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§8—1压力与压强
2012-02-01 | 阅:  转:  |  分享 
  
§8—1压力与压强

(一)正确理解压力的概念

1.压力是由于两个互相接触的物体间有相互的挤压(发生了形变)而产生的,它的存在是和形变紧密联系的。例如:甲图中A球不可能对接触面MN产生压力;乙图中A竖直悬挂,也不会与接触面MN相互挤压,只有丙图中A才会对斜面产生压力。所以压力产生条件是:物体间有接触并且发生形变。



2.垂直作用在物体表面上的力叫做压力,压力的方向总是垂直于受力面积而指向被作用的物体。压力的作用点在接触面上。(如图所示)



3.压力和重力是不同性质的两种力,要严格区分,不能因为有的情况下压力的大小等于重力,就把它们混为一谈。

(1)从力的性质看:压力属于一种弹性力,重力属于一种引力,是由于地球对物体的吸引而受到的力。

(2)从力的作用点看:压力作用在相互挤压的两个物体的接触面上,而重力的作用点在物体的重心上。

(3)从施力物体看:压力的施力物体是相互挤压的物体,而重力的施力物体是地球。

(4)从力的方向看:压力的方向与接触面垂直,而重力的方向总是竖直向下。

(5)从力的大小看:重力大小由G=mg计算,当g一定时,重力大小由物体的质量决定,而压力的大小是由相互挤压,发生形变的情况而定。如图3所示。所以,压力和重力的定义不同;作用点不同;施力物与受力物不同;它们的大小和方向一般不同,压力不一定都是由重力产生的,具体问题要具体分析。如下图所示:



压力是垂直作用在物体表面上的力。压力是一个物体与另一个物体接触并发生挤压产生的。重力可以产生压力,但是压力并不都是重力产生的,这一点要区别好。



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(二)正确理解压强的概念

1.压强是表示压力作用效果的物理量,所以压强大小,不仅与压力有关,而且与受力面积大小有关。压强的国际单位是“帕”,1帕=1牛/米2

2.要正确理解压强公式中各物理量的含义:式中F为压力;S是受力面积而不是物体的面积。

3.在应用p=F/S公式解题时,注意各量的物理单位一定要统一成国际单位,并且要注意一一对应的关系。

4.由公式,可得:;。公式p=表明:当受力面积一定时,压强跟压力成正比;当压力一定时,压强跟受力面积成反比,说明压强大小是可以改变的。

5.要注意区分压力和压强的概念,压力是支承面上受到的全部垂直作用的力,压强是单位面积上受到的压力;压力大小跟受力面积无关,而压强的大小与受力面积有关;衡量压力作用效果的不是压力而是压强;压力单位是牛顿,压强单位是帕斯卡。所以不能错误的认为,压力就是压强。一.教学内容:

???§8—1压力与压强

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(一)正确理解压力的概念

1.压力是由于两个互相接触的物体间有相互的挤压(发生了形变)而产生的,它的存在是和形变紧密联系的。例如:甲图中A球不可能对接触面MN产生压力;乙图中A竖直悬挂,也不会与接触面MN相互挤压,只有丙图中A才会对斜面产生压力。所以压力产生条件是:物体间有接触并且发生形变。



2.垂直作用在物体表面上的力叫做压力,压力的方向总是垂直于受力面积而指向被作用的物体。压力的作用点在接触面上。(如图所示)



3.压力和重力是不同性质的两种力,要严格区分,不能因为有的情况下压力的大小等于重力,就把它们混为一谈。

(1)从力的性质看:压力属于一种弹性力,重力属于一种引力,是由于地球对物体的吸引而受到的力。

(2)从力的作用点看:压力作用在相互挤压的两个物体的接触面上,而重力的作用点在物体的重心上。

(3)从施力物体看:压力的施力物体是相互挤压的物体,而重力的施力物体是地球。

(4)从力的方向看:压力的方向与接触面垂直,而重力的方向总是竖直向下。

(5)从力的大小看:重力大小由G=mg计算,当g一定时,重力大小由物体的质量决定,而压力的大小是由相互挤压,发生形变的情况而定。如图3所示。所以,压力和重力的定义不同;作用点不同;施力物与受力物不同;它们的大小和方向一般不同,压力不一定都是由重力产生的,具体问题要具体分析。如下图所示:



