一、学习目标
1.能通过实验,探究压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的关系。
2.能描述压强概念的建立过程。能熟练写出压强公式、单位,并能用压强公式进行简单计算。 3.会应用压强公式分析增大或减小压强的具体方法,并能解释与压强有关的物理现象。 二、知识点 1.压力
(1)概念:物理学中把垂直压在物体表面上的力叫做压力。 (2)理解压力,注意三点:
①压力产生的条件:物体之间相互接触且发生相互挤压;
②压力的方向总是垂直于物体的受力面,指向受力物体的内部;
③压力的作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。 (3)压力与重力的区别和联系
重力可以产生压力,但是压力并不都是由重力产生的,压力方向也不一定与重力方向相同,甚至有时与物体的重力毫无关系。 例1.放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法中正确的是( ) A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的 B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的 C.茶杯对桌面的压力就是重力
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的 2.影响压力作用效果的因素
(1)实验探究:压力的作用效果跟哪些因素有关?
探究归纳:压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关:
①受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
②压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
3.压强
(1)概念:物理学中,把物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,用符号p表示,压强在数值上等于物体单位面积上所受的压力,压强是用来表示压力作用效果的物理量,压强越大,表示压力的作用效果越明显;压强越小,表示压力的作用效果越不明显。
(2)压强的公式:p=F/S,p表示压强,F表示所受的压力,S表示受力面积。
依据压强公式p=F/S及其变形公式F=pS、S=F/p,已知其中任意两个物理量便可求出第三个量。 (3)压强的单位:在国际单位制中,力F的单位是N,面积S的单位是m2,所以,压强的单位是N/m2,读作牛每平方米;它有一个专用名称叫帕斯卡,简称帕,符号位Pa。 实际生活中,常用的单位还有千帕(kPa)、兆帕(MPa),气象学中有时也用“百帕”这个单位。 1Pa=1N/m2,它表示每平方米面积上受道德压力是1N。 (4)四点透析压强的概念
①压强的单位“帕斯卡”是一个很小的单位,1Pa的压强相当于把3粒芝麻压成粉,均匀分布在1cm2的面积上所产生的压强,一张报纸平方时对桌面的压强约为0.5Pa,成年人站立时对地面的压强约为1.5×104Pa。
②变形公式F=pS、S=F/p可用来计算压力和受力面积,受力面积是施力物体挤压受力物体时的接触面积,而不是物体的表面积。
③在进行计算时,注意单位要统一,力F的单位为N,面积S的单位为m2,压强p的单位才是Pa。 ④公式中F时压力,而不是重力,但物体静止在水平面上时(只手重力和支持力),对水平面的压
力的大小等于物体的重力的大小。 (5)压力与压强的辨析 压力 压强 定义 垂直作用于物体表面上的力 物体所受压力的大小与受力面积之比 物体表面所承受的使物体发生形变物理意义 表示压力的作用效果 的作用力 公式 F=pS p=F/S 单位 牛顿(N) 帕斯卡(Pa) 有的情况下与重力有关,有的情况下不仅跟压力的大小有关,而且跟受力大小 与重力无关 面积的大小有关 知识拓展: 计算固体压强的特殊情况:
压强的计算公式p=F/S适用于任何条件下压强问题的分析和解答,而有时借用公式p=ρgh求解固体压强会更快捷、准确,但需要注意条件。 下面我们先看该公式的推导过程。
推导:如图所示,设柱体的高为h、密度为ρ、底面积为S,该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强为p=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρShg/S=ρgh。 因此,推导公式p=ρgh的条件是:
①密度均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体); ②物体被放在水平面上,且物体的底面积就是受力面积; ③水平面受到的压力是由物体所受的重力产生的(F=G)。
例1.小强同学的质量为60kg,他站立在水平地面上时,每只脚底与地面的接触面积0.025m2,g取10N/kg。求:
(1)小强同学受到的重力是多少?
(2)小强同学双脚站立时对地面的压强是多大? 4.怎样减小或增大压强
(1)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;
②当受力面积S一定时,需减小压力F;
③在条件允许的情况下,可以同时减小压力F和增大受力面积S。
(2)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;
②当受力面积S一定时,需增大压力F;
③在条件允许的情况下,可以同时增大压力F和减小受力面积S。
例1.如下图所示的实例中,目的是为了增大压强的是( ) A.注射器针头做得很尖 B.坦克装有宽大的履带 C.图钉帽的面积做得很大 D.载重汽车装有很多轮子
5.题型一:压力 题型二:压强的计算 题型三:增大或减小压强的方法 题型四:探究影响压力作用效果的因素
例1.如下图所示的事例中,属于增大压强的是( )
A.书包背带做得较宽 B.切苹果器的刀片做得较薄 C.铁轨铺在枕木上 D.火星车模型轮子大而宽 例2.如下图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( ) A.铁轨铺在路枕上 B.安装滚珠轴承 C.气垫船形成气垫 D.剪刀的刀口锋利
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