内容正文:
2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第九章压强和浮力第一节压强》精品讲义
一.学习目标
(
1.
理解压力的概念,能准确区分压力与重力;掌握影响压力作用效果的因素,理解压强的定义、公式及单位;能运用压强公式进行简单计算,了解增大和减小压强的方法。
2.
通过实验探究,经历控制变量法、转换法的应用过程,提升科学探究能力和分析归纳能力。
3.
感受压强知识在生活中的广泛应用,乐于用压强知识解释生活现象,培养物理学科核心素养。
4.
形成严谨的物理思维,学会从物理现象中提炼物理规律,提升解决实际问题的能力。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.
压力的概念及压力与重力的区别与联系:重点掌握压力的定义、方向、作用点,明确只有物体静止在水平面上时,压力大小才等于重力大小,区分两种力的性质、产生原因、方向和作用点。
2.
探究影响压力作用效果的因素:熟练运用控制变量法设计并完成实验,通过实验现象归纳出压力大小和受力面积对压力作用效果的影响,理解实验原理和操作要点。
3.
压强的概念、公式及简单计算:掌握压强的物理意义、定义式,明确公式中各物理量的含义和单位,能进行规范的压强计算,理解单位换算的重要性。
(二)难点
1.
压力大小的判断:尤其是非水平面上物体对接触面压力的分析,易与重力混淆,需通过受力分析明确压力的产生和大小计算,突破思维误区。
2.
压强概念的建立:理解用
“
单位面积上受到的压力
”
来定义压强的物理逻辑,体会比值定义法在物理概念建立中的应用,从定性分析过渡到定量计算。
3.
受力面积的确定:在实际问题中,准确判断两个物体之间的受力面积,排除无关面积干扰,结合具体情境找准受力面积的大小,避免计算错误。
4.
运用压强知识解决实际问题:将生活中的压强现象与物理规律结合,灵活运用增大、减小压强的方法分析实例,做到理论联系实际。
)
三.思维导图
四.课前预习
1.____作用在物体____上的力叫做压力,压力的方向总是____于接触面并指向被压物体,作用点在____上。
2.压力的作用效果与____和____有关。
3.在物理学中,物体所受____的大小与____之比叫做压强,压强用字母____表示。
4.压强的计算公式是____,其中F表示____,单位是____;S表示____,单位是____。
5.压强的国际单位是____,简称____,符号是____,1Pa=____N/m²。
6.增大压强的方法:____压力或____受力面积;减小压强的方法:____压力或____受力面积。
【答案】1.垂直;表面;垂直;接触面 2.压力大小;受力面积大小 3.压力;受力面积;p 4.p=F/S;压力;牛顿(N);受力面积;平方米(m²) 5.帕斯卡;帕;Pa;1 6.增大;减小;减小;增大
五.课堂探秘
一.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。
(a)用铁锤钉钉子 (b)运动员单脚直于平衡木上
【解析】
垂直作用于物体表面的力这两个力都垂直作用于受力物体表面。我们把这种垂直作用于物体表面的力叫作压力。
(
【
知识梳理
】
1.
压力的定义
:
垂直作用在物体表面上的力,叫做压力,用字母F表示。
2.
压力属于弹力的一种,是物体之间相互接触、发生挤压形变而产生的力,只有相互接触且发生挤压的物体之间,才会存在压力。
3.
压力的三要素
(
1
)
作用点:受力物体的接触表面上,而非施力物体上。
(
2
)
方向:垂直于受力物体的接触面,并指向被压物体内部。- 水平接触面:压力方向竖直向下
①
倾斜接触面:压力方向垂直斜面向下
②
竖直接触面:压力方向水平指向接触面
(
3
)
大小:压力大小与重力无必然联系,需根据物体受力情况分析,仅在物体自由静止在水平面上,且不受其他竖直方向力时,压力大小等于物体重力大小,即F=G=mg。
3.
压力与重力的区别(核心对比)
)
(
对比项目
重力
压力
产生原因
地球的吸引
物体间相互挤压
施力物体
地球
施加挤压的物体
受力物体
物体本身
被挤压的物体
方向
总是竖直向下
垂直于接触面,指向被压物体
作用点
物体重心
受力物体接触面
大小
与重力无关,需受力分析,特殊情况等于重力
4.
压力的示意图画法
(
1
)
确定受力物体和接触面,找准作用点(接触面中点);
(
2
)
画一条带箭头的线段,箭头方向垂直于接触面指向被压物体;
(
3
)
标注力的符号F,若已知大小需标注数值。
【
知识点睛
】
(一)易错点警示
1.误区:认为压力一定等于重力。
正解:只有水平面上静止、无其他外力的物体,压力大小才等于重力;斜面上的物体、被按压在墙面/天花板上的物体,压力大小均不等于重力。
2.误区:压力方向都是竖直向下。
正解:压力方向始终垂直于接触面,接触面不同,压力方向不同。
3.误区:不接触的物体之间也有压力。
正解:压力是接触力,物体必须相互接触且挤压,才会产生压力。
(二)命题方向
1.考查压力的定义、三要素,常以选择题、填空题形式出现;
2.区分压力与重力,判断不同接触面下压力的大小和方向,是高频考点;
3.绘制压力的示意图,属于基础作图题,需掌握规范画法。
(三)学习技巧
1.判断压力方向:先找接触面,再画接触面的垂线,垂线指向被压物体即为压力方向;
2.分析压力大小:结合物体受力平衡,不要直接用重力代替压力;
3.作图牢记:作用点在接触面,方向垂直接触面,标注符号F。
)
例1.2026年4月17日,我国长征四号丙运载火箭搭载高精度温室气体综合探测卫星发射升空。卫星入轨后,需携带大气探测激光雷达等载荷开展全球观测 。下列关于卫星所受压力的说法,正确的是( )
A. 卫星在太空中不受压力作用
B. 卫星受到的压力是由于地球引力产生的
C. 卫星受到的压力方向竖直向下
D. 卫星对火箭的压力与火箭对卫星的支持力是一对平衡力
【答案】:A
【解析】:压力是接触力,需两物体相互接触且挤压才会产生。卫星在太空中处于失重环境,无接触挤压物体,故不受压力,A正确;卫星受地球引力是重力,非压力,B错误;太空中无“竖直向下”的统一方向,C错误;卫星对火箭的压力与火箭对卫星的支持力是相互作用力,非平衡力,D错误。
例2.图中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为压力的作用点在接触面上,因此排除BC选项;又因为压力的方向垂直于接触面,因此A选项错误,D选项正确。故选D。
例3.2026年2月,美国将ChatGPT集成至军用GenAI.mil平台,推动AI军事应用实战化。某军用服务器放置在水平平台上,下列关于服务器所受压力与重力的说法,正确的是( )
A. 服务器对平台的压力就是服务器的重力
B. 服务器的重力与平台对服务器的支持力是一对平衡力
C. 服务器的重力越大,对平台的压力一定越大
D. 服务器对平台的压力与平台对服务器的支持力是一对平衡力
【答案】:B
【解析】:压力是弹力,重力是引力,性质不同,不能说压力就是重力,A错误;水平平台上,服务器的重力与平台的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体且同一直线上,是平衡力,B正确;若服务器受向上的拉力,对平台的压力会小于重力,重力大但压力不一定大,C错误;压力与支持力是相互作用力,作用在不同物体上,非平衡力,D错误。
二.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9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?
【解析】气球受到的总压力F等于哑铃和隔板的总重力,这个力是比较大的。但钉板上有大量的钉尖,气球与所有钉尖的总受力面积S远大于单根钉子的受力面积。压力F的作用效果不明显。因此,虽然总压力很大,但分散到每一根钉子上的压强都很小,不足以刺破气球,所以气球只会变形而不会被刺破。
(一)探究影响压力作用效果的因素
【体验与猜想】
如图所示,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?
【解析】形变差异:用手掌平压的一侧,气球形变不明显;用食指顶住的一侧,气球形变更明显(凹陷更深)。原因:两手对气球的压力 F 大小相等,但手掌的受力面积 S 远大于食指,所以形变更显著。改变压力的变化:压力越大,气球两侧的形变都会更明显,且食指侧的形变始终比手掌侧更显著。
如图所示,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。
【解析】形变与感觉差异:顶住铅笔尖端的手指:形变程度更大,感觉更疼;顶住铅笔平端的手指:形变程度更小,感觉不怎么疼。原因:两手对铅笔的压力 F 大小相等,但尖端的受力面积 S 远小于平端,所以形变更明显、疼痛感更强。改变压力的变化:压力越大,两根手指的形变都更明显,疼痛感也更强,且尖端手指的形变和疼痛感始终远大于平端手指。
这两个实验都验证了:当压力相同时,受力面积越小,压强越大,形变越明显;当受力面积相同时,压力越大,压强越大,形变越明显。
【实验与验证】
现有如下的器材: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。
你选用了哪些器材?请说出你的实验过程与结论。
方案一:用海绵、装有适量水的矿泉水瓶(最简便)
1.选用器材:海绵、装有适量水的矿泉水瓶
2. 实验过程
(1)探究受力面积对压力作用效果的影响(控制压力不变)
①把矿泉水瓶正放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
② 再把矿泉水瓶倒放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
现象:倒放时海绵凹陷更深。
(2)探究压力大小对压力作用效果的影响(控制受力面积不变)
①把装满水的矿泉水瓶正放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
②逐渐减少瓶内的水量,观察海绵的凹陷程度。
现象:装满水时海绵凹陷最深。
(3)实验结论
①压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
②受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
方案二:用装有沙子的容器、用钉子做腿的小桌、砝码(课本经典方案)
1.选用器材:装有沙子的容器、用钉子做腿的小桌、木板(或砝码,本题用矿泉水瓶替代砝码也可)
2.实验过程
(1)探究受力面积的影响(控制压力不变)
①把小桌腿朝下放在沙子上,观察沙子的凹陷程度;
②把小桌桌面朝下放在沙子上,观察沙子的凹陷程度。
现象:腿朝下时沙子凹陷更深。
(2)探究压力大小的影响(控制受力面积不变)
①把小桌腿朝下放在沙子上,观察沙子的凹陷程度;
②在小桌上放矿泉水瓶(增加压力),再观察沙子的凹陷程度。
现象:放矿泉水瓶后沙子凹陷更深。
(3)实验结论和方案一完全一致:
①压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
②受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
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。
(二)压强
1.定义:物理学中,把物体所受的压力与受力面积之比叫作压强(pressure)。用来表示压力的作用效果。符号:p 。
2.公式:p = ,单位:帕斯卡,简称帕,符号 Pa.
1Pa= 1N/m2 ;帕是一个很小的单位。一杯水放在桌面上,对桌面的压强约为1000Pa。
3、对压强的理解
(1)压力与重力不同- 压力:垂直作用在物体表面上的力,只有水平面上自由放置的物体,压力大小才等于重力:F = G
(2)压强由两个因素共同决定:压力F越大,压强越大;受力面积S越小,压强越大。
(3)关键词:受力面积:指实际接触并挤压的面积,不是物体总面积。
(三)压强的简单计算
例题 一辆坦克质量为51t,每条履带与地面的接触面积为3.4m2。求该坦克对水平地面的压强(g取10N/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3.4m2的两倍。
解答 坦克对地面的压力F=G=mg= 5.1×103kg×10 N/kg=5.1x105N
由p=可得,坦克对地面的压强p==7.5×104Pa
简单计算步骤
1. 确定压力F :水平面上:F = G = mg
2. 统一单位:力:牛(N); 面积:平方米( m2 )
3. 代入公式 p =计算.
(四)估测人站立时对地面的压强
【猜一猜】同组同学中,哪位同学站立时对地面的压强最大?
根据压强公式 p =,人站立时对地面的压力 F = G = mg ,压强由压力和受力面积共同决定。同组同学中,体重越大、鞋底面积越小的同学,站立时对地面的压强越大。
【想一想】
(1).如何洲量人站主时叶地面的压力?
人站立时对地面的压力等于自身的重力( F = G ),因此可以用**体重秤(磅秤)**测量出人的质量m,再根据公式G = mg计算出重力,即得到对地面的压力F = mg 。
(2).如何估测鞋与地面竹接融面叔?
①方格法:让同学鞋底踩在印泥/白纸上,留下完整的鞋印;将鞋印放在画有边长为1cm小方格的坐标纸上,数出鞋印覆盖的完整方格数,对于超过半格的按1格算、不足半格的舍去,计算出一只鞋的面积S1 ;人站立时双脚着地,总接触面积S = 2S1 。
②近似法:将鞋底近似看作长方形,用刻度尺测量鞋底的长度 a 和宽度 b ,用 S_1 = ab 估算单只鞋面积,再乘以2得到双脚接触面积。
【做一做】
测量自己身体的质量、鞋印的面机,记录在下表中,并计算压强。
1、实验原理:人站立时对地面的压力等于自身重力:F = G = mg 压强公式:p ==( S 为双脚与地面的总接触面积)
2、实验记录表格(示例)
物理量
数值
单位
人的质量
50
kg
一只鞋印的面积
200
cm2
双脚总接触面积
400
cm2
对地面的压力
500
N
对地面的压强
1.25×104
Pa
3.步骤
(1)测质量:用体重秤测出自己的质量m(单位:kg)。
(2)算压力:根据 F = G = mg (g 取10N/kg或9.8N/kg),计算对地面的压力F 。
(3)测鞋印面积:用方格法/刻度尺法测出一只鞋印的面积 S1 ,双脚站立时总接触面积 S = 2S1 (注意单位换算:1cm2= 10-4m2)。
(4)算压强:代入公式 p=,计算出压强(单位:Pa)。
(五)增大和减小压强的方法
在日常生活和生产中,有时需要增大压强,有时雷要诚小压强。观察下图,说明哪些是为了增大压强,哪些是为了减小压强。各采用了什么力法?
