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．物理学中，把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力的方向是垂直并指向受压的物体表面。
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作压强，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、研究影响压力作用效果的因素
1. 压力
【想一想】以下几种情况的作用力有哪些共同点？
放在水平桌面上 手指按图钉，图 放在斜面上静止的
事例 的杯子对桌面的 钉尖对墙面的作 物体对斜面的作用
作用力F 用力F 力F
图示
这些力的共同特征是力垂直于作用面（即接触面），
探究归纳
并指向受力物体。
（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）压力与重力的区别
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
【想一想】到底谁的观点是正确的呢？下面我们进行实验探究。
2. 感知压力作用的效果
【进行以下活动】
（1）做一做：如图甲所示，用一只手掌平压在气球上，用另一只手的食指顶住气球，观察气球如何
变化？若用力大一些，会怎样？
（2）想一想：如图乙所示，是一头北极熊爬过薄冰的情境，到达冰面时，也许它“知道”自己对冰
面的压力很大，于是趴在冰面上爬过薄冰。这是为什么？
（3）试一试：如图丙所示，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？
甲 乙 丙
【分析】（1）用食指顶的一边，气球凹陷的深一些；当加大压力时，凹陷的更深。表明压力越大，受力面积越小，压力的作用效果更显著。
（2）趴在冰面上爬过薄冰，增大了受力面积，可以避免冰面被压破。表明压力对物体作用的效果跟
受力面积有关。
（3）因为两个指头受到的压力相等，但是受力面积不相等，右边食指受力面积（接触面积）小，感
觉力的作用效果更显著。当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更显著。
【感知结论】压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积等因素有关。
3. 压力和受力面积对海绵形变的影响
【设计实验】
（1）实验器材：海绵、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。
【进行实验】
（1）在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；
（2）在小桌上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙所示；
（3）将小桌倒置过来，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙所示。
【分析论证】
（1）甲、乙两次实验中，受力面积相同，乙图中压力大于甲，乙图中海绵的凹陷程度大于甲，故可
以得出结论：在受力面积相同时，压力越大，则压力的作用效果越显著。
（2）乙、丙两次实验中，压力大小相同，但是丙图中受力面积大，海绵的凹陷程度很小，故可以得
出结论： 在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。
【实验结论】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。
【交流讨论】
（1）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。
（2）实验中若压力大小、受力面积都不同，则不能探究压力的作用效果与某一个变量之间的关系。
例如将物体沿着竖直方向切割成大小不等的A、B两块，每一块对海绵的压力作用效果都不变，这样不能
得到压力的作用效果与受力面积和压力大小无关的结论。【例题1】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。
探究二、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相同，怎样比较压力的作用效果？
【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作压强。
（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
强是多大。
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2】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3】太极拳是我国非物质文化遗产，集颐养性情、强身健体等多种功能为一体。如图甲姿势换
成图乙姿势时，人对水平地面的（ ）
A．压力变大，压强不变 B．压力变大，压强变大
C．压力不变，压强变小 D．压力不变，压强变大
【答案】C.
【解析】人站在水平地面上，所以对地面的压力 F =F =G
甲 乙
甲图是单脚着地站立，乙图是双脚着地站立，地面受力面积 S p
甲 乙
即从图甲姿势换成图乙姿势时，压力不变，压强变小，故C符合题意，ABD不符合题意。 选项C
正确。
【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。
探究三、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
【例题5】如图所示的实验中，为了减小压强的是（ B ）
A． 逃生锤的锤头很尖 B． 载重车装有很多车轮
C．盲道上有凸起 D． 吸管的一端剪成斜口
A B C D
【解析】A．逃生锤的锤头很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积增大压强，故A不符题意；
B．载重车装有很多车轮，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B符合题意；
C．盲道上有凸起，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C不符合题意；
D．吸管的一端剪成斜口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D不符合题意。
故选B。
【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．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 B C D
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
【答案】B
【详解】A．坦克通过履带与地面接触，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A不符合题意；
B．单钢轮压路机有较重的前轮，是在受力面积一定时，通过增大压力来增大压强，故B符合题意；
C．滑雪板与雪地接触面积较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C不符题意；
D．背包用较宽的背带，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故D不符合题意。
故选B。
2. 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。
3．如图所示，把小桌甲倒放在海绵上，其上放一个物体乙，它们静止时，物体乙的下表面和小桌甲
的桌面均水平。已知小桌甲重G，桌面面积为S；物体乙重G，下表面的面积为S，下列说法正确的是（
1 1 2 2
）
A．甲对海绵的压力就是甲受到的重力
B．乙对甲的压力就是乙受到的重力
C．甲对海绵的压强大小为
D．乙对甲的压强大小为
【答案】C
【详解】AB．不能说压力就是物体的重力，压力是由于物体的形变而生的，重力是由于地球的吸引而
产生的，二者不是同一种力，故AB错误；
C．甲对海绵的压力大小为F =G+G
甲 1 2
甲对海绵的压强大小为p = ，故C正确；
甲
D．乙对甲的压强大小为
p = ，故D错误。
乙
故选C。
4. 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
5．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、乙
甲 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 。
甲 乙 甲 乙 甲 乙故选A.
6. 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压强
丙
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】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
