内容正文:
第1节 压强
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 压强与压力 1
题型2 探究影响压力的作用效果的因素 3
题型3 压强计算和大小比较 5
题型4 减小或者增大压强的方法及其应用 7
题型5 压强的叠块、切割等问题 9
【能力培优练】 11
【链接中考】 15
【重难题型讲解】
题型1 压强与压力
1、压强:压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量,符号为p。
2、压强的单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(符号是Pa),即牛顿/平方米,压强的常用单位有千帕(符号是KPa)、千克力/平方厘米、托。
3、压力计算公式
(1)F=G(压力与重力平衡)。
(2)F=F′(压力与外力平衡)。
(3)F=PS。其中P为压强,S为作用面积。
4、压力的方向:压力的方向总是垂直于物体表面。
5、压力的示意图:压力的作用点在物体和斜面的接触面的中点上,过压力的作用点画一垂直于接触面向内的方向画一条有向线段,记为F,即为压力示意图。
★特别提醒
压力的作用点在物体和斜面的接触面的中点上,且垂直与接触面。
6、重力和压力的区别
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
★特别提醒
压力不一定是由于物体受到重力而引起的;物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
7、压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关;压强是物体单位面积受到的压力,跟受力面积有关。
8、压力、压强的单位的区别:压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的;压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的,在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”。
【探究归纳】压力是垂直作用在物体表面的力,压强是压力的作用效果。
【典例1-1】为了让同学们养成关注生活的好习惯,老师倡导同学们留意身边常见的物理知识,以下是同学们交流时的一些估测数据,其中符合事实的是( )
A.2个鸡蛋重约为100g B.一本物理课本平放在水平桌面上时对桌面的压力约为3N
C.一间教室空气质量约为20kg D.站立时,某初中同学对地面的压强约为5000Pa
【典例1-2】如图一块重的长方形砖块的长、宽、高分别为、和,将它平放、侧放、竖放在水平地面上,这三种情况下砖块对地面的压力 (“相等”或“不相等”), 放时,地面受到的压强最大。
跟踪训练1一本书放在水平桌面上,如图所示。现用水平推力F将它缓缓推动,使其一部分移出桌面(但未倾翻),在此过程中,书对桌面的压力和压强的变化情况是( )
A.压力不变,压强变大 B.压力变小,压强变大
C.压力变大,压强不变 D.压力不变,压强变小
跟踪训练2 一头大象质量为6×103kg,每只脚与地面的接触面积是0.06m2,则这头大象站水平地面上不动时对地面的压力是 N,对地面的压强是 Pa。(g取10N/kg)
题型2 探究影响压力的作用效果的因素
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究压力作用效果与上面因素有关。
(2)实验原理:。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
2、实验器材:小桌子、海绵、砝码。
3、器材作用及图像
(1)小桌子:实验主体。
(2)砝码:提供压力。
(3)海绵:体现压力作用效果。
4、实验步骤
步骤①如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤②如图乙,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤③再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。
5、实验结论及应用
(1)受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显。
(2)压力大小一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
★特别提醒
(1)转换法的应用:通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)控制变量法的应用:探究压力作用效果与压力大小的关系时,应保持受力面积不变,改变压力大小;探究压力作用效果与受力面积的关系时,应保持压力不变,改变受力面积的大小。
(3)材料的选择:选用海绵而不用木板,是为了便于观察实验现象。
(4)多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。
【探究归纳】用控制变量法探究,压力作用效果与压力大小、受力面积有关,与其他因素无关。
【典例2-1】如图,在探究影响压力作用效果的因素时,小宾利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验,下列说法不正确的是( )
A.实验中通过观察海绵的凹陷程度比较压力的作用效果
B.交通管理部门通过限载来控制货车对路面的压强,是利用了甲乙的实验结论
C.乙、丙两图,探究的问题是压力的作用效果是否与受力面积有关
D.实验中图丙中海绵所受的压强p丙大于丁图木板所受的压强p丁
【典例2-2】小红发现体重秤倾斜放置时测量值变小,于是她产生疑问:压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?她作出了如下猜想:
猜想一:可能与压力大小有关。 猜想二:可能与受力面积的大小有关。
为验证上述猜想,小红利用小桌、海绵和砝码等器材进行了下图所示的实验:
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;在此,运用的实验方法是:
。
(2)为证实猜想一,应比较 两图实验,可得出结论:当物体的受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)比较丙、丁两图,小红得出结论:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越明显。请你分析造成前后两个结论不一致的原因: 。
跟踪训练1如图所示的三个实验是浩宇同学探究压力的作用效果与哪些因素有关,实验中通过观察海绵的 来反映压力的作用效果,比较图甲与图 所示实验,说明 相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
跟踪训练2 如图所示是小聪利用矿泉水瓶和海绵等探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。甲矿泉水瓶正放在海绵上,乙倒放在海绵上,丙在竖直向上缓慢拉矿泉水瓶但未离开海绵。
(1)实验中是通过观察海绵的 来比较压力的作用效果。
(2)图甲和图乙将两瓶完全相同的矿泉水瓶正立和倒立放在海绵上,是为了控制 的大小相同,探究压力的作用效果与 的关系。
(3)对比 两个图(选填“甲、乙、丙”)的操作说明压力作用效果不是跟物体的重力大小有关,而是与物体所受的压力大小有关。
题型3 压强计算和大小比较
1、压强公式:(适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体)。
★特别提醒
压强的计算,需要确定压力、面积,要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点;正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同。
2、公式p=ρgh的适用范围:这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于p=ρgh,例如:将一密度均匀,高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强:P=F/S=G/S=mg/S=ρgSh/S=ρgh。但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=ρgh来计算。但对液体来说无论容器的形状如何都可以用p=ρgh计算液体内某一深度的压强。
3、固体压强大小的比较
(1)准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。
(2)找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键;抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式,采用控制变量法。
【探究归纳】压强计算用公式,大小比较需控制压力或受力面积,结合变量分析。
【典例3-1】有一台液压机,大活塞的横截面积与小活塞的横截面积之比为,当在小活塞上加200N的压力时,产生的压强是,这时在大活塞上产生的压力、压强是( )
A.4000N, B.200N,
C.4000N, D.200N,
【典例3-2】小明家有一个质量为180g(不含杯盖)、底面积为30cm2、容积为250cm3的陶瓷茶杯,如图所示。他想知道制作这种茶杯的材料的密度,于是他用天平测出杯盖(材料与杯子相同)的质量为50g,再把杯盖放入装满水的溢水杯中,并测得溢出水的质量为20g。(ρ水=1.0g/cm3)求:
(1)制作这种茶杯的材料的密度;
(2)该茶杯所用材料的体积;
(3)此茶杯装满水并盖上杯盖,对水平桌面的压强。
跟踪训练1如图所示,物体A重50N,B重25N,物体A的底面积为,物体B的底面积为。则A对B的压强是 Pa,B对桌面的压强是 Pa。
跟踪训练2 如图,是我国自主研发的长航程极地漫游机器人,是我国首次在南极内陆冰盖实现自主行走的机器人。机器人的质量为500kg,装有四条三角形履带,每条履带与水平冰面的接触面积为0.1m²。(g取10N/kg)求:
(1)极地漫游机器人组装大面积履带是为了 压强。(选填“增大”或“减小”)。
(2)机器人受到的重力为多少?
(3)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为多大?
