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文檔簡介
9.1壓強(知識解讀)(解析版)
知識導航
?知識點1壓力和重力的區(qū)別
?知識點2壓強的定義及計算
?知識點3減小或者增大壓強的方法及其應(yīng)用
?知識點4固體壓強大小的比較
?知識點5探究影響壓力的作用效果的因素
?作業(yè)鞏固訓練
知識點1壓力和重力的區(qū)別
知識點講解
1、壓力:垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。
2、壓力產(chǎn)生的條件:壓力是相互接觸的物體因相互擠壓使物體發(fā)生形變時在接觸面之間產(chǎn)
生的力。
3、辨析:重力和壓力的區(qū)別
重力壓力
定義由于地球的吸引而使物體受到的力垂直作用在物體表面上的力
產(chǎn)生原因由于地球的吸引而產(chǎn)生由于物體對物體的擠壓而產(chǎn)生
方向總是豎直向下垂直于受壓面且指向被壓物體
作用點物體的重心在受壓物體的表面上
施力物體地球?qū)κ芰ξ矬w產(chǎn)生擠壓作用的物體
聯(lián)系在通常情況下,靜止在水平地面上的物體,其重力等于物體對地面的壓力
壓力不一定是由于物體受到重力而引起的;物體由于受到重力的作用,可
注意點
以產(chǎn)生壓力,但壓力的大小不一定等于物體的重力。
4、壓力方向:壓力的方向與受力物體的表面垂直且指向受壓物體。
5、壓力作用點:壓力的作用點在受壓物體的表面上。
6、影響壓力作用效果的因素:壓力和受力面積,受力面積一定時,壓力越大,壓力的作
用效果越明顯;壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
’典例分析題型分類舉一反三
X___________/
【典例1-1】(2023?欒城區(qū)校級開學)下列關(guān)于壓力的說法中正確的是()
A.壓力的方向一定垂直于物體間的接觸面
B.壓力的大小一定等于物體的重力
C.任何情況下壓力的大小都和物體受到的重力無關(guān)
D.壓力的方向總與重力的方向一致
【答案】A
【解答】解:AD.壓力是垂直作用在物體表面上的力,所以它的方向總是垂直于物體的
表面或接觸面,并不一定豎直向下,壓力的方向不一定與重力的方向一致,故A正確、
D錯誤;
B.壓力是垂直作用在物體表面上的力,如果將物體壓在豎直墻壁上,壓力的大小與重力
無關(guān),故B錯誤;
C.當物體孤立靜止置于水平面上時,物體對水平面的壓力和重力有關(guān),故C錯誤。
故選:Ao
【典例1-2】(2023春?霍邱縣期末)如圖所示,停在斜坡上的汽車共受到三個力的作
用。汽車對地面有壓力作用,壓力的方向為圖②所示(選填“①”“②”“③”或“⑷”)。
①②
【答案】三;②。
【解答】解:停在斜坡上的汽車受到重力、支持力、摩擦力作用,共三個力;
壓力的方向垂直于受力面,為圖中②。
故答案為:三;②。
【變式1-1](2023春?阜寧縣期中)放在水平桌面上的茶杯,對桌面有壓力,關(guān)于“桌面形
變產(chǎn)生的力”,下列說法正確的是()
A.茶杯對桌面的壓力B.桌面對茶杯的支持力
C.茶杯的重力D.茶杯對地球的吸引力
【答案】B
【解答】解:A、茶杯對桌面的壓力,施力物體是茶杯,受力物體是桌面,是茶杯形變產(chǎn)
生的力,故A錯誤;
B、當茶杯放在水平桌面上時,由于茶杯對桌面施加了一個力,桌面發(fā)生形變產(chǎn)生,從而
使桌面對茶杯產(chǎn)生了向上的彈力,即桌面對茶杯的支持力,故B正確;
C、茶杯受到的重力的施力物體是地球,受力物體是茶杯,與桌面的形變無關(guān),故C錯
誤;
D、茶杯對地球的吸引力,施力物體是茶杯,受力物體是地球,不是茶杯形變產(chǎn)生的力,
故D錯誤。
故選:Bo
【變式1-2](2023春?正陽縣期末)如圖所示,圖甲是一個橋頭立著的交通標志牌,它表示
經(jīng)過該橋的汽車對橋面的壓力不能超過5X1()5N;圖乙所示的載重貨車采用多軸多輪
是通過增大受力面積來減小壓強來避免壓壞路面的。(g=10N/kg)
甲乙
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】解:橋頭的交通標志牌50t的含義是:過橋車輛的質(zhì)量不能超過503所以此標
志是限重標志;
即車輛對橋面的壓力不超過:
F=G=mg=50X103kgX10N/kg=5X105No
載重貨車采用多軸多輪,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;避免壓壞路
面。