载重汽年的轮子很多 压路机的碾子质量很大 冰刀的刃很薄 飞標的头部很尖
【解析】(1)载重汽车的轮子很多
目的:减小压强
方法:在压力(车重+货重)一定时,增大受力面积,从而减小对地面的压强,保护路面。
(2)压路机的碾子质量很大
目的:增大压强
方法:在受力面积一定时,增大压力(质量大则重力大,压力大),从而增大对路面的压强,压实路面。
(3)冰刀的刃很薄
目的:增大压强
方法:在压力(人的重力)一定时,减小受力面积,从而增大对冰面的压强,让冰更容易熔化形成水膜,减小滑行阻力。
(4)飞镖的头部很尖
目的:增大压强
方法:在压力一定时,减小受力面积,从而增大对靶盘的压强,更容易刺入靶盘。
【总结】:
(1)增大压强:压路机的碾子、冰刀的刃、飞镖的头部;
方法:分别是增大压力、减小受力面积、减小受力面积。
(2)减小压强:载重汽车的轮子;
方法:增大受力面积。
(
【
知识梳理
】
1. 压强的
概念
(1)
定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
(2)
物理意义:表示压力作用效果的强弱。
(3)
公式:p=
符号意义:p
——
压强,单位帕斯卡(Pa)
F
——
压力,单位牛顿(N)
S
——
受力面积,单位平方米(m
²
)
)
(
单位换算:1Pa=1N/m
2
2. 影响压强大小的因素
由 p=
可知:
(1)
受力面积 S 一定时,压力越大,压强越大;
(2)
压力 F 一定时,受力面积越小,压强越大。
3. 增大压强的方法
(1)
增大压力
(2)
减小受力面积
(3)
同时增大压力、减小受力面积
常见实例:刀刃磨薄、钉子尖端很尖、啄木鸟的喙尖锐、压路机碾子很重、冰刀很薄。
4. 减小压强的方法
(1)
减小压力
(2)
增大受力面积
(3)
同时减小压力、增大受力面积
常见实例:书包带做得宽、载重汽车多轮子、铁轨铺枕木、滑雪板宽大、骆驼脚掌宽大。
5. 压强计算的基本思路
(1)
先确定压力 F:水平面上 F=G=mg
(2)
再找准受力面积 S:两物体相互接触并挤压的面积
(3)
统一单位后代入公式 p=
计算
【
知识点睛
】
1.压强是描述压力作用效果的物理量,只与压力大小和受力面积有关,与物体体积、重力大小无直接关系。
2.受力面积不是底面积,是实际接触并挤压的面积,单位必须用平方米。
3.水平放置的柱形固体(均匀正方体、长方体、圆柱体):p=
ρ
gh可用于快速比较或计算压强。
4.生活中增大/减小压强的实例判断,是必考题型,抓住
“
压力
”
和
“
受力面积
”
两个变量即可。
5.计算时注意:- 多脚、多轮物体,受力面积要乘以个数;结果很小的压强常用帕,较大的可用千帕(kPa)。
)
例1.探究压力的作用效果与压力的关系时,保持受力面积不变。采用的方法是( )
A. 类比法 B. 理想实验法 C. 控制变量法D. 等效替代法
【答案】C
【解析】实验中保持受力面积相同,控制了其中的一个影响因素不变,所以使用了控制变量法,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
例2.把装满水的矿泉水瓶从正立变为倒立下列物理量大小改变的是( )
A. 桌面的受力面积大小 B. 矿泉水瓶的重力大小
C. 矿泉水瓶对桌面的压力大小 D. 矿泉水瓶对桌面的压强大小
【答案】AD
【解析】A.如图,因为瓶底的面积大于瓶盖的面积,所以把矿泉水瓶从正立变为倒立后,桌面的受力面积变小了,故A符合题意;B.矿泉水瓶从正立放置变为倒立放置,质量没有变化,根据可知,质量不变则重力不变,故B不符合题意;C.由题可知,矿泉水瓶对桌面的压力始终等于矿泉水瓶和瓶内水的总重力,矿泉水瓶从正立放置变为倒立放置,其总重力不变,则矿泉水瓶对桌面的压力大小不变,故C不符合题意;D.矿泉水瓶从正立放置变为倒立放置,矿泉水瓶对桌面的压力大小不变,根据可知,压力相等时,受力面积小的压强大,所以矿泉水瓶从正立变为倒立的过程中,矿泉水瓶对桌面的压强变大,故D符合题意。故选AD。
例3. 一个装满书的箱子,用图示三种不同方式提起并保持静止。甲图中绳子对手的拉力为F甲,乙图中绳子对手的拉力为F乙。以下说法正确的是( )
A. F甲>F乙
B. F甲<F乙
C. 比较乙、丙两图,乙图中绳子对手的勒痕更深一些
D. 比较乙、丙两图,丙图中绳子对手的勒痕更深一些
【答案】C
【解析】AB.由题意知,一个装满书的箱子,用图示三种不同方式提起并保持静止,此时箱子都受力平衡,因此拉力等于总重力,即F甲=F乙=F丙=G总故AB错误;CD.由上述可知,手受到的压力相同,受力面积越小,压力的作用效果越明显,即绳子对手的勒痕更深一些,乙图中受力面积更小,因此乙图中绳子对手的勒痕更深一些,故C正确,D错误。故选C。
例4.如图所示是北京冬奥会中国女子冰壶比赛时的情景。冰壶由花岗岩凿磨而由花岗岩凿磨而成,质量为20kg,体积为,停在冰面上时冰壶与冰面的接触面积为0.02m2。某次比赛中,投掷手将冰壶推出,冰壶在12s内向前滑行了18m。求:
(1)冰壶在滑行过程中的平均速度;
(2)冰壶的密度;
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压强。
解:(1)冰壶在滑行过程中的平均速度
(2)冰壶的密度
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
冰壶停在冰面上时对冰面的压强
答:(1)冰壶在滑行过程中的平均速度是1.5m/s;
(2)冰壶的密度是2.5×103kg/m3;
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压强是1×104Pa。
例5.平江石牛寨地质公园中玻璃桥使用的特种玻璃,具备极强的耐压耐磨抗冲击的特性。现有一块该特种玻璃,质量为25kg,体积为0.01m³,求:
(1)这块玻璃所受的重力;
(2)这块玻璃的密度;
(3)一名质量为60kg的游客静止站立在桥上,与桥面总接触面积为0.04m2,此游客对桥面的压强大小。
解:(1)这块玻璃所受的重力G=mg=25kg×10N/kg=250N
(2)这块玻璃的密度
(3)游客对桥面的压强
答:(1)这块玻璃所受的重力为250N;
(2)这块玻璃的密度为2.5×103kg/m3;
(3)此游客对桥面的压强大小为1.5×104Pa。
六.基础过关
(一).选择题
1.随着环保意识的增强,新能源汽车越来越普及。某款新能源汽车在水平公路上行驶,下列关于压力的说法错误的是( )
A. 汽车对地面的压力是由于汽车轮胎与地面相互挤压产生的
B. 汽车对地面压力的方向与汽车受到的重力方向相同
C. 汽车加速行驶时,对地面压力大小不变
D. 汽车静止在水平地面时,地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力是一对平衡力
【答案】:D
【解析】:A选项:压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的,汽车对地面的压力是由于汽车轮胎与地面相互挤压产生,A正确。B选项:汽车对地面压力方向垂直于地面向下,汽车受到的重力方向也是竖直向下,在水平公路上,二者方向相同,B正确。
C选项:汽车在水平公路行驶,对地面压力大小等于汽车重力大小,汽车加速行驶时,质量不变,重力不变,所以对地面压力大小不变,C正确。D选项:地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力,这两个力分别作用在汽车和地面上,是一对相互作用力,而平衡力是作用在同一物体上的,D错误。
2.2026年中国科学家攻克二维硒化铟晶圆制造难题,其晶体管需减小接触面积实现高效导电,这利用的物理原理是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
C. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
D. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
【答案】:A
【解析】:晶体管减小接触面积,是在压力不变的情况下,通过减小受力面积增强压力作用效果(提升导电效率),符合“压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显”的规律。
3. 图中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为压力的作用点在接触面上,因此排除BC选项;又因为压力的方向垂直于接触面,因此A选项错误,D选项正确。故选D。
4.如图在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等;
②图甲中小桌对海绵压力的作用效果比图乙中的明显;
③甲、乙两次实验,说明压力作用效果跟压力的大小有关;
④为了完成整个实验,可以将图乙中的砝码取下来,并将看到的实验现象和图甲中的对比.
A.①② B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】A
【解析】甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力相同,由于图甲中海绵的受力面积小,作用效果相对图乙更明显,说明压力的作用效果与受力面积有关,故①②正确,③错;将图乙中砝码取下来,与图甲相比,压力和受力面积均不同,无法完成实验,故④错.
5.如图所示的是“金刚葫芦娃”动画中的四个情境,对地面压强最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】:D
【解析】:压强p=,压力F等于物体的重力(水平地面),受力面积S是接触地面的面积。四个场景中,葫芦娃的重力不变,D图中接触地面的面积最小,因此压强最大。
6.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较图下列说法错误的是( )
A.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
B.由图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.本实验用到了控制变量法
D.由图可知压力的作用效果与压力的大小有关
【答案】B
【解析】该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果,这是转换法的运用,故A正确;由图可知,甲、乙的受力面积相同,压力不同,钉子陷入沙土的深度不同,说明压力的作用效果与压力的大小有关,故B错误,D正确;实验中要探究压力的作用效果与压力大小和受力面积大小两个量的关系,用到了控制变量法,故C正确。
7.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示),在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在板A移动过程中,A对桌面的压力、压强及A所受摩擦力分别怎样变化?( )
A.不变、变大、变大 B.变小、变大、不变
C.不变、变大、变小 D.不变、变大、不变
【答案】:D
【解析】:压力:木板A对桌面的压力等于其自身重力,移动过程中重力不变,因此压力不变。压强:根据公式p=\frac{F}{S},压力F不变,木板与桌面的接触面积S逐渐减小,因此压强变大。摩擦力:摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,二者均未改变,因此摩擦力不变。
8.在城市地下综合管廊的建设过程中,施工团队使用不同规格的压路机对地基进行压实。下列说法正确的是( )
A. 压路机的质量越大,对地基的压力作用效果越弱
B. 相同质量的压路机,轮子越宽,对地基的压强越大
C. 为增强压实效果,应增大压路机与地基的接触面积
D. 保持压力不变,减小压路机轮子的接触面积可增大压强
【答案】:D
【解析】:压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。A选项中,压路机质量越大,压力越大,在受力面积不变时,压力作用效果越强;B选项,相同质量即压力相同,轮子越宽(受力面积越大),根据压强公式p=\frac{F}{S},压强越小;C选项,增大接触面积会减小压强,减弱压实效果;D选项,保持压力不变,减小受力面积可增大压强,能增强压实效果,故D正确
9.小明将一本质量为 0.3kg 的物理课本平放在水平课桌面上,课本与桌面的接触面积为 500cm2,则课本对桌面的压强为( )
A. 6Pa B. 30Pa C. 60Pa D. 300Pa
【答案】:C
【解析】:课本的重力 G = mg = 0.3kg×10N/kg = 3 N,水平放置时对桌面的压力 F = G = 3N,接触面积 S = 500 cm2 = 0.05 m2。根据 p=F/S,可得 p=3N/0.05m2= 60Pa,因此C选项正确。
10. 如图所示,甲、乙两个质量相等的均匀实心正方体放在水平地面上,已知铜的密度大于铁的密度,可能使甲和乙对地面的压强相等的方法是 ( )
A. 将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
B. 将体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
C. 沿水平方向分别截去质量相等的部分
D. 沿水平方向分别截去体积相等的部分
【答案】D
【解析】甲、乙两物体质量相等,对地面的压力也相等,但与地面的接触面积S乙>S甲,将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面,对地面的压力相等,但接触面积不变,还是S乙>S甲,所以对地面的压强不可能相等.故A错误.因为V甲<V乙,铜的密度大于铁的密度,甲、乙两物体质量相等,所以甲是铜块,乙是铁块,体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面,铜块的质量大于铁块的质量,与地面的接触面积不变,所以压强不可能相等.故B错误.沿水平方向分别截去质量相等的部分,甲乙对地面的压力仍然相等,接触面积还是S乙>S甲,所以对地面的压强不同,故C错误.沿水平方向分别截去体积相等的部分,乙减小的质量小,甲减小的质量大,两物体对地面的压力甲小于乙,又因为与地面的接触面积S乙>S甲,所以对地面的压强有可能相等,故D正确.
