课时8.1 压强-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练(沪粤版2024)
2025-04-03
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2份
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48页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 8.1 压强 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 压力与压强 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.08 MB |
| 发布时间 | 2025-04-03 |
| 更新时间 | 2025-04-23 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-04-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51414455.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第八章 压强
课时8.1 压强
2022年课程标准
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。
物理观念:
1.概念
(1)压力:垂直作用在物体表面上的力。
(2)压强:在物体表面受到的压力与受力面积的比值。
2.规律
(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
力的三要素:掌握大小、方向、作用点,理解其共同决定作用效果。
科学思维:
1.采用“归纳法”归纳出压力的定义。
2.采用“转换法”将压力的作用效果转换成可以看到的受压物的形变程度大小。
3.采用“比值定义法”得出压强的概念。
科学探究:利用控制变量法探究“压力的作用效果跟什么因素有关”。
科学态度与责任:通过亲身的体验和感悟获得对压强的感性认识,进而深入理解和应用这些知识。
知识点一、压力
运用对比法区别重力和压力
项目类别
重力
压力
作用点
物体的重心
受力物体表面
方向
竖直向下
垂直于受力物体表面,并指向受力物体
施力物体
地球
施压物体
大小关系
有时有关(有时小于重力,有时等于重力),有时无关系
压力的
示意图
钉子对木板的作用力
杯子对桌面的作用力
木块对斜面的作用力
共同特点
方向:垂直被压物体表面 作用点:接触表面
结论
压力: 垂直作用在物体表面上的力
特别提醒
1.放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力。
2.压力的本质是弹力,是受压物体发生弹性形变后要恢复原状,对施压物体产生的力。
典例01 下面压力方向图形正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.图A中,物体在斜面上,斜面是受力物体。但力F的作用点在物体上,方向竖直向下,该力不是物体对斜面的压力,故A错误;
B.图B中,物体在水平面上,力的作用点在物体上,方向竖直向上,该力指向了受力物体,该力是地面对物体的压力,故B正确;
C.图C中,物体在水平面上,力的作用点在物体上,方向水平向右,该力不是物体对水平面的压力,也不是水平面对物体的压力,故C错误;
D.图D中,力的作用点在施力物体上,故D错误。
故选B。
知识点二、探究压力的作用效果跟什么因素有关
实验器材:海绵、小桌和砝码。
实验过程及结论
实验操作
实验1:把小桌桌面朝上放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
实验
2:在小桌桌面上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅
实验1:在小桌桌面上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅
实验
2:在桌腿朝上的小桌上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅
实验现象
现象分析
受力面积相同,压力不同,海绵被压下的深浅不同,表明压力的作用效果不同。受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
压力相同,受力面积不同,海绵被压下的深浅不同,表明压力的作用效果不同。压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
总结归纳:
(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。
直观感受
拿出一端削尖的铅笔,用两手的食指压住铅笔的两端,接触铅笔尖端的食指感觉到较疼。
特别提醒
思想方法 转换法
由于不能直接观察压力的作用效果,实验中通过海绵受压时形变程度的大小来比较压力的作用效果。
典例02 小京利用小桌、铁块和海绵探究压力的作用效果与压力大小、受力面积是否有关,进行了如甲、乙、丙图所示的实验。
(1)该实验通过 来反映压力的作用效果;
(2)由乙、丙两图所示实验现象可得出:压力的作用效果与 有关。(选填“压力大小”或“受力面积”)
【答案】 海绵的凹陷程度 受力面积
【解析】(1)[1]该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果。这种实验探究方法叫转换法。
(2)[2]由乙、丙两图可以看出海绵受到的压力相同,但是受力面积不同,根据所示实验现象可得出:压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。
知识点三、压强
1.物理学中,把物体表面受到的压力与受力面积之比叫做压强。压强的公式为。
2.在国际单位制中,压强的单位是牛每平方米,叫做帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1 Pa=1N/m2。
问题
同一块砖平放时和半块砖竖放时,压力和受力面积都不相同,如何比较哪一次对地面的压力作用效果明显呢?
比较方法
相同面积比压力
相同压力比面积
分析过程
平放:
竖放:
平放:
竖放:
结论
竖放时1 cm2受到的压力为1.25 N,平放时1 cm2受到的压力为1 N,故竖放时压力作用效果明显。
竖放时1 N 压力作用在0.8 cm2,平放时1 N 压力作用在1 cm2,故竖放压力作用效果明显。
总结归纳:当压力和受力面积都不相同时,压力的作用效果一般用来表示。
(1)意义:表示压力作用效果的物理量。
(2)定义:压力和受力面积的比值。
(3)单位:帕斯卡(简称帕)。符号:Pa(1 Pa=1 N/m2)。
特别提醒 控制变量法
比较压力的作用效果要同时考虑压力和受力面积两个因素,可以控制其中一个因素,改变另一个因素,比较压力的作用效果。
比值定义法
用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。。
典例03 已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员和滑冰鞋的总重力;
(2)此时冰面受到的压强。
【答案】(1)500N;(2)2×106Pa
【解析】解:(1)运动员和滑冰鞋的总重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)此时冰面受到的压强
