内容正文:
压 强
教育科学出版社八年级下册第九单元
我俩对雪地的压力差不多,我为什么会陷入雪里,她却不会?
他为什么会“安然无恙”呢?
9.1 压 强
垂直将图钉压在墙面上
木块垂直压在斜面上
小明的小脚垂直压在地面上
一、压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
图钉垂直压在墙面上
木块垂直压在斜面上
小脚垂直压在地面上
压力
1、作用点:在受力物体的表面
画出下图中物体对AB面压力的示意图。
F1
F2
F3
F4
2、方向:垂直于物体表面,并指向受力物体
只有当物体放在水平面时,物体对水平面的压力等于重力,即 。
F压 = G
G
F压 = G
F压 ≠ G
F压 与 G 无关
G
F压
F压
G
F压
特别强调:压力不是重力!压力可以由重力产生,但也可以由其它力产生。
体验:
1、手指受压的感觉有什么不同? 2、用力后这种感觉有何变化?
1、与手掌接触的那部分气球的形变较小,而用手指顶着的那部分气球的形变明显;2、用力越大,形变越明显。
思考:压力的作用效果可能与哪些因素有关?
猜想:
猜想1:压力的作用效果可能与__________有关?
猜想2:压力的作用效果可能与______________有关?
压力大小
受力面积大小
因为压力作用效果可能与多个因素有关,因此在探究过程中要使用:
控制变量法
压力的作用效果跟什么因素有关?
G
G
G
实验探究:
甲
乙
丙
实验次数 压 力 受力面积 压力作用效果
1
2
3
大小=桌子的重力
小
较明显
大小=桌子+砝码重力
小
很明显
大小=桌子+砝码重力
大
不明显
控制变量法
实验中通过观察海绵的凹陷程度来判断压力作用效果大小的方法:
转换法
实验一:
压力的作用效果与压力大小的关系
G
G
结论:
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
甲
乙
实验二:
压力的作用效果与受力面积的关系
结论:
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
G
G
G
G
乙
丙
思考:如果两个物体对地面的压力大小和受力面积大小都不同,又如何比较它们对地面压力作用效果的大小呢?比如:一头大象和一名芭蕾舞演员,它们对地面压力的作用效果哪个更大?
1、相同的受力面积比较压力大小;
2、相同的压力比较受力面积的大小。
这两种判断方式,哪种方式更好?更符合我们的思维习惯?
启发:回忆学过的速度,不同的路程、不同的时间,我们是怎样比较运动的快慢的?
A(F/S) B(F/S)
压力F/N 80 90
受力面积S/m2 2 3
40
30
交 流 讨 论
F1 =80N F2 =90N
S1 =2m2 S2 =3m2
A
B
18
出示两个重力不同底面积不同的两长方体,比较压力的作用效果。
物体所受压力与受力面积的比叫做压强。
定义:
压强 =
压 力
受力面积
二、压强:表示压力作用效果的物理量。
物体单位面积上受到的压力。
S
F
p
=
S —受力面积,单位:平方米(m2)
F—压力,单位:牛顿(N)
p —压强,国际单位:帕斯卡(Pa)
1 Pa =
1N
1 m2
= 1N
m2
1Pa的物理意义:1m2的面积上受到的压力是1N。
压强的单位:N/m2
读作:牛每平方米
专用名称叫帕斯卡(pascal)简称帕,符号:Pa
常识了解:
一颗西瓜子平放在桌面上,对桌面的压强约20 Pa
一张报纸平放时对桌面的压强约0.5 Pa
成年人站立时对地面的压强约为1.5×104 Pa
物体所受压力与受力面积的比叫做压强。
1、定义:
压强=
压 力
受力面积
2、公式:
3、单位:
国际单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa
N /m2
4、1Pa物理意义:
1m2的面积上受到的压力是1N。
压强(物体单位面积上受到的压力,表示压力作用效果的物理量)
课堂小结:
公式变形:
F=PS
S=
F
P
(定义式)
阅读教材37页,了解压强的常用单位还有哪些?它们之间的换算是怎样的?
百帕(hPa): 1hPa=100Pa=102Pa
千帕(KPa): 1KPa=1000Pa=103Pa
兆帕(MPa): 1MPa=103KPa=106Pa
1.将边长0.1m的正方体木块放在面积为1.2m2 的桌面中央,桌面的受力面积是_______。
2.将底面积为250cm2的正方体物块放在边长为10cm的正方形小桌上,桌面的受力面积是_____________。
特别提醒:受力面积: 。
考考你:
0.01m2
100cm2
受到压力作用的面积
例题:
1.一个人的质量约为60kg,每只脚接触地面的面积大约为150cm2,求人站立时对地面的压强大约是多大?(g=10N/Kg)
请同学们思考,当人行走时和双脚站立时相比较,对地面的压强大小有没有变化?如果有,是怎样变化的?
?
人行走时,双脚轮流触地,接触面积变小了,而压力
不变,所以压强变大了,并且压强变为站立时的2倍。
解:地面受到的压力:
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
地面的受力面积:
S=150cm2×2=300cm2=0.03m2
人对地面的压强:
P= =
F
S
600N
0.03m2
=2×104Pa
2.假设某冰面能承受的最大压强是9×104Pa,问: 所受重力是680N的人,站在冰面上,每只鞋底和冰的接触面是170cm2,冰会破裂吗?
