内容正文:
2025-2026学年沪科版八年级物理
《第八章压强第一节压力的作用效果》精品讲义
(
一.
学习
目标
1.理解压力的定义、方向和作用点,明确压力与重力的区别与联系;掌握压强的物理意义、定义式和单位,能解释生活中与压力作用效果相关的现象。
2.通过实验分析压力作用效果的影响因素,初步运用控制变量法和转换法解决物理问题;能通过压强公式进行简单推理与计算,建立压力、受力面积与压强的定量关系。
3.经历
“
提出问题
—
设计方案
—
进行实验
—
分析论证
”
的探究过程,完成
“
影响压力作用效果的因素
”
实验,提升实验操作和数据处理能力。
4.认识压力作用效果在生产生活中的应用价值,培养尊重事实、严谨求实的科学态度;增强将物理知识应用于实际的意识,体会物理与生活的密切联系。
)
(
二.重点难点
1.重点:
(1)压力的概念及三要素;
(2)压强的定义、公式和单位;
(3)影响压力作用效果的因素。
2.难点:
(1)区分压力与重力;
(2)理解压强公式中
“
受力面积
”
的含义;
(3)运用压强知识解释生活中的相关现象。
)
三.课前预习
1.垂直作用在物体表面上的力叫做______,常用符号______表示,其方向总是______并指向受压物体表面。
【答案】:压力;F;垂直于受力物体表面
2.压力的作用点在______的表面,压力属于______(选填“弹力”或“重力”),是物体间相互挤压发生形变产生的。
【答案】:受压物体;弹力
3.压力的大小不一定等于重力,只有当物体______在水平面上且竖直方向只受重力和支持力时,压力大小才等于重力大小。
【答案】:自由静止
4.探究压力作用效果的实验中,通过观察______反映压力的作用效果,这种方法叫______法;探究单一因素影响时,需控制其他因素不变,采用______法。
【答案】:海绵的凹陷程度;转换;控制变量
5.压强是表示______的物理量,定义为物体所受压力与受力面积的______,公式为______,国际单位是______,符号为Pa。
【答案】:压力作用效果;比值;p=;帕斯卡
四.课堂探秘
(一)情景导入
只要我们留意,就能发现不少有趣的现象。人在雪地行走,脚容易陷人积雪中,若有了宽宽长长的滑雪板,滑雪运动员不仅不会陷进雪里,还能在雪地上滑行。你能说说这是为什么吗?
本节将学习与压强有关的内容。
(二)研究压力的作用效果
1.感受压力:用大拇指和食指按照图示的方式轻轻夹着三角板,你会感觉到三角板对大拇指和食指的作用力。
2.压力的概念:压力是垂直作用在物体表面上的力,属于弹力的一种,产生的前提是物体之间相互接触且发生挤压。
3.压力的特点
(1)压力的方向总是垂直于被压物体的表面,并指向被压物体内部。
(2)压力的作用点在被压物体的表面。
(3)压力的大小不一定等于物体的重力:只有当物体静止在水平面上,且不受其他竖直方向的力时,压力大小才等于物体重力(F = G);若物体在斜面上、受到竖直方向的拉力或压力时,压力大小与重力不相等。
4.压力的三要素
(1)大小:与施力物体的挤压程度、受力情况相关,可通过受力分析计算。
(2)方向:垂直于接触面,指向受压物体。
(3)作用点:受压物体的接触表面。
5、压力和重力
压力
重力
区别
符号
F
G
方向
总是垂直于受力表面
总是竖直向下
力的性质
弹力
引力
产生原因
由于物体间挤压而产生的
由于地球的吸引而产生的
联系
当物体自然放在水平面上F=G(大小)
【注意】压力有时等于重力,有时不等于重力;有时与重力有关,有时与重力无关。只有自由放在水平面上的物体,压力才与重力大小相等。
(三)实验探究:影响压力作用效果的因素
1.实验器材:海绵(或泡沫塑料)、长方体砖块若干、刻度尺。
2.实验步骤:
步骤1:探究压力作用效果与压力大小的关系
(1)将一块砖块平放在海绵上,观察并记录海绵的凹陷程度(可用刻度尺测量凹陷深度h1)。
(2)在这块砖块上叠放另一块相同的砖块,保持平放状态,观察并记录海绵的凹陷深度h2。
步骤2:探究压力作用效果与受力面积的关系
(3)保持一块砖块的压力不变,将砖块侧放(或竖放)在海绵上,观察并记录海绵的凹陷深度h3。
(4)对比砖块平放与侧放(竖放)时海绵的凹陷程度。
3.分析论证
(1)压力大小的影响:步骤1中,h2 > h1,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)受力面积的影响:步骤2中,砖块竖放时受力面积最小,海绵凹陷深度h3 > h1,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
4.结论:压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。
5.实验反思
(1)实验中用海绵的凹陷程度反映压力作用效果,采用了转换法;探究单一因素影响时,控制其他因素不变,采用了控制变量法,两种方法的应用保证了实验的科学性。
(2)若换用木板等坚硬材料替代海绵,凹陷程度不明显,实验现象会难以观察,因此需选择形变明显的受力面材料。
由大量实验可知: 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,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(四)压强及其计算
1.压强的概念:
(1)物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量,
(2)定义:物体单位面积上受到的压力。
2.压强的计算公式
(1)公式:p=
其中p表示压强,F表示压力,S表示受力面积(物体间相互接触的面积)。
(2)公式变形:
①求压力F = pS;
②求受力面积S=。
3.压强的单位:国际单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa;1Pa = 1N/m2。
4.计算注意事项
(1)压力F与受力面积S要对应:S是物体实际接触的面积,不是物体的表面积。
(2)单位要统一:压力F的单位用N,受力面积S的单位用m^{2},计算出的压强单位才是Pa。
(4)水平面上静止的物体,对水平面的压力F = G = mg(G为物体重力,m为质量,g取9.8N/kg或10N/kg)。
(五)生产生活中增大和减小压强的方法
增大和减小压强的核心依据是公式 p=,即改变压力大小或受力面积大小来改变压强。
1.增大压强的方法
(1)增大压力:受力面积不变时,增大压力可增大压强。
例子:压路机的碾子质量很大,通过增大压力压实路面;用力按图钉,增大压力让图钉更容易钉入墙面。
(2)减小受力面积:压力不变时,减小受力面积可增大压强。
例子:菜刀、剪刀的刀刃磨得很薄;注射器的针头做得很尖;钉子的尖端削得很尖。
2.减小压强的方法
(1)减小压力:受力面积不变时,减小压力可减小压强。
例子:货车超载会增大对路面的压强,损坏道路,因此要限制货车载重;易碎品运输时,减少堆叠层数,减小对下层物品的压力。
(2)增大受力面积:压力不变时,增大受力面积可减小压强。
例子:书包带做得宽而扁;坦克装有宽大的履带;滑雪板设计得又宽又长;铁轨铺在枕木上。
【经典例题】
例1.2025年中国科学家攻克二维硒化铟晶圆制造难题,其晶体管需减小接触面积实现高效导电,这利用的物理原理是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
C. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
D. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
【答案】:A
【解析】:晶体管减小接触面积,是在压力不变的情况下,通过减小受力面积增强压力作用效果(提升导电效率),符合“压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显”的规律。
例2.如图所示的是“金刚葫芦娃”动画中的四个情境,对地面压强最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】:D
【解析】:压强p=,压力F等于物体的重力(水平地面),受力面积S是接触地面的面积。四个场景中,葫芦娃的重力不变,D图中接触地面的面积最小,因此压强最大。
例3.古诗“大漠孤烟直,长河落日圆”中,骆驼能在沙漠中行走而不陷沙,关键原因是骆驼的脚掌( )
A. 面积大,增大压强 B. 面积大,减小压强
C. 面积小,增大压强 D. 面积小,减小压强
【答案】:B
【解析】:骆驼脚掌面积大,在自身重力(压力)不变时,通过增大受力面积减小对沙漠的压强,避免陷入沙中,符合“压力一定时,受力面积越大,压强越小”的规律。
例4.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示),在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在板A移动过程中,A对桌面的压力、压强及A所受摩擦力分别怎样变化?( )
A.不变、变大、变大 B.变小、变大、不变
C.不变、变大、变小 D.不变、变大、不变
【答案】:D
【解析】:压力:木板A对桌面的压力等于其自身重力,移动过程中重力不变,因此压力不变。压强:根据公式p=\frac{F}{S},压力F不变,木板与桌面的接触面积S逐渐减小,因此压强变大。摩擦力:摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,二者均未改变,因此摩擦力不变。
例5.小明用20N的水平力将作业本压在竖直墙壁上,作业本静止时对墙壁的压力( )
A. 等于20N B. 等于作业本的重力 C. 大于20N D. 小于20N
【答案】:A
【解析】:作业本静止时,水平方向受到的20N压力与墙壁的支持力平衡,根据力的作用是相互的,作业本对墙壁的压力等于水平压力20N,与重力无关(压力方向垂直墙壁,重力竖直向下)。
例6.关于压力和压强,下列说法正确的是: ( )
A. 压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的;
B. 压力的数值总是等于物体重力的数值,但不是物体的重力;
C. 当受力面积一定时,压力越大,说明支撑面受到的压强越大;
D. 物体对支撑面的压力越大,压强也越大,因为压强是反映压力效果的.
【答案】C
【解析】A、压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面,故A错;B、压力和重力是两种不同性质的力,只有当把物体放在水平地面上时,对地面的压力才等于物体重,故B错;C、由压强公式p=可知,当受力面积一定时,压力越大,支撑面受到的压强越大,故C正确;D、压强是表示压力作用效果的物理量,其大小与压力和受力面积有关,只知道压力大,不知道受力面积,不能确定压强大小,故D错.
