文档内容
9.1 压强（导学案）
【学习目标】
1. 能通过实验探究压力作用的效果跟压力的大小和受力面积的关系。
2. 能描述压强概念的建立过程。能熟练写出压强公式、单位，并能用压强公式进行简单计算。
3. 会应用压强公式分析增大或减小压强的具体方法，并能解释与压强有关的物理现象。
【学习重点】压强概念的形成。
【学习难点】压强概念的形成过程。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1．垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力并不都是由重力引起的，只有当物体自由静止在水
平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。
2. 压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效
果越明显；在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
3. 物体所受的压力的大小与受力面积之比叫做压强，计算公式为：p＝ ，国际单位是帕。
4. 减小或增大压强的方法：要增大压强，可以增大压力或者减小受力面积；要减小压强，可以减
小压力或者增大受力面积。
【合作探究】
探究一、压力
1. 现象探究：垂直作用在物体表面上的力。
【想一想】以下几种情况的作用力有哪些共同点？
手指按图钉，图钉
放在水平桌面上的杯子 放在斜面上静止的物
事例 尖对墙面的作用力
对桌面的作用力F 体对斜面的作用力F
F
图示
探究归纳：
这些力的共同特点：力的方向与接触面垂直，作用点在两个物体的接触面上，把它叫做压力。
2. 压力（1）概念：垂直作用在物体表面的力叫做压力。
（2）压力的作用点：在受压的物体表面。
（3）压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。
由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力
的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。
（4）压力的大小
压力的大小并不一定等于重力的大小，有时相等，有时无关。只有当物体自由静止在水平面时，物
体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。
（5）压力的作用效果：压力作用在接触面上，使物体发生形变。
3. 压力与重力的区别与联系
（1）区别
压力 重力
由于地球吸引而使
定义 垂直作用在物体表面的力
物体受到的力
垂直于受力物体表面，
方向 竖直向下
并指向被压物体
作用点 被压物体表面 重心
有时与重力有关，大小相等。
大小 有时与重力有关，但大小不等。 与质量成正比G=mg
有时与重力无关。
接触的物体间相互挤压而 来源于万有引力，
力的性质
发生形变产生的，属于弹力 是非接触力
受力示意图
（2）压力与重力的联系
只有当物体处于水平面，且在竖直方向上只受重力和支持力时，物体对水平面压力的大小、方向
才与重力的大小方向相同，尽管如此，压力仍不是重力。
【例题1】（1）如图所示，请画出斜面受到的压力F的示意图。【答案】见右图。
【解析】垂直作用在物体表面上的力叫压力。压力的作用点在斜面上，方向垂直斜面指向斜面的
内部，斜面受到的压力F的示意图如右图所示。
（2）如图所示，用力F把一木块压在竖直墙面上静止，请画出木块对墙面的压力的示意图。
【答案】见右图。
【解析】木块对墙面的压力F 作用在墙面上，方向垂直于墙面向左，如图所示。
压
探究二、影响压力作用效果的因素
1. 感知压力作用的效果
（1）想一想：小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破，重重的骆驼却不会陷入沙中，这是为
什么？
【分析】蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大，但由于口器十分尖锐，因而能轻易刺穿皮肤；骆驼
虽重，但脚掌面积很大，因而不会深陷沙中。
这使我们想到：压力对物体作用的效果不仅跟压力的大小有关，还跟受力面积有关。
（2）做一做：用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两指头的感觉？观察两个手指
的凹陷程度相同吗？适当改变力度重复以上操作，感觉如何？
【分析】①因为两个指头受到的压力相等，但是受力面积不相等（均选填“相等”或“不相
等”），右边食指受力面积（接触面积）小，感觉力的作用效果更显著。
②当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更显著。（3）想一想：由以上实验进行猜想，压力的作用效果可能与什么因素有关？
【归纳】压力的作用效果可能与压力的大小、受力面积等因素有关。
2. 实验探究：影响压力作用效果的因素
【提出问题】压力的作用效果跟哪些因素有关？怎样比较压力的作用效果？
【猜想和假设】压力的作用效果跟压力的大小和受力面积都有关。
【设计实验】
（1）实验器材：形变显著的物体（如海绵、沙子等）、压力小桌、砝码。
（2）实验方法
①控制变量法：探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。
②转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。
（3）改变压力和受力面积的方法
①保持小桌与海绵的接触面积不变，在小桌上放一个砝码，改变压力，比较海绵两次形变的程度，
如图甲、乙所示，记入表中。
②控制压力不变，改变小桌与海绵的接触面积（小桌一次桌面朝上正放，一次桌面朝下倒放），比
较海绵两次形变的程度，如图乙、丙所示，记入表中。
（4）实验记录表格（见下）。
【进行实验与收集证据】
操作1：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；
操作2：在小桌子上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙；
操作3：将小桌子倒置，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙。
实验现象与记录：
实验 压 力 受力面积 压力作用效果
甲 小桌的重力 桌脚（小） 明显乙 小桌+砝码重力 桌脚（小） 很明显
丙 小桌+砝码重力 桌面（大） 极不明显
【分析论证】
（1）由甲、乙可得出，受力面积大小相同时，压力作用效果与压力大小有关，压力越大，压力作
用效果越明显。
（2）由乙、丙可得出，压力大小相同时，压力作用效果与受力面积大小有关，受力面积越小，压
力作用效果越明显。
【实验结论】
（1）压力的作用效果与压力大小有关，在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
（2）压力的作用效果与受力面积大小有关，在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明
显。
【交流讨论】
实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变，实验现象明显，而木板不易发生形变，
实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
【例题2】在“探究影响压力作用效果的因素”中，实验现象如图所示。
（1）过过观察海绵的 来比较压力作用的效果；
（2）通过比较 两次实验，可知受力面积相同时，压力越大，压力作用的效果越 （选
填“明显”或“不明显”）；
（3）通过比较 两次实验，可知压力作用的效果跟受力面积有关；这种研究问题的方法是
法。
【答案】（1）凹陷程度；（2）甲、乙，明显；（3）乙、丙，控制变量。
【解析】（1）海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显，故可以根据海绵的凹陷程度来比较
压力的作用效果。
（2）实验研究当受力面积相同时，压力的作用效果与压力的关系，故需要改变压力，受力面积相
同，故选择比较甲、乙两次实验；从实验现象可知看出，压力越大，海绵的凹陷程度越大，压力的作
用效果越明显。
（3）探究压力作用的效果跟受力面积关系，需要控制压力相同，受力面积不同，故需要改变受力面积，故选择乙、丙两次实验；由于有两个因素影响压力的作用效果，故需要采用控制变量法，保证
每一次实验只有一个变量。
探究三、压强
通过前面的探究实验，我们找到了比较压力作用效果的方法：
①压力大小相同，比较受力面积；②受力面积相同，比较压力大小。
【想一想】如果压力大小和受力面积都不同呢？如表所示，甲与乙两个不同的受力面，压力和受力
面积都不相同，怎样比较压力的作用效果？
压力F 受力面积S
受力面
（N） （cm2）
甲 20 2
乙 30 5
【分析】若要比较压力的作用效果，需要“转化为相同的受力面积或相同的压力时，通过比较压
力或受力面积的大小”来确定。
因此我们可以用“压力与受力面积的比值”或“受力面积与压力的比值” 比较压力的作用效果。
很显然，前一种定义更加符合人们的思维习惯，即：该比值越大，压力的作用效果越显著。由此我们
得到一个新的物理量——压强。并定义为：物体所受压力的大小与受力面积之比.
1.压强
（1）物理意义：表示压力的作用效果。
（2）定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
（3）公式： 压强= p=
适用范围：这是压强的定义式，适用于所有物体间的压强计算，无论气体、固体、液体。
（4）单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是pa。
1pa=1N/m2，1pa表示1m2面积上所受的 压力是 1N 。
pa是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约1pa。实际应用中常用千帕（kpa）、兆帕
（Mpa）作单位，气象学中常用百帕（hpa）作单位。
换算关系：1Mpa =103kpa 1kpa=103pa 1hpa=100 pa
（5）理解压强公式p=
①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。在S一定时，p与F成正比，
在F一定时，p与S成反比。
②公式中的F是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力。
③公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面
积，而且在计算时S的单位用国际单位。2. 压强与压力的辨析
项目 压强 压力
物体所受压力大小 垂直压在物体
定义
与受力面积之比 表面上的力
物理意义 表示压力的作用效果 物体发生形变的作用力
公式 P=F/S F=pS
单位 牛顿（N） 帕斯卡（pa）
与压力的大小和 有时与重力有关，
大小
受力面积都有关 有时与重力无关
3. 柱体的压强
（1）进行推导
如图所示，有一质量分布均匀的柱状固体，密度为𝜌，底面积为S，高度为h。求该柱体对水平面
的压强。
这个柱体的体积V=sh； 这个柱体的质量m=ρV=ρSh； 对水平面压力F=G=mg=ρVg = ρgSh
对水平面压强：p= = =ρgh
即柱体的压强 p=ρgh
（2）公式p=ρgh中各物理量的意义与单位
ρ表示密度，单位为 千克 / 米 3（kg/m3）；h表示高度，单位为米（m）；g=9.8N/kg
p表示压强，单位为帕（Pa）
（3）理解公式 p=ρgh
①公式 p=ρgh只适用于柱形的物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强；
②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和高度有关，与物体的底面积、重力等无关。（均
选填“有关”或“无关”）
【例题3】水平桌面上放一本书，书受到的重力为3N，与桌面的接触面积为500cm2，计算书对桌
面的压强。
【解析】书对桌面的压力等于它的重力，即：F＝G＝3 N
桌面的受力面积：S＝500cm2=5×10-2 m2
书对桌面的压强p= = =60pa【例题4】某中学操场积雪深达10cm，求雪对操场的压强是多大？（ρ =0.2×103kg/m3）
雪
【解析】p= = =ρgh=0.2×103kg/m3×10N/kg×0.1m=200pa
此题给出的已知条件比较少，直接应用P=F/S不能求出，可以推导出p= ρgh进行计算；需注意的
是p= ρgh是推导公式，一般情况下，计算题中不能直接运用。
【例题5】如图所示，甲、乙两个实心柱形体放在水平地面上，对地面的压强相等，则 （ ）
A．甲的密度大，质量大 B．乙的密度大，质量大
C．乙的密度小，质量小 D．无法确定
【答案】B.
【解析】①甲、乙对地面的压强相等，根据 p＝ρgh可得：
ρ gh =ρ gh ； ∵ h ＞h ， ∴甲、乙密度 ρ ＜ρ
甲 甲 乙 乙 甲 乙 甲 乙
②甲、乙压力的大小关系： 根据F=PS，
∵ P =P ，S ＞S ，∴F >F ，
甲 乙 甲 乙 甲 乙
即G >G . 所以m >m 。
甲 乙 甲 乙
所以选B。
探究四、怎样减小或增大压强
【想一想】①书包带为什么做得比较宽？②菜刀的刃为什么磨得比较薄？③为什么啄木鸟的嘴强
直如凿？
在生活、生产中人们有时需要增大压强，有时需要减小压强，怎样减小或增大压强呢？
1. 改变压强的方法
根据公式p= =可知：
（1）当压力F一定时，受力面积S发生变化，则压强也随之发生变化；
（2）当受力面积S一定时，压力F发生变化，则压强也随之发生变化。
所以在生活、生产及技术中人们常常改变压力或受力面积来改变压强。
2．减小压强的方法
所有材料能够承受的压强都有一定的限度，加在材料上的压强一旦超过这个限度，材料就会损坏，
这个压强叫做极限压强，这些情况下就要减小压强。
（1）减小方法：
①当受力面积一定时，减小压力；②当压力一定时， 增 大 受力面积（均选填“减小”或“增大”）。
（2）减小压强的事例
轨道铺设在枕木上 书包带比较宽 汽车限重
轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。汽车限重是通过减小汽车
对地面的压力减小对地面压强的。
3．增大压强的方法
在生活或生产中有时需要增大压强。
（1）增大方法：
①当受力面积一定时，增大压力；②当压力一定时，减小受力面积（均选填“减小”或“增
大”）。
（2）增大压强的事例
【精讲点拨】
1. 压力
（1）压力与重力的区别。压力的本质属于弹力，是接触力。而重力是由于地球的吸引而使物体受
到的力，来源于万有引力，是非接触力。压力的方向与受力面垂直，重力的方向总是竖直向下（与水
平方向垂直向下）。压力的作用点在受力面上，重力的作用点在物体的重心。
（2）压力的大小：当物体放在水平面上时，压力大小F＝G＝mg。
2. 压强是表示压力作用的效果的物理量。因为压力的作用效果与压力和受力面积两个因素有关，
所以课本是用比值定义法（压力与受力面积之比）建立压强的概念。
3. 探究影响压力作用效果的因素
（1）此实验是根据受力面（海绵）的形变程度来显示压力的作用效果的，这是应用了转换法。（2）实验中还应用了控制变量法：研究压力的作用效果跟压力的大小关系时，受力面积保持不变，
改变压力的大小，观察受压物体的形变大小；研究压力的作用效果跟受力面积的大小关系时，压力的
大小保持不变，改变受力面积的大小，观察受压物体的形变大小。
4. 压强在生活中的应用
方法：由公式 可知，影响压强变化的两个因素是压力F和受力面积S，因此我们可以利用
控制变量法，通过分析压力F和受力面积S的变化情况来辨别压强的增大与减小。
【归纳整理】
第1节 压强
【课堂练习】
1．图中正确表示压力示意图的是（ ）
【答案】C
【解析】图A与B画的是重力的示意图； C图中压力的方向与接触面垂直，作用点在接触面上，
正确； D图压力的方向错误。所以选C。
2. 若一本书平放在水平桌面中央，它对桌面的压强约为34帕，依据压强知识，可以估算这本书的
纸张数约为（ ）A．1张 B．34张 C．68张 D．136张
【答案】B
【详解】因为一张纸平放在水平面上，产生的压强约为1帕，该一本书平放在水平桌面中央，它
对桌面的压强约为34帕，所以该书的纸张数为34张。
故ACD不符合题意，B符合题意。所以选B。
3．如图所示，滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板，可有效（ ）
A．增大自身的重力 B．增大对雪地压力
C．减小对雪地压强 D．减小雪地摩擦力
【答案】C
【详解】滑雪运动员之所以穿着有较大底面积的滑雪板，是为了减小压力的作用效果，即减小压
强，是在压力不变的情况下通过增大受力面积的形式来减小压强，与重力、压力、和摩擦力无关，故
C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
4. 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
【答案】A
【详解】AB．因为甲、乙脚印的深浅程度相同，说明两者的压强相同，水平地面的物体对水平面
的压力等于物体的重力，由G=F=pS可知，受力面积大的物体压力大，所以甲受到的重力大于乙受到的
重力，故A符合题意，B不符合题意；
CD．由于甲、乙在沙滩上留下的脚印深浅相同，说明压力的作用效果相同，即甲、乙对沙滩的压
强相等，故CD不符合题意。
故选A。
5. 如图，在今年的杭州亚运会上，会运送铁饼的机器狗成了赛场上的“显眼包”，机器狗自重约15千克，当它站在赛场的草地上时，草地会有凹陷，说明压力的作用效果是使物体 ；当它背
上2千克重的铁饼时，对地面的压力将 ；当它开始奔跑时，对地面的压强将 。（后两
空选填“变大”、“不变”或“变小”）
【答案】发生形变；变大；变大。
【详解】根据力的作用效果可知，草地会有凹陷，说明压力的作用效果是使物体发生形变。
根据二力平衡的知识可知，机器狗的压力大小和重力大小相等，当它背上2千克重的铁饼时，总
重变大，对地面的压力将变大。
根据压强的知识可知，当它开始奔跑时，由于提起脚使得受力面积变小，对地面的压强将变大。
6. 北京冬奥会花样滑冰双人滑，中国选手韩聪隋文静获得金牌，如图所示为比赛中的一个情景。
若韩聪和隋文静的身体质量分别为62kg和42kg，韩聪脚下两个冰刀与冰的总接触面积为20cm2，求：
（1）隋文静的重力为多少N?
（2）韩聪对冰的压强为多少Pa?
【答案】（1）420N；（2）5.2×105Pa
【详解】（1）由题意可知，隋文静的体重为m=42kg，故由G=mg可得，隋文静的重力为
1
G =m g=42kg×10N/kg=420N
1 1
（2）由题意可知，韩聪的体重为m=62kg，故由受力分析可知，韩聪对冰的压力为
2
F =G =m g=(m +m )g=(42kg+62kg)×10N/kg=1040N
压 总 总 1 2
韩聪与冰的接触面积为S=20cm2=2×10-3m2
韩聪对冰的压强为
F 1040N
p= = =5.2×105Pa
S 2×10-3m2
7．如图所示，体积相同的甲、乙实心均匀圆柱体放在水平地面上，且对地面的压强P =P ，甲、
甲 乙
乙的密度分别为ρ 、ρ ，对水平地面的压力分别为F 和F ，关系正确的是（ ）
甲 乙 甲 乙A．F ＞F ， ρ ＞ρ B．F =F ， ρ = ρ
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
C．F ＜F ， ρ ＜ρ D．F ＞F ， ρ ＜ρ
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
【答案】A.
【解析】①甲、乙对地面的压强相等 P =P ，即 ρ gh =ρ gh
甲 乙 甲 甲 乙 乙
因为h ＜h ，所以甲、乙密度的大小关系为 ρ ＞ρ 。
甲 乙 甲 乙
②甲、乙压力的大小关系：根据F=PS
因为P =P ，S ＞S ，所以F >F 。 所以选A.
甲 乙 甲 乙 甲 乙
8. 探究“压力的作用效果”的实验如图甲、乙、丙所示。
（1）甲、乙、丙实验中，根据 来比较压力的作用效果，用到的科学实验方法是 ；
（2）通过甲、乙实验能够得到的结论是 ；
（3）由实验乙、丙可知“压力的作用效果与受力面积大小”的关系，请举出生活中应用此知识的
一个实例： ；
（4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，图丙中海绵受到的压强p 和图丁中木板受到的
丙
压强p 的大小关系为p p （填“＞”、“＜”或“＝”）；
丁 丙 丁
（5）小宇同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示。他发现它们对泡沫
的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关。你认为他的观点是
的（填“正确”或“错误”），理由是 。
【答案】（1）海绵形变程度，转换法；（2）受力面积相同，压力越大，压力的作用效果越明显；
（3）用超市的塑料袋子提重物时常会用报纸垫手；（4）=；（5）错误， 受力面积和压力大小都不同。
【详解】（1）由图得，甲、乙、丙实验中，根据海绵的形变程度来比较压力的作用效果，形变越
大，压力效果越明显。实验中用海绵的形变程度转换出压力的作用效果，此方法叫转换法。
（2）由甲、乙实验得，受力面积相同，压力越大，海绵的形变程度越大，说明受力面积相同，压
力越大，压力的作用效果越明显。
（3）生活中，用超市的塑料袋子提重物，感觉很勒手，在塑料袋子与手接触的地方垫上报纸，增大接触面积后再去提，会感觉手比较舒服。
（4）由图得，丙中海绵受到的压力大小与丁中木板受到的压力的大小相等，丙、丁的接触面积都
是小桌桌面的底面积，因此图丙中海绵受到的压强p 和图丁中木板受到的压强p 的大小相等。
丙 丁
（5）验证压力作用效果与受力面积的关系，要控制除了受力面积外的其他因素相同，图戊中小宇
实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，同时改变物体的受力面积和压力大小，因此得出的
结论压力作用效果与受力面积无关的观点是错误的。
【课后反思】
