第九章第一节压强 同步讲解+例题 2024-2025学年人教版八年级下册物理

第九章 压强 第1节 压强 知识梳理 知识点一 压力 1.概念：物理学中，把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。 2.对压力的理解： (1)压力产生的条件：物体之间相互接触且发生相互挤压。 (2)压力的作用效果：使被接触的物体发生形变。 (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。 温馨提示：压力和重力是两种不同性质的力，压力是弹力，重力是引力。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。 例1．关于压力的说法中，正确的是（　　） A．压力的方向总是竖直向下的 B．压力的大小等于重力的大小 C．放在水平地面上的物体，对地面的压力就是物体的重力 D．压力的方向一定与受力面垂直 【解答】解： AD、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表面、物体的受力面、接触面；故A错误、D正确； B、对于水平面上的物体，对地面的压力是由于重力产生的，压力大小等于重力大小；其它情况与物重不一定有直接关系。故B错误； C、对于水平面上的物体，压力大小等于重力大小，但压力和重力是完全不同的两个力，不能说压力就是重力。故C错误； 故选：D。 知识点二 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：控制变量法。 制定计划与设计实验：只改变某一个可能的量，让压力产生不同的效果，再根据实验现象总结结论。 实验器材：小桌、砝码、海绵。 实验过程：(1)按如图甲所示，把小桌腿朝下放在海绵上，观察海绵被压下的深度。 (2)如图乙所示，在桌面上放一个砝码，观察海绵被压下的深度。 (3)再把小桌翻过来，如图丙所示，观察海绵被压下的深度。 分析与论证： 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： 压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关。 ①受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。 ②压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 温馨提示：对于不便于研究或不好直接研究的物理问题，通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果，进而实现把握问题实质的研究方法就是转换法。这里把压力的作用效果转化为容易观察、容易比较的陷入海绵中的深度，就是转换法。 例2．如图1，表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景，此情景说明压力相同时，受力面积越 　 　压力的作用效果越明显；现利用海绵、小桌、砝码探究压力的作用效果与压力的关系，应选择图2中的 　 　两图。 【解答】解：（1）体重大致相同的滑雪者和步行者，对雪地的压力大致相同，滑雪板比人的鞋子的受力面积大的多，故在雪地里行走时，人对雪地的压强大，所以下陷的程度深，这说明压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显， （2）研究压力的作用效果与压力大小是否有关，应控制压力相同而受力面积不同，由图示可知，甲与乙受力面积相同，压力不同。 故答案为：小；甲、乙。 知识点三 压强 1.概念：物理学中，物体所受压力的大小与受力面积之比，叫做压强，用p表示。 物理意义：压强是表示压力的作用效果的物理量。 2.公式: (1)适用范围：适用于固体、液体和气体的压强。 (2)物理意义：压强跟压力的大小和受力面积的大小有关：①在受力面积一定时，压强与压力成正比；②在压力一定时，压强与受力面积成反比。 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。 物理意义：如1Pa 表示在1m²的面积上受到的压力是1N。 温馨提示：①在进行计算时，单位要统一，力 F 的单位为牛顿(N)，面积的单位为平方米(m²)，压强的单位才是 Pa；②压强的公式 中，F是压力而不是重力，当物体静止在水平面上时，对水平面的压力大小等于物体重力的大小；③因为压力只能产生于挤压的地方，所以受力面积只是物体间接触部分的面积。 