2.3 压强 课时1 压强及其影响因素-2025-2026学年八年级科学上册同步精讲精练(浙教版2024)
2025-08-19
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2份
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30页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.32 MB |
| 发布时间 | 2025-08-19 |
| 更新时间 | 2025-08-19 |
| 作者 | 鼎优理化 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53517771.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第2章 力与空间探索
第3节 压强
课时1 压强及其影响因素
◆网络构建
◆课本导学
一、压力的作用效果
二、增大或减小压强的方法
◆解题突破
题型 探究影响压力作用效果的因素
◆基础训练
考点1 压力的作用效果
考点2 压强的计算
考点3 增大或减小压强的方法
易错点 误以为压力就是重力
◆强化训练
一、压力的作用效果
1. 压力的定义
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
实例
放在水平桌面上的杯子对桌面的作用力F1
手指按墙,手指对竖直墙面的作用力F2
放在斜面上的物体对斜面的压力F3
总结
(1)方向:垂直于接触面,指向受力物体。
(2)作用点:作用在受力物体表面。
【辨析比较】
比较
物体A对斜面的压力
物体A受到的重力
区别
力的示意图
施力物体
物体A
地球
受力物体
斜面
物体A
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触且挤压
地球的吸引
大小
和弹性形变程度有关
G = mg
方向
垂直于接触面指向受力物体
竖直向下
等效作用点
接触面中心
重心
联系
(1)压力不是重力,压力是由重力产生的,压力大小并不一定等于重力但很多时候;
(2)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、方向相同
【名师讲解】压力是物体间因相互挤压而产生的,彼此分离的两个物体之间不会产生压力。
2.影响压力作用效果的因素(教材第 79 页探索活动)
提出
问题
压力的作用效果跟哪些因素有关?
猜想与假设
压力的作用效果可能与压力的大小有关,还可能与受力面积的大小有关
设计与
进行实验
(1)如图甲所示,将小桌正立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
(2)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;
(3)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
分析与
论证
(1)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;
(2)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
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:
(1)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)压力的大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【名师讲解】铅笔两端对手指的压力大小相等,而受力面积不同,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
★探索思考:对比甲图和丙图,为什么压力增大了,压力作用效果反而不明显呢?
提示:压力的作用效果是由单位面积上受到的压力决定的。丙图和甲图相比,虽然压力增大了,但是受力面积也增大了,单位面积上受到的压力变化不明显,所以丙图中压力的作用效果较甲图不明显。
【例1】(金华九中期末)如图所示,小文把同一个装满水的矿泉水瓶用两种方式放在同一块海绵上,压力作用效果明显的是图________(选填 “甲” 或 “乙”),这一现象说明压力作用效果与____________大小有关;将瓶中水倒掉一半后按图甲所示的方式放置,比较前后两次海绵形变的大小,这是探究压力作用效果与____________的关系。
【答案】乙;受力面积;压力大小
【解析】小文把同一个装满水的矿泉水瓶用两种方式放在同一块海绵上,由题图可知,压力作用效果明显的是题图乙。题图甲和题图乙中压力相同,题图乙中受力面积较小,压力的作用效果更明显,这一现象说明压力作用效果与受力面积大小有关;将瓶中水倒掉一半后按题图甲所示的方式放置,比较前后两次海绵形变的大小,此时受力面积相同,压力不同,这是探究压力作用效果与压力大小的关系。
【特别提醒】实验中科学方法的应用
(1) 研究压力的作用效果跟压力大小的关系时,保持受力面积不变,改变压力的大小,观察被压物体形变的大小;研究压力的作用效果跟受力面积大小的关系时,保持压力大小不变,改变受力面积的大小,观察被压物体形变的大小,这里采用了控制变量法。
(2) 将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,这里采用了转换法。被压海绵的形变量越大,说明压力的作用效果越明显。
3.压强
