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9.1 壓強(雙基過關 考點突破)(原卷版+解析版)2022-2023學年八年級物理下冊通關講義(人教版)

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9.1 壓強(雙基過關 考點突破)(原卷版+解析版)2022-2023學年八年級物理下冊通關講義(人教版)

資源簡介

第1節 壓強
雙基過關
知識點一、壓力:
1.概念:垂直作用在物體表面上的力。如下圖所示:
物體間由于擠壓而垂直作用在物體表面的力叫壓力。
2.正確理解壓力
(1)壓力是與物體形變相關的一種彈力。
(2)壓力發生在相互接觸并擠壓的兩個物體之間。
(3)壓力的方向總是垂直于接觸的表面,且與施力物體的方向相反,與受力物體的方向相同。
3.壓力與重力
(1)對比
項目 壓力 重力
示意圖
施力物體 被支持物體(物體A) 地球
受力物體 被壓物體(物體B) 物體自身(物體C)
力的方向 垂直于接觸面,指向被壓物體 豎直向下
力的大小 與擠壓程度有關 G=mg
力的性質 彈力 引力
(2)壓力大小與重力的幾種常見關系
重力可以使物體產生壓力,但壓力并不是重力,壓力有時與重力無關。
基礎自測:
1.如圖所示,把小桌甲倒放在海綿上,其上放一個物體乙,它們靜止時,物體乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。下列說法正確的是(  )
A.甲對海綿的壓力就是甲受到的重力
B.乙對甲的壓力就是乙受到的重力
C.甲對海綿的壓力和海綿對甲的支持力是一對平衡力
D.乙受到的重力和甲對乙的支持力是一對平衡力
【答案】D
【解析】A.甲對海綿的壓力等于甲和乙的重力之和,受力物體為海綿,甲受到的重力受力物體為甲,所以甲對海綿的壓力與甲受到的重力不是同一性質的力,大小、受力物體均不同,甲對海綿的壓力不是甲受到的重力,故A錯誤;
B.乙對甲的壓力等于乙受到的重力,受力物體為甲,乙受到的重力受力物體為乙,所以乙對甲的壓力與乙受到的重力受力物體不同,并不是同一個力,故B錯誤;
C.甲對海綿的壓力和海綿對甲的支持力兩個力大小相等、方向相反,作用在不同物體上,是一對相互作用力,故C錯誤;
D.乙受到的重力和甲對乙的支持力兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上,且作用在同一物體上,是一對平衡力,故D正確。
故選D。
2.關于壓力的說法正確的是(  )
A.壓力的方向一定垂直于物體間的接觸表面
B.壓力大小一定等于物體重力大小
C.壓力的方向有時垂直于物體間的接觸表面,有時不垂直于物體的接觸表面
D.壓力就是重力
【答案】A
【解析】AC.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、物體的受力面、接觸面,故A正確,C錯誤;
B.壓力是垂直作用在物體表面上的力,只有物體放在水平面上,物體對桌面的壓力等于重力,故B錯誤;
D.壓力和重力是兩個不同性質的力,力的大小與方向有時也不一定相同;不能說壓力就是重力,故D錯誤。
故選A。
3.如圖所示,用F=10N的水平力將重G=8N的物體壓在豎直的墻壁上,物體處于靜止狀態。則物體對墻壁的壓力為______N,物體受到的摩擦力為______N。
【答案】 10 8
【解析】[1]因固體可以大小不變的傳遞壓力,所以,物體對豎直墻壁的壓力等于水平力,即壓力為10N。
[2]物體在豎直方向上受到重力和墻壁對它的摩擦力,因物體壓在豎直墻上處于平衡狀態,這兩個力是一對平衡力,所以,物體受到摩擦力大小等于重力大小,即f為8N。
4.物體受到的重力為,手的壓力為,請在圖中橫線上填寫支持面受到的壓力的大小。
(a)______;(b)______;(c)______。
【答案】 70 20 120
【解析】(a)[1]用力將物體壓在墻上,重力與摩擦力是平衡力,手的壓力與墻的支持力是平衡力,支持面受到的壓力的大小與手的壓力大小相等,為70N。
(b)[2]用力將物體壓在天花板上,物體受豎直向上的力有手的壓力,受豎直向下的力有墻的支持力和物體的重力,因此支持面受到的壓力的大小與墻對物體的支持力大小相同,為
(c)[3]用力將物體壓在地面上,豎直向下的力有手壓力和物體重力,向上有地面支持力,地面所受壓力與地面支持力大小相等,為
知識點二、壓強
1.實驗:探究影響壓力作用效果的因素
【猜想與假設】蚊子的口器對皮膚的壓力雖然不大,卻能輕易刺破皮膚;駱駝雖重,但不會深陷在沙漠中。由此猜想:壓力作用的效果除了與壓力的大小有關,還與受力面積有關。