例3．物体在　 　受到的压力叫做压强，压强是表示　 　的物理量。 【解答】解：物体单位面积上受到的压力叫做压强，压强是表示压力作用效果的物理量。 故答案为：单位面积上；压力的作用效果。 例4．桌面受到的压强是500帕，表示的物理意义是　 　。 【解答】解：因为500Pa＝500N/m2，所以表示的物理意义是1平方米的面积上受到的压力是500N。 故答案是：桌面在1m2的面积上受到的压力是500N。 知识点四 增大和减小压强的方法 1.增大压强的方法： (1)在受力面积一定时，增大压力。例如：打铁匠用重锤打铁。 (2)在压力一定时，减小受力面积。例如：我们用的菜刀过一段时间磨一磨，减小受力面积增大压强。 (3)同时增大压力和减小受力面积。 2.减小压强的方法： (1)在受力面积一定时，减小压力。例如：我们把非常重的东西，用两个塑料袋分开，两个手各提一个。 (2)在压力一定时，增大受力面积。例如：书包带又宽又扁。 (3)同时减小压力和增大受力面积。 我们在日常生活中一般不采用改变压力的方法改变压强，而是经常用减小受力面积和增大受力面积增大和减小压强。 例5．两个完全相同的实心长方体分别放在水平地面上，若将两物体分别以如图所示四种方法叠放，可以使长方体对地面压强最大的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解： 物体放在水平面上，对水平面压力等于物体重力。 由图四种方法叠放时，物体对水平地面的压力：F＝2G，即压力相等； 由图可知，四种叠放方法D图中水平地面的受力面积最小，由p可知，此种叠放方法对水平地面压强最大。所以ABC错误，D正确。 故选：D。 课堂检测 1．汽车超载对公路的损坏主要取决于（　　） A．汽车的惯性 B．汽车的速度 C．汽车的质量 D．汽车对公路的压强 2．一均匀的正方体木块，放在水平地面上，对地面的压强为P，如果将这个木块切成完全相同的八个小正方体，取其中一个放在水平地面上，则这个小木块对地面的压强是（　　） A．P B．P C．P D．2P 3．如图所示，质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。已知它们的密度之比ρA：ρB＝1：2，对地面的压强之比pA：pB＝1：3则（　　） A．它们的高度之比hA：hB＝3：4 B．它们的体积之比VA：VB＝1：3 C．它们的质量之比mA：mB＝1：3 D．它们对地面压力之比FA：FB＝2：3 4．甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图所示，用甲、乙两种物质制成质量相等的实心正方体A、B，把它们平放在水平地面上，则两正方体A、B对水平地面的压强之比为（　　） A．8：1 B．4：3 C．2：1 D．4：1 （多选）5．如图甲所示，一块质量分布均匀的实心砖放在水平地面上，若沿虚线将其截为相同的两块后，一块叠放在另一块上，如图乙所示。下列关于前后两次物理量的判断错误的是（　　） A．密度之比为2：1 B．对地面的压力之比为1：2 C．对地面的压强之比为1：2 D．受地面的支持力之比为2：1 （多选）6．如图所示，是a、b两种物质m﹣V的关系图像，若用这两种物质分别对应做成质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上，对地面的压强之比pA：pB＝3：1。则下列说法正确的是（　　） A．a、b的密度之比为8：1 B．它们的高度之比hA：hB＝2：3 C．它们对地面的压力之比FA：FB＝1：3 D．它们的质量之比mA：mB＝3：1 （多选）7．圆柱形实心均匀物体A、B高度相同，质量比为mA：mB＝2：3，密度之比为ρA：ρB＝2：1，两物体重叠后放置在水平桌面上，如图甲和乙所示，图甲中，设A对B的压强为p1，B对桌面的压强为p2；图乙中，设B对A的压强为p3，A对桌面的压强为p4，则下列比例关系正确的是（　　） A．p1：p2＝4：5 B．p 1：p4＝2：5 C．p2：p4＝3：1 D．p 2：p3＝5：9 8．如图所示，物体的质量为2kg，它与竖直墙面的接触面积是0.2dm2，现用30N的水平力把物体按在墙上，墙面受到的压强是 　 　Pa，物体受到的摩擦力是 　 　N。（g取10N/kg） 9．一个图钉帽的面积是0.8cm2，图钉尖的面积是5×10﹣4cm2，手指对图钉帽的压力是20N，手对图钉帽的压强是　 　，图钉尖对墙的压强是　 　。 10．