7.1 压强【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练( 鲁科版五四学制2024)
2025-02-15
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2份
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40页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理鲁科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第一节 压强 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 29.97 MB |
| 发布时间 | 2025-02-15 |
| 更新时间 | 2025-02-15 |
| 作者 | 金老师物理资料站 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-02-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50444786.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
7.1 压强
学习目标
课程标准
物理素养
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
一、知识与技能目标:
理解压强概念,掌握压强公式及单位,能分析简单情境中压力作用效果的影响因素并进行计算。
二、过程与方法目标:
通过实验探究,学会运用控制变量法分析问题,提升数据观察与逻辑推理能力。
三、情感态度与价值观:
感受压强与生活的紧密联系,培养科学探究兴趣及严谨的实验态度,体会物理规律的社会价值。
四、科学能力与创新:
能结合压强知识解释或优化实际问题,初步形成创新意识。
02
思维导图
03
知识梳理
知识点01 压力
1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。
2.压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的重力G。
图一:水杯对桌面的压力竖直向下
图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下
图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左
3.固体可以大小、方向不变地传递压力。
知识点02 压强
1.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
2.压强是表示力的作用效果的物理量。
3.压强公式:。其中,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。
知识点03 压强的利用
1.增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如图四:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。
2.减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同时增大受力面积都可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。
图四:增大压强例子
图五:减小压强例子
04
题型精讲
【题型一】压力
1.压力产生的条件
只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力。如图所示,静止在水平地面上、紧挨墙角的小球,由于墙与小球之间无挤压作用,因而它们之间不存在压力。
2.压力的方向
压力的方向与受力物体的表面即支撑面互相垂直且指向受压物体。例如按图钉(图),其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.这是压力和其他力的一个区别。
3.大小
压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关。
作用点:在受压物体的接触面上。例在图中画出沿斜面向下滚动的小球对斜面压力的示意图(压力是指垂直压在物体表面上的力)。
4.压力与重力的区别和联系:
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而产生的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
【例题1】关于压力的说法,正确的是( )
A.放在水平地面上的物体,物体对地面的压力就是物体的重力
B.压力有时不一定垂直于物体的表面
C.压力大小可以等于物体的重力,也可以小于物体的重力
D.放在水平地面上的物体,对地面的压力与地面对物体的支持力是一对平衡力
【对应训练】如图所示是泰山挑山工挑着货物上山的一个图片,扁担会对挑山工产生压力,此压力的施力物体是( )
A.货物 B.扁担 C.挑山工 D.地球
【对应训练】如图所示是烧饼制作从揉团到压扁过程,其总质量不变,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力不变 B.压力变小 C.压强不变 D.压强变大
【题型二】探究压力作用效果
影响压强作用效果的因素
1.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(此时压强与压力成正比)
2.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(此时压强与受力面积成反比)
【例题2】某同学看到路边平板货车有很多轮子,想知道原因,他现利用海绵、小桌和砝码进行模拟研究,应选择图2中的哪两种情形对比研究( )
A.乙与丙 B.甲与乙
C.甲与丙 D.任意两种对比都可以
【对应训练】如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是()
A.铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是相等的
B.左边手指受到的压力大于右边手指受到的压力
C.左边手指受到的压强大于右边手指受到的压强
D.实验表明可以通过增大受力面积的方法增大压强
【对应训练】如图是某同学“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A.通过海绵被压下的深浅来反映压力大小,用到的科学探究方法是转换法
B.乙丙对比说明,重力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
C.若把图丙的海绵换成木板,木板受到的压强小于海绵受到的压强
D.甲乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
0501
强化训练
【基础强化】
1.图钉的一端做的很尖,是为了( )
A.增大压力 B.增大压强 C.减小压力 D.减小压强
2.如图所示是两位同学值日时用的圆柱形桶甲和底小口大的桶乙,两桶质量相同,上口面积相同,装相同质量的水放在水平地面上。关于水桶对地面的压强和水桶受到水的压力的说法正确的是( )
A.甲水桶对地面的压强大 B.乙水桶对地面的压强小
C.甲水桶底受到水的压力大 D.乙水桶底受到水的压力大
3.小明在沙滩上散步时,发现自己的脚印和旁边小朋友的脚印一样深,如图所示,下列判断正确的是( )
A.他们对沙地的压力相等
B.小明对沙地的压强更大
C.他们对沙地的压强相等
D.无法比较谁对沙地的压强大
4.一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,以下说法错误的是( )
A.木板发生形变是由于足球对它施加了压力 B.足球受到的支持力是木板发生弹性形变产生的
C.足球既是施力物体也是受力物体 D.木板受到足球竖直向下的压力就是足球的重力
5.如图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,为了探究她们对雪地压力的作用效果,应选择右图中的( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
6.某同学利用小桌、海绵和砝码探究影响压力作用效果的因素,实验情景如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.本实验通过比较海绵被压下的深浅,来比较压力的作用效果
B.对比甲丙两图可知:压力的作用效果与受力面积有关
C.对比甲乙两图可知:压力的作用效果与压力的大小有关
D.本实验用到的物理方法有控制变量法和转换法
7.关于压强这个物理概念,以下说法正确的是( )
A.压强是一种力 B.压力越大,压强越大
C.压强是压力作用下的效果 D.压强很大时,压力肯定很大
8.下列现象中,属于增大压强的是( )
A.压路机上碾子的质量很大
B.载重量大的汽车装有许多车轮
C.书包带做得很宽
D.房屋建在承受面积更大的地基上
9.下列事例中属于增大压强的是( )
A.为视障人士铺设的盲道 B.穿宽大的滑雪板滑雪
C.书包背带做得很宽 D.铁轨下铺上枕木
