9.1压强（知识解读）（解析版）

91 压强（知识解读）（解析版） •知识点1 压力和重力的区别 •知识点2 压强的定义及计算 •知识点3 减小或者增大压强的方法及其应用 •知识点4 固体压强大小的比较 •知识点5 探究影响压力的作用效果的因素 •作业 巩固训练 1、压力：垂直作用在物体表面上的力叫做压力。 2、压力产生的条件：压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间 产生的力。 3、辨析：重力和压力的区别 重力 压力 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 垂直作用在物体表面上的力 产生原因由于地球的吸引而产生 由于物体对物体的挤压而产生 方向 总是竖直向下 垂直于受压面且指向被压物体 作用点 物体的重心 在受压物体的表面上 施力物体地球 对受力物体产生挤压作用的物体 联系 在通常情况下，静止在水平地面上的物体，其重力等于物体对地面的压力 注意点 压力不一定是由于物体受到重力而引起的；物体由于受到重力的作用，可 以产生压力，但压力的大小不一定等于物体的重力。 4、压力方向：压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体。 5、压力作用点：压力的作用点在受压物体的表面上。 6、影响压力作用效果的因素：压力和受力面积，受力面积一定时，压力越大，压力的作 用效果越明显；压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 压力和重力的区别 知识点1 【典例1-1】（2023•栾城区校级开学）下列关于压力的说法中正确的是（ ） ．压力的方向一定垂直于物体间的接触面 B．压力的大小一定等于物体的重力 ．任何情况下压力的大小都和物体受到的重力无关 D．压力的方向总与重力的方向一致 【答】 【解答】解：D．压力是垂直作用在物体表面上的力，所以它的方向总是垂直于物体的 表面或接触面，并不一定竖直向下，压力的方向不一定与重力的方向一致，故正确、D 错误； B．压力是垂直作用在物体表面上的力，如果将物体压在竖直墙壁上，压力的大小与重 力无关，故B 错误； ．当物体孤立静止置于水平面上时，物体对水平面的压力和重力有关，故错误。 故选：。 【典例1-2】（2023 春•霍邱县期末）如图所示，停在斜坡上的汽车共受到 三 个力的作 用。汽车对地面有压力作用，压力的方向为图 ② 所示（选填“①”“②” “③”或“④”）。 【答】三；②。 【解答】解：停在斜坡上的汽车受到重力、支持力、摩擦力作用，共三个力； 压力的方向垂直于受力面，为图中②。 故答为：三；②。 【变式1-1】（2023 春•阜宁县期中）放在水平桌面上的茶杯，对桌面有压力，关于“桌面 形变产生的力”，下列说法正确的是（ ） ．茶杯对桌面的压力 B．桌面对茶杯的支持力 ．茶杯的重力 D．茶杯对地球的吸引力 【答】B 【解答】解：、茶杯对桌面的压力，施力物体是茶杯，受力物体是桌面，是茶杯形变产 生的力，故错误； B、当茶杯放在水平桌面上时，由于茶杯对桌面施加了一个力，桌面发生形变产生，从 而使桌面对茶杯产生了向上的弹力，即桌面对茶杯的支持力，故B 正确； 、茶杯受到的重力的施力物体是地球，受力物体是茶杯，与桌面的形变无关，故错误； D、茶杯对地球的吸引力，施力物体是茶杯，受力物体是地球，不是茶杯形变产生的力， 故D 错误。 故选：B。 【变式1-2】（2023 春•正阳县期末）如图所示，图甲是一个桥头立着的交通标志牌，它表 示经过该桥的汽车对桥面的压力不能超过 5×10 5 ；图乙所示的载重货车采用多轴多 轮是通过 增大受力面积来减小压强 来避免压坏路面的。（g＝10/kg） 【答】见试题解答内容 【解答】解：桥头的交通标志牌50t 的含义是：过桥车辆的质量不能超过50t，所以此标 志是限重标志； 即车辆对桥面的压力不超过： F＝G＝mg＝50×103kg×10/kg＝5×105。 