压力是垂直作用在物体表面上的力。压力是一个物体与另一个物体接触并发生挤压产生的。重力可以产生压力,但是压力并不都是重力产生的,这一点要区别好。



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(二)正确理解压强的概念

1.压强是表示压力作用效果的物理量,所以压强大小,不仅与压力有关,而且与受力面积大小有关。压强的国际单位是“帕”,1帕=1牛/米2

2.要正确理解压强公式中各物理量的含义:式中F为压力;S是受力面积而不是物体的面积。

3.在应用p=F/S公式解题时,注意各量的物理单位一定要统一成国际单位,并且要注意一一对应的关系。

4.由公式,可得:;。公式p=表明:当受力面积一定时,压强跟压力成正比;当压力一定时,压强跟受力面积成反比,说明压强大小是可以改变的。

5.要注意区分压力和压强的概念,压力是支承面上受到的全部垂直作用的力,压强是单位面积上受到的压力;压力大小跟受力面积无关,而压强的大小与受力面积有关;衡量压力作用效果的不是压力而是压强;压力单位是牛顿,压强单位是帕斯卡。所以不能错误的认为,压力就是压强。6.增大或减小压强的方法?

任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体将会被压坏。例如:房屋建设中,楼层修得越高,楼体对地面的压力就越大,如果墙基的受力面积不是足够大,楼房对地的压强就很大,可能会使地面下陷,楼房倒塌,造成损失,所以修建高楼大厦,必须加宽地基,以减小楼房对地面的压强。

(1)减小压强有三种方法: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,可同时减小压力F、增大受力面积S.实际生活中,比如:坦克、拖拉机宽宽的履带,铁路钢轨铺在路基上等等都是在增大受力面积的同时从而减小压强的。

(2)增大压强,所采取的办法恰好与上述相反即可.①当压力F一定时,需减少受力面积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,可同时增大压力F、减小受力面积S.

例如:剪子、斧头、钉子、针、刀等都做成一头为尖的,其目的就是通过减小受力面积从而增大压强。

小结:





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【典型例题】

例题1.想一想:?阅读下面短文中描述的现象,提出一探究课题。

???一天,小胖和刘强乘车去商场买学习用品,车上很拥挤,刹车时,忽听一先生尖叫:“唉哟,踩死我了。”一个很苗条的小姐连忙道歉:“对不起!对不起!”小胖一脸不服气,附在刘强耳边说:“瞧这女孩,那么瘦!大男人,嚷什么!我可比她胖多了,上次不小心踩在一个阿姨的脚上,人家也没吭声,弄得我很不好意思。”

???探究课题:_______________________

???分析与解答:先生不由自主地出声,是小姐踩疼了他,阿姨没吭声,是因为她还能忍受被踩着的感觉,小姐虽然瘦,但穿高跟鞋,比较尖;小胖虽然胖,但穿平底鞋,所以导致压力产生的效果就不一样。

???答案:探究课题:压力的作用效果与什么因素有关

???证一证:??设计一个实验,证明“在相同压力的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越明显”是正确的。写出实验需要的器材、实验步骤和实验现象。

器材:长方形金属块、海绵

实验步骤和实验现象:





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例2.为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。

???(1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是:____________________________________。

???(2)分析比较_____________________________及观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。

???(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论___________________________________________________。

???(4)综合分析比较表一、表二、表三中数据及观察到的各组沙面凹陷程度不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小的现象,归纳得出结论:___________________

____________________________________________________。

???分析与解答:实验1与4(或2与5、3与6)是分别保持受力面积不变,改变压力大小,实验1、2、3的压力分别大于4、5、6的压力,观察到的现象是实验1、2、3中沙面的凹陷程度大于实验4、5、6中的凹陷程度,从而得出结论是在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。

???要得出“压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著”的结论,必须对压力相同的实验进行考察,实验4与7(或5与8,6与9)分别压力相同,且观察到的现象为受力面积越小,压力作用效果越明显。

???每组实验中三次实验的压力、受力面积均不相同,但每组实验中压力与受力面积的比值相同,观察到的现象是每一组沙面的凹陷程度相同,从而得出结论是单位面积上所受压力相同时,压力作用效果相同。

???三组实验中,第一组压力与受力面积比值最大,第二组次之,第三组最小,观察到的现象是第一组沙面的凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小,从而得出的结论是单位面积上所受的压力越大,压力作用效果越明显。

答案:(1)在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。

(2)实验4与7(或5与8,6与9)

(3)单位面积上所受压力相同时,压力作用效果相同。

(4)单位面积上所受的压力越大,压力作用效果越明显。

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例3.如图为一名滑雪运动员在滑雪比赛,根据图中展现的情景,提出两个与物理知识有关的问题,并针对所提出的问题作出简答.



