8.1 压力的作用效果 (举一反三·讲义)物理新教材沪科版八年级全一册
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内容正文:
8.1 压力的作用效果
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+4个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
只要我们留意,就能发现不少有趣的现象。人在雪地行走,脚容易陷入积雪中,若有了宽宽长长的滑雪板,滑雪运动员不仅不会陷进雪里,还能在雪地上滑行。 你能说说这是为什么吗?本节将学习与压强有关的内容。
知识归纳
【知识点1 研究压力的作用效果】
1.压力的概念
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
(2)方向:总是垂直于被压物体表面,并指向被压物体。
(3)作用点:在被压物体的受力面上,可等效在接触面的中心。
(4)压力的大小:物体受重力作用,可能对接触面产生压力,但压力大小不一定等于物体的重力。压力与重力是两种不同性质的力,所以压力不是重力,只有当物体自由放置在水平地面时,F=G。
杯子对水平桌面的压力为F,杯子重力为G.为什么F=G?
证明推理一下:杯子处于静止状态,受到平衡力,杯子的重力G与桌面对杯子的支持力F1都作用在杯子上,是一对平衡力,所以F1=G
杯子对桌面的压力F与桌面对杯子的支持力F1是一对相互作用力,
所以F1=F
从而能够得出F=G
表明杯子对水平桌面的压力等于杯子重力。
对于其它常见的情况,物体对接触面的压力不等于物体本身的重力参考下图分析解决。
(5)压力与重力区别和联系(见表格)
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而引起的,物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
2. 受力面积的概念
受力面积是指两个物体互相挤压时受到压力的实际面积,即力作用在物体上的作用面积,或是物体与物体间的接触面积。
如图甲所示,在研究物体B对A的压力产生的效果时,物体A的受力面积是指物体B与物体A接触的面积。不是指物体B的底面积。如图乙所示,在研究物体对水平面的压力产生的效果时,水平面的受力面积是指物体与水平面接触的面积。这种情况水平面的受力面积等于物体的底面积。
甲 乙
3. 研究压力的作用效果
压力的作用效果可能与压力的大小、受力面积有关
研究什么?
探究压力的作用效果与压力的大小是否有关
探究压力的作用效果与受力面积是否有关
改变什么?
压力的大小
受力面积的大小
控制什么?
受力面积
压力的大小
怎么
改、控、测?
实验装置图
(1)把一块砖放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
(2)把两块砖放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
(1)把一块砖正面朝上放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
(2)把同样的一块砖立起来放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
怎么分析?
若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压力
的作用效果与压力的大小有关
若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压力的作用效果与受力面积有关
由(a)(b)实验表明:压力的作用效果与压力的大小有关. 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显.
由(a)(c)实验表明:压力的作用效果与受力面积有关. 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
由大量实验可知: 当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【例1】(2025陕西改编)如图所示,质量为1.8kg的书本,静止放置在水平桌面上。(g取10 N/kg)
(1)书本的重力是多少;
(2)静止在水平桌面上的书本对桌面的压力是多少?
【答案】(1)18N (2)18N
【解析】(1)书本重力是
(2静止在水平桌面上的书本对桌面的压力F等于书本的重力G,所以F=G=18N
【变式1-1】如图所示,物体A静止于粗糙斜面B上,请你作出物体A对斜面B的压力F的示意图。
【变式1-2】如图中物体A正沿粗糙斜面下滑,作出它受到的摩擦力f和它对斜面的压力F的示意图。
【变式1-3】工人师傅想把一台机器放到水平工作台面上修理。为防止工作台面被压坏,他在台面上放了一块垫板,如图所示。已知机器质量为90kg,底面积为300cm2;垫板质量为3kg,底面积为600cm2;工作台面面积为1.2 m2。求垫板和工作台面各自所受压力的大小。(g 取 10 N/kg)
【例2】小明同学在家用常见物体进行“探究压力作用效果影响因素”的实验,所用的水瓶均相同,操作步骤的简易示意图如图所示(A、B、E、F中水瓶装满水,C、D中水瓶未装满水)。
(1)步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)通过步骤A、B,说明压力的作用效果与 大小有关;
(3)通过步骤B、C、D,说明压力的作用效果与 大小有关;
(4)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时对海绵压力的作用效果与步骤 中的一样;
(5)步骤A中水瓶对海绵的压强pA和步骤F中水瓶对砖块的压强pF的大小关系为pA pF。(选填“>”“<”“=”)
【答案】(1)凹陷程度 (2)受力面积 (3)压力 (4)A (5)=
【解析】(1)根据转换法,步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)比较步骤A、B,只有受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积大小有关。
(3)比较步骤B、C、D,只有压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与压力大小有关。
(4)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时压力变为原来一个水瓶压力的2倍,受力面积也变为原来一个水瓶受力面积的2倍。根据压强公式,压力和受力面积同时扩大相同的倍数,压强不变,即对海绵压力的作用效果不变,与步骤A中的一样。
(5)比较A、F,水瓶对海绵的压力和水瓶对砖块的压力大小相同,受力面积相同,根据压强公式可知步骤A中水瓶对海绵的压强和步骤F中水瓶对砖块的压强大小相同,即。
【变式2-1】在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。下列有关说法错误的是( )
A.在三次实验中,用海绵被压下的深浅来显示小桌对海绵的压力作用效果,该实验方法叫控制变量法
B.对比甲、乙两图可得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比
D.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,就是直接利用甲、乙两图的实验结论
【变式2-2】在“探究影响压力作用效果的因素”中,实验现象如图所示
(1)过过观察海绵的______来比较压力作用的效果;