答:(1)运动员和滑冰鞋的总重力为500N;
(2)此时冰面受到的压强为2×106Pa。
知识点四、增大和减小压强的方法
1.增大压强的方法:从可知增大压力或减小受力面积可以增大压强。
注射器的针尖做得较尖
菜刀磨得较锋利
破窗锤两端做得很尖
冰鞋下冰刀较锋利
在压力不变的情况下,减小受力面积可以增大压强。
2.减小压强的方法:从可知减小压力或增大受力面积可以减小压强。
笨重的坦克下装有履带
盖房子时需要打地基
书包带做得较宽
铁轨下铺有枕木
在压力不变的情况下,增大受力面积可以减小压强。
特别提醒
任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体可能会被损坏。
典例04 下列事例中属于增大压强的是( )
A.钉子一端做得很尖锐 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
【解析】A.钉子一端做得很尖锐,在压力一定时,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,在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B不符合题;
C.书包背带做得很宽,在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C不符合题;
D.铁轨下铺上枕木,在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故D不符合题。
故选A。
问题一:探究压力的作用效果
【典例1】小张同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示:
(1)实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是 ;
(2)实验中小张是通过观察 来比较压力作用效果的;
(3)分析比较甲、乙两图所示的实验,能够得到的结论是 ;
(4)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”应通过比较 两图所示实验;
(5)小张同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的B1、B2两块,如图丁、戊所示,他通过观察实验现象发现它们对海绵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无关,他的实验结论 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
【答案】 海绵发生形变更明显 海绵的凹陷程度 见解析 甲、丙 错误 见解析
【解析】(1)[1]选用海绵而不选用木板之类材料,因为海绵变形更容易看出来,木板变形不容易看出来。
(2)[2]实验中用到了转换法,把压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
(3)[3]甲、乙两个实验,受力面积是一样的,但压力的大小不同,所以得到结论:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)[4]要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”时,要控制压力大小相同,改变受力面积,由图中看出甲、丙符合条件。
(5)[5][6]图丁、戊中受力面积和压力大小都不相同,所以不能得到压力作用效果与受力面积无关的结论,因为研究压力作用效果与受力面积时,就要控制压力大小相同。
压力作用效果与压力大小和受力面积有关。
材料选择:海绵易形变,便于观察实验现象。
观察指标:通过海绵形变程度比较压力作用效果。
控制变量法:比较甲、乙图:受力面积相同,压力不同,得出压力越大效果越明显。比较甲、丙图:压力相同,受力面积不同,得出受力面积越小效果越明显。
错误分析:将物体B切分后,受力面积和压力同时改变,未控制压力不变,结论错误。。
【变式1-1】在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,小希同学利用木板、橡皮泥、包扎带和若干相同的钩码进行探究活动。
(1)橡皮泥做成长方体平放于木板上方,把包扎带剪出两段,并将两段包扎带分别绕在橡皮上,且在包扎带下方挂上不同数量的钩码,如图所示。小希同学是通过观察橡皮泥的 来比较压力作用效果的,通过观察对比可以得出结论:受力面积相同时, 。
(2)小希同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成 宽度的两段,两包扎带下方挂 数量的钩码进行实验。(均选填“相同”或“不同”)
【答案】 凹陷程度 压力越大压力的作用效果越明显 不同 相同
【解析】(1)[1][2]如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包扎带剪出两段,并将两段包扎带分别绕在橡皮上,且在包扎带下方挂上不同数量的钩码,根据
,
左边橡皮泥受到的压力大,橡皮泥的凹陷程度大,故受力面积相同时,压力越大压力的作用效果越明显。
(2)[3][4]小希同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,要控制压力相同,只改变受力面积,故应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成不同宽度的两段,两包装带下方挂相同数量的钩码。
【变式1-2】如图所示的是同学们探究“影响压力作用效果的因素”的实验情景。
(1)比较图甲和图乙可知:在接触面积相同时,海绵所受的压力 ,压力的作用效果越明显。
(2)比较图 可知:当海绵所受的压力相等时,接触面积越小,压力的作用效果越明显;生活中常见的 (任举一例即可)就是应用这个原理制成的。
【答案】 越大 乙、丙 图钉
【解析】(1)[1]如图甲和图乙,受力面积一定时,压力越大,海绵凹陷越明显,所以在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(2)[2]如图乙和图丙,在压力一定时,受力面积越小,海绵凹陷越明显,所以压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
[3]图钉就是在压力一定时,减小受力面积来增大压力作用效果的。
问题二:固体压强的计算
【典例2】已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员和滑冰鞋的总重力;
(2)此时冰面受到的压强。
【答案】(1)500N;(2)2×106Pa
【解析】解:(1)运动员和滑冰鞋的总重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)此时冰面受到的压强
答:(1)运动员和滑冰鞋的总重力为500N;
(2)此时冰面受到的压强为2×106Pa。
计算总重力:直接利用重力公式 G=mg,代入总质量和重力常数 g。
计算压强:冰面受到的压力等于总重力,利用压强公式,代入总重力和受力面积。
【变式2-1】如图所示,质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶(取)。求:
(1)小明骑自行车对地面的压力是多少?
(2)小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm2,则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少?