例7.考试时,钢笔的笔尖做得很细,便于书写,这是利用了( )的原理
A. 增大受力面积,增大压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小受力面积,增大压强 D. 减小受力面积,减小压强
【答案】:C
【解析】:钢笔笔尖细,减小了与纸张的受力面积,在书写压力不变时,增大了笔尖对纸张的压强,便于留下字迹,是增大压强的典型应用。
例8.2025年我国“慧眼二号”X射线天文卫星成功发射,其太阳能板支架底部设计得宽大,这是在______不变的情况下,通过______受力面积,从而______压力的作用效果(选填“增大”或“减小”)。
【答案】:压力;增大;减小
【解析】:卫星支架的压力等于支架及太阳能板的重力(压力不变),宽大设计增大了受力面积,根据“压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”,可减小对卫星本体的压强,避免结构损坏。
例9. 如图所示,F=50N,水平向左作用在紧贴着竖直墙面的物块上,物重20N,物块与墙接触面积为200cm2,则物块对墙的压力为_____________N,压强为_____________Pa.
【答案】 50 2.5×103
【解析】当用力按物块时,物块将外力大小和方向不变的进行传递,所以,墙壁受到的压力为F=50N,物块的接触面积S=200cm2=0.02m2,墙壁受到的压强为p===2.5×103Pa.
例10. 如图所示为“嫦娥三号”月球探测器上搭载的“玉兔号”月球车,它的质量为120kg,可载重20kg,有6个网状的轮子,当它在遇一地形不平的情况下可通过摇臂调整重心,即使两个轮子悬空还能保障行走。
(1)月球车空载时在水平地面上行驶,求它对地面的压力。
(2)若装载着20kg设备的月球车车轮与水平地面的接触面积为0.8m2,求它对地面的压强是多少?
【答案】(1)1200N;(2)1750Pa
【解析】(1)月球车空载时对地面的压力F=G=mg=120kg×10N/kg=1200N
(2)设备的重力G′=m′g=20kg×10N/kg=200N它对地面的压力F′=G总=G+G′=1200N+200N=1400N它对地面压强
答:(1)它对地面的压力为1200N;(2)它对地面的压强是1750Pa。
例11. 某学习小组对“影响压力作用效果的因素”进行了探究,他们采取了如下的方法:甲图把小桌放在海绵上;乙图在小桌上放一个砝码;丙图把小桌翻过来,桌面朝下并在它上面放一个砝码。通过海绵被压下的深浅显示压力作用效果。
(1)比较______两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)此实验______(选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵,原因是__________;
(3)此实验中运用到的主要科学方法是____________。(写出一种)
【答案】(1)甲乙 (2)不能 效果不明显 (3)控制变量法
【解析】(1)为了得出结论:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;就要使物体的受力面积相同而压力不同,而图中甲乙两图中的受力面积相同,乙图压力大,乙图力的作用效果明显,所以选择图甲和图乙,进行比较即可;(2)[此实验不能用硬纸板代替海绵,因为实验中压力作用效果,是通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果,如果改用硬纸板,则硬纸板的形变程度发生不明显,难以确定影响因素的关系。(3)实验中主要用的科学研究方法是控制变量法和转换法。
五.课堂检测
(一).选择题
1.2025年拉索观测站破解宇宙线“膝”成因,其观测设备的支撑脚设计得宽大,目的是( )
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大压强 D. 减小压强
【答案】:D
【解析】:设备支撑脚宽大,是在压力(设备重力)不变的情况下,通过增大受力面积减小压强,避免设备下陷或损坏观测场地,对应减小压强的方法。
2.2025年复旦大学研发的汉语脑机接口系统,其传感器与头皮接触部分做的柔软且面积较大,原因是( )
A. 增大受力面积,增大压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小受力面积,增大压强 D. 减小受力面积,减小压强
【答案】:B
【解析】:传感器接触面积大,可在压力不变时增大受力面积,从而减小对头皮的压强,避免压迫头皮造成不适,符合减小压强的应用逻辑。
3.图示的实例中,属于增大压强的是( )
A. 在铁轨下面铺枕木 B. 用提袋器提重物
C. 雪地车轮子上装有履带 D. 切熟鸡蛋的钢丝很细
【答案】:D
【解析】:增大压强的方法:增大压力或减小受力面积。A:铺枕木→增大受力面积→减小压强B:用提手搬重物→增大受力面积→减小压强C:车轮上装防滑链→增大接触面粗糙程度(增大摩擦),与压强无关D:切鸡蛋的钢丝很细→减小受力面积→增大压强
4.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示)。在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在板A移动过程中,下列说法正确的是( )
A.A对桌面的压强不变 B.A对桌面的压力不断变大
C.A对桌面的压力不断变小 D.A对桌面的压强不断变大
【答案】:D
【解析】:木块A对桌面的压力F等于A的重力,在拉动过程中重力不变,所以压力不变;
拉动过程中A与桌面的接触面积S逐渐减小,根据p=,F不变、S减小,压强变大。
5.传统工艺中,工匠用“石碾子”加工粮食(石碾子质量大),其原理是( )
A. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
B. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
C. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
D. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
【答案】:A
【解析】:石碾子质量大,对粮食的压力大,在接触面积(受力面积)不变的情况下,压力越大,压力作用效果越明显,能更高效地碾碎粮食,体现压力对作用效果的影响。
6.古代建筑中,立柱下方常垫一块“柱础石”(宽大厚实),其作用是( )
A. 增大压力,保护地面 B. 减小压力,保护地面
C. 增大压强,保护地面 D. 减小压强,保护地面
【答案】:D
【解析】:柱础石宽大,增大了立柱与地面的受力面积,在立柱重力(压力)不变时减小压强,避免立柱陷入地面,保护建筑基础,是传统文化中对压强知识的应用。
7.如图所示的日常用品,使用时有利于减小压强的是( )
A.逃生锤的锤头 B.剥皮器的刀片 C.锥子的锥尖 D.图钉的钉帽
【答案】:D
【解析】减小压强的方法是增大受力面积或减小压力。A:逃生锤的锤头→减小受力面积→增大压强 B:削皮器的刀片→减小受力面积→增大压强C:锥子的锥尖→减小受力面积→增大压强D:图钉的钉帽→增大受力面积→减小对手的压强
8.小红背着书包上学,书包带做得较宽,这是为了( )
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大压强 D. 减小压强
【答案】:D
【解析】:书包带宽大,增大了与肩膀的受力面积,在书包重力(压力)不变时,减小了对肩膀的压强,缓解肩部疲劳,属于减小压强的应用。
9.课堂上,老师用手指按压粉笔盒,粉笔盒静止在桌面上,手指对粉笔盒的压力方向( )
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 垂直于粉笔盒表面指向盒内 D. 沿手指方向向外
【答案】:C
【解析】:压力的方向总是垂直于接触面指向被压物体,手指按压粉笔盒,压力方向垂直于粉笔盒表面并指向盒内,与重力方向无关。
10. 如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强Pa=Pb,圆柱体密度分别为和对地而的压力分别为Fa和Fb。则下列说法正确的是( )
A. ,Fa=Fb B. ,Fa=3Fb C. , D. ,Fa=3Fb
【答案】B
【解析】由密度定义式,变形可得由压强公式可得
联立可得高度hb=2ha,对地面的压强Pa=Pb,可得;底面积Sa=3Sb,压强Pa=Pb,对地而的压力,联立可得Fa=3Fb。故ACD错误,B正确。故选B。
11. 如图所示,甲、乙两个质量相等的均匀实心正方体放在水平地面上,已知铜的密度大于铁的密度,可能使甲和乙对地面的压强相等的方法是 ( )
A. 将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
B. 将体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
C. 沿水平方向分别截去质量相等的部分
D. 沿水平方向分别截去体积相等的部分
【答案】D
【解析】甲、乙两物体质量相等,对地面的压力也相等,但与地面的接触面积S乙>S甲,将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面,对地面的压力相等,但接触面积不变,还是S乙>S甲,所以对地面的压强不可能相等.故A错误.因为V甲<V乙,铜的密度大于铁的密度,甲、乙两物体质量相等,所以甲是铜块,乙是铁块,体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面,铜块的质量大于铁块的质量,与地面的接触面积不变,所以压强不可能相等.故B错误.沿水平方向分别截去质量相等的部分,甲乙对地面的压力仍然相等,接触面积还是S乙>S甲,所以对地面的压强不同,故C错误.沿水平方向分别截去体积相等的部分,乙减小的质量小,甲减小的质量大,两物体对地面的压力甲小于乙,又因为与地面的接触面积S乙>S甲,所以对地面的压强有可能相等,故D正确.
