初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）第八章 压强第一节 压力的作用效果完美版ppt课件

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第一节 压力的作用效果
②背着书包时，会感觉到书包对肩膀有一个作用力。
①把一个铅球放在手上时，感觉铅球对手有一个作用力。
（1）在前面我们学过力的概念，知道常见的几种力：重力、弹力、摩擦力等。请同学们回忆生活中的现象：想一想铅球对手的力、书包对肩膀的力，这是哪一种力？
（2）茫茫白雪中的两个人对雪地的压力是差不多的，在厚厚的积雪中行走，一个会陷到雪里，另一个穿上一副滑雪板，尽管总重力变大了，反而不会陷下去。
为什么穿上滑雪板后结果不同呢？看来压力作用的效果并不只跟压力大小有关。想一想：压力作用的效果还可能跟什么因素有关？
一、研究压力的作用效果
（1）现象探究分析以下几种情况的作用力有哪些共同点？这些力的共同特点是：力的方向与接触面垂直，作用点在两个物体的接触面上。
（2）压力概念垂直作用在物体表面的力叫压力，常用字母F 表示。①压力的作用点在受压的物体表面，等效在接触面中心。②压力的方向垂直并指向受压的物体表面。
③压力的大小 压力与重力是性质不同的两种力，大小不一定相等。
①压力的大小不一定等于重力的大小，有时相等，有时无关。②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F=G。
④压力的作用效果压力作用在接触面上，使物体发生形变。
人对地面的压力使地面发生形变，这种形变很小，我们的肉眼看不到。
（3）压力与重力的区别
由于地球吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面的力
垂直受力面指向被压物体
视频讲解——《压力的概念》
（1）感知压力作用的效果
① 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压力的大小有关，还跟受力面积有关。
2. 研究压力的作用效果
②做一做用大拇指和食指按照图所示的方式轻轻夹着三角板。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相等，但是受力面积不相等，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，感觉效果更显著。
③做一做用一只手掌平压在气球上，用另一只手的食指顶住气球，观察气球如何变化？若用力大一些，会怎样？
【分析】食指顶的一边，气球凹陷的深一些；当加大压力时，凹陷的更深。 表明：压力越大，受力面积越小，压力的作用效果更显著。
探究结论：由以上分析与探究实验可知：压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积等因素有关。
【实验器材】大小、形状、材料相同的两块砖，以及海绵状泡沫塑料。【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凹陷程度来体现。
（2）探究压力的作用效果与哪些因素有关
【进行实验】按图（a）（b）所示，分别在海绵上平放一块砖 、叠放两块砖时，观察海绵的凹陷程度，由此能得出计么结论？ 按图（c）所示，将一块砖竖放在海绵上，比较砖平放与竖放时海绵的凹陷程度，又能得出什么结论？
（1）在（a）（b）两次实验中，受力面积相同，（b）中压力大于甲，（b）图中海绵的凹陷程度大于甲，故可以得出结论：在受力面积相同时，压力越大，则压力的作用效果越显著。（2）（a）（c）两次实验中，压力大小相同，（c）图中受力面积小，海绵的凹陷程度大，故可以得出结论：在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。
【实验结论】由大量实验可知：
（1）本实验也可使用砝码、桌子和沙子进行探究。通过桌子陷入沙子的深度来表示压力的作用效果。
（2）实验中，为什么选用海绵之类的物体做实验器材，而不选用木板？因为此实验是通过受力物体的形变程度来体现压力的作用效果，海绵之类的物体形变程度较明显，而木板等一些较硬的物体形变程度不明显，故不选用木板等一些较硬的物体。
视频演示——《探究影响压力作用效果的因素》
【例题1】（1）如图1所示，请画出斜面受到的压力F的示意图。（2）如图2所示，用力F把一木块压在竖直墙面上静止，请画出木块对墙面的压力的示意图。
（1）压力的作用点在斜面上，方向垂直斜面指向斜面的内部，斜面受到的压力F的示意图如图所示。（2）木块对墙面的压力F压作用在墙面上，方向垂直于墙面向左，如图所示。
【例题2】在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，某同学利用沙子、小桌、木块、透明的箱子进行如图所示的实验，下列说法错误的是（　　）A．实验中观察小桌陷入沙子的深度来比较压力的作用效果B．由甲丙两图可以探究压力的作用效果与压力大小的关系C．比较甲乙两图可得出：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显
D．由乙丙两图可以探究压力的作用效果与受力面积之间的关系