10.下图所示的方式中,是为了增大压强的是( )
A.菜刀磨得很锋利 B.铁轨铺在枕木上
C.滑雪板很宽大 D.书包带做得很宽
11.C919是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机,空载时飞机质量约为42.1吨。如图所示为飞机的滑行轮胎,可见轮胎的截面积较宽,这是为了( )
A.增大压力,增大对地面的压强 B.减小压力,减小对地面的压强
C.增大受力面积,减小对地面的压强 D.减小受力面积,减小对地面的压强
12.如图所示,为了减小压强的是( )
A.啄木鸟的喙
B.破窗锤
C.刻刀的刃
D.螺丝下的垫圈
13.如图所示的实例中,为了增大压强的是( )
A.载重汽车安装了很多车轮 B.铁轨铺在枕木上
C.图钉帽的面积做得较大 D.切苹果器的刀片做的很薄
14.如图所示是木块对水平地面压力的示意图,从图中可知,压力的大小是 N,方向是 ,作用点是 。
15.压力是 (选填“垂直”或“竖直”)作用在物体表面并指向表面的力;压力作用效果与压力和 有关;压力越大,压力的作用效果 (选填“一定”或“不一定”)越显著。
【素养提升】
16.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,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的变化情况是( )
A.F变小,p不变 B.F不变,p变小
C.F变小,p变大 D.F不变,p变大
17.如图所示,一对父子在沙滩上走过,留下了两行大小、深浅不同的脚印。根据此现象,同学们提出了以下四个问题,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.压强的大小与哪些因素有关? B.压强的大小与压力的大小有什么关系?
C.压力的作用效果与哪些因素有关? D.压力的作用效果与压力的大小有什么关系?
18.黄海海平面是中国高程系统唯一基准面,在青岛的黄海海滨矗立着一座“中华人民共和国水准零点”雕塑,标志着“高度从这里开始”,这座雕塑高6m,质量约为10t,它的四个支脚处在同一水平面上,每个支脚与地面的接触面积约为250cm2,它对地面的压强大约是( )
A. B. C. D.
19.太极拳是国家级非物质文化遗产。一位太极拳爱好者在打拳过程中出现甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.p甲>p乙 D.p甲<p乙
20.动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时使用,下列最符合“逃生锤”设计图的是( )
A. B. C. D.
21.压力是指 作用于物体表面并指向物体表面的力,压强是表示 的物理量。如图所示,现用10N的水平力将物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是,墙面受到的压强是 pa。
22.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)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)本实验的科学探究方法是 和转换法;
(3)为了探究压力的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;
(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;
(5)此实验 (选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵。
23.如图所示是利用小桌、海绵、砝码等探究“影响压力作用效果因素”的实验。
(1)实验中,小丽是根据 来比较压力的作用效果,这种研究问题的方法叫 。
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论: 。
(3)比较图 实验可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中小桌和砝码对海绵的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)图丁中小桌和砝码对木板的压强。
(5)小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现无论是大块肥皂还是小块肥皂,对海绵的作用效果都与之前一样。他经过分析得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为小强的方法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: 。
(6)为了使实验中观察到的实验现象更加明显,请你写出一条改进实验的建议: 。
24.冰面上最大承受压强是1000帕,一个50千克的人,利用木板站在冰面上,已知木板的质量是10千克,问人在木板上要安全需至少多大面积的木板铺在冰面上.(g=10牛/千克)
25.推土机的质量是4500㎏,每条履带和地面的接触面积约为0.75㎡.(g取10N/㎏)求:
(1)推土机的重力;
(2)推土机对水瓶地面的压力;
(3)推土机对水平地面的压强
【能力培优】
26.如图所示,正方体甲、乙放在水平地面上。沿水平方向分别切去一定厚度,甲、乙剩余的体积、压强均相同,则切去的质量和压强的变化的关系是( )
A.
B.
C.
D.
27.正方体甲和乙的边长之比是2∶3,将它们分别放置在水平桌面上时,它们对桌面的压强均为p,将甲按图所示放置在乙上面,乙对桌面的压强为,则它们的密度之比压强之比分别为( )
A.3∶2 9∶13 B.9∶4 13∶9
C.1∶1 2∶1 D.1∶1 2∶5
28.小明同学利用A、B两物体、砝码、海绵等器材探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验,
(1)小明首先用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图甲、乙两种方案,你认为 (选填“甲”或“乙”)方案更合理一些。
(2)他接着又设计了如图a、b、c、d所示的实验来继续探究:
①实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的;这种探究方法称为 。
②比较图a、b两图所示实验,能够得到的结论是:在受力面积一定时, ;
③若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,图中a、b、c中应通过比较 两图实验来进行;
④小明同学实验时又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图d所示,发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积大小无关,小明同学作出的这个结论是 (选填:“正确”或“不正确”)的,原因是 ;
29.小明和小华在沙滩上玩耍时,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?实验中选用海绵等器材及在水平桌面上进行a、b、c的实验过程图示。
(1)实验中,通过观察 来比较压力的作用效果,这里应用到的科学方法是 ,本实验还可以用 (填“硬木块”或“沙子”)代替海绵来完成实验;
(2)由图乙中的 两次实验可知,压力的作用效果与受力面积有关;
(3)为探究压力作用的效果跟 的关系,可通过图乙中a、b两次实验进行比较得出结论;
(4)如图丙所示,小华同学将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他的结论 ; (选填“合理”或“不合理”)
(5)为了描述压力的作用效果,物理学当中定义了一个物理量一压强,即压力与受力面积之比。小华认为也可以用受力面积与压力的比值来比较压力的作用效果,根据所学的知识,小华的想法是 (选填“正确”或“不正确”)的;
(6)通过图甲中文字说明及以上实验分析沙滩上的脚印,可知 体重较小。
30.如图所示,为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。
(1)本实验的科学探究方法是: ;
(2)小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论:为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论;
(3)通过实验小丽得出结论:压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论 (选填“正确”或“不正确”);
(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了 来减少压力作用的效果;俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是: 。
31.如图所示,小明同学在水平路上骑着自行车上学。如果小明的质量是45kg,自行车质量是15kg。(g=10N/kg)则:
(1)小明所受的重力是多大;
(2)车轮与地面的总接触面积是5×10-3m2,当小明正常骑行时,自行车对水平地面的压强;
(3)如果路上车胎出现撒气现象,此时自行车对地面的压强是否会发生变化?为什么?