(2)通过比较______两次实验,可知受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越______(选填“明显”或“不明显”);
(3)通过比较______两次实验,可知压力作用的效果跟受力面积有关;这种研究问题的方法是______法。
【变式2-3】小红想探究压力的作用效果到底与哪些因素有关,她做出了如下猜想:
猜想一:可能与压力大小有关。
猜想二:可能与受力面积的大小有关;为验证上述猜想,小红利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察______来比较压力的作用效果;
(2)为了验证猜想一,应比较______两图的实验,可得出结论:受力面积相同时,压力______(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;
(3)下列实例中,直接应用该结论的是______(填字母);
A.图钉的一端做得很尖
B.交通管理部门规定,严禁货车超载
C.书包要用宽的背带
D.菜刀要经常磨一磨
(4)若将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图乙中海绵受到的压强p乙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p乙________(选填“>”“<”或“=”)p丁;
(5)小红对比丙、丁两图的实验,得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显。请你分析造成前后两个结论不一致的原因是______。
【知识点2 压强的计算 】
1. 压强的定义
由“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验可知,压力的作用效果不仅与压力大小有关,还与受力面积有关。为了描述压力的作用效果,人们引入了压强的概念。 物理学中,把物体所受的压力大小与受力面积之比叫做压强(pressure)。 这种定义物理量的方法叫做比值定义法。
2. 压强的计算公式
3.压强的物理意义
压强在数值上等于物体单位面积所受的压力。
4.压强的单位
压强的单位由力的单位和面积的单位组成,写作“牛 / 米2 (N/m2 )”,称为帕斯卡,简称帕,用符号Pa 表示。1 Pa=1N/m2
1Pa的压强很小,一颗西瓜籽平放在手上,对手的压强约20Pa。常用的压强单位还有百帕(hPa)、千帕(kPa)、兆帕(MPa)。
【方法总结】对压强公式解决实际问题的说明
(1)压强的计算公式为压强的定义式,既适用于固体,又适用于液体,也适用于气体。
(2)公式中的“S”为受力面积,是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积,但绝对不会大于物体的表面积。
常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2
(3)在理解了压力和受力面积之后,运用压强公式计算时,F的单位是牛顿(N),受力面积S的单位要用平方米(m2),这样得到物体所受压强P的单位是帕(Pa)。
(4)粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压力等于物体的重力,则物体对水平面的压强可用
来计算是比较方便的。(水平面受到的压力是由重力产生的,而不能有其他外力参与)
【科学家简介】帕斯卡:法国数学家、物理学家及哲学家。
在物理学方面的主要成就之一是对大气压强的研究,1648年,帕斯卡通过实验证明了大气压随高度增加而减小。帕斯卡研究了液体的力学性质,发表了论文《关于流体平衡的实验》,著名的帕斯卡定律就是记载在这篇论文中的。为了纪念帕斯卡在研究压强方面的杰出贡献,国际单位制中规定用“帕斯卡”来命名压强的单位。
【例3】(2026江苏扬州)恐鸟曾是地球上一种不会飞的鸟,如图是恐鸟化石,科学家推断,恐鸟质量约为240 kg,两只脚掌的总面积约为600cm2,g取10N/kg。则
(1)恐鸟重力约为多少?
(2)恐鸟双脚站立时,对水平地面的压强约为多大?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)已知恐鸟质量,,根据重力计算公式代入已知量计算
(2)水平地面上,物体对地面的压力等于自身重力,即
脚掌总面积
根据压强公式代入已知量计算
【变式3-1】(2025四川广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是( )
A. 物体对水平面的压强:
B. 物体对水平面的压力:
C. 物体的密度:
D. 物体的质量:
【变式3-2】如图,将一瓶500mL的纯净水倒置在水平桌面上,它对桌面的压强最接近下面哪个数据( )
A. 1×102Pa B. 1×104Pa C. 1×106Pa D. 1×108Pa
【变式3-3】氢能源汽车具有零排放的环保优势,某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg,轮胎与地面接触的总面积约为6×10-2m。汽车在1.2×103N的牵引力作用下,沿平直公路以70km/h的速度匀速行驶,g取10N/kg。求:
(1)汽车受到的重力,并在图中画出汽车所受重力和支持力的示意图;
(2)汽车受到的阻力;
(3)汽车静止时对地面的压强。
【知识点3 生产生活中怎样增大或减小压强 】
1. 增大压强的三种方法
(1)当压力F一定时,需减小受力面积S;
如:切割物品的刀刃很锋利,是为了减小受力面积, 增大压强,便于切割。
(2)当受力面积S一定时,需增大压力F;
如:压路机的磙子很重。
(3)在条件允许的情况下,可以同时减小受力面积S,增大压力F。
如:木桩底部削尖并加大力气更容易打入地里
2. 减小压强的三种方法
(1)当压力F一定时,需增大受力面积S;
如:华表下的基座扩大了与地面的受力面积,以此减小华表对地基的压强。
(2)当受力面积S一定时,需减小压力F;
如:从书包中取出一些书背起来舒服。
(3)在条件允许的情况下,可以同时增大受力面积S,减小压力F。
如:高层建筑地基宽厚,且用空心砖代替实心砖。
【例4】(2026辽宁一模)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用
是( )
A. 增大压强 B. 减小压强
C. 增大压力 D. 减小压力
【答案】B
【解析】趴在冰面上,是为了增大受力面积,从而可在压力一定时,可以减小压强,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式4-1】(2025云南省)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A. 安全锤的锤头做得很尖B. 背包的背带做得较宽C. 眼镜架上装有鼻托 D. 铁轨铺在枕木上
【变式4-2】下列生产生活实例中属于减小压强的是( )
A. 载重汽车有很多个宽大车轮
B. 冰刀鞋的刀刃做得很薄
C. 破窗锤的敲击端做成锥状
D. 切蛋器上的不锈钢丝做得很细
【变式4-3】物理课《压强》正在愉快地进行,在“举例与辩论”环节小刚与小强成了“正方与反方”,小刚主张履带式挖掘机的履带是减小压强的例子,因为在松软的泥土上它没有陷进去;小强则认为挖掘机从门前平展的水泥路面经过时,钢铁履带上的棱条将路面压出许多“破损的白痕”属于增大压强。
请你运用“压力、受力面积、压强三者关系”对双方的观点进行分析说明:
(1)同一挖掘机在松软的泥土上(提示:受力面积如何,压强如何): ;
(2)同一挖掘机在水泥路面上(提示:受力面积如何,压强如何): 。
模块三 课后作业
一、选择题(共7题)
1. 小明参加了学校运动会八年级男子组百米跑比赛,比赛前他静止站立在水平跑道时对跑道的压力大小可能是( )