11. 如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8∶1 B. 4∶3 C. 1∶2 D. 4∶1
【答案】D
【解析】由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为8g/cm3;当乙的体积为4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为1g/cm3,则有根据可得,质量相等的甲、乙的体积比则甲、乙两个正方体的棱长比
根据柱体压强公式可知,两正方体A. B对水平地面的压强之比故选D。
12. 如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强Pa=Pb,圆柱体密度分别为和对地而的压力分别为Fa和Fb。则下列说法正确的是( )
A. ,Fa=Fb B. ,Fa=3Fb C. , D. ,Fa=3Fb
【答案】B
【解析】由密度定义式,变形可得由压强公式可得
联立可得高度hb=2ha,对地面的压强Pa=Pb,可得;底面积Sa=3Sb,压强Pa=Pb,对地而的压力,联立可得Fa=3Fb。故ACD错误,B正确。故选B。
(二).填空题
13.小丽坐在课桌前学习,课桌对地面的压力等于课桌的______,若将课桌的一本书拿起,课桌对地面的压力______,受力面积不变时,压力的作用效果______(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】:重力;减小;减弱
【解析】:水平地面上的课桌,对地面的压力等于自身重力;拿起一本书后重力减小,压力减小;受力面积不变时,压强减小,压力作用效果减弱。
14.2025年国产大飞机C919完成首次环球飞行,其起落架的轮子数量较多且轮胎宽大,这是为了______受力面积,______对跑道的压强,从而______压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】:增大;减小;减弱
【解析】:飞机对跑道的压力等于自身重力(压力不变),多轮子+宽轮胎增大了受力面积,减小了压强,减弱了压力对跑道的作用效果,避免跑道被压坏。
15. 如图所示,墨水瓶放在桌面上,画出墨水瓶受到的重力和墨水瓶对桌面的压力的示意图.其中重力的施力物体是________,受力物体是________;压力的施力物体是________.
【答案】 地球 墨水瓶 墨水瓶
【解析】 地球附近的物体由于受到地球的吸引而受到的力叫做重力,重力方向竖直向下,施力物体是地球.墨水瓶受到的重力施力物体是地球,受力物体是墨水瓶;墨水瓶对桌面有压力的作用,施力物体是墨水瓶,受力物体是桌面.
16.如图所示,重为25 N的物体A静止在粗糙的水平桌面上,水平桌面受到的压力是由于物体A的________(选填“重力”或“形变”)而产生的;用大小为10 N的力水平向右拉动物体,物体以1 m/s的速度向右做匀速直线运动,要使物体在同一水平面上以3 m/s的速度做匀速直线运动,则应施加的水平拉力________(选填“大于”“等于”或“小于”)10 N。当物体一端露出桌面的到另一端离开桌面过程中,桌面受到的压力________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】形变 等于 不变
【解析】物体对桌面的压力是由于物体发生形变要恢复原状而产生对桌面的弹力。物体在水桌面上受到拉力和滑动摩擦力的作用,物体以1 m/s的速度向右做匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力二力平衡,大小相等,所以滑动摩擦力为10 N;当物体以3 m/s的速度做匀速直线运动时,受力仍然平衡,因接触面的粗糙程度和压力大小没有发生改变,所以滑动摩擦力大小不变(仍为10 N),此时拉力与摩擦力大小仍然相等,则拉力仍为10 N。当物体一端露出桌面到另一端离开桌面的过程中,桌面受到的压力不变,仍然等于物体的重力。
17.一头质量为6000kg大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为___________N,它四只脚着地时对地面的压强为___________Pa.若大象抬起一条腿,它对地面的压强__________(选填“变大”“变小”或“不变”).(g取10N/kg)
【答案】 6×104 2. 5×105 变大
【解析】第一空.由G=mg知道,大象的重力是:G=mg=6×103 kg×10N/kg=6×104 N;第二空.物体对水平面的压力和自身的重力相等,此时对地面的压力是:F=G=6×104 N,当大象四脚着地时,对地面的受力面积是:S=4×600cm2 =2400cm2 =0.24m2 ,所以,四只脚着地时对地面的压强是: 第三空.若大象抬起一条腿,则压力不变,仍然与其自身的重力相等,但作用面积变成了三只脚的面积,由于作用面积减小,所以,压强变大.
18.如图所示,祝融号底部装有6个宽大的轮子其目的是为了在火星上行驶时,可以_______。已知火星的重力比例系数比地球小,由此可知祝融号在火星水平地面上行驶对水平地面的压强_______在地球上行驶时对水平地面的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。据介绍如果火星车的某个轮子损坏,可以将该轮子提起,从而用剩下五个轮子在火星上行驶,这样其对火星地面的压强将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 减小压强 小于 变大
【解析】祝融号底部的宽大的轮子可以在压力一定时,通过增大受力面积来减少压强。火星的重力比例系数比地球小,则相同质量的物体,在火星上所受的重力比在地球上所受的重力小,则祝融号对火星面的压力比在对地面的压力小,受力面积不变,据知,在火星水平面上行驶对水平地面的压强比在地球上的小。收起某个轮子后,受力面积变小,而祝融号的重力不变,压力不变。据知,对火星地面的压强将变大。
19.如图是一种滑轮鞋的示意图,其中的滚动轴承是利用滚动带替滑动的方法,来减小滚轮与转轴之间的_____,滑轮鞋的内靴是用又厚又软的材料制成的,这样能增大脚与鞋之间的受力面积,从而减小_______,使脚在鞋内感觉更舒适;在旱冰场上,穿着滑轮鞋的人用力向前推场地周围的栏杆,人会向后运动,这说明物体间力的作用是_______。
【答案】 摩擦 压强 相互的
【解析】滚动轴承中间有滚珠,利用滚动带替滑动的方法可以减小滚轮与转轴之间的摩擦。滑轮鞋的内靴是用又厚又软的材料制成的,这是在压力大小一定时,增大受力面积来减小压强。穿着滑轮鞋的人用力向前推场地周围的栏杆时,人对栏杆施加向前的作用力,由于物体间力的作用是相互的,同时栏杆也对人施加向后的力,因此人向后运动。
20.如图物块底面积是10cm2,重为10N,被竖直向上的力F顶在天花板上,天花板的面积是12m2.若F=30N,则物块对天花板的压力是__________N,压强是________Pa;若F=10N,压强是_______________Pa.
【答案】 20 2×104 0
【解析】如图所示:物块重为10N(G=10N),被竖直向上的力F顶在天花板上(F=30N),则物块在竖直方向上受到重力、手对物块向上的压力和天花板对物块的压力作用,由于物块处于静止状态,所以物块在竖直方向上所受合力为0,天花板对物块的压力为:F−G=30N−10N=20N.因为物块对天花板的压力与天花板对物块的压力是一对相互作用力,所以物块对天花板的压力大小也等于20N.物块底面积是10cm2,天花板的面积是12m2.则天花板的受力面积是10cm2=1×10−3m2.物块对天花板的压强p===2×104Pa.若竖直向上顶在天花板上的力F改为10N,则物块对天花板的压力是10N−10N=0N.物块对天花板的压强是0Pa.
(三).解答题
21.作图题
(1)一物体所受的重力是100N,将它放在水平地面上时,画出它对地面的压力的示意图;
(2)如图所示是手将图钉按入墙壁的情景,请画出手对图钉压力的示意图。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)压力的作用点在接触面的中央,过作用点作垂直于水平地面,并指向下的力,且大小等于重力,如图所示: (2)手对图钉的压力作用点在图钉上,方向垂直于图钉面向右,过力的作用点画一条有向线段,并标记F表示压力,如图所示。
22. 在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,肆意超载,带来极大的危害.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内.有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.求:
(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?
(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10N/kg)
解:(1)汽车对路面的压力等于其自身重力和货物重力之和,即
F=G车+G货=(m车+m货)g=(2000kg+10000 kg)×10N/kg=1.2×105N,
受力面积是6个车轮的面积总和S=6×0.02m2=0.12m2
汽车对路面的压强等于压力与受力面积之比,即P=F/S=1.2×105N/0.12m2=1×106Pa,
1×106Pa>7×105Pa,超过行业标准.
(2)要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆车对地面的压力最大时对地面的压强为7×105Pa,这辆汽车对地面的最大压力F不超标=P不超标S=7×105Pa×0.12m2=0.84×105N
汽车与货物总重力等于压力,即G不超标=F不超标=0.84×105N
汽车与货物总质量m不超标=G不超标/g=0.84×105N/10N/kg=8400kg=8.4t
最多载货m最多装=m不超标-m车=8.4t-2t=6.4t
答:(1)这辆汽车对路面的压强是10×105Pa,是超过行业标准;(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装6.4t吨货.(设车轮与地面的接触面积不变)
23、如图中的A、B是两只用同种材料制成的容积都是1.5×10-2m3、质量都是1kg的桶.(g取10N/kg)
(1)在搞卫生时,你会选用哪只桶来提水,请说明理由;
(2)一桶水的重力G水是多少?
(3)如图所示提水时,如果提手与手的接触面积为1×10-3m2,则手受到的压强是多大
解:(1)选A桶比较恰当,在压力一定时,A桶提手处受力面积大,水桶对手的压强小,手提水桶时会比较舒服;
(2)一桶水的体积为1.5×10-2m3,根据ρ=可得水的质量:m水=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-2m3=15kg,一桶水的重力:G水=m水g=15kg×10N/kg=150N;
(3)手受到的压力:F=G水+m桶g=150N+1kg×10N/kg=160N,
手受到的压强:。
24. 某学习小组对“影响压力作用效果的因素”进行了探究,他们采取了如下的方法:甲图把小桌放在海绵上;乙图在小桌上放一个砝码;丙图把小桌翻过来,桌面朝下并在它上面放一个砝码。通过海绵被压下的深浅显示压力作用效果。
(1)比较______两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)此实验______(选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵,原因是__________;
(3)此实验中运用到的主要科学方法是____________。(写出一种)
【答案】(1)甲乙 (2)不能 效果不明显 (3)控制变量法
【解析】(1)为了得出结论:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;就要使物体的受力面积相同而压力不同,而图中甲乙两图中的受力面积相同,乙图压力大,乙图力的作用效果明显,所以选择图甲和图乙,进行比较即可;(2)[此实验不能用硬纸板代替海绵,因为实验中压力作用效果,是通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果,如果改用硬纸板,则硬纸板的形变程度发生不明显,难以确定影响因素的关系。(3)实验中主要用的科学研究方法是控制变量法和转换法。
25.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端的变化,小欣同学可得出结论:受力面积相同时,___________。
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成___________宽度的两段,两包装带下方挂___________数量的钩码。 (均选填“相同”或“不同”)
(3)实验过程中,小欣同学是通过观察橡皮泥___________来比较压力作用效果的,物理学中,我们用___________来表示压力的作用效果。
(4)橡皮泥被压后会留下凹痕,说明力的作用效果可以使物体发生___________。
【答案】(1)压力越大,压力的作用效果越明显 (2)不同 相同 (3)凹陷程度 压强 (4)形变
【解析】(1)把包装带撕成相同宽度的两段,在包装带下方挂上不同数量的钩码,是控制受力面积相同,改变压力大小,因此探究的是:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(2)探究压力的作用效果跟受力面积的关系时,要控制压力相同,改变受力面积,因此应将橡皮膜换成不同宽度的两段,两包装带下方挂相同数量的钩码。(3)实验中通过观察橡皮膜凹陷程度来比较压力作用效果,物理学中,我们用压强来表示压力的作用效果。橡皮膜发生凹陷,说明力的作用效果可以使物体发生形变。(4)压力越大,压力的作用效果越明显,即橡皮膜的凹陷程度不同(压力越大,凹陷程度越大)。
26.在繁忙的校园生活中,压力与压强知识无处不在。请完成以下题目:
(1)小欣在体育课上进行立定跳远测试,她体重500N,双脚与地面接触面积约为400cm²,当她双脚站立在沙坑前等待测试时,对水平地面的压强为( )
A. 1.25×10³Pa B. 1.25×10⁴Pa C. 2.5×10³Pa D. 2.5×10⁴Pa
(2)课间,小明将装满水的矿泉水瓶(瓶盖拧紧)平放在水平桌面上,然后倒过来放置。对比正放和倒放两种情况,下列说法正确的是( )
A. 对桌面压力不变,压强不变 B. 对桌面压力变小,压强变大
C. 对桌面压力不变,压强变大 D. 对桌面压力变大,压强变小
(3)物理实验课上,小华用手指同时按压铅笔两端,发现与笔尖接触的手指更疼,这是因为在压力相同时,______越小,压强越大。若铅笔质量为5g,笔尖面积约为0.5mm²,笔尾面积约为5mm²,手指受到笔尖的压强约为______Pa(g取10N/kg,结果保留一位小数 )。
(4)学校食堂的餐桌表面是边长为1m的正方形,当4名同学同时将质量均为1.5kg的餐盘放在餐桌上时(忽略餐盘底面积差异),餐盘对餐桌的压力是______N,若要使餐盘对餐桌的压强增大一倍,可以采取的方法是______(写出一种即可) 。
【答案】(1)B ; (2)C ; (3)受力面积;1.0×105; (4)60;将其中两个餐盘叠放在一起(或拿走两个餐盘).
