内容正文:
第七章 压强
第一节 压 强
知识清单
一、压力的作用效果
1.在探究影响压力作用效果的因素实验中,当探究压力大小对压力作用效果的影响时,应控制 不变,当探究受力面积对压力作用效果的影响时,应控制 不变,这种实验方法是 法.
2.压力的作用效果是使物体发生形变,为了能够观察到这种形变,应把物体放在松软物体的表面,如海绵等,根据它们的 ,判断压力作用效果的大小,这种方法称为 法.
3.实验结论:压力的作用效果与 和 有关.
(1)当受力面积相同时,压力 ,压力的作用效果越明显.
(2)当压力相同时,受力面积 ,压力的作用效果越明显.
二、压强
1.物理意义:表示 的物理量.
2.定义:物体所受的 与 之比.
3.公式: .
4.单位: ,简称 ,符号是 ,1Pa= N/m².
5.1 Pa 的物理意义: .
提示
(1)在运用公式 进行计算时,受力面积是解题的关键.受力面积是指两个相互作用的物体实际接触部分的面积.(2)对于像圆柱体、正方体、长方体等上下一样粗且与底面垂直的密度均匀的物体,计算它们对水平面的压强时,可以使用推导公式 进行计算.
三、增大或减小压强的方法
1.增大压强
(1)方法:① ;② ;③ .
(2)举例: .
2.减小压强
(1)方法:① ;② ;③ .
(2)举例: .
基础演练
考点一 压力的作用效果
1.如图1表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择图2中的哪几种情形? ( )
A.甲与乙 B.乙与丙
C.甲与丙 D.以上都不对
2.如图所示,小李利用一支尖头铅笔体验“压力作用效果与受力面积的关系”,为完成实验,他需控制 相等,为此他应将铅笔如图 (选填“1”或“2”)放置,此实验中两个手指对铅笔的压力属于 (选填“平衡力”或“相互作用力”).
考点二 压强概念的理解及现象分析
3.学习压强后,小明整理了学习笔记,以下笔记内容正确的是 ( )
A.压强就是物体所受的压力
B.压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面垂直
C.物体静止放在水平地面上时,其对接触面的压力就是物体的重力
D.压强在数值上等于单位面积上受到的压力大小
4.如图所示,水平桌面上有一长为L、质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平力F 的作用下,沿直线向右匀速离开桌边但未落下,在此过程中,下列说法正确的是()
A. M对桌面的压强变小,压力不变
B. M对桌面的压强不变,压力不变
C. M对桌面的压强变大,摩擦力不变
D. M对桌面的压强变大,摩擦力变小
5.小杨想通过实验探究压力的作用效果跟受力面积的关系,他找到了三块同样的砖,把它们分为两组,A组一块,B组两块,按如图所示的方式放置在同一水平地面上.每块砖平放时的长:宽:高=4:2:1,A组砖对水平地面的压力和压强分别为FA 和pA,B组砖对水平地面的压力和压强分别为FB 和pB,则 若将A 砖立放,对水平地面的压强将 (选填“增大”“减小”或“不变”).
考点三 增大或减小压强的方法
6.全球气候变暖危及北极熊生存,聪明的北极熊学会了智慧出行.在通过薄冰时,它趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,如图所示.北极熊采用这种姿势是为了 ( )
A.减小压力 B.减小压强
C.增大摩擦 D.增大速度
7.动物界中有许多压强应用高手,如图所示的公鸡和骆驼就是两例.公鸡的爪子尖尖的,觅食时减小了 ,增大了 ;而骆驼的脚掌宽宽的,这样在走路时能够 对地面的压强.
考点四 压强的计算
8.一普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压力和压强分别最接近于()
A.50N、10³ Pa B.50 N、10⁵ Pa
C.500 N、10⁴ Pa D.500 N、10⁶ Pa
9.在 2025 年春节联欢晚会上,表演节目的机器人质量为45 kg.节目排练前,机器人在水平地面上进行测试时,匀速直线运动180m,用时5min.求:(g取10N/ kg)
(1)该机器人所受的重力.
(2)测试时机器人运动的速度.
(3)表演时,该机器人与水平地面接触的总面积为0.03m²,机器人对地面的压强.
