一、压强(举一反三讲义)物理新教材苏科版八年级下册
2026-04-15
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2份
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47页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 一、压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 压强 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.56 MB |
| 发布时间 | 2026-04-15 |
| 更新时间 | 2026-05-08 |
| 作者 | 陈平安安安 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-04-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57361227.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本初中物理讲义以压强为核心知识点,从压力的概念(定义、方向、与重力的区别)切入,通过实验探究影响压力作用效果的因素,引出压强的定义、公式及计算,进而讲解增大和减小压强的方法,最后拓展到叠加体压强的计算,形成递进式知识支架。
该资料亮点在于通过思维导图梳理知识脉络,实验探究环节运用控制变量法和转换法培养科学思维,典例与变式题结合强化物理观念应用。课中辅助教师开展实验教学,课后通过巩固训练帮助学生查漏补缺,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
第1节 压强
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点一、压力的概念 2
知识点二:探究影响压力的作用效果的因素 6
知识点三:压强的定义及简单计算 10
知识点四:增大和减小压强的方法 13
知识点五:叠加体压强的计算 15
【方法技巧】 18
技巧:固体压强大小的比较 18
【巩固训练】 21
【学习目标】
1、理解压强的定义、符号、单位、计算公式和物理意义。
2、掌握压强的计算公式,包括固体压强、液体压强和气体压强。
3、理解影响压强的因素,包括压力的大小、受力面积的大小、介质的性质等。
4、掌握改变压强的方法,包括增大压力、减小受力面积、改变介质的性质等。学生通过实验或实例,观察和解释这些方法对压强的影响。
5、了解压强的应用,通过实例或实验,了解和解释这些应用中压强的原理和作用。
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
难点:
1、通过实验他那就得出压强与压力、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
3、增大和减小压强的方法
【思维导图】
【知识梳理】
知识点一、压力的概念
1.现象探究:垂直作用于物体表面的力
实例
图示
分析
压路机对地面的压力F1
F1垂直于地面向下,将地面压实
运动员对调班的压力F2
F2垂直于跳板向下,使跳板向下弯曲
图钉对墙壁的力F3
F3垂直于墙壁向左,将墙壁压出小孔
【探究归纳】这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直,并指向受力物体。
2.压力:物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力。
3.产生条件:两个物体必须接触,而且有挤压的作用。
(1)静止在水平地面上,紧靠墙角的小球,由于墙与小球接触但无挤压作用,它们之间没有形变,因此不存在压力(如图)。
(2)人靠墙站立时,由于墙与人之间有挤压作用,因此它们之间存在压力(如图所示)。
4.方向:垂直于受力物体表面并指向被压物体。
5.作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。
6.性质:压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力。
7.压力和重力的区别与联系
A对斜面的压力
A受到的重力
区别
施力物体
物体
地球
受力物体
支持物(斜面)
物体
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触并挤压
地球的吸引
大小
—
G=mg
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
受压物体表面
重心
示意图
联系
只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
【典例1】关于压力,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直于物体的表面
C.压力的大小总是等于物体的重力
D.压力的方向有时垂直于物体的表面,有时不垂直于物体的表面
【变式1】(2025春•霍邱县期末)如图所示,停在斜坡上的汽车共受到 个力的作用。汽车对地面有压力作用,压力的方向为图 所示(选填“①”“②”“③”或“④”)。
【变式2】(2024下·河北石家庄·八年级统考期中)对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶,下列说法正确的是( )
A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力
C.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是相互作用力
D.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力是不同的
【变式3】如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( ) 。
A. 手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力;
B. 手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力;
C. 手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强;
D. 钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
知识点二: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:根据压力作用在物体上产生形变的大小来判断压力的作用效果。
(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。
【典例2】(2025下·福建龙岩·八年级统考期末)小新和小罗利用物体A、B和海绵探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)该实验是用海绵的 来显示压力的作用效果的;
(2)通过甲、乙两次实验,得出结论:当 一定时, ,压力的作用效果越明显;
(3)为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,小新和小罗分别进行了实验探究;
①小新通过甲、丙两次实验,得出结论:当 一定时, ,压力的作用效果越明显;
②小罗将物体B沿竖直方向切成a、b两部分,如图丁所示,分别比较a、b对海绵压力的作用效果,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关;
③ (选填“小新”或“小罗”)得出的结论不正确,理由是 。
【变式1】如图甲、乙、丙所示,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。实验中用到的研究方法有________和转换法。
(2)通过比较图甲、乙,说明________,压力的作用效果越明显。
(3)通过比较图________(填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则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′(选填“>”“<”或“=”)。
(5)实验时,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,如图戊所示,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。你认为他在探究过程中存在的问题是________。
【变式2】(2025下·广西南宁·八年级南宁三中校考阶段练习)小明和小丽选用图1器材做“探究压力作用的效果”的实验, 器材包括:小桌、木板、装有沙的容器、砝码、海绵、装有适量水的矿泉水瓶等。他们先选择了海绵、装有沙的容器、砝码进行了探究。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用的效果, 这种探究方法称为 ;
