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第八章第八章 压强和浮力压强和浮力一 压强第八章 压强和浮力F小孩小孩垂直垂直压在地面上压在地面上F小孩垂直压在地面上F图钉图钉垂直垂直压在墙面上压在墙面上F图钉垂直压在墙面上F木块木块垂直垂直压在斜面上压在斜面上F木块垂直压在斜面上小孩小孩垂直垂直压在地面上的力压在地面上的力图钉图钉垂直垂直压在墙面上的力压在墙面上的力木块木块垂直垂直压在斜面上的力压在斜面上的力 像这种像这种垂直作用在物体表面垂直作用在物体表面上的力叫上的力叫压力压力压力压力小孩垂直压在地面上的力 像这种垂直作用在物体表面上的力叫压一一、压力压力(F):1 1、小明说：、小明说：压力的方向都是压力的方向都是垂直向下垂直向下的。对吗？的。对吗？2 2、小红说、小红说：压力都是压力都是由于物体的重力由于物体的重力而产生的。对吗？而产生的。对吗？一、压力(F):1、小明说：2、小红说：1.1.如图如图5-1-15-1-1所示，请在所示，请在a a、b b、c c、d d四幅图中四幅图中画出画出ABAB面所受压力的面所受压力的示意图示意图.图图5-1-15-1-1(1)(1)压力与重力的关系压力与重力的关系:压力压力不一定不一定都是由都是由重力重力引起的引起的,并且方向并且方向不一定垂直向下不一定垂直向下.但压力的方但压力的方向总是向总是垂直于接触面垂直于接触面并指向被压物体并指向被压物体.1.如图5-1-1所示，请在a、b、c、d四幅图中画出AB面 例例1:1:重为重为G G的物体在支持面上静止不动的物体在支持面上静止不动,指出下列各种情况下所受压力的大小。指出下列各种情况下所受压力的大小。FFFFF(2)(2)压力与重力大小的关系压力与重力大小的关系:F:F的大小的大小不不一定一定等于等于G G的大小的大小.G GG+F G-FF-GF 例1:重为G的物体在支持面上静止不动,指出下列各种情况例例2.2.如图如图5-1-25-1-2所示，正方体金属块重所示，正方体金属块重20N20N，F F恒为恒为5N5N，则，则支持面支持面所受到的压力分别是：所受到的压力分别是：Fa=_,Fb=_,Fc=_,F d=_.图图5-1-25-1-220N20N5N5N15N15N25N25N例2.如图5-1-2所示，正方体金属块重20N，F恒为5N，用食指和大拇指轻轻夹着三角尺，用食指和大拇指轻轻夹着三角尺，两个手指有什么感受？两个手指有什么感受？用食指和大拇指轻轻夹着三角尺，两个手指有什么感受？请大压力作用的效果压力作用的效果:使物体发生形变使物体发生形变.人脚陷在雪地里人脚陷在雪地里汽车轮子陷入泥土中汽车轮子陷入泥土中压力作用的效果:使物体发生形变.人脚陷在雪地里汽车轮子陷入泥二二、探究影响压力作用效果的因素：探究影响压力作用效果的因素：思路：思路：二、探究影响压力作用效果的因素：思路：接触笔尖的手指受压接触笔尖的手指受压的感觉比另一手指要的感觉比另一手指要强得多，且越用力这强得多，且越用力这种感觉越明显。种感觉越明显。与手掌接触的那部分与手掌接触的那部分气球的形变较小，而气球的形变较小，而手指顶着的那部分形手指顶着的那部分形变明显；用力越大，变明显；用力越大，形变越明显形变越明显。接触笔尖的手指受压的感觉比另一手指要强得多，且越用力这种感觉 压力的作用效果与哪些压力的作用效果与哪些因素有关系呢？因素有关系呢？压力的作用效果与哪些因素有关系呢？提出问题:实验探究1.可能与压力大小有关？可能与压力大小有关？2.可能与接触面积大小有关？可能与接触面积大小有关？探究压力作用效果跟压力大小和受探究压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有什么关系力面积大小有什么关系1.可能与压力大小有关？探究压力作用效果跟压力大小探究一探究一：压力的作用效果与压力的作用效果与压力大小压力大小的关系的关系提示：提示：因为压力作用效果因为压力作用效果可能与多个因素有可能与多个因素有关，因此在探究过关，因此在探究过程中要恰当使用：程中要恰当使用：G G结论：结论：压力作用效果与压力作用效果与压力大小压力大小有关有关控制变量法控制变量法探究一：压力的作用效果与压力大小的关系提示：因为压力作用效果分析实验现象分析实验现象:1 1.