内容正文:
第九章 压强和浮力
第1节 压 强
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作业多
压力大
什么是压力???
思考
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考前没复习
考试考不好
压力大
思考
苏州人
寒山寺
城隍庙
灵岩山
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老是被人虐
压力大
思考
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生活中的压力
压力(物理)
不是一码事
但还是有一丢丢关系的
思考
观察与作图
画出木块对斜坡面的作用力示意图
F
F
F
画出运动员对平衡木的作用力示意图
画出铁锤对钉子的作用力的示意图
想一想,所画的力的示意图有何共同点?什么是压力?
定义:物理学中把垂直作用于物体表面上的力叫做压力
铁锤垂直压在钉面上的力
运动员垂直压在平衡木表面上的力
木块垂直压在斜面上的力
压力
②方向:
③作用点:
①定义:垂直作用在物体表面上的力
④大小:
⑤作用效果:
垂直于受力物体表面,指向受力物体(画垂直符号)
在被压物体的表面上(一般画在受力面中心)
挤压程度有关
使物体发生形变
压力
某同学说“重1N的物体放在水平桌面上,它对桌面的压力也是1N。所以压力与重力是一回事。”他的说法对吗?为什么?
思考
画出铁锤、运动员、木块所受重力的示意图
F
F
F
压力和重力不是一回事!
思考
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如何求压力的大小呢?
重5N的木块静止放在地面上,求木块对地面的压力?
对木块:
重力G
G
支持力F支
二力平衡
F支
对地面:
F压
压力F压
支持力F支
相互作用力
由
G = F支
F压 = F支
F压 = G = 5N
压力的求解
重要是事情说三遍
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求压力步骤
受力分析
求支持力
求压力
分析物体受力情况
找到要求的压力 F压
找到支持力 F支
找到支持力和其他力之间的关系 F支=?
F压 = F支 (F压 和 F支 是一对 相互作用力)
压力的求解
A
A对墙面的压力
F’
B
B对天花板的压力
F’
C
F’
C对地面的压力
G=5N
F=15N
F=10N
G=5N
G=5N
F=5N
D
D对斜面的压力
F
G=5N
推力为15N,画出支持面受到压力示意图
物体重5N,画出物体受到重力示意图
压力和重力不是一回事!
思考
垂直作用在物体表面上的力
由于地球的吸引
而使物体受到的力
施加压力的物体
地 球
挤压程度
G=mg
垂直受力物体表面
且指向被作用的物体
总是竖直向下
被压的物体表面
重 心
当一个物体自由放在水平地面上处于平衡状态时,压力大小数值上等于重力大小
压力与重力
关于压力的说法中,正确的是( )
A.压力都是由物体的重力产生的
B.压力一定等于物体的重力
C.压力与重力是一对平衡力
D.压力的方向一定垂直于受力面
D
典型例题
已知:GA = 5N GB = 10N F = 15N
A
B
A对B压力为
B对地面的压力为
B对地面的压力
B对墙面的压力
B对天花板的压力
5N
15N
10N
15N
B
F
B
F
B
F
5N
典型例题
如果压力作用在一个物体上会发生什么呢?(压力的作用效果)
脸发生了形变
篮球发生了形变
压力本质上就是弹力
使物体发生形变
压力的作用效果
如图所示,小明和小华都站在沼泽地上,小明陷的比较深。想一想,导致这一差异的原因可能是什么?
压力的作用效果
如图1所示,一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,观察气球的形变情况。改变压力的大小,气球的形变有何不同?
如图2所示,将铅笔的一端削尖,用两只手的食指分别压住铅笔的两端,两个手指的感觉有什么不同?再用力大点又有什么感觉?
通过对上述现象的观察,你认为压力的作用效果可能与哪些因素有关?
压力的作用效果
猜想1:压力的作用效果可能跟_________有关;
猜想2:压力的作用效果可能跟____________有关;
压力大小
受力面积大小
控制变量法
研究方法:
压力的作用效果
【实验猜想】
【实验方案】
3.如何反映压力的作用效果?
1.怎样改变压力的大小?
2.怎样改变受力面积的大小?
选择合适的器材设计实验,验证你的猜想
用钉子做腿的小桌、海绵、砝码、木板、盛有适量水的矿泉水瓶、装有沙子的容器。
压力的作用效果
【实验设计】
加减砝码
小桌正放、倒放
沙子的陷入程度
改变水量
瓶子正放、倒放
海棉正放、倒放
方案②
转化法
当受力面积相同时,压力越 ,压力的作用效果越明显
当压力相同时,受力面积越 ,压力的作用效果越明显
压力的作用效果
大
小
【实验数据】
【实验结论】
压力的作用效果
当受力面积相同时,压力越 ,压力的作用效果越明显
当压力相同时,受力面积越 ,压力的作用效果越明显
大
小
【实验数据】
【实验结论】
如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验中是通过比较海绵的________来比较压力
作用效果的大小.这种实验方法叫做_____法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验,探究压力的作用效果与_____的关系;通过比较图___和图____两次实验,探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法是_______ 法.