(1)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(2)公式:;(p表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
公式的变形应用:利用压强求压力:F = pS。
利用压强求受力面积:。
(3)单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1Pa = 1N/m2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103Pa)、兆帕(106Pa)。
【名师讲解】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1Pa
一块平放的砖对水平地面的压强约为103Pa
坦克的履带对水平地面的压强约为105Pa
成年人站立在水平地面上对地面的压强约为1.5×104Pa
【例2】关于压力和压强的说法正确的是( )
A. 压力越大,压强一定越大
B. 受力面积越小,压强一定越大
C. 受力面积相同,物体越重,压强一定越大
D. 压力相同,受力面积越大,压强一定越小
【答案】D
【解析】只有在受力面积一定时,压力越大,压强才越大,但压力不一定等于重力,A、C 选项均错误;只有在压力一定时,受力面积越小,压强才越大,B 选项错误。
4.应用压强公式时的注意事项
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,p的单位为Pa,F的单位为N,S的单位为m2。
确定受力面积
公式中的S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。如图所示,将一底面积为S的物体A分别放置在面积为S1和S2的两个桌面上,两种情况下,物体A对桌面的压力相等,但图甲中受力面积是S,图乙中受力面积是S2
【例3】(绍兴期末)如图是一个身高体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示其身高、体重。若体检者重600N,双脚与台面的接触面积为0.05m2,则他对台面的压强为________Pa。
【答案】1.2×104
【解析】体检者站在台面上时,对台面的压力F = G = 600N,对台面的压强p =。
【名师讲解】
(1)人踩到一颗钉子上会被扎伤,但躺在钉床上却能安然无恙,这是因为大量的钉子增加了接触面积,减小了压强。
(2)帕斯卡是国际单位制中表示压强的单位,是为了纪念法国科学家帕斯卡而命名的。
(3)受力面积是施力物体挤压受力物体时,二者相互接触的面积。只有接触没有挤压的面积不能算。
二、增大或减小压强的方法
方法
实例
增大压强
压力一定,减小受力面积
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
压路机的碾子质量很大
增大压力的同时减小受力面积
用铁锤钉钉子
减小压强
压力一定,增大受力面积
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
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
【名师讲解】教材读图(教材第 81 页)
“坦克装有履带” 和 “火车轨道” 都是通过增大受力面积来减小压强的;“破窗锤” 和 “足球鞋底做了鞋钉” 都是通过减小受力面积来增大压强的。
【名师讲解】科学与生活:从压强的角度认识超载的危害
前面已经学过,货车超载后因为惯性较大不易刹车,易发生交通事故,除此之外,货车超载还会使货车对路面的压强过大,超出路面能够承受的限度,损坏路面。
【例4】(宁波镇海区期中)下列选项中,属于减小压强的是( )
A. 啄木鸟的喙 B. 骆驼的趾 C. 鳄鱼的牙齿 D. 蚊子的口器
【答案】B
【解析】啄木鸟的喙很尖,鳄鱼的牙齿很尖,蚊子的口器尖细,都是通过减小受力面积来增大压强的,故 A、C、D 不符合题意;骆驼的趾很大,通过增大受力面积来减小压强,便于骆驼在沙漠中行走,故 B 符合题意。
解题突破
◆题型 探究影响压力作用效果的因素
【例】探究影响压力作用效果的因素的实验如图甲、乙、丙所示。
(1) 甲、乙、丙实验中,根据________________来比较压力的作用效果。
(2) 通过比较甲、乙实验能够得到的结论是________________________。
(3) 由乙、丙实验可知压力的作用效果与受力面积的关系,请举出生活中应用此知识的一个实例:____________________________________________。
(4) 将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙和图丁所观察到的现象,可以说明压力的作用效果还与受压物体的________有关。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度
(2) 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3) 书包背带做得较宽(合理即可)
(4) 材料
【解析】(2) 通过比较甲、乙实验可以看出,受力面积相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,可得到的结论是受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。(3) 通过比较乙、丙实验可以看出,物体所受压力一定时,受力面积越大,作用效果越不明显。生活中我们经常通过增大受力面积来减小压强,或者减小受力面积来增大压强,如书包背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的。
