一、 压强（培优教学课件）（第1课时）物理苏科版八年级下册

第九章 压强和浮力 第一节 压强（第1课时） 江苏凤凰科学技术出版社 八年级物理 下册 义务教育教科书 为什么坦克能在原野、沙漠和滩涂驰骋， 而列车却要在铁路钢轨上行驶？ 为什么空气或水无法托起一粒石子， 而飞机却能翱翔云天，船舶却能畅游江海？ ………… 致老师、同学 视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。课件版权归本工作室，侵权必究。 ppt所用视频资源根据教学内容进行精选，均进行了高质量编辑，故资源比较大，本节ppt约70MB. 视频资源 清单 视频资源 大小 ①动画讲解——《压力》 ②演示实验——《探究影响压力作用效果的因素》 ③课堂总结——《压强》 导入新课 ②背着书包时，会感觉到书包对肩膀有一个作用力。 ①把一个铅球放在手上时，感觉铅球对手有一个作用力。 （1）在前面我们学过力的概念，知道常见的几种力：重力、弹力、摩擦力等。请同学们回忆生活中的现象： 想一想 铅球对手的力、书包对肩膀的力，这是哪一种力？ 导入新课 （2）如图所示，小明和小华都站在沼泽地上，小明陷得比较深。 想一想 导致这一差异的原因可能是什么？ 学习目标 01 1. 知道压力的特征。知道物体对水平面的压力等于物体的重力。 2. 能根据日常经验和实验现象，提出“压力作用效果与哪些因素有关”的猜想； 能选择合适器材对猜想进行验证。 3. 能在实验探究基础上，形成压强是由压力和受力面积共同决定的观念，理解压强的定义。 4. 能运用压强公式进行简单计算。会通过实验估测人站立时对地面的压强。能结合实例，说明增大和减小压强的目的和方法。 学习内容 1. 压力 2. 压强 3. 课堂总结 4. 实践与练习 5. 综合提升训练 一、压力 第一节 压强（第1课时） 一、压力 （1）画出铁锤对钉子作用力的示意图。 （2）画出运动员对平衡木作用力的示意图。 F F 1. 观察与作图 一、压力 所画的力的示意图有何共同点？ （1）作用力是由于物体形变产生的； （2）作用力都垂直作用于接触面； （3）作用点都在被压物体的表面上。 想一想 一、压力 2. 压力 （1）压力：垂直作用于物体表面的力叫作压力。 （2）压力的作用点：在受压的物体表面。 （3）压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。 一、压力 （4）压力的大小 压力与重力是性质不同的两种力，大小不一定相等；只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小 F=G。 压力F等于 重力G 压力F与 重力G无关 压力F小于 重力G F 一、压力 重力 压力 示意图 产生原因 地球吸引 推、挤、压等都能产生 方向 竖直向下 作用点 重心 定义 由于地球吸引而是 物体受到的力 垂直作用在物体表面的力 垂直受力面指向被压物体 作用在被压物体表面 （5）压力与重力的区别 一、压力 视频讲解——《压力的概念》 一、压力 【例题1】如图所示，一个铁块放在一块薄木板上，下列关于铁块和木板受力情况的叙述正确的是（　　） ①只有木板发生了弹性形变，铁块没有形变； ②木板发生了弹性形变是因为木板受到向下的压力； ③铁块受到向上的支持力是因为木板发生了弹性形变； ④木板受到向下的压力就是铁块的重力。 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 【解析】①木板与铁块相互挤压，均发生弹性形变，故①错误； ②木板在铁块的作用下弯曲，是铁块对木板的压力使木板发生形变，故②正确； ③铁块受到向上的支持力是因为木板发生弹性形变而产生的，故③正确； ④压力和重力是两种不同性质的力，木板受到向下的压力，不是铁块的重力，故④错误。 故ABD错误，C正确。故选C。 C 二、压 强 第一节 压强（第1课时） 二、压强 1. 探究影响压力作用效果的因素 压力有时会使物体断裂、破碎，这通常是压力太大的缘故。但图所示的实验也许会改变你的看法。将气球放在钉板的钉尖上，然后在气球上方的活动隔板上放置几个哑铃。 气球变形了却没有被刺破，这是为什么? 压在钉板上的气球 二、压强 （1）体验与猜想 ①体验 如图（a）所示，一只手平压在气球上，另一只手的食指顶住气球，观察气球两侧的形变有什么不同。