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对__________力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对________力。
凹陷程度
转换
压力
乙
丙
控制变量
相互作用
平衡
典型例题
哪个压力的作用效果更明显?
S=4m2
F1=100N
F2=80N
①
F3=50N
S1=5m2
S2=2m2
F4=50N
②
相同受力面积比压力
相同压力比受力面积
F5=100N
F6=60N
S1=4m2
S2=2m2
③
思考
压力
受力面积
【定义】
【公式】
物体所受的压力与受力面积之比叫做压强
表示压力作用效果
压强 =
压力
受力面积
P =
F
S
【单位】
1 Pa = 1 N/m2
牛/米2 (N/m2)
帕斯卡(帕)—Pa
【辨析】
1N物体放在1m2的桌面上就产生1Pa的压强吗?
物体在1m2面积上受到的压力是1N
法国-帕斯卡
压强
【物理意义】
1Pa的物理意义:
不一定,受力面积可能不是1m2
思考
受力面积s是哪一块?
2.半张报纸平摊在桌面上,它对桌面的压强为____Pa
1.将整张报纸对折后再叠放在桌面上,它对桌面的压强约为____Pa。
一张报纸平摊在桌面上,它对桌面的压强约为0.5Pa
1
0.5
生活中的压强大小
一杯水放在桌面上,它对桌面的压强约为 Pa
一个成年人站立时对地面的压强约 Pa
一个中学生站立时对地面的压强约 Pa
感受压强的大小:(帕是一个很小的单位)
1000
1.5×104
104
原理:
典型例题
体重60000N,每只脚掌着地面积0.06 m2
体重500N,脚尖着地面积0.0001m2
比一比大象和芭蕾舞演员谁产生的压强大?
一辆坦克的质量为20t,每条履带与水平在地面的接触面积为2m2,求该坦克在水平路面上行驶时对地面的压强?(g=10N/kg)
已知:m=2t=2000kg;S=2m2,求:p
解:由题意得:
F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N
S总=2S=2m2×2=4m2
∴p=F/S总=20000N/4m2=5×104Pa
答:人站立时对地面的压强5×104Pa
1.审清题意
2.统一单位
3.确定压力
4.找准面积
5.列式计算
【注意】
典型例题
1.走钢丝的演员若两只脚都站在直径为2cm的钢丝上(脚与钢丝平行),估算一下他的脚对钢丝的压强是多大(提示:一只脚的受力面积可用脚长乘以2cm计算)?
5×104Pa
典型例题
2.一支铅笔尖端的面积是0.5mm2,尾部的面积是0.4cm2,两手指从两端用4N的力相向压住铅笔时,两手指受到的压强各是多大?
分别为8×106Pa和105Pa
3.端午节,小敏提着一盒粽子去看望长辈时,下列提法中手受到压强最大的是( )
A. 用单手提单绳 B. 用单手提双绳
C. 用双手提单绳 D. 用双手提双绳
A
典型例题
一、压力
垂直作用于物体表面的力叫做压力。
压力的方向总是垂直于受压物体表面且指向受压物体。
压力越大、受力面积越小,压力的作用效果越明显
课堂小结
二、压 强
①定义:_________________________叫压强。
②物理意义:压强是________________物理量。
③公式__________。
④在国际单位制中,压强的单位是______,简称____,符号是_____。
1 Pa =___N/m2,表示 __________________________。
物体所受的压力与受力面积之比
表示压力作用效果
p =
F
S
帕斯卡
帕
Pa
1
物体在1m2面积上受到的压力是1N
课堂小结
在日常生活中和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。
哪些是为了增大压强?哪些是为了减小压强?各采用了什么方法?
减小压强:
①增大受力面积;②减小压力;③既减小压力又增大受力面积
增大和减小压强的方法
某不认真学物理的同学
增大和减小压强的方法
增大受力面积——减小压强
增大和减小压强的方法
增大压强:
①增大压力;②减小受力面积;
③既增大压力又减小受力面积。
A
C
B
1.同一块砖怎样放置压强最大?