题型4 减小或者增大压强的方法及其应用
1、减小压强方法
(1)压力一定,增大受力面积。
(2)受力面积一定,减小压力。
(3)同时减小压力,增大受力面积。
应用:①载重卡车装有许多的车轮。②房屋建在较大的地基上。③书包带做得较宽。
2、增大压强方法
(1)压力一定,减小受力面积。
(2)受力面积一定,增大压力。
(3)同时增大压力,减小受力面积。
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀。②投向靶盘的飞镖。③用力刹车。
【探究归纳】洛伦兹力方向用左手定则判定:磁感线穿掌心,四指指向正电荷运动方向(负电荷相反),大拇指指向即为受力方向。
【典例4-1】在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是( )
A.增大压强 B.增大压力 C.减小压力 D.减小压强
【典例4-2】汽车窗边放置着在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤的一端设计成锥形,目的是通过 受力面积的方法,从而 压强来破坏玻璃窗逃生(均选填“增大”或“减小”)。
跟踪训练1人们在生活生产中常常利用增大或减小压强来解决问题,下面描述中利用了增大压强的是( )
A.吸管剪成斜口 B.书包带较宽
C.铁轨下铺枕木 D.载重车装有很多车轮
跟踪训练2 拎重物,手会痛。北京市顺义区小店乡农民胡振远发明如图所示的“方便提手”解决了这一问题,并申请了国家专利,产品还远销国际市场,“方便提手”是通过 来减小压强。交通安全宣传标语中写着“严禁超载”的目的之一是通过 来减小压强,从而避免损坏路面。
题型5 压强的叠块、切割等问题
1、压强的叠块:叠放类问题涉及两个或多个物体叠放在一起,对地面产生的压强变化。例如,当甲、乙两个实心均匀正方体叠放时,若它们对地面的压强相等,将乙放在甲的上表面或甲放在乙的上表面,会导致甲对地面增加的压强与乙对地面增加的压强不同。这类问题的关键在于找到压力和受力面积,紧抓变量和不变量,同时注意题目中的隐含条件,如质量、受力面积和压强的关系。
★特别提醒
解答固体压强叠放类问题,关键是找到压力和受力面积,紧抓变量和不变量。另外需要注意题目中的隐含条件,如:“质量相等”“受力面积相等”“压强相等”。
2、压强的切割:切割类问题则涉及将物体切割后重新放置,观察切割部分或全部对压强的影响。例如,将正方体木块水平或竖直切割后,剩余部分对水平桌面的压力关系会发生变化。这类问题的解决方法包括考虑受力面积不变或减小、压力减小等因素,以及通过计算确定压强的变化。
★特别提醒
这类问题的解决方法包括考虑受力面积不变或减小、压力减小等因素,以及通过计算确定压强的变化。
3、压强的图像
(1)理解图像:首先,你需要仔细查看图像,理解图像中显示的压强是如何随其他变量(如体积、温度等)变化的。
(2)识别关键点:在图像中识别关键点,比如压强的最大值、最小值、交点等。这些点常常是解题的关键。
(3)应用物理定律:压强的公式等。
4、压强的变化量
求解压力和压强变化量的基本方法
(1)压力变化量:ΔF=F2-F1(其中ΔF表示压力变化量,F2表示最终压力,F1表示初始压力)。
(2)压强变化量:Δp=p2-p1=ΔF/S(其中Δp表示压强变化量,p2表示最终压强,p1表示初始压强,S表示受力面积)。
★特别提醒
解题时,抓住抓住压力的变化量或者受力面积的变化量。
【探究归纳】压强叠块、切割问题需先确定压力和受力面积变化,再用分析比较。
【典例5-1】A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比lA︰lB=1︰2,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
A.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰2 B.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰4
C.F甲︰F乙=1︰2,p甲︰p乙=2︰1 D.F甲︰F乙=2︰1,p甲︰p乙=1︰4
【典例5-2】取6块实心正方体的金属块,分别以图(a)(b)两种方式放置在水平地面上,两种方式放置的金属块对水平地面的压力分别为、,对水平地面的压强分别为、,则∶ ,对水平地面的压强∶之比 。
跟踪训练1如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的底面积SA小于B的底面积SB,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分,并将切下部分叠放在对方剩余部分的上方。此时它们对地面的压强变化量分别为ΔpA、ΔpB,则( )
A.ΔpA可能大于ΔpB B.ΔpA一定大于ΔpB C.ΔpA一定小于ΔpB D.ΔpA一定等于ΔpB
跟踪训练2 如图甲所示,小闽在水平桌面上进行搭建积木游戏。柱体A是由质量均匀、大小相同的长方体积木搭建而成的。他将A中的积木逐块取下,并逐块往上叠放在方形基座B的中央,直至全部叠放完成。此过程基座B对桌面压强随柱体A取下块数的变化关系图象如图乙所示,柱体A及基座B底面积分别为,。求:
(1)还未开始搭建时,基座B对桌面的压强。
(2)搭建结束时,基座B对桌面的压力。
(3)搭建结束时,柱体A对基座B的压强。
【能力培优练】
1.(24-25八年级下·河北石家庄·期中)下面为了减小压强的是( )
A.啄木鸟的尖嘴 B.盲道上的凸起 C.宽大的书包带 D.鹰的利爪
2.(24-25八年级下·福建福州·期中)节气是一种用来指导农事的补充历法,是中华民族智慧的结晶。每年公历2月18-20日是“雨水”节气,此季节春风拂面,冰雪消融。初次到北方旅游的小林同学误入冰面,突然发现脚下的冰即将破裂,此时他应( )
A.站立不动,立即呼救 B.马上向岸边跑
C.立即蹲下,静止不动 D.立即趴在冰面上缓慢向岸边爬行
3.(24-25九年级上·上海浦东新·期中)一本物理书平放在水平地面上,它对地面的压强最接近于( )
A. B. C. D.
4.(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示的四个实例中,属于减小压强的是( )
A. B. C. D.
5.(24-25八年级下·河北廊坊·期中)如图所示,共享单车为我们的出行提供了很大的方便。以下关于共享单车的说法正确的是( )
A.车轴使用滚动轴承是为了增大摩擦 B.轮胎表面凹凸的条纹是为了增大压强
C.坐垫做得较宽是为了减小压强 D.自行车行驶时受到的摩擦力总是向后的
6.(24-25八年级下·北京顺义·期中)如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静止。下列说法中正确的是( )
A.铅笔对左侧食指的压力较大
B.铅笔对两侧食指的压强大小相等
C.左侧食指对铅笔的力和右侧食指对铅笔的力是相互作用力
D.铅笔对右侧食指的压强较大
7.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,放在水平地面的两个实心长方体A、B,已知体积 < ,与地面的接触面积 > ,对地面的压强 = 。下列判断正确的是( )
A.A的密度一定小于B的密度 B.A的质量可能等于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度 D.A的质量一定大于B的质量
8.(24-25八年级下·云南曲靖·期中)下列有关增大、减小摩擦和压强的说法正确的是( )
A.载重汽车装有许多车轮,目的是为了增大压强
B.自行车刹车时用力捏手闸,是通过增大压力的方式来增大摩擦的
C.将书包带做得很宽,其目的是为了增大压强
D.在汽车的发动机内装润滑油不能减小发动机内部机械间的摩擦
9.(24-25八年级下·广东广州·期中)压力计重为,如图甲所示,用大小为的力竖直向上把压力计压在水平板上,静止时探头受到的压强为。若用大小为的力竖直向下把压力计压在水平地面上,静止时探头受到的压强是( )