32.如图所示,边长分别为2a和a的甲、乙实心正方体物块置于水平地面上,已知甲、乙对地面的压强均为p。
(1)求甲、乙对地面压力的比F甲∶F乙。
(2)现将甲水平切去0.03米的厚度,若甲剩余部分对地面的压力恰好等于乙对地面的压力,已知甲剩余部分对地面的压强变为294帕,求乙的密度ρ乙。
33.为营造高雅的诗意校园,某中学在校园内修建了一座孔子雕像。整座雕像总质量(含底座)为3000kg,由孔子像和水平基座两部分组成,如图所示,其中水平基座是由花岗岩制成的,已知该花岗岩的密度为 千克/米3,水平基座体积为0.5米3,水平基座与地面接触的总面积为1.5米2。求:
(1)水平基座的质量;
(2)整座雕像对水平地面的压强;
(3)请利用学过的知识解释水平基座做得比较大的好处。
34.如图所示,大型卡车空载时会将部分后轮抬起,这样既可以降低油耗,又可以降低车胎磨损;载重行驶时会放下后轮与地接触。现有一辆自重为6×103千克的卡车,共有12个车轮,每个车轮与地接触面积为0.02米2。
(1)求该卡车空载时对水平地面的压力F;
(2)某大桥限重20吨,桥面所能承受最大压强5×105帕。
①请通过计算说明卡车装有6×103千克货物时,是否可以安全通过大桥;
②请说明载重行驶时放下后轮的作用。
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7.1 压强
学习目标
课程标准
物理素养
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
一、知识与技能目标:
理解压强概念,掌握压强公式及单位,能分析简单情境中压力作用效果的影响因素并进行计算。
二、过程与方法目标:
通过实验探究,学会运用控制变量法分析问题,提升数据观察与逻辑推理能力。
三、情感态度与价值观:
感受压强与生活的紧密联系,培养科学探究兴趣及严谨的实验态度,体会物理规律的社会价值。
四、科学能力与创新:
能结合压强知识解释或优化实际问题,初步形成创新意识。
02
思维导图
03
知识梳理
知识点01 压力
1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。
2.压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的重力G。
图一:水杯对桌面的压力竖直向下
图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下
图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左
3.固体可以大小、方向不变地传递压力。
知识点02 压强
1.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
2.压强是表示力的作用效果的物理量。
3.压强公式:。其中,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。
知识点03 压强的利用
1.增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如图四:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。
2.减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同时增大受力面积都可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。
图四:增大压强例子
图五:减小压强例子
04
题型精讲
【题型一】压力
1.压力产生的条件
只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力。如图所示,静止在水平地面上、紧挨墙角的小球,由于墙与小球之间无挤压作用,因而它们之间不存在压力。
2.压力的方向
压力的方向与受力物体的表面即支撑面互相垂直且指向受压物体。例如按图钉(图),其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.这是压力和其他力的一个区别。
3.大小
压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关。
作用点:在受压物体的接触面上。例在图中画出沿斜面向下滚动的小球对斜面压力的示意图(压力是指垂直压在物体表面上的力)。
4.压力与重力的区别和联系:
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而产生的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
【例题1】关于压力的说法,正确的是( )
A.放在水平地面上的物体,物体对地面的压力就是物体的重力
B.压力有时不一定垂直于物体的表面
C.压力大小可以等于物体的重力,也可以小于物体的重力
D.放在水平地面上的物体,对地面的压力与地面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.压力是由于挤压而产生的,而重力是由于地球的吸引而产生的,二者性质不同,不是同一种力,故A错误;
B.压力是垂直作用在物体表面上的力,因此压力的方向一定与受力面垂直,故B错误;
C.自由放置在水平面上的物体对接触面的压力大小等于物体的重力,其它情况压力不一定等于重力,故C正确;
D.物体对水平地面的压力与地面对物体的支持力作用在两个物体上,不是平衡力,而是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
【对应训练】如图所示是泰山挑山工挑着货物上山的一个图片,扁担会对挑山工产生压力,此压力的施力物体是( )
A.货物 B.扁担 C.挑山工 D.地球
【答案】B
【详解】扁担对挑山工的压力是由于扁担发生弹性形变而产生的,因此此压力的施力物体扁担,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【对应训练】如图所示是烧饼制作从揉团到压扁过程,其总质量不变,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力不变 B.压力变小 C.压强不变 D.压强变大
【答案】A
【详解】从揉团到压扁过程中,烧饼的质量不变,重力不变,则对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据可知,对桌面的压强变小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【题型二】探究压力作用效果
影响压强作用效果的因素
1.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(此时压强与压力成正比)
2.当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(此时压强与受力面积成反比)
【例题2】某同学看到路边平板货车有很多轮子,想知道原因,他现利用海绵、小桌和砝码进行模拟研究,应选择图2中的哪两种情形对比研究( )
A.乙与丙 B.甲与乙
C.甲与丙 D.任意两种对比都可以
