有關(guān)壓力和壓強(qiáng)例題

1、有關(guān)壓力和壓強(qiáng)例題【例 1 】下列情況中，為了增大壓強(qiáng)的是（ ）A鞋底刻有花紋B圖釘尖進(jìn)入墻時(shí)要用力按C鋼軌下面鋪上枕木D用鈍了的刀，磨磨刀口可以變鋒利了【分析 】增大壓強(qiáng)的途徑是增大壓力或減小受力面積 鞋底花紋是為 了增大摩擦，而鋪枕木是增大受力面積，反使壓強(qiáng)減小【解答】B、D【例2 】?jī)晌锆B放如圖所示物A的小底面積 20cm 2，大底面積 60cm 2， 重 20N ；物 B 是邊長(zhǎng)為 5cm 的正方體，置于水平面上求： a、 b 兩種 放置時(shí)，物 A 對(duì)物 B 的壓強(qiáng)【分析 】a 圖中，物 A 大底面積大于正方體上底面積，因此應(yīng)按物 B 上底面積作為受力面積； b 圖中，物 A 小底面積

2、小于正方體上底面積， 因 此應(yīng)按物 A 小底面積作為受力面積解答】答 兩情況下 A 對(duì) B 的壓強(qiáng)分別為 8000Pa 和 10000Pa 【例 3 】如圖 A 所示，重力為 40 牛頓的物體，分別放在梯形木塊的 1、 2 、3 位置上，試分析物體的重力與它在 1 、2、3 處對(duì)梯形木塊的壓力。【分析】 見(jiàn)圖 B ，當(dāng)物體分別放在梯形木塊的 1、2、3 處，物體的重力 不變，都是 40 牛頓，且方向都是豎直向下，作用于物體的重心上。而物 體對(duì)梯形木塊的壓力是作用于梯形木塊上的。在位置 1 時(shí)，壓力的方向 垂直于斜面指向梯形木塊，數(shù)值小于重力，即 F 1G；在位置 2 時(shí)，壓 力的方向是豎直向下

3、， 數(shù)值等于重力， 即 F 2=G=40 牛；當(dāng)放于位置 3 時(shí)， 雖然物體與梯形木塊接觸， 但它們之間沒(méi)有互相擠壓， 故無(wú)作用力， 物體 對(duì)梯形木塊的壓力為零?！菊f(shuō)明】壓力和重力是兩個(gè)不同的概念。 重力是由于地球的吸引而使物體 受到的力， 壓力是物體對(duì)物體擠壓而產(chǎn)生的力， 它們的性質(zhì)不同； 重力的 施力物體是地球， 壓力的施力物體是與研究物體相擠壓的物體； 重力的方 向總是豎直向下， 壓力的方向則垂直于受壓面； 重力的大小正比于物體的 質(zhì)量，壓力的大小取決于物體間的擠壓程度。 置于靜止水平平面上的物體， 對(duì)水平面的壓力和施力物體的重力在數(shù)值上相等， 這是由于此時(shí)物體的重 力恰好垂直地作用在水

4、平平面上， 而其他情況下， 壓力的大小和施力物體 的重力不相等?！纠?4】寫出下列各種情況中， B 面上所受到的壓力 N 的大小。 已知物體 A 的重量 G 是 100 牛頓，放在平面 B 上處于靜止?fàn)顟B(tài)。【分析】本題為判斷壓力大小、 方向的概念題， 可以通過(guò)受力分析來(lái)具體 了解壓力 N，根據(jù)壓力的概念， N 必須與 B 平面垂直?！窘獯稹?上圖(a)中，物體 A 上受到的重力 GA與彈力 N是一對(duì) 平衡力， 得 N=GA=100 牛頓，而 N與 N 是一對(duì)相互作用的力， 它們成對(duì)出現(xiàn)， 同時(shí)消失，大小相等，方向相反， N 即為 100 牛頓。上圖(b)中，物體 A 受到的力 F 與 N是一對(duì)

5、平衡力，得 N=F=10 牛頓，而 N與 N 是一對(duì)相互作用的力，它們成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)消失，大 小相等，方向相反， N 即為 10 牛頓。上圖(c)中，物體 A 受到重力 GA、F 和 N三力的共同作用，而處于 靜止，這三力之和為零。 F-(GA+N)=0，N=GA-F，而 N 與 N 是一對(duì)相互作用的力，它們成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)消失，大小相等，方向相反， 所以 N=N=GA-F=100 牛頓-150 牛頓 =50 牛頓?！纠?5 】圖釘尖端的面積是 0.3 毫米 2 ，釘帽的面積是 1.5 厘米 2。用 9 牛頓的力垂直于墻壁按這只圖釘，試求：(1 )釘帽受到的壓力和壓強(qiáng)？( 2 )墻壁受到的壓力和

