初中物理粤沪版八年级下册1 认识压强精品学案
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知识精讲
知识点01 压力
【即学即练1】如图所示物体A对支持面压力的示意图正确的是( )
【答案】因为压力的作用点在接触面上,压力的方向垂直于接触面,故D正确.
知识点02 压力的作用效果
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关.
(1)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显.
(2)当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
【即学即练1】在探究“影响压力作用效果”的实验时,做了如图8-1-1所示的实验
(1)通过观察三次实验时的 ,比较压力作用的效果.这种方法叫做 .
(2)比较甲、乙两图所示的实验,你的结论是 相同时, 越大,压力的作用效果越明显.
(3)比较乙、丙两图所示的实验,你的结论是 相同时,受力面积 ,压力的作用效果越明显.
【答案】(1)实验中,通过观察三次实验中小桌陷入细沙的深度来比较压力作用的效果,属于转换法的运用.(2)比较甲、乙两图所示的实验,可得出的结论是受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显.(3)比较乙、丙两图所示的实验,可得出的结论是压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
知识点03 压强
1.放置在水平面上的物体,计算压强p= eq \f(F,S) 时,一般F=G=mg.
2.放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长方体等)对桌面的压强p=ρgh.(ρ为物体的密度,h为直柱体的高度)
【即学即练1】一辆坦克,质量为6×104 kg,当它静止在水平地面上时,履带与地面接触的总面积为6 m2,求:
(1)坦克受到的重力(g取10 N/kg);
(2)坦克对地面的压强.
【答案】解:(1)坦克受到的重力:G=mg=6×104 kg×10 N/kg=6×105 N;
(2)坦克对地面的压力:F=G=6×105 N,坦克对地面的压强:p= eq \f(F,S) = eq \f(6×105 N,6 m2) =1×105 Pa.
【即学即练2】8个完全相同的正方体物块,按图8-1-12甲、乙所示叠放在水平地面上,它们对地面的压强p甲∶p乙等于( )
A.5∶3 B.5∶2
C.10∶9 D.3∶2
【答案】
分层提分
【基础训练】
1.小乐将轻质塑料挂钩(质量不计)的吸盘压在玻璃餐桌的下表面,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为10cm2,同时将盛水塑料桶挂到挂钩上,如图所示。则吸盘能挂住多重的盛水塑料桶( )
A.10NB.50NC.100ND.1000N
【解答】解:吸盘与玻璃的接触面积为S=10cm2=0.001m2;
根据P=可知,吸盘受到的大气压力:F=PS=1.0×105 Pa×0.001m2=100N;
对于吸盘来说,当筒重等于大气压力时,吸盘刚好不下落,故得G=F=100N。
2.在日常生活中,背包带做的很宽,其目的是为了( )
A.增大压力B.减小压力C.增大压强D.减小压强
【解答】解:书包背带做的很宽,是在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故D正确,ABC错误。
3.有一轻质柱形容器置于水平地面上,容器内盛有重力为10牛的水。若将重为5牛的物块浸入水中(水不溢出),物块受到的浮力为3牛,则放入物块后容器对水平地面的压力为( )
A.一定为10牛B.可能为12牛C.可能为13牛D.一定为15牛
【解答】解:因为是轻质柱形容器置于水平地面上,容器的质量忽略不计,则放入物块后水不溢出,则水的质量不变,水的重力不变;
将容器内的水和物体作为一个整体,则容器对水平地面的压力F=G总=G水+G物=10N+5N=15N。
4.关于压力的概念,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的大小总是等于物体受到的重力
C.压力的方向总是和物体的接触面相垂直
D.压力的方向不一定和物体的接触面相垂直
【解答】解:A、压力的方向一定与接触面垂直,但不一定竖直向下,故A错误
B、物体放在水平面上时,且压力是由物体重力产生的时候,压力才等于物体重力,故B错误;
C、压力的方向一定与接触面垂直,故C正确;
D、据上面的分析可知,压力的方向一定与接触面垂直,故D错误。
5.在武汉抗疫期间,医务人员因为长时间佩戴口罩,在脸上形成了一道道带子勒痕,主要原因是( )
A.口罩的重力太大B.口罩的面积太大
C.口罩的带子太宽D.口罩的带子太细
【解答】解:医务人员长时间佩戴口罩时脸上勒痕较深,是因为人脸受到的带子的压强较大。
根据生活常识可知,口罩的带子太细,减小了受力面积,在压力一定时,增大了对人脸的压强,从而导致医务人员因为长时间佩戴口罩而在脸上形成了一道道较深的勒痕。
口罩的重力太大、口罩的面积太大、口罩的带子太宽,不符合实际情况或不是主要原因,故ABC错误,D正确。
6.如图甲、乙两人在完全相同的水平沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲( )
A.所受的重力较大B.所受的压力与乙的相等