【設計實驗】
如圖所示,只改變某一個影響因素,觀察壓力作用的效果。
【進行實驗與收集證據】
(1)如圖甲所示,把小桌放在海綿上,觀察海綿的凹陷程度。
(2)如圖乙所示,將砝碼放在小桌上,觀察海綿的凹陷程度。
(3)如圖丙所示,把小桌倒放在海綿上,再將砝碼放在小桌上,觀察海綿的凹陷程度。
【分析論證】
(1)比較甲、乙兩圖可知:當受力面積相同時,壓力越大,海綿凹陷的程度越大,即壓力作用的效果越明顯。
(2)比較乙、丙兩圖可知:當壓力相同時,受力面積越小,海綿凹陷的程度越大,即壓力作用的效果越明顯。
【實驗結論】
壓力作用的效果不僅跟壓力的大小有關,而且跟受力面積有關。當受力面積相同時,壓力越大,壓力作用的效果越明顯;當壓力相同時,受力面積越小,壓力作用的效果越明顯。
2.比較壓力作用效果的方法
(1)當受力面積相同時比較壓力的大小。
(2)當壓力相同時比較受力面積的大小。
(3)當壓力和受力面積都不相同時,比較壓力與受力面積之比。
3.壓強
(1)概念:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫壓強,用p表示。
(2)公式:
F——表示壓力(單位:N),S——表示受力面積(單位:m2),p——表示壓強(單位:N/m2)
(3)單位:帕斯卡,簡稱帕,符號Pa。1Pa=1N/m2。
(4)物理意義:表示壓力的作用效果,在數值上等于物體單位面積所受的壓力。
4.規則柱體壓強的計算
(1)公式推導
規則柱體壓強的計算如圖所示,設柱體的高為h,密度為p,底面積為S,則柱體放在水平桌面上時,對桌面產生的壓強為:
(2)單位:ρ——kg/m3,g——N/kg,h——m,p——Pa。
在求解密度均勻、形狀規則的實心柱體垂直作用于水平面上的壓強時,利用公式p=pgh非常快捷、準確、方便。
基礎自測
5.壓力的作用效果不僅跟_____的大小有關,而且還跟壓力的_____有關.
【答案】 壓力 受力面積
【解析】壓力的作用效果跟壓力大小和受力面積大小有關,
受力面積一定時,壓力越大,作用效果越明顯;壓力一定時,受力面積越小,作用效果越明顯;
故答案為壓力;受力面積.
6.______作用在物體表面上的力叫壓力,壓力的作用效果跟壓力大小和受力面積大小有關,壓力的作用效果用_______表示。在國際單位制中,壓強的單位是_______。
【答案】 垂直 壓強 帕斯卡
【解析】[1][2][3]壓力是指垂直作用在物體表面上的力;物體在單位面積上受到的壓力叫壓強,壓強是表示壓力作用效果的物理量;壓強的國際單位是帕斯卡,單位符號Pa。
7.實驗課上,同學們選用如圖所示的器材,探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積的關系,其中肯定無法達成實驗目的的一組是(  )
A.釘子腿小桌、砝碼、木板
B.釘子腿小桌、砝碼、裝沙容器
C.盛水礦泉水瓶、海綿
D.盛水礦泉水瓶、裝沙容器
【答案】A
【解析】探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積的關系,需要能改變壓力和受力面積,釘子腿小桌正放倒放可改變面積,砝碼可改變壓力,盛水礦泉水瓶水量改變壓力,正放倒放改變受力面積,海綿、裝沙容器顯示壓力作用效果,木板不能顯示,故BCD不符合題意,A符合題意。
故選A。
8.關于壓強公式的說法正確的是(  )
A.壓力大,壓強一定大
B.受力面積大,壓強一定小
C.該公式只適用于計算固體產生的壓強
D.壓力和受力面積的比值大,壓強一定大
【答案】D
【解析】A.只有在受力面積不變的情況下,壓力越大,壓強越大,因此只知壓力大,而受力面積的大小不確定,無法判定壓強大小,故A錯誤;
B.只有在壓力不變的情況下,受力面積越大,壓強越小,因此只知受力面積大,而壓力的大小不確定,無法判定壓強大小,故B錯誤;
C.對于液體,已知液體產生的壓力和受力面積,也可利用計算壓強,故C錯誤;
D.根據壓強的定義可知,壓力和受力面積的比值大,壓強一定大,故D正確。
故選D。
9.某同學站立時對地面的壓強是2×104Pa,這表示( )
A.1m2地面上受到的壓力是2×104Pa
B.1N的壓力作用在面積為2×104m2的地面上
C.1m2地面上受到的壓力是2×104N
D.該同學對地面的壓力是2×104N
【答案】C
【解析】壓強是反映壓力作用效果的物理量,單位是帕,1Pa=1N/m2 ,表示每平方米的面積上受到的壓力是1N.某同學站立時對地面的壓強是2×104 Pa,表示的物理含義是:1m2 地面上受到的壓力是2×104 N,故只有C正確.