A. B. C. D.
2. 下列关于一名普通中学生的数据合理的是( )
A. 体重约为50kg
B. 双脚站立时对地面的压强约为
C. 手指甲盖受到的大气压力约为1000N
D. 体积约为
3. 物理量是由数值和单位组成的,在国际单位制中压强的单位是( )
A. kg B. kg/m3 C. N D. Pa
4. 如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。人们在劳作时,主要为了减小压强的劳动工具是( )
A. 压碎谷物的碾子 B. 挑粮食的宽扁担 C. 锄田地的锄头 D. 加工石料的凿子
5. 如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. 祝融号火星车装有多个宽大的轮子
B. 牙膏盖顶端的凸起做得很尖
C. 高铁站盲道砖有很多小突起
D. 啄木鸟的喙
6.如图水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的小明总质量为50kg,却深陷雪地。下列说法正确的是( )
A.芳芳对雪地的压力比小明的小;
B.芳芳对雪地的压力和小明的一样;
C.芳芳对雪地的压强比小明的小;
D.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
7. 为了探究压强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装有沙的容器等供同学们选择,在同学们所选的四组器材中,不能达到探究目的的是( )
A. ①③⑥ B. ③④⑤ C. ②③④ D. ②⑤
二、填空题(共4题)
8.如图,铁锨是人们常用的一种生产工具,铁锨的锨刃做得薄而尖,其目的是通过 来增大压强;脚踏的部位却做成垂直锨面的踏面,其目的是为了 压强(选填“增大”或“减小”)。
9. 如图所示,安装在雪龙2号极地考察船船头底部的破冰艏(shǒu)是我国南极科考时的破冰利器,它犹如一把利刃,能______(选填“增大”或“减小”)对冰层的压强实现破冰。
10. (2025四川广安)如图所示,水平面上放一个质量为400kg,底面积为的物体,物体受到的重力为______N,物体对水平面的压强为______Pa。(g取10N/kg)
11. 如图,两个均匀实心正方体甲和乙放置在水平地面上,甲质量为4kg,边长为0.1m。若甲、乙的高度之比为1∶2,密度之比为2∶1,则甲对水平地面的压强 ,甲、乙对水平地面的压强之比为 。
三、简答与作图题(共3题)
12. 为了纪念在湘鄂川黔革命根据地创立和建设时期牺牲的红二、六军团战士,1981年11月在湘西永顺县塔卧镇修建了革命烈士纪念碑,如图所示。如果纪念碑的碑身很重,则塔基一般要修得较宽,这是为什么?
13. 细心的小鸣同学发现,较重的衣服挂在图中甲衣挂上时更不容易变形,请解释其中的原因。
14. (2025黑龙江绥化)如图,请在图中画出物体A对竖直墙面的压力的示意图。
四、探究与实验题(共3题)
15. 在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的______来比较压力作用效果;
(2)分析甲、乙两图实验现象可知:在受力面积一定时,压力______,压力的作用效果越明显;
(3)分析______两图实验现象可知:在压力一定时,______越小,压力的作用效果越明显;
(4)对比甲、丙两图,小明认为压力作用效果与压力大小无关,请你对他的做法进行评价。______
16. 如图所示,小明用小桌、砝码、海绵来探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)实验中通过观察______来比较压力的作用效果。下面的______实验也用到了该实验方法;(填序号)
A.探究物体所受重力与质量的关系;
B.探究动能大小的影响因素;
(2)分析图乙和图丙两次实验可知:当压力大小相同时,受力面积越______,压力的作用效果越明显。根据此结论可知,用图中逃生锤的______(选填“左”或“右”)端更容易将玻璃击碎;
(3)若用图丁和图戊两种方案来探究压力作用效果与受力面积的关系,其中较合理的方案是图______,另一种方案不合理的原因是______。
17. 如图所示,小明用小桌、砝码、海绵来探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)实验中通过观察______来比较压力的作用效果。下面的______实验也用到了该实验方法;(填序号)
A.探究物体所受重力与质量的关系;
B.探究动能大小的影响因素;
(2)分析图乙和图丙两次实验可知:当压力大小相同时,受力面积越______,压力的作用效果越明显。根据此结论可知,用图中逃生锤的______(选填“左”或“右”)端更容易将玻璃击碎;
(3)若用图丁和图戊两种方案来探究压力作用效果与受力面积的关系,其中较合理的方案是图______,另一种方案不合理的原因是______。
五、综合应用题(共2题)
18. (2026吉林省)一盒酸奶质量为0.8 kg,静止在水平桌面上,与桌面的接触面积为。求:
(1)这盒酸奶所受的重力(g取10 N/kg);
(2)这盒酸奶对桌面的压强。
19. 一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)该箱内所装酱油的密度是多少?
(2)这箱酱油对地面的压强是多少?
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8.1 压力的作用效果
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+4个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
只要我们留意,就能发现不少有趣的现象。人在雪地行走,脚容易陷入积雪中,若有了宽宽长长的滑雪板,滑雪运动员不仅不会陷进雪里,还能在雪地上滑行。 你能说说这是为什么吗?本节将学习与压强有关的内容。
知识归纳
【知识点1 研究压力的作用效果】
1.压力的概念
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
(2)方向:总是垂直于被压物体表面,并指向被压物体。
(3)作用点:在被压物体的受力面上,可等效在接触面的中心。
(4)压力的大小:物体受重力作用,可能对接触面产生压力,但压力大小不一定等于物体的重力。压力与重力是两种不同性质的力,所以压力不是重力,只有当物体自由放置在水平地面时,F=G。
杯子对水平桌面的压力为F,杯子重力为G.为什么F=G?
