内容正文:
9.1压强
一、压力
1.压力的定义:垂直压在物体表面上的力叫压力。
2.压力产生条件: 接触挤压、发生形变。
3.压力方向:垂直于受力面。
4.压力与重力的关系:力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平面上时压力才等于重力。
Eg:重为G的物体在承面上静止不动。指出下列各种情况下所受压力的大小。
F
F
F
F
F
1
2
3
4
5
6
二、压强
1.压强是表示压力作用效果的一个物理量,它的大小与压力大小和受力面积大小有关。
2.压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。用符号p表示
3.公式:。
(1)单位:Pa(帕斯卡)。1Pa=lN/m2,其物理意义是:1m2的面积上受到的压力是1N。
(2)常见压强:一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa;成人站立时对地面的压强约为:1.5×104Pa
4.进行压强的计算需要注意:
(1)单位统一:各物理量单位都使用国际单位;
(2)分清压力和受力面积(压力是作用在物体上的力,受力面积不一定是物体的底面面积);
(3)会利用压强公式的变形公式计算其他物理量。
★计算注意事项:
①只有水平放置且无其他竖直方向的作用力,压力大小才会等于重力。(通常需要用受力分析求出支持力大小进而得到压力大小)
②受力面积的理解:常考汽车需注意轮胎个数;还有实际受力面应为较小接触面
Eg:求B对A的压强时应选用 的面积。
4、增大压强的方法:(1)增大压力 举例:用力切菜易切断
(2)减小受力面积 举例:磨刀不误砍柴功、缝衣针做得很细
5、减小压强的方法: (1)减小压力 举例:车辆行驶要限载
(2)增大受力面积 举例:铁轨铺在路枕上、坦克安装履带、书包带较宽等。
例题
1、关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力和重力是同一个力 B.压力的方向总是竖直向下
C.物体受到压力后会发生形变 D.压力的大小等于重力的大小
2、在图中,正确表示压力的是( )
3、如图所示,正方体金属块重30 N,力F大小恒为50 N,那么在下列四种情况下,支持面所受的压力分别是:FA= N,FB= N,FC= N,FD= N。
4、如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
甲 乙
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④甲、乙两次实验,可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果
A.①② B.①②④ C.①③④ D.①②③④
5、一个普通的中学生,双脚站在地面上时,他对地面的压强大约是( )
A.1.5×102Pa B.1.5×103Pa C.1.5×104Pa D.1.5×105Pa
6、如图所示的实例中,目的是为了增大压强的是( )
A.铁轨下铺枕木 B.坦克装有履带 C.刀刃磨得很薄 D.书包背带很宽
7、工程载重汽车装有许多车轮,是为了减小汽车对地面的 ;轮胎上的花纹比较深,是为了 .若轮胎能承受的最大压强为7×105 Pa,轮胎与地面的总接触面积为0.4 m2,则该汽车载物后的总重力不能超过 N.
8、一头质量为6×103 kg的大象,每只脚掌的面积为600 cm2,它的重力为 N,它四脚着地时对地面的压强为 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取10 N/kg)
9、滑雪板长1.5m、宽12cm,滑雪者与滑雪板总重为720N,当滑雪者站立在水平雪地上时,滑雪板对雪地的压强为
Pa。
10、总重量为700 N的人直接站立在六个鸡蛋上,鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,如图所示.泡沫板的凹槽增大了鸡蛋的________,从而减小压强来保护鸡蛋.如果脚与鸡蛋的总接触面积约为1.4×10-3 m2,此时脚对鸡蛋的压强为________Pa.
11、2020年初,一场罕见的大雪袭击了加拿大。厚达2m的积雪,给市民出行带来了极大不便。若积雪的密度约为0.2×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)请计算2m厚的积雪对水平地面的压强;
(2)若2m厚的积雪压在面积为5m2的汽车顶部,请计算汽车顶部所受的压力。
12、为了倡导绿色出行,盐城市投放了大量的共享自行车。小明的质量为50kg,车的重力为100N,每个轮胎与地面接触面积为0.01m2,小明在水平路面上骑车。(g取10N/kg)求:
(1)小明的重力;
(2)自行车对地面的压力;
(3)自行车对地面的压强。
13、甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的质量一定比乙大 B.甲的质量一定比乙小
C.甲的密度一定比乙大 D.甲的密度一定比乙小
14、如图所示,图钉尖的面积是10-7m2,图钉帽的面积是10-4m2,墙壁表面能承受的最大压强是5×106Pa,下列说法正确的是( )
A. 手指必须用大于0.5N的压力,图钉尖才能进入墙壁 B. 手指必须用大于500N的压力,图钉尖才能进入墙壁
C. 图钉静止时,手对钉帽的压力大于墙对钉尖的支持力 D. 图钉静止时,手对钉帽的压力小于墙对钉尖的支持力
15、如图,一长木板放在粗糙的水平桌面上,小明用水平向右的力拉动木板,使其向右加速运动,在长木板从桌面滑落之前的运动过程中( )
A. 木板受到的摩擦力变大
B. 木板具有的惯性变大
C. 木板对桌面的压力变大
D. 木板对桌面的压强变大
16、如图所示,左手平压气球,右手指顶住气球,气球静止.左手对气球的压力 (选 填“小于”、“等于”或“大于”)右手指对气球的压力,左手对气球的压强 (选填“小于”、“等于”或“大于”)右手指对气球的压强.