【答案】(1)500N;(2)2.5×105Pa
【解析】解:(1)小明骑自行车对地面的压力
(2)受力面积
该同学骑车行驶时对地面的压强
答:(1)小明骑自行车对地面的压力是500N;
(2)该同学骑车行驶时对地面的压强为2.5×105Pa。
【变式2-2】如图所示,将质量为10千克、底面积为米2的实心圆柱体置于水平地面上,求:(g取)
(1)地面受到的压力;
(2)地面受到的压强;
(3)现将圆柱体沿水平方向切去0.2米的高度,圆柱体对水平地面的压强变化量为4000帕,求圆柱体原来的高度h。
【答案】(1)100N;(2);(3)0.25m
【解析】解:(1)根据题意可知,地面受到的压力为
(2)根据题意可知,地面受到的压强为
(3)根据可得,圆柱体的密度为
则圆柱体原来的高度为
答:(1)地面受到的压力为100N。
(2)地面受到的压强为。
(3)圆柱体原来的高度h为0.25m。
【基础强化】
1.如图所示的实例中,为了减少压强的是( )
A.图钉尖做得很尖
B.铁轨铺在路枕上
C.斧头刃做得很薄
D.推土机土铲做得很锋利
【答案】B
【解析】A.图钉尖做的比钉帽尖小很多,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,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压强,故B符合题意;
C.斧头的刃很薄,是通过减小受力面积来达到增大压强的效果,故C不符合题意;
D.推土机的土铲做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B。
2.下列生活事例采取的做法中,为了增大压强的是( )
A.火车钢轨下垫上枕木 B.禁止货车超载
C.刀刃磨得锋利 D.雪橇板做得比较宽大
【答案】C
【解析】A.火车钢轨下垫上枕木,是通过增大受力面积,减小压强,故A错误;
B.禁止货车超载,是通过减小压力,减小压强,故B错误;
C.刀刃磨得锋利,是通过减小受力面积,增大压强,故C正确;
D.雪橇板做得比较宽大,是通过增大受力面积,减小压强,故D错误。
故选C。
3.一块长方体合金块,重1.2N,侧放于面积为1m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10-3m2,下列说法正确的是( )
①合金块对桌面的压强是1.2Pa
②合金块对桌面的压强是1200Pa
③若沿竖直方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
④若沿水平方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】B
【解析】①②合金块对桌面的压强
③若沿竖直方向切去一块,剩余部分对桌面的压力、受力面积均变小,由可知,剩余部分对桌面的压强不变。
④若沿水平方向切去一块,剩余部分对桌面的压力变小,受力面积不变,由可知,剩余部分对桌面的压强变小。
①④错误,②③正确,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
【答案】D
【解析】AC.水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,即F=G,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即F甲=F乙,故AC不符合题意;
BD.由公式可知,在压力F一定时,受力面积S越小,压强p越大,水瓶倒立时桌面的受力面积更小,压强更大,即p甲<p乙,故B不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.如图所示,用两拇指同时压铅笔两端,左手指受到铅笔的压力为、压强为;右手指受到铅笔的压力为、压强为;则 。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 等于 大于
【解析】[1][2]两拇指同时压同一个铅笔两端,两手指施加给铅笔两端的力大小相同,根据物体间力的作用是相互的,两手指受到的压力和就是相等的;由图可知,左边手指的受力面积比较小,根据可知,左边手指受到的压强比较大,即。
6.篆刻是我国一门古老的艺术形式,篆刻刀的刀口做得很锋利是为了增大 ;“泥人张”彩塑是天津特色民间工艺品,艺人将泥揉捏成形态各异的人物,这表明力可以改变物体的 。
【答案】 压强 形状
【解析】[1]篆刻刀的刀口做得很锋利,是通过减小受力面积,达到增大压强的目的。
[2]艺人对泥施加力的作用,使泥的形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状。
7.劳动教育是素质教育的重要组成部分。在中学生劳动实践基地,同学们见到了收割麦子的镰刀、挑水的扁担等农具。镰刀刀刃被磨得非常锋利,是通过 来增大压强的;扁担中段制作得稍宽,是通过 来减小压强的。
【答案】 减小受力面积 增大受力面积
【解析】[1]镰刀刀刃被磨得非常锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
[2]扁担中段制作得稍宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的。
8.如图所示为“顶针”,是民间常用的缝纫用品,一般为铁制,套在中指上,能顶着针尾,手指发力来穿透衣物。用顶针套在手指上推针目的是 (选填“增大”或“减少”)对手指的压强。针头非常尖锐的目的是在使用过程中 (选填“增大”或“减少”)压强。
【答案】 减小 增大
【解析】[1]用顶针套在手指上推针,是通过增大受力面积来减小压强,减少手指受到压强,减轻疼痛。
[2]针头非常尖锐的目的是,通过减小受力面积来增大压强,使针尖更易穿透衣物。
9.小张同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示:
(1)实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是 ;
(2)实验中小张是通过观察 来比较压力作用效果的;
(3)分析比较甲、乙两图所示的实验,能够得到的结论是 ;
(4)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”应通过比较 两图所示实验;
(5)小张同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的B1、B2两块,如图丁、戊所示,他通过观察实验现象发现它们对海绵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无关,他的实验结论 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
【答案】 海绵发生形变更明显 海绵的凹陷程度 见解析 甲、丙 错误 见解析
【解析】(1)[1]选用海绵而不选用木板之类材料,因为海绵变形更容易看出来,木板变形不容易看出来。
(2)[2]实验中用到了转换法,把压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
(3)[3]甲、乙两个实验,受力面积是一样的,但压力的大小不同,所以得到结论:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)[4]要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”时,要控制压力大小相同,改变受力面积,由图中看出甲、丙符合条件。
(5)[5][6]图丁、戊中受力面积和压力大小都不相同,所以不能得到压力作用效果与受力面积无关的结论,因为研究压力作用效果与受力面积时,就要控制压力大小相同。
10.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,小希同学利用木板、橡皮泥、包扎带和若干相同的钩码进行探究活动。
