初中物理9.1 压强导学案

这是一份初中物理9.1 压强导学案，共10页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，猜想和假设，设计实验，进行实验与收集证据等内容，欢迎下载使用。

1. 能通过实验探究压力作用的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。
【学习重点】
压强概念的形成过程。
【学习难点】
压强概念的形成过程。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．压力： 作用在物体表面上的力叫压力。压力并不都是由重力引起的，只有当物体自由静止在 时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。
2. 压力的作用效果与 、 有关。在受力面积相同时，压力越 ，压力的作用效果越 ；在压力相同时，受力面积越 ，压力的作用效果越 。
3. 物体所受 的大小与 之比叫做压强，计算公式为 ，国际单位是 。
4. 要增大压强，可以增大 或者减小 ；要减小压强，可以 压力或者 受力面积。
【合作探究】
探究一、压力
【想一想】以下几种情况的作用力有哪些共同点？
①茶杯对桌面的力 ②图钉尖对墙面的力 ③木块对斜面的力
这些力的共同特点是：力的方向与接触面 ，作用点在两个物体的 上，我们把它叫做压力。
1.压力
垂直作用在物体表面的力叫做压力。
①压力产生的条件：两物体相互 ，两物体发生 。
例如：人静止在地面上，人和地面间有相互挤压的作用，人对地面有压力，地面对人也有压力（支持力）；静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压，所以没有压力。
②压力的作用点：在受压的物体表面。
③压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。
由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。
F=G F与G无关 F＜G
④压力的大小：
压力的大小并不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。
2. 压力与重力的区别
【想一想】小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破, 重重的骆驼却不会陷入沙中,这是为什么？

【分析】蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大，但由于口器十分尖锐，因而能轻易刺穿皮肤；骆驼虽重，但脚掌面积很大，因而不会深陷沙中。这使我们想到：压力对物体作用的效果不仅跟 的大小有关，还应该跟 有关。
【做一做】用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两指头的感觉？观察两个手指的凹陷程度相同吗？适当改变力度重复以上操作，感觉如何？

【分析】①因为两个指头受到的压力 ，受力面积 （均选填“相等”或“不相等”），右边食指受力面积（接触面积）小，感觉力的作用效果更显著。
②当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更 。
由以上实验进行猜想，压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积有关。
探究二、实验——探究影响压力作用效果的因素
【想一想】压力的作用效果跟哪些因素有关？怎样比较压力的作用效果？
【猜想和假设】压力的作用效果跟压力的大小和受力面积都有关。
【设计实验】
（1）实验器材：形变显著的物体（如海绵、沙子等）、压力小桌、砝码。
（2）实验方法：
①控制变量法：探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。
②转换法：压力的作用效果通过海绵的 来体现。
（3）实验过程：