解:冰面受到的压力:
冰面的受力面积:
S=170cm2×2=340cm2=0.034m2
人对冰面的压强:
P= =
F
S
680N
0.034m2
=2×104Pa
F=G=680N
P冰=2×104Pa< P最大=9×104Pa
冰面不会破裂
2、减小压强的方法:
1、增大压强的方法:
增大压力,减小受力面积
减小压力,增大受力面积
生活中的应用:
三、增大和减小压强方法:
使劲用力按图钉
在受力面积相同时,增大压力,可以增大压强
菜刀的刀刃
很薄很锋利
钉尖很小很锋利
在压力相同时,减小受力面积,可以增大压强
载重汽车的轮子比普通汽车的轮子要多而且大
增大受力面积,减小压强
坦克的两条履带较宽,用来增大受力面积,减小压强。
螺钉的下面要加垫圈
铁轨铺在
枕木上
增大受力面积,减小压强
增大压强的方法:
保持受力面积一定,增大压力;
保持压力一定,减小受力面积。
减小压强的方法:
保持受力面积一定,减小压力;
保持压力一定,增大受力面积。
p=
F
S
讨论交流:冰面救人
匍匐前进;垫上木板;甩绳索将人拉上来;
直升飞机救援……
想一想:骆驼的体重比马大不了一倍,而它的脚掌面积是马蹄的三倍。这为“沙漠之舟”提供了什么有利条件?
答:骆驼的脚掌面积很大,对沙漠的压强相对较小,不容易陷入沙漠里。
知识应用(教材P37例题)
【例题】某同学利用体重计测得自己的质量是50kg,他通过如图所示的方法测出每只脚与地面的接触面积是175cm2。这个同学站立在水平地面上时,对地面的压强是多大?
解:地面受到的压力为:
F =G =mg =50kg×9.8N/kg=490N
地面的受力面积为:
S =2×175cm2=0.035m2
所以人对地面的压强为:
拓展
测量鞋底面积的方法
在方格纸上描下鞋底接触地面部分的轮廓,数一下图形里包含的方格数(对于不满一格的,凡大于半格的都算一格,小于半格的都忽略不计),再乘以每一方格的面积,就可以得到鞋底接触地面部分的面积。
这种方法也可用来测量其它形状不规则物体的面积。
1.形状如图所示的实心物体放在水平面上,如果将其倒放,则物体对水平面的( )
A.压力、压强都改变
B.压力、压强都不变
C.压力不变、压强减小
D.压力不变、压强增大
C
p=
F
S
压力F不变,受力面积变大,压强变小。
2.如图所示,物体A静止在水平桌面上,若把A稍微向右水平移动,则A对桌面的压力F、压强P的变化情况是( )
A. F变大,P变大 B. F不变,p变大
C. F变大,P变小 D. F不变,P变小
D
p=
F
S
压力F不变,受力面积变大,压强变小。
3.一张《宿中报》平放在桌面上对桌面的压强为0.5Pa.若是将报纸对折,则对折后的报纸对桌面的压强是 Pa;若将报纸撕去半边,剩下的部分对桌面的压强为 Pa.
1
0.5
平铺
对折
撕去一半
第一空:法一(整体法):对折后压力F不变,受力面积S减半,所以压强变为原来的2倍。
法二:只看报纸右边一半,受力面积不变,但第二次压力是原来的2倍,所以压强是原来的2倍。
第二空:法一(整体法) :压力F和受力面积S同时减半,所以压强不变。
法二:只看报纸右边一半,受力面积不变,压力不变,所以压强不变。
p=
F
S
4. 为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,小丽同学做了如下图所示的实验:
(1)比较图(a)、(b)的情况可知压力的作用效果与 有关。
(2)比较图(a)、(c)的情况可知压力的作用效果与 有关。
(a)
(b)
(c)
两块砖叠放
一块砖竖放
一块砖平放
海绵
压力大小
受力面积大小
5.质量为1kg底面积为20cm2的物体A放在水平地面上,将质量为0.5kg底面积为10cm2的物体B叠放在A上面,如图所示,求:(g=10N/kg)
(1) B对A的压强为多大?
(2) 地面受到的压强为多大?
解:(1)B对A的压力:F=GB=mBg=0.5kg×10N/kg=5N,
B对A的压强:P= = =5000Pa;
(2)地面受到A的压力:F′=GA+GB=(mA+mB)g=(1kg+0.5kg)×10N/kg=15N,
地面受到的压强P′= = =7500Pa;
6.冬天河面结冰,冰层能承受的最大压强为 2×104Pa,一个质量为40kg的小孩一只脚的面积为160cm²,他能不能步行通过冰面?(g=10N/Kg)
解:小孩步行时一只脚着地,s=160cm2=0.016m2
> 2×104Pa
答:他不能步行通过冰面。
《导学练》P77页
7.如图所示,物体重1.5N,跟墙壁的接触面积是25cm2,受到水平压力F=4N的作用静止在竖直墙壁上,则物体对墙面的压力多大?对墙面的压强多大?
解:当用力压物体时,物体将外力大小和方向不变地进行传递,所以墙壁受到的压力:F=4N;
物体与墙壁的接触面积:S=25cm2=2.5×10-3m2,
墙壁受到的压强为:
p= = =1600Pa
补充提问:此时物体受到的摩擦力大小是多少?方向向哪里?此时物体受到墙壁的支持力是多少?压强是多大?物体受到的合力是多少?
答:此时物体受到的摩擦力大小是1.5N,方向是竖直向上。此时物体受到墙壁的支持力是4N,压强是1600Pa。物体受到的合力为0N。
《导学练》P77页
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