内容正文:
第2章力与空间探索第3节《压强》知识清单
(一)压力
1. 定义:压力是________作用在物体表面上的力,是物体之间由于________而产生的。
2. 方向:________于接触面,指向________物体。
3. 作用点:作用在________物体表面。
4. 压力与重力的区别:
施力物体:压力的施力物体是与受力物体相互挤压的物体,重力的施力物体是________。
受力物体:压力的受力物体是被挤压的物体,重力的受力物体是________。
性质:压力属于________,重力属于________。
产生原因:压力是物体间相互接触且________产生的,重力是由于________的吸引而产生的。
大小:压力大小和________程度有关,重力大小与物体的________有关(G=mg)。
方向:压力方向________于接触面指向受力物体,重力方向________向下。
等效作用点:压力作用点在________中心,重力作用点在________。
5. 联系:
压力不是重力,但很多时候压力是由重力产生的;
当物体在水平面上静止或做匀速直线运动时,物体对水平面压力的大小、方向跟物体受到的重力的大小、方向________。
(二)影响压力作用效果的因素
1. 提出问题:压力的作用效果跟哪些因素有关?
2. 猜想与假设:压力的作用效果可能与压力的大小有关,还可能与________的大小有关。
3. 设计与进行实验:
器材:小桌、海绵、砝码。
步骤:
如图甲所示,将小桌正立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
如图乙所示,将小桌正立放在海绵上,在小桌上放上砝码,观察海绵的凹陷程度;
如图丙所示,将小桌倒立后放在海绵上,并在其上放一个砝码,观察海绵的凹陷程度。
4. 分析与论证:
比较甲图和乙图,海绵受力面积相同,乙图中海绵受到的压力大、凹陷深,压力的作用效果比甲图明显,说明:受力面积一定时,压力越________,压力的作用效果越明显;
比较乙图和丙图,海绵受到的压力相同,乙图中海绵的受力面积小、凹陷深,压力的作用效果比丙图明显,说明:压力大小一定时,受力面积越________,压力的作用效果越明显。
5. 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:
受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
压力的大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(三)压强
1. 定义:物体所受________大小与________之比。
2. 公式:压强=,用字母表示为________(表示压强,表示压力,表示受力面积)。
3. 公式的变形应用:
利用压强求压力:________。
利用压强求受力面积:________。
4. 单位:在国际单位制中,压强的单位是________,简称帕,符号是________。帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位还有百帕(hPa)、千帕(kPa)、兆帕(MPa)。
5. 对压强单位的认识:
一张对折的报纸平铺在水平桌面上时,对桌面的压强约为________。
一块平放的砖对水平地面的压强约为________。
坦克的履带对水平地面的压强约为________。
成年人站立在水平地面上对地面的压强约为________。
(四)应用压强公式时的注意事项
1. 单位统一:用压强公式计算时,各物理量的单位必须统一用国际单位制单位,的单位为________,的单位为________,的单位为________。
2. 确定受力面积:公式中的是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,两者相互接触的面积。例如将一底面积为的物体分别放置在面积为和的两个桌面上,两种情况下,物体对桌面的压力相等,但图甲中受力面积是________,图乙中受力面积是________。
(五)增大和减小压强的方法
1. 增大压强:
压力一定,减小受力面积:例如刀口很锋利,缝衣针的针头、图钉的钉头很尖,滑冰鞋的底下装有冰刀,蚊子尖尖的口器,啄木鸟的尖喙,破窗锤的锤头做成锥状等。
受力面积一定,增大压力:如压路机的碾子质量很大。
增大压力的同时减小受力面积:比如用铁锤钉钉子。
2. 减小压强:
压力一定,增大受力面积:例如书包的背带较宽,坦克安装履带,铁轨铺在枕木上,骆驼有宽大的趾,载重汽车的车轮又宽又多,纪念碑宽大的底座,用滑雪板滑雪等。
受力面积一定,减小压力:像现代建筑广泛采用空心砖,中空的石柱,道路上禁止超载等。
减小压力的同时增大受力面积:人在冰面上行走发现有破冰危险时,丢掉负重且改为匍匐行进。
(六)液体压强
1. 探究液体压强的存在
提出问题:固体会产生压强,液体是否也会产生压强?
实验过程:将带有橡皮膜的玻璃管插入水中不同深度,观察橡皮膜的变化;将水注入一端扎有橡皮膜的玻璃管内,观察橡皮膜的变化。
实验现象:将水注入管内,橡皮膜向外凸出,水注入越多,橡皮膜向外凸出越明显;竖直玻璃管下端插入水下,橡皮膜向内凸出。
结论:液体对容器底部和侧壁都会产生压强,液体的深度越________,压强越大。
2. 压强计
作用:比较液体内部的压强大小。
构造:主要由U形玻璃管、橡皮管、探头(金属盒和橡皮膜)组成。
工作原理:当橡皮膜受到外力作用而向里凹陷时,U形玻璃管两侧液面出现高度差,因此可通过两侧高度差来反映压强的大小,液面高度差越________,表示压强越大。
3. 探究液体内部压强的特点
提出问题:液体内部压强的大小跟哪些因素有关?
作出猜想:液体内部压强大小与深度有关,液体内部同一深度各个方向的压强相等,可能还与液体的密度有关。
实验原理:控制变量法。
控制液体的密度与金属盒在液体中的深度都相同,改变金属盒的方向,探究液体内部同一深度向各个方向压强的关系。
控制液体的密度、金属盒的方向都相同,改变金属盒在水中的深度,探究液体内部压强与深度的关系。
控制金属盒的方向、在液体中的深度都相同,改变液体的密度(增大),探究液体内部压强与液体密度的关系。
进行实验:按照上述控制变量的思路,利用压强计进行实验,记录U形管两侧液面的高度差。
现象分析与探究归纳:
液体内部各处都有压强;
同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强________;
液体内部的压强随深度的增加而________;
不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,液体的密度越________,压强越大。
答案
(一)压力
1. 垂直;相互挤压
2. 垂直;受力
3. 受力
4. 地球;物体本身
弹力;引力
挤压;地球
弹性形变;质量
垂直;竖直
接触面;重心
5. 相同
(二)影响压力作用效果的因素
2. 受力面积
3. 大
小
(三)压强
1. 压力;受力面积
2. P=F/S
3. F=P×S
S=F/P
4. 帕斯卡;Pa
5. 1帕
1000帕
100000帕
15000帕
(四)应用压强公式时的注意事项
1. 牛(N);平方米(m²);帕斯卡(Pa)
2. 物体的底面积;物体的底面积
(六)液体压强
1. 深
2. 大
3. 相等
增大
大
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