(2)根据图2和图3的现象,能得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果 ;
(3)根据图3和图4的现象, 能得到的结论是: 相同时, 受力面积越大, 压力作用的效果越小;
(4)实验中的海绵可以换成沙子进行实验吗? (选填“可以”或“不可以”);
(5)在老师讲解了压强概念以后,小明发现小桌放在木板上,与放在海绵上效果不同,如图2、5,他认为小桌对海绵的压强更大, 你认为他的观点 (选填“正确”或“错误'), 理由是 ;
【变式3】在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )。
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法;
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法;
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论;
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了乙、丙的实验结论
知识点三:压强的定义及简单计算
1.定义:物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)。
2.物理意义:表示压力作用效果的物理量。
3.公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
5.变形公式:根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
6.应用压公式的注意事项
(1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。
(2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
(3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。
(4)公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
【典例3】一包规格为“70g/m2”的A4纸500张,总厚度为5cm,其密度为 kg/m3,将其中一张平摊在桌面上对桌面的压强为 Pa,其物理意义是 。
【典例4】(2025春•天门期中)如图所示,正方体物体A和B叠放在一起,A的密度为0.6×103kg/m3,边长1dm,B重8N,B的底面积为4dm2,求
(1)A对B的压强;
(2)B对水平地面的压强。
【变式1】(2025春•芗城区期中)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最接近于( )
A.50N 103Pa B.50N 104Pa C.500N 104Pa D.500N 105Pa
【变式2】(2024春•商南县校级期中)如图所示,这是a、b两种物质质量和体积的关系图像。若用质量相等的a、b两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,将它们放在水平地面上。则( )
A.a、b的密度之比为4:1
B.a、b的密度之比为2:1
C.甲、乙两个圆柱体对地面的压强之比为8:1
D.甲、乙两个圆柱体对地面的压强之比为4:1
【变式3】(2025上·上海松江·九年级统考期中)有一头大象的质量为4×103千克,每只脚掌接触地面的面积为5×102米2,如图,当它四足着地站立时。求:
① 大象对水平的地面的压力F;
② 大象对水平地面的压强p。
知识点四:增大和减小压强的方法
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时家加大力量。
图甲:图钉尖很尖 图乙:铁轨下铺设枕木 图丙:书包带很宽
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
【典例5】(2025秋•静安区期末)下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉钉帽宽大 B.铁轨下铺枕木
C.刀刃磨得锋利 D.坦克车装有履带
【变式1】(2025下·河北廊坊·八年级统考阶段练习)在日常的生活和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强,在如图所示的事例中,属于减小压强的是( )
A.压路机的碾子质量很大 B.书包的背带很宽
C.滑冰鞋上装有冰刀 D.飞镖的箭头很尖
【变式2】下列现象中,属于减小压强的是( )。
A.蚊子的口器 B.鳄鱼的牙齿
C.啄木鸟的尖喙 D.宽大的滑雪板
【变式3】(2025春•茅箭区期中)公共汽车配备了逃生锤。遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生。如图所示,挥动逃生锤,使 (选填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,利于破窗逃离。这样选择的原因是:在 一定时,通过减小 ,可以增大压强。
知识点五:叠加体压强的计算
(1)单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;
(2)叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。
【典例6】(2025•德阳一模)如图所示,物体A重60N,B重30N,物体A的底面积为5cm2,物体B的底面积为3cm2,则A对B的压强为 Pa,B对桌面的压强是 Pa。
【变式1】如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2<p3 B.p1=p2=p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
【变式2】如图所示,长方体物块甲、乙置于水平地面上,物块与地面的接触面积分别为S、S′(S<S′),对地面压强相等。然后将这两物体先后叠放到对方的上表面(如图所示),此时甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙,甲、乙对地面的压强变化量分别为Δp甲、Δp乙;则( )。
A.p甲>p乙,Δp甲>Δp乙 B.p甲<p乙,Δp甲>Δp乙
C.p甲<p乙,Δp甲<Δp乙 D.p甲>p乙,Δp甲<Δp乙
【变式3】A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为,则以下分析正确的是( )。
A. B的重力是50N B. L=2.5cm时,
C. B的底面积为 D. A切去一半后,
【方法技巧】
技巧: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。
【典例7】(2025秋•长宁区期末)如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积S甲<S乙。现沿水平方向将甲、乙切去相同的高度,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为F甲、F乙,对地面的压强变化量为Δp甲、Δp乙,则( )
A.F甲>F乙,Δp甲>Δp乙 B.F甲>F乙,Δp甲=Δp乙
C.F甲=F乙,Δp甲>Δp乙 D.F甲=F乙,Δp甲=Δp乙
【变式1】如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )。
A.mA:mB=2:1,pA:pB=2:1 B.mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
C.mA:mB=1:1,pA:pB=1:1 D.mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
【变式2】(2025秋•宝山区校级期中)如图甲、乙两个实心正方体,放在水平桌面上,已知:甲、乙对水平地面的压强相等,甲的体积大于乙的体积,则质量m甲 m乙。若沿竖直方向在两个正方体上分别切去相同宽度,则甲、乙剩余部分对地面的压强p'甲 p'乙,切去部分Δm甲 Δm乙。(均选填“大于”或“等于”或“小于”)
【变式3】(2025•合肥模拟)如图,质量相等的实心均匀正方体A和B平放在水平地面上(ρA>ρB),它们对地面的压强分别为pA和pB,则pA pB。(均选填“>”、“<”或“=”)
【巩固训练】
1.(2025上·上海闵行·九年级校联考期中)如图所示,甲、乙两人一起在沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印,则甲( )
A.对沙滩的压强较大 B.对沙滩的压强较小
C.对沙滩的压力较大 D.所受的重力与乙的相等