第一次实验过程中第一次实验过程中,什么条件是相同的什么条件是相同的?作用效果哪一种情况更明显作用效果哪一种情况更明显?是什么影响了压力产生的作用效果？是什么影响了压力产生的作用效果？分析实验现象:分析与论证:探究二探究二：压力的作用效果与压力的作用效果与受力面积受力面积的关系的关系结论：结论：压力作用效果与压力作用效果与受力面积受力面积有关有关G GG G探究二：压力的作用效果与受力面积的关系结论：压力作用效果与受2 2.第二次实验过程中第二次实验过程中,哪个物理量是相哪个物理量是相同的？作用效果哪一种情况更明显同的？作用效果哪一种情况更明显?影响因素又是么？影响因素又是么？分析与论证:压力一定时压力一定时,受力面积越小受力面积越小,压力的作用效果越大；压力的作用效果越大；受力面受力面积一定时积一定时,压力越大，压力的压力越大，压力的作用效果越大。作用效果越大。压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越大；受力面积一A A物体对地面的压物体对地面的压力是力是15N，与地面，与地面的接触面积是的接触面积是5m2B B物体对地面的压物体对地面的压力是力是5N，与地面的，与地面的接触面积是接触面积是2m2AB 上述两个物体上述两个物体哪个哪个对地面的作用效果对地面的作用效果更大呢？又该如何比较作用效果呢？更大呢？又该如何比较作用效果呢？A物体对地面的压力是15N，与地面的接触面积是5m2B物体对分析：分析：在许多情况下在许多情况下压力和受力面积都不同，压力和受力面积都不同，这时要比较压力的作用效果，就需要比较这时要比较压力的作用效果，就需要比较物体物体单位面积上受到的压力单位面积上受到的压力。因此在物理学上，为了比较压力作用因此在物理学上，为了比较压力作用效果的不同效果的不同,需要引入一个用来表示压力需要引入一个用来表示压力作用效果的物理量作用效果的物理量-压强压强.分析：因此在物理学上，为了比较压力作用效果的不同,需要引入三三.压强：压强：表示压力作用效果的物理量表示压力作用效果的物理量。1 1、定义：、定义：物体单位面积上受到的压力。物体单位面积上受到的压力。三.压强：1、定义：2、压强的计算公式：压强的计算公式：压强压强压力压力受力面积受力面积pFS作用在物体表面上的压力作用在物体表面上的压力物体间的物体间的有效接触面积有效接触面积2、压强的计算公式：压强压力受力面积pFS作用在物体表面上的3 3、（、（国际单位制中国际单位制中）压强的单位：压强的单位：N/m2 又叫又叫帕斯卡帕斯卡(简称简称:帕帕)帕用符号帕用符号:PaPa 1 1帕帕 =1=1牛牛/米米2 2 即即1Pa=1N/m2 帕是一个较小的单位帕是一个较小的单位,1pa,1pa的压强到底有多大呢的压强到底有多大呢?相当于相当于3 3粒芝麻压成粉粒芝麻压成粉均匀地撒在均匀地撒在1 1cm2 2的面积上所的面积上所产生的压强产生的压强.1N/m2物理意义物理意义？物体物体每平方米面积每平方米面积上上受到的压力为受到的压力为1 1N3、（国际单位制中）压强的单位：N/m2 又叫帕斯卡(简称帕斯卡简介：帕斯卡简介：帕斯卡帕斯卡是是法国数学家法国数学家和物理学家和物理学家，帕斯卡在，帕斯卡在物理学方面的主要成就物理学方面的主要成就是对流体静力学和大气是对流体静力学和大气压强的研究。压强的研究。为了纪念帕斯卡，人为了纪念帕斯卡，人们用他的名字来命名们用他的名字来命名压压强的单位强的单位-帕斯卡帕斯卡。帕斯卡简介：A、使用该公式计算压强时，关键是找出使用该公式计算压强时，关键是找出压力压力F（在一般情况下在一般情况下F=G=mg）和）和受力面积受力面积S（受力面积是指两物体的接触部分的面积受力面积是指两物体的接触部分的面积）B、对压强单位对压强单位Pa的认识的认识：一张报纸平放时一张报纸平放时对桌子的压强约对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的成人站立时对地面的压强约为压强约为：1.5104Pa.