内容正文:
第十一讲 固体压强
必备知识·夯根基
一、压力和压强
1.压力
(1)定义:__________作用在物体表面上的力
(2)方向:__________于被压物体表面且指向被压物体所在一侧
(3)作用效果的影响因素
①受力面积相同时,压力越________,压力的作用效果越明显
②压力相同时,受力面积越________,压力的作用效果越明显
垂直
垂直
大
小
2.压强
(1)定义:物体所受__________的大小与______________之比
(2)公式:p=___
F表示压力,单位是_______
S表示受力面积,单位是________,1 m2=104 cm2
p表示压强,单位是________,1 Pa=1 N/m2
压力
受力面积
N
m2
Pa
二、压强的增大和减小
项目 方法 举例
实例归类 常考实例
增大
压强 压力一定,__________受力面积 ________ a.书包背带很宽
b.菜刀的刀刃很锋利
c.坦克安装履带
d.用空心砖建楼房
e.注射器的针头很尖
f.用力按图钉
受力面积一定时,__________压力 ______
减小
压强 压力一定,__________受力面积 _______
受力面积一定,__________压力 _______
减小
be
增大
f
增大
ac
减小
d
【判正误】
(1)压力的大小总等于物体重力大小。 ( )
(2)压力作用效果只与压力和受力面积有关。 ( )
(3)压强是表示压力作用效果的物理量。 ( )
×
√
√
【对点小练】
1.如图所示,木块A从斜面上滑下时,对斜面的压力的示意图正确的是________。
甲
2.如图所示,手掌平压在气球左侧,另一只手的手指顶住气球右侧,气球保持静止,
手掌对气球的压力__________手指对气球的压力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
气球________侧形变较大,说明压力的作用效果和______________有关。
等于
右
受力面积
3.滑雪是冬奥会的重要比赛项目,在训练与比赛中都蕴含丰富的科学知识。如图
所示,运动员脚踩滑雪板,这样不容易陷入雪地中,原因是滑雪板可以 ( )
A.减小压强
B.增大压强
C.增大压力
D.减小压力
A
教材图片解读
命题点一 压强的增大与减小
1.(人教八下P29图9.1-1、2,P31图9.1-4原创)观察图中所示现象,其中属于增大
压强的是__________;属于减小压强的是__________。
A、C
B、D
2. (沪科八全P142图8-1原创)2024年年初,哈尔滨冰雪大世界火热出圈,全国各地的
游客纷纷去东北打卡,感受东北人民的热情。如图所示,游客在雪地上滑行,人站在
滑雪板上增大了______________,从而使雪面受到的压强__________(选填“增大”
“减小”或“不变”)。
受力面积
减小
命题点二 固体压强的计算
3. (沪科八全P145图8-8原创)如图所示,手指施加8 N的力把图钉压入木板,若图钉帽
的受力面积是1.0×10-4 m2,则钉尖对木板的压力为_______N,手指对图钉帽的压强为
___________Pa。
8
8×104
4. (沪科八全P146图8-9原创)如图所示,小孩站在水平地面上,对水平地面的压强为
1×104 Pa,其两只脚与水平地面接触的总面积为150 cm2,则该小孩所受的重力大小
为_________ N。
150
实验 探究影响压力作用效果的因素
实验探究·提素养
图示
过程
实验
方法 转换法 用海绵的凹陷程度反映压力的作用效果
控制
变量法 甲、乙两图:控制受力面
积不变,改变压力 结论1:在受力面积一定时,压力越
大,压力作用效果越明显
乙、丙两图:控制压力不
变,改变受力面积 结论2:在压力一定时,受力面积越
小,压力作用效果越明显
评估 1.选用海绵而不选用木板的原因:木板的形变量小,不易用肉眼观察到;海
绵的形变量大,容易用肉眼观察到。
2.可代替海绵的材料:沙子、面粉、橡皮泥等容易发生形变的物体。
【典题】如图是研究压力的作用效果与哪些因素有关的实验。实验器材是:海绵、小桌、砝码、木板。实验时,按图甲、乙、丙、丁四种方式放置器材。
基础探究
(1)实验时压力的作用效果的大小是通过比较海绵的__________程度来确定的;所
运用的物理方法是____________。
(2)图甲与图乙相比,小桌对海绵的压力__________,海绵的受力面积__________,压
力的作用效果__________(以上三空均选填“相同”或“不同”),通过比较甲、乙两图,
可以初步得出的结论是___________________________________________________。
(3)探究压力的作用效果与压力大小的关系时,应选择图____________两实验进行研
究。
(4)比较图丙和丁可知,实验时选择海绵而不选木板的原因是___________________
______________________。
凹陷
转换法
相同
不同
不同
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
乙、丁
海绵的形变程度比
木板的形变程度明显
创新拓展
(5) (思维拓展)如图戊所示,小强同学实验时将小桌换成长方体物体,并将长方体物
体沿图中虚线竖直向下切成大小不同的两块,然后放在海绵上。他发现它们对海
绵的压力的作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积大小
无关。小强同学得出的这个结论是错误的,原因是__________________________。
没有控制压力大小相同
(6)(创新装置)小亮想利用海绵和两瓶完全相同的矿泉水探究“压力的作用效果与哪些因
素有关”。
①如图己所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别倒立和正立放在海绵上,由实验现象可
得出结论:在______________相同时,__________________,压力的作用效果越明显;
②在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,在不增加实验器材的情况下,小亮可以
通过改变________________从而改变压力的大小。
压力大小
受力面积越小
瓶中水的质量
考点一 压强的增大与减小
【典题1】下列所述各事例是为了增大压强还是减小压强?