例如:问题:雪撬底部是光滑的吗?

简答:为了减小摩擦,雪撬底部应光滑,利于运动员滑得更快.

(1)问题:________________________

简答:___________________________

(2)问题:________________________

简答:___________________________

分析与解答:?滑雪时,因雪很松软,只要加不大的压强,就会陷下去。而又长又宽的滑雪板能减小人对雪的压强,人就不会陷下很多。

(1)问题:为什么雪撬有较大面积?简答:为了减小压强;

(2)问题:运动员手中握的撑杆是做何用的?

简答:①利用雪地对撑杆的作用力改变运动员的运动状态.②撑杆的最前端很尖,是利用减小受力面积而增大压强的,容易插进雪地里面。③撑杆前端靠上部分还有一块类似碗状的部分,它的作用是减小压强,使撑杆不至于插进雪里太深。

?

例4.重25牛,边长0.1米的正方体铝块,放在面积为1米2的水平桌面中央,则该物体对桌面的压强多大?



分析与解答:从题目条件可知,该物体对桌面的压力在数值上就等于物重25牛,

而S应是受力面积,即正方体铝块的底面积S=0.1m×0.1m=0.01m2,

而不是桌面的面积1米2,所以在求解压强问题时,正确选取受力面积是非常重要的。

解:

答:该物体对桌面的压强是2500帕。

?

例5.图钉尖的面积是0.3毫米2,图钉帽的面积是0.75厘米2,若手对图钉及图钉对墙的压力均为15牛,求手对图钉及图钉对墙的压强各是多大?



分析与解答:在向墙上按图钉时,首先要将毫米2、厘米2换算为米2;

其次求钉尖或钉帽的压强时,注意压力与受力面积相对应,千万不可张冠李戴。

解:



答:手对图钉及图钉对墙的压强分别是2×105帕和5×107帕

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例6.如图所示,站在沙地上的一名初三同学要搬走木箱,已知他一只鞋底的面积为200cm2,请估计木箱对地面的压强约为:



A.1000Pa?????????B.7000Pa?????????????C.10000Pa???????????D.20000Pa

分析与解答:我们知道一个中学生的体重大约是60kg,他对地面的压力为600N,又知他一只鞋底的面积为200cm2,则其对地面的压强为



而从图中可以看出木箱放在地上,其压力的作用效果明显比中学生站在地面上产生的大,所以压强应为D。

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例7.在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立脚印,我公安人员立即用蜡浇注了如图所示的鞋模,测得蜡鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g,又经测试达到同样深度脚印需压强为,试求罪犯的体重?()



分析与解答:



因为现场留下的是罪犯站立的脚印



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例8.(1)一块厚度为5厘米,密度为千克/米3的砖平放在水平地面上,如图甲所示,它对地面的压强是多少帕?

???(2)用这种砖砌墙,在每上、下两层砖及砖与水平墙基的缝隙间,充满厚度为1厘米,密度为千克/米3的水泥浆(设同层砖之间无缝隙),如图乙所示。若墙基能承受的最大压强是帕,该墙最多能砌多高?(取牛/千克)



???分析与解:(1)砖水平放置时,设砖的底面积为S,厚度为h,则砖的体积为。

???砖的质量

???砖对地面的压力

???砖对地面的压强

???????????????????

???(2)在墙的厚度确定的条件下,墙体对墙基的压强随墙的竖直高度增加而增大,设墙的底面积为S,砌好的墙中砖的总厚度为,砂浆的总厚度为,则墙的高度。

???由题设条件,即

???墙体中砖的总重为

???砂浆总重为

???墙体对墙基的压强

???

???

???墙的总高度

???本题还有其它解法,请同学自己思考。

?

【模拟试题】(答题时间:100分钟)

一、填空题:

?1.______________叫压力,压力产生的效果与_______________和________________有关。__________________叫压强,压强的单位是__________________。

?2.一块砖平放、倒放、竖放放在水平面上,三种放砖法对地面的__________________不变,__________________改变;平放时______________最小,竖放时______________最大。

?3.如图所示,一密度均匀的长方体木块,放在水平桌面上,若沿虚线把它分成两等份,则半块木块与整块木块对桌面压强之比为_______________,压力之比为_____________。



?4.底面积为,重300N的铝块,放在面积为的水平凳面上,铝块对凳面产生的压强为_____________。

?5.如图所示,F=50N,水平向左作用在紧贴着竖直墙面的物块上,物重20N,物块与墙接触面积为,则物块对墙的压力为_____________N,压强为_____________Pa。



二、选择题:

6.)下列实例中,增大压强的是(

??????????????????????????