证明推理一下:杯子处于静止状态,受到平衡力,杯子的重力G与桌面对杯子的支持力F1都作用在杯子上,是一对平衡力,所以F1=G
杯子对桌面的压力F与桌面对杯子的支持力F1是一对相互作用力,
所以F1=F
从而能够得出F=G
表明杯子对水平桌面的压力等于杯子重力。
对于其它常见的情况,物体对接触面的压力不等于物体本身的重力参考下图分析解决。
(5)压力与重力区别和联系(见表格)
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而引起的,物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
2. 受力面积的概念
受力面积是指两个物体互相挤压时受到压力的实际面积,即力作用在物体上的作用面积,或是物体与物体间的接触面积。
如图甲所示,在研究物体B对A的压力产生的效果时,物体A的受力面积是指物体B与物体A接触的面积。不是指物体B的底面积。如图乙所示,在研究物体对水平面的压力产生的效果时,水平面的受力面积是指物体与水平面接触的面积。这种情况水平面的受力面积等于物体的底面积。
甲 乙
3. 研究压力的作用效果
压力的作用效果可能与压力的大小、受力面积有关
研究什么?
探究压力的作用效果与压力的大小是否有关
探究压力的作用效果与受力面积是否有关
改变什么?
压力的大小
受力面积的大小
控制什么?
受力面积
压力的大小
怎么
改、控、测?
实验装置图
(1)把一块砖放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
(2)把两块砖放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
(1)把一块砖正面朝上放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
(2)把同样的一块砖立起来放在海绵上,观察海绵被压下的深浅
怎么分析?
若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压力
的作用效果与压力的大小有关
若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压力的作用效果与受力面积有关
由(a)(b)实验表明:压力的作用效果与压力的大小有关. 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显.
由(a)(c)实验表明:压力的作用效果与受力面积有关. 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
由大量实验可知: 当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【例1】(2025陕西改编)如图所示,质量为1.8kg的书本,静止放置在水平桌面上。(g取10 N/kg)
(1)书本的重力是多少;
(2)静止在水平桌面上的书本对桌面的压力是多少?
【答案】(1)18N (2)18N
【解析】(1)书本重力是
(2静止在水平桌面上的书本对桌面的压力F等于书本的重力G,所以F=G=18N
【变式1-1】如图所示,物体A静止于粗糙斜面B上,请你作出物体A对斜面B的压力F的示意图。
【答案】如图所示
【解析】垂直作用在物体表面上的力叫压力。物块对斜面的压力作用点在斜面上,方向垂直斜面向下,物块对斜面的压力F的示意图如下所示:
【变式1-2】如图中物体A正沿粗糙斜面下滑,作出它受到的摩擦力f和它对斜面的压力F的示意图。
【答案】如图所示
【解析】物体A正沿粗糙斜面下滑,滑动摩擦力平行于斜面向上;物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中心,过此点画垂直斜面向下的力,即为压力,如图所示:
【变式1-3】工人师傅想把一台机器放到水平工作台面上修理。为防止工作台面被压坏,他在台面上放了一块垫板,如图所示。已知机器质量为90kg,底面积为300cm2;垫板质量为3kg,底面积为600cm2;工作台面面积为1.2 m2。求垫板和工作台面各自所受压力的大小。(g 取 10 N/kg)
【答案】垫板所受的压力为900N , 工作台 面所受的压力为930N 。
【解析】本题中,垫板受到压力的大小应等于机器的重力大小,受力面积应为机器的底面积。台面所受的压力为机器重力与垫板重力大小之和,受力面积为垫板的底面积,而非工作台面的面积。
由题意,机器的质量 m1= 90 kg,垫板的质量 m2=3kg。
垫板所受压力为F1=G1=m1g=90kg×10N/kg=900N
台面所受的压力为F2=G1+ G2 =m1g+ m2 g= 90kg×10N/kg + 3 kg×10N/kg=930N
【例2】小明同学在家用常见物体进行“探究压力作用效果影响因素”的实验,所用的水瓶均相同,操作步骤的简易示意图如图所示(A、B、E、F中水瓶装满水,C、D中水瓶未装满水)。
(1)步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)通过步骤A、B,说明压力的作用效果与 大小有关;
(3)通过步骤B、C、D,说明压力的作用效果与 大小有关;
(4)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时对海绵压力的作用效果与步骤 中的一样;
(5)步骤A中水瓶对海绵的压强pA和步骤F中水瓶对砖块的压强pF的大小关系为pA pF。(选填“>”“<”“=”)
【答案】(1)凹陷程度 (2)受力面积 (3)压力 (4)A (5)=
【解析】(1)根据转换法,步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)比较步骤A、B,只有受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积大小有关。
(3)比较步骤B、C、D,只有压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与压力大小有关。
(4)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时压力变为原来一个水瓶压力的2倍,受力面积也变为原来一个水瓶受力面积的2倍。根据压强公式,压力和受力面积同时扩大相同的倍数,压强不变,即对海绵压力的作用效果不变,与步骤A中的一样。
(5)比较A、F,水瓶对海绵的压力和水瓶对砖块的压力大小相同,受力面积相同,根据压强公式可知步骤A中水瓶对海绵的压强和步骤F中水瓶对砖块的压强大小相同,即。
【变式2-1】在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。下列有关说法错误的是( )
A.在三次实验中,用海绵被压下的深浅来显示小桌对海绵的压力作用效果,该实验方法叫控制变量法
B.对比甲、乙两图可得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比
D.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,就是直接利用甲、乙两图的实验结论
【答案】A
【解析】A.在三次实验中,小桌对海绵的压力作用效果大小不能直接比较,均用海绵被压下的深浅,来比较小桌对海绵的压力作用效果大小,采用了转换法,故A错误,符合题意;