2.(2025春•阜宁县期中)放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,关于“桌面形变产生的力”,下列说法正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力 B.桌面对茶杯的支持力
C.茶杯的重力 D.茶杯对地球的吸引力
3.(2025上·北京顺义·八年级统考期末)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是( )
A.滑雪板底面积较大 B.图钉帽面积做得较大
C.拖拉机装有宽大的履带 D.安全锤的锤头做得很尖
4.(2023下·广东深圳·八年级校考期中)关于压强、压力等物理概念,下列说法正确的是( )
A.压强在数值上等于单位面积上的压力大小 B.压强就是物体所受的压力
C.物体对接触面的压力就是物体所受的重力 D.压力的方向总是竖直向下
5.(2025上·河北保定·八年级校考期末)同学们背书包时,肩部会有受压的感觉。现在学生们都选择了一种双肩背的宽带书包。一书包带宽5cm,双肩分别与书包接触部分长度为35cm,总质量为7kg,他们选择这种书包的理由及肩部所受压强大小正确的是( )
A.减小压强;2×103Pa B.增大压强;0.2Pa
C.减小压力;4×103Pa D.减小压强;0.4Pa
6.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙.若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等。则( )。
A.p甲可能小于p乙 B.p甲可能大于p乙 C.p甲一定小于p乙 D.p甲一定大于p乙
7.(2025上·上海黄浦·九年级校联考阶段练习)如图所示,用牛的水平力把重为牛的正方体物块紧压在竖直墙壁上,则它对墙壁的压力为 牛,若此正方体的底面积为米,则它对墙壁的压强为 帕。若用同样的力,把体积更大的正方体紧压在竖直墙面上,则正方体物块受到的合力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
8.如图所示,一个图钉帽的面积是,图钉尖的面积是,手指对钉帽的压力是20N,图钉尖对墙的压强为______Pa。图钉尖做的很尖,是为了在压力一定时,通过减小受力面积达到______(填“增大”或“减少”)压强的目的。
9.一款环保共享电动汽车满载时总质量为900kg,轮胎与地面的总接触面积为300cm2,静止在水平马路上时,路面受到的压力F= N,压强p1= Pa;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10N/kg)。
10.公交车窗户旁都配有红色的破窗锤。破窗锤的锤头顶部尖,是为了在紧急情况下乘客敲击车窗时
(选填“增大”或“减小”)压强,更容易破窗;已知锤头顶部面积是1.5mm2,底部面积是3.0cm2,若乘客敲击力是60N,则破窗锤对车窗的最大压强是 Pa。
11.如图所示,两个完全相同的正方体均匀物块A、B,分别沿各自应线切割掉一半。将剩余部分a和b按照图示位置放在同一水平面上,则a对地面压力Fa与b对地面压力Fb的关系为Fa Fb(>/</=),a对地面压强pa与b对地面压强pb的关系为pa pb(>/</=)。
12、(2025春•启东市校级月考)某兴趣小组用如图所示的实验装置探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,做出了以下猜想:
猜想一:可能与压力的大小有关;
猜想二:可能与受力面积有关。
(1)实验中是通过比较 来比较压力作用效果的,这时用到的物理方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)比较甲、乙两次实验,得出的结论: ,压力作用效果越明显;
(3)为了验证猜想二,应比较 两次实验,得出的结论: ,压力作用效果越明显;
(4)如果实验中利用如图丁所示的木板代替海绵, (选填“可以”或“不可以”)完成实验;图丙实验中海绵受到的压强p丙与图丁实验中木板受到的压强p丁的大小关系为:p丙 p丁(选填“>”“<”或“=”)。
13.如图所示为“探究影响压力作用效果的因素”的实验过程。
(1)在三次实验中,都是观察 受到压力的作用效果,若实验时没有该物体,可以用 代替(选填“木板”“细沙”或“矿泉水瓶”)。
(2)比较 两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可采取的措施是 。下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号)。
A.课桌的边缘设计成圆弧形状 B.体操运动员在手上涂抹镁粉
C.压路机的碾子质量做得很大 D.客机机翼是上凸下平的形状
14.在海滩案发现场,留下了罪犯清晰的站立时的脚印,公安人员立即用蜡浇铸了如图所示的一只脚的鞋模,蜡鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g,侦察人员又在脚印旁边放一个平底圆柱形容器,向容器内缓慢加入小钢珠,使圆柱形容器陷入沙地里的深度也刚好为3cm,并测出平底圆柱容器的底面积为20cm2,容器和钢珠的总质量为3.4kg。(ρ蜡=0.9×103kg/m3)
(1)圆柱形容器对沙滩的压强为多少?
(2)蜡鞋模的体积为多少?
(3)该罪犯的质量是多少?
15、如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05 倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水罐容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)酒洒水车的轮胎士有“凹凸不平”的花纹,目的是为了________;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强_______(选填:“变大”、“变小”或“不变”);
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
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第1节 压强
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点一、压力的概念 2
知识点二:探究影响压力的作用效果的因素 6
知识点三:压强的定义及简单计算 10
知识点四:增大和减小压强的方法 13
知识点五:叠加体压强的计算 15
【方法技巧】 18
技巧:固体压强大小的比较 18
【巩固训练】 21
【学习目标】
1、理解压强的定义、符号、单位、计算公式和物理意义。
2、掌握压强的计算公式,包括固体压强、液体压强和气体压强。
3、理解影响压强的因素,包括压力的大小、受力面积的大小、介质的性质等。
4、掌握改变压强的方法,包括增大压力、减小受力面积、改变介质的性质等。学生通过实验或实例,观察和解释这些方法对压强的影响。
5、了解压强的应用,通过实例或实验,了解和解释这些应用中压强的原理和作用。
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
难点:
1、通过实验他那就得出压强与压力、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
3、增大和减小压强的方法
【思维导图】
【知识梳理】
知识点一、压力的概念
1.现象探究:垂直作用于物体表面的力
实例
图示
分析
压路机对地面的压力F1
F1垂直于地面向下,将地面压实
运动员对调班的压力F2
F2垂直于跳板向下,使跳板向下弯曲
图钉对墙壁的力F3
F3垂直于墙壁向左,将墙壁压出小孔
【探究归纳】这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直,并指向受力物体。
2.压力:物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力。
3.产生条件:两个物体必须接触,而且有挤压的作用。
(1)静止在水平地面上,紧靠墙角的小球,由于墙与小球接触但无挤压作用,它们之间没有形变,因此不存在压力(如图)。
(2)人靠墙站立时,由于墙与人之间有挤压作用,因此它们之间存在压力(如图所示)。
4.方向:垂直于受力物体表面并指向被压物体。
5.作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。
6.性质:压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力。
7.压力和重力的区别与联系
A对斜面的压力
A受到的重力
区别
施力物体
物体
地球
受力物体
支持物(斜面)
物体
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触并挤压
地球的吸引
大小
—
G=mg
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
受压物体表面
重心
示意图
联系
