8.1 压强 课件-- 2024-2025学年物理沪粤版八年级下册

第八章　压强 8. 1　压强(第1课时) 知识点一 压力 (1)概念：垂直作用在物体表面上的力叫做压力。 (2)产生的条件：压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力。 (3)方向：压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体。 (4)作用点：压力的作用点在受压物体的表面上。 注意：当物体放在水平面上，且只受重力和支持力作用时，物体对水平面的压力大小等于物体重力的大小，且两个力方向都是竖直向下的。但压力不同于重力，压力的本质是弹力。 例 1－1　关于压力的概念，下列说法中正确的是 ( ) A. 压力的大小总等于物体受到的重力 B. 压力的方向总是竖直向下的 C. 压力的大小和方向总跟重力有关 D. 压力就是垂直压在物体表面上的力 D 如图所示，一位小朋友站在水平放置的体重计上测量体重。待示数稳定时，体重计受到的人的压力 ( ) A. 就是人受到的重力 B. 方向与人受到重力的方向相反 C. 大小与人的重力大小相等 D. 作用点在人的重心上 C 例 1－2　画出下列各图的压力示意图。 [方法指导]压力是垂直作用在物体表面上的力，方向总是与被压物体表面垂直，其方向不一定是竖直向下；压力属于弹力，是由于施力物体发生形变产生的力，而使施力物体发生形变的力有可能与重力有关，也有可能与重力无关。 我国运动员谷爱凌获得北京冬奥会女子大跳台比赛冠军，如图所示是她在斜面上滑行时的简笔画，则她对斜面压力示意图正确的是 ( ) C 知识点二 探究压力的作用效果 如图所示进行“压力作用效果与哪些因素有关”的实验。 (1)比较甲、乙可以得到的结论是____________________ _________________________。 (2)比较乙、丙可以得到的结论是____________________ _________________________。 (3)此实验中运用到的主要探究方法是____________和转换法。 注意：A. 本实验运用了控制变量法，分别控制压力和受力面积两个变量；B. 用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，运用了转换法。 受力面积相同时，压力 越大，压力作用效果越明显 压力相等时，受力面积 越小，压力作用效果越明显 控制变量法　 例 2　如图甲、乙、丙所示，小妍利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力的作用效果的因素。 (1)本实验是通过观察海绵的_________来比较压力的作用效果的，这里用到的研究方法是_____法。 凹陷程度 转换 (2)通过比较图________，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 (3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较丙、丁两种情况后，小妍认为压力的作用效果还与接触面的材料有关，这个结论是_____(选填“正确”或“错误”)的。为了便于观察，我们在做此实验时应该选择表面材质_____(选填“相同”或“不同”)且形变_____(选填“明显”或“不明显”) 的材料来做实验。 乙、丙 错误 相同 明显 (4)实验时，小妍将小桌换成砖块，并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示，发现它们对海绵的压力作用效果相同，由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关，你认为她在探究过程中存在的问题是________________________。 没有控制压力的大小相同 [方法指导]本实验运用了控制变量法，分别控制压力和受力面积两个变量；用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，运用了转换法。压力的作用效果只与压力的大小和受力面积大小有关，实验中，用海绵、泡沫塑料、细沙等均可达到相同的效果。 小强用小桌、海绵及砝码“探究影响压力作用效果的因素”，实验探究过程如图。 (1)小强通过观察海绵的形变程度来比较压力的作用效果。其中，图甲和图乙、图乙和图丙的实验中用到的研究方法是_________(选填“等效替代”或“控制变量”)法。 控制变量 (2)比较图甲和图____可知：_________一定时，压力越大，它的作用效果越明显。 (3)此实验____(选填“能”或“不能”)用细沙代替海绵。 (4)图丁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，为了探究他们对雪地压力的作用效果，应选择左图中________两图来进行研究。 乙 受力面积 能 乙、丙 1. 关于压力，下列说法正确的是 ( ) A. 压力的施力物体一定是地球 B. 压力的作用效果与压力的作用点有关 C. 压力的大小总是等于重力大小 D. 压力是由施力物体的重力产生的 B 2. 小明参加了学校运动会八年级男子组百米跑比赛，比赛前他静止站立在水平跑道时对跑道的压力大小可能是 ( ) A. 500 N B. 50 N C. 5 N D. 0. 5 N A 3. 如图所示，将一块砖平放、竖放、侧放时，它对地面的压力 ( ) A. 平放时最大 B. 竖放时最大 C. 侧放时最大 D. 平放、竖放、侧放时一样大 D 4. 画出支持面AB所受压力的示意图。 5. 质量均匀的小球a从地面冲上弧形轨道，如图所示是小球a向上运动某一时刻的状态，请画出此时小球所受重力及小球对弧形轨道压力的示意图。 6. 小明和小华同学在平坦的沙滩上玩耍时，留下了大小和深浅不同的脚印，如图甲所示。由此他们产生了疑问：压力的作用效果到底与哪些因素有关呢？他们选用小桌子、砝码、海绵等器材进行的实验过程如图乙所示。 (1)实验中，通过观察_______________来比较压力的作用效果。 (2)小华先完成了图中A、B、C三次实验，由B、C两次实验可知，压力的作用效果与_________有关；为探究压力的作用效果跟压力大小的关系，可通过图中_______两次实验进行比较得出结论。 海绵的凹陷程度 受力面积 A、B (3)小明设计了如图D实验，将海绵一端用木块垫起，他认为比较B、D也能完成实验B、C的探究，你认为他的想法是_____(选填“正确”或“错误”)的，理由是：________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________。 错误 将海绵一端用木块垫起，小桌对海绵的压力变小，受力面积不变；因此比较B、D时受力面积不同，压力的大小也不同，不能比较压力作用效果与受力面积的关系，故他的想法是错误的 (4)通过图甲中文字说明及以上实验分析，可知两位同学中______(选填“小明”或“小华”)体重较大。 小明 $$8. 1　压强(第2课时) 知识点一 压强 (1)物理学中，________________________________叫做压强。 (2)公式：压强＝ ，即p＝ (适用于一切物体)。 注意：受力面积是指两个物体相互接触的那部分面积，不一定是接触面的总面积。 物体所受压力大小与受力面积之比 (3)压强的单位：帕斯卡，简称帕，符号为Pa。 (4)压强的计算公式：p＝ ，其中F为压力，单位为_____(N)；S为受力面积，单位为平方米(m2)，1 m2＝　________cm2；p为压强，单位为帕斯卡(Pa)，1 Pa＝____N/m2。 牛顿　 1×104 1　 例 1　关于压强，下列说法中错误的是 ( ) A. 压强是表示压力作用效果的物理量 B. 压强在数值上等于物体单位面积上受到的压力 C. 压力越大、受力面积越小，压力作用效果越明显 D. 受力面积相同，重力越大，压强越大 D [方法指导]物体单位面积上受到的压力叫压强，压强的大小与压力和受力面积的大小有关，压力越大、受力面积越小，压强越大，表达式为p＝ 。物体只有自由放置在水平面上时，压力才等于重力。 关于压力、压强的概念，下列说法正确的是 ( )A. 压力的方向总是竖直向下B. 1 Pa的含义是作用在1 m2的面积上的压力是1 NC. 重力越大的物体产生的压力一定越大D. 压力越大，压强越大 B 知识点二 应用压强公式进行相关计算 (1)p＝ 为压强的_____式，适用于所有物体间压强的计算。 (2)用此公式计算时，各物理量的单位必须_____，其单位分别是p—Pa，F—N，S—m2。 (3)公式中的S是受力面积，它是_____物体挤压_____物体时，两者相互接触的面积。 (4)公式变形：求压力大小F＝pS；求受力面积S＝ 。 定义 统一 施力 受力 例 2－1　如图所示，在杂技表演中，重为500 N的人直接站立在鸡蛋上，鸡蛋放在泡沫板的凹槽内。如果双脚与鸡蛋间总受力面积约为1. 25×10－3 m2，此时双脚对鸡蛋的压强为________Pa。 4×105 如图所示，物体A、B均为同种材料制成的实心正方体，A的边长为10 cm，B的边长为5 cm，GA＝30 N，则A对B的压强pA＝___________Pa。 