压强(提高)
【要点梳理】 要点一、压力
垂直作用在物体表面上的力叫做压力。 要点诠释:
1、产生的条件:相互接触的两个物体相互挤压。例如:静止在地上的篮球和地面间有相互挤压的作用,篮球对地面有压力;静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压,所以没有压力。
2、方向:与受力物体的受力面垂直,并指向受力面,由于受力物体的受力面可能是水平面,也可能是竖直面,还可能是角度不同的倾斜面,因此压力的方向没有固定指向,它可能指向任何方向,但始终和受力物体的受力面相垂直。 3、单位:牛顿,符号:N
4、压力和重力的区别如下: 压力 施力物体 受力物体 大小 方向 作用点 力的性质 物体 支持物 决定于相互挤压所发生形变大小 在支持面上 重力 地球 物体 G=mg 物体重心 垂直于受力物体表面,并指向受力面 竖直向下 接触的物体间相互挤压而发生形变产来源于万有引力,是非接生的,属于弹力 触力 受力示意图
要点二、压强(高清课堂《压强》388900) 表示压力作用效果的物理量。 要点诠释:
1、压力的作用效果与压力和受力面积有关。 探究实验
提出问题:压力的作用效果跟什么因素有关。
猜想和假设:跟压力的大小有关,跟受力面积的大小有关。 进行实验:
① 照图甲那样,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度; ②再照图乙那样,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度; ③ 再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。
实验步骤①、②是受力面积一定,改变压力的大小,步骤②、③是压力一定,改变受力面积。
实验结果:泡沫塑料被压下的深度与压力的大小和受力面积的大小有关。压力越大,效果越明显,受力面积越小效果越明显。
2、定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。 3、计算公式及单位
①公式:(定义公式)
②单位:国际单位为帕斯卡(Pa),简称帕。
1Pa=1N/m2。表示1m2面积上所受的压力是1N,Pa是一个很小的单位,一张报纸平放时对桌面的压强约1Pa。实际应用中常用千帕(kPa) 兆帕(MPa)作单位,气象学中常用百帕(hPa)作单位,换算=
,
,
。
4、注意:压强大小是由压力和受力面积共同决定的,不仅仅决定于压力大小。压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强p和F、S之间有着密切联系,在S一定时,p与F成正比,在F一定时,p与S成反比。
要点三、增大和减小压强的方法(高清课堂《压强》388900)
在生活中我们常常会遇到要增大或减小压强的问题,根据影响压强大的两个因素,可以从两个方面来增大或减小压强。 要点诠释:
1、增大压强的方法
2、减小压强的方法
【典型例题】
类型一、基础知识
1、(2015?兰州中考)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平力F向
右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示。在推动木板,使其右端渐渐离开桌面边缘至木板中心到达桌面边缘的过程,长木板对桌面的压力 ,压强 ,如果水平推力F一直保持不变,则木板受到的合力将会 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变;变大;不变
【解析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变;
,且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,木板对桌面的压强p变大。因为水平推力
F一直保持不变,接触面的粗糙程度不变,则摩擦力不变,所以木板受到的合力将不变。
【总结升华】本题考查了压强大小的比较,关键是会分析向右缓慢地推木板的过程中变化的量和不变的量。
举一反三: 【变式】(2015?大庆中考)有一个密度均匀的长方体铜块,被截成A、B两块,如图所示,已知LA:LB=3:2,则它们对水平桌面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=2:3 PA:PB=3:2 B.FA:FB=3:2 PA:PB=2:3 C.FA:FB=2:3 PA:PB=1:1 D.FA:FB=3:2 PA:PB=1:1 【答案】D
2、如图所示,甲、乙两个立方体(V甲>V乙),分别放在水平地
面上,它们对地面的压强相等,若把乙放在甲上面,甲对地面的压强增大p1,若把甲放在乙上面,乙对地面的压强增大p2,则p1、p2的大小关系为( )
A.p1>p2 B.p1=p2 C.p1 【解析】甲、乙两立方体如图放置时,对地的压力的大小都等于其所受的重力的大小,由F=G=PS知,在P相同时,因为甲的作用面积比乙大,可知两立方体的重量大小关系为G甲>G乙,无论将甲放在乙上还是将乙放在甲上,它们对地的压力相等,但乙放在甲上时,它们对地的作用面积为甲的底面积,比甲放在乙上时对地的作用面积大,依据P=F/S知,将乙放在甲上对地的压强要小些。 【总结升华】解此类题的关键是: ①放在水平面上时,物体对支持物的压力的大小等于物体受到的重力的大小; ②当放在水平面上时,无论怎样放置,压力都不变; ③受力面积等于物体与地面的接触面积。 举一反三: 【变式】某工厂修建一座烟囱,设计的烟囱地基占地面积4m2,建成的烟囱重约修建烟囱的地方进行勘测,测得这里的地面所能承受的压强为修建?如果不行而又必须在原地修建,可采取什么措施? 【答案与解析】烟囱对地面的压力 ,按计划修时, ,对打算 。问:这座烟囱能否按原设计 压强。 所以不能按计划修建,若在原地修建, 可采取增大地基面积或采用轻质材料等措施减小烟囱对面的压强。 3、(2016?东河区一模)以下措施中,能增大压强的是( ) A.铁路的铁轨要铺在枕木上 B.汽车的轮胎表面有凹凸花纹 C.刀刃要磨得很薄 D.在坦克的轮子上安装履带 【思路点拨】压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小。 【答案】C 【解析】A、铁路的钢轨铺在枕木上,在压力一定时,增大受力面积减小压强,不符合题意,B、汽车的轮胎表面有凹凸花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦,不符合题意;C、刀刃磨的很薄,是在压力一定时,减小受力面积增大压强,符合题意;D、在坦克的轮子上安装履带,是在压力一定时,增大受力面积减小压强,不符合题意;故选C。 【总结升华】该题通过生活中的实例考查了增大或减小压强的方法,掌握压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法,能把压强知识应用到生活中。 举一反三: 【变式】盲道是为盲人提供行路方便和安全的道路设施,一般由两种砖铺成,一种是条形引导砖,引导盲人放心前行,称为行进盲道;一种是带有圆点的提示砖,提示盲人前面有障碍,该转弯或上、下坡了,称为提示盲道。砖上的条形或圆点高出地面5mm,当盲人走在上面时( ) A.增大了脚底的压力,使脚底产生感觉 B.增大了脚底的压强,使脚底产生感觉 C.减小了脚底的压力,使脚底产生感觉 D.减小了脚底的压强,使脚底产生感觉 【答案】B 类型二、知识运用 4、有两组同样的砖,A组一块,B组两块,每块砖的长:宽:高=4:2:1,要使这两组砖对面的压强 相等,可以怎么放?请大家动脑筋想一想,写在下面的横线上。(想出的办法越多越好) (1)_____________________________________________; (2)_____________________________________________; (3)_____________________________________________。 【思路点拨】压力与受力面积同时决定了压强的大小,因此,要想使两组的压强相等,压力之比、受力面积之比必须都相等才行。 【答案与解析】 当粗细均匀,密度均匀的物体(长方体、正方体、圆柱体)放于水平面时,对水平面的压强 ,此时压强P与底面积无关,只与密度和高度有关。砖相同,密度相同,只 要两种放法能够保证砖的高度相等即可,于是可以得到以下三种放法,如图(1)(2)(3)所示,另外,根据长:宽:高=4:2:1,又可得到两种放法如图(4)(5)所示。 【总结升华】本题的开放性很强,可根据压强公式,由压力和受力面积关系找到压强相等的放 法,但这种分析方法较复杂。根据砖属于长方体且又放在水平面上,可用P=ρgh来判断压强大小,这样分析过程就大大简化了。 举一反三: 【变式】(2015?泰安中考)如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强pa=pb,圆柱体密度分别为ρa和ρb,对地面的压力分别Fa和Fb。则下列说法正确的是( ) A. , B. ,