只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
【典例1】关于压力,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直于物体的表面
C.压力的大小总是等于物体的重力
D.压力的方向有时垂直于物体的表面,有时不垂直于物体的表面
【答案】B
【详解】解:A、压力是垂直作用在物体表面上的力,方向总是与被压物体表面垂直,其方向不一定是竖直向下,故A错误;
BD、压力是垂直作用在物体表面上的力,因此压力的方向一定与受力面垂直,故B正确,D错误;
C、自由放置在水平面上的物体对接触面的压力大小等于重力,其它情况压力不一定等于重力,故C错误。
故选:B。
【变式1】(2025春•霍邱县期末)如图所示,停在斜坡上的汽车共受到 个力的作用。汽车对地面有压力作用,压力的方向为图 所示(选填“①”“②”“③”或“④”)。
【答案】三;②。
【详解】解:停在斜坡上的汽车受到重力、支持力、摩擦力作用,共三个力;
压力的方向垂直于受力面,为图中②。
故答案为:三;②。
【变式2】(2024下·河北石家庄·八年级统考期中)对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶,下列说法正确的是( )
A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力
C.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是相互作用力
D.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力是不同的
【答案】C
【详解】A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力都作用在瓶子上,不是相互作用力,故A错误;
B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力,分别作用在桌面和瓶子上,没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故B错误;
C.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力这两个力的施力物体和受力物体互换,且符合一对相互作用力的特征,是一对相互作用力,故C正确;
D.瓶子正放与倒放时,对水平桌面的压力都等于瓶子的重力,瓶子的重力不变,则瓶子对桌面的压力不变,故D错误。
故选C。
【变式3】如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( ) 。
A. 手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力;
B. 手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力;
C. 手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强;
D. 钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
【答案】D
【解析】AB、固体可以传递压力,用手给钉帽施加压力,图钉会把这个力大小不变的传递给墙壁,所以手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力;手指对钉帽的压力等于墙壁对钉尖的压力。故AB错误;
C、手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉帽的面积较大,即受力面积较大,根据压强公式可知,手指对钉帽的压强小于钉尖对墙壁的压强。故C错误;
D、钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是相互作用力。故D正确。
故选:D。
知识点二: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:根据压力作用在物体上产生形变的大小来判断压力的作用效果。
(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。
【典例2】(2025下·福建龙岩·八年级统考期末)小新和小罗利用物体A、B和海绵探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)该实验是用海绵的 来显示压力的作用效果的;
(2)通过甲、乙两次实验,得出结论:当 一定时, ,压力的作用效果越明显;
(3)为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,小新和小罗分别进行了实验探究;
①小新通过甲、丙两次实验,得出结论:当 一定时, ,压力的作用效果越明显;
②小罗将物体B沿竖直方向切成a、b两部分,如图丁所示,分别比较a、b对海绵压力的作用效果,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关;
③ (选填“小新”或“小罗”)得出的结论不正确,理由是 。
【答案】凹陷程度 受力面积 压力越大 压力 受力面积越小 小罗 没有控制压力相等
【详解】(1)[1]实验时通过观察海绵的凹陷程度显示压力作用的效果,这叫转换法。
(2)[2][3]比较甲、乙两图可知,受力面积相同,压力不同,且乙图的压力较大,海绵的凹陷程度较大,则可得压力的作用效果与压力大小有关,即受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)①[4][5]甲、丙两次实验,压力相同,受力面积不同,丙的受力面积较小,压力作用效果较明显,可得出结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
③[6][7]研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变; 故小罗的结论不正确。
【变式1】如图甲、乙、丙所示,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。实验中用到的研究方法有________和转换法。
(2)通过比较图甲、乙,说明________,压力的作用效果越明显。
(3)通过比较图________(填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则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′(选填“>”“<”或“=”)。
(5)实验时,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,如图戊所示,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。你认为他在探究过程中存在的问题是________。
【答案】(1)海绵的凹陷程度;控制变量法;(2)受力面积一定时,压力越大;(3)乙、丙;(4)=;(5)没有控制压力的大小相同。
【详解】(1)根据转换法,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;实验中用到的研究方法有控制变量法和转换法;
(2)通过比较图甲、乙知,受力面积一定,乙中压力大,海绵的凹陷程度大,这说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果与受力面积时,应控制压力的大小不变,而受力面积不同,故应该比较图乙、丙,且可以得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,与图丙相比,因压力大小和受力面积都相同,则根据p=可知,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′;
(5)研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力大小一定,实验时,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,则压力大小不同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力的大小相同。
【变式2】(2025下·广西南宁·八年级南宁三中校考阶段练习)小明和小丽选用图1器材做“探究压力作用的效果”的实验, 器材包括:小桌、木板、装有沙的容器、砝码、海绵、装有适量水的矿泉水瓶等。他们先选择了海绵、装有沙的容器、砝码进行了探究。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用的效果, 这种探究方法称为 ;
(2)根据图2和图3的现象,能得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果 ;
(3)根据图3和图4的现象, 能得到的结论是: 相同时, 受力面积越大, 压力作用的效果越小;