①刀口常磨得很薄:__________;
②铁轨下面垫枕木:__________;
③书包带换成宽一些的:__________;
④铁钉的头部做得尖尖的:__________。
重点难点·释疑难
增大
减小
减小
增大
【中考挑战】
(2024·贵阳模拟)刺梨是贵州一种常见的野果(如图所示),它浑身遍布的小刺能有
效抵抗动物的破坏。这是由于这些小刺能够增大 ( )
A.刺梨的重力 B.刺梨的惯性
C.动物受到的压力 D.动物受到的压强
D
考点二 固体压强的计算
【典题2】如图是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,其质量为500 kg,履带与地面的总接触面积为0.4 m2,g取10 N/kg。求:
(1)机器人静止在雪地上对地面的压强;
(2)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104 Pa,机器人要安全通过该处,则所装载装备的最大质量是多少?
解:(1)机器人静止在雪地上对地面的压力为:
F=G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N;
机器人静止在雪地上对地面的压强为:
p===1.25×104 Pa;
(2)要能顺利通过该区域,机器人对冰面的最大压力为:F大=p大S=4.2×104 Pa×
0.4 m2=1.68×104 N;
机器人与装备的最大质量为:
m大====1 680 kg;
所装载装备的最大质量为:
m装=m大-m=1 680 kg-500 kg=1 180 kg。
【中考挑战1】
(2024·贵阳模拟)如图,在2024年的杭州亚运会上,会运送铁饼的机器狗成了赛场上
的“显眼包”,机器狗自重约15 kg,站立时与水平草地接触的总面积为5 cm2。当它站
在水平草地上时,草地会有凹陷,它对地面的压强为___________ Pa。(g取10 N/kg)
【中考挑战2】(2024·黔东南模拟)一质量为7.8 kg的圆柱体铁柱竖直放在水平桌面
上,底面积未知,若铁柱高10 cm,则铁柱对桌面的压强是____________ Pa(ρ铁=7.8×
103 kg/m3,g取10 N/kg)。
3×105
7.8×103
题组一 压强的增大与减小
1.(2024·贵州中考)如图所示,安装在“雪龙2号”极地考察船船头底部的破冰艏(shǒu)
是我国南极科考时的破冰利器,它犹如一把利刃,能__________(选填“增大”或“减小”)
对冰层的压强实现破冰。
贵州常考题型演练
增大
2. (2022·黔西南中考)北京冬奥会速度滑冰男子500 m决赛中,我国选手高亭宇夺得
金牌。如图是他比赛中通过弯道的情景。他在弯道滑行时,其运动状态________(选
填“会”或“不会”)发生变化;穿上冰刀鞋是为了__________他对冰面的压强。
会
增大
3.(2023·贵州中考)温室效应加剧,全球气候变暖,北极冰层面积缩小、厚度变薄。如图所示,聪明的北极熊害怕踩破冰面,做出“借腹滑行”的无奈之举。
(1)请用物理知识解释“借腹”为什么不易破坏冰面?
(2)面对全球气候变暖的现状,请写出一条缓解温室效应的措施。
答:(1)“借腹滑行”时,压力一定,增大受力面积可以减小压强,不易破坏冰面。
(2)减少二氧化碳排放,可以缓解温室效应,因此出行多乘坐公共交通工具,少开私家车,减少碳排放。
4. (2022·贵阳中考)国家速滑馆内一场速滑赛结束后,运动员穿戴的冰刀鞋使赛道冰面产生了凹凸不平的划痕,如图所示。请回答:为什么锋利的冰刀会对冰面产生划痕?
答:冰刀与冰面的接触面积很小,压力一定时,对冰面产生的压强很大,很容易在冰面留下划痕。
题组二 固体压强的计算
5.(2022·安顺中考)书法是中华民族优秀文化的瑰宝。书写时将纸平铺于水平桌面
上,纸上放置一块“镇纸”(一般为长方体石条)。该“镇纸”质量为300 g,与纸面接触
面积为30 cm2,则“镇纸”对纸的压强为__________ Pa。在行笔过程中,纸保持静止,则
纸__________(选填“会”或“不会”)受到“镇纸”施加的摩擦力。(取g=10 N/kg)
6.(2024·牡丹江中考)一辆质量为40 t的坦克,履带和地面接触的总面积为5 m2,静止
时对水平地面的压强是___________Pa,宽大的履带是通过__________________的方
法减小对地面的压强。
1 000
不会
8×104
增大受力面积
7.(2024·吉林中考)质量为1.6×103 kg的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为0.08 m2。(g取10 N/kg)求:
(1)这辆新能源汽车受到的重力;
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
解:(1)这辆新能源汽车受到的重力为:
G=mg=1.6×103 kg×10 N/kg=1.6×104 N;
(2)汽车停在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,即F=G=1.6×104 N;
其对地面的压强:
p===2×105 Pa
$$