能力提升
10.用竖直向上的力 F 将底面积为 S、重为G的木块紧压在天花板上,木块对天花板的压强是 ( )
B. F/S
11.两块完全相同的长方体金属块,长、宽之比是5:2,垂直相交叠放在水平地面上,如图所示,则A 对 B 的压强与 B 对地面的压强之比为 ( )
A.1:1 B.5:2 C.5:4 D.4:5
12.如图所示,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平.若水杯重为G₁,木板重为G₂,水杯底面积为S₁,木板底面积为 S₂,下列说法正确的是( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是平衡力
C.水杯对木板的压强为G₁S₁
D.木板对海绵的压强为
13.如图所示,体积相同的甲、乙实心均匀圆柱体放在水平地面上,且对地面的压强pm= pz.现将甲、乙分别从上部沿水平方向切去相同体积,则甲、乙对水平地面的压力变化量△Fφ和△Fz、对水平地面的压强变化量△pp和△pz关系正确的是 ( )
A.△F甲>△Fz,△p甲>△pz
B.△F甲=△Fz,△p甲=△pz
C.△F甲<△Fz,△p甲>△pz
D.△F甲>△Fz,△p甲=△pz
14.一款环保共享电动汽车满载时总质量为900 kg,轮胎与地面的总接触面积为300cm²,i静止在水平公路上时,路面受到的压力F= N,压强 若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压强p₂ p₁(选填“大于”“等于”或“小于”).(g 取10 N/ kg)
15.(武威三模)甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体 A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是 ,A、B对水平地面的压强之比是 .
16.在杭州亚运会上,会运送铁饼的机器狗成了赛场上的“显眼包”,机器狗自重15kg,当它背上铁饼静止在水平路面上时,对地面的压强将达到2×10⁴ Pa,若该机器狗与地面的总接触面积为80cm²,则它背上的铁饼重为 N(g 取10 N/ kg).
17.随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中.如图所示是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为600kg.已知每个轮胎与地面的接触面积均为100 cm²,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重的 ,g取10 N/ kg.求:
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力.
(2)配送车空载时对水平路面的压强.
(3)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×10⁵Pa时货物的质量.
素养培育
18.阅读短文,回答问题.
房屋地基沉降
基础设施建设是促进社会生产发展和提高人民生活水平的重要手段.在各种建设中,地基是很重要的一环,房屋对下方地层的压力很大,土层被压缩,造成房屋的地基沉降;过大的沉降,特别是不均匀沉降,会使建筑物发生倾斜、开裂以致不能正常使用.房屋下方的地层通常包括土层和岩石层.岩石风化、脱落形成的细小颗粒称为土粒,土粒很坚硬,很难被压缩,但土粒之间有很多孔隙,如图甲所示,土由土粒和土粒间的孔隙构成.土中孔隙的总体积和土粒的总体积之比称为土的孔隙比,与坚固的岩石层不同,当外加压力时,土粒会发生移动,重新排列、靠紧,土的体积就变小了.因此在建造房屋之前要勘测地层,预估地基的沉降量.
(1)房屋地基沉降的原因是 ;
(2)对某房屋地基样本土进行压缩试验,得到孔隙比和所加压强的数据如下表所示.请在图乙所示的坐标图中画出e-p关系图像.
压强
0
1
2
3
4
空隙比e
0.50
0.45
0.42
0.40
0.39
(3)若该房屋的重力为 地基面积为40m².请根据以上数据,预估地基的孔隙比为 .
知识清单
一、1.受力面积 压力大小 控制变量
2.形变程度或形变大小 转换
3.压力大小 受力面积 (1)越大 (2)越小
二、1.压力作用效果 2.压力 受力面积
4.帕斯卡 帕 Pa 1
5.1m² 的面积上物体受到的压力是1N
三、1.(1)①增大压力 ②减小受力面积 ③增大压力同时减小受力面积 (2)刀口要磨得很锋利(合理即可)
2.(1)①减小压力 ②增大受力面积 ③减小压力同时增大受力面积 (2)铁轨铺在枕木上(合理即可)
基础演练
1. B
2.压力大小 1 平衡力
3. D 4. C
5.1:2 1:1 增大
6. B
7.受力面积 压强 减小
8. C
9.解:(1)该机器人所受的重力G= mg=45kg×10N/ kg=450N.
(2)测试时机器人运动的速度 =0.6m/s.
(3)机器人对水平地面的压力大小等于自身的重力,机器人对水平地面的压强
能力提升
10. A 11. C 12. C 13. D
14.9×10³ 3×10⁵小于
15.1:1 8:1 16.10
17.解:(1)空载时配送车的重力 600kg×10N/ kg=6000 N,空载时配送车匀速行驶时处于平衡状态,牵引力和阻力是一对平衡力,所以空载时配送车匀速行驶时的牵引力 600 N.
(2)配送车空载时对水平路面的压力 =6000 N,配送车空载时对水平路面的压强
(3)装上货物后对水平地面的压力F=pS= 因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,所装货物的重力 则所装货物的质量
素养培育
18.(1)房屋对地面的压强过大,土层被压缩
(2)如图所示.
(3)0.40
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