
【學習目標】
1.知道壓力的概念,會用力的示意圖表示壓力。
2.能理解壓力的作用效果跟哪些因素有關。
3.理解壓強的概念. 能夠用壓強公式進行簡單地計算。
4.會應用壓強公式分析增大會減小壓強的具體方法,并能解釋與壓強有關的物理現(xiàn)象。
【學習重點】
1.探究影響壓力作用效果的因素;
2.理解壓強的概念。
【學習難點】:壓力與受力面積的正確理解。
【自主預習】
1.壓力:垂直作用在物體表面上的力叫壓力。壓力并不都是由重力引起的,物體放在水平桌面上時,如果物體不受其它力,則桌面受到的壓F=物體的重G,方向垂直于桌面向下,作用點在桌面上.
2.壓力的作用效果是使受力物體發(fā)生形變,壓力的作用效果不僅跟壓力的大小有關,還跟受力面積的大小有關。
3. 在物理學中,物體所受的壓力的大小與受力面積之比叫做壓強。要增大壓強,可以增大壓力或者減小受力面積;要減小壓強,可以減小壓力或者增大受力面積。
【合作探究】
探究一:壓力
1.概念:把垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。
2.壓力產(chǎn)生的條件:物體間相互接觸,而且有擠壓作用。
3. 壓力的性質:壓力是接觸力,是彈力的一種。
4. 壓力的方向:總是垂直于物體的受力面,指向受力物體的內部。
5. 壓力的作用點:在被壓物體的受力面上,作用點等效作用在接觸面中心。
6. 壓力與重力的關系:壓力和重力是兩種不同性質的力,壓力是彈力,重力是萬有引力。只有當物體放在水平面上,且物體在豎直方向不再受到其他的力時,這時物體對地面的壓力在數(shù)值上等于物體的重力。
畫出甲、乙兩圖中重物所受的重力和重物對支持面的壓力的示意圖:
甲 乙
7. 壓力的作用效果:使被接觸的物體發(fā)生形變。
觀察思考:茫茫白雪中的兩個人對雪地的壓力是差不多的,在厚厚的積雪中行走,一個會陷到雪里,另一個穿上一副滑雪板,盡管總重力變大了,反而不會陷下去。從而可以看出這兩個力的作用效果不同(填“相同”或“不同”)。看來壓力作用的效果并不只跟壓力大小有關。想一想,還可能跟什么因素有關?
想想議議:小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破, 重重的駱駝卻不會陷入沙中,這是為什么?
分析:蚊子的口器對皮膚的壓力雖然不大,但由于口器十分尖銳,因而能輕易刺穿皮膚;駱駝雖重,但腳掌面積很大,因而不會深陷沙中。這使我們想到:壓力對物體作用的效果不僅跟壓力的大小有關,還應該跟受力面積有關。
做一做:如圖所示,同時對一端削尖,另一端未削的鉛筆施力。
兩個手指的受力相同嗎?兩個手指的感受相同嗎?觀察兩個手指的凹陷程度相同嗎?適當改變力度重復以上操作,感覺如何?
通過上述事例和實驗,你猜想壓力對物體的作用效果與哪些因素有關?并說說你猜想的依據(jù)。
實驗:探究影響壓力作用效果的因素
提出問題:壓力的作用效果跟哪些因素有關?
猜想與假設:可能與壓力的大小有關,還可能與受力面積大小有關。
探究方法: (1)控制變量法:只改變某一個可能的量; (2)轉換法:把壓力的作用效果轉化為容易觀察、容易比較的陷入海綿中的深度。
實驗器材:小桌、砝碼、海綿。
實驗步驟:
(1) 小課桌桌腿朝下放在海綿上,觀察海綿的凹陷的深度。
(2)小課桌桌腿朝下放,上放砝碼,放在海綿上,觀察海綿的凹陷的深度。
(3) 小課桌桌腿朝上放,上放砝碼放在海綿上,觀察海綿的凹陷的深度。
甲 乙 丙
分析論證:
(1) 比較甲圖和乙圖:海綿的受力面積相同,乙對海綿的壓力大,乙圖壓力的作用效果比甲明顯,故可得出:受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
(2)比較乙圖和丙圖:海綿受到的壓力相同,乙圖海綿的受力面積小,壓力的作用效果比丙明顯,故可得出:壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
實驗結論:當受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用明顯;當壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
問題:怎樣比較不同壓力的作用效果呢?
(1)壓力大小相同,比較受力面積;(2) 受力面積相同,比較壓力大小. 如果壓力大小和受力面積都不同呢?
例如:下面兩個物體對支持面的壓力大小和受力面積都不一樣,你如何比較兩個壓力的作用效果?
FA =1000N ;SA = 5m2 FB =4000N ;SB = 40m2
若要比較壓力的作用效果,需要“轉化為相同的受力面積或相同的壓力時,通過比較壓力或受力面積的大小”來確定。
探究二:壓強
1.概念:(1)物理意義:壓強是表示壓力作用效果的物理量。
(2)物體所受壓力的大小與受力面積之比,叫做壓強,用p表示。
2.公式:p=eq \f(F,S)(適用于固體、液體和氣體的壓強。)
3.單位:在國際單位制中,壓強的單位是帕斯卡,簡稱帕,符號Pa。
1Pa=1_N/m2,2Pa表示的物理意義是 1m2面積上受到壓力是2N。
例題:水平桌面上放一本書,書受到的重力為3N,與桌面的接觸面積為5×10-2m2,計算書對桌面的壓強。
解:書對桌面的壓力等于它的重力,即:F=G=3 N
桌面的受力面積:S=5 × 10-2 m2
探究三:怎樣增大或減小壓強
生活中有些地方根據(jù)實際情況,需要增大或減小壓強,依據(jù)是P=F/S。
分析:推土機具有寬大的履帶、火車軌道下面鋪枕木、駱駝具有寬大的腳掌是通過增大受力面積_的方法來減小壓強的(填“增大”或“減小”下同), 推土機鋒利的土篆刻刀的刀口、破窗錘敲擊端做成錐狀、蚊子的口器十分尖銳是通過減小受力面積的方法來增大壓強的。
歸納總結得出:
1.增大壓強的方法:
(1)在受力面積一定時,增大壓力。 (2)在壓力一定時,減小受力面積。 (3)同時增大壓力和減小受力面積。
2.減小壓強的方法:
(1)在受力面積一定時,減小壓力。 (2)在壓力一定時,增大受力面積。 (3)同時減小壓力和增大受力面積。
【精講點撥】
1.壓力的本質屬于彈力,是接觸力。而重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,來源于萬有引力。是非接觸力。壓力的方向與受力面垂直,重力的方向總是豎直向下(與水平方向垂直向下).壓力的作用點在受力面上,重力的作用點在物體的重心
2.壓力的作用效果與壓力和受力面積兩個因素有關,所以要定義壓強(壓力的作用效果),就要從壓力和受力面積兩個方面考慮。壓強能夠定量地表示出壓力作用的效果.
【歸納整理】
【當堂練習】
1.(2020 濰坊)在一次軍事演習中,坦克要經(jīng)過一沼澤地,工兵連迅速在沼澤地段鋪設了寬木板,坦克得以順利通過,是因為鋪設木板后( )
A. 坦克的重力變小B. 對地面的壓力變小
C. 對地面的壓強變小D. 對地面的壓強變大
【答案】C
【解析】
在沼澤地段鋪設寬木板,不會改變坦克的重力以及對地面的壓力,是通過增大受力面積來減小壓強,故ABD錯誤,C正確。故選C。
2.(2020 武漢)鐵塊和小桌靜止在海綿上,如圖甲所示。撤掉小桌后,鐵塊再次靜止在海綿上,如圖乙所示。鐵塊的質量是600g,鐵塊的底面積是20cm2,小桌的質量是200g,桌面的面積是80cm2,下列說法正確的是( )
A. 圖甲中,鐵塊對小桌的壓強比小桌對海綿的壓強大
B. 圖甲中,鐵塊對小桌的壓強比小桌對海綿的壓強小
C. 圖甲中鐵塊對小桌的壓強比圖乙中鐵塊對海綿的壓強大
D. 圖甲中鐵塊對小桌的壓強比圖乙中鐵塊對海綿的壓強小
【答案】A
【解析】圖甲中,鐵塊對小桌的壓強為:
小桌對海綿的壓強為:
圖乙、圖甲中,鐵塊對小桌和鐵塊對海綿的壓力相等,都等于小球所受的重力,小桌和海綿的受力面積相等,都等于小球的底面積,故小球對海綿的壓強等于,小球對小桌的壓強,即:
則: 故選A。
3.(2020 樂山)下列實例中,屬于減小壓強的是( )
A.鋒利的篆刻刀 B.駱駝寬大的腳掌 C.注射器的針頭 D.切菜的菜刀
【答案】B
【解析】A.篆刻刀很鋒利,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故A不合題意;
B.駱駝寬大的腳掌,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故B符合題意;
C.注射器的針頭很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故C不合題意;
D.切菜的菜刀,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故D不合題意。故選B。
4.(2020北京)如圖所示的實驗中,為了減小壓強的是( )
A.逃生錘的錘頭很尖
B.載重車裝有很多車輪
C.盲道上有凸起
D.吸管的一端剪成斜口
【答案】B
【解析】A.逃生錘的錘頭很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故A不符合題意;
B.載重車裝有很多車輪,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故B符合題意;
C.盲道上有凸起,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故C不符合題意;
D.吸管的一端剪成斜口,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故D不符合題意。故選B。
5.(2020紹興)端午節(jié),小敏提著一盒粽子去看望長輩時,下列提法中手受到壓強最大的是( )
A.用單手提單繩B.用單手提雙繩
C.用雙手提單繩D.用雙手提雙繩
【答案】A
【解析】壓強是表示壓力作用效果的物理量;影響壓力作用效果的因素:壓力大小、受力面積大小;
BD.用手提單繩與提雙繩相比,單手提時,壓力大小相同,受力面積小,手受到的壓強大,應從AC中選擇壓強最大的,故BD不符合題意;
AC.用單手與用雙手提起同一盒粽子,所受壓力相等,用單手時受力面積小,所受壓強最大,故A正確,C錯誤。故選A。
6.(2020 青海)質量為0.4kg,底面積為20cm2的茶壺中盛有0.6kg的水,將茶壺放置在水平桌面上,茶壺內水的深度為15cm,則水的重力是____N,水對茶壺底部的壓強是_ __Pa,茶壺對桌面的壓強是______Pa。
【答案】 (1). 6; (2). 1500 ; (3). 5000;
【解析】 [1]水的重力:G水=m水g=0.6kg×10N/kg=6N
[2]水對容器底的壓強:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
[3]桌面受到的壓力:F=G=(m水+m容器)g=(0.6kg+0.4kg)×10N/kg=10N
容器對桌面的壓強:
7.(2020 吉林)放在水平桌面上的玻璃杯,質量為0.4kg,與桌面的接觸面積為2×10﹣3m2。
求:(1)玻璃杯受到的重力;
(2)玻璃杯對桌面的壓強。(g取10N/kg)
【答案】(1)玻璃杯受到的重力為4N;
(2)玻璃杯對桌面的壓強為2×103Pa。
【解析】(1)玻璃杯受到的重力為:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N;
(2)玻璃杯對水平支持面的壓力:F=G杯=4N
玻璃杯對桌面的壓強p===2×103Pa。
答:(1)玻璃杯受到的重力為4N;(2)玻璃杯對桌面的壓強為2×103Pa。
【課后反思】本節(jié)課學習中,你有哪些收獲,還有哪些不足,有什么體會。
這是一份人教版(2024)八年級下冊(2024)第1節(jié) 壓強學案,共7頁。
這是一份物理八年級下冊9.1 壓強學案,共3頁。學案主要包含了獨立自主學習,合作互助學習,展示引導學習,課堂檢測與中考鏈接,課堂小結,布置作業(yè) P32,我這節(jié)課的學習收獲等內容,歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版八年級下冊9.1 壓強導學案,共11頁。學案主要包含了學習目標,學習重點,學習難點,自主預習,合作探究,猜想和假設,設計實驗,進行實驗與收集證據(jù)等內容,歡迎下載使用。
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