载重货车采用多轴多轮，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；避免压坏路 面。 故答为：5×105；增大受力面积来减小压强。 压强的定义及计算 知识点2 1、压强：压力的作用效果，数值上等于物体单位面积上受到的压力。 2、压强公式： 。 3、压强p 的单位是帕斯卡（简称为帕），符号是P。 【典例2-1】（2023 春•芗城区期中）一普通中学生双脚站立在水平地面上，他对水平地面 的压力和压强最接近于（ ） ．50 103P B．50 104P ．500 104P D．500 105P 【答】 【解答】解：一普通中学生的重力约为500； 中学生站立在水平面则对水平面的压力大小等于其重力大小，即F＝G＝500， 脚与地面的接触面积约为S＝500m2＝5×10 2 ﹣m2， 他对水平地面的压强约为p＝ ＝ ＝104P。 故选：。 【典例2-2】（2023 春•吴江区校级月考）质量为50kg 的某同学，自然站立在水平地面上， 对地面压力为 500 ，双脚站立对地面的压强比行走时 小 （选填大小）；某沼泽 地能承受的压强为2×104P，这位同学与沼泽地的接触面积至少为 0025 m2，才不会 陷入沼泽地。 【答】500；小；0025。 【解答】解：（1）因水平面上物体的压力和自身的重力相等， 所以，自然站立在水平地面上或行走时的压力：F＝G＝mg＝50k×10/kg＝500， 又因双脚站立时受力面积为两只脚与地面的接触面积之和，行走时受力面积为一只脚与 地面的接触面积， 所以，由p＝ 可知，双脚站立对地面的压强比行走时小； （2）由p＝ 可得，受力面积即这位同学与沼泽地的接触面积： S＝ ＝ ＝0025m2。 故答为：500；小；0025。 【典例2-3】（2023 春•天门期中）如图所示，正方体物体和B 叠放在一起，的密度为 06×103kg/m3，边长1dm，B 重8，B 的底面积为4dm2，求 （1）对B 的压强； （2）B 对水平地面的压强。 【答】（1）对B 的压强为600P； （2）B 对水平地面的压强为350P。 【解答】解：（1）的边长L＝1dm＝01m，其体积V＝（01m）3＝1×10 3 ﹣m3， 由ρ＝ 可得，的质量m＝ρV＝06×103kg/m3×1×10 3 ﹣m3＝06kg， 的重力G＝mg＝06kg×10/kg＝6， 对B 的压F＝G＝6， S＝（01m）2＝001m2， 对B 的压强： p＝ ＝ ＝600P； （2）B 对水平地面的压力F＝G+GB＝6+8＝14， B 的底面积为SB＝4dm2＝004m2， B 对水平地面的压强： p＝ ＝ ＝350P。 答：（1）对B 的压强为600P； （2）B 对水平地面的压强为350P。 【变式2-1】（2023 春•商南县校级期中）如图所示，这是、b 两种物质质量和体积的关系 图像。若用质量相等的、b 两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心 圆柱体，将它们放在水平地面上。则（ ） ．、b 的密度之比为4：1 B．、b 的密度之比为2：1 ．甲、乙两个圆柱体对地面的压强之比为8：1 D．甲、乙两个圆柱体对地面的压强之比为4：1 【答】 【解答】解：B、由图可知，的密度：ρ＝ ＝ ＝16g/m3， b 的密度：ρb＝ ＝ ＝2g/m3， 则、b 的密度之比： ＝ ＝ ，故B 错误； D、根据p＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ρg 可知，甲、乙两个圆柱体对地面的压强 之比： ＝ ＝ ＝ ，故正确、D 错误。 故选：。 【变式2-2】（2023•德阳一模）如图所示，物体重60，B 重30，物体的底面积为5m2，物 体B 的底面积为3m2，则对B 的压强为 2×10 5 P，B 对桌面的压强是 3×10 5 P。 【答】2×105；3×105。 