改变压力的大小，气球的形变有何变化? 如图（b）所示，两只手的食指分别压住铅笔的两端，两根手指的形变程度有什么不同?两根手指的感觉有什么不同?改变压力的大小，多体验几次。 二、压强 ②现象 如图（a）所示，左手掌与右手指对气球的压力大小是相同的，但右手指使气球形变程度大，增大对气球的压力，气球的形变程度变大； 如图（b）所示，铅笔对两个手指的压力大小相同，但与铅笔尖接触的指腹凹陷得深，增大两个手指对铅笔的压力，指腹凹陷得更深。 二、压强 ③猜想 猜想1：压力的作用效果可能与物体受力面积的大小有关，受力面积越小，压力的作用效果越明显. 猜想2：压力的作用效果可能与压力的大小有关，压力越大，压力的作用效果越明显。 猜想3：压力的作用效果可能与物体的硬度有关，硬度越小，压力的作用效果越明显。 … … 二、压强 （2）实验与验证 现有图所示的器材：装有沙子的容器、海绵、用钉子做腿的小桌、木板、装有适量水的矿泉水瓶、盛有水的烧杯。从中选择器材进行实验，验证你的猜想。 二、压强 器材：矿泉水瓶、水和海绵. 步骤： （a）向矿泉水瓶灌满水后， 将瓶正立于海绵上，观察海绵形变的情况（图A）； （b）向瓶中灌满水后，再将瓶倒立于海绵上，观察海绵形变的情况（图B）； （c）将矿泉水瓶中的水倒出一部分后，倒立在海绵上，观察海绵形变的情况（图C）。 ①方案一 A B C 二、压强 器材：装沙的容器、小桌和砝码. 步骤： （a）将小桌的四条腿放在沙面上，观察小桌下陷的程度； （b）再把砝码放在小桌的桌面上，观察小桌下陷的程度； （c）把小桌翻转过来后，将它的桌面放在沙面上，加上同样的砝码，观察小桌下陷的程度。 ②方案二 二、压强 实验器材：海绵、小桌、砝码。 实验方法： ①转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。 ②控制变量法： 探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。 ③方案三（以该方案进行实验） 设计实验 二、压强 （1）在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅； （2）在小桌子上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙所示； （3）将小桌子倒置过来，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙所示。 进行实验 二、压强 分析与论证 在受力面积相同时，压力越大，则压力的作用效果越显著。 （1）甲、乙两次实验中，受力面积相同，乙图中压力大于甲，乙图中海绵的凹陷程度大于甲，故可以得出结论： 二、压强 在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。 （2）乙、丙两次实验中，压力大小相同，但是丙图中受力面积大，海绵的凹陷程度很小，故可以得出结论： 二、压强 压力的作用效果既与压力大小有关，也与受力面积有关。对于同一个受压面，受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 实验结论 二、压强 交流与讨论 ①实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变，实验现象明显，而木板不易发生形变，实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。 ②实验中若压力大小、受力面积都不同，则不能探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关系。 例如将物体沿着竖直方向切割成大小不等的A、B两块，每一块对海绵的压力作用效果都不变，这样不能得到压力的作用效果与受力面积和压力大小无关的结论。 