(4) 图丁和图丙中,压力大小和受力面积均相同,但是木板的形变不明显。这说明,压力的作用效果还与受压物体的材料有关。
【方法点拨】(1)该实验是根据受力面(海绵)的凹陷程度(或形变程度)来显示压力作用效果的,这里运用了转换法。
(2)该实验必须运用控制变量的方法。值得注意的是,在探究压力作用效果跟压力大小的关系或者探究压力作用效果跟受力面积的关系时,都是在受压物体材料相同的情况下进行的,这也是控制变量。
◆考点1 压力及其作用效果
1.[2024 宁波鄞州期末]缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作过程中从揉团到压扁的过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A. 压力变小 B. 压力变大 C. 压强变小 D. 压强变大
【答案】C
【解析】从揉团到压扁的过程中,面团的质量不变,重力不变,则其对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据p=F/S可知,对桌面的压强变小。故 C 正确。
2.[2023 台州玉环模拟]为了研究压强大小是否与受力面积有关,小柯用两手指挤压铅笔,实验方法如图甲、乙,他可以通过观察__________________比较手指所受压强的大小,两种实验方法中______(选填 “甲” 或 “乙”) 更合理。
【答案】手指的凹陷程度 甲
【解析】因为压强大小很难直接测量,因此本实验可以通过观察手指的凹陷程度来比较手指所受压强的大小。为了研究压强大小是否与受力面积有关,应控制压力大小不变,只改变受力面积,而乙图中铅笔竖直放置时,由于铅笔的重力会导致下面手指受到的压力大,则该方法不合理;图甲中,用两手指沿水平方向挤压铅笔,根据平衡力和相互作用力的知识可知左右两侧手指受到的压力大小相同,受力面积不同,所以方法甲更合理。
3.[2025 浙江绍兴模拟] 在 “探究压力作用效果与哪些因素有关” 的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的____________来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出:当压力大小一定时,受力面积____________,压力作用效果越明显。
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与____________的关系,可得出的初步结论是________________________。
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是________(填 “正确” 或 “错误”)的,理由是________________________,要验证小强的想法,你的做法是________________________________。
【答案】(1) 凹陷程度 (2) 越小 (3) 压力大小 受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显 (4) 错误 没有控制受力面积相同 将图丁中的一木块叠放在另一块的上方
【解析】(1) 力可以改变海绵的形状,通过海绵的凹陷程度来比较压力作用效果。
(2) 题图甲、乙中,压力相同,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,可以得出在压力大小一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3) 题图甲、丙中,受力面积相同,木块对海绵的压力大小不同,故可探究压力作用效果与压力大小的关系。由题图甲、丙可知,受力面积相同,木块对海绵的压力大小不同,题图丙中压力大,海绵的凹陷程度大,压力作用效果明显,故可初步得出结论:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(4) 对比题图甲、丁,得出压力作用效果与压力大小无关,该观点是错误的,因为没有控制受力面积相同,同时改变了压力大小和受力面积大小,存在两个变量;要验证小强的想法,应保持受力面积相同,改变压力大小,故可以将题图丁中的一木块叠放在另一块的上方进行实验。
关键点拨:(1) 压力的作用效果主要表现在物体的形变上,可以通过海绵的形变程度来反映压力作用效果是否明显。
(2) 压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3) 在探究压力作用效果与压力大小关系时,应保持受力面积一定,改变压力大小。
◆考点2 压强的计算
4.[2024 浙江宁波期末] 将一本八年级上册科学课本平放在水平桌面上,它对水平桌面的压强最接近下列哪一个数值(g 取 10N/kg)( )
A. 1 Pa B. 10 Pa C. 100 Pa D. 1000 Pa
【答案】C
【解析】八年级上册科学课本的质量约为 250 g=0.25 kg,受到的重力约为 G=mg=0.25 kg×10 N/kg=2.5 N,对水平桌面的压力约为 F=G=2.5 N,八年级上册科学课本与桌面的接触面积约为 300 cm²=0.03 m²,则它对桌面的压强约为 p=F/S=2.5 N/0.03 m²≈83.3 Pa,接近 100 Pa,故 C 正确。故选 C。
