一、压强（教学课件）物理新教材苏科版八年级下册

苏科版 八年级下册 第九章 压强和浮力 一、压强 01 02 03 04 05 CONTENTS 压力 压强 增大和减小压强的方法 学习目标 1.通过观察、实验，探究压力作用效果与哪些因素有关，理解压强的概念，知道压强是表示压力作用效果的物理量。 2.通过实际测量、交流思考，掌握压强的计算公式，并能根据实际问题进行简单的计算。 3.通过观察、分析，了解增大和减小压强的方法，并能解释相关现象，认识到物理学在生活和生产中的重要作用。 重点难点 教学重点： 1.压强的概念和计算公式。 2.压强在日常生活中的应用 1.通过实验探究得出压强与压力、受力面积的关系。 2.理解压强是表示压力作用效果的物理量，以及增大和减小压强的方法。 教学难点： 1 情景引入 雪地中寸步难行 滑雪运动员快速滑行 导致这一差异的原因可能是什么？ 思考 1 情景引入 如果把啄木鸟的嘴换成鸭子的嘴、把啄木鸟的脚换成鸭子的脚，会出现什么现象呢? PART ONE 压力 压力 观察下图所示的情景，分别画出铁锤对钉子、运动员对平衡木的力的示意图。 F F 这两个力都垂直作用于受力物体表面 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。 4.作用效果：使物体发生形变。且压力与形变总是同时发生。 压力 5.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，即 F=G。 F压=G F压 G F压＜G F压 G F压=G+F F压 G F F压=F F压 G F 压力 重力 压力 示意图 定义 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 压力与重力的区别 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 练一练 1 ．关于压力的说法，正确的是（    ） A．放在水平地面上的物体，物体对地面的压力就是物体的重力 B．压力有时不一定垂直于物体的表面 C．压力大小可以等于物体的重力，也可以小于物体的重力 D．放在水平地面上的物体，对地面的压力与地面对物体的支持力是一对平衡力 C 2．物体重20牛，作用力F为40牛，现将它先后置于图中（A）、（B）、（C）所示三个不同方向的平面M上，则物体对接触面的压力在图（A）中为_______牛；图（B）中为 _______ 牛；图（C）中为 _______ 牛。 60 40 20 压强 PART TWO 压强 压力有时会使物体断裂、破碎，这通常是压力太大的缘故。但下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 受力面积太大，使压力的作用效果不明显 压强 活动9.1 探究影响压力作用效果的因素 体验与猜想 如图 9-3（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 9-3（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。 压强 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，但与铅笔尖接触的手指凹陷得深，增大两个手指对铅笔的压力，手指凹陷得更深。 通过上述活动，你认为对于相同材料的受压面，压力的作用效果可能与哪些因素有关？ 压强 压力作用的效果 与压力大小有关？ 凹陷程度不同的健身球 压强 尖尖的口器 宽大的脚掌 压力作用的效果 小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破 重重的骆驼却不会深陷沙中 与受力面积有关？ 压强 实验与验证 现有图 9-4 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。 压强 方案一： 器材：矿泉水瓶、海绵和水。 实验步骤： (1)在矿泉水瓶中装入适量的水。 (2)将瓶直立于海绵上，观察海绵形变的情况。 (3)向瓶中灌满水后再直立于海绵上，观察海绵形变的情况. (4)将灌满水的矿泉水瓶横放在海绵上，观察海绵形变的情况。 (1) 适量水 适量水 (2) 灌满水 (3) (4) 灌满水 海绵发生形变。 （3）比（2）海绵形变程度更明显。 （3）比（4）海绵形变程度更明显。 压强 方案二： 器材：装沙的容器、小桌和重物。 实验步骤： (1)将小桌的桌面放在沙面上，观察下陷的程度； (2)将小桌的四条腿放在沙面上，观察下陷的程度； (3)把重物放在小桌桌面上，将小桌的桌面放在沙面上观察下陷的程度。 沙面下陷。 沙面下陷程度比（1）更明显。 沙面下陷程度比（1）更明显。 压强 实验表明，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。 问题：当压力和受力面积都不相同时，压力的作用效果与压力、受力面积之间有怎样进一步的关系？ 压力的作用效果与压力与受力面积之比有关 压强 1. 定义：物体所受的压力的大小与受力面积之比 压强 = 压力 受力面积 S = F p 2. 公式： 3. 