第1节 压强（讲义）物理新教材人教版八年级下册

第1节 压强 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 研究影响压力作用效果的因素 知识点2. 压强 知识点3. 怎样减小或增大压强 B、综合练习 研究影响压力作用效果的因素 1. 压力 分析以下几种情况的作用力有哪些共同点？ 事例 放在水平面上的杯子 对桌面的作用力F 手指按图钉，图钉尖对墙面的作用力F 放在斜面上静止的物体对斜面的作用力F 图示 探究归纳 这些力的共同特征是力垂直于作用面并指向受力物体。 （1）概念：垂直作用在物体表面的力叫做压力。 （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。由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。 （4）压力的大小：压力的大小并不一定等于重力的大小，有时相等，有时无关。只有当物体自由静止在水平面时，物体对水平面的压力大小才等于物体所受的重力大小。 （5）压力与重力的区别 压力 重力 定义 垂直作用在物体表面的力 由于地球吸引而使 物体受到的力 方向 垂直于受力物体表面， 并指向被压物体 竖直向下 作用点 被压物体表面 重心 大小 有时与重力有关，大小相等。 有时与重力有关，但大小不等。 有时与重力无关。 与质量成正比G=mg 力的性质 接触的物体间相互挤压而 发生形变产生的，属于弹力 来源于万有引力， 是非接触力 受力示意图 2. 感知压力作用的效果 （1）如图甲所示，用一只手掌平压在气球上，用另一只手的食指顶住气球，观察气球如何变化？若用力大一些，会怎样？ （2）如图乙所示，是一头北极熊爬过薄冰的情境，到达冰面时，也许它“知道”自己对冰面的压力很大，于是趴在冰面上爬过薄冰。这是为什么？ （3）如图丙所示，用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两指头的感觉？观察两个手指的凹陷程度相同吗？适当改变力度重复以上操作，感觉如何？ 甲 乙 丙 【分析】（1）用食指顶的一边，气球凹陷的深一些；当加大压力时，凹陷的更深。表明压力越大，受力面积越小，压力的作用效果越显著。 （2）趴在冰面上爬过薄冰，增大了受力面积，可以避免冰面被压破。表明压力对物体作用的效果跟受力面积有关。 （3）因为两个指头受到的压力相等，但是受力面积不相等，右边食指受力面积（接触面积）小，感觉力的作用效果更显著。当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更显著。 【感知结论】压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积等因素有关。 3. 压力和受力面积对海绵形变的影响 【设计实验】 （1）实验器材：海绵、压力小桌、钩码。 （2）实验方法 ①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。 ②转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。 【进行实验】 （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）在小桌上方放一个钩码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙所示； （3）将小桌倒置过来，桌面和海绵接触，放上钩码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙所示。 【分析论证】 （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：在受力面积相同时，压力越大，则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： 在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。 【实验结论】压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 【例题】如下图所示，小哲同学在探究“影响压力作用效果的因素”实验，实验器材有小桌、海绵、砝码、木板等。 (1)实验通过观察海绵的_________来比较压力的作用效果； (2)通过比较图乙、丙，说明当压力大小相同时，受力面积越大，压力的作用效果越_________（选填“明显”或“不明显”）； (3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的水平木板上，图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为_________（选填“>”“<”或“=”）； 【答案】(1) 凹陷程度；(2)不明显；(3)= 【详解】（1）在探究“影响压力作用效果的因素”实验中，由于压力的作用效果不容易直接观察和测量，而海绵受力后会发生明显的凹陷，所以通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这是转换法的应用。 （2）比较图乙、丙，小桌上砝码数量相同，即压力大小相同，丙图中小桌与海绵的接触面积更大，而丙图中海绵的凹陷程度小于乙图，说明当压力大小相同时，受力面积越大，压力的作用效果越不明显。 （3）图丙和图丁中，小桌和砝码这一整体对接触面的压力都等于小桌和砝码的总重力，压力大小相等；同时，小桌与海绵、小桌与木板的接触面积也相同。