10.如圖用食指和大姆指夾著三角尺,不計尺重,下面說法正確的是(  )
A.大姆指受的壓力較大 B.食指受的壓力較大
C.大姆指受的壓強較大 D.食指受的壓強較大
【答案】D
【解析】AB.三角板處于靜止狀態,受到兩手指的壓力是一對平衡力,所以,兩手指對三角板的壓力大小相等;由于手指對三角板的壓力與三角板對手的壓力使一對作用力與反作用力,所以,這兩力也相等,由此可知:兩手指受到的三角板的壓力相同,故AB錯誤;
CD.由于三角板的兩端的受力相同,食指的受力面積小,由可知,食指受到的壓強較大,故C錯誤,D正確。
故選D。
11.探究“壓力作用效果”的實驗如圖甲、乙、丙所示。
(1)甲、乙、丙實驗中,根據______來比較壓力的作用效果;
(2)通過甲、乙實驗能夠得到的結論是______;
(3)由實驗乙、丙可知:“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”,俗話說“磨刀不誤砍柴工”所蘊含的物理知識是:______來增加壓力作用的效果;
(4)將該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丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系為p丙______p丁(填“”、“”或“”)。
【答案】 海綿的凹陷程度 受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯 通過減小受力面積
【解析】(1)[1]根據轉換法,甲、乙、丙實驗中,根據海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果。
(2)[2]甲乙實驗中,受力面積一定,乙中壓力大,壓力作用效果明顯,所以,通過甲、乙實驗能夠得到的結論是:受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
(3)[3]比較實驗乙、丙可知,壓力相同,乙中受力面積小,壓力作用效果明顯,所以,俗話說“磨刀不誤砍柴工”所蘊含的物理知識是:通過減小受力面積來增加壓力作用的效果。
(4)[4]將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,根據可知,因壓力和受力面積相同,比較圖丙中海綿受到的壓強p丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系為
知識點三、增大或減小壓強的方法
1.減小壓強的三種方法
(1)當壓力F一定時,增大受力面積S;
(2)當受力面積S一定時,減小壓力F;
(3)同時減小壓力F和增大受力面積。
2.增大壓強的三種方法
(1)當壓力F一定時,減小受力面積S;
(2)當受力面積S一定時,增大壓力F;
(3)同時增大壓力F和減小受力面積。
基礎自測
12.以下說法中正確的是(  )
A.壓路機有較重的前輪是為了增大壓強
B.同學們的書包帶都比較寬其目的是為了減小壓力
C.鞋底印有花紋是為了減小摩擦
D.冰壺運動中“擦冰”是為了增大摩擦
【答案】A
【解析】A.壓路機有較重的前輪是通過增大壓力來增大壓強,故A正確;
B.同學們的書包帶都比較寬是通過增大受力面積來減小壓強,故B錯誤;
C.鞋底印有花紋是通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦,故C錯誤;
D.冰壺運動中“擦冰”是為了冰面更光滑,是通過減小接觸面粗糙程度來減小摩擦,故D錯誤。
故選A。
13.如圖所示,公交車上安全錘的一端做得很尖銳是為了(  )
A.減小壓力 B.增大壓力 C.減小壓強 D.增大壓強
【答案】D
【解析】根據壓強的定義式分析可知,安全錘的錘頭很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強的,使壓力的作用效果更加明顯,更容易敲碎玻璃。故選D。
14.圖釘的釘帽寬大,釘針尖細,對此,下列說法中正確的是(  )
A.釘針尖細可增大壓強
B.釘帽寬大可增大壓強
C.釘針尖細可增大壓力
D.釘帽寬大可減小壓力
【答案】A
【解析】A.由壓強公式可知,要增大壓強,可以增大壓力,減小受力面積。釘針尖細,減小了受力面積,可以增大壓強,故A正確;
B.增大受力面積,減小壓力,都可以減小壓強。釘帽寬大,增大了受力面積,可以減小壓強,故B錯誤;