(4)实验中的海绵可以换成沙子进行实验吗? (选填“可以”或“不可以”);
(5)在老师讲解了压强概念以后,小明发现小桌放在木板上,与放在海绵上效果不同,如图2、5,他认为小桌对海绵的压强更大, 你认为他的观点 (选填“正确”或“错误'), 理由是 ;
【答案】凹陷程度 转换法 越明显(或越大) 压力 可以 错误 未控制受力面材料相同
【详解】(1)[1][2]压力的作用效果很难直接观察,根据转换法,该实验通过观察海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果。
(2)[3]由图2和图3可知,两图中都是小桌桌腿接触海绵,说明受力面积相同;图3中的桌面比图2中的桌面多放了一个砝码,使图3中海绵收到的压力更大,使图3中海绵的凹陷程度更大,说明图3中压力的作用效果更明显。由此可得出结论,受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显。
(3)[4]由图3和图4可知,两图中桌子上方都放了一个相同的砝码,说明压力大小相同;图3中是桌腿接触海绵,图4中是桌面陷接触海绵,由此可知,图3中的受力面积小于图4中的受力面积,可观察到图3中的海绵凹陷程度更大,说明图3中压力的作用效果更明显。由此可得出结论,压力相同时,受力面积越大,压力作用的效果越小。
(4)[5]根据转换法,海绵可以换成沙子,通过桌子压沙子,桌脚陷入沙子的深度来反映压力的作用效果。
(5)[6][7]本实验是通过观察海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果。小桌放在木板上,与放在海绵上效果不同,此时小桌所压的物体的材料不同,因为不同材料受压后产生的形变不同,就无法比较压力的作用效果了。所以他的观点是错误的,理由是未控制受压面材料相同。
【变式3】在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )。
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法;
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法;
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论;
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了乙、丙的实验结论
【答案】B
【详解】A、通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法,A错误;
B、探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法,B正确;
CD、比较甲、乙的实验知,受力面积相同时,甲中压力较小,压力的作用效果不明显;
比较乙、丙的实验知,压力相同时,乙中受力面积越小,压力的作用效果较明显;
蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,是通过减少受力面积来增大压强,故是利用乙丙实验实验结论,故C错误;
交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,是通过减小压力来减小压强,利用了甲乙的实验结论,D错误。故选:B。
知识点三:压强的定义及简单计算
1.定义:物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)。
2.物理意义:表示压力作用效果的物理量。
3.公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
5.变形公式:根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
6.应用压公式的注意事项
(1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。
(2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
(3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。
(4)公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
【典例3】一包规格为“70g/m2”的A4纸500张,总厚度为5cm,其密度为 kg/m3,将其中一张平摊在桌面上对桌面的压强为 Pa,其物理意义是 。
【答案】0.7×103;0.7;每平方米的面积上受到的压力为0.7N。
【详解】解:
一张这种复印纸的厚度为:h==0.01cm,
一平方米这种复印纸的体积为:V=Sh=1×104cm2×0.01cm=100cm3,
这复印纸的密度为:
ρ===0.7g/cm3=0.7×103kg/m3;
一平方米这种复印纸的重力为:G=mg=70×10﹣3kg×10N/kg=0.7N,
一平方米这种复印纸对水平地面的压力为:F=G=0.7N,
一平方米这种复印纸对水平地面的压强为:
p===0.7Pa;
其物理意义是:每平方米的面积上受到的压力为0.7N。
故答案为:0.7×103;0.7;每平方米的面积上受到的压力为0.7N。
【典例4】(2025春•天门期中)如图所示,正方体物体A和B叠放在一起,A的密度为0.6×103kg/m3,边长1dm,B重8N,B的底面积为4dm2,求
(1)A对B的压强;
(2)B对水平地面的压强。
【答案】(1)A对B的压强为600Pa;
(2)B对水平地面的压强为350Pa。
【详解】解:(1)A的边长LA=1dm=0.1m,其体积VA=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,A的质量mA=ρAVA=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3=0.6kg,
A的重力GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N,
A对B的压FA=GA=6N,
SA=(0.1m)2=0.01m2,
A对B的压强:
pA===600Pa;
(2)B对水平地面的压力F=GA+GB=6N+8N=14N,
B的底面积为SB=4dm2=0.04m2,
B对水平地面的压强:
p===350Pa。
答:(1)A对B的压强为600Pa;
(2)B对水平地面的压强为350Pa。
【变式1】(2025春•芗城区期中)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最接近于( )
A.50N 103Pa B.50N 104Pa C.500N 104Pa D.500N 105Pa
【答案】C
【详解】解:一普通中学生的重力约为500N;
中学生站立在水平面则对水平面的压力大小等于其重力大小,即F=G=500N,
脚与地面的接触面积约为S=500cm2=5×10﹣2m2,
他对水平地面的压强约为p===104Pa。
故选:C。
【变式2】(2024春•商南县校级期中)如图所示,这是a、b两种物质质量和体积的关系图像。若用质量相等的a、b两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,将它们放在水平地面上。则( )
A.a、b的密度之比为4:1
B.a、b的密度之比为2:1
C.甲、乙两个圆柱体对地面的压强之比为8:1
D.甲、乙两个圆柱体对地面的压强之比为4:1
【答案】C
【详解】解:AB、由图可知,a的密度:ρa===16g/cm3,
b的密度:ρb===2g/cm3,
则a、b的密度之比:==,故AB错误;
CD、根据p======ρgh可知,甲、乙两个圆柱体对地面的压强之比:===,故C正确、D错误。
故选:C。
【变式3】(2025上·上海松江·九年级统考期中)有一头大象的质量为4×103千克,每只脚掌接触地面的面积为5×102米2,如图,当它四足着地站立时。求:
① 大象对水平的地面的压力F;
② 大象对水平地面的压强p。
【答案】①3.92×104牛;②1.96×105帕
【详解】解:①如图,当它四足着地站立时,压力大小和重力大小相等,所以大象对水平的地面的压力F
F=G=mg=4×103千克×9.8牛/千克=3.92×104牛
②由题意可得,当它四足着地站立,则受力面积是
S=4×5×10-2米2= 0.2米2
大象对水平地面的压强p
答:① 大象对水平的地面的压力F是3.92×104牛;
② 大象对水平地面的压强p是1.96×105帕。
知识点四:增大和减小压强的方法
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时家加大力量。
图甲:图钉尖很尖 图乙:铁轨下铺设枕木 图丙:书包带很宽
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
【典例5】(2025秋•静安区期末)下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉钉帽宽大 B.铁轨下铺枕木