①保持小桌与海绵的接触面积不变，在小桌上放一个砝码，改变 ，比较海绵两次形变的程度，如图甲、乙所示，记入表中。
②控制压力不变，改变小桌与海绵的 （小桌一次桌面朝上正放，一次桌面朝下倒放），比较海绵两次形变的程度，如图乙、丙所示，记入表中。
（4）实验记录表格（见下）。
【进行实验与收集证据】
操作1：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；
操作2：在小桌子上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙；
操作3：将小桌子倒置过来，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙。
实验现象与记录：
【分析论证】
①由甲、乙可得结论：受力面积大小相同时，压力作用效果与压力大小有关，压力越 ，压力作用效果越 。
②由乙、丙可得结论：压力大小相同时，压力作用效果与受力面积大小有关，受力面积越 ，压力作用效果越 。
实验结论：
①压力的作用效果与压力的大小有关，在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
②压力的作用效果与受力面积的大小有关，在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【交流讨论】
实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生 ，实验现象明显；而木板不易发生形变，实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
探究三、压强
【想一想】通过前面的探究实验，比较压力作用效果的方法有几种？
①压力大小相同，比较受力面积；②受力面积相同，比较压力大小.
【想想议议】如果压力大小和受力面积都不同，你能否比较压力作用的效果吗？如表所示，甲与乙是两个不同的受力面，压力和受力面积都不相同，怎样比较？
【分析】若要比较压力的作用效果，需要“转化为相同的受力面积或相同的压力时，通过比较压力或受力面积的大小”来确定。因此我们可以用“压力与受力面积的 ”或“受力面积与压力的 ” 比较压力的作用效果。
很显然，前一种定义更加符合人们的思维习惯，即：该比值越大，压力的作用效果越显著。由此我们得到一个新的物理量——压强。并定义为：物体所受压力的大小与受力面积之比.
1.压强
（1）物理意义：表示 的物理量。
（2）定义：物体所受压力的大小与受力面积 叫做压强。
（3）公式： 压强= eq \f(压力,受力面积) p= eq \f(F,S)
适用范围：这是压强的定义式，适用于所有物体间的压强计算，无论气体、固体、液体。
（4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。
1Pa=1 。1Pa表示1m2面积上 。
Pa是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约 Pa。实际应用中常用千帕(kPa) 、兆帕(MPa)作单位，气象学中常用百帕(hPa)作单位。
换算关系1MPa =103kPa 1kPa=103Pa 1hPa=100 Pa
（5）注意：
①压强大小是由压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。在S一定时，p与F成正比，在F一定时，p与S成反比。
②公式中的F是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力。
③公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面积，而且在计算时一定要注意S的单位。
【例题1】水平桌面上放一本书，书受到的重力为3N，与桌面的接触面积为5×10-2 m2，计算书对桌面的压强。
2.柱体的压强
【推导】有一质量分布均匀的柱状固体，密度为?，底面积为S，高度为h。求对水平面的压强。

①这个柱体的体积： ； ②这个柱体的质量： m=ρV= ；
③对水平面压力：F=G=mg=ρVg = ；
④对水平面压强：p= eq \f(F,S) = eq \f(ρgSh,S) = .
柱体的压强 p=ρgh
ρ表示密度，单位为 （kg/m3）； h表示高度，单位为 （m）；g=9.8N/kg；
p表示压强，单位为 （Pa）。
注意：
①公式 p=ρgh只适用于 的物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强；
②柱形的物体对水平面的压强只与物体的 和 有关，与物体的底面积、重力等无关。
【例题2】如图所示，甲、乙两个实心柱形体放在水平地面上，对地面的压强相等，则 （ ）

A．甲的密度大，质量大 B．乙的密度大，质量大
C．乙的密度小，质量小 D．无法确定
【例题3】某中学操场积雪深达10cm，求雪对操场的压强是多大？（ρ雪=0.2×103kg/m3）
探究四、怎样减小或增大压强
【提出问题】①书包带为什么做得比较宽？②菜刀的刃为什么磨得比较薄？③为什么啄木鸟的嘴强直如凿？
在生活、生产中人们有时需要增大压强，有时需要减小压强，怎样减小或增大压强呢？
1.改变压强的方法
根据公式p= eq \f(F,S)=可知：
①当压力F一定时，受力面积S发生变化，则压强也随之发生变化；
②当受力面积S一定时，压力F发生变化，则压强也随之发生变化。
所以在生活、生产及技术中人们常常改变 或 来改变压强。
2．减小压强的方法
所有材料能够承受的压强都有一定的限度，加在材料上的压强一旦超过这个限度，材料就会损坏，这个压强叫做极限压强，这些情况下就要减小压强。减小方法：
①当受力面积一定时，减小 ：②当压力一定时，增加 。
生活中的实例： 轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。汽车限重是通过减小汽车对地面的压力减小对地面压强的。
汽车限重
轨道铺设在枕木上
书包带比较宽