【解析】:(1)小欣双脚站立时对地面的压力F = G = 500N,双脚与地面接触面积S=400cm² = 0.04m²,根据压强公式p=F/S=500N/0.04m²=1.25×10⁴Pa 。(2)装满水且瓶盖拧紧的矿泉水瓶,正放和倒放时对桌面的压力都等于瓶子和水的总重力,所以压力不变;倒放时瓶盖与桌面的接触面积小于瓶底与桌面的接触面积,根据p=F/S,在F不变,S变小时,压强变大。(3)用手指同时按压铅笔两端,压力相同,笔尖处受力面积小,压强大所以更疼。铅笔的重力G = mg=0.005kg×10N/kg = 0.05N,手指受到笔尖的压力F = G = 0.05N,笔尖面积S = 0.5mm² = 5×10-7m²,根据p=F/S=0.05N/5×10-7m²=1.0×105Pa 。(4)4个餐盘的总重力G = mg = 4×1.5kg×10N/kg = 60N,餐盘对餐桌的压力F = G = 60N;根据p=F/S,要使压强增大一倍,在S不变时,可使F变为原来两倍(如再放4个相同餐盘),或在F不变时,使S变为原来一半(如将其中两个餐盘叠放 )。
27.阅读短文,回答问题。
C919国产大飞机的“地面压强”挑战
2026年4月,国产大飞机C919批量交付加速,某机场为保障C919-ER延程型客机起降,新建专用停机坪。已知该型客机满载时总质量为7.8×10⁴kg,与停机坪接触的4个主起落架总接触面积为0.2m²(不考虑其他接触面积)。请结合所学知识回答下列问题(g取10N/kg):
(1)客机满载静止在停机坪上时,对停机坪的压力大小为______N;若某主起落架接触面积为0.04m²,该起落架对地面的压力为______N(保留两位小数)。
(2)客机满载时对停机坪的总压强为______Pa;为减小停机坪所受压强,可采取的措施是______(写出一种即可)。
(3)下列情景中,改变压强的方法与客机减小停机坪压强原理相同的是( )
A. 压路机安装宽大的碾轮
B. 啄木鸟的喙尖而细
C. 滑雪者穿上宽大的滑雪板
D. 注射器的针头做得很尖
(4)客机滑行准备起飞时,与停机坪的接触面积逐渐减小,此时客机对停机坪的压强将______(选填“增大”“减小”或“不变”);若某时刻单个起落架压强突然增大,可能的原因是______(写出一种即可)。
(5)机场维修人员检修起落架时,将客机缓慢顶起,使起落架离开停机坪。顶起过程中,客机对停机坪的压力______(选填“变大”“变小”或“不变”),压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)7.8×10⁵;7.8×10⁴ (2)3.9×10⁶;增大起落架与停机坪的接触面积(或减轻客机载重) (3)AC(4)增大;起落架接触面积减小(或客机载重增加)(5)不变;变小
【解析】(1)压力等于重力,F=G=mg=7.8×10⁴kg×10N/kg=7.8×10⁵N;单个起落架压力为总压力的1/4,即7.8×10⁵N÷4=7.8×10⁴N。(2)总压强p=F/S=7.8×10⁵N/0.2m²=3.9×10⁶Pa;减小压强的方法为增大接触面积或减小压力,对应措施为增大起落架接触面积或减轻载重。(3)客机减小压强的原理是增大接触面积。A(增大接触面积)、C(增大接触面积)符合;B(减小接触面积)、D(减小接触面积)是增大压强,故选AC。(4)压力不变,接触面积减小,根据p=F/S,压强增大;单个起落架压强突然增大,原因是接触面积减小或载重增加。(5)顶起过程中,客机重力不变,对停机坪的压力不变;起落架离开停机坪,接触面积增大,压强变小。
七.知识清单
1.垂直作用在物体______上的力叫做压力,压力的方向总是______于被压物体表面并指向被压物体。
2.压力的作用效果与压力的______和______有关。
3.在探究压力作用效果的影响因素时,主要用到的科学探究方法是控制变量法和______法。
4.物体所受______与______之比叫做压强,压强是表示压力______的物理量。
5.压强的计算公式是______,其中压力用符号______表示,受力面积用符号______表示。
6.在国际单位制中,压强的单位是______,简称______,符号是______。
7.1Pa的物理意义是:面积上受到的压力是。
8.受力面积一定时,______越大,压强越大;压力一定时,______越小,压强越大。
9.增大压强的方法:在压力一定时,______受力面积;在受力面积一定时,______压力。
10.减小压强的方法:在压力一定时,______受力面积;在受力面积一定时,______压力。
11.只有当物体自由静止在______表面上时,物体对支持面的压力大小才等于物体的重力大小。
12.利用压强公式进行计算时,受力面积的单位必须换算为______。
13.刀刃磨得很薄是通过______受力面积来______压强。
14.载重汽车装有很多轮子是通过______受力面积来______压强。
15.压强公式变形可得求压力的公式:______,求受力面积的公式:______。
【答案】1.表面;垂直 2.大小;受力面积 3.转换 4.压力;受力面积;作用效果5.p=;F;S 6.帕斯卡;帕;Pa 7.每平方米;1N 8.压力;受力面积 9.减小;增大 10.增大;减小 11.水平 12.平方米(m2) 13.减小;增大 14.增大;减小 15.F=pS;S=
八.强化提优
(一)选择题
1.2024年,嫦娥六号成功完成月球背面采样返回任务,引发全球关注。在嫦娥六号探测器着陆月球表面时,以下关于压力的分析正确的是( )
A. 探测器对月球表面的压力就是它的重力
B. 探测器对月球表面的压力方向是竖直向下
C. 若探测器与月球表面接触面积不变,其携带的月壤越多,对月球表面压力越大
D. 探测器对月球表面压力的作用效果只与压力大小有关
【答案】:C
【解析】: A选项:压力是垂直作用在物体表面上的力,当物体放在水平面上且不受其他外力时,压力大小等于重力大小,但压力和重力是不同性质的力,不能说探测器对月球表面的压力就是它的重力 ,A错误。 B选项:压力方向垂直于受力物体表面,月球上没有“竖直向下”的概念(竖直向下是相对地球而言),探测器对月球表面压力方向应是垂直于月球表面,B错误。C选项:压力大小等于重力大小,探测器携带月壤越多,总质量越大,根据G=mg(g为月球上的重力加速度,虽与地球上g值不同,但在此情景下是定值),重力越大,即对月球表面压力越大,C正确。D选项:压力的作用效果与压力大小和受力面积都有关,当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,D错误。
2.关于压力和压强,下列说法正确的是: ( )
A. 压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的;
B. 压力的数值总是等于物体重力的数值,但不是物体的重力;
C. 当受力面积一定时,压力越大,说明支撑面受到的压强越大;
D. 物体对支撑面的压力越大,压强也越大,因为压强是反映压力效果的.
【答案】C
【解析】A、压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面,故A错;B、压力和重力是两种不同性质的力,只有当把物体放在水平地面上时,对地面的压力才等于物体重,故B错;C、由压强公式p=可知,当受力面积一定时,压力越大,支撑面受到的压强越大,故C正确;D、压强是表示压力作用效果的物理量,其大小与压力和受力面积有关,只知道压力大,不知道受力面积,不能确定压强大小,故D错.
3.如图所示,左手平压气球,右手指顶住气球,气球静止。左手掌对气球的压力为F1,右手指对气球的压力为F2,左手掌对气球的压强为p1,右手指对气球的压强为p2,则下列判断正确的是( )
A.右手指对气球的压力大于左手掌对气球的压力
B.右手指对气球的压力小于左手掌对气球的压力
C.右手指对气球的压强大于左手掌对气球的压强
D.右手指对气球的压强等于左手掌对气球的压强
【答案】C
【解析】在水平方向上,气球受到右手指对它向左的压力和左手掌对它向右的压力,气球处于平衡状态,说明这两个力是一对平衡力,所以二力大小相等,故A、B错误;在压力相同的情况下,受力面积越大,压强越小。右手指与气球的接触面积小于左手掌与气球的接触面积,所以右手指对气球的压强大于左手掌对气球的压强,故C正确,D错误。
4. 两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上,取两个相同的物块分别置于海绵上,如图下列关于甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小及海绵下陷深度h甲、h乙的比较,正确的是( )
A F甲=F乙, h甲>h乙 B. F甲=F乙, h甲=h乙
C. F甲<F乙, h甲=h乙 D. F甲>F乙, h甲>h乙
【答案】A
【解析】比较甲、乙可知,物块无论怎样放置,它的质量是不会变的,因此磅秤的读数F甲=F乙;在压力相同的情况下,甲图中海绵的受力的作用面积小于乙,因此,甲的压强大于乙,海绵下陷会较深,即h甲>h乙,故选A。
5. 为了探究压力的作用效果跟哪些因素有关,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装有沙的容器等供同学们选择.同学所选的四组器材中,不能达到探究目的是( )
A. ①③⑥ B. ②⑤ C. ②③④ D. ④⑤
【答案】D
【解析】 A、选择①用钉子做腿的小桌、 ③砝码、⑥装有沙的容器,小桌放在沙子上,观察小桌陷入沙子的深度;在小桌上再放砝码,再观察小桌陷入沙子的深度;把小桌的桌面朝下,小桌上放砝码,再观察桌面陷入沙子的深度,不符合题意; B、选择②海绵 、⑤盛有适量水的矿泉水瓶.瓶口拧紧,瓶子正放和倒放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;瓶子正放时,瓶子中有水和空瓶分别放在海绵上,观察海绵的凹陷程度,不符合题意;C、选择②海绵、 ③砝码、 ④木板,木板放在海绵上,观察海绵凹陷程度;木板上再放砝码观察海绵的凹陷程度;砝码放在海绵上,再在砝码上面放木板,观察海绵的凹陷程度,不符合题意;D、④木板、⑤盛有适量水的矿泉水瓶,没有明显发生形变的物体,无法显示压力的作用效果,符合题意.
6.考试时,钢笔的笔尖做得很细,便于书写,这是利用了( )的原理
A. 增大受力面积,增大压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小受力面积,增大压强 D. 减小受力面积,减小压强
【答案】:C
【解析】:钢笔笔尖细,减小了与纸张的受力面积,在书写压力不变时,增大了笔尖对纸张的压强,便于留下字迹,是增大压强的典型应用。
7、物理就在我们身边,自行车的设计者运用了很多物理知识,下列说法中错误的是( )
A.螺母下面垫一个垫圈,是为了增大压强
B.车轴上装有滚动轴承是为了减小摩擦
C.车轮的外胎做有凹凸花纹是为了增大摩擦
D.尾灯可以将从不同方向射向它的光反射,让后面的人看到
【答案】A
【解析】螺母下面垫一个垫圈是通过增大受力面积来减小压强的,选项A是错误的;车轴上装有滚动轴承是变滑动为滚动以减小摩擦力,选项B是正确的;车轮的外胎左右凹凸花纹是为了通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,选项C是正确的;自行车的尾灯可以将射向它的光反射出去,然后面的人看到,选项D是正确的;故选A。
8. 如图所示,,一匀质木块放在水平桌面上,若将它沿竖直虚线截去右边一部分,则剩下左边部分对桌面压力和压强说法正确的是( )
A. 压力变小,压强不变 B. 压力变小,压强变小
C. 压力变小,压强增大 D. 压力不变,压强不变
【答案】A
【解析】因为在水平桌面上F=G=mg若将它沿竖直虚线截去一部分,G变小,所以压力变小;此时压强为故可知,可知压强不变,故A正确,BCD错误。
故选A。
9. 如图,在水平桌面上竖立着三个柱状物甲、乙、丙,它们的高度均为h,均为实心匀质,甲、乙、丙的底面分别是半径为R的圆面、边长为a的正方形、半径为r的圆面.已知:2R>a>2r,它们对桌面的压强P甲=P乙=P丙,则甲、乙、丙材料的密度比较,正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙>ρ丙 B. ρ甲=ρ乙>ρ丙 C. ρ甲<ρ乙<ρ丙 D. ρ甲=ρ乙=ρ丙
【答案】D
【解析】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,三个柱状物对桌面的压强:
P 因p甲=p乙=p丙,且它们高度均为h,所以,甲、乙、丙材料的密度关系为ρ甲=ρ乙=ρ丙.故选D.