12.如图所示,重G的铁块静止在斜面上,则斜面对铁块的作用力大小为( )
A. 等于G B. 大于G C. 小于G D. 以上情况都有可能
【答案】A
【解析】重G的铁块静止在斜面上,因此受到平衡力的作用,铁块受到重力,斜面的支撑力,和斜面的摩擦力,三个力的合力为0。斜面对铁块的作用力是支持力与摩擦力,所以斜面对铁块的作用力与重力相等,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
13. 图中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为压力的作用点在接触面上,因此排除BC选项;又因为压力的方向垂直于接触面,因此A选项错误,D选项正确。故选D。
14.小丽将两本物理书叠放在桌面上,桌面受到的压力是一本数的2倍,这说明压力作用效果与( )有关(假设受力面积不变)
A. 受力面积 B. 压力大小 C. 物体密度 D. 物体体积
【答案】:B
【解析】:受力面积不变时,两本书的压力是一本书的2倍,若观察到桌面(或海绵)凹陷程度不同,可说明压力作用效果与压力大小有关,体现了“受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显”。
15. 如图所示,实心正方体铁块、铝块分别放在水平桌面上(已知ρ铁>ρ铝),它们对地面的压强相等,铁块、铝块对水平桌面的压力分别为F1、F2,若沿水平方向 将铁块截去一部分放在铝块上面,此时铁块对地面的压强变化量为Δp1,铝块对地面的压强变化量为Δp2,则F1、F2,Δp1、Δp2的大小关系为( )
A. F1>F2 B. F1=F2 C. Δp1>Δp2 D. Δp1=Δp2
【答案】C
【解析】AB.由图可知,S1<S2,因实心正方体铁块和铝块对桌面的压强相等,所以,由
变形可得F=pS可得F1<F2故AB不符合题意;CD.在铁块上方沿水平方向截去一部分放在铝块上面时,两者的受力面积不变,设铁块截取的质量为Δm,则铁块对桌面的压强变化量
铝块对地面的压强变化量
因S1<S2所以Δp1>Δp2故C符合题意,D不符合题意。故选C。
(二).填空题
16.2026年全球新能源汽车大会展示的新型电池,其电极接触面做的极薄,目的是在______一定时,通过______受力面积,______压力的作用效果以提升导电效率(选填“增大”或“减小”)。
【答案】:压力;减小;增大
【解析】:电极工作时施加的压力固定,减小接触面(受力面积),能增大压强(压力作用效果),让电极与电解质更充分接触,提升导电性能,符合增大压强的应用逻辑。
17.2025年国产大飞机C919完成首次环球飞行,其起落架的轮子数量较多且轮胎宽大,这是为了______受力面积,______对跑道的压强,从而______压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】:增大;减小;减弱
【解析】:飞机对跑道的压力等于自身重力(压力不变),多轮子+宽轮胎增大了受力面积,减小了压强,减弱了压力对跑道的作用效果,避免跑道被压坏。
18.一头质量为6000kg大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为___________N,它四只脚着地时对地面的压强为___________Pa.若大象抬起一条腿,它对地面的压力_____,压强___________(选填“变大”“变小”或“不变”).(g取10N/kg)
【答案】 6×104 2. 5×105 不变 变大
【解析】第一空.由G=mg知道,大象的重力是:G=mg=6×103 kg×10N/kg=6×104 N;第二空.物体对水平面的压力和自身的重力相等,此时对地面的压力是:F=G=6×104 N,当大象四脚着地时,对地面的受力面积是:S=4×600cm2 =2400cm2 =0.24m2 ,所以,四只脚着地时对地面的压强是: 第三空.物体对水平面上的压力和自身的重力相等,所以,大象抬起一条腿时,对地的压力不变,依然等于重力;
第四空.若大象抬起一条腿,则压力不变,仍然与其自身的重力相等,但作用面积变成了三只脚的面积,由于作用面积减小,所以,压强变大.
19.晋代“胡人骑狮水滴”文房用具,按住顶端小孔可提水不泄,松开则滴水研墨,其原理利用了______差;使用时手指按压小孔的力属于______,通过控制孔的通断改变______的作用效果(选填“压力”或“压强”)。
【答案】:压强;压力;压强
【解析】:按压小孔改变管内外压强差实现控水,手指施加的力是压力;通过控制压力的有无改变压强,从而控制水流,体现了压力与压强的关联。
30.古诗“春种一粒粟,秋收万颗子”中,农民播种时使用的锄头刃较薄,是为了______受力面积,在______一定时,______压力的作用效果以破土播种(选填“增大”或“减小”)。
【答案】:减小;压力;增大
【解析】:锄头刃薄减小了与土壤的受力面积,农民施加的压力不变时,压强增大,压力作用效果更明显,便于破土松土。
21.传统建筑中“柱础石”(立柱下方的宽大石块)的作用是:在______不变的情况下,通过______受力面积,______立柱对地面的压强(选填“增大”或“减小”)。
【答案】:压力;增大;减小
【解析】:柱础石承受的压力等于立柱重力(压力不变),宽大设计增大了受力面积,根据压强规律,减小了立柱对地面的压强,避免地面塌陷。
22.小明用相同的力分别用指尖和手掌挤压气球,指尖端气球凹陷更明显,说明在______一定时,受力面积,压力的作用效果更(选填“明显”或“不明显”)。
【答案】:压力;减小;明显
【解析】:指尖和手掌施加的压力相同,指尖受力面积更小,气球凹陷更明显,体现了“压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显”。
23.考试时使用的中性笔笔尖较细,是为了______与纸张的受力面积,在书写的______一定时,______压强以留下清晰字迹(选填“增大”或“减小”)。
【答案】:减小;压力;增大
【解析】:笔尖细减小了受力面积,书写时施加的压力不变,压强增大,压力作用效果更明显,便于在纸上留下清晰字迹。
24.物理兴趣小组做实验:将两本相同的物理书叠放在海绵上,海绵凹陷深度比一本时更大,说明在______不变时,压力大小,压力的作用效果更(选填“明显”或“不明显”)。
【答案】:受力面积;增大;明显
【解析】:两本书叠放时受力面积与一本书时相同,压力增大为两倍,海绵凹陷更深,验证了“受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显”。
25.小丽坐在课桌前学习,课桌对地面的压力等于课桌的______,若将课桌的一本书拿起,课桌对地面的压力______,受力面积不变时,压力的作用效果______(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】:重力;减小;减弱
【解析】:水平地面上的课桌,对地面的压力等于自身重力;拿起一本书后重力减小,压力减小;受力面积不变时,压强减小,压力作用效果减弱。
(三).解答题
26. 电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点.如图所示,是一辆停放在水平地面上的电动汽车,质量为1.6×10kg,每个轮胎和地面的接触面积为2×10-2m2,g取10N/kg.求:
(1)车对地面的压力:
(2)车对地面压强.
【答案】(1)1.6×104N;(2)2×105Pa
【解析】(1)车对地面的压力F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N;
(2)受力面积为:S=4×2×10-2m2=8×10-2m2车对地面的压强:2×105Pa.
答:(1)车对地面的压力为1.6×104N;(2)车对地面压强为2×105Pa.
27. 通常情况下,物体压在同样的泥地上,如果压强相同则压痕深度相同。野生动物调查员在野外泥地上发现黑熊刚留下的足印。为了估算黑熊的质量,他把一个底面积是10cm2的容器放在足印附近的泥地上,再慢慢往容器中倒入沙子,直到容器在泥地上留下与黑熊足印深度相同的痕迹,测出此时装了沙的容器总质量为1.25 kg。(g取10N/kg)
(l)装了沙的容器对泥地的压强多大?
(2)量出黑熊与地接触的足印痕总面积共800cm2,计算黑熊的质量有多大?
【答案】(1)1.25×104 Pa (2)100kg
【解析】(1)装了沙的容器对泥地的压力等于其重力所以容器对泥地的压强
(2)黑熊对地面的压力黑熊的重力黑熊的质量
答:(1)容器对泥地的压强为;(2)黑熊的质量为100kg。
28.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端的变化,小欣同学可得出结论:受力面积相同时,___________。
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成___________宽度的两段,两包装带下方挂___________数量的钩码。 (均选填“相同”或“不同”)
(3)实验过程中,小欣同学是通过观察橡皮泥___________来比较压力作用效果的,物理学中,我们用___________来表示压力的作用效果。
(4)橡皮泥被压后会留下凹痕,说明力的作用效果可以使物体发生___________。
【答案】(1)压力越大,压力的作用效果越明显 (2)不同 相同 (3)凹陷程度 压强 (4)形变
【解析】(1)把包装带撕成相同宽度的两段,在包装带下方挂上不同数量的钩码,是控制受力面积相同,改变压力大小,因此探究的是:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(2)探究压力的作用效果跟受力面积的关系时,要控制压力相同,改变受力面积,因此应将橡皮膜换成不同宽度的两段,两包装带下方挂相同数量的钩码。(3)实验中通过观察橡皮膜凹陷程度来比较压力作用效果,物理学中,我们用压强来表示压力的作用效果。橡皮膜发生凹陷,说明力的作用效果可以使物体发生形变。(4)压力越大,压力的作用效果越明显,即橡皮膜的凹陷程度不同(压力越大,凹陷程度越大)。
29.阅读短文,回答问题。
校园“智感压强实验室”与生活应用探究
2025年1月,淄博柳泉中学的“智感先锋”物理教学场景荣获全国智慧教育优秀案例,该校打造的数字探究实验室中,压强传感器等设备让抽象的物理知识变得直观可测。八年级学生在实验室开展了“压力作用效果影响因素”的探究活动,同时结合生活中的创新应用深化理解。
实验中,学生使用绝对压强传感器探究:将同一砝码分别平放、竖放在海绵垫上,传感器实时显示海绵受到的压强数据,发现竖放时压强大于平放;再将两个相同砝码叠放在海绵垫上,平放时的压强是单个砝码平放时的2倍。通过数据对比,学生清晰理解了压强与压力、受力面积的关系。
课后,学生们发现生活中的很多创新都运用了这一原理。2026年高校流行的升级版“热带雨淋”宿舍淋浴装置,其三通管设计为“两头大中间小”,打开冷水龙头时,中间窄段水流速度增大,压强减小,大气压将热水压入混合形成温水;而农村传统的手压水井,通过按压手柄带动活塞运动,排出管内空气形成低压区,地下水在大气压作用下被吸入管中。这些生活中的发明创造,让学生深刻体会到物理知识的实用价值。
(1)实验中“同一砝码竖放时压强大于平放”,说明在______一定时,______受力面积,压力的作用效果更明显(选填“增大”或“减小”)。
(2)两个相同砝码叠放时的压强是单个砝码的2倍,该实验现象验证的结论是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压强越大
B. 受力面积一定时,压力越大,压强越大
C. 压力一定时,受力面积越大,压强越大
D. 受力面积一定时,压力越小,压强越大
(3)升级版“热带雨淋”装置中,三通管中间窄段压强减小的原因是( )
A. 压力减小 B. 受力面积增大 C. 水流速度增大 D. 水温升高
(4)手压水井通过排出管内空气形成______区,利用______将地下水压入管中(选填“大气压”或“压力”)。
(5)下列生活现象与实验探究的压强原理一致的是( )
A. 滑雪板设计得宽大 B. 菜刀刃磨得锋利 C. 骆驼的脚掌宽大 D. 铁轨铺在枕木上
【答案】(1)压力;减小 (2)B (3)C (4)低压;大气压 (5)B