3．增大压强的方法
在生活或生产中有时需要增大压强。
①当受力面积一定时，增大 ；②当压力一定时，减小 。
以下是增大压强的事例。

【归纳整理】
压强
①物理意义：表示压力作用效果的物理量。
②定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
③公式：p= eq \f(F,S)
④单位：压强的国际单位是帕（Pa），1Pa =1N/m2
⑤柱体产生的压强：p=ρgh ρ表示密度， h表示高度。
①减小压强的方法：压力F一定时，增大受力面积S；
受力面积S一定时，减小压力F。
②增大压强的方法：压力 F一定时，减小受力面积 S
受力面积 S一定时，增大压力 F。
压强
的改变
压强
①垂直作用在物体表面的力叫压力。
②压力的方向：垂直受力面指向被压物体。
③压力的作用点：作用在被压物体表面。
压力

【精讲点拨】
1. 压力与重力的区别。压力的本质属于弹力，是接触力。而重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，来源于万有引力，是非接触力。压力的方向与受力面垂直，重力的方向总是竖直向下(与水平方向垂直向下)。压力的作用点在受力面上，重力的作用点在物体的重心。
2. 压强是表示压力作用的效果的物理量。因为压力的作用效果与压力和受力面积两个因素有关，所以课本是用比值定义法（压力与受力面积之比）建立压强的概念。
【课堂练习】
1．图中正确表示压力示意图的是（ ）

2. 下列压强大小最接近1Pa的是（ ）
A．人站立时对水平地面的压强
B．一张图画纸平放时对水平桌面的压强
C．打针时注射器针尖对皮肤的压强
D．推土机推土时履带对水平地面的压强
3．图中为了增大压强的是（ ）
A. 坦克装有宽大的履带 B. 书包背带做得较宽

C. 斧刃磨得很锋利 D. 在铁轨下面铺枕木


4. 如图1所示，水平雪地上，穿着滑雪板的芳芳总质量为65 kg，没有陷入雪地；而穿着运动鞋的小明总质量为50 kg，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一样
C．芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小
D. 受力面积和压力都不等，无法比较谁对雪地的压强大
图1 图2
5. 如图2所示，用拇指与食指压一支铅笔的两端，两个手指受到的压力______(选填“拇指大”、“食指大”或“一样大”，下同)，两个手指受到的压强______，这是由于压力一定时，_______，受到的压强越大的缘故。若拇指受到的压力为2N，笔尖的受力面积为0.5mm2，则食指受到的压强为____Pa。
6. 如图3所示，长木板重10N，底面积为10-2m2，现将其底面积的2/3 与水平桌面接触，木板静止时对桌面的压强为________Pa；在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动，直至木板全部移到桌面，在这个过程中，木板对桌面的压强_____.
图3 图4
7．如图4所示，体积相同的甲、乙实心均匀圆柱体放在水平地面上，且对地面的压强P甲=P乙，甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙，对水平地面的压力分别为F甲和F乙，关系正确的是（ ）
A．F甲＞F乙， ρ甲＞ρ乙 B．F甲=F乙， ρ甲= ρ乙
C．F甲＜F乙， ρ甲＜ρ乙 D．F甲＞F乙， ρ甲＜ρ乙
8. 在探究“影响压力作用效果的因素”时，小明同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。

①该同学是通过_____________来判断压力作用效果的。
②比较乙与丙两图可得到的实验结论是：当压力一定时，__________。
③此实验______（选填“能”或“不能”）用硬纸板代替海绵，原因是_______。
④此实验中主要运用的科学探究方法有_________和________。
⑤下列实例中，应用了②中所得结论的是_______（填序号）。
A. 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10 t
B. 小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
C. 书包的背带较宽
D. 载重汽车的轮子又多又宽
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？压力
重力
定义
作用在物体表面的力
由于 吸引而使
物体受到的力
方向
垂直于受力物体表面，
并指向被压物体
竖直向 .
作用点
被压物体 .
.
力的性质
接触的物体间相互挤压而发生形变产生的，属于弹力
来源于万有引力，
是非接触力
受力示意图
实验
压 力
受力面积
压力作用效果
甲
小桌的重力
桌脚（小）
明显
乙
小桌+砝码重力
桌脚（小）
很明显
丙
小桌+砝码重力
桌面（大）
极不明显
受力面
压力F
（N）
受力面积S
（cm2）
甲
20
2
乙
30
5