9.1压强(导学案)八年级物理下册(人教版)

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．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. 压力的作用效果与和有关。

在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越；在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越。

3.物体所受的的大小与之比叫做压强，计算公式为：，国际单位
是。

4. 减小或增大压强的方法：要增大压强，可以增大或者减小；要减小压强，可以减小或者增大。

【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？
探究归纳：
这些力的共同特点：力的方向与接触面，作用点在两个物体的上，把它叫做压力。

2. 压力
（1）概念：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。

（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
（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。

（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。

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，但是受力面积（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的大小、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：
【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。

（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。

【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，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。

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？
【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”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。

（2）定义：物体所受压力的大小与受力面积叫做压强。

（3）公式：压强=
压力
受力面积
p=
F
S
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= N/m2，1pa表示1m2面积上所受的。

pa是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约pa。

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=F S
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
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= ；这个柱体的质量m=ρV= ；对水平面压力F=G=mg=ρVg =
对水平面压强：p=F
S=
ρgSh
S=
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（kg/m3）；h表示高度，单位为（m）；g=9.8N/kg
p表示压强，单位为（Pa）
（3）理解公式p=ρgh
①公式p=ρgh只适用于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，与物体的底面积、重力
等。

（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。

【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雪=0.2×103kg/m3）
【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
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 = F
S
=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 或 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， 压力；②当压力一定时， 受力面积（均选填“减小”或“增大”）。

（2）减小压强的事例
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， 压力；②当压力一定时， 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
汽车限重
轨道铺设在枕木上 书包带比较宽
（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S
F
p
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（ ）
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
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
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
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”）
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?
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甲=P乙，甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙，对水平地面的压力分别为F甲和F乙，关系正确的是（）
A．F甲＞F乙，ρ甲＞ρ乙B．F甲=F乙，ρ甲= ρ乙
C．F甲＜F乙，ρ甲＜ρ乙D．F甲＞F乙，ρ甲＜ρ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丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙p丁（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（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。

【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？。