根据p=F/S可知图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为。 【练习1】 如图，墙角处有一个正方体快递箱，且一侧紧贴竖直墙壁。现在快递箱上施加水平向右的力F1、竖直向下的力F2。若快递箱对墙壁的压强大于对地面的压强，则以下判断正确的是（　　） A．F1可能小于F2 B．F1可能等于F2 C．F1一定小于F2 D．F1一定大于F2 【答案】D 【详解】正方体快递箱与墙壁的接触面积和地面接触面积相等，由图可知，正方体快递箱对地面的压力大于F2，对竖直墙壁的压力等于F1，因快递箱对墙壁的压强大于对地面的压强，根据p=F/S可知，F1一定大于F2，故ABC错误，D正确。故选 D。 【练习2】画压力的示意图时，一定要注意压力的作用点画在________物体上，且方向_____于接触面，________被压物体，如图所示： 【答案】 受力 垂直 指向 【详解】力的作用点一定画在受力物体上，压力的作用点也是画在受力物体上，并且垂直于接触面，方向是指向被压物体。 压强 1. 压强 （1）物理意义：表示压力的作用效果。 （2）定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。 （3）公式： 压强= p= 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，气体、固体、液体都适用。 （4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是pa。 1pa=1N/m2，1pa表示1m2面积上所受的压力是1N。 pa是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约1pa。 （5）理解压强公式p= ①压强大小是由压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。在S一定时，p与F成正比，在F一定时，p与S成反比。 ②公式中的F是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力大小。 ③公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面积，而且在计算时S的单位用国际单位。 2. 柱体的压强 （1）进行推导：如图所示，有一质量分布均匀的柱状固体，密度为𝜌，底面积为S，高度为h。求该柱体对水平面的压强是多大。 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：p= = =ρgh 即柱体的压强：p=ρgh （2）公式p=ρgh中各物理量的意义与单位 密度，单位为kg/m3；h表示高度，单位为m；g=9.8N/kg p表示压强，单位为Pa。 （3）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。（均选填“有关”或“无关”） 【例题】 如下列图片所示，甲、乙两人在完全相同的沙滩上散步，留下了深浅相同、大小不同的脚印。则（　　） A．甲对沙滩的压强大于乙对沙滩的压强 B．甲对沙滩的压强小于乙对沙滩的压强 C．甲的重力大于乙的重力 D．甲的重力等于乙的重力 【答案】C 【详解】AB．甲、乙两人在完全相同的沙滩上散步时，他们在沙地上留下的脚印深浅相同，则他们对沙地的压强相同，故AB不符合题意； CD．因，由p=F/S可得，由于物体对水平沙地的压力大小等于重力大小，所以甲受到的重力大小大于乙受到的重力大小，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 【练习1】 某科考小组在水平松软的地面上发现了一头大象四足站立时留下的足印，他们测量了足印深度，并测出每个足印的面积约为4×10-2m2。他们将一根圆柱形金属棒竖直放置在同样的地面上，发现金属棒在地面上留下的压痕深度正好与大象足印深度相同。表中是金属棒的数据。 密度 高度 横截面积 8000kg/m3 1m 5×10-4m2 (1)求金属棒的质量； (2)求金属棒对水平地面的压强； (3)求大象的重力。 【答案】(1)4kg；(2)；(3) 【详解】（1）金属棒为圆柱体，金属棒的质量 （2）金属棒为质量均匀的圆柱体，其对水平地面的压强 （3）由题意知，金属棒压痕深度与大象足印深度相同，且地面条件相同，故大象每只脚对地面的压强等于金属棒对地面的压强，即 大象四足站立，则大象对地面的压力 大象的重力等于其对地面的压力，即 【练习2】 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】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p=F/S 可知，它对水平地面的压强将变大。 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 怎样减小或增大压强 1. 改变压强的方法 根据公式p= =可知：当压力F一定时，受力面积S发生变化，则压强也随之发生变化；当受力面积S一定时，压力F发生变化，则压强也随之发生变化。 所以在生活、生产及技术中人们常常改变压力或受力面积来改变压强。 2．减小压强的方法 任何物体所能承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体就会被损坏，就要减小压强。 （1）减小方法：当受力面积一定时，减小压力；当压力一定时，增大受力面积（均选填“减小”或“增大”）。 （2）减小压强的事例 轨道铺设在枕木上 书包带比较宽 汽车限重 轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。