平放
侧放
竖放
√
三个高度和直径都相同的实心木制圆柱体放在水平面上,当把图中阴影部分切除后,其余部分对水平面的压强依次为PA、PB、PC,则( )
A、PA>PB>PC B、PB>PA>PC
C、PA<PB<PC D、PB<PA<PC
B
2.切割问题
重点题型
均匀实心柱体的压强可用P = ρ物gh计算
h
S
S
S
h
h
3.均匀柱体压强的计算
重点题型
三个高度相同, 质量分别为10Kg、20kg、50kg的铜制长方体,正方体,圆柱体放在水平桌面上,则它们对桌面的压强:P长 P正 P圆
=
=
练一练
1.两手指用一压住铅笔,使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A、两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大
B、两手指受到的压强相同,左边手指受到的压力较大
C、两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强较大
D、两手指受到的压强相同,右边手指受到的压力较大
C
练一练
2.一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是 ( )
A.站着不动大声求救 B.赶快跑向岸边
C.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动
D.立即改成单脚站立大声求救
C
练一练
3.如图,物体A在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置. 在此过程中,A对桌面的压力将 ,A对桌面的压强将 。(填“变大”、“不 变” 或“变小”)
不变
变小
练一练
4.下列是北京奥运会几个运动项目的图标,其中运动员对地面压强最大的是( )
5.小王同学双脚与地面的接触面积为4×10-2m2,请根据图中某些情况下的压强数值估算:
(1)小王的重力;(2)小王平躺时与床面的接触面积;
(3)小王同学背着重为40N的书包行走时对水平地面的压强。
B
600N
3.2×104Pa
0.2m2
练一练
6.如图所示,一木块放在水平桌面上,若将它沿虚线截去一半,则将发生的变化是( )
A.压力变小,压强不变 B.压力变小,压强变小
C.压力变小,压强增大 D.压力不变,压强不变
B
7.如图所示,一匀质木块放在水平桌面上,若将它沿竖直虚线截去一部分,则下列说法正确的是( )
A. 压力变小,压强不变 B. 压力变小,压强变小
C. 压力变小,压强增大 D. 压力不变,压强不变
A
练一练
8.三个高相等的铝、铁、铜柱体,如图,其中对桌面压强最大的是 ( )
A.铝 B.铁 C.铜 D.无法确定
9.如图所示,A、B为两个正立方体,它们的底面积之比为14,两者的密度之比为21,A对B的压强为pA,压力为FA,若把B和A倒置,则B对A的压强为pB,压力为FB,求:pApB 和 FAFB。
C
1:4
练一练
1:4
10.将一块砖平放在水平地面上,对地面的压力为10N,压强为500Pa。
①若沿水面方向切去上面的1/2后剩下的部分对地面的压力为________,压强为________;
②若沿竖直方向切去1/4后对地面的压力为______,压强为_________。
7.5N
500Pa
5N
250Pa
练一练
11.下列所示情景中,为了增大压强的是( )
A. 铁轨下面铺放枕木 B. 骆驼具有宽大的脚掌
C. 载重汽车装有许多轮子 D. 压路机的碾子质量很大
D
练一练
12.新冠疫情期间,下班时,某企业要求员工利用截孔器把口罩打孔破坏后再丢弃.确保废弃口罩不会被重复使用,如图所示.双手共同作用对口罩施加竖直向下、等大的力.口罩受到钉子的压强最大的是( )
A
练一练
13.如图所示,人坐在沙发上比坐在木凳上感觉要舒服,是因为( )
A.弹簧的弹力与人体受到的重力平衡
B.减小了人体受到的压力
C.减小了人体受到的压强
D.减小了人体受到的压力和压强
C
练一练
A
练一练
15.如图是某品牌智能手机在A4纸上的照片,该手机大约为3个鸡蛋重,则对水平纸面的压强约为( )
A.12000 Pa
B.1200 Pa
C.120 Pa
D.12 Pa
C
练一练
16.(难)如图甲,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。再将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为2000 Pa;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为3 000 Pa。则图甲中砖块对水平地面的压强为( )
A.2250 Pa
B.2400 Pa
C.2500 Pa
D.2750 Pa
B
练一练
17. (难)如图,均匀长方体甲、乙放在水平地面上,甲、乙的底面积分别为S、S′(S<S′),此时它们对地面的压强相等。现将甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S′、S,关于此时甲、乙对地面的压强p甲、p乙和对地面的压强变化Δp甲、Δp乙的大小关系,判断正确的是( )
A.p甲<p乙,Δp甲>Δp乙 B.p甲<p乙,Δp甲<Δp乙
C.p甲>p乙,Δp甲>Δp乙 D.p甲>p乙,Δp甲<Δp乙
B
练一练
14.如图所示,一块长为L的均匀木板A放在水平桌面上,A右端与桌面相齐。在A的右端施一个水平力F使其右端缓慢离开桌面,在A移动过程中,木板A( )
A.对桌面压强变大
B.对桌面压力变小
C.与桌面摩擦力变大
D.对桌面压强变小
$$