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文檔簡介

1、壓力跟重力的區(qū)別有如下幾點(1)壓力和重力是完全不同(產(chǎn)生的原因)的兩類力。重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,而壓力是互相接觸的兩個物體之間由于擠壓形變而產(chǎn)生的力。壓力是垂直于受力面,重力是豎直向下(方向不同)。重力的作用點在物體重心,壓力的作用點在接觸面上。(2)壓力有時跟重力有關,但有時跟重力無關如圖所示,茶杯擱在水平桌面靜止時,對桌面的壓力就是由于茶杯受到重力作用而產(chǎn)生的(跟重力有關)圖乙中手按圖釘時,圖釘尖對墻壁的壓力就跟圖釘?shù)闹亓ν耆珶o關。 (3)壓力大小分類分析1)物體靜置于水平面上且處于自由狀態(tài):壓力大?。篎G;壓力方向與重力方向一致;壓力作用點在支承面,重力作用點在物體重心

2、如圖(a)所示 2)物體置于水平面上且有外力作用:F1G十F0,F(xiàn)2GF0, (F0G,F(xiàn)3=G(與水平外力F0無關),F(xiàn)4=G+G0。如上圖(b)所示。3)物體置于豎直面上靜止,物體對豎直面壓力等于作用在物體上的水平外力,方向也相同F(xiàn)F0(與G無關),如圖 (a)所示 4)物體置于斜面上靜止,物體對斜面的壓力F大小是小于物體重力,方向垂直于斜面如上圖(b)所示3壓強壓力的效果不僅跟壓力的大小有關,還跟受力面積有關,如圖所示,金屬塊以圖A、B兩種不同的方式放在鋪平的細沙上,雖然對細沙的壓力相等,但由于受力面積不等,因此陷進的深度(壓力的效果)卻不同。 壓強的計算我們已經(jīng)知道:壓強是比較壓力作用

3、效果的,而壓力作用的效果不僅跟壓力大小有關系,還跟受力面積的大小有關系,怎樣科學地表示出壓強、壓力、受力面積之間的定量關系呢? 請同學們把前面學過的速度、密度的定義、公式、單位進行比較,這種思維方法稱類比分析法 速度是比較物體運動快慢的,速度大小不僅跟物體運動的路程有關系,還跟運動的時間有關系所以,速度等于運動物體在單位時間內(nèi)通過的路程即 公式為 單位為“m/s”或“km/h”密度是比較不同種物質(zhì)單位體積質(zhì)量不同的特性不同物質(zhì)的密度跟物質(zhì)的質(zhì)量有關系還跟這種物質(zhì)的體積有關,所以,某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度即 公式 單位:“kg/m3”或“g/cm3”不難看出:速度、密度、壓強在概

4、念的形成、相關因素等方面都具有相似性因此我們完全可以用類比方法給出壓強的定義壓強定義:物體單位面積上受到的壓力叫做壓強壓強公式: 通常用p表示壓強,F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積因而壓強公式可以寫成: .(這里同學們要注意:小寫“p”表示壓強,今后我們還要學習的大寫P表示功率,大寫S表示受力面積,前面學過小寫s表示路程,課本和教參書中字母大小寫不同、表示的物理量是不同的)壓強單位:在速度、密度單位中都是由公式中分子和分母中對應的物理量單位復合而成的。同理,壓強單位應由力的單位N,面積的單位m2,復合而成為“N/m2”為了紀念法國科學家帕斯卡,用他的名字來命名壓強的單位把“N/m2”用一個專門的名稱

5、叫做帕斯卡,簡稱帕(pa)1pa1Nm2因此我們在計算壓強的結果通常不寫牛/米2的單位,而直接寫“帕”作單位。帕斯卡是一個很小的單位如:一張報紙平放時對桌面的壓強約0.5帕(Pa)一粒西瓜子平放,產(chǎn)生的壓強約20帕(Pa)一個普通人站立時對地面的壓強約1.5×104帕(Pa)4怎樣減小或增大壓強從公式看,壓強的大小既跟壓力(F)有關,又跟受力面積(S)有關,換言之,決定壓強大小的因素有兩個:壓力(F)和受力面積(S)。用控制變量法的觀點來思考。(1)當F的大小一定,受力面積越大,壓強越小;受力面積越小,壓強越大。(2)當受力面積一定,壓力越大壓強越大;壓力越小壓強越小。減小壓強的方法

6、:保持受力面積不變時,減小壓力;保持壓力不變時,增大受力面積;或者減小壓力的同時增大受力面積。增大壓強的辦法:保持受力面積不變時,增大壓力;保持壓力不變時,減小受力面積;或者既增大壓力,又減小受力面積。典型例題:例1、如圖所示,是研究壓強的簡易實驗,按圖中甲、乙、丙三種方式安放器材,觀察海綿表面下陷的情況:(1)圖甲和乙對比,小木桌對海綿的壓力F甲_F乙,小木桌與海綿的接觸面積S甲_S乙,得出的結論是_.(2)圖乙和圖丙對比,小木桌對海綿的壓力F乙_F丙,小木桌與海綿的接觸面積S乙_S丙,得出的結論是_. 分析 對比甲、乙兩圖,小木桌跟海綿的接觸面積是相同的,但乙圖中的壓力大,海綿凹陷程度反映

7、了壓力的效果.可見在受力面積相同時,壓力越大,壓強越大;這正是實驗得到的結論.對比乙、丙兩圖,雖然壓力相等,但丙圖受力面積大,乙圖受力面積小,而乙圖壓力的效果明顯,得出的結論是,當壓力相等時,受力面積越大,壓強越小.答案:(1) 當受力面積相等時,壓力越大則壓強越大(2) 當壓力相等時,受力面積大時,壓強小;受力面積小時,壓強大例2 圖釘尖端的面積是0.3mm2,釘帽的面積是1.5cm2,用9N的力垂直于墻壁按這只圖釘,試求:釘帽和墻壁受到的壓力;釘帽受到的壓強,墻壁受到的壓強。解:當用力按圖釘?shù)拿?,圖釘將外力大小和方向不變地進行傳遞,釘帽的面積大,它對手產(chǎn)生的壓強小,而釘尖的面積小,對墻壁產(chǎn)

8、生的壓強大。F1=F2=9N, 。答:釘帽和墻壁受到的壓力都是9N,釘帽受到的壓強為6×104Pa,墻壁受到的壓強為3×107Pa。分析:本題主要考查固體對壓力的傳遞特點及熟練應用壓強公式p=F/S。解題關鍵是明確固體在處于平衡狀態(tài)時,能夠等值地傳遞外加壓力,但壓強的傳遞是非等值的,它隨受力面積的變化而變化,在壓力一定的情況下,壓強的大小與受力面積成反比。在應用公式p=F/S計算時,各個量的單位必須統(tǒng)一用國際單位制的單位。本題易錯點是不懂圖釘將外力大小和方向不變地進行傳遞,使得無法求出釘尖對墻的壓強。也有同學在面積單位上換算錯誤。例3、在水平地面上豎立著A、B兩個實心圓柱體

9、,它們的底面積之比是2:3,對地面的壓強分別為pA和pB,且pA:pB=1:3,把A疊放在B上后,B對地面的壓強為p'B,則pB與p'B之比是( )。A、11:9 B、9:11 C、2:9 D、9:2解:由 得 則 即 A疊放在B上之后,B對地面的壓力 則 所以,正確答案是B。分析:本題主要考查對壓強公式p=F/S及其變形公式的靈活運用。解題關鍵是知道水平地面受到的壓力大小等于物體的重力.能從 求出兩物體的重力關系.正確書寫壓強公式及變形公式,并用下腳標加以區(qū)分各物理量.本題易錯點是不懂得根據(jù)已知條件,求出 與 的關系,因此束手無策,無法求解.再者就是在化簡過程中運算不熟練,容