汽车限重是通过减小汽车对地面的压力减小对地面压强的。 3．增大压强的方法 （1）增大方法：当受力面积一定时，增大压力；当压力一定时，减小受力面积（均选填“减小”或“增大”）。 （2）增大压强的事例 【例题】2024年6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。如图为嫦娥六号探测器成功着陆月球背面时的情境，其着陆架下方安装的圆盘形“脚”设计的主要目的是（   ） A．减小对月面的压力 B．增大对月面的摩擦力 C．增大对月面的压强 D．减小对月面的压强 【答案】D 【详解】嫦娥六号着陆架下方安装圆盘形“脚”，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对月球表面压强。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 【练习1】《天工开物》记载了人们劳作时的情景，图中所用工具为了减小压强的是（　　） A．锄头锄田 B．宽扁担挑粮 C．夯锤榨油 D．踏碓舂谷 【答案】B 【详解】A．锄头的刃很薄，是通过减小受力面积来增大压强，方便锄地，故A不符合题意； B．扁担做得宽扁，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，避免肩膀被压疼，故B符合题意； C．夯锤的底部较窄，是通过减小受力面积来增大压强，方便榨油，故C不符合题意； D．舂谷的碓头较尖，是通过减小受力面积来增大压强，方便舂碎谷物，故D不符合题意。 故选B。 【练习2】小明逛完超市后拎着购物袋回家，如图，手被购物袋提手勒的很疼，于是他思考了以下几种方式来减小手受到的压强，其中无效的是（　　） A．将物品分装到多个袋子中，并用两只手拎 B．抱住整个购物袋 C．用一张硬纸板垫在手和购物袋提手之间 D．换另一只手来拎 【答案】D 【详解】A．将物品分装到多个袋子中，并用两只手拎。这样做既减小了每只手所承受的压力，又可能增大了手与提手的受力面积（多袋分散接触），从而减小了压强，此方法有效，故A不符合题意； B．抱住整个购物袋，是在压力不变的情况下，增大了手、手臂与购物袋的接触面积，即增大了受力面积，从而减小了压强，此方法有效，故B不符合题意； C．用一张硬纸板垫在手和购物袋提手之间，是在压力不变的情况下，通过硬纸板增大了提手与手的接触面积，即增大了受力面积，从而减小了压强，此方法有效，故C不符合题意。 D．换另一只手来拎，购物袋的重力不变，即压力不变，提手与手的接触面积也不变，即受力面积不变，故压强不变。这种方法只是让被勒疼的手得到休息，并没有减小压强，此方法无效，故D符合题意。 故选D。 1．关于压力、压强，下列说法正确的是（　　） A．压力的方向总是竖直向下 B．单位面积的压力越大，压力的作用效果越明显 C．物体的底面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显 D．物体自由静止放在水平地面上时，对地面的压力就是物体的重力 【答案】B 【详解】A．压力的方向总是垂直于接触面，但不一定是竖直向下，故A错误； B．根据p=F/S可知，单位面积的压力即为压强，压强是表示压力作用效果的物理量，压强越大，压力的作用效果越明显，故B正确； C．根据p=F/S可知，压强的大小取决于压力和受力面积两个因素，物体的底面积不一定等于受力面积，故C错误； D．物体自由静止在水平地面上时，对地面的压力大小等于物体的重力大小，但压力是物体对地面的力，施力物体是物体，受力物体是地面，重力是地球对物体的力，施力物体是地球，受力物体是物体，两者是不同的力，故D错误。 故选B。 2. 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。 3．酒店的新牙膏外形如图所示，使用时需要利用牙膏盖上的尖头刺破封口膜，应用的物理知识是（　　） A．增大压强 B．增大摩擦 C．减小压强 D．减小摩擦 【答案】A 【详解】使用牙膏盖上的尖头刺破封口膜，在压力一定时，减小了受力面积，可以增大压强，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 4．将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上，甲的棱长小于乙，观察到如图所示的现象。则关于甲乙的一些物理量的大小关系下列说法正确的是（   ） A．甲对海绵的压强较大 B．乙对海绵的压力较大 C．甲正方体的密度较大 D．甲正方体的质量较大 【答案】B 【详解】A．压强的大小可通过海绵的凹陷程度判断，图中乙下方的海绵凹陷更明显，说明乙对海绵的压强较大，因此甲对海绵的压强较大的说法错误，故A错误； B．压力的作用效果是使海绵凹陷的原因，乙下方海绵凹陷更明显，说明乙对海绵的压强较大，乙的面积大于甲，根据得，乙的压力更大，因此该说法正确，故B正确； C．甲、乙是均匀实心正方体，甲的棱长小于乙，则甲的体积；乙的压力更大（即重力更大，质量更大），根据，乙的质量大、体积也大，无法直接判断甲的密度更大，故C错误； D．压力等于重力，乙对海绵的压力更大，说明乙的重力更大，质量更大，因此甲正方体的质量较大的说法错误，故D错误。 故选B。 5．如图所示，将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上，现分别按照图示的方法切去一半，则剩余阴影部分对桌面压强最小的是（        ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上，对桌面的压力F=G=mg 现分别按照图示的方法切去一半，则对桌面的压力变为原来的，即四种切法中的压力相同，C选项的切法受力面积最大，由p=F/S可知，阴影部分对桌面压强最小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．