A.大型挖掘机宽大的履带???????????????????B.切蛋器

???????????????????????????????

C.铁轨铺在枕木上???????????????D.滑雪运动员脚下的滑雪板

?7.一中学生站在地面上,他的脚对地面的压强大约是(???)

???A.??????????B.???????C.????D.

?8.关于压力的产生,下列说法中正确的是(???)

???A.不相互接触的物体间可能有压力???????B.相互接触的物体间一定有压力

???C.压力只能改变物体的形状?????????????D.压力能够改变物体的运动状态

?9.将一长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿虚线切掉一半,则长方体的密度,长方体对桌面的压强、压力变化是(???)

???A.密度不变,压强不变,压力变小??????B.密度变小,压强变小,压力变小

???C.密度不变,压强变小,压力变小??????D.密度不变,压强不变,压力不变



?10.甲、乙二人在沙地上行走,他们在沙地上留下的脚印大小不同(受力面积),深浅相同,他们对沙地的压力及压强相比(???)

A.????????????????B.

C.????????????????D.

?11.甲、乙、丙三个实心立方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等,已知,若在甲、乙、丙三个立方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个立方体对水平地面的压强大小关系为(???)

???A.????????????????????????B.

???C.????????????????????????D.无法判断

?12.大型平板载重汽车装有很多的轮子,这样做的目的是为了(???)

???A.减小对地面的压力??????????????????????B.增大对地面的压力

???C.减小对地面的压强??????????????????????D.增加对地面的压强

?13.在水平放置的书架上,并列放10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p。当取走右边的4本书后,其余6本书不动,书架受到书的压力和压强又为(???)

A.??????????????B.

C.??????????????????????D.

14.人坐在软沙发上比坐在硬木板上舒服,这是因为(???)

???A.沙发有弹性,把人托住了

???B.人对沙发压力一定,但沙发对人的压力小

???C.沙发使人不再受到重力作用

???D.人陷在沙发中,和沙发的接触面积较大,压强较小

15.如图所示,边长为0.1米的正方体金属块,放在面积为1米2的桌面上,当弹簧秤读数为10牛时,金属块对桌面的压强为4×103)帕,则金属块的密度是(



A.5×103千克/米3????????????????????B.4×103千克/米3

C.3×103千克/米3????????????????????D.2×103千克/米3

16.如图所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是()



A.甲的密度大,甲受到的重力小????????????B.甲的密度小,甲受到的重力小

C.甲的密度小,甲受到的重力???????????????D.甲的密度大,甲受到的重力大

?

三、作图题:

?17.作出图中物体对各支持面的压力的示意图。



???

四、简答和实验:

18.为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,小明在家里找到了一块海绵(如沙发垫)、一个方凳、一个铁锤(或其他重物),进行如下实验:



???①将凳腿朝下放在海绵上,如图A;

???②在凳上加一铁锤,如图B;

???③将凳面改为朝下放在海绵上,并加上铁锤,如图C。

???根据小明的作法及图中实验现象,回答下列问题。

???(1)实验中为什么选用海绵而不是其它像木板之类的材料?

???(2)实验中“压力的作用效果”如何体现?

(3)由图A和B可得结论:

_____________________________________________

(4)由图B和C可得结论:

_____________________________________________

19.取一只一端削尖了的铅笔,如图所示,两手指用同样的力压铅笔的两端,两手指的感觉和手指表面的凹陷程度却不相同。这是为什么?请你亲自做一做这个实验。



20.滑冰与滑雪是人们在冬季喜爱的运动,为什么滑冰时穿的是装有冰刀的冰鞋,而滑雪时却穿又长又宽的滑雪板?再有双脚陷进泥里,为什么拔出一只脚时,另一只脚会陷得更深?

?

五、计算题:

21.如图体重为475N的芭蕾舞演员,一只足尖与地面的接触面积为10cm2;一头大象重6×104N,四脚着地,每只脚掌的面积为600cm2。比较芭蕾舞演员和大象对地面的压强哪个大?