C.刀刃磨得锋利 D.坦克车装有履带
【答案】C
【详解】解:ABD、图钉钉帽宽大、铁轨下铺枕木、坦克车装有履带都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故ABD不符合题意;
C、刀刃磨得锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故C符合题意。
故选:C。
【变式1】(2025下·河北廊坊·八年级统考阶段练习)在日常的生活和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强,在如图所示的事例中,属于减小压强的是( )
A.压路机的碾子质量很大 B.书包的背带很宽
C.滑冰鞋上装有冰刀 D.飞镖的箭头很尖
【答案】B
【详解】A.压路机的碾子质量很大,通过增大压力的方式增大压强,故A不合题意;
B.书包的背带很宽,通过增大受力面积的方式减小压强,故B符合题意;
C.滑冰鞋上装有冰刀,通过减小受力面积增大压强,故C不合题意;
D.飞镖的箭头很尖,通过减小受力面积增大压强,故D不合题意。
故选B。
【变式2】下列现象中,属于减小压强的是( )。
A.蚊子的口器 B.鳄鱼的牙齿
C.啄木鸟的尖喙 D.宽大的滑雪板
【答案】D
【详解】A、蚊子的口器很尖,减小了受力面积,增大了压强,不符合题意;
B、鳄鱼的牙齿很锋利,减小了受力面积,增大了压强,不符合题意;
C、啄木鸟的尖喙,是通过减小受力面积来增大压强,容易扎进去,不符合题意;
D、宽大的滑雪板,增大了受力面积,减小了压强,符合题意。
【变式3】(2025春•茅箭区期中)公共汽车配备了逃生锤。遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生。如图所示,挥动逃生锤,使 (选填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,利于破窗逃离。这样选择的原因是:在 一定时,通过减小 ,可以增大压强。
【答案】A;压力;受力面积。
【详解】解:由图可知,挥动逃生锤,使较尖锐的A端砸向玻璃窗的边角,在压力一定时,通过减小受力面积,可以增大压强,利于破窗逃离。
故答案为:A;压力;受力面积。
知识点五:叠加体压强的计算
(1)单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;
(2)叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。
【典例6】(2025•德阳一模)如图所示,物体A重60N,B重30N,物体A的底面积为5cm2,物体B的底面积为3cm2,则A对B的压强为 Pa,B对桌面的压强是 Pa。
【答案】2×105;3×105。
【详解】解:已知A的重力GA=60N,A对B的压力大小FA=GA=60N;A与B的受力面积为B的底面积SB=3cm2=3×10﹣4m2;A对B的压强p===2×105Pa;
已知B对桌面的压力F总=GA+GB=60N+30N=90N;B与地面的受力面积为B的底面积SB=3cm2=3×10﹣4m2;B对地面的压强p===3×105Pa。
故答案为:2×105;3×105。
【变式1】如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2<p3 B.p1=p2=p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
【答案】A
【详解】解:放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,且h1<h2<h3,
所以,根据p======ρgh可知,它们对地面的压强关系为:p1<p2<p3。
故选:A。
【变式2】如图所示,长方体物块甲、乙置于水平地面上,物块与地面的接触面积分别为S、S′(S<S′),对地面压强相等。然后将这两物体先后叠放到对方的上表面(如图所示),此时甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙,甲、乙对地面的压强变化量分别为Δp甲、Δp乙;则( )。
A.p甲>p乙,Δp甲>Δp乙 B.p甲<p乙,Δp甲>Δp乙
C.p甲<p乙,Δp甲<Δp乙 D.p甲>p乙,Δp甲<Δp乙
【答案】A
【详解】设长方体物块甲、乙的重力大小分别是G甲、G乙,由于甲、乙的底面积分别为S、S'(S<S'),甲乙压强相等,所以,由 知道,甲对水平地面的压力小于乙对水平地面的压力,即甲的重力<乙的重力;当将这两物体先后叠放到对方的上表面(如图所示)时,甲、乙对地面的压强分别为
,
由于S<S',故p甲>p乙;
甲、乙对地面的压强变化量分别为,
由于 所以,Δp甲>Δp乙,故A正确。
故选A。
【变式3】A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为,则以下分析正确的是( )。
A. B的重力是50N B. L=2.5cm时,
C. B的底面积为 D. A切去一半后,
【答案】B
【详解】AC.由图乙可知,L的长度最大为10cm,根据题意可得,物体A的边长为10cm,所以物体B的边长为20cm,可求出B的底面积为400cm2,当L=0时,物体A还没有被切割,此时
根据压强公式可得
因为B放在水平地面上,可得B的重力为
故AC错误;
B.由图乙可知,当L=10cm时,说明A全部叠放在B上,此时B对地面的压强为
根据压强公式可得
因为B放在水平地面上且,可求出A的重力为
当L=2.5cm时,根据压强公式,可求出物体B对地面的压强
此时物体A对地面的压强
可得
故B正确;
D.A切去一半后,即L=5cm时,根据压强公式,可求出物体A对地面的压强
故D错误。故选B。
【方法技巧】
技巧: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。
【典例7】(2025秋•长宁区期末)如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积S甲<S乙。现沿水平方向将甲、乙切去相同的高度,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为F甲、F乙,对地面的压强变化量为Δp甲、Δp乙,则( )
A.F甲>F乙,Δp甲>Δp乙 B.F甲>F乙,Δp甲=Δp乙
C.F甲=F乙,Δp甲>Δp乙 D.F甲=F乙,Δp甲=Δp乙
【答案】D
【详解】解:甲乙原来的质量相等,即ρ甲V甲=ρ乙V乙,ρ甲S甲h甲=ρ乙S乙h乙,因为h甲=h乙,所以ρ甲S甲=ρ乙S乙;
沿水平方向切去厚度相等的部分,设切掉的高度为Δh,则有ρ甲S甲Δh=ρ乙S乙Δh,即切掉部分的质量相等;
即m甲剩余=m乙剩余,
并将切下部分叠放到对方剩余部分的上方,故可知
F甲=(m甲剩余+m乙切)g;
F乙=(m乙剩余+m甲切)g;
故F甲=F乙;
故可知
甲对地面的压强变化量:
g=①
乙对地面的压强变化量:
Δp乙==②
由①②可知,分子的变化量相同,且等于零,故有:
Δp甲=Δp乙。
故选:D。
【变式1】如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )。
A.mA:mB=2:1,pA:pB=2:1 B.mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
C.mA:mB=1:1,pA:pB=1:1 D.mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
【答案】B
【详解】(1)两物体的体积关系:VA:VB===1:1,
由ρ=得:m=ρV,
因为A、B是由同种材料制成的实心圆柱体,密度相同,
所以mA:mB=ρVA:ρVB=VA:VB=1:1;
(2)因为A和B放在水平地面上,所以对地面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg,
对地面的压强:p===ρhg,
对地面的压强之比:pA:pB=ρhAg:ρhBg=hA:hB=2:1。
故选B。
【变式2】(2025秋•宝山区校级期中)如图甲、乙两个实心正方体,放在水平桌面上,已知:甲、乙对水平地面的压强相等,甲的体积大于乙的体积,则质量m甲 m乙。若沿竖直方向在两个正方体上分别切去相同宽度,则甲、乙剩余部分对地面的压强p'甲 p'乙,切去部分Δm甲 Δm乙。(均选填“大于”或“等于”或“小于”)
【答案】大于;等于;大于。
【解析】解:设甲的边长为a,乙的边长为b,则a>b,甲、乙对地面的压强分别为:
,,
因为p甲=p乙,a>b,所以m甲>m乙。
若沿竖直方向在两个正方体上分别切去相同宽度,仍然是柱体,此时压强p====ρhg,由甲、乙的密度和高度都没有改变,压强不变,原来相等,切去后仍相等;
由于切去的部分柱体对地面的压强相等,相同宽度,甲的边长大,甲切去的底面积大,根据F=pS知,切去部分对桌面的压力甲的大,根据F=G=mg知,甲的质量大。
故答案为:大于;等于;大于。
【变式3】(2025•合肥模拟)如图,质量相等的实心均匀正方体A和B平放在水平地面上(ρA>ρB),它们对地面的压强分别为pA和pB,则pA pB。(均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】>。