故答案為:5X105N;增大受力面積來減小壓強。
知識點2壓強的定義及計算
知識點講解
1、壓強:壓力的作用效果,數(shù)值上等于物體單位面積上受到的壓力。
_F
2、壓強公式:p=—。
S
3、壓強P的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是電。
’典例分析題型分類舉一反三
X___________Z
【典例2-1](2023春?蓼城區(qū)期中)一普通中學生雙腳站立在水平地面上,他對水平地面的
壓力和壓強最接近于()
A.50N103PaB.50N104Pa
C.500N104PaD.500N105Pa
【答案】C
【解答】解:一普通中學生的重力約為500N;
中學生站立在水平面則對水平面的壓力大小等于其重力大小,即F=G=500N,
腳與地面的接觸面積約為S=500cm2=5X102m2,
5QC
他對水平地面的壓強約為p=E=―'N=io4Pao
s5X1CT2m2
故選:Co
【典例2-2](2023春?吳江區(qū)校級月考)質(zhì)量為50kg的某同學,自然站立在水平地面上,
對地面壓力為500N,雙腳站立對地面的壓強比行走時小(選填大?。?某沼澤
地能承受的壓強為2Xl()4pa,這位同學與沼澤地的接觸面積至少為0.025n?,才不
會陷入沼澤地。
【答案】500;小;0.025o
【解答】解:(1)因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,自然站立在水平地面上或行走時的壓力:F=G=mg=50kX10N/kg=500N,
又因雙腳站立時受力面積為兩只腳與地面的接觸面積之和,行走時受力面積為一只腳與
地面的接觸面積,
所以,由p=E可知,雙腳站立對地面的壓強比行走時小;
s
(2)由p=*可得,受力面積即這位同學與沼澤地的接觸面積:
S=£=__500N_=o.O25m2。
4
P2X10pa
故答案為:500;?。?.025o
【典例2-3】(2023春?天門期中)如圖所示,正方體物體A和B疊放在一起,A的密度為0.
6X103kg/m3,邊長1dm,B重8N,B的底面積為4dm2,求
(1)A對B的壓強;
(2)B對水平地面的壓強。
【答案】(1)A對B的壓強為600Pa;
(2)B對水平地面的壓強為350Pa。
【解答】解:(1)A的邊長LA=ldm=0.1m,其體積VA=(0.1m)3=1X1O3m3,
由「=號可得,A的質(zhì)量HIA=PAVA=0.6XICpkg/n^x1Xl()Tm3=0.6kg,
A的重力GA=mAg=0.6kgX10N/kg=6N,
A對B的壓FA=GA=6N,
SA=(0.1m)2=0.01m2,
A對B的壓強:
FAAN
PA=」=―——=600Pa;
SA0.01m2
(2)B對水平地面的壓力F=GA+GB=6N+8N=14N,
B的底面積為SB=4dm2=0.04m2,
B對水平地面的壓強:
p=L=-1領(lǐng)=350Pa。
SB0.04m2
答:(1)A對B的壓強為600Pa;
(2)B對水平地面的壓強為350Pa。
【變式2-1](2023春?商南縣校級期中)如圖所示,這是a、b兩種物質(zhì)質(zhì)量和體積的關(guān)系
圖像。若用質(zhì)量相等的a、b兩種物質(zhì)分別制成甲、乙兩個底面積不同、高度相同的實心
B.a、b的密度之比為2:1
C.甲、乙兩個圓柱體對地面的壓強之比為8:1
D.甲、乙兩個圓柱體對地面的壓強之比為4:1
【答案】C
【解答】解:AB、由圖可知,a的密度:pa=£z=&^=16g/cm3,
%a5cms
b的密度:pb=-=2g/cm3,
"b40cm3
16g/cr
則a、b的密度之比:-^-=V=l,故AB錯誤;
Pb2g/cm31
CD、根據(jù)p=m=g=E^=里l=E%_=pgh可知,甲、乙兩個圓柱體對地面的壓
SSSSS
強之比:—pm=—P5.g—h=—pi=反o,故C正確、D錯誤。
P乙PbghPb1
故選:Co
【變式2-2](2023?德陽一模)如圖所示,物體A重60N,B重30N,物體A的底面積為5
cm2,物體B的底面積為3cm2,則A對B的壓強為2X105Pa,B對桌面的壓強是
3XIQ5Pao
【答案】2X105;3X105O
【解答】解:已知A的重力GA=60N,A對B的壓力大小FA=GA=60N;A與B的受
Fu
力面積為B的底面積SB=3cm2=3X10-4m2;A對B的壓強p=』=一^--=2
SB3x1Q-V
X105Pa;
已知B對桌面的壓力F總=GA+GB=60N+30N=90N;B與地面的受力面積為B的底面積
2-425
