内容正文:
2.3压强
(第一课时 压强与压力)
1
垂直作用于物体表面上的力。
2、方向:
1、作用点:
受压物体的接触面
3、大小:
垂直接触面指向被压物体
A、重力因素
B、非重力因素
一、压力
【定义】
F
F
F
【三要素】
练一练:你能画出物体对斜面的压力吗?
F
G
想一想:某同学说“重1N的物体放在水平桌面上,它对桌面的压力也是1N。所以压力与重力是一回事。”他的说法对吗?为什么?
物体所受重力呢?
压力与重力的区别和联系
垂直作用在物
体表面上的力
由于地球的吸引
而使物体受到的力
施加压力的物体
地 球
施力物体施加力的大小
正比于物体质量
垂直受力物体接触面
且指向被作用的物体
总是竖直向下
受力物体表面
重 心
当一个物体孤立地在水平地面上处于平衡状态时,压力大小数值上等于重力大小
【辨析】
例1、下列关于压力的说法正确的是 ( )
A.压力就是重力,所以物体越重,压力就越大
B.压力是由于重力产生的,所以压力的方向总
是竖直向下的
C.放在水平桌面上的物体,物体对桌面的压力
就是它受到的重力
D.压力的方向总是垂直于受力物体的表面,所
以有时是水平的。
D
例2、下图中A物体重5N,B物体重10N,手的推力
为15N,试分析相关压力的大小。
A对B压力为 ,
B对地面的压力 。
【图1】
【图2】
【图3】
【图4】
手对B压力为 ,
B对地面的压力 。
手对B压力为 ,
B对墙壁的压力 。
A对手压力为 ,
A对墙壁的压力 。
5N
15N
15N
10N
15N
15N
15N
10N
二、探究压力的作用效果
除了大小,还有什么影响压力作用效果呢?
【思考】
为什么两人的脚陷入雪地的深度不同呢?
一只手平压气球,另一只手指顶住气球,观察气球的形变情况,改变力的大小,球形变有何不同?
铅笔一端削尖,左右手分别压住铅笔的两端,两个手指的感觉有什么不同?改变力的大小,多体验几次。
观察与分析:
压力大小
受力面积大小
猜想假设
设计实验
活动:探究压力的作用效果
B.实验中如何反映压力效果?
C.选择什么器材,如何具体实施?
(转换法)
A.实验应采取什么研学方法?
(控制变量法)
评估 交流
实验结论
实验验证
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
当压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越明显。
我们如何更简单表示压力的作用效果呢?
三、压强的概念
【定义】
【公式】
1、物体所受的压力与受力面积之比叫作压强。
2、压强表示压力作用效果的物理量。
压强=
压力
受力面积
p=
F
S
【单位】
3、1 Pa = 1 N/m2
1、牛/米2 N/m2
2、帕斯卡(帕) Pa
500Pa表示1m2的面积受到的压力为500N.
【意义】
例3、一辆坦克的质量为20t,每条履带与水平地面的接触面积为2m2.问:坦克行驶时对地面的压强是多大?
解 :F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N
S=2×2m2 =4m2
F
S
p = ——
=
2×105N
4m2
=
5×104Pa
答:坦克对地面的压强为5×104Pa
例6、重200N,边长为0.1m的正方体物块放在面积为1m2的正方形水平桌面中间,该正方体对桌面的压强是 Pa。
2×104
例4、下列关于压力和压强的说法中,正确的是( )
A.单位面积上受到的压力越大,压强越大
B.受力面积越大,压强越大
C.重力越大,压力越大
D.压力越小,压强越小
A
答:压强不是1Pa, 因为1m2 并不是受力面积的大小。
例5、1N物体放在1m2的桌面上就产生1Pa的压强吗?
课内活动
一只小猫在屋顶被困,需要你的团队前去营救。要成功营救必须经过一块玻璃屋顶,且空间有限,你只能直立从玻璃上走过。
玻璃上标志的最大承受压强为15000Pa。
勇救宠物
(1)选定营救者。
(2)测量并确认能否安全完成任务。
运用所学知识:
测量人站在水平地面上时对地的压强
(压力)
四、压强的测量
2.如何测量这些物理量?
3.需要哪些实验器材?
1.需要测量哪些物理量?
(受力面积)
(质量)
(两脚面积)
(磅秤)
(方格纸)
【课题】
【方案】
例7、若实验测得一个人的质量约为60kg,每只脚接
触地面的面积大约为170cm2,求压强大小。
人行走时的压强比站立时变大还是变小呢?
解:F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
S总=2S=0.017m2×2=0.034m2
p=F/S总=600N/0.034m2=17647Pa
答:人站立时对地面的压强17647Pa
【思考】
测量并收集数据
人的质量
m/kg 人对地面的压力F/N 地面的受力面积S/m2 人对地面的压强p/Pa
任何物体能承受的压强都有一定限度,那么
压强是越大越好,还越小越好呢?
【增大压强】
增大压力
减小受力面积
【减小压强】
减小压力
增大受力面积
生活中你还能举一些改变压强的实例吗?
六、压强的改变
【辨析】
【思考】
增大和减小压强的方法
减小受力面积
增大受力面积
减小压力
图钉两端
超重驳载
增大压强
减小压强
减小压强
装甲履带
增大受力面积
铁路枕木
减小压强
1、走钢丝的演员若两只脚都站在直径为2cm的钢丝上(脚与钢丝平行),估算一下他的脚对钢丝的压强是多大(提示:一只脚的受力面积可用脚长乘以2cm计算)?
解 :m = 50kg
F = G = mg = 50kg×10N/kg=500N
S = 2×0.02m×0.25m =10-2m2
F
S
p = ——
=
500N
10-2m2
=
5×104Pa
答:他的脚对钢丝的压强为5×104Pa
2、一支铅笔尖端的面积是0.5mm2,尾部的面积是0.4cm2,两手指从两端用4N的力相向压住铅笔时,两手指受到的压强各是多大?
解 :F = 4N
S1= 0.5mm2 =5×10-7m2
S2= 0.4cm2 =4×10-5m2
F
S1
p 1= ——
=
4N
5×10-7m2
=
8×106Pa
F
S2
p 2= ——
=
4N
4×10-5m2
=
1×105Pa
答:两手指受到的压强分别为8×106Pa和105Pa
3、某沼泽地能承受的压强为2×104Pa,一位同学的体重为600N,他与沼泽地的接触面积是多大时,才不会陷入沼泽地?
解 :p = 2×104Pa、F = 600N
F
S
由p = ——得:
F
p
S= ——
=
600N
2×104Pa
=
3×10-2m2
答:他与地面的接触面积为3×10-2m2时,才不会陷入沼泽地.
4、估测一下,一张纸平放在桌面上时对桌面的压强有多大?想一想,如何测出一张纸的重力和纸与桌面的接触面积?需用哪些测量工具?请你实际测量一下,并算出你的结果.
解:用刻度尺测出纸的长a和宽b,用天平称出10张纸的质量m,则一张纸对桌面的压强为p=mg/10ab(式中各量的单位均为国际制单位).
5、如图所示的装置叫钉板,把气球放在钉板上,再把木板放在气球上,向木板上施加压力,气球变形但却不会被钉板上的钉刺破.请你解释这一现象.
解:由于钉子的数量很多,气球的受力面积增大,压强减小,因而气球变形时不会被钉子刺破.
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