【解答】解：已知的重力G＝60，对B 的压力大小F＝G＝60；与B 的受力面积为B 的 底面积SB＝3m2＝3×10 4 ﹣m2；对B 的压强p＝ ＝ ＝2×105P； 已知B 对桌面的压力F 总＝G+GB＝60+30＝90；B 与地面的受力面积为B 的底面积SB＝ 3m2＝3×10 4 ﹣m2；B 对地面的压强p＝ ＝ ＝3×105P。 故答为：2×105；3×105。 【变式2-3】（2023 春•德庆县期末）下表是某种型号自行车的主要技术参数。李烨同学家 到学校的路程是36×103m 的平直路面，骑车从家到学校的时间约为20m，李烨同学的质 量是40kg。（g 取10/kg）求： 自行车净重 120 行驶过程中轮胎与地面总接触面积 1×10 3 ﹣m2 车轮直径 061m 轮胎承受的最大压强 1×106P （1）李烨同学骑车的平均速度； （2）水平骑行时自行车对地面的压强； （3）自行车后座能携带物体的最大质量。 【答】（1）平均速度为3m/s； （2）对地面的压强为52×105P； （3）自行车后座能携带物体的最大质量为48kg。 【解答】解：（1）李烨同学骑车的平均速度： v＝ ＝ ＝3m/s； （2）该同学的重力： G 人＝m 人g＝40kg×10/kg＝400， 车对地面的压力： F＝G 车+G 人＝120+400＝520， 车对地面的压强： p＝ ＝ ＝52×105P； （3）自行车对地面的最大压力： F 大＝p 大S＝1×106P×1×10 3 ﹣m2＝1000， 自行车后座能携带物体的最大重力： G 物＝F 大﹣F＝1000 520 ﹣ ＝480， 自行车后座能携带物体的最大质量： m 物＝ ＝ ＝48kg。 答：（1）平均速度为3m/s； （2）对地面的压强为52×105P； （3）自行车后座能携带物体的最大质量为48kg。 1、减小压强方法 （1）压力一定，增大受力面积。 （2）受力面积一定，减小压力。 （3）同时减小压力，增大受力面积。 减小或者增大压强的方法及其应用 知识点3 应用：①载重卡车装有许多的车轮。②房屋建在较大的地基上。③书包带做得较宽。 2、增大压强方法 （1）压力一定，减小受力面积。 （2）受力面积一定，增大压力。 （3）同时增大压力，减小受力面积。 应用：①速滑运动员的冰鞋装有冰刀。②投向靶盘的飞镖。③用力刹车。 【典例3-1】（2023 秋•静安区期末）下列实例中，属于增大压强的是（ ） ．图钉钉帽宽大 B．铁轨下铺枕木 ．刀刃磨得锋利 D．坦克车装有履带 【答】 【解答】解：BD、图钉钉帽宽大、铁轨下铺枕木、坦克车装有履带都是在压力一定时， 通过增大受力面积来减小压强，故BD 不符合题意； 、刀刃磨得锋利，是在压力一定时，减小受力面积来增大压强，故符合题意。 故选：。 【典例3-2】（2023 春•茅箭区期中）公共汽车配备了逃生锤。遇到紧急情况时，乘客可以 用逃生锤打破玻璃逃生。如图所示，挥动逃生锤，使 （选填“”或“B”）端砸向 玻璃窗的边角，利于破窗逃离。这样选择的原因是：在 压力 一定时，通过减小 受力面积 ，可以增大压强。 【答】；压力；受力面积。 【解答】解：由图可知，挥动逃生锤，使较尖锐的端砸向玻璃窗的边角，在压力一定时， 通过减小受力面积，可以增大压强，利于破窗逃离。 故答为：；压力；受力面积。 【变式3-1】（2023 秋•闵行区期末）下列实例中，增大压强的是（ ） ． 铁轨下铺枕木 B． 载重车装有履带 ． 逃生锤的锤头很尖 D． 书包带较宽 【答】 【解答】解：、铁轨下铺枕木，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故不 符合题意； B、载重车装有履带，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B 不符合题 意； 、逃生锤的锤头很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故符合题意； D、书包带较宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对肩膀的压强，故D 不符 合题意。 故选：。 【变式3-2】（2023 春•济源校级期中）在校门口黄河路的修建中，推土机发挥着巨大作用， 如图为某型号履带式推土机。推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时 减小 压强 ；当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到 增大摩擦 的作 用。 【答】减小压强；增大摩擦。 【解答】解：推土机安装履带，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强； 履带上凸出的棱，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 故答为：减小压强；增大摩擦。 固体压强大小的比较 知识点4 1、准确判断压力、受力面积及其变化：固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。 2、找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键；抓住“谁对谁的压强”，找到压力 的施力物体和受力物体，以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利 用公式 ，采用控制变量法。 【典例4-1】（2023 秋•长宁区期末）如图所示，质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、 乙置于水平地面上，其底面积S 甲＜S 乙。现沿水平方向将甲、乙切去相同的高度，并将 切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为F 甲、F 乙，对地 面的压强变化量为Δp 甲、Δp 乙，则（ ） ．F 甲＞F 乙，Δp 甲＞Δp 乙 B．F 甲＞F 乙，Δp 甲＝Δp 乙 ．F 甲＝F 乙，Δp 甲＞Δp 乙 D．F 甲＝F 乙，Δp 甲＝Δp 乙 【答】 【解答】解：甲乙原来的质量相等，即ρ 甲V 甲＝ρ 乙V 乙，ρ 甲S 甲甲＝ρ 乙S 乙乙，因为甲 ＝乙，所以ρ 甲S 甲＝ρ 乙S 乙； 沿水平方向切去厚度相等的部分，设切掉的高度为Δ，则有ρ 甲S 甲Δ＝ρ 乙S 乙Δ，即切 掉部分的质量相等； 即m 甲剩余＝m 乙剩余， 并将切下部分叠放到对方剩余部分的上方，故可知 F 甲＝（m 甲剩余+m 乙切）g； F 乙＝（m 乙剩余+m 甲切）g； 故F 甲＝F 乙； 故可知 甲对地面的压强变化量： g＝ ① 乙对地面的压强变化量： Δp 乙＝ ＝ ② 由①②可知，分子的变化量相同，而S 甲＜S 乙，故有： Δp 甲＞Δp 乙。 故选：。 【典例4-2】（2023 秋•宝山区校级期中）如图甲、乙两个实心正方体，放在水平桌面上， 已知：甲、乙对水平地面的压强相等，甲的体积大于乙的体积，则质量m 甲 大于 m 乙。若沿竖直方向在两个正方体上分别切去相同宽度，则甲、乙剩余部分对地面的压强 p'甲 等于 p'乙，切去部分Δm 甲 大于 Δm 乙。（均选填“大于”或“等于”或“小 于”） 【答】大于；等于；大于。 【解答】解：设甲的边长为，乙的边长为b，则＞b，甲、乙对地面的压强分别为： ， ， 因为p 甲＝p 乙，＞b，所以m 甲＞m 乙。 若沿竖直方向在两个正方体上分别切去相同宽度，仍然是柱体，此时压强p＝ ＝ ＝ ＝ρg，由甲、乙的密度和高度都没有改变，压强不变，原来相等，切去后仍相 等； 由于切去的部分柱体对地面的压强相等，相同宽度，甲的边长大，甲切去的底面积大， 根据F＝pS 知，切去部分对桌面的压力甲的大，根据F＝G＝mg 知，甲的质量大。 故答为：大于；等于；大于。 【变式4-1】（2023 春•临澧县期末）如图所示关于力的下列说法正确的是（ ） ．如图甲所示，竖直拿在手中的瓶子处于静止状态，增大手对瓶子的压力，手对瓶子的 摩擦力增大 B．