B. 4∶1 C. 1∶4 D. 1∶8 (第 5 题图) -6- 9.1 压 强 考点 3 增大或减小压强的方法 6. 在窗子密闭的旅行车上备有逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,图中的四把铁锤质量相同,形状不同。为了更容易打破玻璃,应该选择的铁锤是 ( ) -7- 9.1 压 强 7.(教材 P32,T2 改编)近日,某市各界纷纷组织“关爱留守儿童,发放爱心背包”活动,如图所示,爱心背包的背包带设计得较宽的目的是 ( ) A. 增大压强 B. 减小压强 C. 增大压力 D. 减小压力 (第 7 题图) (第 8 题图) 8. 如图所示的挖土机,_ 部位的设计是为了增大压强,_ 部位的设计是为了减小压强(每空只选填 1 个数字编号),减小压强时利用了 _ 的方法。 -8- 9.1 压 强 1.(1)垂直 (3)受力面积 (4)转换 2.(1)压力的大小 受力面积 p (2)帕斯卡 帕 Pa (3) pS 3.(1)增大压力 减小受力面积 (2)减小压 力 增大受力面积 -1- 第九章 压 强 课前预习/新知导引 9.1 压 强 第九章 压 强 -2- 1. D 提示:独立静止放在水平面上的物体对地面的压力大小才等于重力的大小,其他情况下压力的大小都不等于物重的大小,故 AB 错误;压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的受力面,不是总向下的,故 C 错误,D 正确。 2.(1)压力的大小和受力面积的大小 (2)控制变量法 3. D 提示:牛的重力 G=mg=400 kg 10 N/kg =4000 N,对地面的压力大小就等于牛的重力大小,F=G=4000 N,牛对地面的压强 p= =2 105 Pa。 考点集训/夯实基础 第九章 压 强 -3- 4. B 提示:学生对地面的压力 F=G=672 N;由图可知, 每只鞋底大概为 28 个方格的面积,则双脚站立时受力面积 S=6.0 cm2 28 2=336 cm2=0.0336 m2;压强 p= = =2.0 104 Pa。 5. C 提示:平放时对地面的压强 ,立放时对地面的压强为 ,所以压强之比为 。 6. D 提示:四个锤子相比较,D 选项中的锤子受力面积最小,在相同 的压力下,压强最大,更容易打破玻璃。 7. B 提示:背包带做得较宽,是在压力一定时,增大受力面积来减小背包对肩膀的压强。 8. ② ④ 增大受力面积 提示:②部位做成叉状,是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大压强;④部位借助于履带,是在压力一定时,通过增大受力面积的方法减小压强。 $$