【解析】解:当物体放在水平地面上时,压力F=G,由于质量相等,则压力相等,从图中看出A的边长小,受力面积较小,根据压强公式p=,A的压强较大,即pA>pB。
故答案为:>。
【巩固训练】
1.(2025上·上海闵行·九年级校联考期中)如图所示,甲、乙两人一起在沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印,则甲( )
A.对沙滩的压强较大 B.对沙滩的压强较小
C.对沙滩的压力较大 D.所受的重力与乙的相等
【答案】C
【详解】AB.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等,故AB不符合题意;
CD.因,所以由可知
因物体对水平面的压力等于重力,所以甲的重力较大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
2.(2025春•阜宁县期中)放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,关于“桌面形变产生的力”,下列说法正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力 B.桌面对茶杯的支持力
C.茶杯的重力 D.茶杯对地球的吸引力
【答案】B
【详解】解:A、茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面,是茶杯形变产生的力,故A错误;
B、当茶杯放在水平桌面上时,由于茶杯对桌面施加了一个力,桌面发生形变产生,从而使桌面对茶杯产生了向上的弹力,即桌面对茶杯的支持力,故B正确;
C、茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯,与桌面的形变无关,故C错误;
D、茶杯对地球的吸引力,施力物体是茶杯,受力物体是地球,不是茶杯形变产生的力,故D错误。
故选:B。
3.(2025上·北京顺义·八年级统考期末)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是( )
A.滑雪板底面积较大 B.图钉帽面积做得较大
C.拖拉机装有宽大的履带 D.安全锤的锤头做得很尖
【答案】D
【详解】A.滑雪板底板面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不符合题意;
B.图钉帽面积做得较大,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.拖拉机装有宽大的履带,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.安全锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D符合题意。
故选D。
4.(2023下·广东深圳·八年级校考期中)关于压强、压力等物理概念,下列说法正确的是( )
A.压强在数值上等于单位面积上的压力大小 B.压强就是物体所受的压力
C.物体对接触面的压力就是物体所受的重力 D.压力的方向总是竖直向下
【答案】A
【详解】AB.压强是物体单位面积上受到的压力,压强和压力是两个不同的物理量,故A正确,B错误;
C.物体对接触面的压力施力物体是物体,受力物体是接触面;而物体所受的重力施力物体是地球,受力物体是物体,这是两个完全不同的力,故C错误;
D.压力的方向总是垂直于物体的支撑面,所以压力的方向并不一定是竖直向下的,故D错误。
故选A。
5.(2025上·河北保定·八年级校考期末)同学们背书包时,肩部会有受压的感觉。现在学生们都选择了一种双肩背的宽带书包。一书包带宽5cm,双肩分别与书包接触部分长度为35cm,总质量为7kg,他们选择这种书包的理由及肩部所受压强大小正确的是( )
A.减小压强;2×103Pa B.增大压强;0.2Pa
C.减小压力;4×103Pa D.减小压强;0.4Pa
【答案】A
【详解】双肩背的宽带书包,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,使同学背着书包更舒服;书包带与肩部的接触面积(受力面积)为
书包对肩的压力为
F=G=mg=7kg×10N/kg=70N
对肩部的压强为
故BCD错误,A正确。
故选A。
6.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙.若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等。则( )。
A.p甲可能小于p乙 B.p甲可能大于p乙 C.p甲一定小于p乙 D.p甲一定大于p乙
【答案】D
【详解】正方体水平放置在地面上,物体对地面的压强为p======ρgh;
所以有p甲=ρ甲gh甲,p乙=ρ乙gh乙
若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分的高度为h甲′,h乙′,
因为甲、乙剩余部分对地面的压强相等,
则有p甲′=ρ甲gh甲′=p乙′=ρ乙gh乙′,
由图可知h甲′<h乙′,
所以有ρ甲>ρ乙
切去的体积相同,则有△V=S甲△h甲=S乙△h乙
因为S甲<S乙,所以得△h甲>△h乙
则切去后甲对地面的压强减少量为△p甲=ρ甲g△h甲
乙对地面的压强减少量为△p乙=ρ乙g△h乙
所以△p甲>△p乙
则有p甲=p甲′+△p甲,p乙=p乙′+△p乙,
因为p甲′=p乙′,△p甲>△p乙,
所以p甲>p乙,故ABC不符合题意,D符合题意。
7.(2025上·上海黄浦·九年级校联考阶段练习)如图所示,用牛的水平力把重为牛的正方体物块紧压在竖直墙壁上,则它对墙壁的压力为 牛,若此正方体的底面积为米,则它对墙壁的压强为 帕。若用同样的力,把体积更大的正方体紧压在竖直墙面上,则正方体物块受到的合力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】20 2000 不变
【详解】[1][2]由题意知,手对正方体的压力为20N,正方体静止,受到墙壁的支持力也为20N,由于力的作用是相互的,则正方体对墙壁的压力为20N,已知正方体底面积为0.01m2,它对墙壁的压强为
[3]若用同样的力,把体积更大的正方体紧压在竖直墙面上,正方体仍然静止,则受到的合力仍然为零,所以正方体物块受到的合力不变。
(2)根据题意可知,物体在月球上受到的重力:G月=G=×600N=100N;
(3)质量是物体本身的属性,不随物体的空间位置的改变而改变,所以物体在月球上的质量还是60kg。
故答案为:600;100;60。
8.如图所示,一个图钉帽的面积是,图钉尖的面积是,手指对钉帽的压力是20N,图钉尖对墙的压强为______Pa。图钉尖做的很尖,是为了在压力一定时,通过减小受力面积达到______(填“增大”或“减少”)压强的目的。
【答案】;增大。
【详解】因固体可以大小不变的传递压力,所以,图钉尖对墙的的压力F尖=F帽=20N
则图钉尖对墙的压强=4×108Pa;
图钉尖制作得很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
9.一款环保共享电动汽车满载时总质量为900kg,轮胎与地面的总接触面积为300cm2,静止在水平马路上时,路面受到的压力F= N,压强p1= Pa;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10N/kg)。
【答案】9×103;3×105;小于。
【详解】解:(1)共享电动汽车静止在水平马路上时,路面受到的压力:
F=G=mg=900kg×10N/kg=9×103N,
则路面受到的压强:p1===3×105Pa;
(2)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力不变,受力面积变大,
由p=可知,此时电动汽车对地面的压强变小,即p2<p1。
故答案为:9×103;3×105;小于。
10.公交车窗户旁都配有红色的破窗锤。破窗锤的锤头顶部尖,是为了在紧急情况下乘客敲击车窗时
(选填“增大”或“减小”)压强,更容易破窗;已知锤头顶部面积是1.5mm2,底部面积是3.0cm2,若乘客敲击力是60N,则破窗锤对车窗的最大压强是 Pa。
【答案】增大;4×107。
【详解】解:
破窗锤的锤头顶部尖,是在压力一定时,减小逃生锤和玻璃的受力面积,可以增大逃生锤对玻璃的压强,以便打破玻璃顺利逃生;
当受力面积为S=1.5mm2=1.5×10﹣6m2时,压强最大,
破窗锤对车窗的最大压强:p===4×107Pa。
故答案为:增大;4×107。
11.如图所示,两个完全相同的正方体均匀物块A、B,分别沿各自应线切割掉一半。将剩余部分a和b按照图示位置放在同一水平面上,则a对地面压力Fa与b对地面压力Fb的关系为Fa Fb(>/</=),a对地面压强pa与b对地面压强pb的关系为pa pb(>/</=)。
【答案】=;>。
【详解】解:
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,即F=G,