它所表示的物理意义它所表示的物理意义是是：注意：注意：人站立时，其脚下人站立时，其脚下每平方米面积每平方米面积上，上，受到脚的压力为受到脚的压力为1.5104N N。A、使用该公式计算压强时，关键是找出压力F（在一般情况下F=大象体重大象体重6104N，每每只脚掌只脚掌着地面积着地面积600600cm2 2 芭蕾舞演员体重芭蕾舞演员体重475N，每只脚尖着地，每只脚尖着地面积面积0.00095m2例题：你能求出下列物体对地面的压强吗例题：你能求出下列物体对地面的压强吗？大象体重6104N，每只脚掌着地面积600cm2 芭 比较压力的作用效果就可以比较压力比较压力的作用效果就可以比较压力与受力面积的比值，即与受力面积的比值，即比较压强比较压强P P的大小的大小.解解:大象对地面的压力大象对地面的压力=大象的重力大象的重力=6104N大象每只脚与地面的接触面积为大象每只脚与地面的接触面积为600cm2，因，因此大象与地面接触的总面积为此大象与地面接触的总面积为:600cm24=2.4103cm2=2.410-1m2因此大象对地面的压强为因此大象对地面的压强为:p=F/s=6104N/2.410-1m2=2.5105pa 比较压力的作用效果就可以比较压力与受力面积的比值，即比 芭蕾舞演员对地面的压力芭蕾舞演员对地面的压力F=她的重力她的重力G G=475N她一只脚与地面接触，因此她与地面的接触面她一只脚与地面接触，因此她与地面的接触面积积=0.00095m2=9.510-4m2因此她对地面的压强为因此她对地面的压强为:即即p=F/s=475N/9.510-4m2=5 105pa,而大象而大象对地面的压强为对地面的压强为:2.5 105pa.由此可以看出，大象对地面的压力虽然由此可以看出，大象对地面的压力虽然较芭蕾舞演员的大，但是产生的作用效果较芭蕾舞演员的大，但是产生的作用效果却没有芭蕾舞演员的明显。却没有芭蕾舞演员的明显。芭蕾舞演员对地面的压力F=她的重力G=475N 一辆质量为一辆质量为50t的坦克处在水平地的坦克处在水平地面上，每条履带与地面的接触面积面上，每条履带与地面的接触面积是是1.5米米2 2，一颗图钉尖的面积是，一颗图钉尖的面积是0.05毫米毫米，手指对图钉帽的压力是，手指对图钉帽的压力是20N，试比较坦克对地面的压强与图钉，试比较坦克对地面的压强与图钉尖对墙面的压强大小？尖对墙面的压强大小？一辆质量为50t的坦克处在水平地面上，每条履带与已知：已知：坦克质量坦克质量 图钉所受压力图钉所受压力 履带面积履带面积 受力面积为受力面积为求求：坦克对地面的压强坦克对地面的压强 和图钉尖对墙面的压强和图钉尖对墙面的压强已知：坦克质量 履带面积 受力面积为求：坦克对地解解（1 1）先求坦克对地面的压强先求坦克对地面的压强坦克对地面的压力坦克对地面的压力：两履带与地面的接触面积：两履带与地面的接触面积：坦克对地面的压强：坦克对地面的压强：解（1）先求坦克对地面的压强坦克对地面的压力：两履带与地面的（2 2）求图钉尖对墙面的压强求图钉尖对墙面的压强 墙的受力面积：墙的受力面积：图钉尖对墙面的压强：图钉尖对墙面的压强：由比较可知，图钉虽小，但是它对墙面的压强却由比较可知，图钉虽小，但是它对墙面的压强却远远远远大于坦克对地面的压强大于坦克对地面的压强。墙所受的压力：墙所受的压力：（2）求图钉尖对墙面的压强墙的受力面积：图钉尖对墙面的压强：注意注意：在解题过程中要在解题过程中要将面积将面积的单位化成平方米的单位化成平方米得到的压得到的压强的单位才为强的单位才为帕帕注意：1 1、如如图图所所示示，小小智智用用20N20N的的水水平平力力压压住住重重为为12N12N的的物物体体，使使它它静静止止在在墙墙面面上上。若若 物物 体体 与与 墙墙 的的 接接 触触 面面 积积 为为100cm100cm2 2,则则墙墙壁壁受受到到的的压压力力大大小小为为 ，方方向向 ，压压强强为为_pa._pa.2 2、关于压力，下列说法中关于压力，下列说法中正确正确的是（的是（）A.A.压力的方向总是竖直向下的压力的方向总是竖直向下的B.B.