17、人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,它与地面的接触面积为0.01m2。
(1)求送餐机器人的重力;
(2)送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的。有一小块玻璃钢材料的质量为90g,体积为50cm3,求该材料的密度;
(3)若送餐机器人托着3kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强。
18、有两个圆柱体A、B,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40cm2.将圆柱体B放在水平面上,再把圆柱体A放在圆柱体B的上面,如图所示,求:
(1)圆柱体A对圆柱体B的压强;
(2)圆柱体B对桌面的压强.
19、如图所示,水平桌面上放有两个由相同材料制成的立方体A和立方体B,边长分别为2cm和lcm,材料的密度为8.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)立方体A的重力,以及它对桌面产生的压强;
(2)当将立方体B叠放于立方体A上时,桌面受到的压强增加了多少。
三、柱体压强
(1)推导:水平放置的柱体(无其他外力作用时)对水平面的压强:
。
(2)柱体切割(设切割前对地面的压强为p0,切后为p):
例题
1、如图所示,三个粗细、长短都不相同的均匀实心铁制圆柱体竖直放在水平地面上,对水平地面压强最小的是 ( )
A.甲铁柱 B.乙铁柱 C.丙铁柱 D.无法确定
2、如图,在水平桌面上竖立着三个柱状物甲、乙、丙,它们的高度均为h,均为实心匀质,甲、乙、丙的底面分别是半径为R的圆面、边长为a的正方形、半径为r的圆面.已知:2R>a>2r,它们对桌面的压强p甲=p乙=p丙,则甲、乙、丙材料的密度比较,正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙>ρ丙 B. ρ甲=ρ乙>ρ丙
C. ρ甲<ρ乙<ρ丙 D. ρ甲=ρ乙=ρ丙
3、如图所示,将高度和材料完全相同的实心长方体A、B放在水平桌面上.A、B对桌面的压力分别为FA和FB,压强分别为pA和pB,它们的大小关系正确的是( )
A.FA<FB,pA<pB B.FA>FB,pA=pB C.FA>FB,pA<pB D.FA>FB,pA>pB
4、如图所示的甲、乙两个实心均匀正方体分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等.现分别在两个正方体的上部,沿水平方向切去一部分,则以下判断正确的是( )
A. 若切去的高度相等,则甲被切去的质量可能多
B. 若剩余的高度相等,则甲被切去的厚度一定多
C. 若切去的质量相等,则甲被切去的厚度一定多
D. 若剩余的质量相等,则甲被切去的厚度可能多
5、如图所示,边长分别为0.2m和0.1m的实心正方体A、B,正方体 A 叠放在正方体 B上面,B 放在地面上,已知ρA=2×103kg/m3,ρB=8×103kg/m3。则物体A质量为______kg;物体B对地面的压强为______Pa。
6、如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后,使甲乙剩余部分的高度均为h。若此时甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙的关系是p甲______p乙,压力F甲、F乙的关系是F甲______F乙(均选填“>/</=”)。
7、一块长方体橡皮,重为0.3N,侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积是1×10-3m2,如图所示。它对桌面的压强是 Pa。若沿ab方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压强 (填"变大"或"变小"或"不变")、橡皮的密度 (填"变大"或"变小"或"不变")。
8、如图所示,A、B是由同种材料制成的大小、规格相同的实心长方体,长方体的密度为ρ、长为l、高和宽均为h,现将两长方体按图甲、乙所示的方式放置,则图甲中A对地面的压力F甲与图乙中B对地面的压力F乙的关系为F甲________(选填“>”“=”或“<”)F乙.若图甲中A对地面的压强为p甲,图乙中B对地面的压强为p乙,则p甲可表示为________,p甲和p乙的比值为________.