C.对沙滩的压强较大 D.对沙滩的压强较小
【解答】解:甲、乙两人在完全相同的水平沙滩散步,他们在沙地上留下的脚印深浅相同,则他们对沙地的压强相等,即p甲=p乙,故CD错误;
因S甲>S乙,所以,由p=可得,F甲>F乙,故B错误;
由于物体对水平面的压力等于重力,因此甲的重力较大,故A正确。
7.在探究“压力作用效果与什么因素有关”的实验中,小组同学准备了沙子、小方桌、几个砝码,将小方桌放在水平沙子表面上进行实验,如图1所示。
(1)实验中,是通过观察 来判断压力的作用效果。
(2)实验中,应将小方桌 放置,使得此时小方桌对沙子的压力等于小方桌的重力。
(3)为探究“压力作用效果与压力大小的关系”,应保持 不变,同时可以通过在桌面上增加砝码改变 的大小。
(4)观察分析如图2所示的操作和现象,可以得出的初步结论是: 。
【解答】解:
(1)压力的作用效果用沙子的凹陷程度来反映,沙子凹陷程度越大,压力作用效果越明显;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以实验中,应将小方桌水平放置,使得此时小方桌对沙子的压力等于小方桌的重力;
(3)探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,要控制受力面积大小不变,改变压力的大小,实验中可以通过在桌面上增加砝码改变压力的大小;
(4)根据图2可以看出,压力相同,受力面积不同,作用效果不同,故可得出结论:在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
故答案为:(1)沙子的凹陷程度;(2)水平;(3)受力面积;压力;(4)在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
分层提分
【能力提高】
1.如图所示,A、B两密度均匀的实心正方体放在水平地面上,对地面的压强分别为pA和pB,且pA>pB,若在两正方体上方沿水平方向切去相同的厚度,则剩下部分对水平地面的压强为pA'和pB',则( )
A.pA'>pB'B.pA'<pB'
C.pA'=pB'D.以上都有可能
【解答】解:A、B两个密度均匀的实心正方体分别放在水平地面上,水平地面受到的压力等于其重力,
则对地面的压强:p======ρgh,
已知pA>pB,即:ρAghA>ρBghB,
由图可知:hA<hB,所以,ρA>ρB;
若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,
A对水平地面的压强为:pA′=ρAg(hA﹣h)=ρAghA﹣ρAgh,
B对水平地面的压强为:pB′=ρBg(hB﹣h)=ρBghB﹣ρBgh,
因为ρA>ρB,所以,ρAgh>ρBgh,
又因为ρAghA>ρBghB,
所以,无法判断pA'和pB'的大小。
2.两个同种材料制成的圆柱高度分别为10厘米和15厘米,都竖直放在水平地面上,对地面的压强之比为( )
A.1:1B.1:2C.2:3D.3:2
【解答】解:两个同种材料制成的圆柱其密度相同都为ρ,
因为p======ρgh,
所以,对水平地面的压强之比为:
====2:3。
故ABD错误、C正确;
3.一位九年级学生站在水平地面上时,他对地面的压力和压强最接近于( )
A.50牛,103帕B.50牛,104帕
C.500牛,103帕D.500牛,104帕
【解答】解:中学生的质量约为m=50kg,
则其对水平地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
中学生两脚的总面积约为0.05m2,
则他对地面的压强为:
p===104Pa。
4.如图所示,两手的食指分别沿水平方向用力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静止,则( )
A.铅笔对右侧食指的压力较大
B.铅笔对左侧食指的压力较大
C.铅笔对右侧食指的压强较大
D.铅笔对左侧食指的压强较大
【解答】解:
AB.铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等,
由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对相互作用力,所以铅笔对手的压力也相等,故AB错误;
CD.由图可知,右手指的受力面积比较小,根据压强公式p=可知,铅笔对右侧食指的压强较大,故C正确、D错误。
5.生活中的很多小设计可以通过改变受力面积来改变压强,从而达到给人们生活带来便利的目的,以下事例中,可以增大压强的是( )
A.较宽的书包带B.锋利的刀刃
C.铁轨下的枕木D.滑雪时用的滑雪板
【解答】解:A、较宽的书包带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B、锋利的刀刃,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意;
C、铁轨下的枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D、滑雪时用的滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:B。
6.现有7块规格相同的砖块,每块砖的长、宽、高分别为20cm、10cm、5cm,将这些砖块按图甲、乙、丙所示的三种方式摆放在水平地面上,则它们对地面的压强( )
A.甲最大B.乙最大
C.丙最大D.一样大
解答】解:三种情况都是放在水平地面上,所以F=G总.
设每块砖的重力为G,砖平放时的长、宽、高分别为a、b、c.
则长、宽、高之比为4:2:1,
甲图中,F甲=4G,S甲=ab,所以p甲====,
乙图中,F乙=2G,S乙=ac,所以p乙====,
丙图中,F丙=G,S乙=bc,所以p丙====,
所以p甲=p乙=p丙。
7.如图所示,实心均匀正方体甲和乙放置在水平地面上,此时对水平地面的压强相等。现沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为h。比较此时甲、乙剩余部分的质量m甲和m乙以及对地面的压强p甲和p乙的大小关系正确的是( )
A.m甲可能小于m乙,p甲一定小于p乙
B.m甲一定小于m乙,p甲一定小于p乙
C.m甲一定大于m乙,p甲可能等于p乙
D.m甲一定大于m乙,p甲一定小于p乙
【解答】解:
(1)实心柱状物体对水平面的压强:p======ρgh;
原来正方体甲、乙对于水平地面的压强相等,由图可知两者的高度(边长)关系为h甲>h乙,所以由p=ρgh可知甲、乙的密度关系为ρ甲<ρ乙。
当沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为h,且ρ甲<ρ乙,
所以根据p=ρgh可知甲、乙剩余部分对地面的压强:p甲<p乙,故C错误;
(2)原来甲、乙对于水平地面的压强相等,根据p=ρgh可得ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,化简可得ρ甲h甲=ρ乙h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为h,剩余部分的质量分别为:
m甲=ρ甲S甲h=ρ甲h甲2h,m乙=ρ乙S乙h=ρ乙h乙2h;
则剩余部分的质量之比为:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得=,因为h甲>h乙,所以m甲一定大于m乙,故D正确,AB错误。
8.如图所示,甲、乙为两个实心正方体,它们对水平地面的压力相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,它们切去的质量为△m甲和△m乙,则( )
A.△m甲可能小于△m乙B.△m甲一定小于△m乙
C.△m甲可能大于△m乙D.△m甲一定等于△m乙
【解答】解:由ρ=可知,立方体的质量:m=ρV=ρL3;
甲、乙平放在水平面上,对水平地面的压力相等,则甲、乙受到重力相等,由G=mg可知,甲、乙的质量相等,即m甲=m乙;
假设立方体的边长为L,由ρ=可知,立方体的质量:m=ρV=ρL3,则ρ甲L甲3=ρ乙L乙3;
由图可知,L甲>L乙,则ρ甲L甲2<ρ乙L乙2;
假设沿水平方向分别截去相同高度为h,则截去部分的质量分别为Δm甲=ρ甲L甲2h和Δm乙=ρ乙L乙2h;
因为ρ甲L甲2<ρ乙L乙2,所以ρ甲L甲2h<ρ乙L乙2h,即Δm甲<Δm乙,故ACD错误,B正确。
课程重点
1.认识压力的大小、方向及作用效果.
2.通过活动,体验压力的作用效果;认识影响压力的作用效果的因素.
3.知道压强的概念、公式和单位.
4.能用压强公式进行简单计算.
项目
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,其重力大小等于物体对地面的压力大小
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大小
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