9.1 压强（原卷版）

课时91 压强（帮课堂）（原卷版） 【学习目标】 1 了解压力的概念； 2 理解压强的概念； 3 会计算压强； 4 认识压强在生活中的应用。 【知识导图】 【基础知识】 知识点一、压力 1 现象探究：垂直作用于物体表面的力 实例 图示 分析 压路机对地面的压力F1 F1垂直于地面向下，将地面压实 运动员对调班的压力F2 F2垂直于跳板向下，使跳板向下弯 曲 图钉对墙壁的力F3 F3垂直于墙壁向左，将墙壁压出小 孔 【探究归纳】这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直，并指向受力物体。 2 压力：物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力。 3 产生条件：两个物体必须接触，而且有挤压的作用。 （1）静止在水平地面上，紧靠墙角的小球，由于墙与小球接触但无挤压作用，它们 之间没有形变，因此不存在压力（如图）。 （2）人靠墙站立时，由于墙与人之间有挤压作用，因此它们之间存在压力（如图所 示）。 4 方向：垂直于受力物体表面并指向被压物体。 5 作用点：在被压物体的受力面上，作用点等效作用在接触面中心。 6 性质：压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力， 属于弹力。 7 压力和重力的区别与联系 对斜面的压力 受到的重力 区别 施力物体 物体 地球 受力物体 支持物（斜面） 物体 性质 弹力 引力 产生原因 物体间相互接触并挤压 地球的吸引 大小 — G=mg 方向 垂直于受力物体表面并指向被压 物体 竖直向下 作用点 受压物体表面 重心 示意图 联系 只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时，物体对水平 面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同，但压力不是重力 【典例1】如图所示，用力将图钉按在墙壁上，下列说法正确的是（ ） 。 手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力； B 手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力； 手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强； D 钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力 知识点二、影响压力作用效果的因素 【实验目的】压力作用效果与哪些因素有关。 【实验原理】根据压力作用在物体上产生形变的大小来判断压力的作用效果。 【实验装置】 【实验步骤】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； 【实验表格】 【实验结论】受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显；压力大小一定时， 受力面积越小，压力作用效果越明显。 ★方法技巧1 研究压力作用效果跟压力大小关系时，保持受力面积不变，改变压力的大小，观察 被压物体的形变程度；研究压力作用效果跟受力面积大小的关系时，保持压力大小不变，改变受力 面积大小，观察被压物体的形变程度，这里采用了控制变量法。 2 将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度，这里采用了转换法。被压海绵的凹陷得越深，压力作 用效果就越明显。 【典例2】如图甲、乙、丙所示，小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效 果的因素。 （1）本实验是通过观察________来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有_ _______和转换法。 （2）通过比较图甲、乙，说明________，压力的作用效果越明显。 （3）通过比较图________（填序号），说明压力一定时，受力面积越小，压力的作 用效果越明显。 （4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强p 和图丁 中木板受到的压强p′的大小关系为p________p′（选填“＞”“＜”或“＝”）。 （5）实验时，小明将小桌换成砖块，并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块，如 图戊所示，发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受 力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是________。 知识点三、压强 1 定义：物体所受压力与受力面积之比（比值定义法）。 2 物理意义：表示压力作用效果的物理量。 3 公式： p= F S 。F-压力，单位为；S-受力面积，单位m2；p-压强（单位P）。 4 单位：帕斯卡，简称帕，用符号P 表示。 5 变形公式：根据公式 p= F S 及其变形公式F=pS、 S= F p 可以进行压强、压力和受力 面积的计算。 6 应用压公式的注意事项 （1） p= F S 为压强的定义式，运用于所有状态下的压强的计算。 （2）根据公式 p= F S 及其变形公式F=pS、 S= F p 可以进行压强、压力和受力面积的 计算。 （3）公式中的“S”为受力面积，是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算 关系为：1m2=104m2=106mm2。 （4）公式中的“F”为压力，不是重力，但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受 重力和支持力时，压力大小等于重力大小。 ▲拓展培优柱状物体固体压强的计算（公式p=ρg 的使用条件） （1）质地均匀、形状规则的实心柱体（圆柱体或棱柱体）； （2）物体放在水平桌面上，受力面积与其底面积相等； （3）物体对水平面的压力等于物体的重力大小。 辨析比较 压力与压强的区别与联系 1 概念不同：压力是由于发生挤压而垂直作用在物体表面上的力；压强是物体所受压力与受力面积 之比，即物体单位面积上所受的压力大小； 2 意义不同：压力是压强产生的必要条件，压强表示压力的作用效果。 作用力和反作用力是同时产生的，并没有先后之分。在初中物理中，为了表述准确、规范，一般说 相互作用力，而不说作用力和反作用力。 【典例3】、B 是质量分布均匀的实心正方体，的边长为10m，密度为 ， B 的边长为20m，则的质量为______kg。当、B 按图的方式放置在水平地面时，对B 的 压强是B 对水平地面压强的 倍，若只将沿水平方向切去比例为的部分后，B 对水平地面 的压强变为p1，若只将B 沿竖直方向切去同样的比例后，B 对水平地面的压强变为p2，当 p1:p2=5:8 时，=______。 知识点四、怎样减小或增大压强 1 增大压强 （1）受力面积一定时，增大压强：①给压路机装上质量很大的碾子；②利用重锤钉 钉子；③刹车时用力握住车闸。 （2）压力一定时，减小受力面积：①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄；②图钉 （如图甲）、针、锯齿的尖端加工得很尖。 （3）增大压力同时减小受力面积：砍柴时，斧头磨得很锋利，同时家加大力量。 图甲：图钉尖很尖 图乙：铁轨下铺设枕木 图丙：书包带很宽 2 减小压强 （1）受力面积一定时，减小压力：现代建筑中广泛使用空心砖。 （2）压力一定时，增大受力面积：①高楼大厦的地基很宽；②载重汽车有很宽大的 轮子；③铁轨下铺设枕木（如图乙所示）；④滑雪时穿上滑雪板。 （3）减小压力的同时增大受力面积：学生背书包上学时尽量少装物品，并选用背带 较宽的书包（如图丙）。 ▲拓展培优从压强的角度认识超载的危害 货车超载后不仅会因为惯性增大不易刹车，引发交通事故，还会使货车对路面的压强过大，超出路 面能够承受的极限，损坏路面。 【典例4】下列现象中，属于减小压强的是（ ）。 ． 蚊子的口器 B． 鳄鱼的牙齿 ． 啄木鸟的尖喙 D． 宽大的滑雪板 【方法帮】 题型一：压力和重力 （1）压力是效果力，是根据力的作用效果命名的，其实质是弹力； （2）重力是由于地球的吸引而产生的，其实质是万有引力； （3）压力在很多情况下都是因为重力而产生的，但压力并不全因重力而产生。 【典例5】关于压力和压强，下列理解正确的是（ ）。 ．压力大小可能比重力大； B．压强是反映压力大小的物理量； ．重力越大的物体对接触面的压力越大； D．密度越大的物体对地面产生的压强也越大 题型二：探究影响压力作用效果的因素 （1）压力作用效果主要体现在物体形状的改变上，形变越大，说明压力的作用效果 越明显，这是利用了转换法的思想； （2）压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关，所以需要利用控制变量法来分 析压力的大小和受力面积对压力的作用效果的影响。 【典例6】在“探究影响压力作用效果的因素”实验时，某同学做了如图所示的实验， 下列说法正确的是（ ）。 ．通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果，这种实验方法叫类比法； B．探究压力作用效果与压力大小关系时，控制受力面积不变，这是运用了控制变量 法； ．蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液，利用了甲、乙的实验结论； D．交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小，利用了乙、丙的实验结论 题型三：压强的计算 【角度1】叠加体压强的计算 （1）单独的长方体放在水平面上，对地面的压强可用p=ρg 计算； （2）叠加后对地面的压力都等于二者重力之和，用 p= F S 比较计算。 