真题进阶
Eg1、(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: ;
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是: ;
A.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为,则 (选填“<”、“=”或“>”);
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是: 。
Eg2、(2024·北京·中考真题)如图所示,左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止。下列说法正确的是( )
A.手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
B.手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
C.手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
D.手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力
Eg3、如图所示,甲、乙两正方体放在海绵上,海绵下陷程度相同,以下说法正确的是( )
A.甲、乙重力相等 B.甲的密度大于乙的密度
C.把甲放在乙上和把乙放在甲上海绵下陷程度相同 D.把乙竖直截去一定的宽度后,乙下陷程度变大
Eg4、如图7甲所示,在水平雪地上,穿着运动鞋的小明总重力为 600N,他深陷雪地。对雪地的压强是 1.5×104Pa,图7乙是重为 4600N 的骆驼在沙地上的情景,骆驼具有宽大的脚掌,脚掌与沙地的总接触面积是 0.08m2,下列说法正确的是( )
A.小明对雪地的压强和骆驼对沙地的压强大小相等
B.小明对雪地单位面积的压力比骆驼对沙地单位面积的压力小
C.小明深陷雪地,骆驼没有陷入沙地,小明对雪地的压力大于骆驼对沙地的压力
D.因为雪地和沙地不属于同一物质,根本无法比较小明和骆驼对地面的压强谁更大
Eg5、一手握住甲,乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃脆裂时乙核桃完好,如图所示,下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A.两核桃相接触部位受到的压强相等 B.乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力
C甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变 D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力
Eg6、A、B为两质量分布均匀的正方体,它们的质量均为1kg;A的底面积为1×10—2m2,B的底面积为4×10—2m2。如图17所示,将B放在水平地面上,把A放在B的正上方,A对B的压力为F1,A对B的压强为p1;如图18所示,将A放在水平地面上,把B放在A的正上方,B对A的压力为F2,B对A的压强为p2。则F1_____F2(选填">"、"="或"<");p1_____p2(选填">"、"="或"<");p2=_________Pa.(g取10N/kg)
Eg7、(19年)如图20所示,钢制的圆柱展示台,底面积为S=1 dm2,另一个为钢制的圆台零件,上底面积S1=3 dm2,下底面积S2=12 dm2,把零件分别按图21和图22所示的方式静置在展示台上,两物体的轴在同一直线上。图21中零件对展示台面的压力为F1、压强为P1;图22中零件对展示台面的压力为F2,压强为p2。则F1_____F2,p1______p2(选填“>”、“=”或“<”)。
Eg8、白色感压纸受到的压强达到可测最小值时才变色,且颜色随压强变大而变深,大于可测最大值时颜色不再变深. 感压纸 A 的规格如图 19 所示.
实验 1:用 250N 的压力垂直作用在 A 上,受力面积为 0.25cm2,此压力对 A 的压强为 __________N/cm2 .
实验 2:仍用 250N 的压力垂直作用在与 A 规格相同的感压纸上,要使它变色且颜色深度与实验 1 不同,下列哪些受力面积符合要求?__________
① 2cm2 ② 0.8cm2 ③ 0. 3cm2 ④ 0.1 cm2 ⑤ 0.01 cm2
Eg9、(16年)对某汽车做测试,只调整轮胎气压,测得单个轮胎数据在表1。
次数
1
2
3
轮胎气压/105Pa
4.6
8.1
10.5
地面的受力面积/x10-2m2
3.6
3.0
2.4
对地压强/x105Pa
5.0
6.0
7.5
表1(每次单个轮胎对地压力不变)
(1) 根据公式 ,单个轮胎对地压力为 N。
(2)根据表1,要减小空车停在水平路面时的对地压强,可行的方法是 。
Eg10、(21年)如图 5、甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲( )
A.所受的重力较大 B.所受的重力与乙的相等
C.对沙滩的压强较大 D.对沙滩的压强较小
Eg11、如图所示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
Eg12、图1为提袋器(忽略重力),图2用提袋器提袋子时手受到压强p1,图3用手直接提同一个袋子手受到压强为p2,p1 p2(选填“>”、“<”、“=”),判断的依据是 。
Eg13、如图所示,质地均匀的长方体重为10N,如下图所示状态放在水平桌面上。
(1)若此时它与桌面的接触面积为0.01m2,则此时它对桌面的压强为 Pa;
(2)若图中阴影部分切除,则剩余部分对桌面的压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”),依据是 ;
(3)在探究压力的作用效果时,将同一小桌和砝码放在如图所示的木板和海绵上,观察发现,海绵的形变程度远大于木板,比较左图海绵受到的压强p海绵和右图木板受到的压强p木板的大小关系为p海绵 p木板(填“>”、“<”或“=”)。
固体压强答案
1、 C
2、D
3、50;30;80;20
4、D
5、C
6、C
7、压强;增大摩擦力;2.8×
8、6×;2.5×;变大
9、2000
10、受力面积;5×106
11、(1)4×103Pa;(2)2×104N
12、(1)500N (2)600N (3)3×104Pa
13、A
14、A
15、D
16、等于;小于
17、(1)400 (2)1.8g/cm3 (3)4.3×104
18、(1)5×104 (2)7×104
19、(1)0.64N;1600Pa (2)200Pa
柱体压强答案
1、A
2、D
3、B
4、C
5、16;2.4×104
6、B
7、300
8、=;2ρgl;
真题进阶答案
1、被压下的深浅;不可以 (2)受力面积;受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 (3)A (4)= (5)没有控制压力的作用大小相同
2、B
3、B
4、B
5、A
6、=;=;1000
7、=;=
8、1000;②③
9、 (1)p=;1.8×104 (2)减小轮胎气压
10、A
11、B
12、<;压力相同,用提袋器时受力面积大
13、(1)1000 (2)变小;接触面积不变,压力变小,由p=得剩余部分对桌面压强将变小 (3)=
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