二、压强 视频演示——《探究影响压力作用效果的因素》 二、压强 【例题2】在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中，小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码，做了如图所示的一系列实验，请注意观察、分析，并回答下列问题： （1）实验中小明是通过比较________________来比较压力作用效果的大小； （2）分析比较图甲、乙的实验现象，可以得出结论：_________； （3）分析比较图乙、丙的实验现象，可得出结论：压力的作用效果与____________有关。 当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。 受力面积 海绵凹陷程度 二、压强 （1）实验中海绵受到压力作用，形状发生变化，小明是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小，海绵的凹陷程度大，压力的作用效果越明显，这种科学探究方法是转换法。 （2）本实验中物体对海绵的压力大小等于物体的重力大小，分析比较图甲、乙的实验现象，乙图中小桌子上加砝码的目的是增大压力大小，甲、乙中受力面积相同，乙中压力大，压力作用效果明显，可以得出结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。 （3）分析比较图乙、丙的实验现象，丙图中小桌子倒放的目的是增大受力面积大小，受力面积越大，压力的作用效果越不明显；可以得出结论：力的作用效果与受力面积有关。 二、压强 通过前面的探究，我们找到了比较压力作用效果的方法： ①当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显； ②当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 想一想： 若压力和受力面积都不相同，怎样比较压力的作用效果？ 在物理学中，用“压力/受力面积“，可比较压力的作用效果，该比值越大，则压力的作用效果越显著。 二、压强 2. 压强 （1）物理意义：表示压力作用效果的物理量。 （2）定义：物体所受的压力与受力面积之比叫作压强。压强在数值上等于物体单位面积所受的压力。 （3）公式 p 压强 二、压强 （4）压强的单位 压强的单位由力的单位和面积的单位组成。 在国际单位制中：力的单位为牛（N），面积的单位为米2（m2），则压强的单位为牛/米2（N/m2），读作牛每平方米。牛/米2有一个专用名称叫帕斯卡，简称帕，符号为pa。 帕是一个很小的单位。一杯水放在水平桌面上，对桌面的压强约为1000Pa。 二、压强 （5）物理学家—布莱士·帕斯卡 简 介 布莱士·帕斯卡（Blaise Pascal ）公元1623年6月19日出生于多姆山省奥弗涅地区的克莱蒙费朗，法国数学家、物理学家、哲学家、散文家。 主要成就 帕斯卡在1653年提出流体能传递压力的定律，即帕斯卡定律，并利用这一原理制成水压机。 他还制成注水器，继承伽利略和托里拆利的大气压实验，发现大气压随高度变化。国际单位制中压强的单位帕[斯卡]即以其姓氏命名。 二、压强 （6）一些物体的压强值 成年大象对地面的压强约为 2⁓3×105 Pa 学生站立时对地面的压强约1.5×104 Pa 一张A4纸平放时对桌面的压强约1Pa 二、压强 项目 压强 压力 定义 物理意义 公式 单位 大小 物体所受压力大小 与受力面积之比 垂直压在物体 表面上的力 表示压力的作用效果 物体发生形变的作用力 p=F/S F=pS 牛顿（N） 帕斯卡（pa） 与压力的大小和 受力面积都有关 有时与重力有关， 有时与重力无关 （7）压强与压力的辨析 二、压强 【例题3】一辆坦克的质量为51t，每条履带与地面的接触面积为3.4m²。求该坦克对水平地面的压强（g取10N/kg）。 分析：由坦克的质量可算出它所受的重力，而坦克对水平地面的压力与其所受的重力大小相等。坦克有两条履带，因此地面的受力面积为3.4m²的两倍。 解答：坦克对地面的压力F=G=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N 根据 p可得，坦克对地面的压强 p 二、压强 长方体 正（立）方体 圆柱体 （1）柱体的几种类型 平面图 长方体 正方体 圆柱体 3. 柱体的压强 二、压强 （2）柱体产生压强的计算 有一质量分布均匀的柱状固体，密度为，底面积为S，高度为h。