【解析】(1)同一砝码的重力不变,对海绵的压力不变,竖放时受力面积小于平放,传感器显示压强大,说明压力一定时,减小受力面积,压力的作用效果更明显。(2)两个砝码叠放时,受力面积与单个砝码平放时相同,压力变为2倍,压强也变为2倍,验证了“受力面积一定时,压力越大,压强越大”的结论,故选B。(3)升级版“热带雨淋”装置利用流体压强与流速的关系,三通管中间窄段水流速度增大,压强减小,形成压强差,大气压将热水压入混合,故选C。(4)手压水井按压手柄时,活塞运动排出管内空气,形成局部低压区,地下水在大气压的作用下被吸入管中,实现取水功能。(5)实验探究的核心是“压力作用效果与压力大小、受力面积的关系”。A、C、D选项均是通过增大受力面积减小压强;B选项菜刀刃磨得锋利,是通过减小受力面积增大压强,与实验中“受力面积影响压强”的原理一致,故选B。
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.压力是指垂直作用在物体______上的力,压力的方向总是______于接触面指向被压物体。
2.压力的作用效果不仅与______的大小有关,还与______的大小有关。
3.当受力面积相同时,压力越______,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越______,压力的作用效果越明显。
4.物理学中,用______来表示压力的作用效果,其定义式为______。
5.压强的国际单位是______,简称帕,符号是______。
6.1Pa表示的物理意义是:每平方米面积上受到的______为1N。
7.增大压强的方法:一是在受力面积一定时,______压力;二是在压力一定时,______受力面积。
8.减小压强的方法:一是在受力面积一定时,______压力;二是在压力一定时,______受力面积。
9.水平面上静止的物体,对水平面的压力大小______物体的重力大小;斜面上的物体对斜面的压力大小______物体的重力大小。
10. 用手指按压粉笔盒,粉笔盒受到的压力施力物体是______,受力物体是______。
【答案】1.表面;垂直 2.压力;受力面积 3.大;小 4.压强;p= 5.帕斯卡;Pa
6.压力 7.增大;减小 8.减小;增大 9.等于;小于 10.手指;粉笔盒
(二)强化训练
一.选择题
1.2026年澳大利亚将实施更严格的网络年龄验证,验证设备的指纹识别模块接触面设计得极小,这是为了( )
A. 增大压力作用效果 B. 减小压力作用效果 C. 增大重力 D. 减小重力
【答案】:A
【解析】:指纹模块接触面小,是在压力一定时通过减小受力面积增大压强(压力作用效果),让传感器更精准地感知指纹纹路,体现了受力面积对压力作用效果的影响。
2.2025年DeepSeek-R1开源大模型登上《自然》封面,其服务器机箱底部安装了多个宽大的支撑垫,作用是( )
A. 增大压力,保护桌面 B. 减小压力,保护桌面
C. 增大压强,保护桌面 D. 减小压强,保护桌面
【答案】:D
【解析】:宽大支撑垫增大了受力面积,在服务器重力(压力)不变的情况下,减小了对放置面的压强,避免压坏桌面或地面,属于减小压强的实际应用。
3.如图所示,两个形状、大小、材料完全相同的实心物体1和2,放在水平桌面上时,它们对桌面产生的压力F和压强p的大小关系正确的是( )
A.F1=F2,p1=p2 B.F1=F2,p1<p2 C.F1=F2,p1>p2 D.F1>F2,p1<p2
【答案】:C
【解析】:两个实心体材料、形状、大小完全相同,所以重力G相同,对桌面的压力F=G,即F1=F2;受力面积S1<S2,根据p=,F相同,S越小压强越大,故p1>p2。
4.每到重大节日,天安门广场都要举行隆重的升旗仪式 如图所示是国庆时在天安门现场拍摄的国旗班升旗时的照片,每位战士站立不动时对地面的压力和压强最接近于( )
A.50 N 103 Pa B.50N 104 Pa C.500N 104 Pa D.500N 106 Pa
【答案】:B
【解析】成年人站立时对地面的压力约F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;双脚与地面的接触面积约S=0.01m2,压强p=F/S=500N/0.01m2=5×104Pa,接近500N、104Pa。
5.古诗“锄禾日当午,汗滴禾下土”中,锄头的刃设计得很薄,目的是( )
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大压强 D. 减小压强
【答案】:C
【解析】:锄头刃薄,减小了与土壤的受力面积,在施加压力不变时,通过减小受力面积增大压强,更易破土松土,符合增大压强的方法。
6.传统木工工具“凿子”的尖端做得尖锐,其物理原理是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压强越大
B. 压力一定时,受力面积越大,压强越大
C. 受力面积一定时,压力越小,压强越大
D. 受力面积一定时,压力越大,压强越小
【答案】:A
【解析】:凿子尖端尖锐,减小了受力面积,在施加压力不变的情况下,压强增大,便于凿穿木材,体现了压力一定时受力面积与压强的关系。
7.压力作用效果可能与压力和受力面积有关,在探究“影响压力作用效果的因素”的实验中,所用实验器材有小桌、海绵、砝码等。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力不相等
B.甲图中小桌对海绵压力的作用效果比乙图中的明显
C.甲、乙两次实验,说明压力的作用效果与压力大小有关
D.为完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
【答案】:C
【解析】:压力作用效果与压力大小和受力面积有关,实验通过海绵的凹陷程度反映压力作用效果。 A:甲、乙实验中,小桌对海绵的压力等于小桌+砝码的重力,乙中砝码更多,压力更大,A错误。B:甲图中小桌对海绵压力的作用效果通过海绵的凹陷程度体现,不是压力大小,B错误。C:甲、乙受力面积相同,压力不同,说明压力作用效果与压力大小有关,C正确。D:将乙中砝码取下,与甲对比时,压力和受力面积都相同,无法探究受力面积的影响,D错误。
8.小明用同样大小的力,分别用手指和手掌挤压铅笔的两端,发现手指端的铅笔凹陷更明显,这说明( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
C. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
D. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
【答案】:A
【解析】:手指和手掌施加的压力相同,但手指与铅笔的受力面积更小,凹陷更明显,说明压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越显著,体现了控制变量法的实验结论。
9.物理实验课上,将同一木块先后平放、竖放在海绵上,观察海绵凹陷程度,该实验目的是探究( )
A. 压力与重力的关系 B. 压力与受力面积的关系
C. 压力作用效果与压力大小的关系 D. 压力作用效果与受力面积的关系
【答案】:D
【解析】:同一木块重力不变,对海绵的压力不变,平放与竖放改变的是受力面积,通过海绵凹陷程度的差异,探究压力作用效果与受力面积的关系,符合控制变量法的探究思路。
10. 如图所示,,一匀质木块放在水平桌面上,若将它沿竖直虚线截去右边一部分,则剩下左边部分对桌面的压力和压强说法正确的是( )
A. 压力变小,压强不变 B. 压力变小,压强变小
C. 压力变小,压强增大 D. 压力不变,压强不变
【答案】A
【解析】因为在水平桌面上F=G=mg若将它沿竖直虚线截去一部分,G变小,所以压力变小;此时压强为故可知,可知压强不变,故A正确,BCD错误。故选A。
11. 如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )
A. mA:mB=2:1,pA:pB=2:1 B. mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
C. mA:mB=1:1,pA:pB=1:1 D. mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
【答案】B
【解析】两物体的体积关系:,由密度公式可得:,
因为A、B是由同种材料制成的实心圆柱体,密度相同,所以mA:mB=ρVA:ρVB=VA:VB=1:1,
因为A和B放在水平地面上,所以对地面的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg,则物体对地面的压强:,所以物体A、B对地面的压强之比:pA:pB=ρhAg:ρhBg=hA:hB=2:1
12.小明坐在课桌前学习,课桌的四条腿都接触地面,若将课桌的一条腿抬起,课桌对地面的压力( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【答案】:C
【解析】:课桌对地面的压力等于课桌的重力,抬起一条腿后,课桌的重力不变,因此压力不变,变化的是受力面积(变小)和压强(变大)。
13.小红用不同的力按压同一支圆珠笔的笔尖,发现用力越大,笔尖下陷越明显,这说明( )
A. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
B. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
C. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
D. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
【答案】:A
【解析】:同一支圆珠笔的笔尖,受力面积不变,用力越大(压力越大),笔尖下陷越明显(压力作用效果越显著),说明受力面积一定时,压力大小影响压力作用效果。
14. 如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体静止在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度。则它们对地面压力的变化量∆F甲、∆F乙的关系是( )
A. ∆F甲一定大于∆F乙 B. ∆F甲一定小于∆F乙
C. ∆F甲可能大于∆F乙 D. ∆F甲可能小于∆F乙
【答案】B
【解析】两个正方体的棱长分别为h甲和h乙,则h甲<h乙,由
可知:由于甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,对地面的压强相等,即:p甲=p乙,所以则在两正方体上部沿水平方向切去相同高度的部分,由于底面积不变,对地面的压力变化是切去的部分,即则
所以,ΔF甲<ΔF乙,故ΔF甲一定小于ΔF乙,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
15.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8∶1 B. 4∶3 C. 1∶2 D. 4∶1
【答案】D
【解析】由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为8g/cm3;当乙的体积为4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为1g/cm3,则有根据可得,质量相等的甲、乙的体积比则甲、乙两个正方体的棱长比
根据柱体压强公式可知,两正方体A. B对水平地面的压强之比故选D。
二.填空题
16.2026年人工智能辅助医疗设备推出,其微创器械的针尖设计得尖锐,是在______不变时,通过______受力面积,______压强以实现精准穿刺(选填“增大”或“减小”)。
【答案】:压力;减小;增大
【解析】:器械穿刺时施加的压力一定,尖锐针尖减小了受力面积,根据压强公式p=F/S,压强增大,压力作用效果更明显,便于精准穿透组织。
17.2025年我国建成全球首条高温超导磁悬浮试验线,轨道支撑结构采用宽大的基座,这是通过______受力面积的方式,在______一定的情况下,______压力对地面的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】:增大;压力;减弱
【解析】:支撑结构的压力等于轨道及设备重力(压力不变),宽大基座增大受力面积,减小了压强,减弱了压力对地面的作用效果,避免地面下陷。
18.如图物块底面积是10cm2,重为10N,被竖直向上的力F顶在天花板上,天花板的面积是12m2.若F=30N,则物块对天花板的压力是__________N,压强是________Pa;若F=10N,则物块对天花板的压强是_______________Pa.
