【前情提要】
在压力的作用下,当压力相同时,受力面积越小,压力的作用越明显。
仔细思考,在B和C两种情况中,海绵每平方厘米受力面积所受的压力不同,才是造成压痕深度不同的原因。
【举手提问】
1. 什么是压力?
2.如何计算压力?
3. 有哪些方法可以增加或减少压力?
【新课学习】
1. 什么是压力?
压力的概念
在压力效果的实验中,假如小桌子对海绵的压力为12N,四条桌腿的面积都是3cm2,那么每cm2所受的压力就是12N/3cm2=4N/cm2,也就是说每平方厘米的面积要承受4N的压力。
如图所示:
如果小桌子对海绵的压力为12N,桌子的面积为30cm2,则每cm2的压力为
12N/30厘米²=0.4牛顿/厘米²。
也就是每平方厘米有0.4N的压力。
如图所示:
同一受力面积上的压力怎样比较?
在物理学中,物体所受的压力与受压面积的比值称为压力。
换句话说,压力就是在单位面积上对物体施加的压力。
压力表示压力的作用。
●压力公式:
根据压力的概念:压力=压强/受力面积
用符号表示为:
p=F/S 变体:F=pS S=F/p
●符号及单位含义
p——压力——帕斯卡(Pa)
F——压力——牛顿(N)
S——受力面积——平方米(m²)
●压力单位含义
因为:P=F/S 所以压力的单位是N/m²,
因为压强的单位有一个专门的名称叫帕斯卡,缩写为Pa。
1帕斯卡=1牛顿/米²
所以:1N/m²称为1帕斯卡,也称为1Pa。
例如:某物体所受的压强为100Pa,就意味着该物体每平方米的受力面积所承受的压强为100N。
Pa是压力的单位,为了纪念法国科学家帕斯卡。
帕斯卡
2. 压力计算
例子:
比较芭蕾舞演员和大象对地面施加的压力。
(1)一名芭蕾舞演员的体重为475 N,与地面接触面积为9.5 cm²。计算芭蕾舞演员对地面施加的压力。
解决方案:芭蕾舞演员对地面的压力
因为芭蕾舞者站在水平面上,所以:F₁=G₁=475N,
地面接触面积 S₁ = 9.5 cm² = 9.5 × 10-4 m²
根据压力公式:
P₁=F₁/S₁=475N/9.5×10-4m²=5。
(2)大象的重量。每只爪子的面积是600cm²。计算大象对地面施加的压力。
解决方案:大象对地面的压力
因为大象站在平地上:
F₂=G₂=,
地面接触面积S₂=600cm²×4=0.24m²。
根据压力公式:
P₂=F₂/S₂=/0.24m²=2.5×105Pa。
由于P₁>P₂
因此,芭蕾舞演员对地面的压力大于大象对地面的压力。
3. 加压、减压方法
根据“压力的作用”实验结论及压力公式P=F/S可知:
增加或减少压力的方法有两种:
☛增加或减少压力
☛增加或减少受力面积
在一般的应用中,当压力一定时,常常通过增加或减少受力面积来增加或减少压力。
例如:
★推土机履带宽大,铲土锋利
①履带较宽,增加了与地面的接触面积,减少了对地面的压力。
②尖锐的铲子减少了铲子对土壤的受力面积,增加了对土壤的压力。
★书包因宽度过宽而显得扁平
通过增加受力面积压力公式pa,减少肩膀的压力压力公式pa,使背包时更加舒适。
啄木鸟的喙
啄木鸟坚硬而细长的喙可以增加对树干的压力,使其更容易获取食物。
★ 骆驼,“沙漠之舟”
骆驼的体重不到马的两倍,但它的蹄子却是马蹄的三倍多。宽大的蹄子可以减轻对沙子的压力,防止骆驼陷得太深。
☛任何物体所能承受的压力都有一个极限,超过这个极限,物体就会损坏。
★河面结冰超过压力极限
【中考真题同步训练】
1.(2018牡丹江6题)
下列例子属于减压( )
2.(2018兰州10题3分)
如图所示,高度、材质相同的实心长方体A、B放在水平桌面上,A、B对桌面的压力分别为FA、FB,压力分别为PA、PB,它们之间关系正确的是( )
FA
B.FA>FB,PA=PB
C.FA>FB、PA
D.FA>FB,PA>PB
3.(2018杭州18题)
如图所示,重物AB为质量分布均匀的长方体,密度分别为ρA和ρB。其底部面积分别为SA和SB,且SA>SB。将其放在水平地面上,它们对地面的压强相等。现将其上半部分水平切去(如图中虚线所示),剩下部分对地面的压强分别为PA和PB,对地面的压强分别为FA和FB。下列物理量之间关系正确的是( )
A.FAPB C.ρA>ρB
D.切割前后A、B两点对地面的压力保持不变
4.(2021自贡)
如图所示,有三个实体圆柱A、B、C放置在水平地面上,A、B的高度相等,B、C的底部面积相等,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙
B.ρA=ρB=ρC
Cm甲=m乙=m丙
Dm甲>m乙=m丙
5.(2021扬州)
如图所示,一块边长为0.1m的立方体木块放置在水平桌子的中央,木块的密度为0.5×10³kg/m³,木块的质量为kg,对桌子施加的压强为Pa。
物块在水平向右拉力1.5N的作用下,以匀速直线从A点移动到B点,它所受的摩擦力为,在此过程中,它对桌面所施加的压力为(选择“增加”、“减少”或“不变”)。(g为10N/kg)
6.(盐城22题)
两轮电动平衡车越来越受欢迎,如图所示,体重40kg的小红在平地匀速行驶平衡车,5分钟行驶距离为900m。已知平衡车质量为10kg,轮胎与地面总接触面积为25cm²,g为10N/kg。
求:(1)平衡车的速度。
(2)平衡车的重力。
(3)小红驾驶平衡车时,平衡车对地面所施加的压力。
7.(2021永州)
如图所示,一立方体块静止于水平地面,块体的边长L = 0.1m,密度ρ = 2.7×10³kg/m³,水的密度ρ水 = 1.0×10³kg/m³,g为10N/kg。
(1)求出物体的质量;
(2)求出块体对水平地面的压力;
(3)将物体放入足够的水中,求其静止时所受的浮力。
参
测试
回答
案件
存在
向下
边
尝试去找
哦
!
参考答案
1.D 2.B 3.C 4.A
5. 0.5 500 1.5N 不变
6.(1)3米/秒(2)100牛
(3)2×105帕斯卡。
7.