壓強 -2024-2025學年人教版物理八年級下學期

9.1壓強我們都知道鐵釘?shù)尼敿馐潜容^尖銳的，你能想象到人的身體躺在布滿鐵釘且釘尖向上的釘床上會是怎樣的一種情形嗎?人能平安無事地躺在釘床上，這里面包含哪種神秘的科學知識呢?如圖9.1-1所示，兩個人對雪地的壓力是差不多的，然而一個人的腳陷進雪里，另一個人卻沒有?？磥韷毫ρ┑氐淖饔眯Ч⒉恢桓鷫毫Φ拇笮∮嘘P(guān)。請你想一想，還可能跟什么因素有關(guān)?圖9.1-1雪地里的人壓強雪地里的兩個人對雪地的壓力雖然差不多，但受力面積不同，可見受力面積是影響壓力作用效果的一個重要因素。自然界中的很多動物似乎也“知道”這個道理。圖9.1-2是一頭北極熊爬過薄冰時的情景，到達冰面時，也許它“知道”自己對冰面的壓力很大，于是趴在冰面上爬過薄冰，從而增大受力面積，避免冰面被壓破。圖9.1-2北極熊通過增大受力面積爬過薄冰甲乙下面我們通過實驗來研究影響壓力作用效果的因素。壓力和受力面積對海綿形變的影響如圖9.1-3所示，圖甲中小桌放在軟的海綿上，圖乙中桌面上放一個鉤碼，圖丙中小桌的桌面朝下，其上也放一個鉤碼。觀察三次實驗中海綿的形變情況。圖9.1-3壓力和受力面積對海綿形變的影響考慮海綿所受小桌對它的壓力和受力面積兩個因素，圖甲和圖乙相比哪個因素相同，哪個因素不同?圖乙和圖丙相比，哪個因素相同，哪個因素不同?想一想，從上面的實驗中你能得出什么結(jié)論?圖9.1-3壓力和受力面積對海綿形變的影響圖9.1-3壓力和受力面積對海綿形變的影響(1)比較圖甲和圖乙，海綿的受力面積相同，圖乙中對海綿的壓力大，海綿被壓下得深，即圖乙壓力的作用效果比圖甲的明顯，故可得出：受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。圖9.1-3壓力和受力面積對海綿形變的影響(2)比較圖乙和圖丙，海綿受到的壓力相同，圖乙中海綿的受力面積小，海綿被壓下得深，即圖乙壓力的作用效果比圖丙的明顯，故可得出：壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。實驗結(jié)果表明，海綿在壓力作用下的形變情況不僅跟壓力的大小有關(guān)，而且跟受力面積有關(guān)。在物理學中，物體所受壓力的大小與受力面積之比叫作壓強(pressure)。如果用p

表示壓強、F

表示壓力、S

表示物體的受力面積，那么有

在國際單位制中，力的單位是牛，面積的單位是平方米，壓強的單位則是牛每平方米，它有一個專門的名稱叫作帕斯卡(pascal)，簡稱帕，符號是Pa。水平桌面上靜止放一本書，書所受的重力為3N，與桌面的接觸面積為5×10－2m2，計算書對桌面的壓強。

怎樣減小或增大壓強在生產(chǎn)生活中，有時需要減小壓強，有時需要增大壓強。例如，為了使拖拉機不陷進土里，要設(shè)法減小它對地面的壓強。而切菜、把圖釘按進墻里，就要增大刀刃對菜、圖釘尖對墻的壓強。圖9.1-4所示的四幅圖中，哪些地方要增大壓強?哪些地方要減小壓強?它們是通過什么方法增大或減小壓強的?圖9.1-4增大或減小壓強要增大壓強，可以增大壓力或者減小受力面積；要減小壓強，可以減小壓力或者增大受力面積。推土機的推土鏟刃、篆刻刀的刀口做得很鋒利，破窗錘的敲擊端做成錐狀，這些都是通過減小受力面積來增大壓強的；火車軌道下面鋪放枕木，推土機用寬大的履帶來支承，這些都是通過增大受力面積來減小壓強的。任何物體所能承受的壓強都有一定的限度，超過這個限度，物體就會被損壞。例如，貨車超載，就很容易把公路的路面壓壞。交通管理部門通過限定每個車軸平均承載的質(zhì)量來控制貨車對路面壓強的大小(圖9.1-5)，運送大型設(shè)備的平板貨車就有很多車軸(圖9.1-6)。圖9.1-5限制軸重的標志圖9.1-6多軸平板貨車?估測你站立時對地面的壓強。根據(jù)你的體重可以得到你對地面的壓力，再測量你站立時鞋底和地面的接觸面積。為簡單起見，假設(shè)雙腳站立時，整個鞋印范圍都與地面接觸。測量時，在方格紙上畫出鞋底的輪廓，看鞋底占有多少個小格(不滿一格時，大于半格的算一格，小于半格的不算)，再乘每個小格的面積。根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，計算你對地面的壓強。如果圖9.1-7中每個小格的邊長是2cm，某同學的質(zhì)量為50kg，他對地面的壓強是多少?與你對地面的壓強相比，哪個大?g取10N/kg。圖9.1-7該同學的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；站立時與地面的接觸面積S＝2×2×34cm2＝136cm2＝1.36×10－2m2；

圖9.1-7?一個圖釘帽的面積是0.8cm2，圖釘尖的面積是5×10－4cm2，手指對圖釘帽的壓力是20N，手指對圖釘帽的壓強和圖釘尖對墻的壓強各是多少?

?解釋下列現(xiàn)象。菜刀、剪刀、斧頭等，用過一段時間就要磨一磨，為什么?從物理學的角度思考，書包為什么要用寬的背帶，而不用結(jié)實的繩索?菜刀、剪刀、斧頭等工具，用過一段時間需磨一磨，這樣可以減小使用時的受力面積，在壓力不變時，增大壓強，使用起來更省力。書包的背帶做得扁而寬可以增大受力面積，在壓力不變時，減小壓強，與繩索相比，背起來更舒服。?駱駝比馬的體重大不了一倍，而它的腳掌面積是馬蹄的三倍。這為它在沙漠行走提供了什么有利條件?

?一輛履帶拖拉機水平停放在農(nóng)田里，它的質(zhì)量是1920kg，每條履帶接地的長度是1260mm，履帶的寬度是280mm。這輛履帶拖拉機對地面的壓強是多少?g取10N/kg.2.7×104Pa?圖9.1-8是為紀念老紅軍謝寶金攜帶一臺68kg的發(fā)電機完成長征而立的銅像。圖9.1-8(1)根據(jù)這座銅像，請你估算：繩索對謝寶金雙肩的壓強大概是你雙肩背最重的書包時所受壓強的幾倍?估算時可以認為謝寶金在繩索下面墊了和你的書包帶一樣寬的毛巾。13.6倍(2)過草地時，怎樣使發(fā)電機不會陷入泥濘的草地之中?請?zhí)岢瞿愕南敕ǎ⒁浴爸x寶金長征”為關(guān)鍵詞上網(wǎng)搜索。謝寶金的辦法和你的想法一樣嗎?過草地時，為防止發(fā)電機陷入泥濘的草地，可以在發(fā)電機的下邊墊一些雜草，從而減小對地面的壓強。通過網(wǎng)上搜索，謝寶金是在發(fā)電機下邊墊上了一大堆竹子，綁扎成簡易拖架，然后將發(fā)電機牢牢綁在上面，從而防止發(fā)電機陷入泥濘的草地。1.(涼山州中考改編)在“探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中，某同學利用了多個完全相同的鐵塊和海綿進行了如圖所示的實驗。(1)實驗中通過觀察海綿的____________來比較壓力作用效果。(2)由________兩圖可以探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系。(3)對比乙、丙兩圖可以得出：當壓力一定時，__________越小，壓力作用效果越明顯。凹陷程度甲、乙受力面積(4)對比甲、丙兩圖，該同學認為壓力作用效果與壓力大小無關(guān)，他的觀點是___________(選填“正確”或“錯誤”)的，理由是________________________________________________。錯誤比較時沒有控制受力面積相同2.(2024·吉林中考)質(zhì)量為1.6×103kg的新能源汽車停在水平地面上，輪胎與地面接觸的總面積為0.08m2。求：(1)這輛新能源汽車受到的重力(g