5.[2023 杭州拱墅期末]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】水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶和水的总重力,即F=G,正立和倒立时,水瓶和水的总重力不变,压力大小也不变,即F甲=F乙,A、C错误;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较小,因此压强较大,即p甲<p乙,B错误,D正确。
◆知识点 3 增大或减小压强的方法
6.[2025 浙江宁波期末] 压强的知识在生活中有广泛的应用,下列实例属于减小压强的是( )
A. 注射器的针头很尖
B. 书包肩带很宽
C. 压路机的碾子质量很大
D. 裁纸刀的刀口很薄
【答案】B
【解析】注射器针头很尖,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;书包较宽的肩带,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;压路机的碾子质量很大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故 C 不符合题意;裁纸刀的刀口很薄,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。
关键点拨:增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
7.如图所示为我国古代科技著作《天工开物》中的 “北耕兼种图”。图中是古代播种用的农具——耧,前方由人或牛牵引,后方有人把扶,可以同时完成开沟和下种两项工作。耧前端有铁尖,目的是_______(选填 “增大” 或 “减小”) 压强;架在牛脖子上的枷担用较粗的木棍制成,是通过____________________的方法减小压强。
【答案】增大 增大受力面积
【解析】耧前端有铁尖,是通过减小受力面积来增大压强;架在牛脖子上的枷担用较粗的木棍制成,是通过增大受力面积的方法减小压强。
◆易错点 误以为压力就是重力
8.[2025 山东临沂期中] 关于压力和重力,下列说法正确的是( )
A. 压力和重力是一对相互作用力
B. 背书包时书越少越轻松,是因为重力小压力就小,重力就是压力
C. 只有放在水平地面上的物体,对地面的压力才是物体的重力
D. 压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力
【答案】D
【解析】重力方向始终竖直向下,而压力方向垂直于接触面,并且压力和重力是两个不同性质的力,不是一对相互作用力,故 A 错误,不符合题意;背书包时书越少越轻松,是因为重力小压力就小,但重力不等同于压力,故 B 错误,不符合题意;放在水平地面上的物体,其对地面的压力等于物体的重力,但是压力并不是重力,故 C 错误,不符合题意;根据压力的定义可知,压力是相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力,故 D 正确,符合题意。故选 D。
易错警示:压力是由于物体的形变而产生的力;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说压力就是重力。
1.[2024 宁波海曙期中]新型膨胀式安全带 (如图) 紧缚力达到一定的值,藏在安全带里的气囊就会快速充气,迅速形成气囊袋,对驾乘人员起到更好的保护作用。下列关于膨胀式安全带说法正确的是( )
A. 该安全带会使人的惯性减小
B. 该安全带可以使人所承受的力减小
C. 当车加速时,该安全带就会自动充气
D. 该安全带充气后增大与人体的接触面积,减小压强,可避免人员被勒伤
【答案】D
【解析】惯性大小只和质量有关,故系安全带不会改变人的惯性,A 错误。该安全带不能使人所承受的力减小,B 错误。由题意 “紧缚力达到一定的值,藏在安全带里的气囊就会快速充气,迅速形成气囊袋” 可知,不是当车加速时,该安全带就会自动充气,C 错误。该安全带充气后增大与人体的接触面积,增大受力面积,可减小压强,从而避免人员被勒伤,D 正确。
2.[2024 宁波期中]儿童增高坐垫放在椅面上,可以让儿童舒服地使用成人座椅。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 坐垫底部有粗糙的胶点,可以增大摩擦力,使坐垫不容易滑动
B. 坐垫使用柔软的海绵,可以减小压力,从而减小压强
C. 若儿童坐在坐垫上静止,则坐垫受到的重力和椅子对坐垫的支持力是一对平衡力
D. 若坐垫的质量为 300 g, 则坐垫受到的重力为 3000 N (g=10N/kg)
【答案】A
【解析】坐垫底部有粗糙的胶点,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,使坐垫不容易滑动,A 正确。坐垫使用柔软的海绵,可增大接触面积,从而减小压强,B 错误。儿童坐在坐垫上静止,坐垫除受到重力和椅子的支持力外还受到儿童对其的压力,则坐垫受到的重力和支持力大小不同,不是一对平衡力,C 错误。坐垫的重力G=mg=300×10-3kg×10N/kg=3N,D 错误。
3.[2024 山东泰安中考]如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是h甲>h乙。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,下列说法中( )
①F甲>F乙 ②F甲=F乙 ③p甲>p乙 ④p甲<p乙
A. 只有①④正确 B. 只有①③正确 C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