10、易出現(xiàn)錯誤.例4、冰能承受的壓強是4.2×104Pa,一輛坦克的質(zhì)量為1.4×104kg,已知它每條履帶跟冰面的接觸面積為1.75m2,這輛坦克能從這冰面駛過嗎?如果一個人質(zhì)量為70kg,他雙腳跟冰面接觸面積為300cm2,這個人能在冰上行走嗎?分析 坦克和人能否從冰上安全通過,關鍵是看它們對冰的壓強是否小于冰能承受的壓強.另外在計算壓強時要注意,坦克行駛時是兩條履帶同時著地,而人行走時是雙腳輪流著交替前進,算受力面積時要注意到這一點.解:坦克 能通過.人 不能通過。例5、在海灘發(fā)案現(xiàn)場留下了罪犯清晰的站立腳印,公安人員立即用蠟澆注了如圖所示的鞋模,測量蠟鞋模的平均厚為3c

11、m,質(zhì)量為675g;又經(jīng)測試達到腳印同樣深度壓強1.5×104pa,罪犯體重為多少?(蠟=0.9×103kg/m3)。 分析:要確定罪犯體重,即應求人對腳印的壓力,壓強已知時,關鍵是如何求不規(guī)則圖形的腳印面積,根據(jù)密度知識,知道蠟鞋模的質(zhì)量和蠟的密度,可求鞋模的面積。解:由密度公式 得蠟鞋模體積 則鞋模面積 罪犯站立時,雙腳接觸地面面積S=2S1=2.5×10-2m2×2=5×10-2m2由壓強公式 得到壓力 F=p·S=1.5×104pa×5×10-2m2=750N罪犯對沙灘的壓力大小等于體重F=G。所

12、以罪犯體重為750N。解題思路評析 這道題反映了壓強、密度知識在公安偵察中的應用。難點是如何求鞋模不規(guī)則幾何圖形的面積。易犯錯誤是沒有看清題目,“站立”二字,加上只畫一只鞋模圖形的干擾,使許多同學計算受力面積時只算一只腳的面積,導致計算結果錯誤。鞏固練習:1將兩只食指用力夾住一端已削好的鉛筆,則與已削好的那端接觸的食指有_感,這是因為_時,_的緣故2甲乙兩物體放在水平桌面上,甲的重力是乙的5倍,甲與桌面的接觸面積是乙的 ,那么甲乙兩物體對桌面的壓力之比是_,壓強之比是_。3磚的長、寬、高之比為4:2:1,當將其平放、側放和立放在水平地面上時,磚對地面的壓強之比_。4一均勻的長方體置于水平地面時

13、,對地面壓力是F,壓強是p下列說法正確的是 ( )A沿豎直方向切去 后,壓力、壓強均不變B沿豎直方向切去 后,壓力是 F,壓強是 pC沿水平方向切去 后,剩下木塊對地面壓力是 F,壓強是 pD沿水平方向切去 后,剩下木塊對地面壓力是 F,壓強不變5有一個鐵圓柱體,底面積是20cm2,重為80N,放在水平地面上,一個小孩用20N的力豎直向上提圓柱體,未提動則地面承受的 ( )A壓力是80N,壓強是4×104paB壓力是20N,壓強是104paC壓力是60N,壓強是3×104paD壓力是100N,壓強是5×l04pa6甲、乙兩個正方體放在水平地面上,已知它們對地面的壓強相等,甲乙密度之比是1:2,則它們底面積之比是 ( )A1:2 B2:1 C1:4 D4:17在水平桌面上有高度相同的銅、鐵、鋁三個圓柱體,它們的質(zhì)量分別是7kg、5kg、3kg,它們對桌面壓強 ( )A銅圓柱體最大 B鐵圓柱體最大C鋁圓柱體最大 D條件不足,無法判斷大小8一臺拖拉機對路面的壓強是2×104pa,它表示路面受力處每1m2的面積上受到的 ( )A物重2×104N B壓強是2×

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