【典例7】如图所示，长方体物块甲、乙置于水平地面上，物块与地面的接触面积分 别为S、S′（S＜S′），对地面压强相等。然后将这两物体先后叠放到对方的上表面（如图 所示），此时甲、乙对地面的压强分别为p 甲、p 乙，甲、乙对地面的压强变化量分别为 Δp 甲、Δp 乙；则（ ）。 ．p 甲＞p 乙，Δp 甲＞Δp 乙 B．p 甲＜p 乙，Δp 甲＞Δp 乙 ．p 甲＜p 乙，Δp 甲＜Δp 乙 D．p 甲＞p 乙，Δp 甲＜Δp 乙 【角度2】压力、压强的比较 （1）比较固体压力、压强时，一般先比较压力的大小，再结合受力面积比较压强的 大小； （2）对于密度均匀的水平面上的柱状物体，也可以用公式p=ρg 比较压强，再利用 F=pS 比较压力。 【典例8】如图为同种材料制成的实心圆柱体和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：mB和对地面的压强p：pB分别为（ ）。 ．m：mB=2：1，p：pB=2：1 B．m：mB=1：1，p：pB=2：1 ．m：mB=1：1，p：pB=1：1 D．m：mB=2：1，p：pB=1：1 【角度3】压强与质量、密度的综合 （1）对于密度均匀的柱状物体，放立在水平面上时，对地面的压强可以用公式p=ρg 计算； （2）由压强相等受力面积不等，根据公式F=pS 判断压力的大小，从而比较重力的 大小和质量的大小。 【典例9】如图所示，两个质量相同的均质圆柱体甲、乙静止在水平地面上，其底面 积分别为100m2和50m2，高度甲和乙之比为2 1 ∶，将乙沿水平方向切去厚度为∆的部分， 并放到甲物体上，此时甲与乙剩余部分对地面的压强相等，则下列判断正确的是（ ）。 ①甲、乙两物体的密度之比为4 1 ∶； ②未切割时，甲、乙对地面的压强之比为1 2 ∶； ∆ ③∶乙=1 3 ∶； ④乙剩下的质量与甲物体原来的质量之比为2 3 ∶。 ．①③ B．②③④ ．②④ D．②③ 【角度4】压力、压强与图像的结合 （1）首先找出图像所表示的含义； （2）观察图像特点，找出关键信息； （3）根据找出的特点，利用所学知识和公式进行计算。 【典例10】如图甲将杯高为10m 薄壁圆柱体状空杯，放在电子秤上、现均匀向杯中 缓慢倒水，电子秤所显示质量m 随杯中水的高度变化的图象如图乙所示，求： （1）空杯的质量多大？ （2）杯装满水时，水对杯底的压强多大？ （3）杯子的底面积多大？ 题型四：减小或增大压强的方法 一般来说，若某措施是为了能更好地进入其他物体中，则该措施是为了增大压强；若 某措施是为了避免进入其他物体中，则该措施是为了减小压强。 【典例11】如图所示的实例中，属于增大压强的是（ ）。 ． 滑雪板的面积较大 B． 压路机的质 量很大 ． 图钉帽的面积较大 D． 书包的背带较宽 题型五：压强知识在实际生活中的应用 根据提出的问题，确定好压力和受力面积即可。 【典例12】如图所示，是一辆城市洒水车，在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦 阻力是车重的005 倍，其部分参数如表所示。 自身质量m/t 4 储水罐容积V/L 8×103 每个车轮与地面的接触面积S/m2 1×103 车轮个数 6 （1）酒洒水车的轮胎士有“凹凸不平”的花纹，目的是为了________；在洒水作业 过程中，洒水车对水平地面的压强_______（选填：“变大”、“变小”或“不变”）； （2）该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?( ) （3）该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少? ( ) （4）该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少? ( ) 【中考帮】 考点一：探究压力作用效果的影响因素 【典例13】（2022·四川凉山州）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验 中，某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。 （1）实验中通过观察海绵的____________来比较压力作用效果； （2）由____________两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系； （3）对比乙、丙两图可以得出：当压力一定时，____________越小，压力作用效果 越明显； （4）对比甲、丙两图，该同学认为压力作用效果与压力大小无关，他的观点是_____ _____（选填“正确”或“错误”）的，理由是____________。 中考考题要求同学们能分析物理现象，发现特点，形成结论，并能将结 论与生活实际结合起来，这是物理核心素养的科学探究的体现。 考点二：压强的计算 【典例14】（2022·湖南岳阳） 巴陵广场是市民休闲的好去处，广场上有座关于后 羿斩巴蛇的雕像，高约16m，质量为2×106kg。小明从家里出发，以1m/s 的速度散步 去广场，600s 后到达。 （1）求小明从家到广场经过的路程； （2）求雕像所受的重力大小； （3）小明估测雕像与水平地面的接触面积约为100m2，求雕像对地面的压强。 考点三：增大、减小压强的方法 【典例15】（2022·浙江宁波）在日常生活生产中，根据需要常常要考虑受力面上 的压强大小。下列事例中能增大压强的是（ ）。 坦克通过履带与地面接触；B 单钢轮压路机有较重 的前轮； 滑雪板与雪地接触面积较大；D 背包用较宽的背带 中考考题要求同学们理解压强的概念，知道压强的大小的影响因素，并 能正确描述和解释生活中减小或增大压强的物理现象，这是物理核心素养的物理概念的体 现。 【作业帮】 一、基础练（知识巩固） 1 如图所示，质量分布均匀的甲、乙两个实心正方体放置在水平地面上，它们对地面 的压强相同，若要使甲对地面的压强大于乙对地面的压强，下列叙述中正确的是( )。 ．沿竖直方向上切去相同的体积 B．沿竖直方向上切去相同的厚度 ．沿水平方向切去相同的质量 D．沿水平方向切去相同的体积 2 如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像，若用质量相等的甲、乙两种物质 分别制成实心正方体、B，把它们平放在水平地面上，则两正方体、B 对水平地面的压强 之比为（ ）。 ．8 1 B ∶ ．4 3 ∶ ．1 2 D ∶ ．4 1 ∶ 3 端午节，小敏提着一盒粽子去看望长辈时，下列提法中手受到压强最大的是（ ）。 ．用单手提单绳 B．用单手提双绳 ．用双手提单绳 D．用双手提双绳 4 如图所示，均匀正方体甲、乙置于水平地面上，甲、乙对地面的压强分别为p 甲、p 乙．若沿水平方向截去相同体积后，甲、乙剩余部分对地面的压强相等。则（ ）。 ．p 甲可能小于p 乙 B．p 甲可能大于p 乙 ．p 甲一定小于p 乙 D．p 甲一定大于p 乙 5 如图所示，两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端，使铅笔保持水 平静止。下列说法中正确的是（ ）。 ．铅笔对左侧食指的压力较大 B．铅笔对右侧食指的压力较大 ．铅笔对右侧食指的压强较大 D．铅笔对两侧食指的压强大小相等 6．如图所示，一个图钉帽的面积是 ，图钉尖的面积是 ，手指对钉帽 的压力是20，图钉尖对墙的压强为______P。图钉尖做的很尖，是为了在压力一定时，通 过减小受力面积达到______（填“增大”或“减少”）压强的目的。 7．公交车窗户旁都配有红色的破窗锤。破窗锤的锤头顶部尖，是为了在紧急情况下 乘客敲击车窗时_______（选填“增大”或“减小”）压强，更容易破窗；已知锤头顶部面 积是20mm2，底部面积是20m2，若乘客敲击力是50，则破窗锤对车窗的最大压强是___ ____P。 二、综合练（能力提升） 8（2022·湖南郴州）一个质量分布均匀的立方体，静止在水平地面上。沿图中虚线 将其分割成体积相等的、b 两部分，并取走部分。剩下的b 部分（未倾倒）对水平地面产 生的压强最大的是（ ）。 B D 9（2022·青海）某届“环青海湖国际公路自行车赛”中，一运动员从西宁市到平安 区骑行了27km，用时05，该运动员骑行的平均速度是___________km/。该运动员与自 行车的总质量为80kg，在水平路面骑行时，轮胎与地面总接触面积为001m2，此时自行 车对地面的压强是___________P。（g 取10/kg） 10（2022·青海）某届“环青海湖国际公路自行车赛”中，一运动员从西宁市到平安 区骑行了27km，用时05，该运动员骑行的平均速度是___________km/。该运动员与自 行车的总质量为80kg，在水平路面骑行时，轮胎与地面总接触面积为001m2，此时自行 车对地面的压强是___________P。（g 取10/kg） 11（2022·江苏扬州）疫情防控进行道路消杀时，总质量为8t 的消毒车喷出 的 药液后，车轮与水平地面的总接触面积为 。已知消毒液密度为 ，g 取10/kg。求： （1）喷出药液的质量； （2）此时消毒车对地面的压强。 三、培优练（挑战自我） 12（2022·重庆）、B 两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示，B 的边长 是的2 倍。将沿竖直方向切去宽为L 的部分，把切去部分叠放在B 上，B 对地面的压强 与L 的变化关系如图乙所示。切割后，剩余部分对地的压强为 ，则以下分析正确的 是（ ）。 B 的重力是50 B L=25m 时， B 的底面积为 D 切去一半后， 13（2022·湖南邵阳）2022 年北京冬奥会，我国在多个比赛项目取得了重大突破， 获得了多枚金牌，由此在国内掀起一股冰雪运动热潮。一天，小华和父母去滑雪场滑雪， 已知小华和滑雪板的总质量为60kg，滑雪板与雪地的总接触面积为04m2，求： （g=10/kg） （1）小华和滑雪板的总重力； （2）小华踏着滑雪板站在水平雪地上时，对雪地的压强。 14（2022·江苏苏州）小明在参观苏州市御窑金砖博物馆时，从解说员的讲解中得知 某块金砖的长、宽、高分别为70m、70m、10m，金砖的密度为20×103kg/m3，g