【答案】B
【解析】甲、乙两个质地均匀的正方体分别放在水平地面上,水平地面受到的压力等于甲、乙正方体的重力,则水平地面受到的压强,甲、乙对地面的压强相等,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,因为h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙,若在甲、乙正方体的上部沿水平方向分别截去相同高度,甲剩余部分对水平地面的压强为p甲=ρ甲g =ρ甲gh甲-ρ甲gh,乙剩余部分对水平地面的压强为p乙=ρ乙g =ρ乙gh乙-ρ乙gh,因为ρ甲<ρ乙,所以ρ甲gh<ρ乙gh,又因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,所以ρ甲gh甲-ρ甲gh>ρ乙gh乙-ρ乙gh,即p甲>p乙。甲剩余部分对水平地面的压力为F甲=p甲S甲,乙剩余部分对水平地面的压力为F乙=p乙S乙,因为p甲>p乙、S甲>S乙,所以F甲>F乙。故①③正确,故选B。
4.[2025 浙江宁波期末] 两块规格都是 “5cm×10cm×20cm” 的相同长方体钢材 a 和 b,互相垂直地叠放在水平桌面上(如图所示)。若 a 对 b 的压强和压力分别用pa和Fa表示,b 对桌面的压强和压力分别用pb和Fb表示。则( )
A. pa=pb;Fa=Fb B. pa=pb;Fa=
C. pa=;Fa= D. pa=2pb;Fa=
【答案】B
【解析】a对b的压力Fa=Ga,b对桌面的压力Fb=Ga+Gb,由题可知,Ga=Gb,所以,Fa=1/2Fb;a与b之间的受力面积Sa=10cm×10cm=100cm²,b与桌面之间的受力面积Sb=10cm×20cm=200cm²,所以Sb=2Sa,a对b的压强pa=Fa/Sa,b对桌面的压强pb=Fb/Sb=2Fa/2Sa=pa。故选B。
5.[2025 浙江宁波模拟] 如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的棱长小于乙的棱长。甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
B. 若甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
C. 若甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
D. 若甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
【答案】C
【解析】设甲的棱长为a,乙的棱长为b,S甲=a²,S乙=b²,由题意知a<b,则S甲<S乙。
如果甲、乙的密度相等,则p₁=ρga,p₂=ρgb,p₂>p₁,
将甲放到乙上,乙对地面的压强p₂'=;
可知p₂'>p₂>p₁,
将乙放到甲上,甲对地面的压强p₁'=;
因为a<b,所以>ρgb=p₂,可知p₁'>p₁+p₂>p₂;
故A、B错误。如果甲、乙的质量相等,p₁=mg/S甲,p₂=mg/S乙,p₁>p₂,将甲放到乙上,
乙对地面的压强p₂'=,因为S甲<S乙,如果S乙=2S甲,则p₂'==p₁;
将乙放到甲上,甲对地面的压强p₁'=>2p₁>p₂;故C正确,D错误。故选C。
关键点拨:均匀实心正方体、长方体、圆柱体等物块对水平地面的压强 ,由此进行分析解答。
6.[2025 浙江宁波期中]如图,物体与墙的接触面积为0.1m2。某人用 200N 的力将重为 130N 的物体压在墙上处于静止状态,则物体对墙的压强是_______Pa,物体受到墙对它的摩擦力为_______N。
【答案】2000 130
【解析】物体对墙的压强p=F/S=200N/0.1m²=2000Pa;物体处于静止状态,所以物体受到墙对它的摩擦力f=G=130N。
7.[2024 北京中考]近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9cm2数出脚印轮廓所围小方格的个数 (凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算), 用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。
测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为 100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为 30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g 取 10N/kg, 求:
甲 乙
(1) 该东北虎一只脚印的面积;
(2) 该东北虎的质量。
【解】(1) 由图乙可知,脚印轮廓所围的小方格的数量为 15, 因此该东北虎一只脚与地面的接触面积约为S=15×9cm2=135cm2。
(2) 容器及内部物体的总质量为 30kg 时,平底容器对地面的压力为F压=G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N,平底容器对地面的压强为p==3×104 Pa,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,此时平底容器对地面的压强等于东北虎对地面的压强,则东北虎对地面的压力即重力为G虎=F虎压=pS虎=3×104 Pa×4×135×10-4m2=1 620 N,该东北虎的质量约为m虎==162 kg。