A. B. C. D.
10.(23-24八年级下·广东深圳·期中)某公路上,由于后车超速,导致两车发生“追尾”事故(如图所示)。在安全带及头枕的保护下,驾驶员和乘客并未受重伤。下列说法正确的是( )
A.撞击时A车对B车的压强大于B车对A车的压强
B.撞击时A车对B车的作用力等于B车对A车的作用力
C.对B车司机起保护作用的是安全带
D.对A车司机起保护作用的是头枕
11.(24-25九年级下·安徽淮南·期中)太阳帆飞船是目前唯一可能承载人类到达太阳系外星系的航天器。太阳光光子流撞击航天器帆面产生持续光压,使航天器可在太空中飞行。设太阳帆面积为,正对太阳时受到光的压强为,则太阳帆受到光的压力为 N。
12.(25-26九年级上·上海·期中)农民水稻收割作业过程中蕴含了许多物理知识。割稻前,农民会把镰刀口磨锋利,这是为了 压强(选填“增大”或“减小”)。装稻谷时,农民会选用底面积较大的木桶盛装,这是为了 木桶对地面的压强(选填“增大”或“减小”)。晾晒稻草时,农民会撑开稻草,这主要通过 来加快稻草上水分的蒸发。
13.(24-25八年级下·山东东营·期中)如图所示,用20N的水平力将重9N的物体压在竖直的墙壁上,物体A与墙壁的接触面积为0.01m2,则物体对墙壁压强为 Pa,A所受竖直墙壁给它的摩擦力为 N。
14.(25-26九年级上·上海徐汇·期中)底面积为0.1m2的足够高的薄壁柱形容器,放在水平桌面上,容器内放入一个体积为10-3m3的冰块,其与容器底的接触面积为0.02m2。冰的密度为0.9×103kg/m3,表示每m3冰的质量为 kg;冰块对容器底的压强为 Pa(g取10N/kg);若冰块熔化成水,则水的质量 冰块的质量,水的体积 冰块的体积(后两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
15.(24-25八年级下·吉林长春·期中)在2025年的央视春晚中,我国自主研制的科技人形机器人展示了极其灵巧的动作,并跳起了秧歌舞,丢起了手绢,给我们带来了一场科技与艺术相结合的扭秧歌表演。
(1)手绢旋转时,所受的合力是否为零? ;
(2)为了使跳舞更灵活,它的双臂关节连接处要尽量 摩擦;
(3)该机器人的总质量为45kg,与水平地面接触的总面积为,则该机器人站在地面上时,它对地面的压力为 N,压强为 Pa(g取)。
16.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上,若将砖块竖立起来,则砖块对地面的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙,此时砖块对地面的压强为2000Pa;将图乙中的砖块倒置后(如图丙)对地面的压强为3000Pa,则图甲中砖块对水平地面的压强为 Pa。
17.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图乙、丙,说明当压力相同时, ,压力作用效果越明显;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p p′(填“>”、“<”或“=”);
(4)实验后,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。他在探究过程中存在的问题是 。
18.(24-25八年级下·福建厦门·期中)在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,小莉同学用同一组器材分别进行了如图所示的实验。
(1)实验中,通过观察 来比较压力的作用效果。
(2)比较甲、乙两图的实验现象可得,受力面积相同时, ,压力的作用效果越明显。
(3)通过比较乙、丙两图的实验现象 (选填“可以”或“不可以”)得到压力作用效果与受力面积的关系,原因是 。
19.(24-25八年级下·湖南株洲·期中)一个重为10N的物体放在水平桌面上,物体与桌面的接触面积为0.01m²,求:
(1)物体对桌面的压力大小;
(2)物体对桌面的压强大小。
20.(24-25八年级下·湖南株洲·期中)一个质量为2kg的物体,放置在水平桌面上,物体与桌面的接触面积为,求:
(1)物体受到的重力是多少?(g = 10N/kg)
(2)物体对桌面的压强是多少?
【链接中考】
1.(2025·山东滨州·中考真题)盲道作为城市道路建设的重要配套设施,为盲人提供行路方便与安全,它不仅体现着一座城市的人文关怀,也衡量着一座城市的文明程度。如图所示,盲道上凸起的条纹或圆点是为了( )
A.增大压力 B.减小压力
C.增大压强 D.减小压强
2.(2025·江苏南通·中考真题)《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中减小压强的工具是( )
A.锋利的锄头 B.重重的碾子
C.宽宽的扁担 D.尖尖的凿子
3.(2025·山东济宁·中考真题)两个相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,一个装有4kg的水,另一个装有某种液体。分别从两容器中抽出相同体积的水和该液体,抽出前后水和该液体对容器底的压强如表所示。则该液体抽出前的质量为 kg,该液体的密度为 kg/m3。(g=10N/kg)
容器底受到的压强
抽出前
抽出后
4.(2025·山东威海·中考真题)图所示的工具可以提高在沙漠中植树的效率。使用较细的铁棒更容易将树根压入干燥沙子,这是通过 来增大压力的作用效果;竖直向上缓慢提升工具时,拉力越来越小,说明铁棒侧壁受到的摩擦力 (选填“减小”“不变”“增大”)。
5.(2025·四川资阳·中考真题)为提升身体素质,加强体育锻炼,小明同学积极参与各项运动项目。小明的身体相关参数、运动器材参数以及体育老师为其记录的部分项目测试数据如下表所示,g取10N/kg。完成下列问题:
小明质量m1
48kg
实心球质量m2
2kg
两鞋与地面接触的总面积S
1000米跑用时t
4分10秒
实心球投掷距离d
8.8m
(1)求小明1000米跑的平均速度v;
(2)投掷实心球前,老师要求小明双手握球双脚站立并保持静止状态,求此时小明对地面的压强p。
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第1节 压强
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 压强与压力 1
题型2 探究影响压力的作用效果的因素 4
题型3 压强计算和大小比较 8
题型4 减小或者增大压强的方法及其应用 11
题型5 压强的叠块、切割等问题 13
【能力培优练】 17
【链接中考】 28
【重难题型讲解】
题型1 压强与压力
1、压强:压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量,符号为p。
2、压强的单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(符号是Pa),即牛顿/平方米,压强的常用单位有千帕(符号是KPa)、千克力/平方厘米、托。
3、压力计算公式
(1)F=G(压力与重力平衡)。
(2)F=F′(压力与外力平衡)。
(3)F=PS。其中P为压强,S为作用面积。
4、压力的方向:压力的方向总是垂直于物体表面。
5、压力的示意图:压力的作用点在物体和斜面的接触面的中点上,过压力的作用点画一垂直于接触面向内的方向画一条有向线段,记为F,即为压力示意图。
★特别提醒
压力的作用点在物体和斜面的接触面的中点上,且垂直与接触面。
6、重力和压力的区别
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
★特别提醒
压力不一定是由于物体受到重力而引起的;物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
7、压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关;压强是物体单位面积受到的压力,跟受力面积有关。
8、压力、压强的单位的区别:压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的;压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的,在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”。
【探究归纳】压力是垂直作用在物体表面的力,压强是压力的作用效果。
【典例1-1】为了让同学们养成关注生活的好习惯,老师倡导同学们留意身边常见的物理知识,以下是同学们交流时的一些估测数据,其中符合事实的是( )
A.2个鸡蛋重约为100g