放在水平地面上的正方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体，它们的高度如图所示，它们对地面的压强分别为、和，则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D．无法判断三者大小关系 【答案】B 【详解】因为放在水平地面上的正方体、长方体和圆柱体都属于柱形固体，都是由铁制成的实心物体，即相同，且，所以，根据可知，它们对地面的压强关系为，故A、C、D错误，B正确。 故选B。 7．如图所示平放在水平地面上的砖，沿竖直方向截去一半，则剩下的半块砖与原来整块砖相比（　　） A．砖的密度减小 B．对地面的压力增大 C．对地面的压强不变 D．砖受到地面的支持力增大 【答案】C 【详解】A．密度是物质本身的特性，与质量和体积无关。砖沿竖直方向截去一半，物质种类不变，所以砖的密度不变，故A不符合题意； B．在水平地面上，砖对地面的压力等于其重力，即F=G=mg。截去一半后，质量m减半重力G减半，所以对地面的压力减半，故B不符合题意； C．截去一半后，对地面的压力减半，受力面积变为原来的一半，由p=F/S可知，对地面的压强不变，故C符合题意； D．砖受到地面的支持力与砖对地面的压力是一对相互作用力，大小相等。因为对地面的压力减半，所以砖受到地面的支持力也减半，故D不符合题意。 故选C。 8．如图甲所示，将一块长木板放在水平桌面上，用一水平向右的力F缓慢匀速推动木板，木板一部分露出桌面，如图乙所示。推动木板过程中，力F的大小_______，木板对桌面的压强______（均选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 变大 【详解】向右缓慢匀速推木板的过程中，受力平衡，所以滑动摩擦力等于力。滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度与压力大小有关，水平面上物体的压力和自身的重力大小相等，压力大小不变，接触面粗糙程度不变，所以滑动摩擦力不变，则力大小不变。 水平面上物体的压力和自身的重力大小相等，所以压力大小不变。向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小，根据p=F/S，可知木板对桌面的压强变大。 9．现有实心立方体铁块，放在水平桌面上，如图所示，对桌面的压强为p。若沿竖直方向切掉厚度Δl，当Δl＜d时，剩余部分对桌面的压强______p；当Δl＞d时，剩余部分对桌面的压强______p。（均选填“＞”、“＝”或“＜”） 【答案】 ＜ ＜ 【详解】若沿竖直方向切掉厚度Δl，当时，与原来相比，铁块的重力减小，对水平面的压力F减小，但受力面积S不变，由p=F/S可知，剩余部分对桌面的压强变小，剩余部分对桌面的压强。 假设切除部分，剩余部分对桌面的压强为。切割之前和这样切割之后相比，受力面积不变，切割前压力更大，切割前压强更大，即。当切掉时，剩余部分对桌面的压强都等于，所以，当Δl＞d时，剩余部分对桌面的压强。 10．如图，甲、乙两质地均匀的立方体放在水平面上，沿虚线切去上面的一部分后； (1)若甲乙剩余部分对地面的压强，则甲乙两物体密度______，原来甲、乙对地面的压强________； (2)若切去的部分对地面压强，则原来甲、乙对地面的压强______。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】(1)等于；大于；(2)小于 【详解】（1）[1]甲、乙是两质地均匀的立方体，根据 可知，由于甲、乙剩余部分的高度h相同，甲、乙剩余部分对地面的压强相等，即，故甲物体密度等于乙物体密度，即 [2]由题意和图可知，甲、乙两质地均匀的立方体放在水平面上，沿虚线切去上面一部分后，由于两个物体的密度相同，则原来甲的高度大于乙，根据p=ρgh可知，原来甲、乙对地面的压强 （2）若切去的部分对地面压强，由图可知甲切去部分的高度大于乙，根据p=ρgh可知甲的密度小于乙的密度，则剩余部分甲的高度等于乙的高度，则，因此 11．如图所示，继续用矿泉水瓶和海绵等器材探究“影响压力作用效果的因素”。 (1)实验时，通过观察___________来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果； (2)观察图B和C可知：受力面积一定时，___________越大，压力的作用效果越明显； (3)若将矿泉水瓶放在石块上，如图D所示。比较图D与图A，矿泉水瓶对石块和海绵的压强___________（填“相同”或“不相同”）。 【答案】(1)海绵的凹陷程度；(2)压力；(3)相同 【详解】（1）因为海绵容易发生形变，所以实验时可以通过观察海绵的凹陷程度来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果，海绵凹陷程度越大，压力作用效果越明显。 （2）观察图B和C，受力面积都是瓶底与海绵的接触面积，是一定的，B图中矿泉水瓶内装的水更多，对海绵的压力更大，海绵的凹陷程度也更明显，所以受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。 （3）根据压强公式p=F/S可知，图D与图A中，矿泉水瓶都是正放，压力都等于矿泉水瓶和瓶内水的总重力，即压力相同，受力面积都是瓶底面积，也相同，所以压强相同。 