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第九章 压强
课时9.1 压强
2025年课程标准 物理素养
1、了解压强的定义。
物理观念:认识压强的概念 ,知道压强的影响因素 。
2、掌握压强的计算公式
科学思维:识别和分析生活中与压强相关的现象 。
P=F/S。
科学探究:通过实验和观察,更直观地了解压强的大小与哪些因素有
3、知道压强的大小与哪些因
关,这些因素如何影响压强 。
素有关。
科学态度与责任:培养自己对物理现象的好奇心和探索欲,以及运用
4、能够运用压强的知识解释
物理知识解决实际问题的能力上 。
生活中的现象。
知识点一、探究影响压力的作用效果的因素
1.实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究压力作用效果与上面因素有关。
(2)实验原理: 。
(3)实验方法:控制变量法、转换法。
2.实验器材:小桌子、海绵、砝码。
3.器材作用及图像
(1)小桌子:实验主体。
(2)砝码:提供压力。
(3)海绵:体现压力作用效果。
4.实验步骤
步骤①如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤②如图乙,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤③再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。5.实验结论及应用
(1)受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显。
(2)压力大小一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
特别提醒
1.压力与重力的区别
(1)定义:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力;压力指垂直作用在物体表面上的
力。
(2)产生原因:重力的产生原因是地球对物体的吸引;压力的产生原因是物体间的相互挤
压。
(3)力的方向:重力的方向是竖直向下;压力的方向是垂直于物体表面并指向被压物体。
(4)力的性质:重力属于重力;压力属于弹力。
(5)作用点:重力的作用点是物体的重心;压力的作用点是被压物体表面。
(6)施力物体:重力的施力物体是地球;压力的施力物体是另一物体。
(7)受力物体:重力的受力物体是地面附近的物体;压力的受力物体是被挤压的物体。
2.压力与重力的联系
(1)物体在水平支持面上,在竖直方向上只受重力和支持力且物体处于平衡状态时,
F=G。
(2)压力不一定是由于物体受到重力而产生的。
(3)物体由于受到重力作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
如图所示是利用小桌、海绵、砝码等探究“影响压力作用效果因素”的实验。
(1)实验中,小丽是根据 来比较压力的作用效果,这种研究问题的方法叫
。
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论: 。
(3)比较图 实验可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中小桌和砝码对海绵的压强
(选填“大于”“小于”或“等于”)图丁中小桌和砝码对木板的压强。
(5)小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现无论是大块肥皂还
是小块肥皂,对海绵的作用效果都与之前一样。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。你认为小强的方法是 (选填“正确”或“错误”)
的,理由是: 。
(6)为了使实验中观察到的实验现象更加明显,请你写出一条改进实验的建议:
。知识点二、压强
1.压强的定义:压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量,符号为p。
2.压强的单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(符号是 Pa),即牛
顿/平方米,压强的常用单位有千帕(符号是KPa)、千克力/平方厘米、托。
特别提醒
1、压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用
力,跟支持面面积,受力面积大小无关;压强是物体单位面积受到的压力,跟受力面积有关。
2、压力、压强的单位的区别:压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的;压强的单
位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的,在国际单位制中是牛顿/平方米,
称“帕斯卡”,简称“帕”。
3.压强的计算
(1)压强公式: (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)。
特别提醒
(1)压强的计算,需要确定压力、面积,要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难
点;正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小
的
物体面积相同。
(2)特色情况下可以用公式p=ρgh求固体压强,例如:将一密度均匀,高为h的圆柱体
放在水平桌面上,桌面受到的压强:P=F/S=G/S=mg/S=ρgSh/S=ρgh。但这只是一种特殊情
况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=ρgh来计算。但对液体来说无论容器
的形状如何都可以用p=ρgh计算液体内某一深度的压强。
小龙和同学们外出研学时发现某省道的路面凹凸不平,通过观察发现这条路
上有许多运载货物的大卡车经过。课余时间,他们研究发现路面损坏多,主要是由于
大卡车超载所致;并通过查阅资料获取了某型号载重大卡车的部分信息,如表所示。
,求:
卡车的部分参数
卡车的质量
车轮个数 6
每只轮胎与路面的接触面积
(1)这种卡车空载时,对水平路面的压强是多少?
(2)已知该省道规定车辆对路面的压强不得超过 ,则这种大卡车能够装载货物
的最大质量是多少?(3)若这种型号的大卡车在该省道上匀速行驶时受到的阻力大小是车重的0.1倍,在符
合该省道规定的情况下,这种大卡车匀速行驶时受到的最大牵引力是多少?
知识点三、减小或者增大压强的方法及其应用
1.固体压强大小的比较
(1)准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。
(2)找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键;抓住“谁对谁的压强”,找到压力
的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利
用公式 ,采用控制变量法。
2.减小压强方法
(1)压力一定,增大受力面积。
(2)受力面积一定,减小压力。
(3)同时减小压力,增大受力面积。
应用:①载重卡车装有许多的车轮。②房屋建在较大的地基上。③书包带做得较宽。
3.增大压强方法
(1)压力一定,减小受力面积。
(2)受力面积一定,增大压力。
(3)同时增大压力,减小受力面积。
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀。②投向靶盘的飞镖。③用力刹车。
在生产、生活中有许多物理知识的运用,下列实例中属于增大压强的是
( )
A. 穿滑雪板滑雪 B. 书包背带较宽
C. 铁轨下铺设枕木 D. 图钉尖很尖锐问题一:探究影响压力作用效果的因素
【角度1】探究影响压力作用效果的因素
【典例1】如图,在探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验时,同学们利用小桌、海
绵、砝码等器材做了如图所示的实验。
(1)根据海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)比较图甲和乙所示的实验现象,可以得出压力的作用效果与 有关;
(3)若将丙图中有砝码的小桌放在木板上(如图丁所示),则图丁与图丙中,小桌对木
板和海绵的压强 (选填“相等”或“不相等”)。
1.转换法的应用:通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
2.控制变量法的应用:
(1)探究压力作用效果与压力大小的关系时,应保持受力面积不变,改变压力大小。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系时,应保持压力不变,改变受力面积的大小。
3.材料的选择:选用海绵而不用木板,是为了便于观察实验现象。
4.多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。
【变式1-1】在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明同学用一块海绵、
一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察、分析,并回答下
列问题:
(1)实验中小明是通过比较 来比较压力作用效果的大小;
(2)分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上加砝码的目的是为了 ;
(3)保持小桌对海绵的压力不变,选用图乙、丙,说明压力的作用效果与 有关。
【变式1-2】老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。(1)小顺找到的器材有:电子秤、海绵、两个相同的矿泉水瓶、刻度尺及一大杯水。他
利用电子秤测量,将两个瓶子装入相同质量的水,如甲图所示,分别正立和倒立放在
海绵上。可得出结论:压力一定时, ,压力的作用效果越明显。
(2)以下实例中应用到该结论的有_________(选填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)利用现有器材,小顺想探究压力的作用效果与压力大小的关系,他接下来的操作是
。
(4)小芃找到的器材有:海绵、一块质地均匀的方形木块和刻度尺。实验时小芃将木块
沿竖直方向切成大小不同的两块,如乙图所示,测量发现泡沫的凹陷程度相同,他由
此得出错误的结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的
问题是没有控制 (选填“压力”的大小“受力面积”或“压力的作用效
果”)相同。
【角度2】压力的概念
【典例2】关于压力和重力,下列说法正确的是( )
A.压力和重力是一对相互作用力
B.背书包时书越少越轻松,是因为重力小压力就小,重力就是压力
C.只有放在水平地面上的物体,对地面的压力才是物体的重力
D.压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力
(1)压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力。
(2)重力始终是竖直向下的,而压力垂直于作用面向下,因此压力和重力不是相互作用力。
【变式2-1】如图所示,水平桌面上有一长为 ,质量分布均匀的木板 ,右端与桌边相
齐,在水平力 的作用下,沿直线向右匀速离开桌边 。在此过程中,下列说法正确
的是( )
A. 对桌面的压强变小,压力不变B. 对桌面的压强不变,压力不变
C. 对桌面的压强变大,摩擦力不变
D. 对桌面的压强变大,摩擦力变小
【变式2-2】中幡距今有一千多年历史,是中国民间艺术的珍贵遗产。如图所示,在央视
春晚的杂技节目《龙跃神州》中,表演者头顶着中幡站在水平地面上,人对地面的压
力 (选填“大于”“小于”或“等于”)人的重力;表演结束将中幡取下
后,人对地面的压强变 。
问题二:压强
【角度1】压强的定义和单位
【典例1】压强是表示 的物理量。某初中生走路时对地面的压强约为3×104帕,
表示每平方米面积上受到的压力约为 ,当他站立在水平地面上时,对地面
的压强 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(1)物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强是用来表示压力作用效果的物理量。
(2)牛顿是力的国际单位;帕斯卡是压强的国际单位,它们都是以科学家的名字命名的。
(3)学会用表述法表述物理量,熟记压强的单位及压力与压强的区别。
【变式1-1】图中穿着滑雪板总质量60kg的小丽,没有陷入雪地;而穿着运动鞋总质量
50kg的小明,却深陷雪地。下列说法正确的是( )
A.小明对雪地的压力比小丽大
B.小丽对雪地单位面积的压力比小明的小
C.小丽所穿滑雪板与雪地间的摩擦为滚动摩擦
D.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地压强大
【变式1-2】为了纪念物理学家对物理学的贡献,大部分物理量的单位都采用了物理学家的名字。如力的单位是以 的名字命名的,压强的单位是以 的名字命名的。
【角度2】压强公式的简单应用
【典例2】汽车是我们熟悉的交通运输工具。下表为某型号汽车的部分参数。
自重 1.5×105N
自重汽车车轮个数 10
每个轮胎与(满载)地面的接触面积 5×10-2m2
(1)若汽车车厢内装有2×104kg的沙子,求沙子的重力;(g=10N/kg)
(2)求装有沙子的汽车对水平路面的压力大小;
(3)求该汽车对水平路面的压强。
压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.
正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物
体面积相同。
【变式2-1】疫情期间,为了尽可能避免病毒的交叉感染,京东开始使用无人配送车.如
图所示,该车空载时质量为 ;满载时所装货物的质量为20kg,车轮与地面的总
接触面积为 。 取 。求:
(1)满载时京东无人配送车所受的总重力;
(2)满载时配送车对水平地面的压强;
【变式2-2】植树节里。小朵同学用图所示的水桶提了15L水给刚栽上的树苗浇水,已知
桶自身质量为1kg,桶中水深为30cm,提水时,手的受力面积为 。(水的密度为
,g取 )求:(1)手对水桶的拉力是多大?
(2)提水时,人手受到的压强是多大?
【角度3】压强大小比较
【典例3】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 和p,则F F ,p p(两空选填
1 2 1 2 1 2 1 2
“>”<”或“=”);若F =1N,笔尾的面积是5×10﹣5m2,笔尖的面积为1×10﹣
2
6m2,则p:p= 。
1 2
固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。中考中对于压强的考查,往往在同一情境
中出现多个力、多个面积发生变化的情景。要想准确的比较、计算压强的大小,找准产生
压强的压力和该压力的受力面积是关键。我们审题时要抓住“谁对谁的压强”,找到压力
的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。
【变式3-1】将完全相同且质量分布均匀的长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿虚线
切掉一半,拿走一半后剩余图中的A、B、C部分,若长方体剩余部分对桌面的压强用
、 、 表示,则 , 。(选填“>”“<”或“=”)
【变式3-2】如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度
之比为2∶1,底面积之比为1∶2,则它们的质量之比m ∶m 为 ,对地面的压强之
A B
比p ∶p 为 ,B所受摩擦力大小为 。
A B
问题三:减小或者增大压强的方法及其应用【角度1】增大压强的方法及生活中的实例
【典例1】如图所示的实例中,为了增大压强的是( )
A. 载重车装有很多车轮 B. 滑雪板的面积较宽大
C. 铁轨铺在枕木上 D. 啄木鸟的喙
增大压强方法:
(1)压力一定,减小受力面积。
(2)受力面积一定,增大压力。
(3)同时增大压力,减小受力面积。
【变式1-1】下列实例中,目的是为了增大压强的是( )
A.坦克的履带做得很宽 B.螺丝刀的握柄做得较粗
C.沙发的坐垫做得很软 D.图钉的针尖磨得很锋利
【变式1-2】下列事例中,能增大压强的是( )
A.安全锤的锤头很尖 B.书包背带较宽
C.滑雪板面积较大 D.螺母下的垫圈
【角度2】减小压强的方法及生活中的实例
【典例1】如图所示,为了减小压强的是( )
A. 啄木鸟的喙 B. 破窗锤
C. 刻刀的刃 D. 螺丝下的垫圈
减小压强方法:
(1)压力一定,增大受力面积。
(2)受力面积一定,减小压力。(3)同时减小压力,增大受力面积。
【变式2-1】在日常生活和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。下图所示的
实例中,属于减小压强的是( )
A. 用很细的钢丝切肥皂 B. 铁轨铺在枕木上
C. 针头做的很尖 D. 安全锤的敲击端做成锥状
【变式2-2】下列实例中,通过增大受力面积来减小压强的是( )
A. 越野汽车宽大的轮子 B. 破窗锤的尖
头
C. 锋利的剪刀 D. 啄木鸟的嘴
【基础强化】
1.如图所示,小成的书桌上放着一本字典,字典的一部分悬空在桌面以外,小成发现后将
字典水平推回桌面内,在把字典由A位置推到B位置的过程中( )
A.字典对桌面的压力大小逐渐增大 B.字典受到的支持力大小逐渐增大
C.字典对桌面的压强大小逐渐增大 D.桌面对字典的摩擦力大小不变
2.如图所示,水平面由同种材料制成,粗糙程度均匀,在它上面放着重力为G 的木块,
1
木块用轻绳跨过定滑轮与重为G 的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下
2
做匀速直线运动,运动一段时间,钩码触地后静止,木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦、空气阻力均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.木块对台面的压力就是木块的重力
B.钩码触地前钩码在重力和拉力的作用下处于平衡状态
C.钩码触地后木块继续滑动的过程中,木块所受摩擦力不断变大
D.钩码触地后木块继续滑动的过程中,木块所受摩擦力大小为G
1
3.如图所示为中国邮政用足够长的传送带传送物资,将物资(其重心为O)由图示位置从
静止放到水平向右匀速运动的传送带上,则传送带受到的压力、压强及物资受到的摩擦
力随时间变化的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
4.甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图,用甲、乙两种物质制成质量相等的实心正方
体A、B,把它们平放在水平地面上,则正确的选项为( )
A.甲乙密度之比为4∶3 B.甲乙密度之比为8∶1C.甲乙对地面压强为1∶1 D.甲乙对地面压力为4∶1
5.如图所示,用 的力拉着木板A做匀速直线运动从图甲到图乙,B相对地面始终
保持静止。图乙中B的底面有三分之一伸出木板。已知A的质量 ,A的底面
积 ,B的质量 ,B的底面积 ,弹簧测力计示数为
1.5N,下列选项中正确的是( )
A.图甲中B所受摩擦力方向水平向左
B.图甲中B受到的摩擦力大小为1.5N
C.图乙中B对A的压强为90Pa
D.图乙中A对地面的压强为100Pa
6.如图所示,三个实心圆柱体甲、乙、丙放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙
底面积相同,三者对地面的压强相等。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示的圆柱体甲和乙分别放在水平地面上,已知m =m ,ρ >ρ ,现准备分别
甲 乙 甲 乙
在它们上部沿水平方向截去部分物体后,再叠放在对方剩余部分上表面。以下截法中,
有可能使它们对水平地面的压强相等的方法是( )
A.水平截去相同的高度
B.水平截去相同的体积
C.水平截去相同的质量
D.按原来高度的比例,水平截去相等比例的部分高度8.傍晚时分,高新三初八年级学子在操场上积极锻炼身体,洋溢着奋发向上的活力,下列
关于一名普通八年级学生的数据合理的是( )
A.体重约为50N B.体积约为
C.正常体温为38℃ D.双脚站立时对地面的压强约为
9.如图所示,水平桌面上有一个长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水
平拉力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌面至一半的过程中,M对桌面的压力
,压强 ,摩擦力 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.如图所示是《天工开物》中记录的一种农具“耙”,用于农耕。耙的铁齿做得尖锐是
通过减少受力面积来 (选填“增大”或“减小”)压强;当土块太硬,耙子
不能插入土块时,人往往会站上耙子耕作,这是采用增大 的方式来增大压强;
已知耙齿尖端接触土块的总面积为 ,某大土块能够承受的最大压强为
,则人和铁齿至少需要施加 N的力才能破碎这个大土块。
11.少林功夫驰名中外,一武术爱好者以图中所示的姿势练功时,如果他的体重为500N,
单只脚与地面的接触面积为2×10-2m2,他双脚站立时对水平地面的压强为
Pa,则其中的一只脚对地面的压强 Pa,他走路时对水平地面的压强相比
双脚站立时 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【能力培优】
12.有甲、乙两个正方体分别放在水平桌面上,已知甲的密度大于乙的密度,在甲和乙两
块正方体上分别水平截去高度相同的两块,剩下部分对水平桌面的压强是相等的。问原
来两块正方体对桌面的压强( )
A. B.
C. D.无法判断13.如图所示,物体重20N,它与竖直墙面的接触面积是100cm2,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。
14.如图所示,有AB两组同样的砖,A组一块,B组两块,放在水平地面上。则AB两组
砖对地面的压力之比为 ,压强之比为 。
15.如图所示,物理小组的同学在进行“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验探究,
请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)由甲、乙两图所示实验现象可知:当受力面积相同时, 越大,压力的作用
效果越明显;
(3)由 两图所示实验现象可知:当 相同时 越小,压力的作用效
果越明显;
(4)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,如图丁所
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 。
16.如图所示的航拍无人机,起飞前四脚着地的总面积为 ,飞行时最大水平速度为
,最大上升速度为 ,启动后,可利用遥控器控制它运动和工作。
问:(1)无人机从地面飞到离地20m高处至少要多长时间?
(2)若无人机停放在水平地面上时对水平地面的压强是 ,则无人机的质量是
多少kg?
17.如图所示是某四轮电动叉车抬升石材的情景,电动叉车的项目参数如表所示。g取
10N/kg,则:
项目 参数
最大载重/t 4
最大起升高度/m 3
空载行驶速度/(km/h) 9
空载质量/t 0.8
轮胎接地总面积/cm2 400
(1)空载的电动叉车所受的重力为多少?
(2)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为多少?
(3)若空载的电动叉车所受地面的阻力是其重为的0.3倍,则空载的电动叉车保持匀速
直线运动时所需的牵引力大小为多少?