B.一本物理课本平放在水平桌面上时对桌面的压力约为3N
C.一间教室空气质量约为20kg
D.站立时,某初中同学对地面的压强约为5000Pa
【答案】B
【详解】A.一个普通鸡蛋的质量大约是50g~60g,所以两个鸡蛋的质量约为
重约1N,题中说重100g,物理单位错误,故A不符合题意;
B.一本初中物理课本质量大约在300g~400g,即0.3kg~0.4kg,所以重力由,取g=10N/kg,
在水平桌面上,压力等于重力,所以压力约为3N~4N,故B符合题意;
C.假设教室长8m,宽6m,高3m,则体积
空气密度,所以空气质量
远大于20kg,故C不符合题意;
D.初中生质量约50kg,重力
双脚站立,每只脚接触面积约为
两只脚总面积
压强
而选项说“约为5000Pa”,明显偏小,故D不符合题意。
故选 B。
【典例1-2】如图一块重的长方形砖块的长、宽、高分别为、和,将它平放、侧放、竖放在水平地面上,这三种情况下砖块对地面的压力 (“相等”或“不相等”), 放时,地面受到的压强最大。
【答案】 相等 竖
【详解】[1]砖块在水平地面上,对地面的压力等于其重力,即()
因此平放、侧放、竖放时压力相等。
[2]根据压强公式,压力不变时,受力面积越小,压强越大。竖放时受力面积最小,故竖放时地面受到的压强最大。
跟踪训练1一本书放在水平桌面上,如图所示。现用水平推力F将它缓缓推动,使其一部分移出桌面(但未倾翻),在此过程中,书对桌面的压力和压强的变化情况是( )
A.压力不变,压强变大 B.压力变小,压强变大
C.压力变大,压强不变 D.压力不变,压强变小
【答案】A
【详解】由题可知,书始终静止在桌面上(缓慢推动,视为匀速或平衡状态),且没有部分掉落;书的重力不变,对桌面的压力也不变,最初,书完全在桌面上,接触面积是整个底面积,当书被推着移出桌面时,与桌面的接触面积逐渐减小,即受力面积减小,根据可知,压力不变,受力面积减小,压强增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
跟踪训练2 一头大象质量为6×103kg,每只脚与地面的接触面积是0.06m2,则这头大象站水平地面上不动时对地面的压力是 N,对地面的压强是 Pa。(g取10N/kg)
【答案】 6×104 2.5×105
【详解】[1]大象对地面的压力等于其重力,则有
[2]大象有4只脚,总接触面积为
对地面的压强为
题型2 探究影响压力的作用效果的因素
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究压力作用效果与上面因素有关。
(2)实验原理:。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
2、实验器材:小桌子、海绵、砝码。
3、器材作用及图像
(1)小桌子:实验主体。
(2)砝码:提供压力。
(3)海绵:体现压力作用效果。
4、实验步骤
步骤①如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤②如图乙,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤③再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。
5、实验结论及应用
(1)受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显。
(2)压力大小一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
★特别提醒
(1)转换法的应用:通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)控制变量法的应用:探究压力作用效果与压力大小的关系时,应保持受力面积不变,改变压力大小;探究压力作用效果与受力面积的关系时,应保持压力不变,改变受力面积的大小。
(3)材料的选择:选用海绵而不用木板,是为了便于观察实验现象。
(4)多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。
【探究归纳】用控制变量法探究,压力作用效果与压力大小、受力面积有关,与其他因素无关。
【典例2-1】如图,在探究影响压力作用效果的因素时,小宾利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验,下列说法不正确的是( )
A.实验中通过观察海绵的凹陷程度比较压力的作用效果
B.交通管理部门通过限载来控制货车对路面的压强,是利用了甲乙的实验结论
C.乙、丙两图,探究的问题是压力的作用效果是否与受力面积有关
D.实验中图丙中海绵所受的压强p丙大于丁图木板所受的压强p丁
【答案】D
【详解】A.实验中采用转换法,将不易测量的压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,通过观察海绵的凹陷程度比较压力的作用效果,故A正确,不符合题意;
B.甲乙的实验中受力面积相同,乙中压力大,压力的作用效果明显,故可得出结论:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。交通管理部门通过限载来控制货车对路面的压强,是利用了甲乙的实验结论,故B正确,不符合题意;
C.乙、丙两图中压力相同,而受力面积不同,探究的问题是压力的作用效果是否与受力面积有关,故C正确,不符合题意;
D.根据可知,压力大小和受力面积相同时,图丙中海绵所受的压强p丙等于丁图木板所受的压强p丁,故D错误,符合题意。
故选D。
【典例2-2】小红发现体重秤倾斜放置时测量值变小,于是她产生疑问:压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?她作出了如下猜想:
猜想一:可能与压力大小有关。 猜想二:可能与受力面积的大小有关。
为验证上述猜想,小红利用小桌、海绵和砝码等器材进行了下图所示的实验:
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;在此,运用的实验方法是:
。
(2)为证实猜想一,应比较 两图实验,可得出结论:当物体的受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)比较丙、丁两图,小红得出结论:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越明显。请你分析造成前后两个结论不一致的原因: 。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 转换法
(2) 甲、乙 压力
(3)没有控制受力面的材料相同
【详解】(1)[1][2]实验中探究压力的作用效果,由于压力的作用效果无法直接观察,需采用转换法,通过观察被压力作用的物体的形变程度来间接判断。海绵质地较软,在压力作用下会产生明显的凹陷,凹陷程度越大,说明压力的作用效果越显著,因此通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)[1][2]甲、乙两图中,受力面均为海绵(受力面材料相同),小桌与海绵的接触面积相同(即受力面积相同),乙图中在小桌上增加了砝码,导致小桌对海绵的压力大于甲图。通过观察可知,乙图中海绵的凹陷程度比甲图更明显,由此可得出结论:当物体的受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)丙图的受力面是海绵,丁图的受力面是木板,两者的材料不同,但所受压力大小相同。海绵质地柔软,在压力作用下易发生形变;木板质地坚硬,在相同压力作用下形变程度远小于海绵,无法通过形变程度准确反映压力作用效果与受力面积的关系。探究压力作用效果与受力面积的关系时,需控制受力面材料这一变量相同,而丙、丁两图中受力面材料不同,不符合控制变量法的要求,因此导致得出的结论与之前(乙、丙图)不一致。
跟踪训练1如图所示的三个实验是浩宇同学探究压力的作用效果与哪些因素有关,实验中通过观察海绵的 来反映压力的作用效果,比较图甲与图 所示实验,说明 相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
【答案】 形变程度 乙 受力面积
【解析】【小题1】[1]在压力作用下,海绵发生形变,通过观察三次实验时海绵的形变程度来显示压力的作用效果,这是转换法。
[2][3]比较图甲与图乙所示实验,受力面积相同,压力大小不同,海绵形变程度不同,乙图压力更大,海绵凹陷的更深,说明:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