压力的方向总是垂直于物体的表面压力的方向总是垂直于物体的表面C.C.压力的大小总是等于物体所受的重力压力的大小总是等于物体所受的重力D.D.压力的方向有时垂直于物体表面，有时不垂直于物体的表面压力的方向有时垂直于物体表面，有时不垂直于物体的表面20N水平向左水平向左2103 3B1、如图所示，小智用20N的水平力压住重为12N的物体，使它3 3、一块长方体的砖放在地面上，不同放法中、一块长方体的砖放在地面上，不同放法中对地面压强最大的对地面压强最大的（）A.A.平放平放 B.B.侧放侧放 C.C.竖放竖放 D.D.三种放法一样大三种放法一样大4 4、一辆坦克质量、一辆坦克质量40吨，每条履带与地面的接吨，每条履带与地面的接触面积为触面积为2.5米米2 2 ，那么坦克对地面的的压，那么坦克对地面的的压强为多少强为多少(g=10N/Kg)(g=10N/Kg)？(答案答案:)c8104pa3、一块长方体的砖放在地面上，不同放法中对地面压强最大的（练习练习5:5:如图所示，把小桌面和砝码以不同形如图所示，把小桌面和砝码以不同形式放在海绵上，分析与压力作用效果有关的式放在海绵上，分析与压力作用效果有关的 因素因素.比较图比较图_和图和图_，可以说明压力作用，可以说明压力作用效果与受压面积有关效果与受压面积有关.比较图比较图_和图和图_，可，可以说明压力作用效果与压力大小有关以说明压力作用效果与压力大小有关.乙乙丙丙甲甲乙乙练习5:如图所示，把小桌面和砝码以不同形式放在海绵上，分析与羊 20052005年年1010月月1515日，世界最高的铁路日，世界最高的铁路青藏铁路青藏铁路在拉萨铺设下最后一根钢轨，实现线下工程全线大贯在拉萨铺设下最后一根钢轨，实现线下工程全线大贯通。这条铁路正式通车后，车体将采用全封闭式，沿通。这条铁路正式通车后，车体将采用全封闭式，沿线通信全部采用数字化系统，这也是目前亚洲地区的线通信全部采用数字化系统，这也是目前亚洲地区的第一条数字化铁路第一条数字化铁路。青青藏藏铁铁路路羊 2005年10月15日，世界最高的铁路青藏铁从物理走向生活从物理走向生活:海峡都市报海峡都市报刊登了刊登了货车超限超载、国货车超限超载、国道不堪重负道不堪重负一文，指出有些运输单位和个人一文，指出有些运输单位和个人只顾自己利益，不顾国家利益，让只顾自己利益，不顾国家利益，让汽车成倍的汽车成倍的超载超载是是损坏路面损坏路面的直接原因。的直接原因。5 5吨的卡车装了吨的卡车装了6 6吨货物吨货物1010吨的卡车装了吨的卡车装了1515吨货物吨货物从物理走向生活:海峡都市报刊登了货车超限超载、国道四、如何增大和减小压强呢？四、如何增大和减小压强呢？增大压强增大压强：增大压力增大压力或或减小受力面积减小受力面积减小压强减小压强：减小压力减小压力或或增大受力面积增大受力面积总总结结四、如何增大和减小压强呢？增大压强：增大压力或减小受力面积减压强的应用：压强的应用：当压力不变时，当压力不变时，减小压强减小压强:增大受力面积增大受力面积减小受力面积减小受力面积增大压强增大压强:例如例如:铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等书包带较宽等例如例如:缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄你知道还有哪些可以增大或减小压强的方法吗？你知道还有哪些可以增大或减小压强的方法吗？压强的应用：当压力不变时，减小压强:增大受力面积减小受力面积练习练习:下面所述各事例中，为了减小压强下面所述各事例中，为了减小压强的有的有,为了增大压强的有为了增大压强的有，A C E FB DA、铲土机的宽履带铲土机的宽履带B、锋利的剪刀刃锋利的剪刀刃C、骆驼宽大的脚掌骆驼宽大的脚掌D、很细的钉尖很细的钉尖E、钢轨铺在枕木上钢轨铺在枕木上F、宽大的房基宽大的房基练习:下面所述各事例中，为了减小压强的有,为了增大压强总结一下总结一下：今天我们学会了什么？今天我们学会了什么？总结一下：今天我们学会了什么？北师大版8
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