12．近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量，在松软、平坦且足够深的雪地上，选取该东北虎四脚着地停留时的脚印，其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓，如图乙所示，图中每个小方格的面积均为9cm2，数出脚印轮廓所围小方格的个数（凡大于半格的都算一小格，小于半格的都不算），用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积，就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度，在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器，在容器中缓缓放入适当的物体，当容器下陷的深度与脚印的深度相同时，测出容器及内部物体的总质量为30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积，g取10N/kg，求： (1)该东北虎一个脚印的面积； (2)该东北虎停留时对地面的压强； (3)该东北虎的质量。 【答案】(1)135cm2；(2)；(3)162kg 【详解】（1）根据题意，采用数方格的方法估算脚印面积。从图乙中可以看出，脚印轮廓所围的方格中，大于半格的约有15个。该东北虎一个脚印的面积 （2）根据题意，容器下陷的深度与脚印的深度相同，这表明容器对雪地的压强等于东北虎对雪地的压强。容器对雪地的压力等于其总重力 容器的底面积 容器对雪地的压强为 所以，该东北虎停留时对地面的压强 （3）东北虎四脚站立时，对地面的压力等于其自身重力，受力面积为四个脚印的面积之和。东北虎四脚着地的总面积 东北虎对地面的压力 因为东北虎对地面的压力等于其重力，所以 该东北虎的质量 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 压强 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 研究影响压力作用效果的因素 知识点2. 压强 知识点3. 怎样减小或增大压强 B、综合练习 研究影响压力作用效果的因素 1. 压力 分析以下几种情况的作用力有哪些共同点？ 事例 放在水平面上的杯子 对桌面的作用力F 手指按图钉，图钉尖对墙面的作用力F 放在斜面上静止的物体对斜面的作用力F 图示 探究归纳 这些力的共同特征是力垂直于作用面并指向受力物体。 （1）概念： 作用在物体表面的力叫做压力。 （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。由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相 。 （4）压力的大小：压力的大小并不一定等于重力的大小，有时相等，有时无关。只有当物体自由静止在 时，物体对水平面的压力大小才等于物体所受的重力大小。 （5）压力与重力的区别 压力 重力 定义 垂直作用在物体表面的力 由于地球吸引而使 物体受到的力 方向 垂直于受力物体表面， 并指向被压物体 竖直向下 作用点 被压物体表面 重心 大小 有时与重力有关，大小相等。 有时与重力有关，但大小不等。 有时与重力无关。 与质量成正比G=mg 力的性质 接触的物体间相互挤压而 发生形变产生的，属于弹力 来源于万有引力， 是非接触力 受力示意图 2. 感知压力作用的效果 （1）如图甲所示，用一只手掌平压在气球上，用另一只手的食指顶住气球，观察气球如何变化？若用力大一些，会怎样？ （2）如图乙所示，是一头北极熊爬过薄冰的情境，到达冰面时，也许它“知道”自己对冰面的压力很大，于是趴在冰面上爬过薄冰。这是为什么？ （3）如图丙所示，用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两指头的感觉？观察两个手指的凹陷程度相同吗？适当改变力度重复以上操作，感觉如何？ 甲 乙 丙 【分析】（1）用食指顶的一边，气球凹陷的深一些；当加大压力时，凹陷的更深。表明压力越大，受力面积越_________，压力的作用效果越显著。 （2）趴在冰面上爬过薄冰，增大了受力面积，可以避免冰面被压破。表明压力对物体作用的效果跟 _________有关。 （3）因为两个指头受到的压力相等，但是受力面积不相等，右边食指受力面积（接触面积）小，感觉力的作用效果更_________。当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更________。 【感知结论】压力的作用效果可能与_________和_________等因素有关。 3. 压力和受力面积对海绵形变的影响 【设计实验】 （1）实验器材：海绵、压力小桌、钩码。 （2）实验方法 ①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。 ②转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。 【进行实验】 （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）在小桌上方放一个钩码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙所示； （3）将小桌倒置过来，桌面和海绵接触，放上钩码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙所示。 