跟踪训练2 如图所示是小聪利用矿泉水瓶和海绵等探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。甲矿泉水瓶正放在海绵上,乙倒放在海绵上,丙在竖直向上缓慢拉矿泉水瓶但未离开海绵。
(1)实验中是通过观察海绵的 来比较压力的作用效果。
(2)图甲和图乙将两瓶完全相同的矿泉水瓶正立和倒立放在海绵上,是为了控制 的大小相同,探究压力的作用效果与 的关系。
(3)对比 两个图(选填“甲、乙、丙”)的操作说明压力作用效果不是跟物体的重力大小有关,而是与物体所受的压力大小有关。
【答案】(1)形变程度
(2) 压力 受力面积
(3)甲、丙
【详解】(1)压力的作用效果通常表现为物体发生形变的程度。在本实验中,海绵是受压物体,其凹陷程度(或“形变程度”、“下陷深度”)反映了压力的作用效果。
(2)[1][2]使用的是完全相同的矿泉水瓶,都是静止放置,所以对海绵的压力都等于瓶子的重力,因此,压力大小相同,但接触面积不同,甲中是瓶底面积,乙是瓶盖面积,乙面积更小,所以这是在控制压力大小不变的情况下,改变受力面积,观察形变差异。
(3)要说明“压力作用效果与重力无关,而与压力有关”,我们需要控制,重力相同(即物体质量相同)以及受力面积也相同,但压力不同(比如有拉力作用),由图可知,甲、丙符合条件。
题型3 压强计算和大小比较
1、压强公式:(适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体)。
★特别提醒
压强的计算,需要确定压力、面积,要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点;正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同。
2、公式p=ρgh的适用范围:这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于p=ρgh,例如:将一密度均匀,高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强:P=F/S=G/S=mg/S=ρgSh/S=ρgh。但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=ρgh来计算。但对液体来说无论容器的形状如何都可以用p=ρgh计算液体内某一深度的压强。
3、固体压强大小的比较
(1)准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。
(2)找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键;抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式,采用控制变量法。
【探究归纳】压强计算用公式,大小比较需控制压力或受力面积,结合变量分析。
【典例3-1】有一台液压机,大活塞的横截面积与小活塞的横截面积之比为,当在小活塞上加200N的压力时,产生的压强是,这时在大活塞上产生的压力、压强是( )
A.4000N, B.200N,
C.4000N, D.200N,
【答案】A
【详解】设小活塞的横截面积为S,由题意,大活塞的横截面积为20S,由公式可得,小活塞的横截面积为
则大活塞的横截面积为
由题意可知,
由可得,大活塞受到的压力为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例3-2】小明家有一个质量为180g(不含杯盖)、底面积为30cm2、容积为250cm3的陶瓷茶杯,如图所示。他想知道制作这种茶杯的材料的密度,于是他用天平测出杯盖(材料与杯子相同)的质量为50g,再把杯盖放入装满水的溢水杯中,并测得溢出水的质量为20g。(ρ水=1.0g/cm3)求:
(1)制作这种茶杯的材料的密度;
(2)该茶杯所用材料的体积;
(3)此茶杯装满水并盖上杯盖,对水平桌面的压强。
【详解】(1)杯盖放入装满水的溢水杯中,杯盖的体积等于排开水的体积,由知道,茶杯盖的体积
制作这种茶杯的材料的密度
(2)由知道,该茶杯所用材料的体积
(3)用此茶杯装满水后,水的体积等于茶杯的容积,即
故水的质量
水平面上的压力等于重力,故
压强
跟踪训练1如图所示,物体A重50N,B重25N,物体A的底面积为,物体B的底面积为。则A对B的压强是 Pa,B对桌面的压强是 Pa。
【答案】 105
【详解】[1]A对B的压力为
受力面积为
A对B的压强是
[2]B对桌面的压力为
B对桌面的压强是
跟踪训练2 如图,是我国自主研发的长航程极地漫游机器人,是我国首次在南极内陆冰盖实现自主行走的机器人。机器人的质量为500kg,装有四条三角形履带,每条履带与水平冰面的接触面积为0.1m²。(g取10N/kg)求:
(1)极地漫游机器人组装大面积履带是为了 压强。(选填“增大”或“减小”)。
(2)机器人受到的重力为多少?
(3)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为多大?
【详解】(1)根据压强公式可知,当压力F一定时,压强p与受力面积S成反比。极地漫游机器人组装大面积履带,是在压力(等于机器人的重力)不变的情况下,通过增大受力面积来减小对冰面的压强,以防机器人陷入冰雪中。
(2)由题可知,机器人的质量,所以机器人受到的重力
(3)机器人静止在水平冰面上,对冰面的压力等于其重力,即
机器人有四条履带,总的受力面积
机器人对冰面的压强
题型4 减小或者增大压强的方法及其应用
1、减小压强方法
(1)压力一定,增大受力面积。
(2)受力面积一定,减小压力。
(3)同时减小压力,增大受力面积。
应用:①载重卡车装有许多的车轮。②房屋建在较大的地基上。③书包带做得较宽。
2、增大压强方法
(1)压力一定,减小受力面积。
(2)受力面积一定,增大压力。
(3)同时增大压力,减小受力面积。
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀。②投向靶盘的飞镖。③用力刹车。
【探究归纳】洛伦兹力方向用左手定则判定:磁感线穿掌心,四指指向正电荷运动方向(负电荷相反),大拇指指向即为受力方向。
【典例4-1】在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是( )
A.增大压强 B.增大压力
C.减小压力 D.减小压强
【答案】A
【详解】逃生安全锤有一端设计成锥形,目的是在压力一定时,通过减小受力面积的方法,从而增大压强来破坏玻璃窗逃生。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【典例4-2】汽车窗边放置着在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤的一端设计成锥形,目的是通过 受力面积的方法,从而 压强来破坏玻璃窗逃生(均选填“增大”或“减小”)。
【答案】 减小 增大
【详解】[1][2]增大压强的方法是在压力一定时,减小受力面积来增大压强。在受力面积一定时,增大压力来增大压强,逃生安全锤有一端设计成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
跟踪训练1人们在生活生产中常常利用增大或减小压强来解决问题,下面描述中利用了增大压强的是( )
A.吸管剪成斜口 B.书包带较宽
C.铁轨下铺枕木 D.载重车装有很多车轮
【答案】A
【详解】A.吸管剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.书包带较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.铁轨下铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.载重车装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
跟踪训练2 拎重物,手会痛。北京市顺义区小店乡农民胡振远发明如图所示的“方便提手”解决了这一问题,并申请了国家专利,产品还远销国际市场,“方便提手”是通过 来减小压强。交通安全宣传标语中写着“严禁超载”的目的之一是通过 来减小压强,从而避免损坏路面。
【答案】 增大受力面积 减小压力
【详解】[1]“方便提手”与手的接触面积相对较大,这是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强的。
[2]“严禁超载”的目的之一是通过在受力面积一定时,减小压力来减小压强,从而避免损坏路面。
题型5 压强的叠块、切割等问题