单位： N/m 2 = 1Pa 1 帕斯卡 （帕） Pa N/m 2 F p S = p F S = 4. 变形公式： 5. 物理意义： 表示压力作用效果的物理量 100Pa → 1 的面积上受到的压力为100N m 2 压强 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。 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 压强 例题　一辆坦克质量为 51 t，每条履带与地面的接触面积为 3.4 m2 。求 该坦克对水平地面的压强（g 取 10 N / kg）。 分析　由坦克的质量可算出它所受的重力，而它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 3.4 m2 的两倍。 解答 坦克对地面的压力 F = G = mg = 51× 103 kg×10 N/kg = 5.1× 105 N 由可得，坦克对地面的压强 练一练 3 ．如图所示，小明利用海绵、小桌、砝码、木板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）如图所示，通过比较 两次实验，说明压力一定时， ，压力的作用效果越明显； （3）小明在图丙的基础上，把海绵换成了木板（如图丁），则桌子对两个物体压强的大小关系为p丙 p丁 （选填“>”“＜”或“=”）； 海绵的凹陷程度 乙、丙 受力面积越小 = 练一练 4．某公路路面所能承受的最大压强为8×105Pa。现有一辆卡车，车和货物总重12t，轮子与地面的总受力面积是0.12m2，当这辆卡车在该公路上行驶时。请通过计算说明是否对公路路面产生危害。 解：货车对地面的压力 F=G=mg=12×103kg×10N/kg=1.2×105N 卡车对地面的压强 因为1×106Pa>8×105Pa，所以对路面会产生危害。 压强 活动9.2 估测人站立时对地面的压强 同组同学中，哪位同学站立时对地面的压强最大？ 猜一猜 想一想 1. 如何测量人站立时对地面的压力？ 2. 如何估测鞋与地面的接触面积？ 做一做 测量自己身体的质量、 鞋印的面积，记录在下表中，并计算压强。 方法技巧：在图 9-6 所示的鞋印中， 先数出不足一格的方格数， 并除以2 ，再加上完整的方格数，得到总格数；用总格数乘 一格的面积，即可求得鞋印的 面积。这是估算形状不规则图 形面积的一种有效方法。 图 9-6 鞋印 压强 活动9.2 估测人站立时对地面的压强 测量自己身体的质量、鞋印的面积，并记录在下表中，并计算出压强。 身体质量 m/kg 对地面的 压力F/N 鞋印的面积 S/m2 对地面的 压强p/Pa 压强 活动9.2 估测人站立时对地面的压强 议一议 1. 比较同组同学的测量结果，哪位同学对地面的压强最大？与最初的猜想是否一致？ 2. 人站立时，地面的受力面积是否恰好等于鞋印的面积？估测的压强是偏大还是偏小？ 地面的受力面积与鞋印的面积，两者一般不相同，S受力<S鞋印，由p ，可知F相同时，S鞋印偏大，估测的压强偏小. 练一练 5．一头大象的质量是 4t ，在水平地面上铺一张方格纸，大象站在纸上时留下的一只脚印如 图所示。图中每个小方格的面积为 25cm2。数方格数时，超过半格的算一格，不足半格的忽略 不计。大象四只脚底的面积视作相等。求：（g 取 10N/kg） （1）大象受到重力的大小； （2）大象四只脚底的面积； （3）大象四脚站立时对地面的压强大小。 练一练 【答案】（1）4×104N；（2）0.2m2；（3）2×105Pa 【详解】解：（1）大象的重力 G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N （2）图中接触整个方格的个数加上超过半格的个数共计20个，大象一只脚底的面积为 S底=25cm2×20=500cm2=0.05m2 大象四只脚底的面积S=4S底=4×0.05m2=0.2m2 （3）大象四脚站立时对水平地面的压力 F=G=4×104N对地面的压强 答：（1）大象受到重力的大小为4×104N； （2）大象一只脚底的面积为0.2m2； （3）大象四脚站立时对地面的压强大小为2×105Pa。 PART THREE 增大和减小压强的方法 增大和减小压强的方法 雪地中寸步难行 滑雪运动员快速滑行 雪地中行走和滑雪运动员穿滑雪板比较，雪地的受力面积较小，压强大，因此在雪地中寸步难行。 在生活、生产中人们有时需要增大压强，有时需要减小压强，怎样减小或增大压强呢？ 增大和减小压强的方法 1. 减小压强的方法 S = F p 受力面积S一定时，减小压力F 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 增大和减小压强的方法 1. 减小压强的方法 压力F一定时，增大受力面积S S = F p 汽车的轮子很多、轨道铺在枕木上、坦克有很宽的履带等都是通过增大受力面积减小压强的 增大和减小压强的方法 2. 增大压强的方法 受力面积S一定时，增大压力F S = F p 压路机的碾子质量很大，当受力面积一定时，通过增大压力来增大压强 增大和减小压强的方法 2. 增大压强的方法 压力F一定时，减小受力面积S S = F p 冰刀的刃很薄 飞镖的头部很尖 练一练 6 ．