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專題07 固體的壓強
◆ 知 識 清 單 ◆
1．壓力和重力、壓強 2．探究影響壓力作用效果的因素 3．固體壓強的計算或大小比較 4．減小或增大壓強的方法　
一、壓力 1．定義：由于物體間的擠壓而垂直作用于物體表面的力。 2．產生條件：兩個物體相互接觸且發生擠壓。 3．方向：垂直接觸面，指向被壓物體。 4．壓力和重力的區別 區別壓力重力產生原因相互接觸的兩個物體相互擠壓而產生的物體由于受到地球吸引而產生的方向垂直指向受力物體（只有接觸面為水平方向時，方向才豎直向下）豎直向下施力物體擠壓它的物體地球作用點受力物體的表面受力物體的重心
二、壓強： 1．定義：物體所受壓力的大小與受力面積之比叫壓強，表示壓力的作用效果。 2．公式p=F/S，單位帕斯卡，簡稱帕，符號Pa。1 Pa=1 N/m2 公式中的S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時，兩者接觸面的面積。 3．壓強的定義式p=F/S，具有普遍適用性，既適用于固體也適用于液體和氣體。 4．推導公式：。適用于圓柱體、正方體、長方體等上下一樣粗且與底面垂直的密度均勻的固體對水平面的壓強。 5．我們有時要利用壓強工作，此時要設法增大壓強；有時壓強太大帶來危害，此時要設法減小壓強。壓強的大小和壓力和受力面積有關，故： （1）增大壓強p的方法——壓力F一定時，減小受力面積S；受力面積S一定時，增大壓力F。 （2）減小壓強p的方法——壓力F一定時，增大受力面積S；受力面積S一定時，減小壓力F。 6．任何物體所能承受的壓強都是有一定限度的，當物體承受的壓強超過了這個限度，物體就會被損壞。
1．壓力大小的判斷： （1）物體靜止在水平面上時，壓力的大小F=G； （2）物體與豎直面接觸，靜止時受到的壓力F=F'； （3）物體靜止在斜面上時，受到的壓力F題型1　壓力和重力、壓強　
（2023春 鳳陽縣校級期中）關于壓力和重力，下列說法中正確的是（　　）
A．壓力和重力的大小一定相同
B．壓力和重力的方向一定相同
C．壓力和重力是兩種不同的力
D．壓力的大小一定與重力有關
【答案】C
【分析】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，重力的施力物是地球；只有物體放在水平面上，物體對水平面的壓力等于重力。
【解答】解：A．壓力和重力的大小不一定相同，比如斜面上的物體對斜面的壓力小于重力，故A錯誤；B．壓力和重力的方向不一定相同，比如斜面上物體的壓力與重力方向不同，故B錯誤；C．壓力屬于彈力，而重力屬于引力，是兩種不同的力，故C正確；D．壓力的大小不一定與重力有關，比如把物體壓在豎直墻壁上，壓力與重力大小無關，故D錯誤。
【點評】本題考查了壓力與重力的區別，及重力和壓力的方向，屬于基礎題目。
【跟蹤練1】（2023春 青島期中）關于壓力的概念中，下列說法正確的是（　　）
A．壓力的大小總等于物體受到的重力
B．壓力的方向總是豎直向下的
C．壓力的大小和方向總跟重力有關
D．壓力就是垂直壓在物體表面上的力
【答案】D
【分析】垂直壓在物體表面的力叫壓力，壓力的方向是和受力面垂直的，若受力面是水平方向上的，壓力的大小就等于重力的大小。
【解答】解：A、壓力不是重力，只有在水平面上，壓力的大小才等于重力的大小，故A錯誤；B、壓力的方向是和受力面垂直的，不總是豎直向下，故B錯誤；C、壓在豎直面上的物體產生的壓力不是由于重力的原因產生的，其大小和方向跟重力無關，故C錯誤；D、壓力就是垂直壓在物體表面上的力，故D正確。
【跟蹤練2】（2023春 金安區校級期末）下面關于壓力和壓強的說法中正確的是（　　）
A．受力面積一定時，物體受到的重力越大，產生的壓強越大
B．物體受到的壓力越大，產生的壓強就越大
C．壓力一定時，接觸面越粗糙，壓強就越大
D．受力面積不變時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯
【答案】D
【分析】壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關，壓力越大、受力面積越小，壓強越大。
【解答】解：A、受力面積一定時，壓力越大，產生的壓強越大，壓強的大小與物體受到的重力大小沒有直接關系，故A錯誤。
B、受力面積一定時，物體受到的壓力越大，產生的壓強就越大，故B錯誤。
C、壓力一定時，受力面積越小，壓強就越大，故C錯誤。