【答案】 20 2×104 0
【解析】如图所示:物块重为10N(G=10N),被竖直向上的力F顶在天花板上(F=30N),则物块在竖直方向上受到重力、手对物块向上的压力和天花板对物块的压力作用,由于物块处于静止状态,所以物块在竖直方向上所受合力为0,天花板对物块的压力为:F−G=30N−10N=20N.因为物块对天花板的压力与天花板对物块的压力是一对相互作用力,所以物块对天花板的压力大小也等于20N.物块底面积是10cm2,天花板的面积是12m2.则天花板的受力面积是10cm2=1×10−3m2.物块对天花板的压强p===2×104Pa.若竖直向上顶在天花板上的力F改为10N,则物块对天花板的压力是10N−10N=0N.物块对天花板的压强是0Pa.
19.西汉“错金汲酒器”通过按压顶部小孔控制酒的存取,按压时手对小孔的______垂直于孔面指向内部,该力改变了器内______,从而______压力的作用效果(选填“压力”或“压强”)。
【答案】:压力;压强;改变
【解析】:压力方向垂直于接触面指向被压物体,按压小孔的力是压力;该力改变了器内压强,形成压强差,从而改变压力的作用效果(控制酒的流出与停止)。
20.古诗“磨刀不误砍柴工”蕴含物理知识:磨刀时减小了刀刃的______,在砍柴施加的______一定时,______了压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】:受力面积;压力;增强
【解析】:磨刀减小了刀刃的受力面积,砍柴时施加的压力不变,根据“压力一定时,受力面积越小,压强越大”,压力作用效果增强,更易砍柴。
21.小明用30N的水平力将课本压在竖直墙壁上,课本静止时,对墙壁的压力大小______30N,压力方向______于墙壁表面,该压力与课本重力的方向______(选填“相同”或“相反”)。
【答案】:等于;垂直;相反
【解析】:水平压力与墙壁支持力平衡,根据力的相互性,课本对墙壁的压力等于30N;压力方向垂直墙壁指向内部,重力竖直向下,二者方向相反。
22.物理实验课上,将同一砝码分别放在平放和竖放的小桌上(海绵垫为支撑面),观察海绵凹陷程度,发现竖放时凹陷更深,说明在______一定时,受力面积,压力的作用效果更(选填“明显”或“不明显”)。
【答案】:压力;减小;明显
【解析】:同一砝码对海绵的压力等于其重力(压力不变),竖放减小了受力面积,海绵凹陷更明显,验证了“压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显”。
23.小红背着书包上学,书包带做得较宽,这是为了______与肩膀的受力面积,在书包______不变的情况下,______对肩膀的压强(选填“增大”或“减小”)。
【答案】:增大;压力;减小
【解析】:书包带宽大增大了受力面积,书包的重力不变(对肩膀的压力不变),根据压强公式,减小了对肩膀的压强,缓解肩部疲劳。
24.课堂上,老师用手指按压粉笔盒,粉笔盒静止在桌面,手指对粉笔盒的压力方向______于粉笔盒表面,该压力与粉笔盒对桌面的压力______(选填“有关”或“无关”),压力的作用效果由______和受力面积共同决定。
【答案】:垂直;无关;压力大小
【解析】:压力方向垂直于接触面,手指按压的压力方向垂直粉笔盒表面;该压力与粉笔盒对桌面的压力(等于粉笔盒重力)无关;压力的作用效果由压力大小和受力面积共同决定。
25.如图所示,实心长方体A和B放在水平地面上,高度之比hA︰hB=2︰1,底面积之比SA︰SB=2︰3,它们对地面的压强相等,则它们的密度之比︰=_____;它们对地面的压力之比FA︰FB=_________.
【答案】1:2;2:3
【解析】因p==ρgh,所以长方体密度之比为ρA:ρB=;因为p=,所以长方体对地面的压力之比为FA:FB=pSA:pSB=SA:SB=2:3.
三.解答题
26. 在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,肆意超载,带来极大的危害.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内.有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.求:
(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?
(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10N/kg)
【答案】(1)1×106Pa超过了行业标准(2)64t
【解析】(1)汽车对路面的压力等于其自身重力和货物重力之和,即F=G车+G货=(m车+m货)g=(2000kg+10000 kg)×10N/kg=1.2×105N,受力面积是6个车轮的面积总和S=6×0.02m2=0.12m2汽车对路面的压强等于压力与受力面积之比,即P=F/S=1.2×105N/0.12m2=1×106Pa,1×106Pa>7×105Pa,超过行业标准.
(2)要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆车对地面的压力最大时对地面的压强为7×105Pa,这辆汽车对地面的最大压力F不超标=P不超标S=7×105Pa×0.12m2=0.84×105N
汽车与货物总重力等于压力,即G不超标=F不超标=0.84×105N汽车与货物总质量
m不超标=G不超标/g=0.84×105N/10N/kg=8400kg=8.4t最多载货m最多装=m不超标-m车=8.4t-2t=6.4t
答:(1)这辆汽车对路面的压强是10×105Pa,是超过行业标准;(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装6.4t吨货.(设车轮与地面的接触面积不变)
27. “业余侦探”小明发现两个并拢的“可疑”鞋底印,为了估测那个人的体重,小明在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓,如图所示,图中每个小方格的面积是5cm2,测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的,两个算一个完整格。为了测量压强,他在鞋印旁边的地面上用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是15N,根据以上数据,试求:(g取10N/kg)
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的质量.
【答案】(1)1.5×104Pa;(2)42kg
【解析】(1)垫片的重力不计,垫片受到的压力即为垫片对地面的压力,即F=15N根据压强公式,垫片对地面的压强
(2)已知每个方格的面积为5cm2,从图中可以数出方格的个数28个,一只脚与地面的接触面积S′=28×5×10-4m2=1.4×10-2m2根据公式F=pS可求人双脚站立时对地面的压力
F′=p′×2S′=1.5×104Pa×2×1.4×10-2m2=420N在水平面上时,人的重力等于人对地面的压力G=F′=420N人的质量
答:(1)垫片对地面的压强为1.5×104Pa;(2)“可疑”人的质量为42kg。
28.如图所示,小刚为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关,找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图甲海绵平放在桌面上;图乙海绵上平放一本字典;图丙海绵上叠放两本字典;图丁海绵上立放一本字典;图戊一本字典平放在桌面上。
(1)通过实验图甲、图乙,可以得出:力能使物体发生______,小刚是根据______来比较压强的。
(2)通过实验图乙、图丙,可以得出:在______一定时,______越大,压强越大。
(3)通过观察图______、图______后得出:在压力一定时,受力面积越小,压强越大。
(4)设图乙中字典对海绵的压强是p乙,图戊中字典对桌面的压强是p戊,比较p乙______p戊.(选填“大于”“小于”或“等于”)
(5)本实验中用到的科学探究方法有:______和______。
【答案】(1)形变;海绵的凹陷程度;(2)受力面积;压力;(3)乙;丁;(4)大于;(5)控制变量法;转换法
【解析】(1)图甲、图乙中海绵的形状发生了变化,说明力能使物体发生形变;实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压强的大小(转换法)。(2)图丙、图丁中,受力面积相同,丙的压力更大(叠放两本字典),海绵凹陷更明显,因此得出:在受力面积一定时,压力越大,压强越大。(3)图乙、图丁中,压力相同(都是一本字典),丁的受力面积更小(竖放),海绵凹陷更明显,因此得出:在压力一定时,受力面积越小,压强越大。(4)图戊中字典平放在桌面上,桌面的硬度大于海绵,形变程度更小,但字典对桌面的压力和受力面积与图甲中对海绵的相同,根据p=F/S,压强相等,因此p戊等于p甲。(5)本实验用到的科学探究方法有控制变量法和转换法(通过海绵凹陷程度反映压强大小)。
29.阅读短文,回答问题。
2025文物建筑预防性保护中的压强智慧
2025年8月,国家文物局正式实施《全国重点文物保护单位文物建筑预防性保护技术导则(试行)》,要求在最小干预原则下保护古建筑的历史风貌与结构安全。我国某著名古城的明清建筑群保护工程中,技术团队针对古建筑常见的基础沉降、柱础石破损等问题,运用压强知识制定了科学方案。
这些古建筑的立柱下方均设有宽大的柱础石,部分千年柱础石因长期承受立柱压力,出现了细微裂纹。技术团队在加固时,没有更换柱础石,而是在原有柱础石下方增设了一层分布式支撑垫,支撑垫采用轻质高强度材料制成,接触面积是原柱础石的1.5倍。同时,对城墙顶部的踏跺(台阶)进行了修复,将磨损严重的窄面踏跺更换为宽面踏跺,既保留了传统样式,又提升了通行安全性。
此外,团队还发现古建筑周边的树木根系生长可能导致地面隆起,进而影响建筑基础。为此,他们在树木与建筑之间设置了防护沟,沟壁采用多孔材料,既不影响树木生长,又能通过分散根系的压力,避免局部压强过大破坏地面。这一系列措施既遵循了“修旧如旧”的文物保护原则,又充分利用物理知识解决了实际问题,让古建筑在现代技术的守护下延续生机。
(1)柱础石的宽大设计是为了在______不变的情况下,通过______受力面积,从而减小压力的作用效果(选填“增大”或“减小”)。
(2)技术团队增设的支撑垫接触面积是原柱础石的1.5倍,若立柱对支撑垫的压力不变,支撑垫对地面的压强与原柱础石对地面的压强之比为( )
A. 3:2 B. 2:3 C. 1:1 D. 1:1.5
(3)修复后的宽面踏跺能提升通行安全性,其原理是( )
A. 增大压力,减小压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小压力,增大压强 D. 减小受力面积,增大压强
(4)防护沟壁采用多孔材料分散根系压力,体现了压力的作用效果与______有关,该措施能______局部压强(选填“增大”或“减小”)。
(5)下列关于古建筑保护中压强知识的应用,说法正确的是( )
A. 柱础石的裂纹是因为受力面积过大导致压强过大
B. 支撑垫采用轻质材料是为了减小自身重力对地面的压力
C. 窄面踏跺磨损严重是因为压力过大
D. 防护沟的作用是阻断树木根系生长
【答案】(1)压力;增大 (1)B (3)B (4)受力面积;减小 (5)B
【解析】(1)柱础石承受的压力等于立柱的重力(压力不变),宽大设计通过增大受力面积,根据压强公式p=F/S,减小了对地面的压强,从而减弱压力的作用效果,避免地面下陷。
(2设原柱础石接触面积为S1,支撑垫接触面积S2=1.5S1,压力F不变。原压强p1=F/S1,新压强p2=F/S2=F/1.5S1,则p2:p1=2:3,故选B。(3)宽面踏跺增大了人与踏跺的受力面积,在人的重力(压力)不变时,减小了对踏跺的压强,既减少踏跺磨损,又提升通行安全性,故选B。(4)多孔材料分散根系压力,本质是增大了根系与地面的受力面积,根据压强规律,受力面积越大,压强越小,因此能减小局部压强,避免地面隆起。(5)A选项错误,柱础石裂纹是因为长期承受压力,压强过大导致,而非受力面积过大;B选项正确,轻质材料可减小支撑垫自身重力,从而减小对地面的额外压力;C选项错误,窄面踏跺磨损严重是因为受力面积小,压强大;D选项错误,防护沟是分散根系压力,而非阻断生长,故选B。
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2025-2026学年沪科版八年级物理
《第八章压强第一节压力的作用效果》精品讲义
(
一.