【答案】A
【详解】某同学看到路边平板货车有很多轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的。在实验研究时,探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,只改变受力面积大小,故选用乙、丙实验。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【对应训练】如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是()
A.铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是相等的
B.左边手指受到的压力大于右边手指受到的压力
C.左边手指受到的压强大于右边手指受到的压强
D.实验表明可以通过增大受力面积的方法增大压强
【答案】A
【详解】AB.铅笔处于静止状态,两手指对铅笔的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等,故A正确,B错误;
CD.由于两手指受到的压力相等,左边的受力面积大,由可知,左边手指受到的压强较小,同时表明可以通过增大受力面积的方法减小压强,故C错误,D错误。
故选A。
【对应训练】如图是某同学“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A.通过海绵被压下的深浅来反映压力大小,用到的科学探究方法是转换法
B.乙丙对比说明,重力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
C.若把图丙的海绵换成木板,木板受到的压强小于海绵受到的压强
D.甲乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
【答案】D
【详解】A.本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,即压强,采用了转换法,故A错误;
B.乙丙对比说明,根据压强公式可知,压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,故B错误;
C.若把图丙的海绵换成木板,木板受到的压强等于海绵受到的压强,因为压力和受力面积不变,压强也不变,故C错误;
D.甲乙对比说明,受力面积一定时,乙中压力大,作用效果明显,所以,得出的结论是,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显,D正确。
故选 D。
0501
强化训练
【基础强化】
1.图钉的一端做的很尖,是为了( )
A.增大压力 B.增大压强 C.减小压力 D.减小压强
【答案】B
【详解】图钉尖做得很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大对墙壁的压强。
故选B。
2.如图所示是两位同学值日时用的圆柱形桶甲和底小口大的桶乙,两桶质量相同,上口面积相同,装相同质量的水放在水平地面上。关于水桶对地面的压强和水桶受到水的压力的说法正确的是( )
A.甲水桶对地面的压强大 B.乙水桶对地面的压强小
C.甲水桶底受到水的压力大 D.乙水桶底受到水的压力大
【答案】C
【详解】AB.因为甲乙两桶均放在水平地面上,所以对地面的压力
由因桶的质量和装的水的质量相同,所以两桶对地面的压力相同,又因为,所以压强,故AB错误;
CD.水对容器底的压力来自于水的重力,甲桶为圆柱形,水对桶底的压力等于水的重力,即,乙桶底小口大,水的重力除了作用在桶底还有一部分作用在桶的侧壁,因此水对桶底的压力小于重力,即,因为桶内水的质量相等,则重力相等,所以,故C正确,D错误。
故选C。
3.小明在沙滩上散步时,发现自己的脚印和旁边小朋友的脚印一样深,如图所示,下列判断正确的是( )
A.他们对沙地的压力相等
B.小明对沙地的压强更大
C.他们对沙地的压强相等
D.无法比较谁对沙地的压强大
【答案】C
【详解】A.小明的脚印的深度和小朋友的脚印的深度一样,说明小明和小朋友对沙地的压强相等,小明的脚印面积比小朋友的脚印面积大,根据可知,小明对沙地的压力比小朋友对沙地的压力大,故A错误;
BCD.压强也就是单位面积所受的压力,可以通过脚印的深浅来反映,脚印一样深,说明压力的作用效果相同,即压强相等,故C正确,BD错误。
故选C。
4.一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,以下说法错误的是( )
A.木板发生形变是由于足球对它施加了压力 B.足球受到的支持力是木板发生弹性形变产生的
C.足球既是施力物体也是受力物体 D.木板受到足球竖直向下的压力就是足球的重力
【答案】D
【详解】A.弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,木板的形变是由于足球产生的弹力造成的,故A正确,不符合题意;
B.弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的,故B正确,不符合题意;
C.由于物体间力的作用是相互的,所以足球既是施力物体也是受力物体,故C正确,不符合题意;
D.足球对木板的压力属于弹力,与足球受到的重力的性质不相同,只是压力的大小与足球受到的重力大小相等,故D错误,符合题意。
故选D。
5.如图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,为了探究她们对雪地压力的作用效果,应选择右图中的( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
【答案】B
【详解】左图是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,故在雪地里行走时,人对雪地的压强大,所以下陷的程度深,这说明压力的作用效果与受力面积有关。
A.甲与乙受力面积相同,压力不同,故A不符合题意;
B.乙、丙两个实验,压力相同而受力面积不同,可以研究压力的作用效果与受力面积是否有关,故B符合题意;
C.甲与丙,受力面积不同,压力也不同,没有控制变量,故C不符合题意;
D.乙与丙这一组可以研究压力作用效果与受力面积的关系,故D不符合题意。
故选B。
6.某同学利用小桌、海绵和砝码探究影响压力作用效果的因素,实验情景如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.本实验通过比较海绵被压下的深浅,来比较压力的作用效果
B.对比甲丙两图可知:压力的作用效果与受力面积有关
C.对比甲乙两图可知:压力的作用效果与压力的大小有关
D.本实验用到的物理方法有控制变量法和转换法
【答案】B
【详解】A.本实验通过比较海绵被压下的深浅,来比较压力的作用效果,这种研究问题的方法叫转换法,故A正确,不符合题意;
B.对比甲、丙两图,压力大小及受力面积都不相同,不能得出压力的作用效果与受力面积的关系,故B错误,符合题意;
C.对比甲、乙两图,受力面积相同,压力大小不同,海绵被压下的深浅不同,说明压力的作用效果与压力的大小有关,故C正确,不符合题意;
