第七章 压强第一
节 固体压强
液体压强
第一部分 考点研究
考点梳理
压强
压力
定义
方向
作用点
压力与重力的关系
影响压力作用效果
压强
定义
物理意义
公式
单位
增大或减小压强的法
压强
液体的压强
产生原因
特点
适用条件
连通器
定义
:物理学中,把垂直压在物体表面的
力叫做
______
.
方向:总是
____
于被压物体表面且指向被压物体内部
.
作用点:
____
________
.
压力
与重力的关系:压力不一定都等于重力,方向不一定与重力方向相同,只有放在水平面上的物体,压力的大小才等于重力的大小,方向与重力方向
相同
.
压力
垂直
受力物体上
压力
影响压力作用效果:
压力的作用
效果与
_________
和
_
____________
(二者相互挤压接触的面积)有关
,用
______
来反映压力的作用效果
.
【
探究影响压力作用效果的因素
】
见实验突破
压力大小
接触面的大小
压强
定义
:在物理学中,物体
所受
_____
的大小
_________
之比叫做
压强
.
压力
受力面积
压强
Pa
压力
N
受力面积
m
2
单位面积
压力
明显
Pa
p
表示
_______
,单位是
____
;
F
表示
_______
,单位是
____
;
S
表示
_________
,单位是
___
.
物理意义:压强在数值上等于物体
_________
所受的
________
.
压强越大,压力产生的效果越
______
.
单位:简称帕,符号是
____
,
1 Pa
=
1 N/m
2
.
公式
p
=
______
压强
增大或减小压强的方法
方法
实例
增大
压强
压力一定时,
______
受力面积
飞镖的箭头很尖、冰鞋上装有冰刀、蚊子尖尖的口器等
受力面积一定时,
______
压力
压路机碾子的质量很大
增大压力的同时减小受力面积
用铁锤用力钉钉子
减小
压强
压力一定时,
______
受力面积
载重汽车装有很多车轮、骆驼宽大的脚掌
受力面积一定时,
______
压力
现代建筑中采用空心砖
减小压力的同时增大受力面积
在冰面行走时,采用爬行并丢弃一些负重
减小
增大
增大
减小
产生
原因:
由于液体受到
______
的作用,且具有
______
,所以液体内向各个方向都具有压强
.
特点:(
1
)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都
_____
.
(
2
)液体密度一定时,深度越深,压强越
____
;
(
3
)在深度相同时,液体的
______
越大,压强越
大
.
p
表示
______
,单位是
______
;
ρ
表示
________
,单位是
______
;
h
表示
________
,单位是
___
.
g
=10 N/kg
重力
流动性
相等
大
密度
ρ
gh
压强
Pa
液体密度
kg/m
3
液体深度
m
【
研究液体内部的压强
】
见实验突破
p
=
______
液体内部压强
适用条件:液体压强和特殊固体压强(密度均匀的圆柱体、正方体、长方体)
连通器:
定义:上端开口、下端连通的容器叫做连通器.
特点:连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器中各部分的液面高度总
是
________
.
应用:船闸、水壶、排水管的U形“反水弯”
.
相等的
命题点:固体压强、平衡力的判断
1. (2014广州11题改编)如图水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70 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.则芳芳对雪地的压强_____(选填“等于”、“小于”或“大于”)小明对雪地的压强;芳芳对雪地的压力____(选填“大于”、“小于”或“等于”)小明对雪地的压力.
图说物理
(RJ八下P29导图)
大于
小于
命题点:增大、减小摩擦力的方法 增大、减小压强的方法
2. (2014铁岭19题改编)如图是运货中常用的多轴平板货车.货车上装有很多轮子,是采用_______________的方法减小货车对地面的压强;货车刹车时,地面对车轮的摩擦是_____(选填“有用”或“有害”)的
(RJ八下P32图9.1-5)
有用
增大受力面积
命题点:连通器
3. 如图所示的茶壶、U形“反水弯”、水位计都是利用_______原理工作的,连通器各部分中的液面高度总是_____的.