10. 如图所示,A、B两个同样材料制成的正方体,边长之比为1∶2,将A叠放在B上后再放在水平桌面中央,则A对B的压强与B对桌面的压强之比为 ( )
A. 4∶9 B. 1∶2 C. 1∶8 D. 1∶4
【答案】A
【解析】根据知道,A对B的压强与B对桌面的压强之比为
故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
11. 如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现将甲沿竖直虚线切去一半,乙沿水平虚线切去一半,若此时甲、乙的剩余部分对地面的压强相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙、和压力F甲、F乙的关系是( )
A. p甲<p乙,F甲>F乙 B. p甲<p乙,F甲<F乙 C. p甲>p乙,F甲>F乙 D. p甲>p乙,F甲<F乙
【答案】A
【解析】如图切去部分后,剩余部分高度相等,压强相等,根据柱体压强公式可知,两圆柱体密度相等,切去部分以前,甲对的高度不变,所以压强前后不变,而乙切去部分前,高度是2倍,所以压强是现在的2倍,即原来的压强;如图切去部分后明显甲剩余部分的直径仍大于乙,即体积大,即原来的体积也为 ,压力为,故甲的重力大,则压力大,即。故选A。
12. 三块形状和材料完全相同的长方体金属块a、b、c叠放在水平地面上,如图所示,金属块三条棱长之比为1:2:4,设a、b间的压力为Fa ,压强为pa ;b、c间的压力为Fb ,压强为Fb ;c与地面间的压力为Fc ,压强为pc ,下列说法中正确的是( )
A. Fa =Fb =Fc ;pa =pb =pc B. Fa <Fb <Fc ;pa >pb >pc
C. Fa <Fb <Fc;pa =pb >pc D. Fa <Fb <Fc ;pa <pb <pc
【答案】C
【解析】设一个金属块的重力为G,a对b的压力为a的重力,b对c的压力为a和b的重力,c对地面的压力等于a、b、c的重力,所以a对b的压力为G,b对c的压力为2G,c对地面的压力为3G,则压力的大小关系Fa <Fb <Fc 金属块三条棱长之比为1:2:4,所以金属块大面、中面、小面面积之比为4:2:1,所以a对b的压强,b对c的压强,c对地面的压强之比为pa∶pb∶pc=∶∶=1∶1∶=4∶4∶3 故选C。
(二)填空题
13.如图所示,A、B、C三图中是同一物体在三种不同情况下静止时的情形,其中物体对支持面压力大小等于重力的是图 B
,物体对支持面压力大小小于重力的是图 C
,物体对支持面压力大小与重力无关的是图 A
,由此可知,压力有时和重力是无关的。
【答案】:B;C;A
【解析】图A:物体被压在竖直墙面上,此时物体对墙面的压力是由水平方向的外力产生的,和物体的重力无关。图B:物体放在水平支持面上,此时物体对支持面的压力大小等于自身重力。图C:物体放在斜面上,此时物体对支持面的压力是重力的一个分力,大小小于重力。
所以:物体对支持面压力大小等于重力的是图 B;物体对支持面压力大小小于重力的是图 C;
物体对支持面压力大小与重力无关的是图 A。
14.小明用30N的水平力将课本压在竖直墙壁上,课本静止时,对墙壁的压力大小______30N,压力方向______于墙壁表面,该压力与课本重力的方向______(选填“相同”或“相反”)。
【答案】:等于;垂直;相反
【解析】:水平压力与墙壁支持力平衡,根据力的相互性,课本对墙壁的压力等于30N;压力方向垂直墙壁指向内部,重力竖直向下,二者方向相反。
15.质量为2.5 kg的物体静止在水平地面上,如图甲所示,物体对水平地面的压力是________N。若此物体被200 N竖直向下的力压在水平地面上静止,如图乙所示,此时物体对地面的压力为________N。若此物体被200 N的水平压力压在竖直墙上静止,如图丙所示,此时物体对墙的压力是________N。(g取10 N/kg)
【答案】25 225 200
【解析】(1)质量为2.5kg的物体静止在水平地面上,物体的重力G=mg = 2.5kg x 10N/kg=25N,物体对水平地面的压力F1=G=25N;(2)物体被200N的竖直向下的力压在水平地面上静止,此时物体对地面的压力Fz= F + G=200N +25N =225N:(3)物体被200N的水平压力压在竖直墙壁上静止,此时物体对墙的压力F3=F=200N;
16.古诗“磨刀不误砍柴工”蕴含物理知识:磨刀时减小了刀刃的______,在砍柴施加的______一定时,______了压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
【答案】:受力面积;压力;增强
【解析】:磨刀减小了刀刃的受力面积,砍柴时施加的压力不变,根据“压力一定时,受力面积越小,压强越大”,压力作用效果增强,更易砍柴。
17. 一块长方形砖以平放或竖放两种不同的放置方法,放在水平地面上都静止不动,则它对地面施加的压力大小________,地面受到的压强______.(前两空均选填“相同”或“不同”)若平放时地面受到的压强为1 500帕,它表示的意思是____________________.
【答案】 相同 不同 在1m2面积的地面上受到的压力是1500N
【解析】 砖对水平地面的压力等于它的重力,砖平放与立放时重力不变,砖对地面的压力不变即与另一种放法对地面的压强相同;砖竖放时与地面的接触面积小于砖平放时与地面的接触面积,由p=可知,两种不同的放置方法,地面受到的压强不同;若平放时地面受到的压强为1500Pa=1500N/m2,表示桌面在1m2面积上受到的压力是1500N;
18.一头质量为5×103kg的大象站在水平地面上时留下的脚印如图所示,假设大象每个脚印的面积相等,图中每个小方格的面积为25cm2(数方格数时,不足一格的按半格计)。大象的重力是 N,它四脚站立时对地面压强是 Pa;若大象抬起一条腿,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),g取10N/kg。
【答案】5×104;2.5×105;变大。
【解析】(1)大象的重力:G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,(2)大象对地面的压力:F=G=5×104N,整个方格加上超过半格的方格共计20个,每只脚与地面接触面积大约是20×25×10﹣4m2=5×10﹣2m2,=2.5×105Pa;(3)若大象抬起一条腿,受力面积变小,根据p=,它对地面的压强变大。故答案为:5×104;2.5×105;变大。
19. 如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为4×10-2m2,质量为16 kg,乙的体积为1×10-3 m3.(g取10 N/kg),甲对地面的压强p=______.若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为p1,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为p2,已知p2=4p1.乙的密度为____________.当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V,则求甲、乙对地面压强变化量Δp甲与Δp乙的比值为____________..
【答案】 4000 Pa 4×103 kg/m3 1∶8
【解析】(1)根据题意知道,甲对水平面的压力等于重力是:F=G=mg=16kg×10N/kg=160N;
所以,甲对地面的压强是:p=F/S=160N/4×10−2m2=4000Pa;(2)若将甲叠放在乙的上方中央,则甲对乙的压强是:p2 =F=F/S′=160N/0.01m2=16000Pa;若将乙叠放在甲上方中央,则乙对甲的压强是:p1 =16000Pa/4=4000Pa;则乙对甲的压力即是乙的重力:G=F'=p1 S'=4000Pa×0.01m2 =40N,故乙的密度是:ρ乙 =G′/gV乙=40N/10N/kg×0.001m3=4×103 kg/m3
因为甲的底面积是S=4×10-2m2,所以,甲的体积是:V甲 = ==0.008m3
则甲的密度是:ρ甲=m甲/V甲=16kg/0.008m3=2×103 kg/m3 ;当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V,则甲对地面压强变化量△P甲=ρ甲gV/S甲;乙对地面压强变化量△p乙 =ρ乙gV/S乙,则甲、乙对地面压强变化量Δp甲与Δp乙的比值是:
Δp甲:Δp乙=1:8.
20. 如图所示,两个正方体铁块,边长之比为3∶1,若如图甲所示放置,则B受到A的压力与水平地面受的压力之比为______,压强之比为______。若如图乙所示放置,则A受B的压力与水平地面受到的压强之比为______。
【答案】 27∶28 27∶28 9∶28
【解析】B受到A压力与水平地面受的压力之比
B受到A的压强与水平地面受的压强之比
[A受B压力与水平地面受到的压力之比
A受B的压强与水平地面受到的压强之比
(三)解答题
21、作图题
(1).画出图中物体对支持面的压力示意图。
(2).作出斜面上的物体对斜面的压力的示意图.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)压力的作用点在接触面上,即物体与接触面接触的中心,然后过作用点作垂直于接触面的力,示意图如图;(2)压力为垂直作用于物体表面上的力.物体A对斜面的压力垂直于斜面向下,作用点在物体与斜面接触的地方,如图;
22.“业余侦探”小明发现两个并拢的“可疑”鞋底印,为了估测那个人的体重,小明在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓,如图所示,图中每个小方格的面积是5cm2,测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的,两个算一个完整格。为了测量压强,他在鞋印旁边的地面上用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是15N,根据以上数据,试求:(g取10N/kg)
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的质量.
解:(1)垫片的重力不计,垫片受到的压力即为垫片对地面的压力,即F=15N
根据压强公式,垫片对地面的压强
(2)已知每个方格的面积为5cm2,从图中可以数出方格的个数28个,一只脚与地面的接触面积S′=28×5×10-4m2=1.4×10-2m2根据公式F=pS可求人双脚站立时对地面的压力
F′=p′×2S′=1.5×104Pa×2×1.4×10-2m2=420N
在水平面上时,人的重力等于人对地面的压力G=F′=420N
人的质量
答:(1)垫片对地面的压强为1.5×104Pa;(2)“可疑”人的质量为42kg。
23.如图所示,某学校要建一个正面为矩形的广告墙,提供长0.2 m、宽0.1 m、厚0.05 m、密度为2.5×103 kg/m3的砖2 550块.已知水平地面能够承受的最大压强为2.45×105 Pa,且由于场地限制墙的宽度最多为5 m.
(1)求一块砖对水平地面的压力F.
(2)求一块砖对水平地面的最大压强p最大.
(3)现在要求广告墙正面的面积尽量大,应该如何砌墙,墙的最大面积为多少平方米?(忽略砖与砖之间的缝隙)
解:(1)F=G=mg=ρVg=2.5×103 kg/m3×0.2 m×0.1 m×0.05 m×9.8 N/kg=24.5 N;(2)S最小=0.1 m×0.05 m=5×10-3m2,p最大===4.9×103 Pa;
(3)由于广告墙正面为矩形,故p==ρgh,所以矩形墙高度:h===10 m,若将砖侧放或竖放砌成宽5 m、高10 m广告墙需用砖块数,n===2 500块<2 550块.S墙=5 m×10 m=50 m2.
24.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验.如图所示.
(1)实验中小明是通过观察_____来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是_______法.
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是___________.
(3)若探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应选择_______和________实验.
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图所示.他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力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). 泡沫的凹陷程度; 控制变量 (2). 受力面积相同时,压力越大压力的作用效果越明显 (3). 甲 ; 丙 (4). 没有控制压力相同
【解析】(1)将A、B两物体压在泡沫上,泡沫由于受力发生形变,所以,实验中小明可以通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是转换法;(2)由甲乙两图知道,受力面积相同,乙图中泡沫受到的压力更大,形变也大,故得出的结论是:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应控制压力大小相同,只改变受力面积大小,所以,应比较图甲丙两实验;(4)研究压力作用效果与受力面积的关系,应控制压力大小相同,根据题意知道,将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块时,受力面积变化的同时,压力大小也改变了,即没有控制压力大小相同,所以,得出结论是错误的.
25.如图所示,小刚为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关,找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图甲海绵平放在桌面上;图乙海绵上平放一本字典;图丙海绵上叠放两本字典;图丁海绵上立放一本字典;图戊一本字典平放在桌面上。
(1)通过实验图甲、图乙,可以得出:力能使物体发生______,小刚是根据______来比较压强的。
(2)通过实验图乙、图丙,可以得出:在______一定时,______越大,压强越大。
(3)通过观察图______、图______后得出:在压力一定时,受力面积越小,压强越大。
(4)设图乙中字典对海绵的压强是p乙,图戊中字典对桌面的压强是p戊,比较p乙______p戊.(选填“大于”“小于”或“等于”)
(5)本实验中用到的科学探究方法有:______和______。
【答案】(1)形变;海绵的凹陷程度;(2)受力面积;压力;(3)乙;丁;(4)大于;(5)控制变量法;转换法
【解析】(1)图甲、图乙中海绵的形状发生了变化,说明力能使物体发生形变;实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压强的大小(转换法)。(2)图丙、图丁中,受力面积相同,丙的压力更大(叠放两本字典),海绵凹陷更明显,因此得出:在受力面积一定时,压力越大,压强越大。(3)图乙、图丁中,压力相同(都是一本字典),丁的受力面积更小(竖放),海绵凹陷更明显,因此得出:在压力一定时,受力面积越小,压强越大。(4)图戊中字典平放在桌面上,桌面的硬度大于海绵,形变程度更小,但字典对桌面的压力和受力面积与图甲中对海绵的相同,根据p=F/S,压强相等,因此p戊等于p甲。(5)本实验用到的科学探究方法有控制变量法和转换法(通过海绵凹陷程度反映压强大小)。
26.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察 来反映压力的作用效果。
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制
大小相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是
_________________________。以下实例中应用该结论的有 。(选填字母)
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:
。
【答案】:(1)海绵的凹陷程度;(2)压力;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;受力面积越大,压力作用效果越不明显;ABD;(3)把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。
【解析】(1)该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这是转换法的运用。(2)将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵,这样可以控制压力相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。A.菜刀要经常磨一磨,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意;
B.书包要用宽的背带,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,符合题意;C.汽车限重,是在受力面积一定时,减小压力,减小对路面的压强,不合题意;D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意。故选ABD。
(3)要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积相同,只改变压力的大小,故他的操作步骤是:把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。
27.阅读短文,回答问题。
“天问二号”探测器的着陆压强分析
2026年,我国“天问二号”探测器抵达目标小行星并开展近距离探测,计划在小行星表面软着陆。已知探测器总质量为3.6×10³kg,着陆时采用3个对称分布的着陆腿,每个着陆腿与小行星表面接触面积为0.01m²。假设小行星表面无大气,引力加速度为地球表面的1/4(地球表面g取10N/kg),请回答下列问题:
(1)探测器在小行星表面静止时,对小行星表面的压力大小为______N;3个着陆腿的总接触面积为______m²。
(2)探测器对小行星表面的总压强为______Pa;若探测器着陆时接触面积增大,压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)下列关于压力与压强的说法,正确的是( )
A. 压力越大,压强一定越大 B. 压强是表示压力作用效果的物理量
C. 受力面积越小,压强一定越大 D. 压力的方向总是垂直向下的
(4)探测器着陆前,在小行星上空悬停时,发动机产生的推力与探测器所受引力的关系为______;悬停时,探测器对小行星表面的压力为______N。
(5)为避免探测器着陆时压坏小行星表面,可采取的措施是______(写出一种即可);若探测器减重后着陆,对小行星表面的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)9×10³;0.03(2)3×10⁵;变小(3)B(4)大小相等、方向相反(二力平衡);0(5)增大着陆腿接触面积(或减轻探测器质量);变小
【解析】(1)小行星表面引力加速度g'=1/4×10N/kg=2.5N/kg,压力F'=G'=mg'=3.6×
10³kg×2.5N/kg=9×10³N;总接触面积3×0.01m²=0.03m²。(2)总压强p'=F'/S'=9×
10³N/0.03m²=3×10⁵Pa;压力不变,接触面积增大,根据p=F/S,压强变小。(3)A、C错误,压强由压力和受力面积共同决定;B正确,压强是压力作用效果的物理量;D错误,压力方向垂直于接触面,不一定垂直向下,故选B。(4)悬停时受力平衡,发动机推力与引力大小相等、方向相反;悬停时未接触小行星表面,对表面的压力为0。(5)减小压强的方法为增大接触面积或减小压力(减重);减重后压力减小,接触面积不变,压强变小。
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1
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2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第九章压强和浮力第一节压强》精品讲义
一.学习目标
(
1.
理解压力的概念,能准确区分压力与重力;掌握影响压力作用效果的因素,理解压强的定义、公式及单位;能运用压强公式进行简单计算,了解增大和减小压强的方法。
2.
通过实验探究,经历控制变量法、转换法的应用过程,提升科学探究能力和分析归纳能力。
3.
感受压强知识在生活中的广泛应用,乐于用压强知识解释生活现象,培养物理学科核心素养。
4.
形成严谨的物理思维,学会从物理现象中提炼物理规律,提升解决实际问题的能力。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.
压力的概念及压力与重力的区别与联系:重点掌握压力的定义、方向、作用点,明确只有物体静止在水平面上时,压力大小才等于重力大小,区分两种力的性质、产生原因、方向和作用点。
2.
探究影响压力作用效果的因素:熟练运用控制变量法设计并完成实验,通过实验现象归纳出压力大小和受力面积对压力作用效果的影响,理解实验原理和操作要点。
3.
压强的概念、公式及简单计算:掌握压强的物理意义、定义式,明确公式中各物理量的含义和单位,能进行规范的压强计算,理解单位换算的重要性。
(二)难点
1.
压力大小的判断:尤其是非水平面上物体对接触面压力的分析,易与重力混淆,需通过受力分析明确压力的产生和大小计算,突破思维误区。
2.
压强概念的建立:理解用
“
单位面积上受到的压力
”
来定义压强的物理逻辑,体会比值定义法在物理概念建立中的应用,从定性分析过渡到定量计算。
3.
受力面积的确定:在实际问题中,准确判断两个物体之间的受力面积,排除无关面积干扰,结合具体情境找准受力面积的大小,避免计算错误。
4.
运用压强知识解决实际问题:将生活中的压强现象与物理规律结合,灵活运用增大、减小压强的方法分析实例,做到理论联系实际。
)
三.思维导图
四.课前预习
1.____作用在物体____上的力叫做压力,压力的方向总是____于接触面并指向被压物体,作用点在____上。
2.压力的作用效果与____和____有关。
3.在物理学中,物体所受____的大小与____之比叫做压强,压强用字母____表示。
4.压强的计算公式是____,其中F表示____,单位是____;S表示____,单位是____。
5.压强的国际单位是____,简称____,符号是____,1Pa=____N/m²。
6.增大压强的方法:____压力或____受力面积;减小压强的方法:____压力或____受力面积。
五.课堂探秘
一.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。
(a)用铁锤钉钉子 (b)运动员单脚直于平衡木上
垂直作用于物体表面的力这两个力都垂直作用于受力物体表面。我们把这种垂直作用于物体表面的力叫作压力。
(
【
知识梳理
】
1.
压力的定义
:
垂直作用在物体表面上的力,叫做压力,用字母F表示。
2.
压力属于弹力的一种,是物体之间相互接触、发生挤压形变而产生的力,只有相互接触且发生挤压的物体之间,才会存在压力。
3.
压力的三要素
(
1
)
作用点:受力物体的接触表面上,而非施力物体上。
(
2
)
方向:垂直于受力物体的接触面,并指向被压物体内部。- 水平接触面:压力方向竖直向下
①
倾斜接触面:压力方向垂直斜面向下
②
竖直接触面:压力方向水平指向接触面
(
3
)
大小:压力大小与重力无必然联系,需根据物体受力情况分析,仅在物体自由静止在水平面上,且不受其他竖直方向力时,压力大小等于物体重力大小,即F=G=mg。
3.
压力与重力的区别(核心对比)
对比项目
重力
压力
产生原因
地球的吸引
物体间相互挤压
施力物体
地球
施加挤压的物体
受力物体
物体本身
被挤压的物体
方向
总是竖直向下
垂直于接触面,指向被压物体
作用点
物体重心
受力物体接触面
大小
与重力无关,需受力分析,特殊情况等于重力
)
(
4.
压力的示意图画法
(
1
)
确定受力物体和接触面,找准作用点(接触面中点);
(
2
)
画一条带箭头的线段,箭头方向垂直于接触面指向被压物体;
(
3
)
标注力的符号F,若已知大小需标注数值。
【
知识点睛
】
(一)易错点警示
1.误区:认为压力一定等于重力。
正解:只有水平面上静止、无其他外力的物体,压力大小才等于重力;斜面上的物体、被按压在墙面/天花板上的物体,压力大小均不等于重力。
2.误区:压力方向都是竖直向下。
正解:压力方向始终垂直于接触面,接触面不同,压力方向不同。
3.误区:不接触的物体之间也有压力。
正解:压力是接触力,物体必须相互接触且挤压,才会产生压力。
(二)命题方向
1.考查压力的定义、三要素,常以选择题、填空题形式出现;
2.区分压力与重力,判断不同接触面下压力的大小和方向,是高频考点;
3.绘制压力的示意图,属于基础作图题,需掌握规范画法。
(三)学习技巧
1.判断压力方向:先找接触面,再画接触面的垂线,垂线指向被压物体即为压力方向;
2.分析压力大小:结合物体受力平衡,不要直接用重力代替压力;
3.作图牢记:作用点在接触面,方向垂直接触面,标注符号F。
)
例1.2026年4月17日,我国长征四号丙运载火箭搭载高精度温室气体综合探测卫星发射升空。卫星入轨后,需携带大气探测激光雷达等载荷开展全球观测 。下列关于卫星所受压力的说法,正确的是( )
A. 卫星在太空中不受压力作用
B. 卫星受到的压力是由于地球引力产生的
C. 卫星受到的压力方向竖直向下
D. 卫星对火箭的压力与火箭对卫星的支持力是一对平衡力
例2.图中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
例3.2026年2月,美国将ChatGPT集成至军用GenAI.mil平台,推动AI军事应用实战化。某军用服务器放置在水平平台上,下列关于服务器所受压力与重力的说法,正确的是( )
A. 服务器对平台的压力就是服务器的重力
B. 服务器的重力与平台对服务器的支持力是一对平衡力
C. 服务器的重力越大,对平台的压力一定越大
D. 服务器对平台的压力与平台对服务器的支持力是一对平衡力
二.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9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?
(一)探究影响压力作用效果的因素
【体验与猜想】
如图所示,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。
这两个实验都验证了:当压力相同时,受力面积越小,压强越大,形变越明显;当受力面积相同时,压力越大,压强越大,形变越明显。
【实验与验证】
现有如下的器材: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。
你选用了哪些器材?请说出你的实验过程与结论。
方案一:用海绵、装有适量水的矿泉水瓶(最简便)
1.选用器材:海绵、装有适量水的矿泉水瓶
2. 实验过程
(1)探究受力面积对压力作用效果的影响(控制压力不变)
①把矿泉水瓶正放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
② 再把矿泉水瓶倒放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
现象:倒放时海绵凹陷更深。
(2)探究压力大小对压力作用效果的影响(控制受力面积不变)
①把装满水的矿泉水瓶正放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
②逐渐减少瓶内的水量,观察海绵的凹陷程度。
现象:装满水时海绵凹陷最深。
(3)实验结论
①压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
②受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
方案二:用装有沙子的容器、用钉子做腿的小桌、砝码(课本经典方案)
1.选用器材:装有沙子的容器、用钉子做腿的小桌、木板(或砝码,本题用矿泉水瓶替代砝码也可)
2.实验过程
(1)探究受力面积的影响(控制压力不变)
①把小桌腿朝下放在沙子上,观察沙子的凹陷程度;
②把小桌桌面朝下放在沙子上,观察沙子的凹陷程度。
现象:腿朝下时沙子凹陷更深。
(2)探究压力大小的影响(控制受力面积不变)
①把小桌腿朝下放在沙子上,观察沙子的凹陷程度;
②在小桌上放矿泉水瓶(增加压力),再观察沙子的凹陷程度。
现象:放矿泉水瓶后沙子凹陷更深。
(3)实验结论和方案一完全一致:
①压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
②受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
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。
(二)压强
1.定义:物理学中,把物体所受的压力与受力面积之比叫作压强(pressure)。用来表示压力的作用效果。符号:p 。
2.公式:p = ,单位:帕斯卡,简称帕,符号 Pa.
1Pa= 1N/m2 ;帕是一个很小的单位。一杯水放在桌面上,对桌面的压强约为1000Pa。
3、对压强的理解
(1)压力与重力不同- 压力:垂直作用在物体表面上的力,只有水平面上自由放置的物体,压力大小才等于重力:F = G
(2)压强由两个因素共同决定:压力F越大,压强越大;受力面积S越小,压强越大。
(3)关键词:受力面积:指实际接触并挤压的面积,不是物体总面积。
(三)压强的简单计算
例题 一辆坦克质量为51t,每条履带与地面的接触面积为3.4m2。求该坦克对水平地面的压强(g取10N/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3.4m2的两倍。
解答 坦克对地面的压力F=G=mg= 5.1×103kg×10 N/kg=5.1x105N
由p=可得,坦克对地面的压强p==7.5×104Pa
简单计算步骤
1. 确定压力F :水平面上:F = G = mg
2. 统一单位:力:牛(N); 面积:平方米( m2 )
3. 代入公式 p =计算.
(四)估测人站立时对地面的压强
【猜一猜】同组同学中,哪位同学站立时对地面的压强最大?
根据压强公式 p =,人站立时对地面的压力 F = G = mg ,压强由压力和受力面积共同决定。同组同学中,体重越大、鞋底面积越小的同学,站立时对地面的压强越大。
【想一想】
(1).如何洲量人站主时叶地面的压力?
人站立时对地面的压力等于自身的重力( F = G ),因此可以用**体重秤(磅秤)**测量出人的质量m,再根据公式G = mg计算出重力,即得到对地面的压力F = mg 。
(2).如何估测鞋与地面竹接融面叔?
①方格法:让同学鞋底踩在印泥/白纸上,留下完整的鞋印;将鞋印放在画有边长为1cm小方格的坐标纸上,数出鞋印覆盖的完整方格数,对于超过半格的按1格算、不足半格的舍去,计算出一只鞋的面积S1 ;人站立时双脚着地,总接触面积S = 2S1 。
②近似法:将鞋底近似看作长方形,用刻度尺测量鞋底的长度 a 和宽度 b ,用 S_1 = ab 估算单只鞋面积,再乘以2得到双脚接触面积。
【做一做】
测量自己身体的质量、鞋印的面机,记录在下表中,并计算压强。
1、实验原理:人站立时对地面的压力等于自身重力:F = G = mg 压强公式:p ==( S 为双脚与地面的总接触面积)
2、实验记录表格(示例)
物理量
数值
单位
人的质量
50
kg
一只鞋印的面积
200
cm2
双脚总接触面积
400
cm2
对地面的压力
500
N
对地面的压强
1.25×104
Pa
3.步骤
(1)测质量:用体重秤测出自己的质量m(单位:kg)。
(2)算压力:根据 F = G = mg (g 取10N/kg或9.8N/kg),计算对地面的压力F 。
(3)测鞋印面积:用方格法/刻度尺法测出一只鞋印的面积 S1 ,双脚站立时总接触面积 S = 2S1 (注意单位换算:1cm2= 10-4m2)。
(4)算压强:代入公式 p=,计算出压强(单位:Pa)。
(五)增大和减小压强的方法
在日常生活和生产中,有时需要增大压强,有时雷要诚小压强。观察下图,说明哪些是为了增大压强,哪些是为了减小压强。各采用了什么力法?
载重汽年的轮子很多 压路机的碾子质量很大 冰刀的刃很薄 飞標的头部很尖
【总结】:
(1)增大压强:压路机的碾子、冰刀的刃、飞镖的头部;
方法:分别是增大压力、减小受力面积、减小受力面积。
(2)减小压强:载重汽车的轮子;
方法:增大受力面积。
(
【
知识梳理
】
1. 压强的
概念
(1)
定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
(2)
物理意义:表示压力作用效果的强弱。
(3)
公式:p=
符号意义:p
——
压强,单位帕斯卡(Pa)
F
——
压力,单位牛顿(N)
S
——
受力面积,单位平方米(m
²
)
单位换算:1Pa=1N/m
2
2. 影响压强大小的因素
由 p=
可知:
(1)
受力面积 S 一定时,压力越大,压强越大;
(2)
压力 F 一定时,受力面积越小,压强越大。
3. 增大压强的方法
(1)
增大压力
(2)
减小受力面积
(3)
同时增大压力、减小受力面积
常见实例:刀刃磨薄、钉子尖端很尖、啄木鸟的喙尖锐、压路机碾子很重、冰刀很薄。
4. 减小压强的方法
(1)
减小压力
(2)
增大受力面积
(3)
同时减小压力、增大受力面积
常见实例:书包带做得宽、载重汽车多轮子、铁轨铺枕木、滑雪板宽大、骆驼脚掌宽大。
5. 压强计算的基本思路
(1)
先确定压力 F:水平面上 F=G=mg
(2)
再找准受力面积 S:两物体相互接触并挤压的面积
(3)
统一单位后代入公式 p=
计算
【
知识点睛
】
1.压强是描述压力作用效果的物理量,只与压力大小和受力面积有关,与物体体积、重力大小无直接关系。
2.受力面积不是底面积,是实际接触并挤压的面积,单位必须用平方米。
3.水平放置的柱形固体(均匀正方体、长方体、圆柱体):p=
ρ
gh可用于快速比较或计算压强。
4.生活中增大/减小压强的实例判断,是必考题型,抓住
“
压力
”
和
“
受力面积
”
两个变量即可。
5.计算时注意:- 多脚、多轮物体,受力面积要乘以个数;结果很小的压强常用帕,较大的可用千帕(kPa)。
)例1.探究压力的作用效果与压力的关系时,保持受力面积不变。采用的方法是( )
A. 类比法 B. 理想实验法 C. 控制变量法D. 等效替代法
例2.把装满水的矿泉水瓶从正立变为倒立下列物理量大小改变的是( )
A. 桌面的受力面积大小 B. 矿泉水瓶的重力大小
C. 矿泉水瓶对桌面的压力大小 D. 矿泉水瓶对桌面的压强大小
例3. 一个装满书的箱子,用图示三种不同方式提起并保持静止。甲图中绳子对手的拉力为F甲,乙图中绳子对手的拉力为F乙。以下说法正确的是( )
A. F甲>F乙
B. F甲<F乙
C. 比较乙、丙两图,乙图中绳子对手的勒痕更深一些
D. 比较乙、丙两图,丙图中绳子对手的勒痕更深一些
例4.如图所示是北京冬奥会中国女子冰壶比赛时的情景。冰壶由花岗岩凿磨而由花岗岩凿磨而成,质量为20kg,体积为,停在冰面上时冰壶与冰面的接触面积为0.02m2。某次比赛中,投掷手将冰壶推出,冰壶在12s内向前滑行了18m。求:
(1)冰壶在滑行过程中的平均速度;
(2)冰壶的密度;
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压强。
例5.平江石牛寨地质公园中玻璃桥使用的特种玻璃,具备极强的耐压耐磨抗冲击的特性。现有一块该特种玻璃,质量为25kg,体积为0.01m³,求:
(1)这块玻璃所受的重力;
(2)这块玻璃的密度;
(3)一名质量为60kg的游客静止站立在桥上,与桥面总接触面积为0.04m2,此游客对桥面的压强大小。
六.基础过关
(一).选择题
1.随着环保意识的增强,新能源汽车越来越普及。某款新能源汽车在水平公路上行驶,下列关于压力的说法错误的是( )
A. 汽车对地面的压力是由于汽车轮胎与地面相互挤压产生的
B. 汽车对地面压力的方向与汽车受到的重力方向相同
C. 汽车加速行驶时,对地面压力大小不变
D. 汽车静止在水平地面时,地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力是一对平衡力
2.2026年中国科学家攻克二维硒化铟晶圆制造难题,其晶体管需减小接触面积实现高效导电,这利用的物理原理是( )
A. 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B. 受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
C. 压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越明显
D. 受力面积一定时,压力越小,压力作用效果越明显
3. 图中所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等;
②图甲中小桌对海绵压力的作用效果比图乙中的明显;
③甲、乙两次实验,说明压力作用效果跟压力的大小有关;
④为了完成整个实验,可以将图乙中的砝码取下来,并将看到的实验现象和图甲中的对比.
A.①② B.①②④ C.①③④ D.②③④
5.如图所示的是“金刚葫芦娃”动画中的四个情境,对地面压强最大的是( )
A. B. C. D.
6.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较图下列说法错误的是( )
A.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
B.由图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.本实验用到了控制变量法
D.由图可知压力的作用效果与压力的大小有关
7.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图所示),在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在板A移动过程中,A对桌面的压力、压强及A所受摩擦力分别怎样变化?( )
A.不变、变大、变大 B.变小、变大、不变
C.不变、变大、变小 D.不变、变大、不变
8.在城市地下综合管廊的建设过程中,施工团队使用不同规格的压路机对地基进行压实。下列说法正确的是( )
A. 压路机的质量越大,对地基的压力作用效果越弱
B. 相同质量的压路机,轮子越宽,对地基的压强越大
C. 为增强压实效果,应增大压路机与地基的接触面积
D. 保持压力不变,减小压路机轮子的接触面积可增大压强
9.小明将一本质量为 0.3kg 的物理课本平放在水平课桌面上,课本与桌面的接触面积为 500cm2,则课本对桌面的压强为( )
A. 6Pa B. 30Pa C. 60Pa D. 300Pa
10. 如图所示,甲、乙两个质量相等的均匀实心正方体放在水平地面上,已知铜的密度大于铁的密度,可能使甲和乙对地面的压强相等的方法是 ( )
A. 将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
B. 将体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
C. 沿水平方向分别截去质量相等的部分
D. 沿水平方向分别截去体积相等的部分
11. 如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8∶1 B. 4∶3 C. 1∶2 D. 4∶1
12. 如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强Pa=Pb,圆柱体密度分别为和对地而的压力分别为Fa和Fb。则下列说法正确的是( )
A. ,Fa=Fb B. ,Fa=3Fb C. , D. ,Fa=3Fb
(二).填空题
13.小丽坐在课桌前学习,课桌对地面的压力等于课桌的______,若将课桌的一本书拿起,课桌对地面的压力______,受力面积不变时,压力的作用效果______(选填“增强”或“减弱”)。
14.2025年国产大飞机C919完成首次环球飞行,其起落架的轮子数量较多且轮胎宽大,这是为了______受力面积,______对跑道的压强,从而______压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
15.如图所示,墨水瓶放在桌面上,画出墨水瓶受到的重力和墨水瓶对桌面的压力的示意图.其中重力的施力物体是________,受力物体是________;压力的施力物体是________.
16.如图所示,重为25 N的物体A静止在粗糙的水平桌面上,水平桌面受到的压力是由于物体A的________(选填“重力”或“形变”)而产生的;用大小为10 N的力水平向右拉动物体,物体以1 m/s的速度向右做匀速直线运动,要使物体在同一水平面上以3 m/s的速度做匀速直线运动,则应施加的水平拉力________(选填“大于”“等于”或“小于”)10 N。当物体一端露出桌面的到另一端离开桌面过程中,桌面受到的压力________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
17.一头质量为6000kg大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为___________N,它四只脚着地时对地面的压强为___________Pa.若大象抬起一条腿,它对地面的压强__________(选填“变大”“变小”或“不变”).(g取10N/kg)
18.如图所示,祝融号底部装有6个宽大的轮子其目的是为了在火星上行驶时,可以_______。已知火星的重力比例系数比地球小,由此可知祝融号在火星水平地面上行驶对水平地面的压强_______在地球上行驶时对水平地面的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。据介绍如果火星车的某个轮子损坏,可以将该轮子提起,从而用剩下五个轮子在火星上行驶,这样其对火星地面的压强将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19.如图是一种滑轮鞋的示意图,其中的滚动轴承是利用滚动带替滑动的方法,来减小滚轮与转轴之间的_____,滑轮鞋的内靴是用又厚又软的材料制成的,这样能增大脚与鞋之间的受力面积,从而减小_______,使脚在鞋内感觉更舒适;在旱冰场上,穿着滑轮鞋的人用力向前推场地周围的栏杆,人会向后运动,这说明物体间力的作用是_______。
20.如图物块底面积是10cm2,重为10N,被竖直向上的力F顶在天花板上,天花板的面积是12m2.若F=30N,则物块对天花板的压力是__________N,压强是________Pa;若F=10N,压强是_______________Pa.
(三).解答题
21.作图题
(1)一物体所受的重力是100N,将它放在水平地面上时,画出它对地面的压力的示意图;
(2)如图所示是手将图钉按入墙壁的情景,请画出手对图钉压力的示意图。
22. 在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,肆意超载,带来极大的危害.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内.有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.求:
(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?
(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10N/kg)
23、如图中的A、B是两只用同种材料制成的容积都是1.5×10-2m3、质量都是1kg的桶.(g取10N/kg)
(1)在搞卫生时,你会选用哪只桶来提水,请说明理由;
(2)一桶水的重力G水是多少?
