初中物理第十章 压强和浮力压强教案设计
展开专项十 压强和浮力
1 压强
【知识梳理】
一、压力
压力: 作用在物体表面上的力叫压力,如下图所示
① 压力并不都是由 引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的 。
② 固体可以 、 不变地传递压力。
图一:水杯对桌面的压力竖直向下图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左
二、压强
压强:物体 叫压强。
① 压强是表示 的物理量。
② 压强公式: 。其中,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。
三、压强的利用
① 大压强:当受力面积不变时,增大 ;当压力不变时,减小 ;压力增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。
① 减小压强:受力面积不变时,减小 ;压力不变时,增大 ;压力减小的同时增大受力面积都可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。
【易混淆点】
一、压力
1.定义:垂直作用于物体表面的力;
2.作用点:在受压物体表面上;
3.方向:垂直于受力面且指向受力物体;
4.*压力产生的条件:只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力;
5.压力和重力的区别: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。
区别 | 压力 | 重力 |
产生原因 | 相互接触的两个物体相互挤压而产生的 | 物体由于受到地球吸引而产生的 |
方向 | 垂直指向接触面(只有接触面为水平方向时,方向才竖直向下) | 竖直向下 |
注意:压力并不都是由于重力引起的,也不一定与重力的方向相同。一般情况下,压力和重力大小并不相同,往墙上按图钉时压力与重力毫无关系,只有物体放到水平面上时,压力等于重力。
二、影响压力的作用效果的因素
压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关。受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
压力的作用效果不但与压力的大小有关还与受力面积的大小有关,所以研究影响压力的作用效果的因素必须采用控制变量法。
三、压强
1.物理意义:压强是表示压力作用效果的的物理量;
2.定义:物理学中,把物体所受的压力与受力面积之比。
3.公式:压强= 即p= (适用于固体、液体和气体)
4.单位:在国际单位制中,压力的单位是牛,面积的单位是米2,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa,1Pa=1N/m2;
5.压强和压力的区别:压强是表示压力作用效果的物理量,压力作用效果越明显,压强就越大。压力的大小与受力面积无关,而压强的大小等于单位面积上压力的大小,因此压强不但与压力的大小有关,还与受力面积的大小有关。
四、改变压强的方法
1.增大压强的方法:增大压力、减小受力面积。例如:压路机的轮子一般做的很重、锋利的刀口容易切东西。
2.减小压强的方法:减小压力、增大受力面积。例如:坦克上的履带。
增大和减小压强,在实际生产生活中,有一定条件的限制,应根据实际情况来决定采用何种方法解决,如重型拖拉机安装有两条宽履带,原因是拖拉机本身很重,对地面的压力很大,要减小压强,不能减小压力,只能考虑增大受力面积的方法。
五、实验:估测人站立时对地面的压强 估算不规则表面面积
人鞋底面积的计算方法:在方格纸上留下鞋印,先数出不满一格的方格数,并除以2,再加上完整的方格数,可求得鞋印的面积。这是估算不规则表面面积的有效方法。
注意:人有两只脚。同样在计算汽车对地面压强时也要注意,受力面积一定要是总面积。
知识点一:压力
【探究重点】
【典例分析】
- 关于压力,下列说法中正确的是 ( )
A.压力的大小总是等于物体的重力大小
B.压力的方向总是垂直于物体的表面
C.压力的方向总是竖直向下的
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
【真题操练】
- 如图所示,砖头B放在泡沫上,将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,将其中一块拿走,则砖头对泡沫的压强 ,压力 (选增大、减小 、不变 )。
知识点二:压力的作用效果
【探究重点】
【典例分析】
- 如果一个人在冰面上散步,当冰面快要破裂时,他采取的自救方法最恰当的是( )
A.马上站立不动 B.马上抬起一只脚不动
C.快速跑向安全区 D.趴下平躺爬向安全区
【真题操练】
- 如图所示为甲、乙两人在雪地里的情景。甲、乙两人的总质量相等,下列关于甲、乙两人的说法正确的是( )
A.甲对雪地的压力比乙小
B.甲通过增大受力面积增大压强
C.乙对雪地的压力作用效果比甲明显
D.图中情景说明压力作用效果与压力大小有关
知识点三:压强
【探究重点】
【典例分析】
- 植树节里,小红提了5 L水给刚栽的树苗浇水。如图所示,已知桶的质量为1 kg,手的受力面积为1.0×10﹣3 m2,则人手受到的压强是 Pa。(水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)
【真题操练】
- 如图所示,两手指用力压住铅笔的两端使它保持静止。左手指受到铅笔的压力为F1、压强为p1,右手指受到铅笔的压力为F2、压强为p2.则F1 F2,p1 p2(填“>”、“=”、“<”)。
知识点四:增大或者减小压强的方法
【探究重点】
【典例分析】
- 如图所示四个现象中,属于减小压强的是( )
A.坦克有宽大的履带 B.剪刀刃做的很薄
C.用钢丝切蛋器切蛋 D.用刀切苹果
【真题操练】
- 如图所示的四个实例中,目的是为了增大压强的是( )
- 纪念碑的基座建的很宽B.注射器针头做得很尖
C.书包带做得较宽D.坦克装有较宽的履带
知识点五:探究压力作用效果实验
【探究重点】
【典例分析】
- 在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察、分析,并回答下列问题:
(1)实验中小明是通过比较海绵的 来确定压力作用效果的大小;
(2)分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上放砝码的目的是为了增大 ;可以得出结论:当 相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)分析比较图乙、丙的实验现象,可以得出结论:当压力相同时,受力面积 ,(选填“越大”或“越小”)压力的作用效果越明显;
(4)此实验 (选填“能”或“不能”)用木板代替海绵,原因是: 。
【真题操练】
- 如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力的作用效果的因素”。
(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果。
(2)在图A、B、C操作中,观察图 和 可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;观察图B和C可知:受力面积—定时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)若将矿泉水瓶放在石块上如图D所示,矿泉水瓶对石块的压力作用效果与A图中对海绵的压力作用效果 (选填“相同”或“不相同”)。
- 下列估计最接近实际的是( )
A.一个中学生的体重约为50N
B.托起物理课本需要约25N的力
C.托起1个鸡蛋的力大约为1N
D.一个中学双脚站立时,对地面的压强约为1.5×104Pa
- 放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列说法正确的是 ( )
A.茶杯对桌面的压力不属于弹力
B.茶杯对桌面压力是由于茶杯发生形变而产生的
C.茶杯对桌面压力受力物体是茶杯
D.茶杯对桌面压力是由于桌面发生形变而产生的
- 家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2,车重1.2×104N.驾驶员及乘客共重3×103N.在水平地面上小轿车对地面的压强是( )。
A.3.00×105Pa B.3.75×105Pa C.1.20×106Pa D.1.50×106Pa
- 如图所示,同种材料制成的高度相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,A的底面积是B的2倍,则它们对水平桌面的压力之比和它们对水平桌面的压强之比是( )
A.1:1 2:1 B.1:1 1:2 C.2:1 1:1 D.2:1 2:1
- 如图所示,用拇指和食指按压一支铅笔的两端,拇指和食指受到的压力分别为和,受到的压强分别为和,则______, ______(两空选填“>”<”或“=”);若,笔尖的面积为,则______Pa。
- 如图所示,小益用一块长方体金属块和一块海绵,探究影响压力作用效果的因素。实验现象说明,在________一定时,________,压力的作用效果越明显。
- 在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图3所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过________受力面积的方法,从而________压强来破坏玻璃窗逃生(两空均选填“增大”或“减小”)。
- 某同学利用课余时间测自己站立时对地面压强,他制作了一张方格纸,每小格边长为2cm,站在方格纸上并描下鞋底贴地部分的轮廓。他的质量为50kg,则他站立在地面上,对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
- 小王同学的质量为50kg。
(1)当他在水平地面上行走时,求他对地面的压力F;
(2)若他每只鞋底的触地面积为0.02m2,求他站立时对地面的压强p。
- 在探究压力的作用效果跟什么因素有关时,科学实验小组利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验
(1)同学们是根据________来比较压力的作用效果的。
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到的结论是:________, 压力的作用效果越明显。
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较________两图的实验。
(4)完成探究后,探究小组的一个同学又将一物体B放在泡沫塑料上,然后将物体沿竖直方向切成大小不同的两块,他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他矛盾的看到: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________。
- 关于压力,下列说法正确的是
A.压力的施力物体一定是地球
B.压力的方向总是竖直向下
C.压力的大小,总是等于重力大小
D.压力与形变同时产生,同时消失
- 下列实例中为了增大压强的是( )
A.斧刃磨得很锋利 B.图钉帽的面积做得较大
C.坦克装有宽大的履带 D.载重汽车装有很多轮子
- 如图,手握住水杯保持静止,对此状态下列说法正确的是
A.手对水杯的握力与水杯对手的力是一对平衡力
B.手对水杯的摩擦力与水杯自身的重力是一对相互作用力
C.手对水杯的握力增大,则水杯所受的摩擦力随之增大
D.手对水杯的握力增大(手的姿势不变),则手对水杯的压强增大
- 甲乙两个物体放在水平桌面上,已知甲、乙两个物体的质量之比为 1:2,甲、乙两个物体与桌面受力面积之比为 2:3,则两个物体对桌面的压强之比为( )
A.4:3 B.3:4 C.3:1 D.1:3
- 如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同.三者对地面的压强相等,下列判断正确的是:
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
- 被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙地上,它的体重达4×103N,脚掌与沙地接触的总面积为8×10-2m2,骆驼对沙面的压力为 N;骆驼对地面的压强为 Pa。
- 如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验中是通过比较海绵的________来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做________法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验,探究压力的作用效果与________的关系;通过比较图________和图________两次实验,探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法是________法。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对________力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对________力。 - 2020年初,一场罕见的大雪袭击了加拿大。厚达2m的积雪,给市民出行带来了极大不便。若积雪的密度约为,g取。
(1)请计算2m厚的积雪对水平地面的压强;
(2)若2m厚的积雪,压在面积为的汽车顶部,请计算汽车顶部所受的压力。
- 综艺节目《加油!向未来》中,短跑名将张培萌挑战山鹰FTC-2 000 喷气教练机,50 m跑以约5.6 s的成绩战胜了教练机,此教练机是目前国内列装最先进的高级教练机,它的最高速度达到1 000 km/h,最大起飞质量为9 000 kg,轮子与地面总接触面积为600 cm2,g取10 N/kg。求:
(1)节目中张培萌50 m跑的平均速度(结果保留三位有效数字);
(2)山鹰FTC-2 000教练机以最大起飞质量静止在水平地面上时对地面的压强。
- 如图所示,物体A质量为3kg,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5×10-4m2求:
(1)A的重力为多大?
(2)则A对B的压强是多少?
(3)B对桌面的压强是多少?
- 如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体置于水平地面上,它们对地面的压强相等。若分别在两个正方体的上表面施加大小相等、竖直向下的压力,则对水平地面的压强p甲和p乙的关系为( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法判断
- 一块砖平放、侧放、立放在水平地面上,哪种放法对地面产生的压强最大( )
A.丙 B.乙 C.甲 D.无法确定
- 如图所示,将高度和材料完全相同的实心长方体A、B放在水平桌面上.A、B对桌面的压力分别为FA、FB,压强分别为pA、pB,下列关于它们的大小关系正确的是( )
A.FA<FB,pA<pB B.FA>FB,pA=pB
C.FA>FB,pA<pB D.FA>FB,pA>pB
- 如图所示,体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,其中甲、乙阴影部分为等大的正方形,甲、乙的密度分别为、,对地面的压强分别为p甲、p乙,将它们顺时针旋转90°,甲、乙对地面压强的变化量分别为、。若,则( )
A., B.,
C., D.,
- 如图所示,小成的书桌上放着一本字典,字典的一部分悬空在桌面以外,小成发现后将字典推回桌面内,在这个推动的过程中( )
A.字典对桌面的压力不变,压强变小
B.字典受到的支持力逐渐变大,压强变大
C.字典对桌面的压强大小不变
D.只有匀速推动时,桌面对字典的摩擦力大小不变
- 如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比为hA︰hB=2︰1,底面积之比SA︰SB=1︰2,它们对地面的压力和压强分别是FA、FB和pA、pB,则FA︰FB= ,pA︰pB= 。
- 如图所示,实心物体A、B是两个边长分别为a和b的正方体,且b=2a。将它们平放在水平桌面上时,两物体对桌面的压强相等。现沿水平方向将两物体的上部均切去的高度,则物体A、B剩余部分对桌面的压强pA∶pB=_____。
- 为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人的质量为120 kg。空载时它对水平地面的压强为1.5×105 Pa;该机器人最多可负载40 kg的重物,g取10 N/kg。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)图中机器人空载时的车轮与地面的接触面积;
(3)机器人满载时对地面的压强(设接触面积未变)。
- 将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图o饮料出口的横截面积S1=0.8cm2,饮料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面积S2=30cm2,g取10N/kgo
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
- 如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中
(1)实验中是通过比较海绵的______来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做______法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验,探究压力的作用效果与______的关系;通过比较图______和图______两次实验,探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法是______法。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对______力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对______力。
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