(RJ八下P36图9.2-6)
相
平
连通器
命题点:液体压强、液体密度与压强的关系
4. (2014
长春
16
题改编
)
甲、乙两个圆柱形容器中盛有两种不同的液体
A
、
B
,液面位置如图,液体对两个容器底的压强相等
,则
ρ
A
___
ρ
B
.
(RJ八下P38图9.2-9)
>
例
1
一位质量为
70 kg
的运动员背着
15 kg
的装备在雪地行走.假设他每只脚与地面的接触面积为
170 cm2.
(g
取
10 N/kg)
(1)
当他单脚着地时对地面的压强为
________Pa
;双脚着地时对地面的压强为
________Pa.
(2)
当他脚蹬滑雪板
(
每块滑雪板长约
1.5 m
,宽约
12 cm)
在雪地水平滑行时,滑雪板所受的重力是
60 N
,他对雪地的压强约是
________Pa.
5
×
10
4
2.5
×
10
4
5 055.56
重难点突破
压强公式
p=F/S
的理解及计算
(
难点、易错点
)(10
年
6
考
)
一
【
解析
】
(1)
单脚站立在地面:
S
=
170 cm
2
=
1.7
×
10
-
2
m
2
,
F
1
=
G
1
=
(
m
人
+
m
装备
)
g
=
(70 kg
+
15 kg)
×
10 N/kg
=
850N
,
p
=
(F1)/S
=
(850 N)/(1.7×10
-
2 m
2
)
=
5
×
10
4
Pa
;
双脚站立在地面:
S
2
=
2
S
=
170 cm
2
×2
=
340 cm
2
=
3.4
×
10
-
2
m
2
,
p
2
=
(F1)/S2
=
(850 N)/(3.4×10
-
2 m
2
)
=
2.5
×
10
4
Pa
;
(2)
F
2
=
G
1
+
G
滑
=
850 N
+
60 N
=
910 N
,
S
3
=
1.5 m
×
0.12 m
=
0.18 m
2
,
p
3
=
(F
2
)/S
3
=
(910 N)/(0.18 m
2
)
=
5 055.56 Pa.
例 2 (2016十堰)如图为同种材料制成的实心圆柱体
A
和
B
放在水平地面上,它们的高度之比为2∶1,底面积之比为1∶2,则它们的质量
m
A
∶
m
B
和对地面的压强
p
A
∶
p
B
分别为( )
A.
m
A
∶
m
B
=2∶1,
p
A
∶
p
B
=2∶1
B.
m
A
∶
m
B
=1∶1,
p
A
∶
p
B
=2∶1
C.
m
A
∶
m
B
=1∶1,
p
A
∶
p
B
=1∶1
D.
m
A
∶
m
B
=2∶1,
p
A
∶
p
B
=1∶1
B
注意
事项
(
1)
公式
p
=
是
压强的定义式,对于固体、液体、气体产生的压强都
适用;
(2)
单位要统一,即
F
的单位为
N
,
S
的单位为
m
2
时,算出压强
p
的单位才是
Pa
;
(3)
公式中的
F
是压力而不是重力,受力面积
S
是指两个物体相互接触的那部分面积,而并不一定是受力物体的表面积
.
注意事项
:
(1)
p
=
ρgh
只适用于计算液体内部的压强;
(2)
公式中
h
指所研究的点到液面的竖直距离,而不是点到容器底的距离,深度
h
的大小与容器的粗细、形状以及是否倾斜均无关;
(3)
利用公式
p
=
ρgh
计算的时候,密度
ρ
的单位一定要用
kg/m
3
,液体深度
h
的单位要用
m
,计算出的压强
p
的单位才是
Pa.
例
3
如图甲所示,在高为
1 m
的容器内装满水并密封,水对容器底面的压强为
________
Pa
;若将该容器倒置,如图乙所示,此时水对容器底面的压强为
________
Pa
,容器底面受到的压力与甲图相比将
________(
选填“变大”、“变小”或“不变”
)
.