由图a知,如果沿水平方向切去一半后,剩余部分的重力减半即为G,受力面积不变即为S,
由b图知,如果沿对角线切去一半后,剩余部分的重力减半即为G,
所以a对地面压力Fa等于b对地面压力Fb;
物块为正方体,所以b比a受力面积大,即b中受力面积大于S,由p=可知,a对水平地面的压强大,即pa>pb。
故答案为:=;>。
12、(2025春•启东市校级月考)某兴趣小组用如图所示的实验装置探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,做出了以下猜想:
猜想一:可能与压力的大小有关;
猜想二:可能与受力面积有关。
(1)实验中是通过比较 来比较压力作用效果的,这时用到的物理方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)比较甲、乙两次实验,得出的结论: ,压力作用效果越明显;
(3)为了验证猜想二,应比较 两次实验,得出的结论: ,压力作用效果越明显;
(4)如果实验中利用如图丁所示的木板代替海绵, (选填“可以”或“不可以”)完成实验;图丙实验中海绵受到的压强p丙与图丁实验中木板受到的压强p丁的大小关系为:p丙 p丁(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)海绵的凹陷程度;转换法;(2)当受力面积相同时,压力越大;(3)乙、丙;当压力大小相同时,受力面积越小;(4)不可以;=。
【详解】解:(1)图中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来反映的,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,这种科学探究方法是转换法;
(2)比较图甲和图乙可知,受力面积相同,乙中压力大,海绵的凹陷程度大,故可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)为了验证猜想二,即要探究压力的作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力的大小相同,而受力面积不同,则乙、丙两次实验符合要求;
对比乙、丙两图可知,压力大小相同,乙的受力面积小,乙图中海绵的凹陷程度大,即乙图中压力的作用效果明显,故可得出结论:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)如果实验中利用如图丁所示的木板代替海绵,木板的形变不明显,不能反映压力的作用效果,则不可以完成实验;
丙中海绵受到的压强p丙,将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丁中木板受到的压强p丁,因两次实验中压力大小和受力面积都相同,则根据p=可知p丙=p丁;
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;转换法;(2)当受力面积相同时,压力越大;(3)乙、丙;当压力大小相同时,受力面积越小;(4)不可以;=。
13.如图所示为“探究影响压力作用效果的因素”的实验过程。
(1)在三次实验中,都是观察 受到压力的作用效果,若实验时没有该物体,可以用 代替(选填“木板”“细沙”或“矿泉水瓶”)。
(2)比较 两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可采取的措施是 。下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号)。
A.课桌的边缘设计成圆弧形状 B.体操运动员在手上涂抹镁粉
C.压路机的碾子质量做得很大 D.客机机翼是上凸下平的形状
【答案】(1)海绵;细沙;(2)乙丙;取下图丙中的砝码;A。
【详解】解:(1)实验过程中,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,采用转换法;细沙在受压力时形变比较明显,没有海绵时可以用细沙来代替;
(2)要得到:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显的结论,应控制压力相同,受力面积不同,故图中乙、丙两组实验符合要求;
取下丙图中的砝码,通过比较甲、丙两图也得出压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显的实验结论;
A、有些课桌的边缘设计成圆弧形状,应用了“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”这一结论,故A符合题意;
B、体操运动员在手上涂抹镁粉,体操运动员参加比赛时,手掌心出汗会使他们在抓握器械时因摩擦力减少而打滑,往手上涂镁粉,这样便增加了手掌和运动器械之间的摩擦力,故B不合题意;
C,压路机的碾子质量做得很大,是通过增大压力来增大压强,故C不合题意;
D、客机机翼是上凸下平的形状,是利用流速大的地方压强小产生升力,故C不合题意。
故选:A。
故答案为:(1)海绵;细沙;(2)乙丙;取下图丙中的砝码;A。
14.在海滩案发现场,留下了罪犯清晰的站立时的脚印,公安人员立即用蜡浇铸了如图所示的一只脚的鞋模,蜡鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g,侦察人员又在脚印旁边放一个平底圆柱形容器,向容器内缓慢加入小钢珠,使圆柱形容器陷入沙地里的深度也刚好为3cm,并测出平底圆柱容器的底面积为20cm2,容器和钢珠的总质量为3.4kg。(ρ蜡=0.9×103kg/m3)
(1)圆柱形容器对沙滩的压强为多少?
(2)蜡鞋模的体积为多少?
(3)该罪犯的质量是多少?
【答案】(1)圆柱形容器对沙滩的压强为1.7×104Pa;
(2)蜡鞋模的体积为750cm3;
(3)该罪犯的质量为85kg。
【详解】解:(1)圆柱形容器对沙滩的压力F=G总=m总g=3.4kg×10N/kg=34N,
圆柱形容器对沙滩的压强p===1.7×104Pa;
(2)ρ蜡=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3,
根据ρ=可得蜡鞋模的体积V===750cm3;
(3)蜡鞋模的底面积S′===250cm2=2.5×10﹣2m2,
根据p=可知该罪犯站立时对沙滩的压力F′=p×2S′=1.7×104Pa×2×2.5×10﹣2m2=850N,
故该罪犯的重力G=F′=850N,
根据G=mg可知该罪犯的质量m===85kg。
答:(1)圆柱形容器对沙滩的压强为1.7×104Pa;
(2)蜡鞋模的体积为750cm3;
(3)该罪犯的质量为85kg。
15、如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05 倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水罐容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)酒洒水车的轮胎士有“凹凸不平”的花纹,目的是为了________;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强_______(选填:“变大”、“变小”或“不变”);
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
【答案】(1);(2)0.21N
【详解】(1)[1]酒洒水车的轮胎士有“凹凸不平”的花纹,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。
[2]洒水车匀速直线洒水作业过程中,水罐中水的质量变小,车的总质量变小;车对水平地面的压力等于车的总重力,根据F=G=mg
可知,水平地面受到的压力变小,受力面积不变,根据可知,洒水车对水平地面的压强变小。
(2)[3]水的体积V水=8×103L=8m3
水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg
水的重力G水=m水g=8×103kg×10N/kg=8×104N
车的质量m车=4t=4×103kg
车的重力G车=m车g=4×103kg×10N/kg=4×104N
该洒水车储水罐装满水时的总重力为G总=G车+G水=4×104N+8×104N=1.2×105N
(3)[4]该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力F= G总=1.2×105N
受力面积S=6×1×103cm2=0.6m2
该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强
(4)[5]阻力的大小f阻=0.05G总=0.05×1.2×105N=6×104N
洒水车匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,牵引力F牵引=f阻=6×104N。
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