(1)橡皮泥做成长方体平放于木板上方,把包扎带剪出两段,并将两段包扎带分别绕在橡皮上,且在包扎带下方挂上不同数量的钩码,如图所示。小希同学是通过观察橡皮泥的 来比较压力作用效果的,通过观察对比可以得出结论:受力面积相同时, 。
(2)小希同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成 宽度的两段,两包扎带下方挂 数量的钩码进行实验。(均选填“相同”或“不同”)
【答案】 凹陷程度 压力越大压力的作用效果越明显 不同 相同
【解析】(1)[1][2]如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包扎带剪出两段,并将两段包扎带分别绕在橡皮上,且在包扎带下方挂上不同数量的钩码,根据
,
左边橡皮泥受到的压力大,橡皮泥的凹陷程度大,故受力面积相同时,压力越大压力的作用效果越明显。
(2)[3][4]小希同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,要控制压力相同,只改变受力面积,故应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成不同宽度的两段,两包装带下方挂相同数量的钩码。
【素养提升】
11.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,p甲>p乙
B.F甲>F乙,p甲<p乙
C.F甲=F乙,p甲>p乙
D.F甲=F乙,p甲<p乙
【答案】C
【解析】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,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。
故选C。
12.2024年 6月 2 日,嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,图是嫦娥六号探测器,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
【答案】C
【解析】“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对月球表面压强。
故选C。
13.如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端移离桌边近木块一半的过程中( )
A.压力不变,压强不变 B.压力不变,压强增大
C.压力减小,压强不变 D.压力增大,压强减小
【答案】B
【解析】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压力保持不变;因木块与桌面的接触面积减小,即受力面积减小,所以,由知,木块对桌面的压强变大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
14.如图所示,一块长木板放在水平桌面上,在水平向左推力F作用下做匀速直线运动,直至木块右端与桌边对齐,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的变化情况分析正确的是( )
A.F和p不变,f变大 B.F和f不变,p变大
C.F变小,p和f变大 D.F和f不变,p变小
【答案】D
【解析】因水平面上物体的压力大小和自身的重力相等,所以,在水平力F的作用下沿直线向左匀速直线运动,直至木板右端与桌边对齐时,木板对桌面的压力F不变,因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,所以,水平向左的推力F作用下做匀速直线运动,压力和接触面的粗糙程度不变,所以,木板受桌面的摩擦力f不变;木板与桌面的接触面积变大,受力面积变大,由可知,长木板对桌面的压强p变小。故ABC错误,D正确。
故选D。
15.如图所示,将圆柱体A、B重叠放置在水平桌面上,圆柱体A的重力为200N,底面积为100cm2,圆柱体B的重力为80N,底面积为40 cm2.圆柱体A对圆柱体B的压强p= Pa,圆柱体B对水平桌面的压强p= Pao
【答案】 5×104 7×104
【解析】[1] 圆柱体A对圆柱体B的压力大小
由题意可知,受力面积大小为,即,圆柱体A对圆柱体B的压强
[2] 圆柱体B对桌面的压力为
由题意可知,受力面积大小为,即,圆柱体B对桌面的压强
16.如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面逐渐移出桌面(没掉下)的过程中,弹簧测力计的示数 ,木块对桌面的压力 ,木块对桌面的压强 。 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 不变 不变 增大
【解析】[1] [2]在木块前端离开桌面逐渐移出桌面(没掉下)的过程中,木块对水平桌面的压力大小始终等于木块的重力,而木块的重力不变,因此木块对桌面的压力不变,木块在运动过程中接触面的粗糙程度不变,由滑动摩擦力的影响因素可知,木块受到的摩擦力大小不变;因为木块做匀速直线运动,处于平衡状态,所以,由二力平衡条件可知,木块受到的拉力和摩擦力大小相等,所以弹簧测力计的拉力大小不变,即弹簧测力计的示数不变。
[3]木块在运动过程中对桌面的压力大小不变,但受力面积减小,由可知,木块对桌面的压强变大。
17.一款环保共享电动汽车满载时总质量为900kg,轮胎与地面的总接触面积为300cm2,静止在水平马路上时,路面受到的压力F= N,压强p1= Pa;若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压强p2 p1(选填“大于”,“等于”或“小于”)(g取10N/kg)。
【答案】 9000 小于
【解析】[1]静止在水平马路上时,路面受到的压力
[2]路面受到的压强为
[3]若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,受力面积增大了,故对地面的压强减小了,故p2<p1。
18.一头质量为5t的大象,每只脚掌的面积为0.05m2,它的重力为 N,它四脚站立时对地面的压强为 Pa;若大象抬起一条腿,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g=10N/kg)
【答案】 5×104 2.5×105 变大
【解析】[1]大象的重力为
[2]大象对地面的压力大小等于大象的重力,即
大象四脚站立时,地面的受力面积为
大象对地面的压强为
[3]大象抬起一条腿,它对地面压力不变,受力面积变小,根据可知它对地面的压强变大。
19.小明在参观苏州市御窑金砖博物馆时,从解说员的讲解中得知某块金砖的长、宽、高分别为70cm、70cm、10cm,金砖的密度为2.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金砖的重力G;
(2)若重490N的小明站在如图所示的金砖上,金砖对水平地面的压强p。
【答案】(1)980N;(2)
【解析】解:(1)金砖的体积
V砖=0.7m×0.7m×0.1m=0.049m3
金砖的质量
m砖=ρV=2.0×103kg/m3×0.049m3=98kg
金砖的重力
G砖=mg=98kg×10N/kg=980N
(2)金砖的底面积
S=0.7m×0.7m=0.49m2
金砖对水平地面的压强
答:(1)金砖的重力是980N;
(2)若重490N的小明站在如图所示的金砖上,金砖对水平地面的压强是3×103Pa。
20.如图所示是王老师上班骑的电动自行车,整车质量为40kg。
(1)若王老师骑电动自行车以6m/s的速度匀速行驶时,则王老师骑行10min所通过的路程为多少m?
(2)若王老师的质量是70kg,他骑电动自行车行驶在水平路面上,行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50cm2,则电动自行车对地面的压强为多少Pa?