B.对比甲、乙两图发现,受力面积相同时,压力越大,海绵的凹陷程度越明显,所以可以得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关,故B正确,不符合题意;
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,需要控制压力大小相同,所以可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比,控制压力大小相同,改变受力面积大小,故C正确,不符合题意;
D.通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,即受力面积相同,控制了最大压力,所以利用甲、乙两图的实验结论:受力面积相同,压力越大,压力作用效果越明显,故D正确,不符合题意。故选A。
【变式2-2】在“探究影响压力作用效果的因素”中,实验现象如图所示
(1)过过观察海绵的______来比较压力作用的效果;
(2)通过比较______两次实验,可知受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越______(选填“明显”或“不明显”);
(3)通过比较______两次实验,可知压力作用的效果跟受力面积有关;这种研究问题的方法是______法。
【答案】 (1)凹陷程度 (2)甲、乙 明显 (3)乙、丙 控制变量
【解析】(1)海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,故可以根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)实验研究当受力面积相同时,压力的作用效果与压力的关系,故需要改变压力,受力面积相同,故选择比较甲、乙两次实验;从实验现象可知看出,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显。
(3)探究压力作用的效果跟受力面积关系,需要控制压力相同,受力面积不同,故需要改变受力面积,故选择乙、丙两次实验;由于有两个因素影响压力的作用效果,故需要采用控制变量法,保证每一次实验只有一个变量。
【变式2-3】小红想探究压力的作用效果到底与哪些因素有关,她做出了如下猜想:
猜想一:可能与压力大小有关。
猜想二:可能与受力面积的大小有关;为验证上述猜想,小红利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察______来比较压力的作用效果;
(2)为了验证猜想一,应比较______两图的实验,可得出结论:受力面积相同时,压力______(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;
(3)下列实例中,直接应用该结论的是______(填字母);
A.图钉的一端做得很尖
B.交通管理部门规定,严禁货车超载
C.书包要用宽的背带
D.菜刀要经常磨一磨
(4)若将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图乙中海绵受到的压强p乙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p乙________(选填“>”“<”或“=”)p丁;
(5)小红对比丙、丁两图的实验,得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显。请你分析造成前后两个结论不一致的原因是______。
【答案】(1)海绵的凹陷程度;(2)甲、乙;越大;(3)B;(4)=;(5)两次实验受压面不同,压力的作用效果不能通过不同受压面的凹陷程度来判断。
【解析】(1)实验中采用了转换法,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)为了验证猜想一,即要探究压力的作用效果与压力大小的关系时,需要控制受力面积相同,压力大小不同,图甲乙符合题意。
[3]对比甲、乙两图知道,受力面积相同,乙的压力大,乙下陷的深,乙的压力作用效果越明显,故得出的结论:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)A.图钉的一端做得很尖,压力一定时,减小受力面积,增大压强,故A不符合题意;
B.货车行驶时,地面的受力面相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面易损坏,故B符合题意;
C.书包要用宽的背带,受力面积大,在压力相同的情况,压强小,故C不符合题意;
D.菜刀要经常磨一磨,是减小受力面积,增大压强,故D不符合题意。故选B。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,丙中海绵受到的压强p丙,图丁中木板受到的压强p丁,由知道,因压力和受力面积相同,故P丙=P丁。
(5)小红对比丙、丁两图的实验,得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显。造成前后两个结论不一致的原因是两次实验受压面不同,压力的作用效果不能通过不同受压面的凹陷程度来判断。
【知识点2 压强的计算 】
1. 压强的定义
由“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验可知,压力的作用效果不仅与压力大小有关,还与受力面积有关。为了描述压力的作用效果,人们引入了压强的概念。 物理学中,把物体所受的压力大小与受力面积之比叫做压强(pressure)。 这种定义物理量的方法叫做比值定义法。
2. 压强的计算公式
3.压强的物理意义
压强在数值上等于物体单位面积所受的压力。
4.压强的单位
压强的单位由力的单位和面积的单位组成,写作“牛 / 米2 (N/m2 )”,称为帕斯卡,简称帕,用符号Pa 表示。1 Pa=1N/m2
1Pa的压强很小,一颗西瓜籽平放在手上,对手的压强约20Pa。常用的压强单位还有百帕(hPa)、千帕(kPa)、兆帕(MPa)。
【方法总结】对压强公式解决实际问题的说明
(1)压强的计算公式为压强的定义式,既适用于固体,又适用于液体,也适用于气体。
(2)公式中的“S”为受力面积,是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积,但绝对不会大于物体的表面积。
常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2
(3)在理解了压力和受力面积之后,运用压强公式计算时,F的单位是牛顿(N),受力面积S的单位要用平方米(m2),这样得到物体所受压强P的单位是帕(Pa)。
(4)粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压力等于物体的重力,则物体对水平面的压强可用
来计算是比较方便的。(水平面受到的压力是由重力产生的,而不能有其他外力参与)
【科学家简介】帕斯卡:法国数学家、物理学家及哲学家。
在物理学方面的主要成就之一是对大气压强的研究,1648年,帕斯卡通过实验证明了大气压随高度增加而减小。帕斯卡研究了液体的力学性质,发表了论文《关于流体平衡的实验》,著名的帕斯卡定律就是记载在这篇论文中的。为了纪念帕斯卡在研究压强方面的杰出贡献,国际单位制中规定用“帕斯卡”来命名压强的单位。
【例3】(2026江苏扬州)恐鸟曾是地球上一种不会飞的鸟,如图是恐鸟化石,科学家推断,恐鸟质量约为240 kg,两只脚掌的总面积约为600cm2,g取10N/kg。则
(1)恐鸟重力约为多少?