D.探究压力的作用效果与压力关系时,控制受力面积相同;探究探究压力的作用效果与受力面积关系时, 控制压力大小相同,这种方法叫控制变量法;同时实验还用到了转换法,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.关于压强这个物理概念,以下说法正确的是( )
A.压强是一种力 B.压力越大,压强越大
C.压强是压力作用下的效果 D.压强很大时,压力肯定很大
【答案】C
【详解】A.压强不是力,是压力的作用效果,跟压力大小和受力面积大小有关,故A错误;
B.压强大小跟压力大小与受力面积有关,所以压力大压强不一定大,故B错误;
C.压力的作用效果用物理量压强表示,故C正确;
D.压强大小跟压力大小与受力面积有关,所以压强越大时,压力不一定大,故D错误。
故选C。
8.下列现象中,属于增大压强的是( )
A.压路机上碾子的质量很大
B.载重量大的汽车装有许多车轮
C.书包带做得很宽
D.房屋建在承受面积更大的地基上
【答案】A
【详解】A.压路机上碾子的质量做得很大,是在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故A符合题意;
B.载重量大的汽车装有许多车轮,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.书包带做得很宽,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.房屋建在承受面积更大的地基上,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
9.下列事例中属于增大压强的是( )
A.为视障人士铺设的盲道 B.穿宽大的滑雪板滑雪
C.书包背带做得很宽 D.铁轨下铺上枕木
【答案】A
【详解】A.为关怀视障人士铺设的盲道,表面有不同形状的凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.穿宽大的滑雪板滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.书包背带做得很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.铁轨下铺上枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
10.下图所示的方式中,是为了增大压强的是( )
A.菜刀磨得很锋利 B.铁轨铺在枕木上
C.滑雪板很宽大 D.书包带做得很宽
【答案】A
【详解】A.菜刀磨得很锋利,可以减小受力面积,在压力一定时,由可知,压强变大,故A符合题意;
BCD.铁轨铺在枕木上、滑雪板很宽大和书包带做得很宽,是压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故BCD不符合题意。
故选A。
11.C919是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机,空载时飞机质量约为42.1吨。如图所示为飞机的滑行轮胎,可见轮胎的截面积较宽,这是为了( )
A.增大压力,增大对地面的压强 B.减小压力,减小对地面的压强
C.增大受力面积,减小对地面的压强 D.减小受力面积,减小对地面的压强
【答案】C
【详解】压强与受力面积和压力大小有关,轮胎的截面积较宽,与地面接触时受力面积较大,在压力一定时,可以减小对地面的压强,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12.如图所示,为了减小压强的是( )
A.啄木鸟的喙
B.破窗锤
C.刻刀的刃
D.螺丝下的垫圈
【答案】D
【详解】A.啄木鸟的喙,是通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.破窗锤,是通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.刻刀的刃是通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.螺丝下的垫圈是通过增大受力面积来减小压强,故D符合题意。
故选D。
13.如图所示的实例中,为了增大压强的是( )
A.载重汽车安装了很多车轮 B.铁轨铺在枕木上
C.图钉帽的面积做得较大 D.切苹果器的刀片做的很薄
【答案】D
【详解】A.载重汽车装有许多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,故A不符合题意;
B.铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对路基的压强,故B不符合题意;
C.图钉帽的面积做得较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小图钉帽对手指的压强,故C不符合题意;
D.切苹果器的刀片做的很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D符合题意。
故选D。
14.如图所示是木块对水平地面压力的示意图,从图中可知,压力的大小是 N,方向是 ,作用点是 。
【答案】 4 竖直向下 O点
【详解】[1][2][3]木块对水平地面压力作用在地面上,作用点是地面上的O点,线段的方向竖直向下,因此压力的方向是竖直向下;压力的大小是4N。
15.压力是 (选填“垂直”或“竖直”)作用在物体表面并指向表面的力;压力作用效果与压力和 有关;压力越大,压力的作用效果 (选填“一定”或“不一定”)越显著。
【答案】 垂直 受力面积 不一定
【详解】[1]由压力的概念可知,压力是垂直作用在物体表面并指向表面的力,在水平面上,固体对水平面的压力与重力大小有关。
[2][3]压力作用效果与压力和受力面积有关,只有在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果才越显著,如果受力面积也同时发生变化,则压力越大,压力的作用效果不一定越显著。
【素养提升】
16.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,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的变化情况是( )
A.F变小,p不变 B.F不变,p变小
C.F变小,p变大 D.F不变,p变大
【答案】D
【详解】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,用水平力F向右缓慢地推木板时,木板对桌面的压力F不变,始终等于木板自身的重力。水平力F向右缓慢地推木板时,木板与桌面的接触面积变小,即受力面积变小,由可知,木板对桌面的压强p变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
17.如图所示,一对父子在沙滩上走过,留下了两行大小、深浅不同的脚印。根据此现象,同学们提出了以下四个问题,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.压强的大小与哪些因素有关? B.压强的大小与压力的大小有什么关系?
C.压力的作用效果与哪些因素有关? D.压力的作用效果与压力的大小有什么关系?