1. 2×104 例 2－2　骆驼素有“沙漠之舟”的美誉。图中这匹骆驼的质量为350 kg，每只脚着地的面积为250 cm2，四脚站在水平地面上时，对地面的压力为_________N，对地面的压强为_________Pa。(g取10 N/kg) 3. 5×103 3. 5×104 我国“祝融号”火星车成功着陆火星。已知“祝融号”的质量为240 kg，火星上的物体受到的重力为地球上的 ，则“祝融号”着陆火星后质量为_____kg，对火星的压力为_____N。若轮子和水平表面的总接触面积为0. 03 m2，则“祝融号”对火星表面的压强是_______Pa。(地球上g取10 N/kg) 240 900 3×104 例 2－3　如图所示是我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人质量为5 000 kg，装有四条履带，履带与地面的总接触面积约为0. 4 m2，g取10 N/kg。求： (1)机器人静止时对水平地面的压强。 解：(1)机器人的重力 G＝mg＝5 000 kg×10 N/kg＝50 000 N 机器人静止时对水平地面的压力F＝G＝50 000 N， 机器人静止时对水平地面的压强 p＝ ＝1. 25×105 Pa (2)若某处冰面所能承受的最大压强为1. 5×105 Pa，那么机器人到此处采样最多可装多少千克样品。 解：(2)冰面所能承受的最大压力 F最大＝p最大S＝1. 5×105 Pa×0. 4 m2＝6×104 N 机器人和样品的总重力G总＝F最大＝6×104 N， 最多能装样品的重力G样品＝G总－G＝6×104 N－50 000 N＝1×104 N 答：略 最多可装样品的质量 m样品＝ ＝1 000 kg。 为了倡导绿色出行，我市投放了大量的公共自行车，小明的质量为50 kg，车的重力为200 N，小明在水平路面上骑车时两个轮胎与地面的接触面积共100 cm2，轮胎允许承受的最大压强为8×104 Pa，g取10 N/kg，求： (1)小明骑行时自行车对地面的压强。 解：(1)小明的重力G人＝m人g＝50 kg×10 N/kg＝500 N 小明和车所受总重力G总＝G人＋G车＝500 N＋200 N＝700 N 在水平路面上骑行时，F压＝G总＝700 N， 自行车对地面的压强p＝ ＝7×104 Pa (2)小明骑行时能携带物体的最大质量(轮胎与地面的接触面积不变)。 解：(2)自行车对地面的最大压力为 F最大＝p最大S＝8×104 Pa×100×10－4 m2＝800 N 携带物体的最大重力G物＝F最大－G总＝800 N－700 N＝100 N 答：略 携带物体最大质量m物＝ ＝10 kg。 [方法指导]需要熟练应用压强的变形公式F＝pS和质量的计算公式m＝ 。 知识点三 增大、减小压强的方法 (1)增大压强的方法： ①受力面积不变，_____压力，如用刀大力砍硬的骨头； ②压力不变，_____受力面积，如将刀磨得更锋利。 (2)减小压强的方法： ①受力面积不变，_____压力，如汽车过冰面时适当卸下一些货物； ②压力不变，_____受力面积，如提重物时在手上垫一块纸巾。 增大 减小 减小 增大 例 3　在如图所示的现象中，属于减小压强的是 ( ) B [方法指导]在压力一定的情况下，受力面积越大，压强越小。 医护人员长时间戴口罩、护目镜后，脸上会留下深深的压痕。为减轻压痕，海军军医大学研发了“防护凝胶贴片”，有效减轻了医护人员的面部不适，则 ( ) A. 压痕深说明口罩对脸部的压强较小 B. 要减轻压痕只能把口罩系得松一点 C. 口罩弹性绳的弹力越大，压痕越浅 D. 凝胶贴片增大了受力面积，减小了压强 D 知识点四 压强的综合应用 例 4　如图甲所示，小明将一块长木板放在水平桌面上。现用一水平力F0，向右缓慢地推木板，使其一部分露出桌面，如图乙所示。在推木板的过程中，木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是 ( ) A. F、p不变，f变大B. F、f不变，p变小C. F、f不变，p变大D. F变小，p、f变大 C [方法指导]由于水平桌面上的物体对桌面的压力大小等于自身重力大小，所以向右缓慢地推木板的过程中，木板对桌面的压力F不变；受力面积变小，根据p＝ 可知，木板对桌面的压强p变大；向右缓慢地推木板的过程中，由于木板对桌面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所受摩擦力f不变。 如图所示，质量分布均匀的长方体用几种不同的方法切去一半，剩余的一半留在桌面上，切割后，桌面受到的压强大小减小一半的是 ( ) C 1. 