A．根据转换法，实验中观察小桌陷入沙子的深度来比较压力的作用效果，故A正确，不符合题意；B．探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，而甲、丙中受力面积不同，故由甲、丙两图不能探究压力的作用效果与压力大小的关系，故B错误，符合题意；C．比较甲、乙两图可得出：受力面积一定时，乙中压力大，压力的作用效果明显，故比较甲、乙两图可得出：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显，故C正确，不符合题意；D．探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变，乙、丙中压力大小相等，受力面积不同，可以探究压力的作用效果与受力面积之间的关系，故D正确，不符合题意。
【例题3】如图所示，进行“探究影响压力作用效果的因素”实验。（1）过过观察海绵的__________来比较压力作用的效果；（2）通过比较______两次实验，可知受力面积相同时，压力越大，压力作用的效果越_______（选填“明显”或“不明显”）；（3）通过比较______ 两次实验，可知压力作用的效果跟受力面积有关；这种研究问题的方法是____________ 法。
（1）海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显，故可以根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。（2）实验研究当受力面积相同时，压力的作用效果与压力的关系，故需要改变压力，受力面积相同，故选择比较甲、乙两次实验；从实验现象可知看出，压力越大，海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显。（3）探究压力作用的效果跟受力面积关系，需要控制压力相同，受力面积不同，故需要改变受力面积，故选择乙、丙两次实验；由于有两个因素影响压力的作用效果，故需要采用控制变量法，保证每一次实验只有一个变量。
通过前面的探究实验，我们找到了比较压力作用效果的方法：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。想一想：甲与乙是两个不同的受力面，若压力和受力面积都不相同，怎样比较压力的作用效果？（如表所示）
比较压力作用效果的方法：
结论：用“压力/受力面积“，可比较压力的作用效果，该比值越大，则压力的作用效果越显著。
分别计算甲与乙的“压力/受力面积”，可得出结果为：
（1）物理意义：表示压力作用效果的物理量。（2）定义 把物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。压强在数值上等于物体单位面积所受的压力。（3）公式
压强的单位由力的单位和面积的单位组成。①国际单位制：力的单位为牛（N），面积的单位为为米2（m2），则压强的单位为牛/米2（N/m2），读作牛每平方米.牛/米2有一个专用名称叫帕斯卡，简称帕，符号为pa。1Pa的压强很小，一颗西瓜籽平放在手上，对手的压强约20Pa。②常用的单位：百帕（hPa）、千帕（kPa）、兆帕（MPa）。 1 kPa=103Pa 1 MPa=103kPa =106Pa
（5）物理学家—布莱士·帕斯卡
布莱士·帕斯卡（Blaise Pascal ）公元1623年6月19日出生于多姆山省奥弗涅地区的克莱蒙费朗，法国数学家、物理学家、哲学家、散文家。
帕斯卡在1653年提出流体能传递压力的定律，即帕斯卡定律，并利用这一原理制成水压机。他还制成注水器，继承伽利略和托里拆利的大气压实验，发现大气压随高度变化。国际单位制中压强的单位帕[斯卡]即以其姓氏命名。
（6）一些物体的压强值
学生站立时对地面的压强约1.5×104 Pa
边长为10cm的正方体铝块，放在面积为0.9m2的桌面上，受力面积是_________m2； 若放在面积为10cm2的面上，受力面积是________m2。
（7）理解受力面积，记住面积单位换算
S=10cm×10cm=100cm2= 10-2m2
S=10cm2= 10-3m2
2. 压强与压力的辨析
物体所受压力大小与受力面积之比
垂直压在物体表面上的力
与压力的大小和受力面积都有关
有时与重力有关，有时与重力无关
3. 柱体的压强（拓展）
（2）柱体产生压强的计算
这个柱体的体积：V=sh这个柱体的质量: m=ρV=ρSh对水平面压力： F=G=mg=ρVg = ρgSh 对水平面压强：
（3）公式 p=ρgh 中各物理量的意义与单位 ? 表示密度，单位为千克/米3 （kg/m3）h 表示高度， 单位为米（m）g 表示9.8N/kgp表示压强，单位为帕（Pa）
（4）理解公式 p=ρgh ①公式 p=ρgh只适用于柱形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密度和高度有关，与物体的底面积、重力等无关。
【例题3】工人师傅想把一台机器放到水平工作台面上修理。为防止工作台面被压坏，他在台面上放了一块垫板，如图所示。已知机器质量为90kg，底面积为300cm2；垫板质量为3kg，底面积为600cm2；工作台面面积为1.2m2。求垫板和工作台面各自所受压强的大小。（g取10N/kg）