【答案】C
【详解】大人和小孩与沙滩的接触面积不同,对沙滩的压力也不同,压力的作用效果不同,故应该探究压力的作用效果与哪些因素有关。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
18.黄海海平面是中国高程系统唯一基准面,在青岛的黄海海滨矗立着一座“中华人民共和国水准零点”雕塑,标志着“高度从这里开始”,这座雕塑高6m,质量约为10t,它的四个支脚处在同一水平面上,每个支脚与地面的接触面积约为250cm2,它对地面的压强大约是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】雕塑的重力为
雕塑对地面的压力等于其自身的重力,则雕塑对地面的压强为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
19.太极拳是国家级非物质文化遗产。一位太极拳爱好者在打拳过程中出现甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.p甲>p乙 D.p甲<p乙
【答案】C
【详解】人对地面的压力等于自身重力的大小,且同一个人的重力一定,所以两图中人对地面的压力大小相等,即F甲=F乙;由图可知,甲图中人与地面的接触面积小于乙图中人与地面的接触面积,且压力大小相等,根据可知,甲图中人对地面的压强比乙图中的大,即p甲>p乙。故C正确,ABD错误。
故选C。
20.动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时使用,下列最符合“逃生锤”设计图的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】遇到紧急情况时,乘客可以用“逃生锤”砸破玻璃逃生,“逃生锤”应具备前端尖锐的特点,这样在压力一定时,可减小受力面积,增大压强,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
21.压力是指 作用于物体表面并指向物体表面的力,压强是表示 的物理量。如图所示,现用10N的水平力将物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是,墙面受到的压强是 pa。
【答案】 垂直 压力作用效果 500
【详解】[1][2]垂直作用于物体表面并指向物体表面的力叫做压力,压力的方向垂直于物体表面指向物体表面,压强是表示压力作用效果的物理量。
[3]墙面受到的压强为
22.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)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)本实验的科学探究方法是 和转换法;
(3)为了探究压力的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;
(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;
(5)此实验 (选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)控制变量法
(3)越大
(4) 乙、丙 越小
(5)不能
【详解】(1)小桌对海绵的压力改变了海绵的形状,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,采用了转换法。
(2)由图可知,甲、乙中压力大小改变,受力面积相同;乙、丙中压力大小相同、受力面积改变。在探究压力的作用效果与其中一个因素的关系时,要控制其它因素相同,运用了控制变量法,故本实验的科学探究方法是控制变量法和转换法。
(3)甲、乙两次实验中,受力面积相同,压力不同,乙中小桌对海绵的压力更大,海绵的凹陷程度更大,即压力的作用效果更明显,故能得出:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)[1]探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,要控制压力相同,改变受力面积的大小,故应比较乙、丙两图的实验。
[2]乙、丙两次实验中,压力相同,受力面积不同,乙中受力面积更小,海绵的凹陷程度更大,即压力的作用效果更明显,故能得出:压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(5)由于硬纸板的形变不明显,不容易探究压力的作用效果,所以不能用硬纸板代替海绵。
23.如图所示是利用小桌、海绵、砝码等探究“影响压力作用效果因素”的实验。
(1)实验中,小丽是根据 来比较压力的作用效果,这种研究问题的方法叫 。
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论: 。
(3)比较图 实验可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中小桌和砝码对海绵的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)图丁中小桌和砝码对木板的压强。
(5)小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现无论是大块肥皂还是小块肥皂,对海绵的作用效果都与之前一样。他经过分析得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为小强的方法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: 。
(6)为了使实验中观察到的实验现象更加明显,请你写出一条改进实验的建议: 。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 转换法
(2)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)乙、丙
(4)等于
(5) 错误 没有控制压力大小相同
(6)增大砝码的质量(或换用更柔软的海绵)
【详解】(1)[1][2]在探究“影响压力作用效果因素”的实验中,是通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果的,这种研究问题的方法叫转换法。
(2)由甲、乙两图可知,受力面积相同,乙图中压力更大,海绵的凹陷程度更大,压力作用效果更明显,所以由甲、乙两天可得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)要探究压力作用效果与受力面积的关系,需控制压力相同,改变受力面积,由图可知,应比较图乙、丙两图。
(4)图丁和图丙中,小桌和砝码对海绵的压力相同,海绵的受力面积相同,根据可知,图丙中小桌和砝码对木板的压强等于图丁中小桌和砝码对木板的压强。
(5)[1][2]要研究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力相同,而将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块时,受力面积改变的同时,压力大小也发生了变化,所以小强的方法是错误的,理由是没有控制压力大小相同。
(6)根据实验可知,压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关,所以为了使实验中观察到的实验现象更加明显,可以增大砝码的质量或换用更柔软的海绵。
24.冰面上最大承受压强是1000帕,一个50千克的人,利用木板站在冰面上,已知木板的质量是10千克,问人在木板上要安全需至少多大面积的木板铺在冰面上.(g=10牛/千克)
【答案】0.6m2
【详解】解答:人和木板的总重量为:G总=(m人+m木板)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N;人站在木板上对冰面的压力为人和木板的总重量为:即F=G总=600N,由P得,S==0.6m2.
答: 人在木板上要安全需至少要用0.6m2面积的木板铺在冰面上.
点睛:根据人和木板的质量,利用G=mg可分别计算出人和木板的重力,人站在木板上对冰面的压力等于人和木板的重力之和,然后利用压强公式变形S=,即可求出木板的最小面积.