6、壓強(qiáng)？【分析】當(dāng)用力按圖釘?shù)拿保?圖釘將 外力大小和方向不變地進(jìn)行傳遞， 釘 帽的面積大，它對(duì)手產(chǎn)生的壓強(qiáng)小， 而釘尖的面積小， 對(duì)墻壁產(chǎn)生的壓強(qiáng) 大。解： F1=F2=9 牛解答】 釘帽和墻壁受到的壓力都是 9 牛頓，釘帽受到的壓強(qiáng)為 6 10 帕，墻壁受到的壓強(qiáng)為 310 7帕【說(shuō)明】固體在處于平衡狀態(tài)時(shí)， 能夠等值地傳遞外加壓力， 但壓強(qiáng)的傳 遞是非等值的， 它隨受力面積的變化而變化。 在壓力一定的情況下， 壓強(qiáng) 的大小與受力面積成反比。 在應(yīng)用公式計(jì)算時(shí)， 各個(gè)量的單位必須統(tǒng)一用 國(guó)際單位制 的單位?！纠?6 】?jī)蓧K完全相同的磚塊，所受重力均為 19.6 牛頓，三條棱長(zhǎng)分別 為 20

7、厘米、 10 厘米、 5 厘米。磚塊 A 平放，磚塊 B 側(cè)放，兩磚塊如圖 互相交叉疊放，求磚塊 A 對(duì)磚塊 B 的壓強(qiáng)。分析】壓強(qiáng)公式中的 “S”是受力面積， 而不是物體的底面積或表面積 該題中的受力面積既不是磚塊 A 的下表面積，也不是磚塊 B 的側(cè)面積， 而應(yīng)該是磚塊 A 和磚塊 B 的接觸部分的面積。解答】受力面積 S=5 厘米10 厘米=50 厘米2=510-3米 2，根據(jù)壓強(qiáng)公式：答 磚塊 A 對(duì)磚塊 B 的壓強(qiáng)是 3.92 103 帕斯卡 【說(shuō)明】 （1 ）計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，所謂面積 S，應(yīng)當(dāng)是實(shí)際受力作用的面積。（2 ）計(jì)算壓強(qiáng)要注意單位的統(tǒng)一，只有壓 力的單位 用牛頓，面積的單位用

8、平方米，壓強(qiáng)的單位才是帕斯卡。【例 7】封凍的江河冰面最大能承受的壓強(qiáng)是 4104 帕斯卡，一臺(tái)履帶式拖拉機(jī)的質(zhì)量是 5200 千克，兩條履帶跟地面接觸的面積共 1.5 米2，這臺(tái)拖拉機(jī)能不能從冰面上通過(guò)？【分析】這個(gè)問(wèn)題關(guān)鍵在于求出拖拉機(jī)對(duì)冰面的實(shí)際壓強(qiáng)是多大。 如果拖 拉機(jī)對(duì)冰面的壓強(qiáng)大于 410 4帕斯卡就不能通過(guò)，如果小于 4104 帕 斯卡就可以通過(guò)。解答】 根據(jù)壓強(qiáng)公式：答 因?yàn)?3.40 10 4帕斯卡小于 410 4 帕斯卡，可以通過(guò) 【說(shuō)明】 （1 ）物體受壓后形狀要改變，甚至?xí)黄茐?，這決定于壓強(qiáng)的 大小而不是壓力的大小。（2）壓力的大小不一定等于施壓物體的重力，只有物體在

9、水平面上 時(shí)，壓力才等于物體的重力。 在解這類問(wèn)題時(shí)， 必須寫出公式的推導(dǎo)過(guò)程， 以防壓力和重力 這兩個(gè)概念混淆?！纠?8】磚的密度是 210 3 千克米 3，用磚砌成高 10 米的磚柱，磚柱 對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？（磚縫所占體積與磚縫里的泥土質(zhì)量忽略不計(jì)） 【分析】解答本題需要綜合運(yùn)用密度、質(zhì)量、重力等知識(shí)。先求出磚柱對(duì) 地面的壓力， 再根據(jù)壓強(qiáng)公式解得壓強(qiáng)。 仔細(xì)審題還發(fā)現(xiàn)， 解答本題還缺 少受力面積這個(gè)關(guān)鍵的物理量，解題時(shí)應(yīng)先設(shè)出?！窘獯稹吭O(shè)磚柱的底面積為 S 米 2（即地面的受力面積），磚柱對(duì)地面的 壓力 F 即為磚柱所受重力 G，由壓強(qiáng)公式得：答 磚柱對(duì)地面的壓強(qiáng)是 1.96 10 5

10、帕斯卡【說(shuō)明】審題是解答物理習(xí)題的關(guān)鍵性一步，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺少“條件”時(shí)，通 常是自設(shè)一個(gè)解題需要而又沒(méi)有直接給出的物理量 （亦稱中間量） ，對(duì)自 設(shè)的中間量一般用文字符號(hào)表示， 不必設(shè)出或計(jì)算出具體數(shù)值， 運(yùn)算過(guò)程 中借助已知條件代入式中消去。例 9 】如圖所示各力的示意圖，能正確反映物體對(duì)斜面壓力的是 【分析】 物體對(duì)斜面的壓力是斜面受到的， 作用點(diǎn)在被壓物體斜面上， 方 向垂直接觸面而指向被壓斜面。圖 A、B 中力的作用點(diǎn)沒(méi)有畫在斜面上， 圖 D 中力的方向沒(méi)有指向斜面。解答】 C【說(shuō)明】壓力是垂直作用于物體表面的力， 其方向是指向被壓物體。 畫力圖時(shí)，壓力的作用點(diǎn)應(yīng)畫在被壓物體上。如：置于斜

11、面上的物體，對(duì)斜面壓力方向是垂直斜面的而不是豎直向下。例 10 】如圖所示情況中，能使物體對(duì)水平地面壓強(qiáng)減小的是 A沿 aa 虛線切除上半部B以 bb 虛線切除右半部C以 cc 虛線切除右半部D 以 cc虛線切除左半部【分析】 選項(xiàng) A，地面受力面積不變但壓力減小了；選項(xiàng) B，地面受到的 壓力和受力面積同時(shí)減小， 但減小的比值不變； 選項(xiàng) C ，地面受到壓力減 小的比值小于受力面積減小的比值； 選項(xiàng) D ，壓力減小的比值大于受力面 積減小的比值?！窘獯稹?A、D ?！菊f(shuō)明】壓強(qiáng)是單位面積上所受的壓力大小， 因此，壓力大不代表壓強(qiáng)大， 反之，壓力小也能產(chǎn)生很大壓強(qiáng)?！纠?11 】?jī)蓧K完全相同的磚

12、塊，如圖所示，疊放在水平地面上，磚塊的 幾何尺寸是 20cm 10cm 5cm ，若磚塊 A 對(duì)磚塊 B 的壓力是 FA ，壓 強(qiáng)是 pA；磚塊 B 對(duì)地面的壓力是 FB，壓強(qiáng)是 PB，則 F AFB=，pAp B =?！痉治觥?A 對(duì) B 的壓力大小等于磚塊自重， B 對(duì)地面的壓力大小等于兩 塊磚的自重 A 對(duì) B 的受力面積是磚塊的最小側(cè)面，即寬厚； B 對(duì)地 面的接觸面積是磚塊的最大側(cè)面，即長(zhǎng)寬解答】 FAFB=12，pApB=2 1說(shuō)明】“單位面積”是指“單位受力面積”因?yàn)閴毫χ荒墚a(chǎn)生于相互擠壓的地方，所以受力面積只是物體間的接觸部分面積【例 12 】邊長(zhǎng)為 10cm 的正方體鋁塊(鋁

13、 =2.7 10 3kg m 3)置于邊 長(zhǎng)為 50cm 的水平臺(tái)面上，求鋁塊對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)【分析】先根據(jù) m=V 求出鋁塊質(zhì)量，鋁塊給臺(tái)面的壓力大小等于鋁塊 重力大小，鋁塊與臺(tái)面之間接觸部分是鋁塊的側(cè)面積。【解答】 V=a 3=(0.1m) 3=10 -3m3,m= V=2.7 10 3kg m310 -3 m 3=2.7kg,F=G=mg=2.7kg 9.8N kg=26.46NS=a2=(0.1m) 2=10 -2m2答 鉛塊對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)等于 2646Pa 。【說(shuō)明】 壓強(qiáng)的計(jì)算公式：壓強(qiáng)的單位：帕斯卡( Pa)， 1Pa=1N m 2。例 13 】比較圖 10 4 中芭蕾舞演員足尖對(duì)舞臺(tái)的壓強(qiáng)和圖 10 5 象對(duì)地面的壓強(qiáng)，哪個(gè)大？【分析】芭蕾舞演員對(duì)地面的壓力要比大象對(duì)地面的壓力小得多。 但是由