学习
目标
1.理解压力的定义、方向和作用点,明确压力与重力的区别与联系;掌握压强的物理意义、定义式和单位,能解释生活中与压力作用效果相关的现象。
2.通过实验分析压力作用效果的影响因素,初步运用控制变量法和转换法解决物理问题;能通过压强公式进行简单推理与计算,建立压力、受力面积与压强的定量关系。
3.经历
“
提出问题
—
设计方案
—
进行实验
—
分析论证
”
的探究过程,完成
“
影响压力作用效果的因素
”
实验,提升实验操作和数据处理能力。
4.认识压力作用效果在生产生活中的应用价值,培养尊重事实、严谨求实的科学态度;增强将物理知识应用于实际的意识,体会物理与生活的密切联系。
)
(
二.重点难点
1.重点:
(1)压力的概念及三要素;
(2)压强的定义、公式和单位;
(3)影响压力作用效果的因素。
2.难点:
(1)区分压力与重力;
(2)理解压强公式中
“
受力面积
”
的含义;
(3)运用压强知识解释生活中的相关现象。
)
三.课前预习
1.垂直作用在物体表面上的力叫做______,常用符号______表示,其方向总是______并指向受压物体表面。
2.压力的作用点在______的表面,压力属于______(选填“弹力”或“重力”),是物体间相互挤压发生形变产生的。
3.压力的大小不一定等于重力,只有当物体______在水平面上且竖直方向只受重力和支持力时,压力大小才等于重力大小。
4.探究压力作用效果的实验中,通过观察______反映压力的作用效果,这种方法叫______法;探究单一因素影响时,需控制其他因素不变,采用______法。
5.压强是表示______的物理量,定义为物体所受压力与受力面积的______,公式为______,国际单位是______,符号为Pa。
四.课堂探秘
(一)情景导入
只要我们留意,就能发现不少有趣的现象。人在雪地行走,脚容易陷人积雪中,若有了宽宽长长的滑雪板,滑雪运动员不仅不会陷进雪里,还能在雪地上滑行。你能说说这是为什么吗?
本节将学习与压强有关的内容。
(二)研究压力的作用效果
1.感受压力:用大拇指和食指按照图示的方式轻轻夹着三角板,你会感觉到三角板对大拇指和食指的作用力。
2.压力的概念:压力是垂直作用在物体表面上的力,属于弹力的一种,产生的前提是物体之间相互接触且发生挤压。
3.压力的特点
(1)压力的方向总是垂直于被压物体的表面,并指向被压物体内部。
(2)压力的作用点在被压物体的表面。
(3)压力的大小不一定等于物体的重力:只有当物体静止在水平面上,且不受其他竖直方向的力时,压力大小才等于物体重力(F = G);若物体在斜面上、受到竖直方向的拉力或压力时,压力大小与重力不相等。
4.压力的三要素
(1)大小:与施力物体的挤压程度、受力情况相关,可通过受力分析计算。
(2)方向:垂直于接触面,指向受压物体。
(3)作用点:受压物体的接触表面。
5、压力和重力
压力
重力
区别
符号
F
G
方向
总是垂直于受力表面
总是竖直向下
力的性质
弹力
引力
产生原因
由于物体间挤压而产生的
由于地球的吸引而产生的
联系
当物体自然放在水平面上F=G(大小)
【注意】压力有时等于重力,有时不等于重力;有时与重力有关,有时与重力无关。只有自由放在水平面上的物体,压力才与重力大小相等。
(三)实验探究:影响压力作用效果的因素
1.实验器材:海绵(或泡沫塑料)、长方体砖块若干、刻度尺。
2.实验步骤:
步骤1:探究压力作用效果与压力大小的关系
(1)将一块砖块平放在海绵上,观察并记录海绵的凹陷程度(可用刻度尺测量凹陷深度h1)。
(2)在这块砖块上叠放另一块相同的砖块,保持平放状态,观察并记录海绵的凹陷深度h2。
步骤2:探究压力作用效果与受力面积的关系
(3)保持一块砖块的压力不变,将砖块侧放(或竖放)在海绵上,观察并记录海绵的凹陷深度h3。
(4)对比砖块平放与侧放(竖放)时海绵的凹陷程度。
3.分析论证
(1)压力大小的影响:步骤1中,h2 > h1,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)受力面积的影响:步骤2中,砖块竖放时受力面积最小,海绵凹陷深度h3 > h1,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
4.结论:压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。
5.实验反思
(1)实验中用海绵的凹陷程度反映压力作用效果,采用了转换法;探究单一因素影响时,控制其他因素不变,采用了控制变量法,两种方法的应用保证了实验的科学性。
(2)若换用木板等坚硬材料替代海绵,凹陷程度不明显,实验现象会难以观察,因此需选择形变明显的受力面材料。
由大量实验可知: 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,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(四)压强及其计算
1.压强的概念:
(1)物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量,
(2)定义:物体单位面积上受到的压力。
2.压强的计算公式
(1)公式:p=
其中p表示压强,F表示压力,S表示受力面积(物体间相互接触的面积)。
(2)公式变形:
①求压力F = pS;
②求受力面积S=。
3.压强的单位:国际单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa;1Pa = 1N/m2。
4.计算注意事项
(1)压力F与受力面积S要对应:S是物体实际接触的面积,不是物体的表面积。
(2)单位要统一:压力F的单位用N,受力面积S的单位用m^{2},计算出的压强单位才是Pa。
(4)水平面上静止的物体,对水平面的压力F = G = mg(G为物体重力,m为质量,g取9.8N/kg或10N/kg)。
(五)生产生活中增大和减小压强的方法
增大和减小压强的核心依据是公式 p=,即改变压力大小或受力面积大小来改变压强。
1.增大压强的方法
(1)增大压力:受力面积不变时,增大压力可增大压强。
例子:压路机的碾子质量很大,通过增大压力压实路面;用力按图钉,增大压力让图钉更容易钉入墙面。
(2)减小受力面积:压力不变时,减小受力面积可增大压强。
例子:菜刀、剪刀的刀刃磨得很薄;注射器的针头做得很尖;钉子的尖端削得很尖。
2.减小压强的方法
(1)减小压力:受力面积不变时,减小压力可减小压强。
例子:货车超载会增大对路面的压强,损坏道路,因此要限制货车载重;易碎品运输时,减少堆叠层数,减小对下层物品的压力。
(2)增大受力面积:压力不变时,增大受力面积可减小压强。
例子:书包带做得宽而扁;坦克装有宽大的履带;滑雪板设计得又宽又长;铁轨铺在枕木上。
【经典例题】
例1.2025年中国科学家攻克二维硒化铟晶圆制造难题,其晶体管需减小接触面积实现高效导电,这利用的物理原理是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
C. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
D. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
例2.如图所示的是“金刚葫芦娃”动画中的四个情境,对地面压强最大的是( )
A. B. C. D.
例3.古诗“大漠孤烟直,长河落日圆”中,骆驼能在沙漠中行走而不陷沙,关键原因是骆驼的脚掌( )
A. 面积大,增大压强 B. 面积大,减小压强
C. 面积小,增大压强 D. 面积小,减小压强
例4.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示),在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在板A移动过程中,A对桌面的压力、压强及A所受摩擦力分别怎样变化?( )
A.不变、变大、变大 B.变小、变大、不变
C.不变、变大、变小 D.不变、变大、不变
例5.小明用20N的水平力将作业本压在竖直墙壁上,作业本静止时对墙壁的压力( )
A. 等于20N B. 等于作业本的重力 C. 大于20N D. 小于20N
例6.关于压力和压强,下列说法正确的是: ( )
A. 压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的;
B. 压力的数值总是等于物体重力的数值,但不是物体的重力;
C. 当受力面积一定时,压力越大,说明支撑面受到的压强越大;
D. 物体对支撑面的压力越大,压强也越大,因为压强是反映压力效果的.
例7.考试时,钢笔的笔尖做得很细,便于书写,这是利用了( )的原理
A. 增大受力面积,增大压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小受力面积,增大压强 D. 减小受力面积,减小压强
例8.2025年我国“慧眼二号”X射线天文卫星成功发射,其太阳能板支架底部设计得宽大,这是在______不变的情况下,通过______受力面积,从而______压力的作用效果(选填“增大”或“减小”)。
例9. 如图所示,F=50N,水平向左作用在紧贴着竖直墙面的物块上,物重20N,物块与墙接触面积为200cm2,则物块对墙的压力为_____________N,压强为_____________Pa.