22.云南素有“动物王国”之称,我省特有的野牛(因其腿下部毛呈白色,俗称“白袜子”)属国家重点保护动物,动物保护组织成员测量出野牛在水平沙地上站立时留下的一个脚印的面积为0.025米2,深度为1.8厘米,并对该沙地进行抗压实验发现使沙地达到相同深度的压强为2×105帕,请你根据以上数据推算出:

(1)野牛对该沙地的压力为多少牛?(假设四只脚印面积相等)

(2)野牛质量为多少吨?(g取10牛/千克)

23.在一块质量为20千克,厚度为5厘米的松木板上,装上700千克的货物后,放到结冰的河面上,若河心的冰面承受的最大压强是6×103帕,问人拉着木板能否将这些货物安全运过河?(干松木的密度为0.4×103千克/米3,g取10牛/千克)

24.读一读:

救命的木箱

???连日大雨,道路泥泞,一支抗日小分队正从这里转移阵地,走着走着,忽然最前面的战士小李陷到泥里面去了。班长立即喊道:“大家不要慌张。小李你千万别动,否则就会陷得更深。我们想办法救你。”

???他熟悉这里,这里原来是沼泽地,后来变得干燥了,不难走了。但连绵不断的大雨,又把它变成一片烂泥。眼下还估计不出前面有多长的路是危险路段。不过,就是救出了小李,大家也还得从这里通过,如果绕道走,那就太远了。现在敌情紧急。

???“大家分头找木板、石板,越宽大越好。”班长对大家说。

???不一会儿,有战士报告:“这里有空弹药箱,木板钉的。”

???“太好了,都拿过来。”“拆成木板吗?”班长看了看,木箱每人一个还有余,就说:“时间来不及了,又没有工具,直接往泥地里摆吧。”

???大家把一个空箱扣在泥地上,两人站在上面,先把小李拉上来。然后大家排成队,将空箱依次往前传,一个个向前摆去。而且按班长的要求,箱底放在地面,不是把箱口扣在地上。

???传着,放着,踩着木箱一步步前进着。前边的木箱不够用了,就将最后面的木箱取出来传到前面去,这时大家体会到班长为什么不让扣着放的道理了,正放和扣过来放,效果一样,但正放更容易从地上再取出来搬走。这样,大家小心翼翼,踩着木箱,终于通过了长长的沼泽地。队伍过来了,救命的“路”也跟着过来了,假如敌人追上来,也只能望“泥”兴叹,因为已经没有木箱让他们踩了。

(1)你知道为什么踩在大木箱上,人就陷不下去的道理吗?

(2)在茫茫雪原上,小明在雪地上步行时,陷入及膝深的雪中,而换用滑雪板滑雪,却几乎陷不下去,为什么?6.增大或减小压强的方法?

任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体将会被压坏。例如:房屋建设中,楼层修得越高,楼体对地面的压力就越大,如果墙基的受力面积不是足够大,楼房对地的压强就很大,可能会使地面下陷,楼房倒塌,造成损失,所以修建高楼大厦,必须加宽地基,以减小楼房对地面的压强。

(1)减小压强有三种方法: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,可同时减小压力F、增大受力面积S.实际生活中,比如:坦克、拖拉机宽宽的履带,铁路钢轨铺在路基上等等都是在增大受力面积的同时从而减小压强的。

(2)增大压强,所采取的办法恰好与上述相反即可.①当压力F一定时,需减少受力面积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,可同时增大压力F、减小受力面积S.

例如:剪子、斧头、钉子、针、刀等都做成一头为尖的,其目的就是通过减小受力面积从而增大压强。

小结:





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【典型例题】

例题1.想一想:?阅读下面短文中描述的现象,提出一探究课题。

???一天,小胖和刘强乘车去商场买学习用品,车上很拥挤,刹车时,忽听一先生尖叫:“唉哟,踩死我了。”一个很苗条的小姐连忙道歉:“对不起!对不起!”小胖一脸不服气,附在刘强耳边说:“瞧这女孩,那么瘦!大男人,嚷什么!我可比她胖多了,上次不小心踩在一个阿姨的脚上,人家也没吭声,弄得我很不好意思。”

???探究课题:_______________________

???分析与解答:先生不由自主地出声,是小姐踩疼了他,阿姨没吭声,是因为她还能忍受被踩着的感觉,小姐虽然瘦,但穿高跟鞋,比较尖;小胖虽然胖,但穿平底鞋,所以导致压力产生的效果就不一样。

???答案:探究课题:压力的作用效果与什么因素有关

???证一证:??设计一个实验,证明“在相同压力的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越明显”是正确的。写出实验需要的器材、实验步骤和实验现象。