在学习和生活中，我们要善于发现，善于思考。下列对身边物理量估测的数据，符合实际的是 ( ) A. 一本八年级物理书的重力约为0. 2 N B. 一个初中生站立时对地面的压强约为1 200 Pa C. 一枚一元硬币的质量约为6 g D. 学校课室门的高度约为3 m C 2. 在一次军事演习中，坦克要经过一沼泽地(如图)，工兵连迅速在沼泽地段铺设了宽木板，坦克得以顺利通过，是因为铺设木板后 ( ) A. 坦克的重力变小 B. 坦克对地面的压力变小 C. 坦克对地面的压强变小 D. 坦克对地面的压强变大 C 3. 快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动，安全气囊被弹出并瞬间充满气体，如图所示。安全气囊的作用之一是减小 ( ) A. 司机的惯性 B. 司机受到的压力 C. 司机受到的压强 D. 司机的受力面积 C 4. 下列实例中，属于增大压强的是 ( ) B 5. 2024年6月2日，嫦娥六号探测器成功着陆月球背面南极—艾特肯盆地，这是人类历史上首次登陆月球背面，如图所示是嫦娥六号探测器成功着陆月球背面3D动画模拟图。“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”，其目的是 ( ) A. 减小压力 B. 增大压力 C. 减小压强 D. 增大压强 C 6. 如图所示，A、B两个正方体放在水平地面上，已知两物体的边长之比是LA∶LB＝2∶1，重力之比为GA∶GB＝3∶2，则A对地面的压强与B对地面的压强之比为 ( ) A. 3∶8 B. 3∶1 C. 2∶3 D. 3∶4 A 7. 小明在超市买了一包鱼丸、一颗圆白菜、一斤鸡蛋，各自用小塑料袋装好后，小明想把它们放在大方便袋中一起提回家。根据物理知识与生活实际，你觉得装袋方式最合理的是 ( ) A 8. 如图是嫦娥六号探测器组合体的简化图，发射前后同一个探测器平稳地站在地面和月面上。已知物体在月球表面受到的重力是地球上的 ，则下列判断正确的是 ( ) A. 在月球时探测器质量是在地球时的 B. 探测器对地面压强大于对月面压强 C. 探测器对地面和对月面压强相等 D. 为防止陷入月壤中要增大脚与月壤的接触面积或增大探测器重 B 9. 如图所示是在野外发现的动物脚印，野生动物保护部门的成员常常会根据动物们留下脚印的形状、大小、深浅、排列方式等，分析动物的种类、体重、行走速度以及可能的行进方向等。脚印的_____可以反映压强的大小，再结合脚印的_____，可以大致算出动物的体重。 深浅 大小 10. 如图，质量相等的实心均匀正方体A和B平放在水平地面上(ρA>ρB)，它们对地面的压强分别为pA和pB，则pA____ pB。现竖直切去左半部分(如图中虚线所示)，剩余部分对地面的压强分别为pA′和pB′，则pA′____ pB′，pA′____ pA。(均选填“>”“<”或“＝”) > > ＝ 11. 某波音飞机的最大起飞质量为2. 4×105 kg，则飞机的最大起飞重力为___________N。落地时采用六轮起落架，如果机场跑道的抗压系数为5×105 Pa，则可以推算每个飞机轮胎与地的接触面积约为_____m2。(g取10 N/kg) 2. 4×106 0. 8 12. 双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱，如图所示，单个轮胎与地面的接触面积为12. 5 cm2，平衡车的质量为15 kg，质量为45 kg的小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶，行驶时所受的阻力为总重的0. 15倍。平衡车在平直的路面上匀速行驶的过程中：(g取10 N/kg) (1)人和平衡车总的重力为多少？ 解：(1)人和平衡车的总质量为 m总＝45 kg＋15 kg＝60 kg， 则人和平衡车总重力为 G总＝m总g＝60 kg×10 N/kg＝600 N； (2)所需的牵引力为多少？ 解：(2)车在平直的路面上匀速行驶，其受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 则根据题意和二力平衡条件可知所需的牵引力 F牵＝f＝0. 15G总＝0. 15×600 N＝90 N； (3)平衡车对地面的压强为多少？ 解：(3)平衡车在平直的路面上，对地面的压力 F＝G总＝600 N， 受力面积为S＝2×12. 5 cm2＝25 cm2＝2. 5×10－3 m2， 答：略 则平衡车对地面的压强 p＝ ＝2. 4×105 Pa。 $$