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第2章 力与空间探索
第3节 压强
课时1 压强及其影响因素
◆网络构建
◆课本导学
一、压力的作用效果
二、增大或减小压强的方法
◆解题突破
题型 探究影响压力作用效果的因素
◆基础训练
考点1 压力的作用效果
考点2 压强的计算
考点3 增大或减小压强的方法
易错点 误以为压力就是重力
◆强化训练
一、压力的作用效果
1. 压力的定义
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
实例
放在水平桌面上的杯子对桌面的作用力F1
手指按墙,手指对竖直墙面的作用力F2
放在斜面上的物体对斜面的压力F3
总结
(1)方向:垂直于接触面,指向受力物体。
(2)作用点:作用在受力物体表面。
【辨析比较】
比较
物体A对斜面的压力
物体A受到的重力
区别
力的示意图
施力物体
物体A
地球
受力物体
斜面
物体A
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触且挤压
地球的吸引
大小
和弹性形变程度有关
G = mg
方向
垂直于接触面指向受力物体
竖直向下
等效作用点
接触面中心
重心
联系
(1)压力不是重力,压力是由重力产生的,压力大小并不一定等于重力但很多时候;
(2)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、方向相同
【名师讲解】压力是物体间因相互挤压而产生的,彼此分离的两个物体之间不会产生压力。
2.影响压力作用效果的因素(教材第 79 页探索活动)
提出
问题
压力的作用效果跟哪些因素有关?
猜想与假设
压力的作用效果可能与压力的大小有关,还可能与受力面积的大小有关
设计与
进行实验
(1)如图甲所示,将小桌正立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
(2)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;
(3)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
分析与
论证
(1)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;
(2)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
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:
(1)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)压力的大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【名师讲解】铅笔两端对手指的压力大小相等,而受力面积不同,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
★探索思考:对比甲图和丙图,为什么压力增大了,压力作用效果反而不明显呢?
提示:压力的作用效果是由单位面积上受到的压力决定的。丙图和甲图相比,虽然压力增大了,但是受力面积也增大了,单位面积上受到的压力变化不明显,所以丙图中压力的作用效果较甲图不明显。
【例1】(金华九中期末)如图所示,小文把同一个装满水的矿泉水瓶用两种方式放在同一块海绵上,压力作用效果明显的是图________(选填 “甲” 或 “乙”),这一现象说明压力作用效果与____________大小有关;将瓶中水倒掉一半后按图甲所示的方式放置,比较前后两次海绵形变的大小,这是探究压力作用效果与____________的关系。
【特别提醒】实验中科学方法的应用
(1) 研究压力的作用效果跟压力大小的关系时,保持受力面积不变,改变压力的大小,观察被压物体形变的大小;研究压力的作用效果跟受力面积大小的关系时,保持压力大小不变,改变受力面积的大小,观察被压物体形变的大小,这里采用了控制变量法。
(2) 将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,这里采用了转换法。被压海绵的形变量越大,说明压力的作用效果越明显。
3.压强
(1)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(2)公式:;(p表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
公式的变形应用:利用压强求压力:F = pS。
利用压强求受力面积:。
(3)单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1Pa = 1N/m2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103Pa)、兆帕(106Pa)。
【名师讲解】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1Pa
一块平放的砖对水平地面的压强约为103Pa
坦克的履带对水平地面的压强约为105Pa
成年人站立在水平地面上对地面的压强约为1.5×104Pa
【例2】关于压力和压强的说法正确的是( )
A. 压力越大,压强一定越大
B. 受力面积越小,压强一定越大
C. 受力面积相同,物体越重,压强一定越大
D. 压力相同,受力面积越大,压强一定越小
4.应用压强公式时的注意事项
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,p的单位为Pa,F的单位为N,S的单位为m2。