器材:长方形金属块、海绵

实验步骤和实验现象:





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例2.为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。

???(1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是:____________________________________。

???(2)分析比较_____________________________及观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。

???(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论___________________________________________________。

???(4)综合分析比较表一、表二、表三中数据及观察到的各组沙面凹陷程度不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小的现象,归纳得出结论:___________________

____________________________________________________。

???分析与解答:实验1与4(或2与5、3与6)是分别保持受力面积不变,改变压力大小,实验1、2、3的压力分别大于4、5、6的压力,观察到的现象是实验1、2、3中沙面的凹陷程度大于实验4、5、6中的凹陷程度,从而得出结论是在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。

???要得出“压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著”的结论,必须对压力相同的实验进行考察,实验4与7(或5与8,6与9)分别压力相同,且观察到的现象为受力面积越小,压力作用效果越明显。

???每组实验中三次实验的压力、受力面积均不相同,但每组实验中压力与受力面积的比值相同,观察到的现象是每一组沙面的凹陷程度相同,从而得出结论是单位面积上所受压力相同时,压力作用效果相同。

???三组实验中,第一组压力与受力面积比值最大,第二组次之,第三组最小,观察到的现象是第一组沙面的凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小,从而得出的结论是单位面积上所受的压力越大,压力作用效果越明显。

答案:(1)在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。

(2)实验4与7(或5与8,6与9)

(3)单位面积上所受压力相同时,压力作用效果相同。

(4)单位面积上所受的压力越大,压力作用效果越明显。

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例3.如图为一名滑雪运动员在滑雪比赛,根据图中展现的情景,提出两个与物理知识有关的问题,并针对所提出的问题作出简答.



例如:问题:雪撬底部是光滑的吗?

简答:为了减小摩擦,雪撬底部应光滑,利于运动员滑得更快.

(1)问题:________________________

简答:___________________________

(2)问题:________________________

简答:___________________________

分析与解答:?滑雪时,因雪很松软,只要加不大的压强,就会陷下去。而又长又宽的滑雪板能减小人对雪的压强,人就不会陷下很多。

(1)问题:为什么雪撬有较大面积?简答:为了减小压强;

(2)问题:运动员手中握的撑杆是做何用的?

简答:①利用雪地对撑杆的作用力改变运动员的运动状态.②撑杆的最前端很尖,是利用减小受力面积而增大压强的,容易插进雪地里面。③撑杆前端靠上部分还有一块类似碗状的部分,它的作用是减小压强,使撑杆不至于插进雪里太深。

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例4.重25牛,边长0.1米的正方体铝块,放在面积为1米2的水平桌面中央,则该物体对桌面的压强多大?



分析与解答:从题目条件可知,该物体对桌面的压力在数值上就等于物重25牛,

而S应是受力面积,即正方体铝块的底面积S=0.1m×0.1m=0.01m2,

而不是桌面的面积1米2,所以在求解压强问题时,正确选取受力面积是非常重要的。

解:

答:该物体对桌面的压强是2500帕。

?

例5.图钉尖的面积是0.3毫米2,图钉帽的面积是0.75厘米2,若手对图钉及图钉对墙的压力均为15牛,求手对图钉及图钉对墙的压强各是多大?



分析与解答:在向墙上按图钉时,首先要将毫米2、厘米2换算为米2;

其次求钉尖或钉帽的压强时,注意压力与受力面积相对应,千万不可张冠李戴。

解:



答:手对图钉及图钉对墙的压强分别是2×105帕和5×107帕

?

例6.如图所示,站在沙地上的一名初三同学要搬走木箱,已知他一只鞋底的面积为200cm2,请估计木箱对地面的压强约为:



A.1000Pa?????????B.7000Pa?????????????C.10000Pa???????????D.20000Pa

分析与解答:我们知道一个中学生的体重大约是60kg,他对地面的压力为600N,又知他一只鞋底的面积为200cm2,则其对地面的压强为



而从图中可以看出木箱放在地上,其压力的作用效果明显比中学生站在地面上产生的大,所以压强应为D。

?

例7.在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立脚印,我公安人员立即用蜡浇注了如图所示的鞋模,测得蜡鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g,又经测试达到同样深度脚印需压强为,试求罪犯的体重?()



分析与解答:



因为现场留下的是罪犯站立的脚印



?

例8.(1)一块厚度为5厘米,密度为千克/米3的砖平放在水平地面上,如图甲所示,它对地面的压强是多少帕?

???(2)用这种砖砌墙,在每上、下两层砖及砖与水平墙基的缝隙间,充满厚度为1厘米,密度为千克/米3的水泥浆(设同层砖之间无缝隙),如图乙所示。若墙基能承受的最大压强是帕,该墙最多能砌多高?(取牛/千克)



???分析与解:(1)砖水平放置时,设砖的底面积为S,厚度为h,则砖的体积为。

???砖的质量

???砖对地面的压力

???砖对地面的压强

???????????????????

???(2)在墙的厚度确定的条件下,墙体对墙基的压强随墙的竖直高度增加而增大,设墙的底面积为S,砌好的墙中砖的总厚度为,砂浆的总厚度为,则墙的高度。

???由题设条件,即

???墙体中砖的总重为

???砂浆总重为

???墙体对墙基的压强

???

???

???墙的总高度

???本题还有其它解法,请同学自己思考。

?

【模拟试题】(答题时间:100分钟)

一、填空题:

?1.______________叫压力,压力产生的效果与_______________和________________有关。__________________叫压强,压强的单位是__________________。

?2.一块砖平放、倒放、竖放放在水平面上,三种放砖法对地面的__________________不变,__________________改变;平放时______________最小,竖放时______________最大。

?3.如图所示,一密度均匀的长方体木块,放在水平桌面上,若沿虚线把它分成两等份,则半块木块与整块木块对桌面压强之比为_______________,压力之比为_____________。



?4.底面积为,重300N的铝块,放在面积为的水平凳面上,铝块对凳面产生的压强为_____________。

?5.如图所示,F=50N,水平向左作用在紧贴着竖直墙面的物块上,物重20N,物块与墙接触面积为,则物块对墙的压力为_____________N,压强为_____________Pa。



二、选择题:

6.)下列实例中,增大压强的是(

??????????????????????????

A.大型挖掘机宽大的履带???????????????????B.切蛋器

???????????????????????????????

C.铁轨铺在枕木上???????????????D.滑雪运动员脚下的滑雪板

?7.一中学生站在地面上,他的脚对地面的压强大约是(???)

???A.??????????B.???????C.????D.

?8.关于压力的产生,下列说法中正确的是(???)

???A.不相互接触的物体间可能有压力???????B.相互接触的物体间一定有压力

???C.压力只能改变物体的形状?????????????D.压力能够改变物体的运动状态

?9.将一长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿虚线切掉一半,则长方体的密度,长方体对桌面的压强、压力变化是(???)

???A.密度不变,压强不变,压力变小??????B.密度变小,压强变小,压力变小

???C.密度不变,压强变小,压力变小??????D.密度不变,压强不变,压力不变



?10.甲、乙二人在沙地上行走,他们在沙地上留下的脚印大小不同(受力面积),深浅相同,他们对沙地的压力及压强相比(???)

A.????????????????B.

C.????????????????D.

?11.甲、乙、丙三个实心立方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等,已知,若在甲、乙、丙三个立方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个立方体对水平地面的压强大小关系为(???)

???A.????????????????????????B.

???C.????????????????????????D.无法判断

?12.大型平板载重汽车装有很多的轮子,这样做的目的是为了(???)

???A.减小对地面的压力??????????????????????B.增大对地面的压力

???C.减小对地面的压强??????????????????????D.增加对地面的压强

?13.在水平放置的书架上,并列放10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p。当取走右边的4本书后,其余6本书不动,书架受到书的压力和压强又为(???)

A.??????????????B.

C.??????????????????????D.

14.人坐在软沙发上比坐在硬木板上舒服,这是因为(???)

???A.沙发有弹性,把人托住了

???B.人对沙发压力一定,但沙发对人的压力小

???C.沙发使人不再受到重力作用

???D.人陷在沙发中,和沙发的接触面积较大,压强较小

15.如图所示,边长为0.1米的正方体金属块,放在面积为1米2的桌面上,当弹簧秤读数为10牛时,金属块对桌面的压强为4×103)帕,则金属块的密度是(



A.5×103千克/米3????????????????????B.4×103千克/米3

C.3×103千克/米3????????????????????D.2×103千克/米3

16.如图所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是()



A.甲的密度大,甲受到的重力小????????????B.甲的密度小,甲受到的重力小

C.甲的密度小,甲受到的重力???????????????D.甲的密度大,甲受到的重力大

?

三、作图题:

?17.作出图中物体对各支持面的压力的示意图。



???

四、简答和实验:

18.为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,小明在家里找到了一块海绵(如沙发垫)、一个方凳、一个铁锤(或其他重物),进行如下实验:



???①将凳腿朝下放在海绵上,如图A;

???②在凳上加一铁锤,如图B;

???③将凳面改为朝下放在海绵上,并加上铁锤,如图C。

???根据小明的作法及图中实验现象,回答下列问题。

???(1)实验中为什么选用海绵而不是其它像木板之类的材料?

???(2)实验中“压力的作用效果”如何体现?

(3)由图A和B可得结论:

_____________________________________________

(4)由图B和C可得结论:

_____________________________________________

19.取一只一端削尖了的铅笔,如图所示,两手指用同样的力压铅笔的两端,两手指的感觉和手指表面的凹陷程度却不相同。这是为什么?请你亲自做一做这个实验。



20.滑冰与滑雪是人们在冬季喜爱的运动,为什么滑冰时穿的是装有冰刀的冰鞋,而滑雪时却穿又长又宽的滑雪板?再有双脚陷进泥里,为什么拔出一只脚时,另一只脚会陷得更深?

?

五、计算题:

21.如图体重为475N的芭蕾舞演员,一只足尖与地面的接触面积为10cm2;一头大象重6×104N,四脚着地,每只脚掌的面积为600cm2。比较芭蕾舞演员和大象对地面的压强哪个大?



22.云南素有“动物王国”之称,我省特有的野牛(因其腿下部毛呈白色,俗称“白袜子”)属国家重点保护动物,动物保护组织成员测量出野牛在水平沙地上站立时留下的一个脚印的面积为0.025米2,深度为1.8厘米,并对该沙地进行抗压实验发现使沙地达到相同深度的压强为2×105帕,请你根据以上数据推算出:

(1)野牛对该沙地的压力为多少牛?(假设四只脚印面积相等)

(2)野牛质量为多少吨?(g取10牛/千克)

23.在一块质量为20千克,厚度为5厘米的松木板上,装上700千克的货物后,放到结冰的河面上,若河心的冰面承受的最大压强是6×103帕,问人拉着木板能否将这些货物安全运过河?(干松木的密度为0.4×103千克/米3,g取10牛/千克)

24.读一读:

救命的木箱

???连日大雨,道路泥泞,一支抗日小分队正从这里转移阵地,走着走着,忽然最前面的战士小李陷到泥里面去了。班长立即喊道:“大家不要慌张。小李你千万别动,否则就会陷得更深。我们想办法救你。”

???他熟悉这里,这里原来是沼泽地,后来变得干燥了,不难走了。但连绵不断的大雨,又把它变成一片烂泥。眼下还估计不出前面有多长的路是危险路段。不过,就是救出了小李,大家也还得从这里通过,如果绕道走,那就太远了。现在敌情紧急。

???“大家分头找木板、石板,越宽大越好。”班长对大家说。

???不一会儿,有战士报告:“这里有空弹药箱,木板钉的。”

???“太好了,都拿过来。”“拆成木板吗?”班长看了看,木箱每人一个还有余,就说:“时间来不及了,又没有工具,直接往泥地里摆吧。”

???大家把一个空箱扣在泥地上,两人站在上面,先把小李拉上来。然后大家排成队,将空箱依次往前传,一个个向前摆去。而且按班长的要求,箱底放在地面,不是把箱口扣在地上。

???传着,放着,踩着木箱一步步前进着。前边的木箱不够用了,就将最后面的木箱取出来传到前面去,这时大家体会到班长为什么不让扣着放的道理了,正放和扣过来放,效果一样,但正放更容易从地上再取出来搬走。这样,大家小心翼翼,踩着木箱,终于通过了长长的沼泽地。队伍过来了,救命的“路”也跟着过来了,假如敌人追上来,也只能望“泥”兴叹,因为已经没有木箱让他们踩了。

(1)你知道为什么踩在大木箱上,人就陷不下去的道理吗?

(2)在茫茫雪原上,小明在雪地上步行时,陷入及膝深的雪中,而换用滑雪板滑雪,却几乎陷不下去,为什么?

(3)在电视节目中,我们经常看到杂技演员双脚踩在四个鸡蛋上,双手提着重物在表演。为什么一个质量约65kg的人踩在四个鸡蛋上,而鸡蛋却不会被踩破呢?

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(本文系李永玉图书...首藏)