1、压强的叠块:叠放类问题涉及两个或多个物体叠放在一起,对地面产生的压强变化。例如,当甲、乙两个实心均匀正方体叠放时,若它们对地面的压强相等,将乙放在甲的上表面或甲放在乙的上表面,会导致甲对地面增加的压强与乙对地面增加的压强不同。这类问题的关键在于找到压力和受力面积,紧抓变量和不变量,同时注意题目中的隐含条件,如质量、受力面积和压强的关系。
★特别提醒
解答固体压强叠放类问题,关键是找到压力和受力面积,紧抓变量和不变量。另外需要注意题目中的隐含条件,如:“质量相等”“受力面积相等”“压强相等”。
2、压强的切割:切割类问题则涉及将物体切割后重新放置,观察切割部分或全部对压强的影响。例如,将正方体木块水平或竖直切割后,剩余部分对水平桌面的压力关系会发生变化。这类问题的解决方法包括考虑受力面积不变或减小、压力减小等因素,以及通过计算确定压强的变化。
★特别提醒
这类问题的解决方法包括考虑受力面积不变或减小、压力减小等因素,以及通过计算确定压强的变化。
3、压强的图像
(1)理解图像:首先,你需要仔细查看图像,理解图像中显示的压强是如何随其他变量(如体积、温度等)变化的。
(2)识别关键点:在图像中识别关键点,比如压强的最大值、最小值、交点等。这些点常常是解题的关键。
(3)应用物理定律:压强的公式等。
4、压强的变化量
求解压力和压强变化量的基本方法
(1)压力变化量:ΔF=F2-F1(其中ΔF表示压力变化量,F2表示最终压力,F1表示初始压力)。
(2)压强变化量:Δp=p2-p1=ΔF/S(其中Δp表示压强变化量,p2表示最终压强,p1表示初始压强,S表示受力面积)。
★特别提醒
解题时,抓住抓住压力的变化量或者受力面积的变化量。
【探究归纳】压强叠块、切割问题需先确定压力和受力面积变化,再用分析比较。
【典例5-1】A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比lA︰lB=1︰2,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
A.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰2 B.F甲︰F乙=1︰1,p甲︰p乙=1︰4
C.F甲︰F乙=1︰2,p甲︰p乙=2︰1 D.F甲︰F乙=2︰1,p甲︰p乙=1︰4
【答案】B
【详解】放在水平面的物体对水平面的压力等于自身的重力,根据可知,地面受到的压力之比为
A、B的底面积之比(即受力面积之比)为
地面受到的压强之比为
综上所述,,,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【典例5-2】取6块实心正方体的金属块,分别以图(a)(b)两种方式放置在水平地面上,两种方式放置的金属块对水平地面的压力分别为、,对水平地面的压强分别为、,则∶ ,对水平地面的压强∶之比 。
【答案】 1∶1 2∶3
【详解】[1]因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,两种方式放置的金属块对水平地面的压力相等,即
[2]设一个金属块的一个面的面积为S,则图(a)中受力面积为,图(b)中受力面积为,由可得,对水平地面的压强之比
跟踪训练1如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的底面积SA小于B的底面积SB,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分,并将切下部分叠放在对方剩余部分的上方。此时它们对地面的压强变化量分别为ΔpA、ΔpB,则( )
A.ΔpA可能大于ΔpB B.ΔpA一定大于ΔpB
C.ΔpA一定小于ΔpB D.ΔpA一定等于ΔpB
【答案】B
【详解】已知圆柱体A的底面积小于正方体B的底面积,即SA<SB,且均匀实心圆柱体A和正方体B都是柱状物体,由及可得,切割前A、B对地面的压强为,
由题意可知,,且,则可得
由题意可知,切去部分的高度、底面积、密度均相同,由可知,切去部分的重力相等,将切下部分叠放在对方剩余部分的上方后,因切去部分的重力相等,所以叠放后与原来没有切割相比,每个整体的总重力不变,即,
假设切去的底面积均为ΔS,则切割并叠放后A、B对地面的压强分别为,
则圆柱体A的压强变化量为 ①
同理可得正方体B的压强变化量为 ②
因为,所以可得,即③
又因为SA<SB,则SA﹣ΔS<SB﹣ΔS ④
由①②③④可得,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
跟踪训练2 如图甲所示,小闽在水平桌面上进行搭建积木游戏。柱体A是由质量均匀、大小相同的长方体积木搭建而成的。他将A中的积木逐块取下,并逐块往上叠放在方形基座B的中央,直至全部叠放完成。此过程基座B对桌面压强随柱体A取下块数的变化关系图象如图乙所示,柱体A及基座B底面积分别为,。求:
(1)还未开始搭建时,基座B对桌面的压强。
(2)搭建结束时,基座B对桌面的压力。
(3)搭建结束时,柱体A对基座B的压强。
【详解】(1)由图像可知,还未开始搭建时,即当时,基座B对桌面的压强。
(2)搭建结束时,基座B对桌面的压强,基座B对桌面的压力
(3)基座B的重力为
A对B的压力
柱体A对基座B的压强为
【能力培优练】
1.(24-25八年级下·河北石家庄·期中)下面为了减小压强的是( )
A.啄木鸟的尖嘴 B.盲道上的凸起
C.宽大的书包带 D.鹰的利爪
【答案】C
【详解】A.根据压强公式,可知,影响压强的因素为压力和受力面积,要使压强减小,需要减小压力或增大受力面积,啄木鸟的尖嘴是通过减小受力面积,增大压强,故A不符合题意;
B.盲道上的凸起,是通过减小受力面积,而使压强增大,故B不符合题意;
C.宽大的书包带,是通过增大受力面积,从而达到减小压强,故C符合题意;
D.鹰的利爪,是通过减小受力面积,而使压强增大,故D不符合题意。
故选C。
2.(24-25八年级下·福建福州·期中)节气是一种用来指导农事的补充历法,是中华民族智慧的结晶。每年公历2月18-20日是“雨水”节气,此季节春风拂面,冰雪消融。初次到北方旅游的小林同学误入冰面,突然发现脚下的冰即将破裂,此时他应( )
A.站立不动,立即呼救 B.马上向岸边跑
C.立即蹲下,静止不动 D.立即趴在冰面上缓慢向岸边爬行
【答案】D
【详解】A.站立不动时,人体对冰面的压力集中在一双鞋底上,受力面积较小,压强大,容易导致冰面破裂,因此不安全,故A不符合题意;
B.马上向岸边跑时,跑步动作会对冰面产生冲击力,且受力面积小,压强大,极易加速冰面破裂,因此不安全,故B不符合题意;
C.立即蹲下时,虽然重心降低,但受力面积仍较小,压强减小有限,且静止不动无法脱离危险区域,因此不是最佳选择,故C不符合题意;
D.立即趴在冰面上时,人体与冰面的接触面积大大增加,根据压强公式,压力一定时,受力面积增大,压强减小,从而降低冰面破裂风险,缓慢爬行可避免突然冲击,安全移动到岸边,故D符合题意。
故选D。
3.(24-25九年级上·上海浦东新·期中)一本物理书平放在水平地面上,它对地面的压强最接近于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】物理书的质量约为150g,对地面的压力为
物理书平放时,长约0.25m、宽约0.2m,面积
它对地面的压强约为,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示的四个实例中,属于减小压强的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.喝酸奶的吸管一端做成尖形,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.盲道上凸起的棱和圆点,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.书包带做的较宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,故C符合题意;
D.图钉的尖做得很尖锐,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,容易把图钉插进墙里,故D不符合题意。
故选C。
5.(24-25八年级下·河北廊坊·期中)如图所示,共享单车为我们的出行提供了很大的方便。以下关于共享单车的说法正确的是( )
A.车轴使用滚动轴承是为了增大摩擦
B.轮胎表面凹凸的条纹是为了增大压强
C.坐垫做得较宽是为了减小压强
D.自行车行驶时受到的摩擦力总是向后的
【答案】C
【详解】A.车轴上装有滚动轴承是为了用滚动代替滑动减小摩擦,故A错误;
B.车轮的外胎上做有凹凸花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B错误;