如图所示，物体甲受到的重力是30N，物体乙受到的重力是15N，物体甲的底面积为10cm2，物体乙的底面积为5cm2，则甲对乙的压强是 　 　Pa，乙对桌面的压强是 　 　Pa。 11．如图甲所示，物体重5N，一人用20N的力将它压在竖直墙上，物体处于静止状态这时物体受到的摩擦力大小是 　 　N；如图乙所示，A、B两个质地均匀的圆柱体放置在水平地面上，且它们对地面的压强相等，则两物体的密度ρA　 　ρB。（选填“大于”、“小于”或“等于”。） 12．在探究“压力作用的效果与哪些因素有关”的活动中，同学们首先进行了热烈讨论和大胆猜想，接着设计了多种验证方案。然后，李亚同学按图甲所示进行操作，她觉得左拇指受压的感觉比右拇指要强得多；并且越用力，受压感觉越明显。徐真同学的实验如图乙，他观察到与手掌接触部分气球的形变较小，而用手指顶着的那部分气球形变明显；且手指用力越大，形变越明显。 实验完毕，同学们互相进行了交流，并得出结论： （1）当压力相同时，　 　，压力作用的效果越明显； （2）当受力面积相同时，　 　，压力作用的效果越明显。 （3）在物理学中，压力作用的效果用物理量　 　表示。 13．如图所示，甲、乙两个实心正方体放置在水平表面上，它们对水平表面的压强相同。已知甲的质量为1千克，甲的底面积为0.01米2．求： （1）物体甲的重力。 （2）物体甲对地面的压强。 （3）如果沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的部分，然后将切去部分叠放在剩余部分上，若这时它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙，请判断p甲和p乙的大小关系，并说明理由。 14．洒水车在晨曦中辛勤的工作，已知汽车自重2.5吨，满载时装水10吨，共有10个轮胎，每个轮胎与地面的接触面积为0.05m2，（g＝10N/kg） （1）求汽车自身重力多少牛顿？ （2）求装满水时，汽车对地面的压强是多少帕斯卡？ 15．如图所示，在水平桌面上放有一个质量为2kg的长方体B，在B的上方有一个质量为1kg的正方体A被弹簧测力计竖直悬挂在下端，弹簧测力计的示数如图所示。已知正方体A的边长为10cm，长方体B的底面积为200cm2，求： （1）A对B的压力大小是多少？ （2）物块B对桌面产生的压强是多少？ 答案解析 1.【解答】解：汽车超载时，对地面的压力变大，根据公式P可知，接触面积不变，压力越大，产生的压强就越大，产生的压强超出路面的承受能力，就会对路面造成破坏。 故选：D。 2.【解答】解：原来正方体放置在水平地面上，对地面的压强： p。 平均分成八个小正方体，放置在水平地面上，每个小正方体对地面的压强： p'。 所以，p'p。 故选：B。 3.【解答】解：A．根据pρgh可它们的高度之比 故A错误； CD．两圆柱体底面积相同，放置在水平面上，压力等于重力，则重力之比为 由可知，质量比为1：3，故C正确，D错误； B．它们的体积之比 故B错误。 故选：C。 4.【解答】解：由图可知，当甲的体积为1cm3时，质量为8g，所以甲的密度为ρ甲8g/cm3； 当乙的体积为4cm3时，质量为4g，所以乙的密度为ρ乙1g/cm3； 所以ρ甲：ρ乙＝8：1； 由ρ可得V， ρ甲：ρ乙＝8：1，m甲：m乙＝1：1， 所以V甲：V乙：：1：8， 因为V＝a3， 所以边长之比：a甲：a乙＝1：2； 正方体对地面的压强： pρga， 所以两正方体A、B对水平地面的压强之比：p甲：p乙＝ρ甲a甲g：ρ乙a乙g＝（8×1）：（1×2）＝4：1。 故选：D。 5.【解答】解：A、密度是物质的一种特性，与物体的形状没有关系，把质量均匀的物体截成两段，密度不变，所以甲、乙两图物体的密度之比是1：1，故A错误； B、放在水平地面上的物体，对地面的压力等于其重力，甲、乙两图的总重力相等，所以对地面的压力之比为1：1，故B错误； C、由图可知，甲、乙地面的受力面积之比为， 压强之比1：2，故C正确； D、物体对地面的压力和地面对物体的支持力是相互作用力，大小相等，根据B知甲、乙受地面的支持力之比为1：1，故D错误。 故选：ABD。 6.【解答】解：A、由图像知，当m＝80g时，Va＝5cm3、Vb＝40cm3，则Va：Vb＝1：8，由ρ知，当质量相等时，密度与体积成反比，则a、b的密度之比为8：1，故A正确； B、放置在水平地面上的质地均匀的实心圆柱体对地面的压强pρgh，A和B的密度之比为8：1，对地面的压强之比为3：1，则它们的高度之比：3：8，故B错误； C、A、B的粗细相同，即底面积相同，由p知在受力面积相同时，压强与压力成正比，压强之比是3：1，则压力之比FA：FB＝3：1，故C错误； D、物体的重力与其对水平地面的压力相等，即重力之比为3：1，由G＝mg得到它们的质量之比mA：mB＝3：1，故D正确。 