分析：本题中，求垫板所受的压强时，垫板受到压力的大小应等于机器的重力大小，受力面积应为机器的底面积。在计算工作台面所受的压强时，台面所受的压力为机器重力与垫板重力大小之和，受力面积为垫板的底面积，而非工作台面的面积。
= 0.2×103kg/m3×10N/kg×0.1m=200pa
此题给出的已知条件比较少，直接应用P=F/S不能求出，可以推导出p= ρgh 进行计算；需注意的是p= ρgh 是推导公式，一般情况下，计算题中不能直接运用。
【例题5】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
①甲、乙对地面的压强相等，根据 p＝ρgh可得： ρ甲gh甲=ρ乙gh乙 ； ∵ h甲＞h乙， ∴甲、乙密度 ρ甲＜ρ乙
②甲、乙压力的大小关系： 根据F=PS， ∵ p甲=p乙，S甲＞S乙， ∴ F甲>F乙， 即G甲>G乙. 所以 m甲>m乙。
生产生活中怎样增大或减小压强
三、生产生活中怎样增大或减小压强
（1）实例分析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？
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
减小受力面积S，同时增大压力F
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
增大受力面积S，减小压力F
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。
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。
【例题6】如图所示，《天工开物》中描述了古代劳动人民在田间割稻、脱粒等情境，下列选项中可以增大压强的是（　　） A．甲图中把镰刀磨锋利 B．乙图中木桶底面积较大C．丙图中牛的脚掌较大 D．丁图中扁担较宽
A．把镰刀磨锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A符合题意；B．木桶底面积较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B不符题意；C．牛的脚掌较大，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．扁担较宽，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A。
垂直作用在物体表面上的力叫做压力。 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： ④压强的国际单位：帕（Pa），1Pa =1N/m2⑤柱体产生的压强: p=ρgh . ?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F②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
1．画出图中砖块所受重力G和砖块对海绵的压力F 的示意图，指出重力G 和压力F的施力物体、受力物体各是什么。
砖块所受重力G 和砖块对海绵的压力F 的示意图如图所示。重力G 的施力物体是地球，受力物体是砖块。压力F 的施力物体是砖块，受力物体是海绵。
2． 如图所示的三种现象中，属于减小压强的是（ ）
AC．用很细的钢丝切肥皂、针头做得很尖，是通过减小受力面积，增大压强，故AC不符合题意；B．铁轨铺在枕木上，是通过增大受力面积，减小压强，故B符合题意。
3. 一位同学在冰面上行走，突然发现脚下的冰即将破裂，那么他应采取的措施是（ ）A. 赶快向岸边跑 B. 立即改成单脚站立C. 就地伏在冰面上慢慢向岸边爬行 D. 站立不动
脚下的冰要破裂，说明人对冰面的压强太大，为避免人陷入湖中，应减小压强。A．跑的同时会抬起一只脚，使人对冰面的压强增大，更易掉入冰中，故A错误；B．改成单脚站立，人对冰面的压强增大了一倍，人更容易落入冰中，故B错误；C．就地伏在冰面上慢慢向岸边爬行，人对冰面的压力没有变化，增大了受力面积，减小了压强，所以冰面不会破裂，故C正确。D．站着不动，人对冰面的压强没有变化，冰会破裂，人将掉入湖中，故D错误；
4． 某头大象的质量是5000 kg，每只脚底的面积约为600 cm2。请估算该大象四脚站立时对地面的压强约为多大？（保留两位小数）
大象自身的重力G＝mg＝5000kg×10N/kg＝5×104N大象对地面的压力：F＝G＝5×104N每只脚底的面积是600cm2=0.06m2，故受力面积为S=4×0.06m2=0.24m2 大象四脚站立时对地面的压强
5． 芭蕾舞演员表演时用鞋尖触地。某芭蕾舞演员的一只鞋尖与地面的接触面积为9.5 cm2，对地面的压力为475 N 。计算一只鞋尖触地时，该芭蕾舞演员对地面的压强。
芭蕾舞演员对水平地面的压力等于自身重力，即F=G=475N 受力面积为S=9.5cm2=9.5×10-4m2 则芭蕾舞演员对地面的压强为：
6 . 小明的质量为45kg, 他每只脚与地面的接触面积为150cm2， 为了不让双脚陷进泥地，他在水平泥地上放一块重为200N 、面积为2m2的木板，双脚站在木板中央。（g 取 l0N/kg ) 求：（1）小明对木板的压强；（2）木板对泥地的压强。