25.推土机的质量是4500㎏,每条履带和地面的接触面积约为0.75㎡.(g取10N/㎏)求:
(1)推土机的重力;
(2)推土机对水瓶地面的压力;
(3)推土机对水平地面的压强
【答案】(1)4500N (2) 4500N (3)30000Pa
【详解】(1)推土机所受的重力:G=mg=4500kg×10N/kg=45000N;
(2)推土机对水瓶地面的压力F=G=45000N
(3)推土机与地面的接触面积,即受力面积:S=0.75m2×2=1.5m2,
推土机对水平地面的压强:p=F/S=45000N/1.5m2=30000Pa
【能力培优】
26.如图所示,正方体甲、乙放在水平地面上。沿水平方向分别切去一定厚度,甲、乙剩余的体积、压强均相同,则切去的质量和压强的变化的关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以柱体(含正方体)对水平地面的压强
由图可知,原来的高度h甲<h乙,底面积S甲<S乙。沿水平方向切去不同的厚度,使二者剩余的体积、压强均相同,因S甲<S乙,剩余的体积相同,则由V=Sh可知h甲剩余>h乙剩余,如下图:
因h甲剩余>h乙剩余,剩余部分产生压强相同,则由可知ρ甲<ρ乙。因原来甲的体积小于乙的体积,切去不同的厚度后剩余的体积相等,所以切去部分的体积关系为V甲切<V乙切,由Δm=ρΔV切可知Δm甲<Δm乙;因原来甲的高度小、密度小,所以由可知,切去前甲、乙对地面的压强关系为p甲<p乙。由因甲、乙剩余的压强相同,所以甲的压强量小于乙的压强量,即,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
27.正方体甲和乙的边长之比是2∶3,将它们分别放置在水平桌面上时,它们对桌面的压强均为p,将甲按图所示放置在乙上面,乙对桌面的压强为,则它们的密度之比压强之比分别为( )
A.3∶2 9∶13 B.9∶4 13∶9
C.1∶1 2∶1 D.1∶1 2∶5
【答案】A
【详解】正方体甲和乙对桌面的压强均为p且是规则固体,所以
甲和乙的边长之比
它们的密度之比
甲和乙的体积之比
甲和乙质量之比
水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以压强之比
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
28.小明同学利用A、B两物体、砝码、海绵等器材探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验,
(1)小明首先用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图甲、乙两种方案,你认为 (选填“甲”或“乙”)方案更合理一些。
(2)他接着又设计了如图a、b、c、d所示的实验来继续探究:
①实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的;这种探究方法称为 。
②比较图a、b两图所示实验,能够得到的结论是:在受力面积一定时, ;
③若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,图中a、b、c中应通过比较 两图实验来进行;
④小明同学实验时又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图d所示,发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积大小无关,小明同学作出的这个结论是 (选填:“正确”或“不正确”)的,原因是 ;
【答案】 甲 海绵的凹陷程度 转换法 压力越大,压力作用效果越明显 a、c 不正确 没有控制压力大小相同
【详解】(1)[1]甲方案更合理,避免了铅笔重力对实验的影响,乙方案铅笔重力会对实验有影响。
(2)①[2][3]本实验过程中,是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种探究方法称为转换法。
②[4]比较图a、b两图所示实验,受力面积相同,压力越大,泡沫凹陷程度越大,故可得结论:受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
③[5]根据控制变量法的思想,若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,要控制压力大小一定,因此应通过比较a、c两图来进行。
④[6][7]根据控制变量法,研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小一定,小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,压力大小也发生了改变,所以小明判断不正确,原因是没有控制压力大小相同。
29.小明和小华在沙滩上玩耍时,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?实验中选用海绵等器材及在水平桌面上进行a、b、c的实验过程图示。
(1)实验中,通过观察 来比较压力的作用效果,这里应用到的科学方法是 ,本实验还可以用 (填“硬木块”或“沙子”)代替海绵来完成实验;
(2)由图乙中的 两次实验可知,压力的作用效果与受力面积有关;
(3)为探究压力作用的效果跟 的关系,可通过图乙中a、b两次实验进行比较得出结论;
(4)如图丙所示,小华同学将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他的结论 ; (选填“合理”或“不合理”)
(5)为了描述压力的作用效果,物理学当中定义了一个物理量一压强,即压力与受力面积之比。小华认为也可以用受力面积与压力的比值来比较压力的作用效果,根据所学的知识,小华的想法是 (选填“正确”或“不正确”)的;
(6)通过图甲中文字说明及以上实验分析沙滩上的脚印,可知 体重较小。
【答案】 海绵的凹陷程度 转换法 沙子 b、c 压力大小 不合理 正确 小华
【详解】(1)[1][2]实验中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种方法叫做转换法。
[3]探究压力的作用效果与哪些因素有关时,一般选择较易发生形变的材料来显示压力的作用效果,硬木块与沙子比较,沙子更容易产生形变,所以用沙子代替海绵。
(2)[4] b、c两次实验压力相同,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,则说明压力的作用效果与受力面积有关。
(3)[5]a、b两图受力面积相同,压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,可以用来探究压力作用的效果跟压力大小的关系。