(2)恐鸟双脚站立时,对水平地面的压强约为多大?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)已知恐鸟质量,,根据重力计算公式代入已知量计算
(2)水平地面上,物体对地面的压力等于自身重力,即
脚掌总面积
根据压强公式代入已知量计算
【变式3-1】(2025四川广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是( )
A. 物体对水平面的压强:
B. 物体对水平面的压力:
C. 物体的密度:
D. 物体的质量:
【答案】D
【解析】甲、乙、丙三个实心长方体材料相同,则密度相同,即
因高度
底面积
由可知,
由可知,
由可知,
因物体对水平面的压力
故
物体对水平面的压强
因
则
故ABC错误,D正确。故选D。
【变式3-2】如图,将一瓶500mL的纯净水倒置在水平桌面上,它对桌面的压强最接近下面哪个数据( )
A. 1×102Pa B. 1×104Pa C. 1×106Pa D. 1×108Pa
【答案】B
【解析】水的体积为
V=500mL=500cm3=5×10-4m3
这瓶水的重力为
G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg=5N
水对桌面的压力为
F=G=5N
瓶口与桌面的接触面积约为
S=2cm×2cm=4×10-4m2
所以它对桌面的压强约为
该压强与1×104Pa接近,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式3-3】氢能源汽车具有零排放的环保优势,某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg,轮胎与地面接触的总面积约为6×10-2m。汽车在1.2×103N的牵引力作用下,沿平直公路以70km/h的速度匀速行驶,g取10N/kg。求:
(1)汽车受到的重力,并在图中画出汽车所受重力和支持力的示意图;
(2)汽车受到的阻力;
(3)汽车静止时对地面的压强。
【答案】(1)1.5×104N,;(2)1.2×103N;(3)2.5×105Pa
【解析】(1)重力
重力的方向始终竖直向下,支持力的方向竖直向上,作用点在汽车重心位置,如图所示
(2)汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,受力平衡,阻力等于牵引力,故阻力为
(3)汽车静止时对地面的压强
答:(1)汽车受到的重力为1.5×104N,汽车所受重力和支持力的示意图为;
(2)汽车受到的阻力为1.2×103N;
(3)汽车静止时对地面的压强为2.5×105Pa。
【知识点3 生产生活中怎样增大或减小压强 】
1. 增大压强的三种方法
(1)当压力F一定时,需减小受力面积S;
如:切割物品的刀刃很锋利,是为了减小受力面积, 增大压强,便于切割。
(2)当受力面积S一定时,需增大压力F;
如:压路机的磙子很重。
(3)在条件允许的情况下,可以同时减小受力面积S,增大压力F。
如:木桩底部削尖并加大力气更容易打入地里
2. 减小压强的三种方法
(1)当压力F一定时,需增大受力面积S;
如:华表下的基座扩大了与地面的受力面积,以此减小华表对地基的压强。
(2)当受力面积S一定时,需减小压力F;
如:从书包中取出一些书背起来舒服。
(3)在条件允许的情况下,可以同时增大受力面积S,减小压力F。
如:高层建筑地基宽厚,且用空心砖代替实心砖。
【例4】(2026辽宁一模)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用
是( )
A. 增大压强 B. 减小压强
C. 增大压力 D. 减小压力
【答案】B
【解析】趴在冰面上,是为了增大受力面积,从而可在压力一定时,可以减小压强,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【变式4-1】(2025云南省)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A. 安全锤的锤头做得很尖B. 背包的背带做得较宽C. 眼镜架上装有鼻托 D. 铁轨铺在枕木上
【答案】A
【解析】根据可知,可以通过在压力一定时减小受力面积或者在受力面积一定时增大压力来增大压强。
A.安全锤的锤头做的很尖,在压力一定时通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.书包的背带做得较宽,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.眼镜架上装有眼镜鼻托,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.铁轨铺在枕木上,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
【变式4-2】下列生产生活实例中属于减小压强的是( )
A. 载重汽车有很多个宽大车轮
B. 冰刀鞋的刀刃做得很薄
C. 破窗锤的敲击端做成锥状
D. 切蛋器上的不锈钢丝做得很细
【答案】A
【解析】A.载重汽车对地面的压力不变,给车装有很多个宽大的车轮是为了增大受力面积,这是为了减小车对地面的压强,避免路面被车压坏,故A符号题意;
B.冰刀鞋的刀刃是冰鞋与冰面接触的位置,刀刃做得很薄是减小了受力面积,压强会增大,不属于减小压强,故B不符合题意;
C.破窗锤的敲击端做成锥状,是减小受力面积,从而增大压强的,故C不符合题意;
D.切蛋器上不锈钢丝是切割熟鸡蛋的部分,把钢丝做得很细,是减小受力面积,从而增大压强的,故D不符合题意。故选A。
【变式4-3】物理课《压强》正在愉快地进行,在“举例与辩论”环节小刚与小强成了“正方与反方”,小刚主张履带式挖掘机的履带是减小压强的例子,因为在松软的泥土上它没有陷进去;小强则认为挖掘机从门前平展的水泥路面经过时,钢铁履带上的棱条将路面压出许多“破损的白痕”属于增大压强。
请你运用“压力、受力面积、压强三者关系”对双方的观点进行分析说明:
(1)同一挖掘机在松软的泥土上(提示:受力面积如何,压强如何): ;
(2)同一挖掘机在水泥路面上(提示:受力面积如何,压强如何): 。
【答案】(1) 受力面积大,压强小 (2) 受力面积小,压强大
【解析】(1)同一挖掘机在松软的泥土上,挖掘机履带与泥土的接触面积会变大,受力面积变大,压力不变时,根据可知,压强会变小。
(2)同一挖掘机在水泥路面上相对于同一挖掘机在松软的泥土上时,受力面积会变小,压力不变时,根据可知,压强会变大。
模块三 课后作业
一、选择题(共7题)
1. 小明参加了学校运动会八年级男子组百米跑比赛,比赛前他静止站立在水平跑道时对跑道的压力大小可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】小明的质量约为50kg,则小明对跑道的压力等于他的重力,即
比赛前他静止站立在水平跑道时对跑道的压力大小可能是500N。故选A。