求对水平面的压强。 p= F S = ρgSh S = ρgh 这个柱体的体积：V=sh 这个柱体的质量: m=ρV=ρSh 对水平面压力： F=G=mg=ρVg = ρgSh 对水平面压强： 圆柱体 S 二、压强 （3）公式 p=ρgh 中各物理量的意义与单位 𝜌 表示密度，单位为千克/米3 （kg/m3） h 表示高度， 单位为米（m） g 表示9.8N/kg p表示压强，单位为帕（Pa） （4）理解公式 p=ρgh ①公式 p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强； ②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关，与物体的底面积、重力等无关。 圆柱体 S 二、压强 【例题4】同种材料均匀制成的甲、乙两个实心正方体放在水平桌面上，如图A所示。甲、乙两物体对桌面的压强分别为20帕和16帕，则对桌面压力较大的为_______（选填“甲”或“乙”），甲、乙的边长之比为_______。如果把甲放在乙的上面，如图B所示，此时乙对桌面的压强为________ 帕。 甲 47.25 5:4 【解析】已知甲、乙两物体对桌面的压强分别为20Pa和16Pa，且从图中能看出甲的受力面积大于乙的受力面积， 根据压力公式 F=pS 可知，对桌面压力较大的为甲。 因为甲、乙物体放在水平桌面符合柱体压强公式p=ρgh，因为两者密度相同，所以两者边长之比等于两者压强之比，即h甲:h乙=20Pa:16Pa=5:4 因为h甲:h乙=5:4，所以两者体积之比V甲:V乙=h甲3:h乙3=53:43=125:64 根据G＝mg=ρVg可知两者重力之比为体积之比即125:64， 所以G甲=125 G乙/64，若把甲放在乙的上面，此时乙对水平桌面的压力 此时乙对桌面的压强大小 二、压强 三、课堂总结 第一节 压强（第1课时） 课堂总结（1） ①定义：垂直作用于物体表面的力叫作压力。 ②作用效果：既与压力大小有关，也与受力面积有关。 ①物理意义：表示压力作用效果的物理量。 ②定义：把物体所受的压力与受力面积之比叫作压强。 ③公式： ④压强的国际单位：帕（Pa），1Pa =1N/m2 ⑤柱体产生的压强: p=ρgh. 𝜌表示密度，h表示高度。 压强 压 力 压 强 课堂总结（2） 四、实践与练习 第一节 压强（第1课时） 实践与练习 1. 两只手的食指分别压住铅笔的两端，设笔尖、笔尾的面积分别是0.8mm2和0.4cm2，铅笔对手指的压力是0.4N。两根手指受到的压强各是多大？ 【解析】S尖=0.8mm2=0.8×10-6m2 S尾=0.4cm2=0.4×10-4m2 压笔尖的手指受到的压强 P 压笔尾的手指受到的压强 P 实践与练习 【解析】他的脚长约为25cm，钢丝的直径为2cm， 脚与钢丝绳的接触面积 S=2×2cm×25cm=100cm2=1×10−2m2 演员的质量约60kg，对钢丝绳的压力 F=G=mg=60kg×10N/kg=600N 对钢丝绳的压强 p 2. 走钢丝的杂技演员，两只脚都站在直径为2cm的钢丝上，且脚底与钢丝平行。试估算他的脚对钢丝的压强。（提示：脚与钢丝的接触面积可用脚长乘钢丝直径来粗略计算） 五、综合提升训练 第一节 压强（第1课时） 综合提升训练 【解析】A．茶壶对桌面的压力大小等于茶壶的重力，压力和重力不是相同的力，因此不能说茶壶对桌面的压力就是茶壶的重力，故A错误； B．桌面对茶壶的支持力，是由于桌面发生形变要恢复原状产生的，故B错误； C．茶壶产生的弹力压在桌面上，对桌面而言是茶壶对水平桌面的压力，故C正确； D．茶壶对桌面的压力，是由于茶壶发生形变产生的，故D错误。故选C。 1. 如图所示，一个茶壶放置在水平桌面上处于静止状态。下列说法中正确的是（ ） A．茶壶对桌面的压力就是茶壶的重力 B．桌面对茶壶的支持力是由于茶壶发生形变产生的 C．茶壶产生的弹力就是茶壶对水平桌面的压力 D．茶壶对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的 C 综合提升训练 【解析】淤泥处处一样，根据两人所处的状态，受困者深陷泥潭，施救者由于与地面接触面积大，其在淤泥表面，故根据压力作用效果的定义可知p1> p2。