1
×
10
4
1
×
10
4
变小
压强公式
p
=
ρgh
的理解及计算
(
难点、易错点
)(10
年
3
考
)
二
【解析】
水对容器底面的压强:
p
=
ρ
液
gh
=
1.0
×
10
3
kg/m
3
×10 N/kg×1 m=
1
×
10
4
Pa;将该容器倒置,液面深度不变,故由
p
=
ρgh
可得,水对容器底面的压强不变;因水与容器底面的面积减小,故由
F
=
pS
可知压力减小.
例 4 如图所示,薄壁圆柱形容器甲和正方体乙置于水平地面上,容器甲底面积为5×10-2 m
2
,盛有质量为5 kg的水,则甲容器底面所受水的压强为________Pa;若地面所受甲、乙两物体的压强相等,则正方体乙的密度是________kg/m
3
.
1.0
×
10
3
1.0×10
3
探究
影响压力作用效果的因素
(2011.21)
命题点:
1.
选用海绵而不用木板
(
更有利于观察实验现象
)
2.
转换法的应用
(
通过
____________________
来比较压力作用效果的大小
)[2011.21(1)]
3.
控制变量法的应用
a.
探究压力的作用效果与压力大小的关系
(
保持
____________
不变,改变
______
的大小
)[2011.21(3)]
实验突破
被压物体的凹陷程度
接触面积
压力
实验一
b.
探究压力的作用效果与受力面积的关系
(
保持
________
不变,改变
____________
的大小
)[2011.21(2)]
4.
还可选用的材料
(
沙子、橡皮泥
)
5.
实验现象分析
6.
实验方案的选取及评估
7.
实验结论总结
(
由实验方案对比得出的结论
)[2011.21(
4)]
实验结论:压力的作用效果不仅与压力的大小有关,还与受力面积的大小有关:①当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;②当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显.
接触面积
压力
例 1 (2015桂林)如图所示,为小丽在“探究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材及在水平桌面上进行的实验过程图示.
(1)本实验的科学探究方法是:__________________.
(2)小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的________两次实验进行比较得出结论;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的________两次实验进行比较得出结论.
(3)通过实验小丽得出结论:压力作用的效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积有关.小丽的结论________(选填“正确”或“不正确”).
控制变量法(转换法)
DE
EF
正确
(4)在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用了______________来减小压力作用的效果;俗话说:“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是:通过______________来增大压力作用的效果.
增大受力面积
减小受力面积
【
解析
】(
1)
探究压力的作用效果与压力大小的关系时,应保持受力面积不变,改变压力的大小;探究压力的作用效果与受力面积的关系时,应保持压力不变,改变受力面积的大小.压力的作用效果可通过海绵的凹陷程度来观察,所以,本实验主要用到的科学研究方法是控制变量法和
转换法;
(
2)
探究压力的作用效果与压力大小的关系时,应保持受力面积不变,改变压力的大小,选择图
DE
两次实验得出结论;探究压力的作用效果与受力面积的关系时,应保持压力不变,改变受力面积的大小,选择图
EF
两次实验得出结论;
【
解析
】(
3)
压力的作用效果是使物体发生形变,压力的作用效果与压力和受力面积有关,压力越大、受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)
书包的背带做得又宽又大,增大了受力面积,减小了压力的作用效果,即减小了压强;“磨刀不误砍柴工”是通过减小受力面积的方法增大了压力的作用效果,即增大了压强.
补充设问
(1)
实验时,将桌子放在海绵上, 海绵发生形变,说明了力可以改变物体的
_____
;实验中是通过比较
______________
来比较压力的作用效果的.
(2)
实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是
_______________________________________
.
同样情况下,海绵受到压力时作用效果明显
形状
海绵的凹陷程度
(3)若将该小桌的砝码放在如图1所示的木板上,比较图a中海绵受到的压强
p
a
和图b中木板受到的压强
p
b
的大小关系为
p
a
____
p
b
(选填“>”、“