SB=3cm=3X10m;B對地面的壓強p=£^_=——典——=3X10Pao
SB3XlQ_4m2
故答案為:2X105;3X105O
【變式2-3](2023春?德慶縣期末)下表是某種型號自行車的主要技術(shù)參數(shù)。李煒同學家到
學校的路程是3.6Xl()3m的平直路面,騎車從家到學校的時間約為20min,李煒同學的質(zhì)
量是40kg。(g取10N/kg)求:
自行車凈重120N
行駛過程中輪胎與地面總接觸面積lX10-3m2
車輪直徑0.61m
輪胎承受的最大壓強1X106Pa
(1)李煒同學騎車的平均速度;
(2)水平騎行時自行車對地面的壓強;
(3)自行車后座能攜帶物體的最大質(zhì)量。
【答案】(1)平均速度為3m/s;
(2)對地面的壓強為5.2X105pa;
(3)自行車后座能攜帶物體的最大質(zhì)量為48kg。
【解答】解:(1)李憚同學騎車的平均速度:
丫=旦=$6Xl03m=3m/s;
t20X60s
(2)該同學的重力:
G人=m人g=40kgX10N/kg=400N,
車對地面的壓力:
F=G車+G人=120N+400N=520N,
車對地面的壓強:
p=£=_——=5.2X105Pa;
S1X1CT3m2
(3)自行車對地面的最大壓力:
F大=p大S=lX106paXlX10-3m2=1000N,
自行車后座能攜帶物體的最大重力:
G物=F大-F=1000N-520N=480N,
自行車后座能攜帶物體的最大質(zhì)量:
_G物480N
m物一-------=48kg。
glON/kg
答:(1)平均速度為3m/s;
(2)對地面的壓強為5.2Xl()5pa;
(3)自行車后座能攜帶物體的最大質(zhì)量為48kg。
知識點3減小或者增大壓強的方法及其應(yīng)用
知識點講解
1、減小壓強方法
(1)壓力一定,增大受力面積。
(2)受力面積一定,減小壓力。
(3)同時減小壓力,增大受力面積。
應(yīng)用:①載重卡車裝有許多的車輪。②房屋建在較大的地基上。③書包帶做得較寬。
2、增大壓強方法
(1)壓力一定,減小受力面積。
(2)受力面積一定,增大壓力。
(3)同時增大壓力,減小受力面積。
應(yīng)用:①速滑運動員的冰鞋裝有冰刀。②投向靶盤的飛鏢。③用力剎車。
典例分析題型分類舉一反三
【典例3-1】(2023秋?靜安區(qū)期末)下列實例中,屬于增大壓強的是(
A.圖釘釘帽寬大B.鐵軌下鋪枕木
C.刀刃磨得鋒利D.坦克車裝有履帶
【答案】C
【解答】解:ABD、圖釘釘帽寬大、鐵軌下鋪枕木、坦克車裝有履帶都是在壓力一定時,
通過增大受力面積來減小壓強,故ABD不符合題意;
C、刀刃磨得鋒利,是在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強,故C符合題意。
故選:Co
【典例3-2】(2023春?茅箭區(qū)期中)公共汽車配備了逃生錘。遇到緊急情況時,乘客可以用
逃生錘打破玻璃逃生。如圖所示,揮動逃生錘,使A(選填"A”或"B”)端砸向
玻璃窗的邊角,利于破窗逃離。這樣選擇的原因是:在壓力一定時,通過減小受
力面積,可以增大壓強。
【答案】A;壓力;受力面積。
【解答】解:由圖可知,揮動逃生錘,使較尖銳的A端砸向玻璃窗的邊角,在壓力一定
時,通過減小受力面積,可以增大壓強,利于破窗逃離。
故答案為:A;壓力;受力面積。
【變式3-1](2023秋?閔行區(qū)期末)下列實例中,增大壓強的是()
A.鐵軌下鋪枕木B.載重車裝有履帶
逃生錘的錘頭很尖D.書包帶較寬
【答案】C
【解答】解:A、鐵軌下鋪枕木,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故A
不符合題意;
B、載重車裝有履帶,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故B不符合題
思;
C、逃生錘的錘頭很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故C符合題
思;
D、書包帶較寬,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小對肩膀的壓強,故D不符
合題意。
故選:Co
【變式3-2】(2023春?濟源校級期中)在校門口黃河路的修建中,推土機發(fā)揮著巨大作用,
如圖為某型號履帶式推土機。推土機安裝履帶,是為了在松軟的土地上作業(yè)時減小壓
強;當推土機在濕滑的土地上作業(yè)時,履帶上凸出的棱則起到增大摩擦的作用。
【答案】減小壓強;增大摩擦。
【解答】解:推土機安裝履帶,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;
履帶上凸出的棱,是在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。
知識點講解
1、準確判斷壓力、受力面積及其變化:固體壓強的大小與壓力的大小、受力面積有關(guān)。
2、找準產(chǎn)生壓強的壓力和該壓力的受力面積是關(guān)鍵;抓住“誰對誰的壓強",找到壓力的施
力物體和受力物體,以及這兩個物體的接觸面積就可以準確判斷壓力和受力面積。利用公式
P=:,采用控制變量法。
kJ
’典例分析題型分類舉一反三
【典例4-1】(2023秋?長寧區(qū)期末)如圖所示,質(zhì)量和高度均相同的均勻?qū)嵭膱A柱體甲、乙
置于水平地面上,其底面積S甲<s乙?,F(xiàn)沿水平方向?qū)⒓住⒁仪腥ハ嗤母叨?,并將?/p>
去部分疊放到對方剩余部分的上方。若疊放后甲、乙對地面的壓力為FT、F乙,對地面
的壓強變化量為Ap甲、。乙,貝U()
A.FT>F乙,ApjpAAp乙B.Ftp>F乙,Apsp=Apz,
C.F,=F乙,ApjpAAp乙D.FEF=F乙,ApT=Ap乙
【答案】C
【解答】解:甲乙原來的質(zhì)量相等,即p甲V甲=p乙V乙,p甲S甲h甲=p乙S乙h乙,因為
h甲=h乙,所以p甲S甲=p乙S乙;
沿水平方向切去厚度相等的部分,設(shè)切掉的高度為Ah,則有p甲S甲Ah=p乙$乙Ah,即
切掉部分的質(zhì)量相等;
即m甲剩余=111乙剩余,
并將切下部分疊放到對方剩余部分的上方,故可知
F甲=(m甲剩余+m乙切)g;
F乙=(m乙剩余+m甲切)g;
故F甲=F乙;
故可知
甲對地面的壓強變化量:
(m甲余+m乙切-m甲)(m乙切-m甲切)g
△P甲---------而---------g=--------幅--------①
乙對地面的壓強變化量:
_(m乙-m乙余-m甲切)g_(m乙切_m甲切)g
△p乙-----------------------------------------②
S乙s乙
由①②可知,分子的變化量相同,而S甲<S乙,故有:
△p甲>Ap乙。
故選:Co
【典例4-2】(2023秋?寶山區(qū)校級期中)如圖甲、乙兩個實心正方體,放在水平桌面上,已
知:甲、乙對水平地面的壓強相等,甲的體積大于乙的體積,則質(zhì)量大于mz
若沿豎直方向在兩個正方體上分別切去相同寬度,則甲、乙剩余部分對地面的壓強p'甲—
等于P'z,切去部分Am申大于Am%。(均選填“大于”或“等于”或“小于”)
【答案】大于;等于;大于。
【解答】解:設(shè)甲的邊長為a,乙的邊長為b,則a>b,甲、乙對地面的壓強分別為:
F甲m甲gF乙m乙g
PM標二了‘P乙=后=丁’
因為p甲=p乙,a>b,所以m甲>m乙。
若沿豎直方向在兩個正方體上分別切去相同寬度,仍然是柱體,此時壓強p=E=G=
ss
年道=phg,由甲、乙的密度和高度都沒有改變,壓強不變,原來相等,切去后仍相
S
等;
由于切去的部分柱體對地面的壓強相等,相同寬度,甲的邊長大,甲切去的底面積大,
根據(jù)F=pS知,切去部分對桌面的壓力甲的大,根據(jù)F=G=mg知,甲的質(zhì)量大。
故答案為:大于;等于;大于。
【變式4-1](2023春?臨澧縣期末)如圖所示關(guān)于力的下列說法正確的是()
吃卷
a甲乙o丙
A.如圖甲所示,豎直拿在手中的瓶子處于靜止狀態(tài),增大手對瓶子的壓力,手對瓶子的
摩擦力增大
B.如圖乙所示,用一根橡皮筋水平勻速拉動放在桌面上的一本書;然后在書下墊幾支圓
鉛筆,再次勻速拉動,第二次皮筋伸長量比第一次小
C.如圖丙所示,用兩手指水平壓住鉛筆的兩端,鉛筆靜止時,鉛筆對兩手指的壓強一定
相等
D.如圖丙所示,用力壓時,兩個手指的感覺不同,說明壓力的作用效果跟壓力大小有關(guān)
【答案】B
【解答】解:A、瓶子處于平衡狀態(tài),所受合力為0,所以豎直方向手對瓶子的摩擦力等
于瓶子受到的重力,增加手對瓶子的壓力時,瓶子受到的重力不變,則受到的摩擦力不
變,故A錯誤;
B、書在桌面上滑動時,受到的摩擦力是滑動摩擦力;書在鉛筆上運動時,書受到的摩擦
力是滾動摩擦力;在壓力相同時,滾動摩擦力小于滑動摩擦力,故第二次皮筋伸長量比
第一次小,故B正確;
C、用兩手指水平壓住鉛筆的兩端,鉛筆靜止,則鉛筆受到兩手指的壓力是一對平衡力,
所以二力的大小相等,由于左端的受力面積小,由p=]知左邊的壓強大,故C錯誤;
D、兩個手指受到壓力的大小相同,右邊手指受力面積小,右邊手指更疼,這說明壓力的
作用效果與受力面積有關(guān),故D錯誤。
故選:B?
【變式4-2](2023?合肥模擬)如圖,質(zhì)量相等的實心均勻正方體A和B平放在水平地面上
(PA>PB),它們對地面的壓強分別為PA和PB,則PA>PB。(均選填“>"、“<”
或“=”)
【答案】>。
【解答】解:當物體放在水平地面上時,壓力F=G,由于質(zhì)量相等,則壓力相等,從圖
中看出A的邊長小,受力面積較小,根據(jù)壓強公式p=1,A的壓強較大,即pA>pB。
知識點講解
1、實驗目的、原理、方法
(1)實驗目的:探究壓力作用效果與上面因素有關(guān)。
(2)實驗原理:P=£。
S
(3)實驗方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法。
2、實驗器材:小桌子、海綿、祛碼。
3、器材作用及圖像
(1)小桌子:實驗主體。
(2)祛碼:提供壓力。
(3)海綿:體現(xiàn)壓力作用效果。
4、實驗步驟
步驟①如圖甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;觀察泡沫塑料被壓下的深度。
步驟②如圖乙,在桌面上放一個祛碼觀察泡沫塑料被壓下的深度。
步驟③再把小桌翻過來,如圖丙,觀察泡沫塑料被壓下的深度。
5、實驗結(jié)論及應(yīng)用
(1)受力面積一定時,壓力越大,作用效果越明顯。
(2)壓力大小一定時,受力面積越小,作用效果越明顯。
’典例分析題型分類舉一反三
【典例5-1](2023春?唐河縣期末)如圖1表示體重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行
走的情景。為了探究他們對雪地壓力的作用效果,應(yīng)選擇圖2中的哪幾種情形進行模擬
研究()
A.甲與乙B.乙與丙
C.甲與丙D.任意兩種對比都可以
【答案】B
【解答】解:表示體重大致相同的滑雪者和步行者,對雪地的壓力大致相同,滑雪板比
人的鞋子的受力面積大的多,故在雪地里行走時,人對雪地的壓強大,所以下陷的程度
深,這說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān),
研究壓力的作用效果與受力面積是否有關(guān),應(yīng)控制壓力相同而受力面積不同,由圖示可
知,甲與乙受力面積相同,壓力不同,不符合題意;
甲與丙,受力面積不同,壓力也不同,沒有控制變量,故不符合題意;
故乙、丙兩個實驗,壓力相同而受力面積不同,可以研究壓力的作用效果與受力面積是
否有關(guān),故B正確;ACD錯誤。
故選:Bo
【典例5-2】(2023春?啟東市校級月考)某興趣小組用如圖所示的實驗裝置探究”壓力的作
用效果與哪些因素有關(guān)”時,做出了以下猜想:
海綿口J海綿口科[]海綿
rWh磔
I1L木板
_________*〃),〃〃〃〃〃〃;〃〃〃〃〃.
甲乙丙丁
猜想一:可能與壓力的大小有關(guān);
猜想二:可能與受力面積有關(guān)。
(1)實驗中是通過比較海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的,這時用到的物理
方法是轉(zhuǎn)換法(選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”);
(2)比較甲、乙兩次實驗,得出的結(jié)論:當受力面積相同時,壓力越大,壓力作用
效果越明顯;
(3)為了驗證猜想二,應(yīng)比較乙、丙兩次實驗,得出的結(jié)論:當壓力大小相同
時,受力面積越小,壓力作用效果越明顯;
(4)如果實驗中利用如圖丁所示的木板代替海綿,不可以(選填“可以”或“不可
以”)完成實驗;圖丙實驗中海綿受到的壓強p丙與圖丁實驗中木板受到的壓強p丁的大小
關(guān)系為:PR=PT(選填或“=")。
【答案】(1)海綿的凹陷程度;轉(zhuǎn)換法;(2)當受力面積相同時,壓力越大;(3)乙、
丙;當壓力大小相同時,受力面積越?。唬?)不可以;=o
【解答】解:(1)圖中壓力的作用效果是通過海綿的凹陷程度來反映的,海綿的凹陷程
度越大,說明壓力的作用效果越明顯,這種科學探究方法是轉(zhuǎn)換法;
(2)比較圖甲和圖乙可知,受力面積相同,乙中壓力大,海綿的凹陷程度大,故可得出
結(jié)論:當受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
(3)為了驗證猜想二,即要探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時,需要控制壓力的
大小相同,而受力面積不同,則乙、丙兩次實驗符合要求;
對比乙、丙兩圖可知,壓力大小相同,乙的受力面積小,乙圖中海綿的凹陷程度大,即
乙圖中壓力的作用效果明顯,故可得出結(jié)論:當壓力大小相同時,受力面積越小,壓力
的作用效果越明顯;
(4)如果實驗中利用如圖丁所示的木板代替海綿,木板的形變不明顯,不能反映壓力的
作用效果,則不可以完成實驗;
丙中海綿受到的壓強p丙,將該小桌和祛碼放在如圖丁所示的木板上,圖丁中木板受到的
壓強p「,因兩次實驗中壓力大小和受力面積都相同,則根據(jù)p=1■可知PPJ=P「;
故答案為:(1)海綿的凹陷程度;轉(zhuǎn)換法;(2)當受力面積相同時,壓力越大;(3)乙、
丙;當壓力大小相同時,受力面積越小;(4)不可以;=0
【變式5-1](2023春?東??h期末)在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”實驗中,小
明同學用一塊海綿和A、B兩個重物做了如圖所示的一系列實驗,請仔細觀察,并分析
回答下列問題。
(1)實驗中通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果,這種探究方法叫做轉(zhuǎn)
換法;
(2)由圖甲、乙的實驗現(xiàn)象可知:在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果
越明顯;
(3)同組的小華同學想利用一只鉛筆探究“壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系”,他設(shè)
計了如圖丁、戊所示的兩種方案,小明認為圖丁的方案不合理,原因是圖丁的方案沒有
控制沒有控制壓力大小相同。
【答案】(1)轉(zhuǎn)換法;(2)壓力越大;(3)沒有控制壓力大小。
【解答】解:(1)該實驗是通過海綿的凹陷程度來顯示壓力的作用效果的,這種研究方
法叫轉(zhuǎn)換法;
(2)比較甲、乙實驗可知,受力面積相同,乙中壓力大,壓力作用效果明顯,故得出的
結(jié)論是:受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
(3)探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,要控制壓力大小相同,圖戊中鉛筆水平放
置且處于靜止狀態(tài),則兩手指對鉛筆的壓力是一對平衡力;而丁中因鉛筆的重力作用,
壓力大小不同,故圖丁的方法不合理,原因是沒有控制壓力大小相同。
故答案為:(1)轉(zhuǎn)換法;(2)壓力越大;(3)沒有控制壓力大小。
【變式5-2](2023秋?昌平區(qū)期末)小京利用小桌、鐵塊和海綿探究壓力的作用效果與壓力
大小、受力面積是否有關(guān),進行了如甲、乙、丙圖所示的實驗。
甲乙丙
(1)該實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果;
(2)由乙、丙兩圖所示實驗現(xiàn)象可得出:壓力的作用效果與受力面積有關(guān)。(選填
“壓力大小”或“受力面積”)
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)該實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法;
(2)由乙、丙兩圖所示實驗現(xiàn)象可以看出,壓力相同,受力面積不同,海綿的凹陷程度
不同,故可得出:壓力的作用效果與受力面積有關(guān)。
故答案為:(1)海綿的凹陷程度;(2)受力面積。
鞏固訓練
1.(2023?湖北開學)如圖所示,把木塊放在水平桌面上,向掛在木塊兩端的托盤里加質(zhì)量
不相等的祛碼,發(fā)現(xiàn)木塊靜止。下列說法正確的是()
A.木塊此時受力平衡
B.此現(xiàn)象說明彼此平衡的兩個力需要大小相等
C.同時向兩端的托盤里增加質(zhì)量相等的祛碼,木塊的運動狀態(tài)可能改變
D.同時向兩端的托盤里增加質(zhì)量相等的祛碼,木塊對水平桌面的壓力會增大
【答案】A
【解答】解:A.木塊此時處于靜止狀態(tài),受力平衡,故A正確;
B.由于兩側(cè)拉力不等,受摩擦力影響,此現(xiàn)象不能說明彼此平衡的兩個力需要大小相等,
故B錯誤;
C.同時向兩端的托盤里增加質(zhì)量相等的祛碼,此時合力大小不變,仍等于摩擦力,因而
木塊的運動狀態(tài)不可能改變,故C錯誤;
D.同時向兩端的托盤里增加質(zhì)量相等的祛碼,由于拉力是水平方向,壓力是豎直方向,
木塊對水平桌面的壓力不變,故D錯誤。
故選:Ao
2.(2023春?江州區(qū)期末)將重物放在水平桌面上,在受力面積不變的情況下,給這個重物
施加豎直向上的拉力F.在拉力F逐漸變大過程中,正確表示重物對桌面的壓強p與拉
力F關(guān)系的圖象是圖中的()
【解答】解:A、圖中一開始有一定的壓強,當拉力增大時,物體對桌面的壓力減小,壓
強也隨之減小,符合題意;
B、圖中一開始有一定的壓強,當拉力增大時,物體對桌面的壓力減小,壓強也隨之增大,
這是不可能發(fā)生的,不合題意;
C、圖中一開始壓強為0,且壓強隨拉力的增大而增大,是錯誤的,不合題意;
D、圖中隨著拉力的增大,壓強的大小始終不變,是錯誤的,不合題意。
故選:Ao
3.(2023春?富川縣期中)如圖所示,放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都是由鐵
制成的實心物體,其高度從左到右逐步增大,對地面的壓強分別為pi、p2和p3,則下列
關(guān)系正確的是()
A.pi<p2<p3B.pi=p2=p3
C.pi>p2>p3D.缺少條件,無法判斷
【答案】A
【解答】解:放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都是由鐵制成的實心物體,且h
1Vh2Vh3,
所以,根據(jù)p=§=G=m^=且星=2^2=pgh可知,它們對地面的壓強關(guān)系為:p
SSSSS
I<p2<p3o
故選:Ao
4.(2023秋?普陀區(qū)期末)如圖所示,圖釘帽做的寬大是為了()
A.減小壓力B.增大壓力C.減小壓強D.增大壓強
【答案】C
【解答】解:圖釘帽做的寬大,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強。
故選:Co
5.(2023?泗洪縣校級模擬)如圖甲、乙兩人在完全相同的水平沙灘散步,留下深淺相同、
大小不同的腳印。則甲()
A.所受的重力較大
B.所受的壓力與乙的相等
C.對沙灘的壓強較大
D.對沙灘的壓強較小
【答案】A
【解答】解:甲、乙兩人在完全相同的水平沙灘散步,他們在沙地上留下的腳印深淺相
同,則他們對沙地的壓強相等,即p,=p乙,故CD錯誤;
因SQS乙,所以,由p=]■可得,F(xiàn)QF乙,故B錯誤;
由于物體對水平面的壓力等于重力,因此甲的重力較大,故A正確。
故選:Ao
6.(2023秋?閔行區(qū)期中)如圖所示,用F=10N的水平力將重G=9N的物體壓在豎直的墻
壁上,物體與墻壁的接觸面積為O.Oln?,則下列選項正確的是()
G
A.物體對墻壁的壓力為9N,壓強為900Pa
B.物體對墻壁的壓力為10N,壓強為lOOOPa
C.物體對墻壁的壓力為19N,壓強為1900Pa
D.物體對墻壁的壓力為1N,壓強為lOOPa
【答案】B
【解答】解:因固體可以大小不變地傳遞壓力,所以,物體對豎直墻壁的壓力等于水平
力,即FasuFulON,
則物體對墻壁的壓強:
p=£亙=—^―=lOOOPa,故B正確。
S0.01m2
故選:Bo
7.(2022秋?硯山縣校級期末)一個質(zhì)量為50kg的同學用雙腳站立在水平地面上時,鞋底
的面積為25cm2,求此時這名同學對地面的壓力是500N,壓強是1X1()5pa。
【答案】500;IX1(15。
【解答】解:他對地面的壓力等于他受到的重力,大小為F=G=mg=50X10N/kg=500
N,
他雙腳站立時,地面的受力面積為S=2X25cm2=50cm2=5X10-3m2,
他對地面的壓強為pn=~-°°^^-=lX105Pa°
S5X10-3m2
故答案為:500;lX105o
8.(2023春?惠州期中)如圖所示,長木板重10N,底面積為15CH?,現(xiàn)將其底面積的2與
3
水平桌面接觸,木板靜止時對桌面的壓強為1X104Pa:在水平外力作用下推動木板
緩慢向左運動,直至木板全部移到桌面,在這個過程中,木板對桌面的壓強變小,
木板所受摩擦大小不變(選填“變大”“變小”或“不變”)。
【解答】解:(1)木板靜止時對桌面的壓力F=G=10N,
受力面積S=2.X15X10'4m2=103m2,
3
對桌面的壓強p=E=1吧.=lXl()4pa;
s10-3m2
(2)在水平外力作用下推動木板緩慢向左運動,直至木板全部移到桌面,
在這個過程中,木板對桌面的壓力不變,受力面積變大,由p=E可知,對桌面的壓強
s
變?。?/p>
因滑動摩擦力的大小只與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),
所以,在這個過程中,木板對桌子的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,則木板所受摩
擦力的大小不變。
故答案為:IX10%變??;不變。
9.(2023春?銀川月考)如圖所示,木工在手工制作家具時,將椎頭套入木板上的椎眼時,
常在椎頭上方的椎眼處墊一木條,再進行敲擊,這么做的目的是為了減小壓強,(選
填“增大壓強”或“減小壓強”)將椎頭套入木板上的椎眼是通過增大壓力來增大
摩擦力(選填“增大接觸面粗糙程度”或“增大壓力”)。
甲乙
【答案】減小壓強;增大壓力。
【解答】解:木工將樨頭套入木板上的梯眼時,常常在梯頭上方的梯眼處墊一木條,這
么做的目的是在壓力一定時,增大受力面積,來減小壓強。
增大摩擦的方式有兩種,分別是增大壓力和增大接觸面的粗糙程度,由題意可知,將椎
頭套入木板上的椎眼是通過增大壓力來增大摩擦的。
故答案為:減小壓強;增大壓力。
10.(2023秋?寶山區(qū)校級期中)如圖甲所示,質(zhì)量均勻分布的實心正方體放在水平地面上。
現(xiàn)按圖乙方式沿對角線將上半部分切除后,剩余部分對水平地面的壓強pi;若將切除部
分按圖丙方式放置在水平地面上,對水平地面的壓強為P2,P2小于pi(選填“大于”、
“小于,,或“等于,,);若該正方體按圖丁方式沿ABCD面將右邊部分切除,剩余部分對
地面壓強為P3,P3等于pi(選填“大于”、“小于”或“等于");p2:P3=_V2:2_0
【解答】解:(1)設(shè)正方體的重力為G,底面積為S=a2(a為正方體的棱長),
按圖乙方式沿對角線將上半部分切除后,剩余部分對地面的壓力F1等于剩余部分的重力,
大小為正方體重力的一半,即Fi=」G,受力面積為S=a2;
2
按圖丙放置時,切下來的部分對地面的壓力F2=FI=1G,圖丙中受力面積S'=aXL對
2
角線,比較可知S'>s,
由p=]■可知,按圖丙方式放置在地面上對地面的壓強P2<pi;
(2)圖丁中,設(shè)正方體的棱長為a,切去部分的寬度為1,正方體的密度為p,
則切去后剩余部分(相當于三棱錐)的體積為:V剩=la2(a-1),
2
G剜m$|igPV*|ig*ya(a-1)Pg-
剩余部分對地面的壓強:p3=——=—■—=--------=--------------=工pag;
S乘i]S剩S剩a2
圖乙中剩余部分的體積:Vi=—a3.
2
13c
Gy,mygPV7gpai
則圖乙中剩余部分對地面的壓強:pi=,一=-----=--------=-——-——=Apag;
S乙S乙S乙/2
由以上分析可知,p3=pio
(3)圖丙中剩余部分的體積為v丙剩=/a3,
圖丙中的受力面積:S丙剩=ax45aSa2,
則圖丙中剩余部分對地面的壓強為:
CV13
F2G2m丙剩gg近
P2行=「=S丙乘廠S丙利二二二聆
貝1Jp2:P3=^-P懦:ag=V2:2。
故答案為:小于;等于;V2:2。
11.(2023?蒼溪縣模擬)如圖,用細線系住一個小球并掛在墻壁上靜止,請畫出小球受到重
力G和小球?qū)Ρ诘膲毫的示意圖。
【解答】解:重力的方向豎直向下,壓力的作用點是球與墻壁的接觸點,然后過作用點
作垂直于墻壁,并指向墻里面的壓力。如圖所示:
12.(2023?宿遷模擬)如圖所示,小物塊放在斜面上處于靜止狀態(tài),在圖中畫出小物塊所受
重力G和對斜面壓力F的示意圖。
【解答】解:確定出重心,然后從物體重心畫帶箭頭的線段,方向豎直向下,即重力示
意圖。
在斜面上選取物體與接觸面的中點為壓力的作用點,從壓力作用點畫垂直于斜面、帶箭
頭的線段即壓力示意圖。
如圖所示:
13.(2023春?江陰市校級月考)在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,小
剛利用了兩個相同的木塊和一塊海綿,進行了如圖所示的實驗。
海綿
甲
(1)實驗中通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果,這種物理學研究方法也運
用于以下C(選填“A”“B”或“C")實驗中。
A.用兩只完全相同的蠟燭探究平面鏡成像的特點
B.探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系
C.彈簧測力計是用彈簧的伸長量來反映彈簧所受拉力的大小
(2)對比甲、乙兩圖,可以得出:當壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果
越明顯。
(3)比較圖甲、丙實驗可知,受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明
顯,這里用的研究方法是控制變量法。
(4)對比甲、丁兩圖,小剛發(fā)現(xiàn)海綿的形變程度一樣,他經(jīng)過分析、論證得到的結(jié)論是:
壓力的作用效果與受力面積無關(guān)。你認為小剛的方法是:錯誤(正確/錯誤),理由
是:沒控制壓力大小相同。
【答案】(1)C;(2)受力面積;(3)甲、丙;控制變量法;(4)錯誤;壓力大小相同。
【解答】解:(1)實驗中通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果,這種物理學
研究方法叫轉(zhuǎn)換法:
A.用兩支完全相同的蠟燭探究平面鏡成像的特點,采用了等效替代法;
B.探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系用到了歸納法;
C.彈簧測力計用彈簧的伸長量來反映彈簧所受拉力的大小,采用了轉(zhuǎn)換法;
故選:C;
(2)對比甲、乙兩圖,壓力相同,受力面積不同,可以得出:當壓力一定時,受力面積
越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)要想得出受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越大,應(yīng)控制受力面積相同,
改變壓力大小,故應(yīng)該比較圖甲、丙實驗,這里應(yīng)用的科學方法是控制變量法。
(4)對比甲、丁兩圖,得到“壓力的作用效果與受力面積無關(guān)”的結(jié)論是錯誤的,因為
實驗過程中沒有控制壓力大小相同。
故答案為:(1)C;(2)受力面積;(3)甲、丙;控制變量法;(4)錯誤;壓力大小相同。
14.(2023秋?閔行區(qū)期末)如圖所示的某款平底水杯放在水平桌面中央,水杯的某些參數(shù)
如表所示。
①求杯中最多盛水的質(zhì)量m水。
②向杯中倒入重為2牛的牛奶后,牛奶對杯底的壓力為1.5牛,求倒入牛奶后杯子對桌面
的壓強p。
顏色杯重容積底面積
天藍4牛300毫升5X10、米2
【答案】①杯中最多盛水的質(zhì)量m水為0.3kg;
②倒入牛奶后杯子對桌面的壓強p為L2X103Pa?
【解答】解:①已知水杯容積V=300ml=300cm3=3X10「4m3,由p=W,可得,杯中最
V
多盛水的質(zhì)量:
m水=p水V=1.°X103kg/m3X3X104m3=0.3kg;
②倒入牛奶后杯子對桌面的壓力:F=2N+4N=6N,
倒入牛奶后杯子對桌面的壓強:
p=£=-------6N-------=1.2X103Pao
S5X10-3m2
答:①杯中最多盛水的質(zhì)量m水為0.3kg;
3
②倒入牛奶后杯子對桌面的壓強p為L2X10Pao
15.(2023?雙流區(qū)校級二模)如圖所示,實心均勻圓柱體A的質(zhì)量為240g,底面積為15c
m2,高度為8cm,薄壁圓柱形容器B的高度為10cm,薄壁圓柱形容器C(圖中未畫出)
的高度為hem,都放置在水平桌面上。容器B內(nèi)裝有酒精,容器C內(nèi)裝有水,相關(guān)數(shù)據(jù)
3
如表所示。不考慮容器質(zhì)量,忽略圓柱體A吸附液體等次要因素,已知psw=0.8g/cm,
p水=Ig/cn?,g=1ON/kg。
酒精水
質(zhì)量/g120120
深度/cm56
(1)求A的密度;
(2)將A豎直緩慢放入B內(nèi),A豎直下沉至B底部并保持靜止。求此時B中酒精的深
度;
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