D、根據p可知受力面積不變時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯，故D正確。
【點評】此題考查對壓強的理解和掌握，解答此類題目掌握壓強的影響因素，利用控制變量法分析。　　
【跟蹤練3】（2023春 中寧縣期末）汽車超載公路損壞嚴重，你認為超載汽車對公路的損壞主要取決于（　　）
A．汽車的功率 B．汽車的慣性
C．汽車的速度 D．汽車對公路的壓強
【答案】D
【分析】汽車超載對公路的壓力大，壓力大對路面產生的壓強就大；壓強大就標志著壓力的作用效果明顯，對公路損壞就越嚴重。
【解答】解：汽車超載，重力增大，對地面的壓力增大，受力面積一定，對路面的壓強增大，損壞就越嚴重；故超載汽車對公路的損壞主要取決對公路的壓強；而汽車的功率、速度、慣性不是對公路損壞的主要原因；故ABC錯誤，D正確。
【點評】明確壓強的物理意義﹣﹣壓力的作用效果是解答此題的關鍵。　　
題型2　影響壓力作用效果的因素　
（2023春 沙坪壩區校級期中）小強同學利用小桌、海綿及肥皂“探究影響壓力作用效果的因素”，實驗探究過程如圖所示。
（1）小強通過觀察海綿的 　 來比較壓力的作用效果，這里用的研究方法是 　 （選填“轉換法”、“等效替代法”或“控制變量法”）；
（2）比較乙圖和 　圖可知， 　一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯；
（3）如圖丁所示，小強將肥皂沿豎直方向切成大小不同的兩塊，發現無論是大塊還是小塊肥皂對海綿的作用效果與之前一樣，他經過分析得到的結論是：壓力的作用效果與受力面積無關。你認為小強的方法是： 　（選填“正確”或“錯誤”）的；
（4）此實驗 　（選填“能”或“不能”）用硬木板代替海綿。
【答案】（1）凹陷程度；轉換法；（2）丙；壓力；（3）錯誤；（4）不能。
【分析】（1）壓力作用效果用物體形變大小來反映，用到的是轉換法；
（2）分析乙、丙，得出壓力作用效果與受力面積大小的關系；
（3）一個物理量受多個因素的影響，探究該物理量跟其中一個因素的關系時，必須控制其它因素不變；
（4）實驗中，應用轉換法來反映壓力的作用效果，所以作用效果應明顯。
【解答】解：（1）通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果，海綿凹陷程度大，壓力作用效果越明顯；通過海綿的凹陷程度反映作用效果，是轉換法；
（2）圖乙和圖丙，壓力大小相同，受力面積不同，海綿的凹陷程度不同，壓力作用效果不同，可得在壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯；
（3）小強將肥皂沿豎直方向切成大小不同的兩塊，壓力變化，受力面積同時也發生變化，得出壓力作用效果跟受力面積的關系，這個實驗沒有控制壓力大小不同，就探究壓力作用效果跟受力面積的關系是錯誤的；
（4）用硬木板代替海綿，由于硬木板的形變不明顯，不容易探究壓力的作用效果。
【點評】本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗，主要考查控制變量法及轉換法的應用，體現了對過程和方法的考查。
【跟蹤練1】（2023 江北區校級一模）關于壓力的說法，正確的是（　　）
A．放在水平地面上的物體，對地面的壓力就是物體的重力
B．壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關
C．壓力的大小一定與重力大小有關
D．豎直作用在物體表面上的力叫做壓力
【答案】B
【分析】（1）壓力是垂直作用在物體表面上的力。壓力不都是由重力產生的，有時也是人為產生的。只有物體自由放置在水平面上，物體對水平面的壓力才等于重力。
（2）壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關。
（3）壓力是由兩個相互接觸的物體發生擠壓而產生的，它實質上也是一種彈力。
【解答】解：A、放在水平地面上的物體，對地面壓力的大小等于重力的大小，但壓力和重力是完全不同的兩個力，故A錯誤；
B、壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關，故B正確；
C、重力和壓力是不同的兩個力，即壓力和重力的性質不同；壓力和重力的大小不一定相等，只有物體放在水平面上，物體對水平面的壓力才等于重力，故C錯誤；
D、壓力是垂直作用在物體表面上的力，不是豎直作用在物體表面上的力，故D錯誤。
【點評】此題考查了壓力的概念以及壓力與重力的關系；壓力屬于彈力的一種，不同于重力。
【跟蹤練2】（2023春 上杭縣期中）如圖利用小桌、砝碼、海綿等物品進行“影響壓力作用效果的因素”實驗。
（1）實驗中用海綿的 　 反映壓力作用效果，這是采用 　法的研究方法；
（2）比較甲、乙兩圖的實驗可以得出：　 　。比較丙圖和 圖，可以得出壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
（3）本實驗還采用了 　的研究方法。
（4）物理學中用壓強描述壓力的作用效果，以下設計中為了減小壓強的是 　。
A．菜刀鈍了磨一磨就好了
B．在皮帶傳動中把皮帶張緊
C．注射針頭又尖又細
D．在坦克的輪子上安裝履帶
【答案】（1）凹陷程度；轉換；（2）在受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯；乙；（3）控制變量；（4）D。
【分析】（1）本實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果，采用了轉換法；
（2）（3）壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關，實驗時應采用控制變量法，即探究壓力的作用效果與壓力大小的關系時應控制受力面積的大小不變，
探究壓力的作用效果與受力面積時應控制壓力的大小不變；（4）對選項逐一分析。
【解答】解：（1）實驗中用海綿的凹陷程度反映壓力作用效果，海綿的凹陷程度越大，說明壓力的作用效果越明顯，這是采用轉換法的研究方法。
（2）壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關，研究與其中一個因素的關系時，應采用控制變量法。比較甲、乙兩圖的實驗可知，受力面積相同，乙中壓力大，作用效果明顯，故可以得出：在受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯。探究壓力的作用效果與受力面積的關系時應控制壓力的大小不變，比較丙圖和乙圖，可以得出壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
（3）根據（2）可知，本實驗還采用了控制變量法的研究方法。
（4）A、菜刀鈍了磨一磨就好了，在壓力一定時，通過減小受力面積增大壓強，故A不符合題意；B、在皮帶傳動中把皮帶張緊，在接觸面粗糙程度一定時，通過增大壓力增大摩擦，故B不符合題意；C、注射針頭又尖又細，是在壓力一定時，通過減小受力面積增大壓強，故C不符合題意；D、在坦克的輪子上安裝履帶，是在壓力一定時，通過增大受力面積減小壓強，故D符合題意。
【點評】本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗，主要考查控制變量法及轉換法的應用，體現了對過程和方法的考查。
【跟蹤練3】（2023春 建陽區期中）利用小桌、海綿、砝碼等探究“影響壓力作用效果的因素”，如圖的甲、乙、丙所示。
（1）實驗中通過觀察海綿的 　來比較壓力作用效果。我們 　（選填“可以”或“不可以”）用木板代替海綿來完成實驗；
（2）通過比較圖甲和圖乙，說明受力面積一定時，　 　越大，壓力的作用效果越明顯；通過比較圖 　和圖丙，說明壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯；
（3）將圖丙中的小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上，比較圖丙中海綿受到的壓強p和圖丁中木板受到的壓強p′的大小關系為p 　 　p′（選填“＞”“＜”或“＝”）；
（4）實驗時如果將小桌換成磚塊，并將磚塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊，如圖戊所示。小潭發現它們對海綿的壓力作用效果相同，由此他得出的結論是：壓力的作用效果與受力面積無關。你認為他在探究過程中存在的問題是 　。
【答案】（1）凹陷程度；不可以；（2）壓力；乙；（3）＝；沒有控制壓力相同。
【分析】（1）本實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果，采用了轉換法；選用的受壓材料形變要明顯；（2）（3）（5）壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關，實驗時應采用控制變量法，即探究壓力的作用效果與壓力大小的關系時應控制受力面積的大小不變，探究壓力的作用效果與受力面積時應控制壓力的大小不變。據此分析回答；
（4）因受壓材料不同，故不能用所壓材料的凹陷程度比較，根據p分析。
【解答】解：（1）實驗中，壓力的作用效果不易于直接比較，通過比較海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果，這種方法叫轉換法；如果利用木板，形變效果不明顯，故不能利用木板來代替海綿做實驗。
（2）通過比較圖甲和圖乙知，說明壓力越大，壓力的作用效果越明顯；研究壓力的作用效果與受力面積關系時，要控制壓力一定，故通過比較圖乙和圖丙，說明壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
比較圖乙和圖丙，壓力相同，受力面積不同，受力面積小的，海綿的凹陷程度也較大，即壓力的作用效果較明顯，所以可以說明：壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。
（3）圖丙和丁中，壓力相同，受力面積也相同，所以壓力的作用效果相同，即壓強相等，即p＝p′，受壓物體的形變程度不同是因為不同材料的抗壓能力不同。
（4）實驗時，要應用控制變量法，每次只能有一個變量改變，探究中存在的問題是，在探究壓力與受力面積的關系時，沒有控制壓力相等。
【點評】本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗，主要考查控制變量法及轉換法的應用，體現了對過程和方法的考查。　　
題型3　固體壓強的大小　
（2023 內蒙古）如圖所示，取完全相同的均勻實心長方體1塊、2塊、3塊分別豎放、平放、豎放在水平地面上，它們對地面的壓強分別為pa、pb和pc，則（　　）
A．pa＝pc＞pb B．pa＝pb＜pc C．pa＞pb＞pc D．pa＜pb＜pc
【答案】A
【分析】（1）物體放在水平地面上時，對地面的壓力等于其自身的重力；
（2）根據壓強公式p，結合在不同情況下受力面積的大小，從而確定壓強的大小。
【解答】解：設長方體物體的長、寬、高分別為a、b、h，
則1塊長方體豎放時對水平地面的壓強：pa，
2塊長方體平放時對水平地面的壓強：pb，
3塊長方體豎放時對水平地面的壓強：pc，
由題和圖可知，a＞b＞h，且ha， 所以，它們對地面的壓強關系為：pa＝pc＞pb。
故選：A。
【點評】此題主要考查了固體壓強的大小比較，關鍵是找出各圖中壓力以及受力面積的關系。
【跟蹤練1】（2023春 蚌山區期中）用F表示壓力，用S表示受力面積，用p表示壓強，則．下面對此公式解釋正確的是（　　）
A．物體所受的重力越大，產生的壓強越大
B．物體的壓力越大，產生的壓強越大
C．受力面積越大，產生的壓強越大
D．受力面積不變，產生的壓強與壓力成正比
【答案】D
【分析】對于壓強的計算公式理解：在壓力一定時，壓強與受力面積成反比；在受力面積一定時，壓強與壓力的大小成正比。
【解答】解：A、壓力并不都是由重力產生的，有些壓力與重力沒有任何聯系。故A錯。
B、物體的壓力越大，產生的壓強越大，應是在受力面積一定時，故B錯。
C、在壓力一定時，受力面積越大，產生的壓強越小，故C錯。
D、受力面積一定時，即壓強與壓力的比值一定，壓強與壓力成正比。
【點評】此題主要考查我們對于壓強公式的理解。
【跟蹤練2】（2023 和平區校級模擬）兩個完全相同的正方體均勻物塊；分別沿各自虛線切割掉一半，將剩余部分a和b按照圖示位置擺放在同一水平面上，比較兩物塊對水平面的壓強（　　）
A．a比較大 B．b比較大 C．一樣大 D．無法判斷
【答案】A
【分析】水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據壓強公式表示出實心正方體切后對水平桌面的壓強比較即可。
【解答】解：因為水平面上物體的壓力和自身的重力相等，即F＝G，由圖a，如果沿水平方向切去一半后，剩余部分的重力減半即為G，受力面積不變即為S，
由b圖，如果沿對角線切去一半后，剩余部分的重力減半即為G，物塊為正方體，所以b比a受力面積大，即b中受力面積大于S，由p可知，a對水平地面的壓強大。故選：A。
【點評】本題考查了壓強的計算，關鍵是分析好沿水平方向將鐵塊切去上面一半的情況下受力面積和壓力的變化，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等。　　
【跟蹤練3】（2023春 臺江區期中）如圖所示為高度相同的實心鐵質圓柱體，已知兩圓柱底面積之比為2：1，則它們對桌面的壓強之比為（　　）
A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：2
【答案】A
【分析】對于圓柱體形狀的固體，可根據壓強定義式p推導出的公式p＝ρgh，進行分析。
【解答】解：甲、乙兩個鐵質圓柱體，其高度h相同，材料（即密度）ρ相同；根據壓強定義式Pρgh，在高度h和密度ρ相同的條件下，其對桌面的壓強相等，即壓強之比為1：1，故A正確。
【點評】本題主要考查壓強的推導式的應用，抓住題目提供的條件，靈活運用壓強的公式進行分析，即可解答。
題型4　減小或增大壓強的方法　
（2023春 太康縣期末）如圖實例中屬于增大壓強的是（　　）
A．圖釘尖很尖銳 B．書包背帶較寬
C．穿滑雪板滑雪 D．鐵軌下鋪設枕木
【答案】A
【分析】（1）增大壓強的方法：在受力面積一定時，增大壓力；在壓力一定時，減小受力面積。（2）減小壓強的方法：在受力面積一定時，減小壓力；在壓力一定時，增大受力面積。
【解答】解：A、圖釘尖很尖銳，減小了受力面積，增大了壓強，符合題意；
B、書包背帶較寬，增大了受力面積，減小了壓強，不符合題意；
C、穿滑雪板滑雪，增大了受力面積，減小了壓強，不符合題意；
D、鐵軌下鋪設枕木，增大了受力面積，減小了壓強，不符合題意。
【點評】知道壓強大小的影響因素，掌握增大和減小壓強的方法，能在生活中應用壓強知識解釋有關現象。
【跟蹤練1】（2023 崇明區一模）滑雪時穿上滑雪板是為了（　　）
A．增大壓力 B．增大壓強 C．減小壓力 D．減少壓強
【答案】D
【分析】減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積；在受力面積一定時，減小壓力。
【解答】解：滑雪時穿上滑雪板是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強的。故選：D。
【點評】本題考查了減小壓強的方法，屬于基礎題。
【跟蹤練2】（2023 徐州）下列實例中，屬于減小壓強的是（　　）
A．篆刻刀的鋒利刀口 B．駱駝的寬大腳掌
C．注射器的尖銳針頭 D．壓路機質量很大的碾子
【答案】B
【分析】壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關；
增大壓強的方法：在壓力一定時，減小受力面積；在受力面積一定時，增大壓力；
減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積；在受力面積一定時，減小壓力。
【解答】解：A、篆刻刀的鋒利刀口，是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強，故A不合題意。B、駱駝的寬大腳掌，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強，故B符合題意。C、注射器的尖銳針頭，是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強，故C不合題意。D、壓路機質量很大的碾子，是在受力面積一定時，通過增大壓力來增大壓強，故D不合題意。
【點評】這是一道與生活聯系非常密切的物理題，在我們日常生活中經常需要根據實際情況來增大或減小壓強，要學會學以致用，活學活用，這才是學習物理的真正意義。
【跟蹤練3】（2023春 杜集區校級月考）公園中常常能見到用鵝卵石鋪成的凹凸不平的道路，人在上面行走時能夠對腳底有一定的按摩作用，人在上面行走和在水平路面上行走相比，壓力和壓強的變化是（　　）
A．壓力不變，壓強變大 B．壓力變大，壓強變大
C．壓力不變，壓強不變 D．壓力變大，壓強不變
【答案】A
【分析】壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關。
增大壓強的方法：在壓力一定時，減小受力面積來增大壓強；在受力面積一定時，增大壓力來增大壓強。
減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強；在受力面積一定時，減小壓力來減小壓強。
【解答】解：人在水平路面上行走和鵝卵石鋪成的凹凸不平的道路上行走，路面對人的壓力等于人的重力，鵝卵石對腳底的壓力不變，腳底與鵝卵石的接觸面積減小，鵝卵石對腳底的壓強增大，增強對人的刺激，達到健身的目的。故選：A。
【點評】本題考查了壓強的影響因素，掌握壓強大小的影響因素，利用控制變量法解釋生活中有關增大和減小壓強的問題。　　

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