【分析论证】 （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：在受力面积相同时，压力越大，则压力的作用效果越 。 （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： 在压力一定时， 越小，压力的作用效果越显著。 【实验结论】压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 【例题】如下图所示，小哲同学在探究“影响压力作用效果的因素”实验，实验器材有小桌、海绵、砝码、木板等。 (1)实验通过观察海绵的_________来比较压力的作用效果； (2)通过比较图乙、丙，说明当压力大小相同时，受力面积越大，压力的作用效果越_________（选填“明显”或“不明显”）； (3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的水平木板上，图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为_________（选填“>”“<”或“=”）； 【练习1】 如图，墙角处有一个正方体快递箱，且一侧紧贴竖直墙壁。现在快递箱上施加水平向右的力F1、竖直向下的力F2。若快递箱对墙壁的压强大于对地面的压强，则以下判断正确的是（　　） A．F1可能小于F2 B．F1可能等于F2 C．F1一定小于F2 D．F1一定大于F2 【练习2】画压力的示意图时，一定要注意压力的作用点画在________物体上，且方向_____于接触面，________被压物体，如图所示： 压强 1. 压强 （1）物理意义：表示压力的_________。 （2）定义：物体所受压力的大小与受力面积_________叫作压强。 （3）公式： 压强= p= _________ 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，气体、固体、液体都适用。 （4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是pa。 1pa=_______N/m2，1pa表示1m2面积上所受的__________________。 pa是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约_______pa。 （5）理解压强公式p= ①压强大小是由压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。在S一定时，p与F成正比，在F一定时，p与S成反比。 ②公式中的F是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力大小。 ③公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面积，而且在计算时S的单位用国际单位。 2. 柱体的压强 （1）进行推导：如图所示，有一质量分布均匀的柱状固体，密度为𝜌，底面积为S，高度为h。求该柱体对水平面的压强是多大。 这个柱体的体积V=______； 这个柱体的质量m=ρV=______； 对水平面压力F=G=mg=ρVg =_________ 对水平面压强：p= = =_________即柱体的压强：p=ρgh （2）公式p=ρgh中各物理量的意义与单位 密度，单位为kg/m3；h表示高度，单位为m；g=9.8N/kg p表示压强，单位为Pa。 （3）理解公式 p=ρgh ①公式 p=ρgh只适用于 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 ，与物体的底面积、重力等 。（均选填“有关”或“无关”） 【例题】 如下列图片所示，甲、乙两人在完全相同的沙滩上散步，留下了深浅相同、大小不同的脚印。则（　　） A．甲对沙滩的压强大于乙对沙滩的压强 B．甲对沙滩的压强小于乙对沙滩的压强 C．甲的重力大于乙的重力 D．甲的重力等于乙的重力 【练习1】 某科考小组在水平松软的地面上发现了一头大象四足站立时留下的足印，他们测量了足印深度，并测出每个足印的面积约为4×10-2m2。他们将一根圆柱形金属棒竖直放置在同样的地面上，发现金属棒在地面上留下的压痕深度正好与大象足印深度相同。表中是金属棒的数据。 密度 高度 横截面积 8000kg/m3 1m 5×10-4m2 (1)求金属棒的质量； (2)求金属棒对水平地面的压强； (3)求大象的重力。 【练习2】 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。 怎样减小或增大压强 1. 改变压强的方法 根据公式p= =可知：当压力F一定时，受力面积S发生变化，则压强也随之发生变化；当受力面积S一定时，压力F发生变化，则压强也随之发生变化。 所以在生活、生产及技术中人们常常改变 或 来改变压强。 2．减小压强的方法 任何物体所能承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体就会被损坏，就要减小压强。 （1）减小方法：当受力面积一定时， 压力；当压力一定时， 受力面积（均选填“减小”或“增大”）。 （2）减小压强的事例 轨道铺设在枕木上 书包带比较宽 汽车限重 轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。汽车限重是通过减小汽车对地面的压力减小对地面压强的。 3．增大压强的方法 （1）增大方法：当受力面积一定时， 压力；当压力一定时， 受力面积（均选填“减小”或“增大”）。 （2）增大压强的事例 【例题】2024年6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。如图为嫦娥六号探测器成功着陆月球背面时的情境，其着陆架下方安装的圆盘形“脚”设计的主要目的是（   ） A．减小对月面的压力 B．增大对月面的摩擦力 C．增大对月面的压强 D．减小对月面的压强 【练习1】《天工开物》记载了人们劳作时的情景，图中所用工具为了减小压强的是（　　） A．锄头锄田 B．宽扁担挑粮 C．夯锤榨油 D．踏碓舂谷 【练习2】小明逛完超市后拎着购物袋回家，如图，手被购物袋提手勒的很疼，于是他思考了以下几种方式来减小手受到的压强，其中无效的是（　　） A．将物品分装到多个袋子中，并用两只手拎 B．抱住整个购物袋 C．用一张硬纸板垫在手和购物袋提手之间 D．换另一只手来拎 1．关于压力、压强，下列说法正确的是（　　） A．压力的方向总是竖直向下 B．单位面积的压力越大，压力的作用效果越明显 C．物体的底面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显 D．物体自由静止放在水平地面上时，对地面的压力就是物体的重力 2. 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． 3．酒店的新牙膏外形如图所示，使用时需要利用牙膏盖上的尖头刺破封口膜，应用的物理知识是（　　） A．增大压强 B．增大摩擦 C．减小压强 D．减小摩擦 4．将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上，甲的棱长小于乙，观察到如图所示的现象。则关于甲乙的一些物理量的大小关系下列说法正确的是（   ） A．甲对海绵的压强较大 B．乙对海绵的压力较大 C．甲正方体的密度较大 D．甲正方体的质量较大 5．如图所示，将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上，现分别按照图示的方法切去一半，则剩余阴影部分对桌面压强最小的是（        ） A． B． C． D． 6．放在水平地面上的正方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体，它们的高度如图所示，它们对地面的压强分别为、和，则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D．无法判断三者大小关系 7．如图所示平放在水平地面上的砖，沿竖直方向截去一半，则剩下的半块砖与原来整块砖相比（　　） A．砖的密度减小 B．对地面的压力增大 C．对地面的压强不变 D．砖受到地面的支持力增大 8．如图甲所示，将一块长木板放在水平桌面上，用一水平向右的力F缓慢匀速推动木板，木板一部分露出桌面，如图乙所示。推动木板过程中，力F的大小_______，木板对桌面的压强______（均选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．现有实心立方体铁块，放在水平桌面上，如图所示，对桌面的压强为p。若沿竖直方向切掉厚度Δl，当Δl＜d时，剩余部分对桌面的压强______p；当Δl＞d时，剩余部分对桌面的压强______p。（均选填“＞”、“＝”或“＜”） 10．如图，甲、乙两质地均匀的立方体放在水平面上，沿虚线切去上面的一部分后； (1)若甲乙剩余部分对地面的压强，则甲乙两物体密度______，原来甲、乙对地面的压强________； (2)若切去的部分对地面压强，则原来甲、乙对地面的压强______。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 11．如图所示，继续用矿泉水瓶和海绵等器材探究“影响压力作用效果的因素”。 (1)实验时，通过观察___________来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果； (2)观察图B和C可知：受力面积一定时，___________越大，压力的作用效果越明显； (3)若将矿泉水瓶放在石块上，如图D所示。比较图D与图A，矿泉水瓶对石块和海绵的压强________（填“相同”或“不相同”）。 12．近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量，在松软、平坦且足够深的雪地上，选取该东北虎四脚着地停留时的脚印，其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓，如图乙所示，图中每个小方格的面积均为9cm2，数出脚印轮廓所围小方格的个数（凡大于半格的都算一小格，小于半格的都不算），用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积，就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度，在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器，在容器中缓缓放入适当的物体，当容器下陷的深度与脚印的深度相同时，测出容器及内部物体的总质量为30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积，g取10N/kg，求： (1)该东北虎一个脚印的面积； (2)该东北虎停留时对地面的压强； (3)该东北虎的质量。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $