Chapter 10
第十章 压强和浮力
1 压强
[学习目标]
1.了解压力,通过实验探究,知道影响压力作用效果的因素;
2.理解压强的定义、公式及单位,能运用压强公式进行简单计算;
3.知道增大压强和减小压强的方法;
一、压力
压力: 作用在物体表面上的力叫压力,如下图所示
① 压力并不都是由 引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力
作用,则压力F等于物体受到的 。
② 固体可以 、 不变地传递压力。
图一:水杯对桌面的压力竖直向下图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左
二、压强
压强:物体 叫压强。
① 压强是表示 的物理量。
② 压强公式 : 。其中,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号
是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。
三、压强的利用
① 大压强:当受力面积不变时,增大 ;当压力不变时,减小 ;压力增大的同时减小受力面积都
可以增大压强。如:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。
① 减小压强:受力面积不变时,减小 ;压力不变时,增大 ;压力减小的同时增大受力面积都
可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。一、压力
1.定义:垂直作用于物体表面的力;
2.作用点:在受压物体表面上;
3.方向:垂直于受力面且指向受力物体;
4.*压力产生的条件:只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力;
5.压力和重力的区别:物体受重力作用,可能对接触面产生压力,但压力大小不一定等于物体的重力。
压力 重力
施力物体 物体 地球
受力物体 支持物 物体
大小 决定于相互挤压所发生形变大小 G=mg
方向 垂直于受力物体表面,并指向支持面 竖直向下
作用点 在支持面上 物体重心
力的性质 接触的物体间相互挤压而发生形变产生的,属于弹力 来源于万有引力,是非接触力
受力示意图
注意:压力并不都是由于重力引起的,也不一定与重力的方向相同。一般情况下,压力和重力大小并不相同,往
墙上按图钉时压力与重力毫无关系,只有物体放到水平面上时,压力等于重力。
二、影响压力的作用效果的因素
压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关。受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;压力相
同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
实验结果:泡沫塑料被压下的深度与压力的大小和受力面积的大小有关。压力越大,效果越明显,受力面积
越小效果越明显。
三、压强
1.物理意义:压强是表示压力作用效果的的物理量;
2.定义:物理学中,把物体所受的压力与受力面积之比。压力 F
3.公式:压强= 即p= (适用于固体、液体和气体)
受力面积 S
4.单位:在国际单位制中,压力的单位是牛,面积的单位是米2,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号是
Pa,1Pa=1N/m2,一张报纸平放时对桌面的压强约1Pa。
5.压强和压力的区别:压强是表示压力作用效果的物理量,压力作用效果越明显,压强就越大。压力的大小
与受力面积无关,而压强的大小等于单位面积上压力的大小,因此压强不但与压力的大小有关,还与受力面积的
大小有关。
四、改变压强的方法
1.增大压强的方法:增大压力、减小受力面积。例如:压路机的轮子一般做的很重、锋利的刀口容易切东
西。
2.减小压强的方法:减小压力、增大受力面积。例如:坦克上的履带。
增大和减小压强,在实际生产生活中,有一定条件的限制,应根据实际情况来决定采用何种方法解决,如重
型拖拉机安装有两条宽履带,原因是拖拉机本身很重,对地面的压力很大,要减小压强,不能减小压力,只能考
虑增大受力面积的方法。
五、实验:估测人站立时对地面的压强 估算不规则表面面积
人鞋底面积的计算方法:在方格纸上留下鞋印,先数出不满一格的方格数,并除以2,再加上完整的方格数,
可求得鞋印的面积。这是估算不规则表面面积的有效方法。
注意:人有两只脚。同样在计算汽车对地面压强时也要注意,受力面积一定要是总面积。
知识点一:压力
【探究重点】
相互接触的两个物体相互挤压。例如:静止在地上的篮球和地面间有相互挤压的作用,篮球对地面有压力;
静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压,所以没有压力。
【例题精讲】
1. (2022·四川乐山)以下说法中正确的是( )。
A. 乐山名食麻辣烫的竹签一端削尖是为了增大压强;
B. 同学们的书包带都比较宽其目的是为了减小压力;
C. 鞋底印有花纹是为了减小摩擦;
D. 冰壶运动中“擦冰”是为了增大摩擦
【巩固训练】
2. 关于压力产生的说法正确的是()
A. 压力都是由于物体的重力产生的
B. 压力的大小总是等于物体的重力C. 竖直作用在物体表面上的力叫作压力
D. 压力的大小有时等于物体的重力
知识点二:压力的作用效果——压强
【探究重点】
压强大小是由压力和受力面积共同决定的,不仅仅决定于压力大小。压力F和受力面积S之间不存在因果关
系,但压强p和F、S之间有着密切联系,在S一定时,p与F成正比,在F一定时,p与S成反比。
【例题精讲】
3. (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a、b
两部分,并取走a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( )。
A. B. C. D.
【巩固训练】
4. 图水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70Kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的小明总质量为50Kg,却深
陷雪地。下列说法正确的是()
A. 芳芳对雪地的压力比小明的小
B. 芳芳对雪地的压力和小明的一样
C. 芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小
D. 受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
知识点三:压强的计算
【探究重点】
(定义公式)
注意S的含义,为接触面积
【例题精讲】
5. (2022·湖南常德)如图所示,物体重20N,它与竖直墙面的接触面积是0.2dm2,现用30N的水平力把物体按
在墙上,墙面受到的压强是______Pa,物体受到的摩擦力是______N。【巩固训练】
6. 如图所示,用拇指和食指按压一支铅笔的两端,拇指和食指受到的压力分别为F 和F ,受到的压强分别为p
1 2 1
和p .则F ______F ,p ______p (两空选填“>”“<”或“=”);若F =1N,笔尖的面积为1×10−6m2,则
2 1 2 1 2 2
p =______Pa。
2
知识点四:增大或者减小压强的方法
【探究重点】
1、增大压强的方法
2、减小压强的方法
【例题精讲】
7. (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( )。A.坦克通过履带与地面接触;
B. 单钢轮压路机有较重的前轮;
C. 滑雪板与雪地接触面积较大;
D. 背包用较宽的背带
【巩固训练】
8. 图示的四个实例中,为了增大压强的是()
A. 饮料管的一端剪成斜口
B. 在铁轨下面铺枕木
C. 书包背带做得较宽
D. 图钉帽的面积做得较大
知识点五:探究压力作用效果实验
【探究重点】
压力的作用效果不但与压力的大小有关还与受力面积的大小有关,所以研究影响压力的作用效果的因素必须
采用控制变量法。
【例题精讲】
9. (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____________。
【巩固训练】
10. 如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力的作用效果的因素”。(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果。
(2)在图A、B、C操作中,观察图 和 可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
观察图B和C可知:受力面积—定时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)若将矿泉水瓶放在石块上如图D所示,矿泉水瓶对石块的压力作用效果与A图中对海绵的压力作用效果
(选填“相同”或“不相同”)。
1. 下图中物体对支持面的压力表示正确的是()
A. B. C. D.
(2021·湖南岳阳市·中考真题)图甲,用手握住一个核桃很难将其捏破;图乙,将A、B两个核桃放在一起捏,A破
了,B没破。下列说法正确的是( )
A.两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力
B.B给A的力大于A给B的力
C.A、B接触处,A受到的压强大于B受到的压强
D.A、B接触处,A受到的压强等于B受到的压强
2. 如图所示,三个质量完全相同的物体,甲为圆柱体、乙为球体、丙为正方体,在水平桌面上静止时,它们对桌
面压强最大的是()。
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 一样大
3. 沙漠之舟骆驼,能在松散的沙漠中顺利行走而不会陷下去,这是因为()
A. 骆驼的重量轻 B. 骆驼跑得快
C. 骆驼的耐力大 D. 骆驼脚掌面积大压强小4. 如图所示,同种材料制成的高度相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,A的底面积是B的2倍,则它们对水
平桌面的压力之比和它们对水平桌面的压强之比是( )
A.1:1 2:1 B.1:1 1:2 C.2:1 1:1 D.2:1 2:1
5. 用120N的水平力把重30N的长方体木块紧压在竖直的墙壁上,如图所示,木块与墙壁的接触面积为400cm2
,这时木块对墙壁的压力和压强分别为()
A. 30N0.75Pa B. 120N0.3Pa C. 30N750Pa D. 120N3000Pa
6. 如图所示,小益用一块长方体金属块和一块海绵,探究影响压力作用效果的因素。实验现象说明,在
________一定时,________,压力的作用效果越明显。
7. 请在图中画出跳水运动员对跳板的压力。(按要求完成图)
8. (2021·湖北中考真题)在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一
个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅,来显示小桌对______的压力作用效果;
(2)比较______两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。若想通过比
较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施是______。
下列事例中,直接应用该结论的是______(填序号)。①有些课桌的边缘设计成园弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
9. “空翻男孩”的质量为40kg,当他双脚站立在地面上时,与地面接触的总面积是400cm2,求:(g取
10N/kg)
(1)他的重力;
(2)他单脚站立时对地面的压强。
10. 某同学利用课余时间测自己站立时对地面压强,他制作了一张方格纸,每小格边长为2cm,站在方格纸上并描
下鞋底贴地部分的轮廓。他的质量为50kg,则他站立在地面上,对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
1. 如图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是()
A. 可以使跳板发生形变 B. 其施力物体是地球
C. 一定等于运动员的重力 D. 可以改变运动员的运动状态
2. 一块砖平放、侧放、立放在水平地面上,哪种放法对地面产生的压强最大( )A.丙 B.乙 C.甲 D.无法确定
3. 如图,甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印,则甲()
A. 所受的重力较大 B. 所受的重力与乙的相等
C. 对沙滩的压强较大 D. 对沙滩的压强较小
4. 如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体置于水平地面上,它们对地面的压强相等。若分别在两个正方体的上表
面施加大小相等、竖直向下的压力,则对水平地面的压强p 和p 的关系为( )
甲 乙
A.p >p B.p =p C.p <p D.无法判断
甲 乙 甲 乙 甲 乙
5. 如图所示平放在水平地面上的砖,沿竖直方向(见图中虚线)截去三分之一,则剩下的半块砖与原来整块砖相比
()
A. 对地面的压强不变 B. 对地面的压力不变
C. 砖的密度减小一半 D. 砖受到地面的支持力不变
6. (2021·山东菏泽市·中考真题)下列生活事例采取的做法中,为了增大压强的是( )
A.火车钢轨下垫上枕木 B.禁止货车超载
C.刀刃磨得锋利 D.雪橇板做得比较宽大
7. 如图所示一长木块放在粗糙的水平桌面上,小明用水平向右的力拉动木块,使其向右加速。在长木块从桌面滑
落之前的运动过程中( )
A. 木块对桌面的压强不变 B. 木块具有的惯性变大
C. 木块受到的摩擦力不变 D. 木块水平方向受平衡力作用
8. (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
0.5h,该运动员骑行的平均速度是___________km/h。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0.01m2,此时自行车对地面的压强是___________Pa。(g取10N/kg)
9. (2022江苏南通)如图所示,两长方体A和B叠放在水平地面上,A受重力10牛,B受重力30牛,已知A对
B的压强与B对地面的压强之比为3:2,则A与B的底面积之比为________,若把B放在A上,那么B对A的压
强与A对地面的压强之比为______。10. 利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察______来比较压力作用效果的。我们______(填“可以”或“不可以”)用沙子
代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,通过比较图______(填序号)和图丙,说明
压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)实验中主要采用的研究方法是______(填“控制变量法”或“理想实验法”)。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较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'(填“>”“<”或“=”)。
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小明发现它们对海绵的
压力作用效果相同,由此他得出的结论是: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 。
11. (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0.4m2,求:(g=10N/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。
1. 如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是()
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟压力的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A. ①② B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④2. 如图所示,将高度和材料完全相同的实心长方体A、B放在水平桌面上.A、B对桌面的压力分别为F、F,压
A B
强分别为p、p,下列关于它们的大小关系正确的是( )
A B
A.F
F,p=p
A B A B A B A B
C.F>F,pF,p>p
A B A B A B A B
3. 如图所示,材料、粗糙程度和质量相同的甲、乙两物体放在同一水平桌面上,在水平拉力作用下做匀速直线运
动。它们所受的拉力为F 、F ,对桌面的压强为p 、p ,底面积S >S .则下列关系正确的是()
甲 乙 甲 乙 甲 乙
A. F >F ;p
p
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
C. F =F ;p =p D. F =F ;p
ρ B.ρ =ρ =ρ
甲 乙 丙 甲 乙 丙
C.m =m =m D.m >m =m
甲 乙 丙 甲 乙 丙
6. 甲、乙两种物质的质量与体积关系如图1所示。若用这两种物质分别制成高度相同的A、B两实心圆柱体,如图
2所示,则它们对水平地面的压强之比p :p 为 ( )
甲 乙A. 1:1 B. 1:4 C. 4:1 D. 8:1
7. (2021·天津中考真题)篆刻是我国一门古老的艺术形式,篆刻刀的刀口做得很锋利是为了增大________;“泥人
张”彩塑是天津特色民间工艺品,艺人将泥揉捏成形态各异的人物,这表明力可以改变物体的_________。
8. (2021·江苏扬州市·中考真题)如图,边长为0.1m的正方体木块放在水平桌面中央,已知木块密度为
0.5×103kg/m3,木块质量为______kg,它对桌面的压强为______Pa, 木块在大小为1.5N的水平向右的拉力作用下
从A点匀速直线运动到B点,它所受摩擦力为______N,此过程中,它对桌面的压强______(填“变大”、“变
小”成“不变”)。(g=10N/kg)
9. 在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如
图所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题。
(1)实验中压力的作用效果是通过比较______来确定。
(2)分析比较图乙和丙的实验现象,可以得出结论:______。
(3)分析比较图______实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)小明将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,他经过分析得到的结论是压力的作用效果与受力面
积无关。小明得出的结论是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是______。
10. (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70cm、70cm、10cm,金砖的密度为2.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金砖的重力G;
(2)若重490N的小明站在如图所示的金砖上,金砖对水平地面的压强p。