2024年 6月 2 日，嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地，这是人类历史上首次登陆月球背面，图是嫦娥六号探测器，成功着陆月球背面3D动画模拟图。“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”，其目的是（　　） A．减小压力 B．增大压力 C．减小压强 D．增大压强 C 课堂练习 1．请在图中画出（1）长方体木块所受重力G的示意图；（2）斜面受到压力F的示意图。 2.关于压力的产生，下列说法中不正确的是（ ） A.相互接触的物体之间没有压力 B.接触的物体之间一定有压力 C.压力能够改变物体的运动状态 D.有的压力是由于物体受重力的作用产生的，而有的压力与物体的重力无关 B 3.用20N的水平推力将重50N的木块按在竖直墙壁上，墙受到的压力是 N，若物体与墙壁的接触面积为100cm2，墙壁受到的压强是 。 20 2000Pa 4．如图所示的事例中，属于增大压强的是（ ） A.书包背带做得较宽 B.切苹果器的刀片做得较尖 C.铁轨铺在枕木上 D.“好奇”号火星车模型轮子大而宽 B 5 ．甲、乙两物体放在水平桌面上，它们的重力之比是3∶1，与桌面接触面积之比是3∶2，则甲、乙两物体对桌面的压强之比是 （ ） A. 1∶2 B. 2∶1 C. 9∶2 D. 2∶9 B 6 ．取完全相同的均匀实心长方体 1 块、2 块、3 块分别按照如图所示的方式放置在水平地面上，已知砖块的长度约为砖块厚度的 4 倍，它们对地面的压强分别为pa、pb 和pc ，则 ( ) A. pa = pb >pc B. pa = pb <pc C. pa > pb >pc D. pa < pb <pc A 课堂小结 垂直作用于物体表面的力叫作压力。 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 ①减小压强的方法：压力F一定时，增大受力面积S； 受力面积S一定时，减小压力F ②增大压强的方法：压力 F一定时，减小受力面积 S； 受力面积 S一定时，增大压力 F 压强 压 强 压 力 增大和减小压强的方法 布置作业 1. 在日常生活生产中，根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是（　　） A．坦克通过履带与地面接触 B．单钢轮压路机有较重的前轮 C．滑雪板与雪地接触面积较大 D．背包用较宽的背带 B 2. 太极拳是我国非物质文化遗产，集颐养性情、强身健体等多种功能为一体。如图甲姿势换成图乙姿势时，人对水平地面的（ ） A．压力变大，压强不变 B．压力变大，压强变大 C．压力不变，压强变小 D．压力不变，压强变大 C 3. 如图，甲、乙两人在完全相同的沙滩散步，留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲（　　） A．所受的重力较大 B．所受的重力与乙的相等 C．对沙滩的压强较大 D．对沙滩的压强较小 A 4. 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 ( ) C A ． B ． C ． D ． 5. 为了探究压力作用效果大小跟哪些因素有关，老师准备了如图所示的器材：①用钉子做腿的小桌；②海绵；③砝码；④木板；⑤盛有适量水的矿泉水瓶；⑥装有沙的容器。供同学们选择。同学所选的四组器材中，不能达到探究目的是（ ） A．①③⑥ B．③④⑤ C．②⑤ D．②③④ B 6. 小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时，用砝码、海绵和小桌做了如图甲、乙所示的实验。 （1）甲、乙、丁实验中，根据___________________比较压力的作用效果。根据甲乙可得出实验结论：_______________； （2）将该小桌和砝码放在如图丙所示的木板上，比较图丁中海绵受到的压强 p丁和图丙中木板受到的压强 p丙的大小关系为： p丁___p丙。（选填“>”、“<”或“=”） = 海绵凹陷的程度 受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显 7. 第24届冬奥会于2022年在北京、张家口举办，如图所示， 小丽的质量为50kg，每只脚与地面的接触面积为0.02m2， 雪地能够承受最大压强是3.0×103Pa。求： （1）小丽的重力？ （2）通过计算判断小丽站立在雪地时能不能陷入雪地？ （3）要完成滑雪运动，小丽所穿滑雪板的总受力面积至少多少m2？（小丽和滑雪板及装备总质量为60kg） 解：（1）小丽的重力F= G= mg=50kg×10N/kg= 500N （2）小丽站立时对雪地的压力F= G= mg=50kg×10N/kg= 500N 站立时与雪地的接触面积 S=2×0.02m2 =0.04m2 小丽站立时对雪地的压强p （3）滑雪运动时的总压力F总= G总= m总g=60kg×10N/kg= 600N 由p可得，要完成滑雪运动，小丽所穿滑雪板的总受力面积至少是 S 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $