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压力压强学案
【知识梳理】
1. 作用在物体 叫压力。压力产生的形变效果与 和 有关。
2.物体 叫压强。压强是表示 的物理量。单位是 ,符号 。用500牛的压力作用在2米2的面积上,产生的压强为____________帕,它表示的物理意义是___________________________________________________。 【基础练习】
1..已知图中的A、B、C、D中物体均重为10牛,F′的大小均为16牛,求物体对水平地面或竖直墙面的压力。
F ’ A
B
C
F’
D
F’
FA=________牛 FB=________牛 FC=________牛 FD=________牛 2.一个初中学生的质量为50千克,他站立时,每只鞋子与地面的接触面积为200厘米2,他站立时对地面的压强为 ,行走时对地面的压强是 。 3.重为6牛的物体静止在水平地面上, 用力的图示法在图中画出它所受的压力F。
7.图中的建筑物是上海世博会中国馆。已知其露出基台的这部
分建筑,在建造施工时用去钢筋混泥土5×104米3,它与基台的总接触面积为400米2。若钢筋混泥土的密度是:1.8×103千克/米3,求:
⑴这部分钢筋混泥土的质量m。 ⑵地上建筑物对基台的压力F。 ⑶建筑物对基台的压强p。
1
【疑难剖析】
1.压力和重力的区别?
重力是物体由于地球的吸引而受到的力,其施力物体是地球,受力物体是该物体。放在水平桌面上的物体对桌面的压力,其施力物体是该物体,受力物体是桌面。当把该物体从桌面上移开时,物体对桌面的压力消失,而重力不变。
压力的大小一定等于重力吗?,只有当物体放在水平面上时,压力大小等于重力大小。如果把一个物体放在一个斜面上,则物体对斜面的压力小于物体的重力。
2.压力与压强的区别?
压力是垂直作用于物体表面的作用力,压强是物体表面单位面积上受到的压力。压力大不等于压强大,压强大不一定压力就大。例如一个底面积为0.01米2的物体重10牛,放在水平地面上,对地面的压力为10牛,P=F/S=10N/0.01m2=1000Pa, 压强达到1000帕,相当于1米2的面积上受到了1000牛的压力,而如果200牛的压力作用在4米2的面积上,其压强为50帕,相当于1米2的面积上受到的压力为50牛。
3.对压强公式中受力面积的理解
受力面积不是接触面积,例如一个正方体物体放在一个垂直的墙角如图,物体虽然紧贴墙面相互接触但是它不是受力面积。不过初中阶段绝大数习题中受力面积等于接触面积。
4.应用公式P=ρgh的条件
当一个正方体物体放在水平桌面上,因为物体放在水平面上,所以F=G=mg=ρVg, P=F/S=G/S=ρVg/S.应用在求固体压强时应用在求固体压强时,因为柱状物体的体积V=所以P=V/S==ρgh,因此应用公式P=ρgh时必须注意推导过程中的条件,即柱状物体放在水平面上时对水平面的压强时,才可以用到公式P=ρgh,而公式P=F/S是根据定义得出的公式,其在任何情况下压强问题都可以应用。
【例题分析】
1.重为20牛的物体A,底面积是0.01米2,放在边长为0.02米的正方体B的上表面的中央,物体B重40牛,求物体A对物体B的压强及物体B对水平地面的压力、压强?
4
2.冰橇重200牛,冰橇底部与冰面的接触面积为0.1米2,使用该冰橇在可以承受8×10帕压强的冰面上运送货物,该冰橇可以装载重多少牛的货物?
2
4.如图所示,甲、乙两个实心正方体放置在水平表面上,它们对水平表面的压强相同。已知甲的质量为1千克,甲的底面积为0.01米2。求:
(1)物体甲的重力。
(2)物体甲对地面的压强。
(3)如果沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的部分,然后将切去部分叠放在剩余部分上,若这时它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙,请判断p甲和p乙的大小关系,并说明理由。
5、08奥运会徽――中国印·舞动的“京”[如图(a)],它是用一枚特制的印章盖印出来的,这枚印章是用著名的新疆和田玉阴刻而成[如图(b)],印章的质量为3.6千克,底面为正方形,边长0.1米。已知“和田玉”的密度为3×103千克/米3。
(1)求印章的体积V。
(3)为求出印章正放时对水平桌面产生的压强,小杰同学设计了如下求解过程:
2
先计算出受力面积:S=a2=(0.1米)= 0.01米2,然后利用公式:p=F/S计算出压强。
甲
乙
图14
(2)求印章对水平桌面的压力F。
(a) (b)
你认为按小杰同学设计的求解过程,其计算结果___________(选填“正确”或“错误”),水平桌面受到的压强___________小杰的计算结果(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【课堂练习】
3
1. 垂直作用在物体表面上的力叫做___________,压力产生的效果跟___________和
___________有关。
2. 一合金圆柱体高2米,竖直放在水平地面上,测得它对地面的压强为1.568×105帕,
则该合金的密度为 千克/米3 。
3. 甲、乙两个实心正方体,质量相等。甲的密度大于乙的密度,将两个正方体都放在水
平桌面中央(底面积均不超过桌面),它们对桌面的压力F甲 F乙,对桌面的压强 P甲 P乙(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
4. 在水平桌面上放着两个体积相等的圆柱体,它们的高度之比是1:2,密度之比是2:
3,则它们所受重力之比是 ,对桌面的压强之比是 。 5. 有一个边长为10厘米的正方体,重力为50牛,放在光滑墙角
处,如图所示,受到水平方向力F1=150牛,竖直方向力F2=15牛的作用,这时墙壁所受压力为___________牛,墙壁所受压强为___________帕,地面所受压力为___________牛,地面所受
压强为___________帕,它所表示的物理意义是______________________________。 6. 压力产生的形变效果是由物体在 上受到的压力所决定的。一个质量为
2700克的实心正方体铝块,放在面积为1米的方桌中央,则铝块对桌面的压强为 帕,其表示的物理意义是 。(铝的密度为2.7×103千克/米3)
7. 一块长方形砖块的长为、宽 、高分别是20厘米、10厘米和5厘米,将它放在水平地
面上,地面受到的最大压强为___________帕,最小压强为___________帕(砖2.5103千克/米3)。
8. 如图所示,甲、乙是完全相同的长方体实心物块,平放在水平地面上,若分别沿图示
的对角线切成两块,并拿走其中的一块(乙取走上面的一块),则甲、乙余下部分对地面的压力之比为 ,对地面的压强之比为 。
G
F
2
F2
F1
9. 如图所示,木块所受重力为G,放在水平桌面上,若在木块上竖直向下加8牛的压力
F,使得木块对桌面的压强变为原来压强的2倍,则木块重为___________牛。 10. 用质量相等的铜块和铁块,分别制成高度相同的圆柱体,把它们竖直放在水平桌面上,
则铜块对桌面的压力___________铁块对桌面的压力,铜块对桌面的压强___________铁块对桌面的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
11. 有一铝制的实心正方体重26.46牛,放在面积为1米2的水平桌面上,则它对桌面的
4
压强是___________帕。(铝2.7103千克/米3)
12. 甲、乙两个实心正方体,质量相等。甲的密度大于乙的密度,将两个正方体都放在水平桌面上中央(底面积均不超过桌面),它们对桌面的压力F甲_______F乙,对桌面的压强p
甲
______ p乙。(选填“>”、“=”或“<”)
13. 有一种砖的密度为2.5×103千克/米3,能承受的压强为2.45×105帕。若将这种砖整齐地堆放在能承受2×106帕的水平地面上,求这种砖最多能堆的高度。
14. 缝衣时,缝衣针做的很尖是为了______________________;手指套的顶针箍是为了______________________。有一种压路机,其压路用的大滚筒做成空心的,工作时在滚筒中灌水,这是采用 的方法,使滚筒对地面的 增大,把路面压结实。 15.
如图所示,静止在斜面上的物体A重40牛,对斜面的压力为30牛,用力的图示
法画出该物体对斜面的压力。 16.
如图所示,物体A重20牛,被100牛的水平推力紧压在竖直墙面上,用力的图示
法画出墙面受到的压力。 17.