(3)如图所示提水时,如果提手与手的接触面积为1×10-3m2,则手受到的压强是多大
24. 某学习小组对“影响压力作用效果的因素”进行了探究,他们采取了如下的方法:甲图把小桌放在海绵上;乙图在小桌上放一个砝码;丙图把小桌翻过来,桌面朝下并在它上面放一个砝码。通过海绵被压下的深浅显示压力作用效果。
(1)比较______两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)此实验______(选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵,原因是__________;
(3)此实验中运用到的主要科学方法是____________。(写出一种)
25.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端的变化,小欣同学可得出结论:受力面积相同时,___________。
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成___________宽度的两段,两包装带下方挂___________数量的钩码。 (均选填“相同”或“不同”)
(3)实验过程中,小欣同学是通过观察橡皮泥___________来比较压力作用效果的,物理学中,我们用___________来表示压力的作用效果。
(4)橡皮泥被压后会留下凹痕,说明力的作用效果可以使物体发生___________。
26.在繁忙的校园生活中,压力与压强知识无处不在。请完成以下题目:
(1)小欣在体育课上进行立定跳远测试,她体重500N,双脚与地面接触面积约为400cm²,当她双脚站立在沙坑前等待测试时,对水平地面的压强为( )
A. 1.25×10³Pa B. 1.25×10⁴Pa C. 2.5×10³Pa D. 2.5×10⁴Pa
(2)课间,小明将装满水的矿泉水瓶(瓶盖拧紧)平放在水平桌面上,然后倒过来放置。对比正放和倒放两种情况,下列说法正确的是( )
A. 对桌面压力不变,压强不变 B. 对桌面压力变小,压强变大
C. 对桌面压力不变,压强变大 D. 对桌面压力变大,压强变小
(3)物理实验课上,小华用手指同时按压铅笔两端,发现与笔尖接触的手指更疼,这是因为在压力相同时,______越小,压强越大。若铅笔质量为5g,笔尖面积约为0.5mm²,笔尾面积约为5mm²,手指受到笔尖的压强约为______Pa(g取10N/kg,结果保留一位小数 )。
(4)学校食堂的餐桌表面是边长为1m的正方形,当4名同学同时将质量均为1.5kg的餐盘放在餐桌上时(忽略餐盘底面积差异),餐盘对餐桌的压力是______N,若要使餐盘对餐桌的压强增大一倍,可以采取的方法是______(写出一种即可) 。
27.阅读短文,回答问题。
C919国产大飞机的“地面压强”挑战
2026年4月,国产大飞机C919批量交付加速,某机场为保障C919-ER延程型客机起降,新建专用停机坪。已知该型客机满载时总质量为7.8×10⁴kg,与停机坪接触的4个主起落架总接触面积为0.2m²(不考虑其他接触面积)。请结合所学知识回答下列问题(g取10N/kg):
(1)客机满载静止在停机坪上时,对停机坪的压力大小为______N;若某主起落架接触面积为0.04m²,该起落架对地面的压力为______N(保留两位小数)。
(2)客机满载时对停机坪的总压强为______Pa;为减小停机坪所受压强,可采取的措施是______(写出一种即可)。
(3)下列情景中,改变压强的方法与客机减小停机坪压强原理相同的是( )
A. 压路机安装宽大的碾轮
B. 啄木鸟的喙尖而细
C. 滑雪者穿上宽大的滑雪板
D. 注射器的针头做得很尖
(4)客机滑行准备起飞时,与停机坪的接触面积逐渐减小,此时客机对停机坪的压强将______(选填“增大”“减小”或“不变”);若某时刻单个起落架压强突然增大,可能的原因是______(写出一种即可)。
(5)机场维修人员检修起落架时,将客机缓慢顶起,使起落架离开停机坪。顶起过程中,客机对停机坪的压力______(选填“变大”“变小”或“不变”),压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
七.知识清单
1.垂直作用在物体______上的力叫做压力,压力的方向总是______于被压物体表面并指向被压物体。
2.压力的作用效果与压力的______和______有关。
3.在探究压力作用效果的影响因素时,主要用到的科学探究方法是控制变量法和______法。
4.物体所受______与______之比叫做压强,压强是表示压力______的物理量。
5.压强的计算公式是______,其中压力用符号______表示,受力面积用符号______表示。
6.在国际单位制中,压强的单位是______,简称______,符号是______。
7.1Pa的物理意义是:面积上受到的压力是。
8.受力面积一定时,______越大,压强越大;压力一定时,______越小,压强越大。
9.增大压强的方法:在压力一定时,______受力面积;在受力面积一定时,______压力。
10.减小压强的方法:在压力一定时,______受力面积;在受力面积一定时,______压力。
11.只有当物体自由静止在______表面上时,物体对支持面的压力大小才等于物体的重力大小。
12.利用压强公式进行计算时,受力面积的单位必须换算为______。
13.刀刃磨得很薄是通过______受力面积来______压强。
14.载重汽车装有很多轮子是通过______受力面积来______压强。
15.压强公式变形可得求压力的公式:______,求受力面积的公式:______。
八.强化提优
(一)选择题
1.2024年,嫦娥六号成功完成月球背面采样返回任务,引发全球关注。在嫦娥六号探测器着陆月球表面时,以下关于压力的分析正确的是( )
A. 探测器对月球表面的压力就是它的重力
B. 探测器对月球表面的压力方向是竖直向下
C. 若探测器与月球表面接触面积不变,其携带的月壤越多,对月球表面压力越大
D. 探测器对月球表面压力的作用效果只与压力大小有关
2.关于压力和压强,下列说法正确的是: ( )
A. 压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的;
B. 压力的数值总是等于物体重力的数值,但不是物体的重力;
C. 当受力面积一定时,压力越大,说明支撑面受到的压强越大;
D. 物体对支撑面的压力越大,压强也越大,因为压强是反映压力效果的.
3.如图所示,左手平压气球,右手指顶住气球,气球静止。左手掌对气球的压力为F1,右手指对气球的压力为F2,左手掌对气球的压强为p1,右手指对气球的压强为p2,则下列判断正确的是( )
A.右手指对气球的压力大于左手掌对气球的压力
B.右手指对气球的压力小于左手掌对气球的压力
C.右手指对气球的压强大于左手掌对气球的压强
D.右手指对气球的压强等于左手掌对气球的压强
4. 两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上,取两个相同的物块分别置于海绵上,如图下列关于甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小及海绵下陷深度h甲、h乙的比较,正确的是( )
A F甲=F乙, h甲>h乙 B. F甲=F乙, h甲=h乙
C. F甲<F乙, h甲=h乙 D. F甲>F乙, h甲>h乙
5. 为了探究压力的作用效果跟哪些因素有关,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装有沙的容器等供同学们选择.同学所选的四组器材中,不能达到探究目的是( )
A. ①③⑥ B. ②⑤ C. ②③④ D. ④⑤
6.考试时,钢笔的笔尖做得很细,便于书写,这是利用了( )的原理
A. 增大受力面积,增大压强 B. 增大受力面积,减小压强
C. 减小受力面积,增大压强 D. 减小受力面积,减小压强
7、物理就在我们身边,自行车的设计者运用了很多物理知识,下列说法中错误的是( )
A.螺母下面垫一个垫圈,是为了增大压强
B.车轴上装有滚动轴承是为了减小摩擦
C.车轮的外胎做有凹凸花纹是为了增大摩擦
D.尾灯可以将从不同方向射向它的光反射,让后面的人看到
8. 如图所示,,一匀质木块放在水平桌面上,若将它沿竖直虚线截去右边一部分,则剩下左边部分对桌面压力和压强说法正确的是( )
A. 压力变小,压强不变 B. 压力变小,压强变小
C. 压力变小,压强增大 D. 压力不变,压强不变
9. 如图,在水平桌面上竖立着三个柱状物甲、乙、丙,它们的高度均为h,均为实心匀质,甲、乙、丙的底面分别是半径为R的圆面、边长为a的正方形、半径为r的圆面.已知:2R>a>2r,它们对桌面的压强P甲=P乙=P丙,则甲、乙、丙材料的密度比较,正确的是( )
A. ρ甲>ρ乙>ρ丙 B. ρ甲=ρ乙>ρ丙 C. ρ甲<ρ乙<ρ丙 D. ρ甲=ρ乙=ρ丙
10. 如图所示,A、B两个同样材料制成的正方体,边长之比为1∶2,将A叠放在B上后再放在水平桌面中央,则A对B的压强与B对桌面的压强之比为 ( )
A. 4∶9 B. 1∶2 C. 1∶8 D. 1∶4
11. 如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现将甲沿竖直虚线切去一半,乙沿水平虚线切去一半,若此时甲、乙的剩余部分对地面的压强相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙、和压力F甲、F乙的关系是( )
A. p甲<p乙,F甲>F乙 B. p甲<p乙,F甲<F乙 C. p甲>p乙,F甲>F乙 D. p甲>p乙,F甲<F乙
12. 三块形状和材料完全相同的长方体金属块a、b、c叠放在水平地面上,如图所示,金属块三条棱长之比为1:2:4,设a、b间的压力为Fa ,压强为pa ;b、c间的压力为Fb ,压强为Fb ;c与地面间的压力为Fc ,压强为pc ,下列说法中正确的是( )
A. Fa =Fb =Fc ;pa =pb =pc B. Fa <Fb <Fc ;pa >pb >pc
C. Fa <Fb <Fc;pa =pb >pc D. Fa <Fb <Fc ;pa <pb <pc
(二)填空题
13.如图所示,A、B、C三图中是同一物体在三种不同情况下静止时的情形,其中物体对支持面压力大小等于重力的是图 B
,物体对支持面压力大小小于重力的是图 C
,物体对支持面压力大小与重力无关的是图 A
,由此可知,压力有时和重力是无关的。
14.小明用30N的水平力将课本压在竖直墙壁上,课本静止时,对墙壁的压力大小______30N,压力方向______于墙壁表面,该压力与课本重力的方向______(选填“相同”或“相反”)。
15.质量为2.5 kg的物体静止在水平地面上,如图甲所示,物体对水平地面的压力是________N。若此物体被200 N竖直向下的力压在水平地面上静止,如图乙所示,此时物体对地面的压力为________N。若此物体被200 N的水平压力压在竖直墙上静止,如图丙所示,此时物体对墙的压力是________N。(g取10 N/kg)
16.古诗“磨刀不误砍柴工”蕴含物理知识:磨刀时减小了刀刃的______,在砍柴施加的______一定时,______了压力的作用效果(选填“增强”或“减弱”)。
17. 一块长方形砖以平放或竖放两种不同的放置方法,放在水平地面上都静止不动,则它对地面施加的压力大小________,地面受到的压强______.(前两空均选填“相同”或“不同”)若平放时地面受到的压强为1 500帕,它表示的意思是____________________.
18.一头质量为5×103kg的大象站在水平地面上时留下的脚印如图所示,假设大象每个脚印的面积相等,图中每个小方格的面积为25cm2(数方格数时,不足一格的按半格计)。大象的重力是 N,它四脚站立时对地面压强是 Pa;若大象抬起一条腿,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),g取10N/kg。
19. 如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为4×10-2m2,质量为16 kg,乙的体积为1×10-3 m3.(g取10 N/kg),甲对地面的压强p=______.若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为p1,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为p2,已知p2=4p1.乙的密度为____________.当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V,则求甲、乙对地面压强变化量Δp甲与Δp乙的比值为____________..
20. 如图所示,两个正方体铁块,边长之比为3∶1,若如图甲所示放置,则B受到A的压力与水平地面受的压力之比为______,压强之比为______。若如图乙所示放置,则A受B的压力与水平地面受到的压强之比为______。
(三)解答题
21、作图题
(1).画出图中物体对支持面的压力示意图。
(2).作出斜面上的物体对斜面的压力的示意图.
22.“业余侦探”小明发现两个并拢的“可疑”鞋底印,为了估测那个人的体重,小明在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓,如图所示,图中每个小方格的面积是5cm2,测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的,两个算一个完整格。为了测量压强,他在鞋印旁边的地面上用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是15N,根据以上数据,试求:(g取10N/kg)
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的质量.
23.如图所示,某学校要建一个正面为矩形的广告墙,提供长0.2 m、宽0.1 m、厚0.05 m、密度为2.5×103 kg/m3的砖2 550块.已知水平地面能够承受的最大压强为2.45×105 Pa,且由于场地限制墙的宽度最多为5 m.
(1)求一块砖对水平地面的压力F.
(2)求一块砖对水平地面的最大压强p最大.
(3)现在要求广告墙正面的面积尽量大,应该如何砌墙,墙的最大面积为多少平方米?(忽略砖与砖之间的缝隙)
24.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验.如图所示.
(1)实验中小明是通过观察_____来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是_______法.
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是___________.
(3)若探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应选择_______和________实验.
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图所示.他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力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_____.
25.如图所示,小刚为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关,找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图甲海绵平放在桌面上;图乙海绵上平放一本字典;图丙海绵上叠放两本字典;图丁海绵上立放一本字典;图戊一本字典平放在桌面上。
(1)通过实验图甲、图乙,可以得出:力能使物体发生______,小刚是根据______来比较压强的。
(2)通过实验图乙、图丙,可以得出:在______一定时,______越大,压强越大。
(3)通过观察图______、图______后得出:在压力一定时,受力面积越小,压强越大。
(4)设图乙中字典对海绵的压强是p乙,图戊中字典对桌面的压强是p戊,比较p乙______p戊.(选填“大于”“小于”或“等于”)
(5)本实验中用到的科学探究方法有:______和______。
26.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察 来反映压力的作用效果。
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制
大小相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是
_________________________。以下实例中应用该结论的有 。(选填字母)
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:
。
27.阅读短文,回答问题。
“天问二号”探测器的着陆压强分析
2026年,我国“天问二号”探测器抵达目标小行星并开展近距离探测,计划在小行星表面软着陆。已知探测器总质量为3.6×10³kg,着陆时采用3个对称分布的着陆腿,每个着陆腿与小行星表面接触面积为0.01m²。假设小行星表面无大气,引力加速度为地球表面的1/4(地球表面g取10N/kg),请回答下列问题:
(1)探测器在小行星表面静止时,对小行星表面的压力大小为______N;3个着陆腿的总接触面积为______m²。
(2)探测器对小行星表面的总压强为______Pa;若探测器着陆时接触面积增大,压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)下列关于压力与压强的说法,正确的是( )
A. 压力越大,压强一定越大 B. 压强是表示压力作用效果的物理量
C. 受力面积越小,压强一定越大 D. 压力的方向总是垂直向下的
(4)探测器着陆前,在小行星上空悬停时,发动机产生的推力与探测器所受引力的关系为______;悬停时,探测器对小行星表面的压力为______N。
(5)为避免探测器着陆时压坏小行星表面,可采取的措施是______(写出一种即可);若探测器减重后着陆,对小行星表面的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
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