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 2. 有市民在湿地劳动时不慎陷入淤泥无法脱身.救援者将宽大的木板平绑在鞋底，顺利走到受困者身边，如图所示。受困者的质量为50kg、对淤泥的压强为p1，救援者连同木板的总质量为80kg、对淤泥的压强为p2，淤泥处处相同，则（　　） A．p1< p2 B．p1> p2 C．p1= p2 D．数据不全，无法比较 B 综合提升训练 3. 如图所示，甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上，它们对地面的压强相等，则下列判断正确的是（　　） A．甲的密度小，甲受到的重力大 B．甲的密度小，甲受到的重力小 C．甲的密度大，甲受到的重力小 D．甲的密度大，甲受到的重力大 C 【解析】根据公式p=F/S=mg/S=ρVg/S=ρgh可知，两圆柱体对地面的压强相等，因甲的高度小于乙的高度，所以甲的密度大于乙的密度；再根据p=F/s，因甲的底面积小，所以甲对地面的压力小，则甲的重力小。故选C。 综合提升训练 4．图甲所示为公交车上的安全锤，具体形状如图乙所示。利用它在紧急情况下可以敲碎玻璃帮助乘客逃生。 （1）透过车窗可清楚地看到窗外景物，说明玻璃具有较好的_____度； （2）已知安全锤的质量为400g，求安全锤的重力（g取10N/kg）； （3）若敲击处玻璃能承受的最大压强为1.5×107Pa，锤尖的面积为2mm2，求至少要用多大的压力才能敲碎玻璃。 透光 【解析】 （1）能够通过车窗清楚地看到窗外的景物，说明玻璃具有较好的透光性。 （2）安全锤的重力为 G=mg=0.4kg×10N/kg=4N （3）需要的压力为 F=pS=1.5×107Pa×2×10-6m2=30N 综合提升训练 5．如图所示，质量约为240kg的“祝融号”火星车有6个轮子，已知同一物体在火星上的重力是地球上3/8。 （g取10N/kg） （1）求该车在火星上时受到的重力； （2）若火星车对火星表面的压强不能超过1.5×103Pa，则车轮与火星的总接触面积至少为多少？ 900N 0.6m2 综合提升训练 【解析】 （1）车在地球上时受到的重力 G=mg=240kg×10N/kg=2400N 所以该车在火星上时受到的重力 G´=3G/8 =3×2400N/8=900N （2）火星车对火星表面的压力F=G´=900N 若火星车对火星表面的压强不能超过1.5×103Pa，则火星车车轮与火星的总接触面积 综合提升训练 6．在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，某同学利用了多个完全相同的铁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）由__________两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系； （3）对比乙、丙两图可以得出：当压力一定时，__________越小，压力作用效果越明显； 比较时没有控制受力面积相同 凹陷程度 受力面积 错误 甲、乙 （4）对比甲、丙两图，该同学认为压力作用效果与压力大小无关，他的观点是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是___________。 综合提升训练 【解析】（1）凹陷程度越大，压力的作用效果越明显，故可以根据海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果。 （2）探究压力的作用效果与压力的大小关系，故需要改变压力的大小，控制受力面积相同，故选择甲、乙两次实验。 （3）对比乙、丙两图可以看出，乙的受力面积比丙小，海绵的凹陷程度深，乙的压力作用效果明显，故结论为当压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。 （4）探究压力作用效果与压力大小关系，需要控制受力面积相同，而甲、丙两组实验，压力不同，受力面积也不同，故得出的结论是错误的。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $