8.1认识压强(沪粤新版)

(3）行走时与地面的接触面积
S2=250 cm2 = 0.025 m2 行走时对地面的压强 P2 = F S2 500N = 0.025m2 =2×104Pa
答：他对地面的压力为500N；站在地上时对地面 的压强为104 Pa；行走时对地面的压强为2×104Pa
练习2：
芭蕾舞演员脚尖触地面积 约9.5cm2，体重约475N
观察
坦克使用履带而不用轮子。
我要有一副滑雪板多好啊!
大型载重卡车要安装许多车轮。
亲自体验
手指受压的感觉有什么不同? 用力后这种感觉有何变化?
与手掌接触的那部分气球 的形变较小，而手指顶着的 那部分形变明显；用力越大， 形变越明显。
二、探究压力的作用效果
压力的作用效果可能 与哪些因素有关？
活动1：探究压力的作用效果
同学们，冰面为什么会破裂？为什么“趴下”冰 面就不会破裂呢？
这都跟压力的作用效果有关 一、什么是压力
观察与讨论： （1）压力会产生什么样的作用效果
木板为什么发生形变？
气球为什么发生形变？
墙壁为什么发生形变？
压力的作用效果：
使受力物体发生形变
观察与讨论：
（2）压力具有怎样的特点
Ｆ
Ｆ
压力的方向
Ｆ
垂直于接触面，并指向受力物体
大象每只脚掌触地面积约 600cm2，体重约60000N
谁对地面的压强大？
已知:
F1=G1=475N,
S1=9.5cm2=9.5x10-4m2
F2=G2=60000N,
求:P1、P2. 解:
S2=600cm2x4=0.24m2
p1=F1/S1 =475N/9.5X10-4m2=5X105N/m2=5X105Pa p2=F2/S2=60000N/0.24m2=2.5X105N/m2=2.5X105Pa 答：芭蕾舞演员足尖对地面的压强比大象对地面的 压强大。
（2）实验方案
根据提供的器材，设计了三种组合方案： 1.小方桌模型、砖块、细沙； 2.小方桌模型、砖块、海绵块； 3.海绵块、钩码、细线、弹簧测力计 请同学们选择不同的方案，口述实验步骤： 方案1：小方桌模型、砖块、细沙 温馨提示: ①.如何让所受的压力不同？ 相类似的操作在哪个实验中也有过？ ②.如何让受力面积不同？
8.1
认识压强
从冰面救人的故事谈起
寒假里，公园的湖面上结了一 层冰，一群游客在冰面 上游玩。突然“扑通”一声，一名游客掉到冰窟里。有人高 喊“救人呀！”这时一名青年男子奋不顾身地跳进冰窟里, 陆续赶来的游人和消防官兵帮助营救。这时，人们发现脚下 的冰开始发出“咯吱 、咯吱” 的响声„„
眼看冰面即将破裂，只听见有人高喊“快趴下”，这时游 人和消防官兵一个个趴在冰面上，还有些人把梯子铺在了冰 面上。„„游客终于得救了。
1、猜想与假设 （1）压力的作用效果与受压面积有关 （2）压力的作用效果与压力的大小有关
2、设计实验与制订计划：
（1）实验方法 因为压力作用效果可能与多个因素有关，因此在 探究过程中要恰当使用——控制变量法 A：压力相等时，改变接触面积，观察两次实验 中压力作用效果的强弱 B：接触面积相等时，改变压力的大小，观察两 次实验中压力作用效果的强弱 转换法——通过接触面的形变程度来认识压力 作用效果的强弱。
超载时质量大，惯性大，遇到紧急状况时制动困难，易 发生交通事故。 超载时重量大，压力大，对路面压强大，会加速路面的 损坏。
思维拓展：
当直柱体（如：正方体、长方体、圆柱体等）放 在水平桌面上时，其对水平桌面上的压强为：
F=G=mg=ρgV=ρgSh p=F/S=ρgSh/S=ρgh
所以质量分布均匀的直柱体静止在水平桌面上 且不受外力作用时，对桌面的压强为 p=ρgh
例题：我国云南省有一种野牛，俗称“白袜子”如图，属 国家重点保护动物。经动物保护组织测量，成年野牛每只脚掌 的面积大约为0.025㎡，它在水平沙地上站立时留下脚印的深 度是1.8cm。实验表明，使沙地达到相同深度的压强为2×105 pa。假设它四只脚印面积相等（g取10N/kg),请计算出： （1）野牛对沙地的压力F为多少？ （2）野牛的质量m为多少？
练习3：怎样估算出你站立时对地面的压强有多
大？
想一想：
你对地面的压力有多大？ 怎样估算出你与地面的接触面积？
（割补法）
（图中小正方形的面积为１cm2）
请你出谋划策
问题一 拎着很重的购物袋，怎样 才能使手舒服一点？ 这实际上是一个怎样减小压强的问题 用较硬的东西垫在手与购物袋之间，增大受力面积 问题二 修理桌子时，有什么办 法能使钉子更容易钉进去？
练习5. 一块砖长、宽、高之比分别为4∶2∶1, 将此砖分别平放、侧放、立放在水平地面上,则三种 放法对地面的压力之比为 1∶1∶1 ________ ,压强之比为 1∶2∶4 ___________. 竖放 侧放 平放
产生原因 物体相互接触并有挤压
施力物体 与其接触且挤压的物体
作用点 方向
受力物体的接触面上
大小
与受力面垂直,指向受力 始终是竖直向下 物的内部。 一般与重力无关，当物 重力大小与质量 体不受外力且孤立、静止 成正比。即：G=mg 在水平面上时，压力大小 (g=9.8N/kg) 等于重力大小。 即：F=G。
推土机的履带对地面压强 坦克对地面的压强
约1.5×104
约3×104 约5×104
高压锅内的最大压强
芭蕾舞演员单立时脚尖对地面的压强可达 防弹玻璃能承受的最大压强 载重汽车轮胎内的压强 钢板的“水刀”对切割面产生的压强高达 目前实验室内获得最大压强
约1.3×105
5×105 9.8×105 1×106 108~109 2×1011
试比较Ａ、Ｂ两物体对地面压力的作用效果？ 压力相同，受力面积不同 B物体对地面压力的作用效果较明显
问题三
A
A物体对地面的压力是10N， 与地面的接触面积是5m2
B
B物体对地面的压力是9N， 与地面的接触面积是3m2
试比较Ａ、Ｂ两物体对地面压力的作用效果？
压力不同，受力面积也不同
三、什么叫压强
如何定量描述压力的作用效果呢？
法国著名的数学家、物 理学家、哲学家和散文家。 在物理学方面作出的突出贡 献是，于1653年首次提出了 著名的帕斯卡定律，为此写 成了《液体平衡的论述》的 著名论文，详细论述了液体 压强的传递问题。为了纪念 帕斯卡，人们用他的名字来 命名 压强的单位----帕斯卡。
压强的物理意义 压强越大，表示压力的作用效果越明显。
G G
实验现象与数据分析：
G G
甲
实验次数 1 2 压 力
乙 受力面积 桌脚 桌脚
丙 压力作用效果 不明显 明显
桌子重力 桌子+砖块重力
3
桌子+砖块重力
桌面
极不明显
要证明压力的作用效果和压力大小有关应选 甲、乙
要证明压力的作用效果和受力面积有关应选 乙、丙
实验结论
压力 越大，压力 (1)、当受力面积相同时，_______ 的作用效果越明显； 受力面积 越小，压力 (2)、当压力相同时，___________ 的作用效果越明显； 怎样比较压力的作用效果呢？
练习1：一个质量为50Kg的人每只鞋子的面积为 250cm2(g=10N/Kg) ，求： (1）他对地面的压力； (2）站在地上时对地面的压强； (3）行走时对地面的压强。
解： （1）他对地面的压力等于它的重力，即
F=G=mg= 50Kg × 10N/Kg =500N （2）他站在地上时与地面的接触面积 S1=250 cm2 ×2= 0.05 m2 站在地上时对地面的压强 F 500N = =104 Pa P1 = 0.05m2 S1
压力不变，增大受 力面积，减小压强
思维启迪：
F 根据压强的公式 p S 可知，P与F成正比，与 S成反比，则可以归纳出增大或减少压强的方法为：
①F一定时，减小S
增大压强
②S一定时，增大F ③减小S、同时增大F ①F一定时，增大S
减小压强
②S一定时，减小F
③增大S、同时减小F
现在我们知道了冰面救人时“趴下”、 铺梯子冰面就不会破裂的道理吗？
F
G
F
F
G
G
2、已知GA=5N 、GB=10N 、F =15N
A B F B
A对B压力为 5N B对地面的压力为 15N
F
B对地面的压力 10N
B F
B
B对墙面的压力 15N
B对天花板的压力 5N
压力与重力的比较 压力(F) 概念
垂直作用在物体表面的力
重力(G)
由于地球的吸引而 使物体受到的力 地球的吸引 地球 物体的重心
压强
压力 受力面积
p
压强的单位
F S
作用在物体表面上的压力 物体间完全接触的面积
N/m2
1帕斯卡(Pa)=1牛/米2
物体每平方米面 物理意义？ 积上受到的压力 为1牛
常用单位： 1千帕（K Pa ）=103帕（ Pa ） 1兆帕（M Pa ）=106帕（ Pa ）
帕斯卡（Pascal，Blaise 1623—1662）
一张报纸平铺在 桌面上，对桌面 的压强接近0.5Pa
物理课本平放时 对桌面产生的压 强约为60Pa
人站立在地面上 对地面的压强约 为15 000Pa；
芭蕾舞演员足 尖对地面的压 强约为5X105Pa
几个常用压强的参考值
事 物 压强( Pa )
0.5 一张报纸平摊在桌面上时对桌面的压强
成年人静止站立时对地面压强
观察与讨论：
（3）压力都是由重力产生的吗？
F压
G F压 G F压 G
F压 = G
F压 ≠ G
F压 与 G无关
只有当物体孤立的放在水平面上时，物体对水平 面的压力才能等于重力，即 F压 = G 。 定义：物理学中，把垂直作用在物体表面上的力 叫做压力。
课堂练习：
1、画出木块对支持面的压力和木块重力的示意图
已知:S1=0.025m2
p=2×105Pa
求:（1）F、（2）m. 解：（1）野牛脚掌的总面积是 S=4S1=0.025 ㎡×4=0.1㎡
则野牛对沙地的压力是 F=PS=2×105Pa×0.1㎡=2×104N.
(2)野牛对沙地的压力等于重力,即F=G=mg 所以野牛的质量为m=F/g= 2×104N/10N/kg=2×103kg. 答:野牛的质量为2×103kg,它对沙地的压力为 2×104N.
m 前面我们用质量与体积的比定义了密度 v
我们还用路程与时间的比表示了运动的快慢
s v t
既然压力的作用效果与压力大小及受力面积有关， 那么我们也可以用压力与受力面积的比表示压力的作 用效果。
为了表示压力与受力面积的比，物理学中专门引 入一个新的物理量——压强。
定义：物理学中，把物体表面受到的压力与受力 面积的比，叫压强，用p表示。
这实际上是一个怎样增大压强的问题 加大锤子敲击钉子的力度
四、怎样增大或减小压强
活动2：讨论增大或减小压强的方法
（a）滑雪板有很大的面积
压力不变，增大受 力面积，减小压强
（b）刀刃磨得越薄就越锋利
压力不变，减小受力 面积，增大压强
（c）铁钉的一端做得很尖锐 （d）载重卡车要安装许多车轮。
压力不变，减小受力 面积，增大压强
问题一 A B
A物体对地面的压力是5N， B物体对地面的压力是10N， 与地面的接触面积是5m2 与地面的接触面积是5m2
试比较Ａ、Ｂ两物体对地面压力的作用效果？ 受力面积相同，压力不同 B物体对地面压力的作用效果较明显
问题二
B
A
A物体对地面的压力是10N， 与地面的接触面积是5m2 B物体对地面的压力是10N， 与地面的接触面积是3m2
方案2：小方桌模型、砖块、海绵块
①.如何让所受的压力不同？ ②.如何让受力面积不同？ 方案3：海绵块、钩码、细线、弹簧测力计 ①.如何让所受的压力不同？ ②.如何让受力面积不同？
3、进行实验与收集证据：
选择方案1进行实验，得出结论。 １、探究压力的作用效果与压力大小的关系
G
２、探究压力的作用效果与受力面积的关系
压力不变，增大受力面积，减小对冰面的压强
生产、生活和大自然中还有哪些增大 压强或减小压强的事例？
高楼有宽大的地基 铁轨铺在枕木上 拖拉机安装履带
菜刀的刃越薄越锋利
图钉的尖做得很尖 压路机有很大的石碾
大自然是巧夺天工的工程师，在生物进 化的过程中，生物的某些部位长成了特殊的 形状以适应环境。
鸭蹼很宽大
啄木鸟的喙（hui）尖而硬 骆驼的脚掌很宽大
练习4.下面所述各事例中，为了减小压强的有 ACDE BF 。 ＿＿＿ ,为了增大压强的有＿＿
A、铲土机的宽履带 B、锋利的剪刀刃
C、雪上飞机有宽大的滑雪板
D、书包的背带很宽 E、坦克安装两条履带 F、冰鞋的冰刀很锋利
思ห้องสมุดไป่ตู้拓展：
中国公路网报道：近年来由于汽车超载严重，公路 不堪重负，损毁严重。 请同学们从物理学的角度分析超载的危害。