确定受力面积
公式中的S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。如图所示,将一底面积为S的物体A分别放置在面积为S1和S2的两个桌面上,两种情况下,物体A对桌面的压力相等,但图甲中受力面积是S,图乙中受力面积是S2
【例3】(绍兴期末)如图是一个身高体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示其身高、体重。若体检者重600N,双脚与台面的接触面积为0.05m2,则他对台面的压强为________Pa。
【名师讲解】
(1)人踩到一颗钉子上会被扎伤,但躺在钉床上却能安然无恙,这是因为大量的钉子增加了接触面积,减小了压强。
(2)帕斯卡是国际单位制中表示压强的单位,是为了纪念法国科学家帕斯卡而命名的。
(3)受力面积是施力物体挤压受力物体时,二者相互接触的面积。只有接触没有挤压的面积不能算。
二、增大或减小压强的方法
方法
实例
增大压强
压力一定,减小受力面积
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
压路机的碾子质量很大
增大压力的同时减小受力面积
用铁锤钉钉子
减小压强
压力一定,增大受力面积
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
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
【名师讲解】教材读图(教材第 81 页)
“坦克装有履带” 和 “火车轨道” 都是通过增大受力面积来减小压强的;“破窗锤” 和 “足球鞋底做了鞋钉” 都是通过减小受力面积来增大压强的。
【名师讲解】科学与生活:从压强的角度认识超载的危害
前面已经学过,货车超载后因为惯性较大不易刹车,易发生交通事故,除此之外,货车超载还会使货车对路面的压强过大,超出路面能够承受的限度,损坏路面。
【例4】(宁波镇海区期中)下列选项中,属于减小压强的是( )
A. 啄木鸟的喙 B. 骆驼的趾 C. 鳄鱼的牙齿 D. 蚊子的口器
解题突破
◆题型 探究影响压力作用效果的因素
【例】探究影响压力作用效果的因素的实验如图甲、乙、丙所示。
(1) 甲、乙、丙实验中,根据________________来比较压力的作用效果。
(2) 通过比较甲、乙实验能够得到的结论是________________________。
(3) 由乙、丙实验可知压力的作用效果与受力面积的关系,请举出生活中应用此知识的一个实例:____________________________________________。
(4) 将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙和图丁所观察到的现象,可以说明压力的作用效果还与受压物体的________有关。
【方法点拨】(1)该实验是根据受力面(海绵)的凹陷程度(或形变程度)来显示压力作用效果的,这里运用了转换法。
(2)该实验必须运用控制变量的方法。值得注意的是,在探究压力作用效果跟压力大小的关系或者探究压力作用效果跟受力面积的关系时,都是在受压物体材料相同的情况下进行的,这也是控制变量。
◆考点1 压力及其作用效果
1.[2024 宁波鄞州期末]缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作过程中从揉团到压扁的过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A. 压力变小 B. 压力变大 C. 压强变小 D. 压强变大
2.[2023 台州玉环模拟]为了研究压强大小是否与受力面积有关,小柯用两手指挤压铅笔,实验方法如图甲、乙,他可以通过观察__________________比较手指所受压强的大小,两种实验方法中______(选填 “甲” 或 “乙”) 更合理。
3.[2025 浙江绍兴模拟] 在 “探究压力作用效果与哪些因素有关” 的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的____________来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出:当压力大小一定时,受力面积____________,压力作用效果越明显。
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与____________的关系,可得出的初步结论是________________________。
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是________(填 “正确” 或 “错误”)的,理由是________________________,要验证小强的想法,你的做法是________________________________。
关键点拨:(1) 压力的作用效果主要表现在物体的形变上,可以通过海绵的形变程度来反映压力作用效果是否明显。
(2) 压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3) 在探究压力作用效果与压力大小关系时,应保持受力面积一定,改变压力大小。
◆考点2 压强的计算
4.[2024 浙江宁波期末] 将一本八年级上册科学课本平放在水平桌面上,它对水平桌面的压强最接近下列哪一个数值(g 取 10N/kg)( )
A. 1 Pa B. 10 Pa C. 100 Pa D. 1000 Pa