例10. 如图所示为“嫦娥三号”月球探测器上搭载的“玉兔号”月球车,它的质量为120kg,可载重20kg,有6个网状的轮子,当它在遇一地形不平的情况下可通过摇臂调整重心,即使两个轮子悬空还能保障行走。
(1)月球车空载时在水平地面上行驶,求它对地面的压力。
(2)若装载着20kg设备的月球车车轮与水平地面的接触面积为0.8m2,求它对地面的压强是多少?
例11. 某学习小组对“影响压力作用效果的因素”进行了探究,他们采取了如下的方法:甲图把小桌放在海绵上;乙图在小桌上放一个砝码;丙图把小桌翻过来,桌面朝下并在它上面放一个砝码。通过海绵被压下的深浅显示压力作用效果。
(1)比较______两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)此实验______(选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵,原因是__________;
(3)此实验中运用到的主要科学方法是____________。(写出一种)
五.课堂检测
(一).选择题
1.2025年拉索观测站破解宇宙线“膝”成因,其观测设备的支撑脚设计得宽大,目的是( )
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大压强 D. 减小压强
2.2025年复旦大学研发的汉语脑机接口系统,其传感器与头皮接触部分做的柔软且面积较大,原因是( )
A. 增大受力面积,增大压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小受力面积,增大压强 D. 减小受力面积,减小压强
3.图示的实例中,属于增大压强的是( )
A. 在铁轨下面铺枕木 B. 用提袋器提重物
C. 雪地车轮子上装有履带 D. 切熟鸡蛋的钢丝很细
4.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示)。在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在板A移动过程中,下列说法正确的是( )
A.A对桌面的压强不变 B.A对桌面的压力不断变大
C.A对桌面的压力不断变小 D.A对桌面的压强不断变大
5.传统工艺中,工匠用“石碾子”加工粮食(石碾子质量大),其原理是( )
A. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
B. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
C. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
D. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
6.古代建筑中,立柱下方常垫一块“柱础石”(宽大厚实),其作用是( )
A. 增大压力,保护地面 B. 减小压力,保护地面
C. 增大压强,保护地面 D. 减小压强,保护地面
7.如图所示的日常用品,使用时有利于减小压强的是( )
A.逃生锤的锤头 B.剥皮器的刀片 C.锥子的锥尖 D.图钉的钉帽
8.小红背着书包上学,书包带做得较宽,这是为了( )
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大压强 D. 减小压强
9.课堂上,老师用手指按压粉笔盒,粉笔盒静止在桌面上,手指对粉笔盒的压力方向( )
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 垂直于粉笔盒表面指向盒内 D. 沿手指方向向外
10. 如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强Pa=Pb,圆柱体密度分别为和对地而的压力分别为Fa和Fb。则下列说法正确的是( )
A. ,Fa=Fb B. ,Fa=3Fb C. , D. ,Fa=3Fb
11. 如图所示,甲、乙两个质量相等的均匀实心正方体放在水平地面上,已知铜的密度大于铁的密度,可能使甲和乙对地面的压强相等的方法是 ( )
A. 将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
B. 将体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
C. 沿水平方向分别截去质量相等的部分
D. 沿水平方向分别截去体积相等的部分
12.如图所示,重G的铁块静止在斜面上,则斜面对铁块的作用力大小为( )
A. 等于G B. 大于G C. 小于G D. 以上情况都有可能
13. 图中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
14.小丽将两本物理书叠放在桌面上,桌面受到的压力是一本数的2倍,这说明压力作用效果与( )有关(假设受力面积不变)
A. 受力面积 B. 压力大小 C. 物体密度 D. 物体体积
15. 如图所示,实心正方体铁块、铝块分别放在水平桌面上(已知ρ铁>ρ铝),它们对地面的压强相等,铁块、铝块对水平桌面的压力分别为F1、F2,若沿水平方向 将铁块截去一部分放在铝块上面,此时铁块对地面的压强变化量为Δp1,铝块对地面的压强变化量为Δp2,则F1、F2,Δp1、Δp2的大小关系为( )
A. F1>F2 B. F1=F2 C. Δp1>Δp2 D. Δp1=Δp2
(二).填空题
16.2026年全球新能源汽车大会展示的新型电池,其电极接触面做的极薄,目的是在______一定时,通过______受力面积,______压力的作用效果以提升导电效率(选填“增大”或“减小”)。
17.2025年国产大飞机C919完成首次环球飞行,其起落架的轮子数量较多且轮胎宽大,这是为了______受力面积,______对跑道的压强,从而______压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
18.一头质量为6000kg大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为___________N,它四只脚着地时对地面的压强为___________Pa.若大象抬起一条腿,它对地面的压力_____,压强___________(选填“变大”“变小”或“不变”).(g取10N/kg)
19.晋代“胡人骑狮水滴”文房用具,按住顶端小孔可提水不泄,松开则滴水研墨,其原理利用了______差;使用时手指按压小孔的力属于______,通过控制孔的通断改变______的作用效果(选填“压力”或“压强”)。
30.古诗“春种一粒粟,秋收万颗子”中,农民播种时使用的锄头刃较薄,是为了______受力面积,在______一定时,______压力的作用效果以破土播种(选填“增大”或“减小”)。
21.传统建筑中“柱础石”(立柱下方的宽大石块)的作用是:在______不变的情况下,通过______受力面积,______立柱对地面的压强(选填“增大”或“减小”)。
22.小明用相同的力分别用指尖和手掌挤压气球,指尖端气球凹陷更明显,说明在______一定时,受力面积,压力的作用效果更(选填“明显”或“不明显”)。
23.考试时使用的中性笔笔尖较细,是为了______与纸张的受力面积,在书写的______一定时,______压强以留下清晰字迹(选填“增大”或“减小”)。
24.物理兴趣小组做实验:将两本相同的物理书叠放在海绵上,海绵凹陷深度比一本时更大,说明在______不变时,压力大小,压力的作用效果更(选填“明显”或“不明显”)。
25.小丽坐在课桌前学习,课桌对地面的压力等于课桌的______,若将课桌的一本书拿起,课桌对地面的压力______,受力面积不变时,压力的作用效果______(选填“增强”或“减弱”)。
(三).解答题
26. 电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点.如图所示,是一辆停放在水平地面上的电动汽车,质量为1.6×10kg,每个轮胎和地面的接触面积为2×10-2m2,g取10N/kg.求:
(1)车对地面的压力:
(2)车对地面压强.
27. 通常情况下,物体压在同样的泥地上,如果压强相同则压痕深度相同。野生动物调查员在野外泥地上发现黑熊刚留下的足印。为了估算黑熊的质量,他把一个底面积是10cm2的容器放在足印附近的泥地上,再慢慢往容器中倒入沙子,直到容器在泥地上留下与黑熊足印深度相同的痕迹,测出此时装了沙的容器总质量为1.25 kg。(g取10N/kg)
(l)装了沙的容器对泥地的压强多大?
(2)量出黑熊与地接触的足印痕总面积共800cm2,计算黑熊的质量有多大?