【答案】(1)3600;(2)1.1×105Pa
【解析】解:(1)王老师骑行时间
t=10min=600s
王老师10min通过的路程为
s=vt=6m/s×600s=3600m
(2)王老师骑车时车对地的压力为
F=G=G车+G人=m车g+m人g=(m车+m人)g=(40kg+70kg)×10N/kg=1100N
车与地面的接触面积为
S=2×50cm2=100cm2=10-2m2
所以车队地面的压强为
答:(1)王老师骑行10min所通过的路程为3600m;
(2)电动自行车对地面的压强为1.1×105Pa。
【能力培优】
21.在探究“压力的作用效果”的实验中,小丽利用规格相同的两块海绵及相同的三本字典,设计了如图所示的实验:
(1)实验中,小丽是根据 来比较压力的作用效果;
(2)通过实验图乙、丙,可以得出结论: ;
(3)通过观察比较图 后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)若图乙、卯中字典对海绵、桌面的压强分别是p乙、p卯,则p乙 p卯(选填“>”、“=”或“<”),原因是 ;
(5)小丽同学想按图卯测量一本字典平放在水平桌面中央产生的压强,请你帮小丽完成实验步骤:
A.用弹簧测力计直接测出一本字典的重力为G;
B.用刻度尺分别测出字典的长a、宽b、厚c;
C.则一本字典本平放在水平桌面中央,对水平桌面产生的压强p卯= 。(用测得的物理量表示)
【答案】 海绵的形变程度 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 乙、丁 > 压力相同时,受力面积越小,压强越大
【解析】(1)[1]小丽通过海绵的形变程度来比较压力的作用效果,因为海绵所受的压力或受力面积不同,海绵的形变程度也不同。
(2)[2]图乙、丙中,海绵上分别平放了一本和两本字典,丙图中海绵的形变更明显,可以得出:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[3]要探究压力一定时,压力作用效果与受力面积的关系,应比较图乙和图丁。图乙和丁都是在海绵上放一本字典,即压力相同,但受力面积不同。
(4)[4][5]图乙、卯中,字典对海绵和桌面的压强p乙>p卯,原因是:压力相同时,受力面积越小,压强越大。海绵和桌面上都是平放一本字典,但字典在海绵上的受力面积更小。
(5)[6]字典与桌面的接触面积S=ab,则字典对桌面的压强
22.如图所示,均匀正方体A、B置水平面上,A的高度hA为0.1米,质量mA为2千克。
①求A的密度ρA;
②若B的质量为m0,底面积为S0,求B对水平面的压强pB;
③若B的高度hB不高于0.2米,当B的高度大于0.1米时,恰能使A、B对水平面的压强相等,求B的密度ρB的取值范围。
【答案】①2×103千克/米3;②;③1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3
【解析】解:①A的密度
②B对水平面的压强
③由于A与B均为均匀柱体置于水平面上,物体对地面的压强为
A、B对水平面压强相等,即
则
所以
由于
则
所以
答:①A的密度ρA为2×103千克/米3;
②B对水平面的压强pB是;
③B的密度ρB的取值范围1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3。
23.如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,甲的质量为6kg、底面积为0.02m2,乙的质量为7.5kg。甲对水平地面的压力为 N;甲对水平地面的压强为 Pa;若将它们顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量为420Pa,则乙对地面的压强变化量= Pa。(g取10N/kg)
【答案】 60 3000 525
【解析】解:[1]甲对水平地面的压力F甲为
F甲=G甲=m甲g=6kg×10N/kg=60N
[2]根据,甲对水平地面的压强为
[3]由题意可知,当甲顺时针旋转90°时,F不变,为420Pa,根据得
由于甲乙两个长方体形状、体积、相同,则
F乙=G乙=m乙g=7.5kg×10N/kg=75N
答:(1)甲对水平地面的压力为60N;
(2)甲对水平地面的压强为3000Pa;
(3)则乙对地面的压强变化量=525Pa。
24.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力均为G,甲的边长a为3h,乙的边长b为2h。求:
(1)正方体甲对地面的压强p甲;
(2)正方体甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙;
(3)若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】解:(1)正方体甲对地面的压力
正方体甲对地面的压强
(2)正方体甲的体积
正方体乙的体积
实心均匀的正方体甲、乙的重力均为G,根据可知质量
则正方体甲、乙的密度之比
(3)若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度后,它们剩余部分对地面的压强
根据,我们可得压强
由,可得
得
答:(1)正方体甲对地面的压强为;
(2)正方体甲、乙的密度之比为8:27;
(3)截去的厚度为。
25.如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05 倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水罐容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)酒洒水车的轮胎上有“凹凸不平”的花纹,目的是为了 ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强 (选填:“变大”、“变小”或“不变”);
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?( )
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少? ( )
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少? ( )
【答案】 通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦 变小 1.2×105N 2×105Pa 6×104N
【解析】(1)[1]酒洒水车的轮胎士有“凹凸不平”的花纹,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。
[2]洒水车匀速直线洒水作业过程中,水罐中水的质量变小,车的总质量变小;车对水平地面的压力等于车的总重力,根据
F=G=mg
可知,水平地面受到的压力变小,受力面积不变,根据可知,洒水车对水平地面的压强变小。
(2)[3]水的体积
V水=8×103L=8m3
水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg
水的重力
G水=m水g=8×103kg×10N/kg=8×104N
车的质量
m车=4t=4×103kg
车的重力
G车=m车g=4×103kg×10N/kg=4×104N
该洒水车储水罐装满水时的总重力为
G总=G车+G水=4×104N+8×104N=1.2×105N
(3)[4]该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力
F= G总=1.2×105N
受力面积
S=6×1×103cm2=0.6m2
该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强
(4)[5]阻力的大小
f阻=0.05G总=0.05×1.2×105N=6×104N
洒水车匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F牵引=f阻=6×104N
26.2017年4月26日,我国自行建造的航空母舰顺利下水,航母编队有多种舰船及舰载机组成,执行多种作战任务。
(1)飞行员发现航母渐渐远去,这是以 为参照物得到的结论;
(2)飞行员在空中执行任务期间是通过无线电波(光波的一种)进行相互联系的,这种波在空气中传播的速度与光速相等,这种无线电波的速度大小是 m/s;
(3)在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔,这是在 减弱噪声;
(4)编队中的导弹护卫舰利用超声波——声呐探测海底深度,当向海底发射超声波2s后收到从海底反射回来的超声波.已知当时声音在海水中的传播速度为1531m/s,此舰所在处的海底深度为多少 ?
(5)当质量为18000kg的飞机停在航母甲板上时,轮子与甲板接触的总面积约为1.5m2,试求此时飞机对甲板的压强是多少Pa ?
【答案】 飞机(或飞行员自己) 3×108 人耳处 1531m 1.2×105Pa
【解析】(1)[1]由图可知,飞机在航母甲板上运动,以飞机(或飞行员自己)为参照物,航母与飞机(或飞行员自己)之间的位置发生了变化,航母是运动的,即飞行员发现航母渐渐远去。
(2)[2]光在真空中的传播速度是3×108m/s,这种波在空气中传播的速度与光速相等,所以,无线电波的速度是3×108m/s。
(3)[3]在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔,可以防止噪声进入人耳,这是在人耳处减弱噪声。
(4)[4]根据题目可知,2s后收到从海底反射回来的超声波,那么声波从海面传到海底的时间为
由得海水的深度为
s=vt=1531m/s×1s=1531m
(5)[5]飞机对甲板的压力为
F=G=mg=18000kg×10N/kg=1.8×105N
此时飞机对甲板的压强
27.阅读短文,回答问题.
玉兔登月
2020年11月24日凌晨4点3分,在我国海南省文昌航天发射场上,“长征五号”运载火箭成功发射了探月工程“嫦娥五号”探测器,12月1日“嫦娥五号”成功登陆月球并开始科研工作,12月17日,在闯过月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后,历经重重考验的嫦娥五号,搭载着“玉兔三号”月球车返回器,并携带月球样品,成功返回地面.从月球采回质量1731g的月球样品,标志着中国首次地外天体样品储存、分析和研究工作拉开序幕。月球车的质量135kg,轮子与水平月面的总接触面积为。已知在地球上重6N的物体在月球上重1N,g取。
(1)月球表面松软,月球车车轮采用密度小、强度大的铝合金制造成带齿轮的轮子着地,带齿轮的目的是为了 ;轮子与水平月面的总接触面积为,每个轮子做的较宽,目的是为了 。
(2)“玉兔三号”月球车在月球采样前,对水平月面的压强为 Pa。
(3)“玉兔三号”月球车返回器加速离开月球时,相对于月球表面,发动机喷气的方向是向 (选填“上方”、“下方”或“水平方向”)喷出。此过程,返回器受到的是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
(4)1731g月球样品采回地球后质量将 ,重力将 (两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 增大摩擦 减小压强
(2)3750
(3) 下方 非平衡力
(4) 不变 变大
【解析】(1)[1]月球车车轮的表面带齿轮的目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
[2]每个轮子做的较宽,目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(2)在地球上重6N的物体在月球上重1N,月球车对月球表面的压力
月球车对水平月面的压强
(3)[1]因力的作用是相互的,为得到竖直向上的力,所以火箭发动机的喷气方向应该是竖直向下的方向施加。
[2]月球车返回器加速离开月球时,上升器上升过程中运动状态改变,所以受到非平衡力的作用。
(4)[1][2]质量是物体的一种属性,不随形状、状态、温度、位置的改变而改变,所以月球样品到达地球后质量不变;根据G=mg可知,从月球到达地球后,g变大,重力变大。
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第八章 压强
课时8.1 压强
2022年课程标准
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。
物理观念:
1.概念
(1)压力:垂直作用在物体表面上的力。
(2)压强:在物体表面受到的压力与受力面积的比值。
2.规律
(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
力的三要素:掌握大小、方向、作用点,理解其共同决定作用效果。
科学思维:
1.采用“归纳法”归纳出压力的定义。
2.采用“转换法”将压力的作用效果转换成可以看到的受压物的形变程度大小。
3.采用“比值定义法”得出压强的概念。
科学探究:利用控制变量法探究“压力的作用效果跟什么因素有关”。
科学态度与责任:通过亲身的体验和感悟获得对压强的感性认识,进而深入理解和应用这些知识。
知识点一、压力
运用对比法区别重力和压力
项目类别
重力
压力
作用点
物体的重心
受力物体表面
方向
竖直向下
垂直于受力物体表面,并指向受力物体
施力物体
地球
施压物体
大小关系
有时有关(有时小于重力,有时等于重力),有时无关系
压力的
示意图
钉子对木板的作用力
杯子对桌面的作用力
木块对斜面的作用力
共同特点
方向:垂直被压物体表面 作用点:接触表面
结论
压力: 垂直作用在物体表面上的力
特别提醒
1.放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力。
2.压力的本质是弹力,是受压物体发生弹性形变后要恢复原状,对施压物体产生的力。
典例01 下面压力方向图形正确的是( )
A. B.
C. D.
知识点二、探究压力的作用效果跟什么因素有关
实验器材:海绵、小桌和砝码。
实验过程及结论
实验操作
实验1:把小桌桌面朝上放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
实验
2:在小桌桌面上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅
实验1:在小桌桌面上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅
实验
2:在桌腿朝上的小桌上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅
实验现象
现象分析
受力面积相同,压力不同,海绵被压下的深浅不同,表明压力的作用效果不同。受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
压力相同,受力面积不同,海绵被压下的深浅不同,表明压力的作用效果不同。压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
总结归纳:
(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。
直观感受
拿出一端削尖的铅笔,用两手的食指压住铅笔的两端,接触铅笔尖端的食指感觉到较疼。
特别提醒
思想方法 转换法
由于不能直接观察压力的作用效果,实验中通过海绵受压时形变程度的大小来比较压力的作用效果。
典例02 小京利用小桌、铁块和海绵探究压力的作用效果与压力大小、受力面积是否有关,进行了如甲、乙、丙图所示的实验。
(1)该实验通过 来反映压力的作用效果;
(2)由乙、丙两图所示实验现象可得出:压力的作用效果与 有关。(选填“压力大小”或“受力面积”)
知识点三、压强
1.物理学中,把物体表面受到的压力与受力面积之比叫做压强。压强的公式为。
2.在国际单位制中,压强的单位是牛每平方米,叫做帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1 Pa=1N/m2。
问题
同一块砖平放时和半块砖竖放时,压力和受力面积都不相同,如何比较哪一次对地面的压力作用效果明显呢?
比较方法
相同面积比压力
相同压力比面积
分析过程
平放:
竖放:
平放:
竖放:
结论
竖放时1 cm2受到的压力为1.25 N,平放时1 cm2受到的压力为1 N,故竖放时压力作用效果明显。
竖放时1 N 压力作用在0.8 cm2,平放时1 N 压力作用在1 cm2,故竖放压力作用效果明显。
总结归纳:当压力和受力面积都不相同时,压力的作用效果一般用来表示。
(1)意义:表示压力作用效果的物理量。
(2)定义:压力和受力面积的比值。
(3)单位:帕斯卡(简称帕)。符号:Pa(1 Pa=1 N/m2)。
特别提醒 控制变量法
比较压力的作用效果要同时考虑压力和受力面积两个因素,可以控制其中一个因素,改变另一个因素,比较压力的作用效果。
比值定义法
用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。。
典例03 已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员和滑冰鞋的总重力;
(2)此时冰面受到的压强。
知识点四、增大和减小压强的方法
1.增大压强的方法:从可知增大压力或减小受力面积可以增大压强。
注射器的针尖做得较尖
菜刀磨得较锋利
破窗锤两端做得很尖
冰鞋下冰刀较锋利
在压力不变的情况下,减小受力面积可以增大压强。
2.减小压强的方法:从可知减小压力或增大受力面积可以减小压强。
笨重的坦克下装有履带
盖房子时需要打地基
书包带做得较宽
铁轨下铺有枕木
在压力不变的情况下,增大受力面积可以减小压强。
特别提醒
任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体可能会被损坏。
典例04 下列事例中属于增大压强的是( )
A.钉子一端做得很尖锐 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
问题一:探究压力的作用效果
【典例1】小张同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示:
(1)实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是 ;
(2)实验中小张是通过观察 来比较压力作用效果的;
(3)分析比较甲、乙两图所示的实验,能够得到的结论是 ;
(4)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”应通过比较 两图所示实验;
(5)小张同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的B1、B2两块,如图丁、戊所示,他通过观察实验现象发现它们对海绵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无关,他的实验结论 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
压力作用效果与压力大小和受力面积有关。
材料选择:海绵易形变,便于观察实验现象。
观察指标:通过海绵形变程度比较压力作用效果。
控制变量法:比较甲、乙图:受力面积相同,压力不同,得出压力越大效果越明显。比较甲、丙图:压力相同,受力面积不同,得出受力面积越小效果越明显。
错误分析:将物体B切分后,受力面积和压力同时改变,未控制压力不变,结论错误。。
【变式1-1】在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,小希同学利用木板、橡皮泥、包扎带和若干相同的钩码进行探究活动。
(1)橡皮泥做成长方体平放于木板上方,把包扎带剪出两段,并将两段包扎带分别绕在橡皮上,且在包扎带下方挂上不同数量的钩码,如图所示。小希同学是通过观察橡皮泥的 来比较压力作用效果的,通过观察对比可以得出结论:受力面积相同时, 。
(2)小希同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成 宽度的两段,两包扎带下方挂 数量的钩码进行实验。(均选填“相同”或“不同”)
【变式1-2】如图所示的是同学们探究“影响压力作用效果的因素”的实验情景。
(1)比较图甲和图乙可知:在接触面积相同时,海绵所受的压力 ,压力的作用效果越明显。
(2)比较图 可知:当海绵所受的压力相等时,接触面积越小,压力的作用效果越明显;生活中常见的 (任举一例即可)就是应用这个原理制成的。
问题二:固体压强的计算
【典例2】已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。(g取10N/kg)求:
(1)运动员和滑冰鞋的总重力;
(2)此时冰面受到的压强。
计算总重力:直接利用重力公式 G=mg,代入总质量和重力常数 g。
计算压强:冰面受到的压力等于总重力,利用压强公式,代入总重力和受力面积。
【变式2-1】如图所示,质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶(取)。求:
(1)小明骑自行车对地面的压力是多少?
(2)小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm2,则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少?
【变式2-2】如图所示,将质量为10千克、底面积为米2的实心圆柱体置于水平地面上,求:(g取)
(1)地面受到的压力;
(2)地面受到的压强;
(3)现将圆柱体沿水平方向切去0.2米的高度,圆柱体对水平地面的压强变化量为4000帕,求圆柱体原来的高度h。
【基础强化】
1.如图所示的实例中,为了减少压强的是( )
A.图钉尖做得很尖
B.铁轨铺在路枕上
C.斧头刃做得很薄
D.推土机土铲做得很锋利
2.下列生活事例采取的做法中,为了增大压强的是( )
A.火车钢轨下垫上枕木 B.禁止货车超载
C.刀刃磨得锋利 D.雪橇板做得比较宽大
3.一块长方体合金块,重1.2N,侧放于面积为1m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10-3m2,下列说法正确的是( )
①合金块对桌面的压强是1.2Pa
②合金块对桌面的压强是1200Pa
③若沿竖直方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
④若沿水平方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
4.如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
5.如图所示,用两拇指同时压铅笔两端,左手指受到铅笔的压力为、压强为;右手指受到铅笔的压力为、压强为;则 。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
6.篆刻是我国一门古老的艺术形式,篆刻刀的刀口做得很锋利是为了增大 ;“泥人张”彩塑是天津特色民间工艺品,艺人将泥揉捏成形态各异的人物,这表明力可以改变物体的 。
7.劳动教育是素质教育的重要组成部分。在中学生劳动实践基地,同学们见到了收割麦子的镰刀、挑水的扁担等农具。镰刀刀刃被磨得非常锋利,是通过 来增大压强的;扁担中段制作得稍宽,是通过 来减小压强的。
8.如图所示为“顶针”,是民间常用的缝纫用品,一般为铁制,套在中指上,能顶着针尾,手指发力来穿透衣物。用顶针套在手指上推针目的是 (选填“增大”或“减少”)对手指的压强。针头非常尖锐的目的是在使用过程中 (选填“增大”或“减少”)压强。
9.小张同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示:
(1)实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是 ;
(2)实验中小张是通过观察 来比较压力作用效果的;
(3)分析比较甲、乙两图所示的实验,能够得到的结论是 ;
(4)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”应通过比较 两图所示实验;
(5)小张同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的B1、B2两块,如图丁、戊所示,他通过观察实验现象发现它们对海绵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无关,他的实验结论 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
10.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,小希同学利用木板、橡皮泥、包扎带和若干相同的钩码进行探究活动。
(1)橡皮泥做成长方体平放于木板上方,把包扎带剪出两段,并将两段包扎带分别绕在橡皮上,且在包扎带下方挂上不同数量的钩码,如图所示。小希同学是通过观察橡皮泥的 来比较压力作用效果的,通过观察对比可以得出结论:受力面积相同时, 。
(2)小希同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成 宽度的两段,两包扎带下方挂 数量的钩码进行实验。(均选填“相同”或“不同”)
【素养提升】
11.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,p甲>p乙
B.F甲>F乙,p甲<p乙
C.F甲=F乙,p甲>p乙
D.F甲=F乙,p甲<p乙
12.2024年 6月 2 日,嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,图是嫦娥六号探测器,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
13.如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端移离桌边近木块一半的过程中( )
A.压力不变,压强不变 B.压力不变,压强增大
C.压力减小,压强不变 D.压力增大,压强减小
14.如图所示,一块长木板放在水平桌面上,在水平向左推力F作用下做匀速直线运动,直至木块右端与桌边对齐,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的变化情况分析正确的是( )
A.F和p不变,f变大 B.F和f不变,p变大
C.F变小,p和f变大 D.F和f不变,p变小
15.如图所示,将圆柱体A、B重叠放置在水平桌面上,圆柱体A的重力为200N,底面积为100cm2,圆柱体B的重力为80N,底面积为40 cm2.圆柱体A对圆柱体B的压强p= Pa,圆柱体B对水平桌面的压强p= Pao
16.如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面逐渐移出桌面(没掉下)的过程中,弹簧测力计的示数 ,木块对桌面的压力 ,木块对桌面的压强 。 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
17.一款环保共享电动汽车满载时总质量为900kg,轮胎与地面的总接触面积为300cm2,静止在水平马路上时,路面受到的压力F= N,压强p1= Pa;若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压强p2 p1(选填“大于”,“等于”或“小于”)(g取10N/kg)。
18.一头质量为5t的大象,每只脚掌的面积为0.05m2,它的重力为 N,它四脚站立时对地面的压强为 Pa;若大象抬起一条腿,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g=10N/kg)
19.小明在参观苏州市御窑金砖博物馆时,从解说员的讲解中得知某块金砖的长、宽、高分别为70cm、70cm、10cm,金砖的密度为2.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金砖的重力G;
(2)若重490N的小明站在如图所示的金砖上,金砖对水平地面的压强p。
20.如图所示是王老师上班骑的电动自行车,整车质量为40kg。
(1)若王老师骑电动自行车以6m/s的速度匀速行驶时,则王老师骑行10min所通过的路程为多少m?
(2)若王老师的质量是70kg,他骑电动自行车行驶在水平路面上,行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50cm2,则电动自行车对地面的压强为多少Pa?
【能力培优】
21.在探究“压力的作用效果”的实验中,小丽利用规格相同的两块海绵及相同的三本字典,设计了如图所示的实验:
(1)实验中,小丽是根据 来比较压力的作用效果;
(2)通过实验图乙、丙,可以得出结论: ;
(3)通过观察比较图 后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)若图乙、卯中字典对海绵、桌面的压强分别是p乙、p卯,则p乙 p卯(选填“>”、“=”或“<”),原因是 ;
(5)小丽同学想按图卯测量一本字典平放在水平桌面中央产生的压强,请你帮小丽完成实验步骤:
A.用弹簧测力计直接测出一本字典的重力为G;
B.用刻度尺分别测出字典的长a、宽b、厚c;
C.则一本字典本平放在水平桌面中央,对水平桌面产生的压强p卯= 。(用测得的物理量表示)
22.如图所示,均匀正方体A、B置水平面上,A的高度hA为0.1米,质量mA为2千克。
①求A的密度ρA;
②若B的质量为m0,底面积为S0,求B对水平面的压强pB;
③若B的高度hB不高于0.2米,当B的高度大于0.1米时,恰能使A、B对水平面的压强相等,求B的密度ρB的取值范围。
23.如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,甲的质量为6kg、底面积为0.02m2,乙的质量为7.5kg。甲对水平地面的压力为 N;甲对水平地面的压强为 Pa;若将它们顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量为420Pa,则乙对地面的压强变化量= Pa。(g取10N/kg)
24.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力均为G,甲的边长a为3h,乙的边长b为2h。求:
(1)正方体甲对地面的压强p甲;
(2)正方体甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙;
(3)若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度。
25.如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05 倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水罐容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)酒洒水车的轮胎上有“凹凸不平”的花纹,目的是为了 ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强 (选填:“变大”、“变小”或“不变”);
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?( )
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少? ( )
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少? ( )
26.2017年4月26日,我国自行建造的航空母舰顺利下水,航母编队有多种舰船及舰载机组成,执行多种作战任务。
(1)飞行员发现航母渐渐远去,这是以 为参照物得到的结论;
(2)飞行员在空中执行任务期间是通过无线电波(光波的一种)进行相互联系的,这种波在空气中传播的速度与光速相等,这种无线电波的速度大小是 m/s;
(3)在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔,这是在 减弱噪声;
(4)编队中的导弹护卫舰利用超声波——声呐探测海底深度,当向海底发射超声波2s后收到从海底反射回来的超声波.已知当时声音在海水中的传播速度为1531m/s,此舰所在处的海底深度为多少 ?
(5)当质量为18000kg的飞机停在航母甲板上时,轮子与甲板接触的总面积约为1.5m2,试求此时飞机对甲板的压强是多少Pa ?
27.阅读短文,回答问题.
玉兔登月
2020年11月24日凌晨4点3分,在我国海南省文昌航天发射场上,“长征五号”运载火箭成功发射了探月工程“嫦娥五号”探测器,12月1日“嫦娥五号”成功登陆月球并开始科研工作,12月17日,在闯过月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后,历经重重考验的嫦娥五号,搭载着“玉兔三号”月球车返回器,并携带月球样品,成功返回地面.从月球采回质量1731g的月球样品,标志着中国首次地外天体样品储存、分析和研究工作拉开序幕。月球车的质量135kg,轮子与水平月面的总接触面积为。已知在地球上重6N的物体在月球上重1N,g取。
(1)月球表面松软,月球车车轮采用密度小、强度大的铝合金制造成带齿轮的轮子着地,带齿轮的目的是为了 ;轮子与水平月面的总接触面积为,每个轮子做的较宽,目的是为了 。
(2)“玉兔三号”月球车在月球采样前,对水平月面的压强为 Pa。
(3)“玉兔三号”月球车返回器加速离开月球时,相对于月球表面,发动机喷气的方向是向 (选填“上方”、“下方”或“水平方向”)喷出。此过程,返回器受到的是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
(4)1731g月球样品采回地球后质量将 ,重力将 (两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
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