7．为避免损坏路面，某地规定载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内。一辆在水平路面上行驶的货车，车与货物总质量为1.5×104kg，车轮与地面接触总面积为0.15 m2。（1）货车对路面的压力是多少？（2）通过计算说明，该车对地面的压强是否超过规定？（3）运用所学的物理知识说明超载的危害。
（1）货车对路面的压力是F=G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N （2）该车对地面的压强 所以已经超过标准。（3）超载的危害容易损坏路面；质量过大，车的惯性大，不好操纵，易出交通事故。
8 . 某同学利用体重计测得自己的质量是50kg，他通过图所示的方法测出每只脚与地面的接触面积是175cm2。那么，当他双脚站立在水平地面上时，对地面的压强约是多少帕？
小明受到的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N 对地面的压力F=G=500N地面的受力面积为S=175cm2×2=3.5×10-2m2 =0.035m2小明对地面的压强
1. 图中正确表示压力示意图的是（ ）
图A与B画的是重力的示意图；C图压力方向与接触面垂直，作用点在接触面上，正确； D图压力的方向错误。
2. 如图所示，滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板，可有效（　　）A．增大自身的重力 B．增大对雪地压力C．减小对雪地压强 D．减小雪地摩擦力
滑雪运动员之所以穿着有较大底面积的滑雪板，是为了减小压力的作用效果，即减小压强，是在压力不变的情况下通过增大受力面积的形式来减小压强，与重力、压力、和摩擦力无关，故C符合题意，ABD不符合题意。
3. 如图，甲、乙两人在完全相同的沙滩散步，留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲（　　）A．所受的重力较大 B．所受的重力与乙的相等C．对沙滩的压强较大 D．对沙滩的压强较小
AB．因甲、乙脚印的深浅程度相同，说明两者的压强相同，水平面的物体对水平面的压力等于物体重力，由G=F=pS 可知，受力面积大的物体压力大，所以甲受到的重力大于乙受到的重力，故A符合题意，B不符题意；CD．由于甲、乙在沙滩上留下的脚印深浅相同，说明压力的作用效果相同，即甲、乙对沙滩的压强相等，故CD不符合题意。
4. 如图，在今年的杭州亚运会上，会运送铁饼的机器狗成了赛场上的“显眼包”，机器狗自重约15千克，当它站在赛场的草地上时，草地会有凹陷，说明压力的作用效果是使物体_________；当它背上2千克重的铁饼时，对地面的压力将______；当它开始奔跑时，对地面的压强将______ 。（后两空选填“变大”、“不变”或“变小”）
根据力的作用效果可知，草地会有凹陷，说明压力的作用效果是使物体发生形变。机器狗对地面的压力大小和重力大小相等，当它背上2千克重的铁饼时，总重变大，对地面的压力将变大。根据压强的知识可知，当它开始奔跑时，由于提起脚使得受力面积变小，对地面的压强将变大。
5. 北京冬奥会花样滑冰双人滑，中国选手韩聪隋文静获得金牌，如图所示为比赛中的一个情景。若韩聪和隋文静的身体质量分别为62kg和42kg，韩聪脚下两个冰刀与冰的总接触面积为20cm2，求：（1）隋文静的重力为多少N?（2）韩聪对冰的压强为多少pa?
（1）由题意可知，隋文静的体重为m1=42kg，故由G=mg可得，隋文静的重力为G=mg=42kg×10N/kg=420N（2）由题意可知，韩聪的体重为m2=62kg，故由受力分析可知，韩聪对冰的压力为F=G=（m1+ m2）g =（42kg+62kg）×10N/kg=1040N韩聪与冰的接触面积为S=20cm2=2×10-3m2韩聪对冰的压强为
6. 探究“压力的作用效果”的实验如图甲、乙、丙所示。（1）甲、乙、丙实验中，根据_______________来比较压力的作用效果，用到的科学实验方法是_________；（2）通过甲、乙实验能够得到的结论是_________________；（3）由实验乙、丙可知“压力的作用效果与受力面积大小”的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例：______________；（4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙_____ p丁（填“＞”、“＜”或“＝”）；
受力面积相同，压力越大，压力的作用效果越明显
（1）由图得，甲、乙、丙实验中，根据海绵的形变程度来比较压力的作用效果，形变越大，压力效果越明显。实验中用海绵的形变程度转换出压力的作用效果，此方法叫转换法。（2）由甲、乙实验得，受力面积相同，压力越大，海绵的形变程度越大，说明受力面积相同，压力越大，压力的作用效果越明显。（3）生活中，用超市的塑料袋子提重物，感觉很勒手，在塑料袋子与手接触的地方垫上报纸，增大接触面积后再去提，会感觉手比较舒服。（4）由图得，丙中海绵受到的压力大小与丁中木板受到的压力的大小相等，丙、丁的接触面积都是小桌桌面的底面积，因此图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小相等。