如图乙所示，用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书；然后在书下垫几支 圆铅笔，再次匀速拉动，第二次皮筋伸长量比第一次小 ．如图丙所示，用两手指水平压住铅笔的两端，铅笔静止时，铅笔对两手指的压强一定 相等 D．如图丙所示，用力压时，两个手指的感觉不同，说明压力的作用效果跟压力大小有 关 【答】B 【解答】解：、瓶子处于平衡状态，所受合力为0，所以竖直方向手对瓶子的摩擦力等 于瓶子受到的重力，增加手对瓶子的压力时，瓶子受到的重力不变，则受到的摩擦力不 变，故错误； B、书在桌面上滑动时，受到的摩擦力是滑动摩擦力；书在铅笔上运动时，书受到的摩 擦力是滚动摩擦力；在压力相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力，故第二次皮筋伸长量 比第一次小，故B 正确； 、用两手指水平压住铅笔的两端，铅笔静止，则铅笔受到两手指的压力是一对平衡力， 所以二力的大小相等，由于左端的受力面积小，由p＝ 知左边的压强大，故错误； D、两个手指受到压力的大小相同，右边手指受力面积小，右边手指更疼，这说明压力 的作用效果与受力面积有关，故D 错误。 故选：B。 【变式4-2】（2023•合肥模拟）如图，质量相等的实心均匀正方体和B 平放在水平地面上 （ρ＞ρB），它们对地面的压强分别为p 和pB，则p ＞ pB。（均选填“＞”、 “＜”或“＝”） 【答】＞。 【解答】解：当物体放在水平地面上时，压力F＝G，由于质量相等，则压力相等，从 图中看出的边长小，受力面积较小，根据压强公式p＝ ，的压强较大，即p＞pB。 故答为：＞。 探究影响压力的作用效果的因素 知识点5 1、实验目的、原理、方法 （1）实验目的：探究压力作用效果与上面因素有关。 （2）实验原理： 。 （3）实验方法：控制变量法、转换法。 2、实验器材：小桌子、海绵、砝码。 3、器材作用及图像 （1）小桌子：实验主体。 （2）砝码：提供压力。 （3）海绵：体现压力作用效果。 4、实验步骤 步骤①如图甲，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。 步骤②如图乙，在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。 步骤③再把小桌翻过来，如图丙，观察泡沫塑料被压下的深度。 5、实验结论及应用 （1）受力面积一定时，压力越大，作用效果越明显。 （2）压力大小一定时，受力面积越小，作用效果越明显。 【典例5-1】（2023 春•唐河县期末）如图1 表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里 行走的情景。为了探究他们对雪地压力的作用效果，应选择图2 中的哪几种情形进行模 拟研究（ ） ．甲与乙 B．乙与丙 ．甲与丙 D．任意两种对比都可以 【答】B 【解答】解：表示体重大致相同的滑雪者和步行者，对雪地的压力大致相同，滑雪板比 人的鞋子的受力面积大的多，故在雪地里行走时，人对雪地的压强大，所以下陷的程度 深，这说明压力的作用效果与受力面积有关， 研究压力的作用效果与受力面积是否有关，应控制压力相同而受力面积不同，由图示可 知，甲与乙受力面积相同，压力不同，不符合题意； 甲与丙，受力面积不同，压力也不同，没有控制变量，故不符合题意； 故乙、丙两个实验，压力相同而受力面积不同，可以研究压力的作用效果与受力面积是 否有关，故B 正确；D 错误。 故选：B。 【典例5-2】（2023 春•启东市校级月考）某兴趣小组用如图所示的实验装置探究“压力的 作用效果与哪些因素有关”时，做出了以下猜想： 猜想一：可能与压力的大小有关； 猜想二：可能与受力面积有关。 （1）实验中是通过比较 海绵的凹陷程度 来比较压力作用效果的，这时用到的物理 方法是 转换法 （选填“控制变量法”或“转换法”）； （2）比较甲、乙