C.车座垫较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C正确;
D.自行车行驶时,脚踩踏板驱动后轮旋转,轮胎与地面接触点有向后滑动的趋势,地面因此施加向前的摩擦力,故D错误。
故选C。
6.(24-25八年级下·北京顺义·期中)如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静止。下列说法中正确的是( )
A.铅笔对左侧食指的压力较大
B.铅笔对两侧食指的压强大小相等
C.左侧食指对铅笔的力和右侧食指对铅笔的力是相互作用力
D.铅笔对右侧食指的压强较大
【答案】D
【详解】AC.铅笔处于静止状态,铅笔受到的两手指的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等,由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对相互作用力,所以铅笔对两侧食指的压力也相等,故AC错误;
BD.铅笔对两侧食指的压力相等,由图可知,右手指的受力面积比较小,根据可知,铅笔对右侧食指的压强较大,故C错误,D正确。
故选D。
7.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,放在水平地面的两个实心长方体A、B,已知体积 < ,与地面的接触面积 > ,对地面的压强 = 。下列判断正确的是( )
A.A的密度一定小于B的密度
B.A的质量可能等于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度
D.A的质量一定大于B的质量
【答案】D
【详解】AC.根据(为长方体高度),由图知,且,可得,故AC错误;
BD.由,、,得,即、,故B错误,故D正确。
故选D。
8.(24-25八年级下·云南曲靖·期中)下列有关增大、减小摩擦和压强的说法正确的是( )
A.载重汽车装有许多车轮,目的是为了增大压强
B.自行车刹车时用力捏手闸,是通过增大压力的方式来增大摩擦的
C.将书包带做得很宽,其目的是为了增大压强
D.在汽车的发动机内装润滑油不能减小发动机内部机械间的摩擦
【答案】B
【详解】A.载重汽车装有许多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B.自行车刹车时用力捏手闸,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力使接触面间的摩擦力增大,故B正确;
C.书包带做宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D.润滑油能通过油膜分离接触面,从而减小摩擦,故D错误。
故选B。
9.(24-25八年级下·广东广州·期中)压力计重为,如图甲所示,用大小为的力竖直向上把压力计压在水平板上,静止时探头受到的压强为。若用大小为的力竖直向下把压力计压在水平地面上,静止时探头受到的压强是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对甲图中的压力计进行受力分析:压力计受竖直向下的重力,受到向上的力,水平板对探头的支持力为。根据力的平衡可知,因此
压力和支持力为一对相互作用力,大小相等,所以探头对水平板的压力,对乙图中的压力计进行受力分析,地面对探头的支持力为。根据力的平衡可知
压力和支持力为一对相互作用力,大小相等,所以探头对地面的压力,探头的受力面积S不变。已知甲图中压强
所以乙图中探头受到的压强
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.(23-24八年级下·广东深圳·期中)某公路上,由于后车超速,导致两车发生“追尾”事故(如图所示)。在安全带及头枕的保护下,驾驶员和乘客并未受重伤。下列说法正确的是( )
A.撞击时A车对B车的压强大于B车对A车的压强
B.撞击时A车对B车的作用力等于B车对A车的作用力
C.对B车司机起保护作用的是安全带
D.对A车司机起保护作用的是头枕
【答案】B
【详解】AB.撞击时A车对B车的作用力与B车对A车的作用力是一对相互作用力,二者大小相等;撞击时的受力面积是相同的,根据可知,撞击时A车对B车的压强等于B车对A车的压强,故A错误,B正确;
C.撞击时,B车突然向前运动,司机由于惯性保持原来的运动状态,头会向后仰,因此,对B车司机起保护作用的是头枕,故C错误;
D.撞击时,A车突然减速,司机由于惯性保持原来的运动状态,人会向前倾,因此,对A车司机起保护作用的是安全带,故D错误。
故选B。
11.(24-25九年级下·安徽淮南·期中)太阳帆飞船是目前唯一可能承载人类到达太阳系外星系的航天器。太阳光光子流撞击航天器帆面产生持续光压,使航天器可在太空中飞行。设太阳帆面积为,正对太阳时受到光的压强为,则太阳帆受到光的压力为 N。
【答案】9
【详解】根据可知,太阳帆受到光的压力
12.(25-26九年级上·上海·期中)农民水稻收割作业过程中蕴含了许多物理知识。割稻前,农民会把镰刀口磨锋利,这是为了 压强(选填“增大”或“减小”)。装稻谷时,农民会选用底面积较大的木桶盛装,这是为了 木桶对地面的压强(选填“增大”或“减小”)。晾晒稻草时,农民会撑开稻草,这主要通过 来加快稻草上水分的蒸发。
【答案】 增大 减小 增大表面积
【详解】[1]压强与受力面积有关,压力一定时,受力面积越小,压强越大。把镰刀口磨锋利,是减小受力面积,从而增大压强,便于切割作物。
[2]压力一定时,受力面积越大,压强越小。用底面积较大的木桶盛装稻谷,是增大受力面积,从而减小木桶对地面的压强,避免压坏地面。
[3]影响蒸发快慢的因素包括液体表面积、温度、空气流速。摊开稻草是通过增大表面积的方法,加快稻草中水分的蒸发。
13.(24-25八年级下·山东东营·期中)如图所示,用20N的水平力将重9N的物体压在竖直的墙壁上,物体A与墙壁的接触面积为0.01m2,则物体对墙壁压强为 Pa,A所受竖直墙壁给它的摩擦力为 N。
【答案】 2000/2×103 9
【详解】[1]因用20N的水平力将物体压在竖直的墙壁上,所以物体对竖直墙壁的压力等于水平力,即,物体对墙壁的压强为
[2]物体在竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力,因物体压在竖直墙上处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,所以,物体受到的摩擦力等于重力,即
14.(25-26九年级上·上海徐汇·期中)底面积为0.1m2的足够高的薄壁柱形容器,放在水平桌面上,容器内放入一个体积为10-3m3的冰块,其与容器底的接触面积为0.02m2。冰的密度为0.9×103kg/m3,表示每m3冰的质量为 kg;冰块对容器底的压强为 Pa(g取10N/kg);若冰块熔化成水,则水的质量 冰块的质量,水的体积 冰块的体积(后两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 900 450 等于 小于
【详解】[1]密度是物体的质量与体积的比,冰的密度为0.9×103kg/m3,表示每m3冰的质量为0.9×103kg,即900kg。
[2]容器内冰块的质量
冰块对容器底的压力等于冰块的重力,即
冰块对容器底的压强
[3]物体的质量不随形状、物态、位置而改变,若冰块熔化成水,则水的质量等于冰块的质量。
[4]冰化成水后质量不变,由于水的密度大于冰的密度,根据密度公式可知,水的体积小于冰块的体积。
15.(24-25八年级下·吉林长春·期中)在2025年的央视春晚中,我国自主研制的科技人形机器人展示了极其灵巧的动作,并跳起了秧歌舞,丢起了手绢,给我们带来了一场科技与艺术相结合的扭秧歌表演。
(1)手绢旋转时,所受的合力是否为零? ;
(2)为了使跳舞更灵活,它的双臂关节连接处要尽量 摩擦;
(3)该机器人的总质量为45kg,与水平地面接触的总面积为,则该机器人站在地面上时,它对地面的压力为 N,压强为 Pa(g取)。
【答案】(1)否
(2)增大
(3) 450
【详解】(1)物体受到合力为零时,处于受力平衡状态,保持静止或匀速直线运动状态。手绢旋转时,不是静止或匀速直线运动状态,说明其所受的合力不为零。
(2)要增大有益摩擦,减小有害摩擦。机器人跳舞时,它的双臂关节连接处的摩擦是有益摩擦,为了使跳舞更灵活,此处要尽量增大摩擦。
(3)[1]该机器人站在地面上时,它对地面的压力等于重力
[2]根据压强定义公式,该机器人对地面的压强
16.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上,若将砖块竖立起来,则砖块对地面的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙,此时砖块对地面的压强为2000Pa;将图乙中的砖块倒置后(如图丙)对地面的压强为3000Pa,则图甲中砖块对水平地面的压强为 Pa。