2. 下列关于一名普通中学生的数据合理的是( )
A. 体重约为50kg
B. 双脚站立时对地面的压强约为
C. 手指甲盖受到的大气压力约为1000N
D. 体积约为
【答案】B
【解析】A.普通中学生的质量约为50kg,体重约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
故A不符合题意;
B.普通中学生双脚与地面的接触面积约为
S=500cm2=0.05m2
对地面的压力
F=G=500N
双脚站立时对地面的压强
故B符合题意;
C.一标准大气压约1.0×105Pa,拇指指甲盖的面积约
1cm2=1.0×10-4m2
拇指指甲盖受到的大气压力
故C不符合题意;
D.人体的密度约等于水的密度,普通中学生的体积约为
故D不符合题意。故选B。
3. 物理量是由数值和单位组成的,在国际单位制中压强的单位是( )
A. kg B. kg/m3 C. N D. Pa
【答案】D
【解析】在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa,这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaise pascal而命名的,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
4. 如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。人们在劳作时,主要为了减小压强的劳动工具是( )
A. 压碎谷物的碾子 B. 挑粮食的宽扁担 C. 锄田地的锄头 D. 加工石料的凿子
【答案】B
【解析】A.压碎谷物的碾子做得大是利用增大压力来增大压强的,故A不符合题意;
B.挑粮食的扁担做得宽是在压力一定时,增大了与人肩部的受力面积减小压强的,故B符合题意;
CD.锄头、凿子都是通过减小受力面积来增大压强的,故CD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. 祝融号火星车装有多个宽大的轮子
B. 牙膏盖顶端的凸起做得很尖
C. 高铁站盲道砖有很多小突起
D. 啄木鸟的喙
【答案】A
【解析】A.祝融号火星车装有多个宽大的轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意;
B.牙膏盖顶端的凸起做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.高铁站盲道砖有很多小突起,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.啄木鸟的喙,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。故选A。
6.如图水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的小明总质量为50kg,却深陷雪地。下列说法正确的是( )
A.芳芳对雪地的压力比小明的小;
B.芳芳对雪地的压力和小明的一样;
C.芳芳对雪地的压强比小明的小;
D.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
【答案】C
【解析】AB.由于m芳芳总=70kg,m小明总=50kg,根据G=mg可知:G芳芳总>G小明总,所以在水平雪地上,压力的大小等于重力的大小,所以F芳芳总>F小明总,故AB错误;
CD.据图中压力的作用效果可知,小明对雪的压强一定大于芳芳对雪的压强,故C正确,D错误。
故选C。
7. 为了探究压强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装有沙的容器等供同学们选择,在同学们所选的四组器材中,不能达到探究目的的是( )
A. ①③⑥ B. ③④⑤ C. ②③④ D. ②⑤
【答案】B
【解析】A.选择①用钉子做腿的小桌、③砝码、⑥装有沙的容器,实验时,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;能达到探究目的,故A不符合题意;
B.选择③砝码、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,无法显示压强大小,不能达到探究目的,故B符合题意;
C.选择②海绵、③砝码、④木板,实验时,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,能达到探究目的,故C不符合题意;
D.选择②海绵、⑤盛有适量水矿泉水瓶,实验时,瓶口拧紧,瓶子正放和倒放在海绵上,观察海绵的凹陷程度,研究压强与受力面积的关系;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,能研究压强与压力的关系,能达到探究目的,故D不符合题意。故选B。
二、填空题(共4题)
8.如图,铁锨是人们常用的一种生产工具,铁锨的锨刃做得薄而尖,其目的是通过 来增大压强;脚踏的部位却做成垂直锨面的踏面,其目的是为了 压强(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 减小受力面积 减小
【解析】铁锨的锨刃做得薄而尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大对地面的压强。
脚踏的部位做成垂直锨面的踏面,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对脚的压强,使脚感到舒服。
9. 如图所示,安装在雪龙2号极地考察船船头底部的破冰艏(shǒu)是我国南极科考时的破冰利器,它犹如一把利刃,能______(选填“增大”或“减小”)对冰层的压强实现破冰。
【答案】增大
【解析】由题意知,破冰艏(shǒu)是我国南极科考时破冰利器,它犹如一把利刃,因此是通过减小受力面积来增大对冰层的压强实现破冰。
10. (2025四川广安)如图所示,水平面上放一个质量为400kg,底面积为的物体,物体受到的重力为______N,物体对水平面的压强为______Pa。(g取10N/kg)
【答案】 4000 2000
【解析】物体受到的重力G=mg=400kg×10N/kg=4000N
物体对水平面的压强
11. 如图,两个均匀实心正方体甲和乙放置在水平地面上,甲质量为4kg,边长为0.1m。若甲、乙的高度之比为1∶2,密度之比为2∶1,则甲对水平地面的压强 ,甲、乙对水平地面的压强之比为 。
【答案】 1∶1
【解析】甲对水平地面的压强为
正方体对水平地面的压强为
甲、乙对水平地面的压强之比为
三、简答与作图题(共3题)
12. 为了纪念在湘鄂川黔革命根据地创立和建设时期牺牲的红二、六军团战士,1981年11月在湘西永顺县塔卧镇修建了革命烈士纪念碑,如图所示。如果纪念碑的碑身很重,则塔基一般要修得较宽,这是为什么?