28.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端的变化,小欣同学可得出结论:受力面积相同时,___________。
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成___________宽度的两段,两包装带下方挂___________数量的钩码。 (均选填“相同”或“不同”)
(3)实验过程中,小欣同学是通过观察橡皮泥___________来比较压力作用效果的,物理学中,我们用___________来表示压力的作用效果。
(4)橡皮泥被压后会留下凹痕,说明力的作用效果可以使物体发生___________。
29.阅读短文,回答问题。
校园“智感压强实验室”与生活应用探究
2025年1月,淄博柳泉中学的“智感先锋”物理教学场景荣获全国智慧教育优秀案例,该校打造的数字探究实验室中,压强传感器等设备让抽象的物理知识变得直观可测。八年级学生在实验室开展了“压力作用效果影响因素”的探究活动,同时结合生活中的创新应用深化理解。
实验中,学生使用绝对压强传感器探究:将同一砝码分别平放、竖放在海绵垫上,传感器实时显示海绵受到的压强数据,发现竖放时压强大于平放;再将两个相同砝码叠放在海绵垫上,平放时的压强是单个砝码平放时的2倍。通过数据对比,学生清晰理解了压强与压力、受力面积的关系。
课后,学生们发现生活中的很多创新都运用了这一原理。2026年高校流行的升级版“热带雨淋”宿舍淋浴装置,其三通管设计为“两头大中间小”,打开冷水龙头时,中间窄段水流速度增大,压强减小,大气压将热水压入混合形成温水;而农村传统的手压水井,通过按压手柄带动活塞运动,排出管内空气形成低压区,地下水在大气压作用下被吸入管中。这些生活中的发明创造,让学生深刻体会到物理知识的实用价值。
(1)实验中“同一砝码竖放时压强大于平放”,说明在______一定时,______受力面积,压力的作用效果更明显(选填“增大”或“减小”)。
(2)两个相同砝码叠放时的压强是单个砝码的2倍,该实验现象验证的结论是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压强越大
B. 受力面积一定时,压力越大,压强越大
C. 压力一定时,受力面积越大,压强越大
D. 受力面积一定时,压力越小,压强越大
(3)升级版“热带雨淋”装置中,三通管中间窄段压强减小的原因是( )
A. 压力减小 B. 受力面积增大 C. 水流速度增大 D. 水温升高
(4)手压水井通过排出管内空气形成______区,利用______将地下水压入管中(选填“大气压”或“压力”)。
(5)下列生活现象与实验探究的压强原理一致的是( )
A. 滑雪板设计得宽大 B. 菜刀刃磨得锋利 C. 骆驼的脚掌宽大 D. 铁轨铺在枕木上
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.压力是指垂直作用在物体______上的力,压力的方向总是______于接触面指向被压物体。
2.压力的作用效果不仅与______的大小有关,还与______的大小有关。
3.当受力面积相同时,压力越______,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越______,压力的作用效果越明显。
4.物理学中,用______来表示压力的作用效果,其定义式为______。
5.压强的国际单位是______,简称帕,符号是______。
6.1Pa表示的物理意义是:每平方米面积上受到的______为1N。
7.增大压强的方法:一是在受力面积一定时,______压力;二是在压力一定时,______受力面积。
8.减小压强的方法:一是在受力面积一定时,______压力;二是在压力一定时,______受力面积。
9.水平面上静止的物体,对水平面的压力大小______物体的重力大小;斜面上的物体对斜面的压力大小______物体的重力大小。
10. 用手指按压粉笔盒,粉笔盒受到的压力施力物体是______,受力物体是______。
(二)强化训练
一.选择题
1.2026年澳大利亚将实施更严格的网络年龄验证,验证设备的指纹识别模块接触面设计得极小,这是为了( )
A. 增大压力作用效果 B. 减小压力作用效果 C. 增大重力 D. 减小重力
2.2025年DeepSeek-R1开源大模型登上《自然》封面,其服务器机箱底部安装了多个宽大的支撑垫,作用是( )
A. 增大压力,保护桌面 B. 减小压力,保护桌面
C. 增大压强,保护桌面 D. 减小压强,保护桌面
3.如图所示,两个形状、大小、材料完全相同的实心物体1和2,放在水平桌面上时,它们对桌面产生的压力F和压强p的大小关系正确的是( )
A.F1=F2,p1=p2 B.F1=F2,p1<p2 C.F1=F2,p1>p2 D.F1>F2,p1<p2
4.每到重大节日,天安门广场都要举行隆重的升旗仪式 如图所示是国庆时在天安门现场拍摄的国旗班升旗时的照片,每位战士站立不动时对地面的压力和压强最接近于( )
A.50 N 103 Pa B.50N 104 Pa C.500N 104 Pa D.500N 106 Pa
5.古诗“锄禾日当午,汗滴禾下土”中,锄头的刃设计得很薄,目的是( )
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大压强 D. 减小压强
6.传统木工工具“凿子”的尖端做得尖锐,其物理原理是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压强越大
B. 压力一定时,受力面积越大,压强越大
C. 受力面积一定时,压力越小,压强越大
D. 受力面积一定时,压力越大,压强越小
7.压力作用效果可能与压力和受力面积有关,在探究“影响压力作用效果的因素”的实验中,所用实验器材有小桌、海绵、砝码等。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力不相等
B.甲图中小桌对海绵压力的作用效果比乙图中的明显
C.甲、乙两次实验,说明压力的作用效果与压力大小有关
D.为完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
8.小明用同样大小的力,分别用手指和手掌挤压铅笔的两端,发现手指端的铅笔凹陷更明显,这说明( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
C. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
D. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
9.物理实验课上,将同一木块先后平放、竖放在海绵上,观察海绵凹陷程度,该实验目的是探究( )
A. 压力与重力的关系 B. 压力与受力面积的关系
C. 压力作用效果与压力大小的关系 D. 压力作用效果与受力面积的关系
10. 如图所示,,一匀质木块放在水平桌面上,若将它沿竖直虚线截去右边一部分,则剩下左边部分对桌面的压力和压强说法正确的是( )
A. 压力变小,压强不变 B. 压力变小,压强变小
C. 压力变小,压强增大 D. 压力不变,压强不变
11. 如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )
A. mA:mB=2:1,pA:pB=2:1 B. mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
C. mA:mB=1:1,pA:pB=1:1 D. mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
12.小明坐在课桌前学习,课桌的四条腿都接触地面,若将课桌的一条腿抬起,课桌对地面的压力( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
13.小红用不同的力按压同一支圆珠笔的笔尖,发现用力越大,笔尖下陷越明显,这说明( )
A. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
B. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
C. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
D. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
14. 如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体静止在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度。则它们对地面压力的变化量∆F甲、∆F乙的关系是( )
A. ∆F甲一定大于∆F乙 B. ∆F甲一定小于∆F乙
C. ∆F甲可能大于∆F乙 D. ∆F甲可能小于∆F乙
15.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8∶1 B. 4∶3 C. 1∶2 D. 4∶1
二.填空题
16.2026年人工智能辅助医疗设备推出,其微创器械的针尖设计得尖锐,是在______不变时,通过______受力面积,______压强以实现精准穿刺(选填“增大”或“减小”)。
17.2025年我国建成全球首条高温超导磁悬浮试验线,轨道支撑结构采用宽大的基座,这是通过______受力面积的方式,在______一定的情况下,______压力对地面的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
18.如图物块底面积是10cm2,重为10N,被竖直向上的力F顶在天花板上,天花板的面积是12m2.若F=30N,则物块对天花板的压力是__________N,压强是________Pa;若F=10N,则物块对天花板的压强是_______________Pa.
19.西汉“错金汲酒器”通过按压顶部小孔控制酒的存取,按压时手对小孔的______垂直于孔面指向内部,该力改变了器内______,从而______压力的作用效果(选填“压力”或“压强”)。
20.古诗“磨刀不误砍柴工”蕴含物理知识:磨刀时减小了刀刃的______,在砍柴施加的______一定时,______了压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
21.小明用30N的水平力将课本压在竖直墙壁上,课本静止时,对墙壁的压力大小______30N,压力方向______于墙壁表面,该压力与课本重力的方向______(选填“相同”或“相反”)。
22.物理实验课上,将同一砝码分别放在平放和竖放的小桌上(海绵垫为支撑面),观察海绵凹陷程度,发现竖放时凹陷更深,说明在______一定时,受力面积,压力的作用效果更(选填“明显”或“不明显”)。
23.小红背着书包上学,书包带做得较宽,这是为了______与肩膀的受力面积,在书包______不变的情况下,______对肩膀的压强(选填“增大”或“减小”)。
24.课堂上,老师用手指按压粉笔盒,粉笔盒静止在桌面,手指对粉笔盒的压力方向______于粉笔盒表面,该压力与粉笔盒对桌面的压力______(选填“有关”或“无关”),压力的作用效果由______和受力面积共同决定。
25.如图所示,实心长方体A和B放在水平地面上,高度之比hA︰hB=2︰1,底面积之比SA︰SB=2︰3,它们对地面的压强相等,则它们的密度之比︰=_____;它们对地面的压力之比FA︰FB=_________.
三.解答题
26. 在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,肆意超载,带来极大的危害.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内.有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.求:
(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?
(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10N/kg)
27. “业余侦探”小明发现两个并拢的“可疑”鞋底印,为了估测那个人的体重,小明在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓,如图所示,图中每个小方格的面积是5cm2,测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的,两个算一个完整格。为了测量压强,他在鞋印旁边的地面上用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是15N,根据以上数据,试求:(g取10N/kg)
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的质量.
28.如图所示,小刚为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关,找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图甲海绵平放在桌面上;图乙海绵上平放一本字典;图丙海绵上叠放两本字典;图丁海绵上立放一本字典;图戊一本字典平放在桌面上。
(1)通过实验图甲、图乙,可以得出:力能使物体发生______,小刚是根据______来比较压强的。
(2)通过实验图乙、图丙,可以得出:在______一定时,______越大,压强越大。
(3)通过观察图______、图______后得出:在压力一定时,受力面积越小,压强越大。
(4)设图乙中字典对海绵的压强是p乙,图戊中字典对桌面的压强是p戊,比较p乙______p戊.(选填“大于”“小于”或“等于”)
(5)本实验中用到的科学探究方法有:______和______。
29.阅读短文,回答问题。
2025文物建筑预防性保护中的压强智慧
2025年8月,国家文物局正式实施《全国重点文物保护单位文物建筑预防性保护技术导则(试行)》,要求在最小干预原则下保护古建筑的历史风貌与结构安全。我国某著名古城的明清建筑群保护工程中,技术团队针对古建筑常见的基础沉降、柱础石破损等问题,运用压强知识制定了科学方案。
这些古建筑的立柱下方均设有宽大的柱础石,部分千年柱础石因长期承受立柱压力,出现了细微裂纹。技术团队在加固时,没有更换柱础石,而是在原有柱础石下方增设了一层分布式支撑垫,支撑垫采用轻质高强度材料制成,接触面积是原柱础石的1.5倍。同时,对城墙顶部的踏跺(台阶)进行了修复,将磨损严重的窄面踏跺更换为宽面踏跺,既保留了传统样式,又提升了通行安全性。
此外,团队还发现古建筑周边的树木根系生长可能导致地面隆起,进而影响建筑基础。为此,他们在树木与建筑之间设置了防护沟,沟壁采用多孔材料,既不影响树木生长,又能通过分散根系的压力,避免局部压强过大破坏地面。这一系列措施既遵循了“修旧如旧”的文物保护原则,又充分利用物理知识解决了实际问题,让古建筑在现代技术的守护下延续生机。
(1)柱础石的宽大设计是为了在______不变的情况下,通过______受力面积,从而减小压力的作用效果(选填“增大”或“减小”)。
(2)技术团队增设的支撑垫接触面积是原柱础石的1.5倍,若立柱对支撑垫的压力不变,支撑垫对地面的压强与原柱础石对地面的压强之比为( )
A. 3:2 B. 2:3 C. 1:1 D. 1:1.5
(3)修复后的宽面踏跺能提升通行安全性,其原理是( )
A. 增大压力,减小压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小压力,增大压强 D. 减小受力面积,增大压强
(4)防护沟壁采用多孔材料分散根系压力,体现了压力的作用效果与______有关,该措施能______局部压强(选填“增大”或“减小”)。
(5)下列关于古建筑保护中压强知识的应用,说法正确的是( )
A. 柱础石的裂纹是因为受力面积过大导致压强过大
B. 支撑垫采用轻质材料是为了减小自身重力对地面的压力
C. 窄面踏跺磨损严重是因为压力过大
D. 防护沟的作用是阻断树木根系生长
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