故选：AD。 7.【解答】解：水平面上的物体对水平面的压力等于其重力，即F＝G＝mg， 由ρ、V＝Sh可得：S， 圆柱形实心均匀物体A、B高度相同，则， 由压强公式p可得： A、p1：p2，故A错误； B、p1：p4，故B正确； C、p2：p4，故C错误； D、p2：p3，故D正确。 故选：BD。 8.【解答】解： 图中物体可以将左边受到水平的力大小不变地传给墙面，墙壁受到的压力F压＝F＝30N， 受力面积S＝0.2dm2＝2×10﹣3m2，墙壁受到的压强：p1.5×104Pa； 物体在墙壁上保持静止，物体处于平衡状态，物体受平衡力作用，则物体在竖直方向上受重力和静摩擦力的作用，二力平衡，大小相等，故此时物体受到的摩擦力：f＝G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N。 故答案为：1.5×104；20。 9.【解答】解：图钉尖对墙的压力等于手指对图钉帽的压力，即F2＝F1＝20N， 图钉帽的面积：S1＝0.8cm2＝8×10﹣5m2， 图钉尖的面积：S2＝5×10﹣4cm2＝5×10﹣8m2， 手对图钉帽的压强：p12.5×105Pa； 图钉尖对墙的压强：p24×108Pa。 故答案为：2.5×105Pa；4×108Pa。 10.【解答】解：物体甲对乙的压力等于甲的重力，即F甲＝G甲＝30N，S乙＝5cm2＝5×10﹣4m2， 甲对乙的压强： p6×104Pa； 物体乙对桌面的压力等于甲和乙的总重力，即F乙＝G甲+G乙＝30N+15N＝45N， 乙对桌面的压强： p′9×104Pa。 故答案为：6×104；9×104。 11.【解答】解：（1）由图甲可知，物体静止时受力平衡，在竖直方向上，受到的摩擦力与重力二力平衡，大小相等，即：F＝G＝5N； （2）由图乙可知，A的高度小于B的高度，A、B对地面的压强相等，圆柱体对水平地面的压力等于圆柱体的重力大小， 根据p可知，A、B的密度关系为：ρA大于ρB。 故答案为：5；大于。 12.【解答】解：（1）甲图中两手指对铅笔的压力相同，左拇指受压的感觉比右拇指要强得多，说明压力作用效果大，而左拇指比右拇指的接触面积小，由此可知受力面积越小，压力作用的效果越明显； （2）随着压力的增大，手指顶着的那部分气球形变变大；手指形变越大。由此说明压力越大，压力作用的效果越明显。 （3）为了描述压力的作用效果，而引入了压强这个物理量。 故答案为：（1）受力面积越小 （2）压力越大； （3）压强； 13.【解答】解：（1）G甲＝m甲g＝1kg×9.8N/kg＝9.8N； （2）p甲980Pa； （3）p甲＜p乙。 甲、乙被切去并叠加后，对水平表面的压力不变，压强都变大， 设它们的增大压强分别为Δp甲、Δp乙，由p可得， Δp甲•p甲原•； Δp乙•p乙原•。 因为p甲原＝p乙原，而（h甲﹣h）＞（h乙﹣h）， 则p甲原•p乙原•，即Δp甲＜Δp乙， 所以p甲＜p乙。 答：（1）物体甲的重力为9.8N； （2）物体甲对地面的压强为980Pa； （3）p甲＜p乙。 14.【解答】解：（1）汽车自身重力G1＝m1g＝2.5×103kg×10N/kg＝2.5×104N； （2）汽车和水的总质量为：m＝m1+m2＝2.5×103kg+10×103kg＝1.25×104kg； 汽车和水总重为：G＝mg＝1.25×104kg×10N/kg＝1.25×105N； 汽车轮胎与地面接触面积为：； 装满水时，汽车对地面压强为：。 答：（1）汽车自身重为2.5×104N； （2）装满水，汽车对地面压强为2.5×105Pa。 15.【解答】解：（1）如图所示，弹簧测力计的示数为：2.6N，物体A的重力为：GA＝mAg＝1kg×10N/kg＝10N， A对B的压力大小等于B对A的支持大小，为：F压＝F支＝GA﹣F拉＝10N﹣2.6N＝7.4N； （2）长方体B的底面积为：S＝200cm2＝0.02m2， 长方体B的重力为：GB＝mBg＝2kg×10N/kg＝20N， 物块B对桌面产生的压力大小等于桌面对B的支持力大小，为：F压′＝F支′＝GA+GB﹣F拉＝10N+20N﹣2.6N＝27.4N， 物块B对桌面产生的压强是：p1370Pa。 答：（1）A对B的压力大小是7.4N； （2）物块B对桌面产生的压强是1370Pa。 学科网（北京）股份有限公司 $$