5.[2023 杭州拱墅期末]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
◆知识点 3 增大或减小压强的方法
6.[2025 浙江宁波期末] 压强的知识在生活中有广泛的应用,下列实例属于减小压强的是( )
A. 注射器的针头很尖
B. 书包肩带很宽
C. 压路机的碾子质量很大
D. 裁纸刀的刀口很薄
关键点拨:增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
7.如图所示为我国古代科技著作《天工开物》中的 “北耕兼种图”。图中是古代播种用的农具——耧,前方由人或牛牵引,后方有人把扶,可以同时完成开沟和下种两项工作。耧前端有铁尖,目的是_______(选填 “增大” 或 “减小”) 压强;架在牛脖子上的枷担用较粗的木棍制成,是通过____________________的方法减小压强。
◆易错点 误以为压力就是重力
8.[2025 山东临沂期中] 关于压力和重力,下列说法正确的是( )
A. 压力和重力是一对相互作用力
B. 背书包时书越少越轻松,是因为重力小压力就小,重力就是压力
C. 只有放在水平地面上的物体,对地面的压力才是物体的重力
D. 压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力
易错警示:压力是由于物体的形变而产生的力;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说压力就是重力。
1.[2024 宁波海曙期中]新型膨胀式安全带 (如图) 紧缚力达到一定的值,藏在安全带里的气囊就会快速充气,迅速形成气囊袋,对驾乘人员起到更好的保护作用。下列关于膨胀式安全带说法正确的是( )
A. 该安全带会使人的惯性减小
B. 该安全带可以使人所承受的力减小
C. 当车加速时,该安全带就会自动充气
D. 该安全带充气后增大与人体的接触面积,减小压强,可避免人员被勒伤
2.[2024 宁波期中]儿童增高坐垫放在椅面上,可以让儿童舒服地使用成人座椅。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 坐垫底部有粗糙的胶点,可以增大摩擦力,使坐垫不容易滑动
B. 坐垫使用柔软的海绵,可以减小压力,从而减小压强
C. 若儿童坐在坐垫上静止,则坐垫受到的重力和椅子对坐垫的支持力是一对平衡力
D. 若坐垫的质量为 300 g, 则坐垫受到的重力为 3000 N (g=10N/kg)
3.[2024 山东泰安中考]如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是h甲>h乙。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,下列说法中( )
①F甲>F乙 ②F甲=F乙 ③p甲>p乙 ④p甲<p乙
A. 只有①④正确 B. 只有①③正确 C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
4.[2025 浙江宁波期末] 两块规格都是 “5cm×10cm×20cm” 的相同长方体钢材 a 和 b,互相垂直地叠放在水平桌面上(如图所示)。若 a 对 b 的压强和压力分别用pa和Fa表示,b 对桌面的压强和压力分别用pb和Fb表示。则( )
A. pa=pb;Fa=Fb B. pa=pb;Fa=
C. pa=;Fa= D. pa=2pb;Fa=
5.[2025 浙江宁波模拟] 如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的棱长小于乙的棱长。甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
B. 若甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
C. 若甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
D. 若甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
关键点拨:均匀实心正方体、长方体、圆柱体等物块对水平地面的压强 ,由此进行分析解答。
6.[2025 浙江宁波期中]如图,物体与墙的接触面积为0.1m2。某人用 200N 的力将重为 130N 的物体压在墙上处于静止状态,则物体对墙的压强是_______Pa,物体受到墙对它的摩擦力为_______N。
7.[2024 北京中考]近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9cm2数出脚印轮廓所围小方格的个数 (凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算), 用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。
测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为 100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为 30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g 取 10N/kg, 求:
甲 乙
(1) 该东北虎一只脚印的面积;
(2) 该东北虎的质量。
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