如图所示,物体重力为12牛,作用在物体上的力F为8牛,请在图中用力的图示
法画出地面受到的压力。
A
A
F
第13题图
第14题图 第15题图
18. 下列关于压力说法中正确的是( ) A 压力的方向总是竖直向下的。 B 压力的大小总是等于物体受到的重力。 C 压力的方向总是和物体的接触面相垂直。 D 压力的方向不—定和物体的接触面相垂直。
20.用20牛的水平力把重力为10牛的木块紧压在竖直的墙壁上,这时木块对墙壁的压力是
( )
A 10牛。 B 15牛。 C 20牛。 D 30牛。 21.关于压强的概念,下列说法中正确的是( )
A 压强只跟压力有关。 B 压强只跟受力面积有关。 C 压强跟压力及受力面积都有关。 D 压强跟压力及受力面积都无关。 22.重力为100牛的长方体放在水平地面上,与地面的接触面积为0.1米2。现用一个大
小为20牛的力竖直作用在物体中央。则物体对地面的压强( )
A 一定是1200帕。 B 可能是1000帕。 C 可能是800帕。 D 可能是200帕。
5
23. 一名中学生站立在水平地面上,对地面的压强大约是(
A.10帕
B.100帕
C.1000帕
)
D.10000帕
24.下列关于压力的说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的; B.压力的大小总是等于物体受到的重力; C.压力的方向总是和物体的接触面相垂直; D.压力的方向不一定和物体的接触面相垂直。
25.某同学穿钉鞋赛跑时,脚对钉鞋的压强为p1,钉鞋对跑道的压强为p2,则( )
A.p1< p2
B.p1> p2
C.p1=p2
D.条件不足,无法比较。
26.三种材料的密度之比为1:2:3,取其质量之比3:2:1制成高度相等的实心圆柱体,将
它们竖直放置在水平桌面上时,对它们桌面产生的压强之比是( A.3:2:1
B.1:1:1
C.1:2:3
D.1:4:9
甲
)
27.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水平地面的压强关系是 ( )
乙
A.p甲<p乙 B. p甲=p乙 C.p甲>p乙 D.无法判断
28.如图展示了日常生活或生产技术中的四种情景,其中运用了增大压强知识情景的是
螺母、垫片
【回家作业】
滑雪
细线分割肥皂
螺丝连接工件
拖拉机
(A) (B)
3
(C) (D)
1.(雪地能承受的最大压强为3.510帕,若两支雪橇的质量共为7千克,每个雪橇的底面积为0.25米2,问此雪橇的最大载重为多少牛?
2.一长方体合金块质量为20千克,底面积为210米2,把它放于水平桌面上时,有1/4底面积伸出桌面。求:
(1)合金块对水平桌面的压力; (2)合金块对水平桌面的压强。
2
6
3.有一圆桶,底面积为0,25米2,内盛液体,桶和液体总的重力为1500牛。为了减少对地面的压强,先在水平地面上放一面积为1米2、重力为100牛的正方形木板,然后把圆桶置于木板的中央。求
① 圆桶对木板的压强P1。 ② 木板对地面的压强P2。
4.如图甲所示,实心均匀正方体A,B放置在水平地面上,A的边长为0.2米,B的边长为
0.3米,A的密度为3000千克/米3,B的密度为2000千克/米3.
① 求正方体A的质量;
② 求正方体 B对水平地面的压强;
③ 若正方体A、B在底部中间挖去厚度为0.1米,底面积为S的相同柱形后,如图乙所示,
A、B剩余部分对水平地面的压强PA和PB.则PA、PB (选填“能”或“不能”)相等,请通过计算说明.
A
(甲)
B
A
B
(乙)
7
5.如图所示,将梳头用的木梳夹在手掌中间,并相互挤压,两只手掌的感觉明显不同,这是因为 。
6.为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个不同物体放在同一水平细沙面上进行实验,他仔细观察沙面的凹陷程度,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。
表一 表二 实验序号 压力(牛)
1 2 3 3.0 3.0 3.0
实验序号 压力(牛)
4
5
6
4.5 4.5 4.5
表三
7 8
9
6.0 6.0 6.0
实验序号 压力(牛)
受力面积(厘米2) 5 10 20 受力面积(厘米2) 10 20 30 受力面积(厘米2) 10 20 40
下陷深度(厘米) 2 1 0.5 下陷深度(厘米) 1.5 0.75 0.5 下陷深度(厘米) 2 1 0.5 (1)分析比较实验序号1与2、2与3、1与3或4与5、5与6、4与6或7与8、8与9、7与9,可得出的初步结论是:________________________________________________。 (2)分析比较实验序号_________________________________________可得出的初步结论是:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据,并归纳得出结论。 (a)__________________________________________________________________; (b)__________________________________________________________________。
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