(4)[6]小华的结论不合理,因为没有遵循单一变量原则,将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块后,两部分对泡沫的压力和与泡沫的接触面积都发生了变化,没有控制变量,所以不能比较压力作用效果与受力面积的关系,故得出的结论不合理。
(5)[7]正确;压力的作用效果即压强是表示单位面积上压力的大小的;虽然用受力面积与压力的比值来表示压强的话,当实际压强大的时候,这个数值会很小,不容易看出差别。我们通常采用我们认为最优的方式定义,但不能说其余方式不正确 。
(6)[8]小明的脚印较深说明产生的压强较大,脚印较大说明受力面积较大,由压强公式得压力可知,小明对沙滩的压力较大,因此小明的体重较大,小华的体重较小。
30.如图所示,为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。
(1)本实验的科学探究方法是: ;
(2)小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论:为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论;
(3)通过实验小丽得出结论:压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关。小丽的结论 (选填“正确”或“不正确”);
(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了 来减少压力作用的效果;俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是: 。
【答案】 控制变量法、转换法 D、E E、F 正确 增加受力面积 减少受力面积来增大压力作用的效果
【详解】(1)[1]探究影响压力作用效果的因素实验,因影响压力作用效果的因素不止一个,所以进行对比实验时要采用控制变量的方法;实验过程中为了把所研究的因素(压力作用效果、压力、受力面积)显示出来,以便比较,应用了转换法;所以本实验的科学探究方法有控制变量法和转换法。
(2)[2]探究压力的作用效果与压力的大小关系时,应控制受力面积相同而压力大小不同,由图示实验可知,选择图D、E两次实验进行比较,并得出相应的结论。
[3]探究压力的作用效果与受力面积的大小关系时,应控制物体间的压力相同而受力面积不同,由图示实验可知,可以通过图中的E、F两次实验进行比较,并得出结论。
(3)[4]由图D、E所示实验可知,受力面积相同而物体间的压力不同,压力作用效果不同,由此可知,压力作用效果与压力大小有关;由图E、F所示实验可知,物体间的压力相同而受力面积不同,压力作用效果不同,由此可知,压力作用效果与受力面积有关,由此可知,小丽的实验结论是正确的。
(4)[5]书包的背带做得又宽又大,是通过增大受力面积来减少压力作用的效果。
[6]“磨刀不误砍柴工”体现的物理知识是通过减少受力面积来增大压力作用的效果。
31.如图所示,小明同学在水平路上骑着自行车上学。如果小明的质量是45kg,自行车质量是15kg。(g=10N/kg)则:
(1)小明所受的重力是多大;
(2)车轮与地面的总接触面积是5×10-3m2,当小明正常骑行时,自行车对水平地面的压强;
(3)如果路上车胎出现撒气现象,此时自行车对地面的压强是否会发生变化?为什么?
【答案】(1)450N;(2)1.2×105Pa;(3)见解析
【详解】解:(1)小明所受的重力
(2)当小明正常骑行时,对水平地面的压力为
对水平地面的压强为
(3)根据可知,压力一定时,受力面积越大,压强越小;则如果路上车胎出现撒气现象,此时自行车对地面的受力面积变大,对地面的压强变小。
答:(1)小明所受的重力是450N;
(2)当小明正常骑行时,自行车对水平地面的压强为1.2×105Pa;
(3)根据可知,压力一定时,受力面积越大,压强越小;则如果路上车胎出现撒气现象,此时自行车对地面的受力面积变大,对地面的压强变小。
32.如图所示,边长分别为2a和a的甲、乙实心正方体物块置于水平地面上,已知甲、乙对地面的压强均为p。
(1)求甲、乙对地面压力的比F甲∶F乙。
(2)现将甲水平切去0.03米的厚度,若甲剩余部分对地面的压力恰好等于乙对地面的压力,已知甲剩余部分对地面的压强变为294帕,求乙的密度ρ乙。
【答案】(1)4∶1
(2)
【详解】(1)[1]因为h甲=2a,h乙=a,所以S甲=4a2, S乙=a2, 即S甲=4S乙,则甲、乙对地面压力的比
F甲∶F乙=p甲S甲∶p乙S乙=p×4S乙∶p×S乙=4∶1
(2)[2]将甲水平切去0.03米的厚度后,因为F乙=F'甲,所以
则,根据题意有
则;因为甲、乙对地面的压强均为p,所以
解得。
33.为营造高雅的诗意校园,某中学在校园内修建了一座孔子雕像。整座雕像总质量(含底座)为3000kg,由孔子像和水平基座两部分组成,如图所示,其中水平基座是由花岗岩制成的,已知该花岗岩的密度为 千克/米3,水平基座体积为0.5米3,水平基座与地面接触的总面积为1.5米2。求:
(1)水平基座的质量;
(2)整座雕像对水平地面的压强;
(3)请利用学过的知识解释水平基座做得比较大的好处。
【答案】(1)1300kg
(2)2×104Pa
(3)见解析
【详解】(1)水平基座的质量
m=ρV=2.6×103kg/m3×0.5m3=1300kg
(2)整座雕像的重力
G=m总g=3000kg×10N/kg=3×104N
整座雕像对水平地面的压力
F=G=3×104N
整座雕像对水平地面的压强
(3)水平基座做的比较大,是在压力一定的情况下,增大受力面积从而减小压强,不易压坏地面。
34.如图所示,大型卡车空载时会将部分后轮抬起,这样既可以降低油耗,又可以降低车胎磨损;载重行驶时会放下后轮与地接触。现有一辆自重为6×103千克的卡车,共有12个车轮,每个车轮与地接触面积为0.02米2。
(1)求该卡车空载时对水平地面的压力F;
(2)某大桥限重20吨,桥面所能承受最大压强5×105帕。
①请通过计算说明卡车装有6×103千克货物时,是否可以安全通过大桥;
②请说明载重行驶时放下后轮的作用。
【答案】(1)6×104牛
(2)①5×105帕=5×105帕;所以卡车可以安全过桥;②见解析
【详解】(1)卡车空载时所受重力
卡车空载时对水平地面的压力等于卡车空载时所受的重力
(2)①卡车装有6×103千克货物时的总质量
(大桥限重20吨)
卡车对水平桥面的压力
桥面受到的压强
由于桥面所能承受最大压强5×105帕,卡车装有6×103千克货物时,可以安全通过大桥;
②当压力一定时,放下车轮增大受力面积可以减小压强,使地面受到的压强不超过地面所能承受的最大压强。
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