【答案】见解析
【解析】纪念碑的碑身很重,重力比较大,对地面的压力也比较大,根据可知,把塔基修得较宽,在压力一定时,可以通过增大受力面积来减小压强,以防止压强过大导致地面下陷严重。
13. 细心的小鸣同学发现,较重的衣服挂在图中甲衣挂上时更不容易变形,请解释其中的原因。
【答案】由可知,衣服的重力一定,对衣挂的压力一定,甲衣挂比乙衣挂受力面积大,从而对衣服的压强小
【解析】衣服变形是压力的作用效果即压强,衣服越不容易变形说明压强越小,由可知,衣服的重力一定,对衣挂的压力一定,甲衣挂比乙衣挂受力面积大,从而对衣服的压强小。
14. (2025黑龙江绥化)如图,请在图中画出物体A对竖直墙面的压力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】压力的方向垂直于接触面指向被压物体。物体A对竖直墙面的压力,作用点在墙面与A的接触处,方向水平向左,用带箭头线段表示,箭头向左,画垂足,标注F,如图所示:
四、探究与实验题(共3题)
15. 在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的______来比较压力作用效果;
(2)分析甲、乙两图实验现象可知:在受力面积一定时,压力______,压力的作用效果越明显;
(3)分析______两图实验现象可知:在压力一定时,______越小,压力的作用效果越明显;
(4)对比甲、丙两图,小明认为压力作用效果与压力大小无关,请你对他的做法进行评价。______
【答案】(1) 凹陷程度(2) 越大(3) 乙、丙 受力面积(5)小明的观点错误,因为比较时没有控制受力面积相同
【解析】(1)实验中是根据海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果的,这是转换法的运用。
(2)对比甲、乙两图知道,受力面积相同,压力不同,压力越大,海绵的凹陷程度越明显,故可以得出:受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显。
(3)根据控制变量法,要想探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力相同,因此应对比乙、丙两图,压力相同,受力面积不同,受力面积越小,海绵的凹陷程度越明显,故可以得出在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)根据控制变量法,探究压力作用效果与压力大小的关系,应控制受力面积相同,对比甲、丙两图知道,实验中在改变压力的同时,没有控制受力面积相同,故不能得出压力作用效果与压力大小无关的结论,因此该同学的观点是错误的。
16. 如图所示,小明用小桌、砝码、海绵来探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)实验中通过观察______来比较压力的作用效果。下面的______实验也用到了该实验方法;(填序号)
A.探究物体所受重力与质量的关系;
B.探究动能大小的影响因素;
(2)分析图乙和图丙两次实验可知:当压力大小相同时,受力面积越______,压力的作用效果越明显。根据此结论可知,用图中逃生锤的______(选填“左”或“右”)端更容易将玻璃击碎;
(3)若用图丁和图戊两种方案来探究压力作用效果与受力面积的关系,其中较合理的方案是图______,另一种方案不合理的原因是______。
【答案】 (1) 海绵的形变程度 B (2) 小 左 (3) 丁 笔的重力对实验有影响(两个手指所受压力不相等)
【解析】(1)本实验运用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
A.探究物体所受重力与质量的关系时,需要控制物体的位置不变,用到了控制变量法,故A不符合题意;
B.在探究影响动能大小的因素时,将动能大小转换为木块被撞的距离,采用了转换法,故B符合题意。
故选B。
(2)分析图乙和图丙两次实压力大小相等,乙的受力面积更小,结果压力作用效果更明显,故故可得出结论:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
逃生锤左端受力面积小,所以用逃生锤的左端更容易将玻璃击碎。
(3)图丁两手指受到的压力相同,受力面积不同,可以用来探究压力作用效果与受力面积的关系;而图戊中因为笔重力的影响,下方手受到的压力大些,没有控制压力大小相等,故不能用来探究压力作用效果与受力面积的关。
17. 如图所示,小明用小桌、砝码、海绵来探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)实验中通过观察______来比较压力的作用效果。下面的______实验也用到了该实验方法;(填序号)
A.探究物体所受重力与质量的关系;
B.探究动能大小的影响因素;
(2)分析图乙和图丙两次实验可知:当压力大小相同时,受力面积越______,压力的作用效果越明显。根据此结论可知,用图中逃生锤的______(选填“左”或“右”)端更容易将玻璃击碎;
(3)若用图丁和图戊两种方案来探究压力作用效果与受力面积的关系,其中较合理的方案是图______,另一种方案不合理的原因是______。
【答案】 (1) 海绵的形变程度 B (2) 小 左 (3) 丁 笔的重力对实验有影响(两个手指所受压力不相等)
【解析】(1)本实验运用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
A.探究物体所受重力与质量的关系时,需要控制物体的位置不变,用到了控制变量法,故A不符合题意;
B.在探究影响动能大小的因素时,将动能大小转换为木块被撞的距离,采用了转换法,故B符合题意。
故选B。
(2)分析图乙和图丙两次实压力大小相等,乙的受力面积更小,结果压力作用效果更明显,故故可得出结论:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
逃生锤左端受力面积小,所以用逃生锤的左端更容易将玻璃击碎。
(3)图丁两手指受到的压力相同,受力面积不同,可以用来探究压力作用效果与受力面积的关系;而图戊中因为笔重力的影响,下方手受到的压力大些,没有控制压力大小相等,故不能用来探究压力作用效果与受力面积的关。
五、综合应用题(共2题)
18. (2026吉林省)一盒酸奶质量为0.8 kg,静止在水平桌面上,与桌面的接触面积为。求:
(1)这盒酸奶所受的重力(g取10 N/kg);
(2)这盒酸奶对桌面的压强。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)这盒酸奶所受的重力
(2)酸奶静止在水平桌面上,对桌面的压力等于其重力,即
这盒酸奶对桌面的压强
19. 一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)该箱内所装酱油的密度是多少?
(2)这箱酱油对地面的压强是多少?
【答案】(1);(2)
【解析】(1)酱油体积
该箱内所装酱油的密度
(2)酱油的重力
因为放在水平地面上,所以对水平地面的压力
F=G=120N
受力面积S=60cm×20cm=1200cm2=0.12m2
这箱酱油对地面的压强
答:(1)该箱内所装酱油的密度是;
(2)这箱酱油对地面的压强是1000Pa。
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