【答案】 变大 2400
【详解】[1]若将平放在水平地面上的长方体砖块改为竖立起来,它对地面的压力大小不变,受力面积变小,由 可知,它对水平地面的压强将变大。
[2]设图乙中砖块重力为G1,底面积为S1,砖块倒置后底面积为S2,由F=pS可知,图乙中砖块对地面压力
倒置后砖块对地面压力
因为同一砖块在同一水平面上倒置前后,砖块对地面压力不变即
即
解得
将乙图中砖块与倒置后的砖块组装为一组合长方体,则,
组合长方体砖块对地面的压强
柱形均匀固体对水平地面的压强
由于图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以图甲中砖块对地面的压强
17.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图乙、丙,说明当压力相同时, ,压力作用效果越明显;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p p′(填“>”、“<”或“=”);
(4)实验后,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。他在探究过程中存在的问题是 。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)受力面积越小
(3)=
(4)没有控制压力大小相同
【详解】(1)本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,海绵的凹陷程度越大,表示压力的作用效果越明显。
(2)乙、丙两图在相同的小桌上放了相同的砝码,压力相同。乙图桌腿朝下。丙图桌面朝下,受力面积不同。我们观察到,乙图海绵凹陷的更加明显,这说明当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)图丙和图丁这两种情况相比较,压力相同,受力面积相同。根据压强公式可知,图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强相等,。
(4)要想探究压力作用效果与受力面积的关系,必须控制压力相同,他将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,没有控制压力大小相同。
18.(24-25八年级下·福建厦门·期中)在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,小莉同学用同一组器材分别进行了如图所示的实验。
(1)实验中,通过观察 来比较压力的作用效果。
(2)比较甲、乙两图的实验现象可得,受力面积相同时, ,压力的作用效果越明显。
(3)通过比较乙、丙两图的实验现象 (选填“可以”或“不可以”)得到压力作用效果与受力面积的关系,原因是 。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)压力越大
(3) 不可以 没有控制压力的大小相同
【详解】(1)实验中采用了转换法,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,这是压力效果的直观体现。
(2)比较甲、乙两图的实验现象发现受力面积相同,乙中海绵受到的压力更大,海绵形变程度更大,即压力的作用效果更明显,因此可以得出结论,在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[1][2]要探究压力作用效果与受力面积大小的关系时,应采用控制变量法,控制压力大小相同。丙中海绵斜放在小桌上,小桌与砝码对海绵的压力比乙图中小桌与砝码对海绵的压力小,没有控制压力大小一定,所以不能由乙、丙两图实验现象得出压力作用效果与受力面积的关系。
19.(24-25八年级下·湖南株洲·期中)一个重为10N的物体放在水平桌面上,物体与桌面的接触面积为0.01m²,求:
(1)物体对桌面的压力大小;
(2)物体对桌面的压强大小。
【详解】(1)物体静止在水平桌面上时,根据二力平衡和相互作用力可知,物体对桌面的压力大小等于物体的重力,即物体对桌面的压力
(2)根据可知,物体对桌面的压强
20.(24-25八年级下·湖南株洲·期中)一个质量为2kg的物体,放置在水平桌面上,物体与桌面的接触面积为,求:
(1)物体受到的重力是多少?(g = 10N/kg)
(2)物体对桌面的压强是多少?
【答案】(1)20N
(2)2000Pa
【详解】(1)物体受到的重力为
(2)物体对桌面的压强
【链接中考】
1.(2025·山东滨州·中考真题)盲道作为城市道路建设的重要配套设施,为盲人提供行路方便与安全,它不仅体现着一座城市的人文关怀,也衡量着一座城市的文明程度。如图所示,盲道上凸起的条纹或圆点是为了( )
A.增大压力 B.减小压力
C.增大压强 D.减小压强
【答案】C
【详解】盲人走路对地面的压力一定,盲道上凸起的圆点是在压力一定时,减小受力面积来增大路面对脚的压强,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2025·江苏南通·中考真题)《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中减小压强的工具是( )
A.锋利的锄头 B.重重的碾子
C.宽宽的扁担 D.尖尖的凿子
【答案】C
【详解】A.锋利的锄头,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;
B.重重的碾子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B不符合题意;
C.宽宽的扁担,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C符合题意;
D.尖尖的凿子,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C。
3.(2025·山东济宁·中考真题)两个相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,一个装有4kg的水,另一个装有某种液体。分别从两容器中抽出相同体积的水和该液体,抽出前后水和该液体对容器底的压强如表所示。则该液体抽出前的质量为 kg,该液体的密度为 kg/m3。(g=10N/kg)
容器底受到的压强
抽出前
抽出后
【答案】
4
【详解】[1]已知水的质量是4kg,则水的重力为
由于容器是圆柱体,水对容器底部的压力与水的重力大小相等,即
抽出水前水对容器底部的压强为2000Pa,可得容器的底面积为
容器中装入某种液体,抽出液体前液体对容器底部的压强为2000Pa,可得液体的重力为
液体的质量为
[2]据表格可知,抽出水后,水对容器底部的压强变为1000Pa,抽出水的重力为
抽出水的体积为
由于抽出相同体积的水和该液体,则抽出液体的体积为
据表格可知,抽出液体后,液体对容器底部的压强变为1200Pa,抽出液体的重力为
可得液体的密度为
4.(2025·山东威海·中考真题)图所示的工具可以提高在沙漠中植树的效率。使用较细的铁棒更容易将树根压入干燥沙子,这是通过 来增大压力的作用效果;竖直向上缓慢提升工具时,拉力越来越小,说明铁棒侧壁受到的摩擦力 (选填“减小”“不变”“增大”)。
【答案】 减小受力面积 减小
【详解】[1]压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关;使用较细的铁棒更容易将树根压入干燥沙子,这是通过减小受力面积的方法增大压力的作用效果。
[2]竖直向上缓慢提升工具时,工具处于平衡状态;工具在竖直方向受到拉力、重力、摩擦力的作用,重力不变,拉力越来越小,则摩擦力越来越小。
5.(2025·四川资阳·中考真题)为提升身体素质,加强体育锻炼,小明同学积极参与各项运动项目。小明的身体相关参数、运动器材参数以及体育老师为其记录的部分项目测试数据如下表所示,g取10N/kg。完成下列问题:
小明质量m1
48kg
实心球质量m2
2kg
两鞋与地面接触的总面积S
1000米跑用时t
4分10秒
实心球投掷距离d
8.8m
(1)求小明1000米跑的平均速度v;
(2)投掷实心球前,老师要求小明双手握球双脚站立并保持静止状态,求此时小明对地面的压强p。
【详解】(1)小明1000米的路程为,小明1000米跑的时间为
根据可知,平均速度公式为
(2)静止时对地面的压力为
受力面积
小明对地面的压强为
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