C.壓力的大小與釘針尖的粗細無關,故C錯誤;
D.壓力的大小與釘帽的面積大小無關,故D錯誤。
故選A。
15.人坐軟沙發比坐硬板凳感覺舒服些,是因為(  )
A.坐軟沙發比坐硬板凳,壓力大些
B.坐軟沙發比坐硬板凳,壓力小些
C.坐軟沙發比坐硬板凳,壓強大些
D.坐軟沙發比坐硬板凳,壓強小些
【答案】D
【解析】人們坐軟沙發比坐硬木凳感覺舒適些,這是因為沙發容易形變,和人的臀部的接觸面積增大,壓力不變,壓強減小,故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
16.如圖示的事例中,通過增大壓力增大壓強的是(  )
A.注射器的針頭很尖
B.坦克履帶很寬
C.溜冰鞋上冰刀很鋒利
D.壓路機碾子質量很大
【答案】D
【解析】A.注射器的針頭很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故A不符合題意;
B.坦克履帶很寬,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故B不符合題意;
C.溜冰鞋上冰刀很鋒利,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故C不符合題意;
D.壓路機碾子質量很大,是在壓力受力面積一定時,通過增大壓力來增大壓強,故D符合題意。
故選D。
17.現有實心立方體木塊,放在水平桌面上,如圖所示,露出部分的寬度為d,對桌的壓強為p。若沿豎直方向切掉厚度,當時,剩余部分對桌面的壓力 ___________;剩余部分對桌面的壓強 ___________(選填“變大”、“等于”或“變小”)。
【答案】 變小 變小
【解析】[1]若沿豎直方向切掉厚度,當時,與原來相比,木塊的重力減小,對水平面的壓力F變小。
[2]開始時與桌面的接觸面積為S1,開始時的總面積為S,且,則,原來對水平面的壓強
若沿豎直方向切掉厚度,當時,此時與桌面的接觸面積為S2,則剩余部分對桌面的壓強
比較可知,剩余部分對桌面的壓強p1小于p。
考點突破
考點1.對壓力和重力關系的理解
方法:牢記下表,明辨壓力和重力
項目 施力物體 受力物體 力的方向 力的大小
壓力 被支持物體 被壓物體 垂直于接觸面指向被壓物體 與擠壓程度有關
重力 地球 物體自身 豎直向下 G=mg
例1.(2022·全國·九年級專題練習)關于壓力與重力,下列說法正確的是(  )
A.放在水平面上的物體,壓力就是重力
B.壓力都是由物體的重力產生的
C.壓力的方向總是垂直向下的
D.壓力和重力是不同的兩種力,壓力不一定與重力有關
【答案】D
【解析】A.放在水平地面上的物體,物體對水平面的壓力和自身的重力相等,但兩者產生的原因不同,不能說對地面的壓力就是物體的重力,故A錯誤;
BCD.壓力是垂直作用在物體表面上的力,其方向總是垂直于接觸面;而重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,其方向總是豎直向下的,所以,壓力不一定是由于物體重力產生的,兩者的大小不一定相等,兩者的方向也不一定相同,如將物體壓在豎直的墻面上,其壓力與重力無關,此時壓力的方向是垂直指向被壓墻面,故BC錯誤,D正確。
故選D。
例2.(2023春·重慶·八年級重慶實驗外國語學校校考期末)物體A重力為10N,如圖甲所示,對它施加一個豎直向下的F=20N的作用力,則水平地面受到的壓力為_______N;若如圖乙所示,水平力F=20N作用在物體A上,豎直墻面受到的壓力是_______N。
【答案】 30 20
【解析】[1]由題意可知,物體A的重力為10N,如圖甲所示,對它施加一個豎直向下的F=20N的作用力,物體受到重力、向下的壓力、地面對它的支持力,處于平衡狀態,所以地面對物體的支持力為
F1=G+F=10N+20N=30N
水平地面受到的壓力與地面對物體的支持力是一對相互作用力,大小相等,所以水平地面受到的壓力為30N。
[2]如圖乙所示,水平力F=20N作用在物體A上,在水平方向上,物體受到的壓力與支持力是一對平衡力,兩者大小相等,所以墻面對物體的支持力為20N;豎直墻面受到的壓力和墻面對物體的支持力是一對相互作用力,大小相等,所以豎直墻面受到的壓力為20N。
考點2.探究影響壓力作用效果的因素
方法:(1)此實驗是根據受力面(海綿)的形變程度來顯示壓力的作用效果的,這是應用了轉換法。
(2)實驗中還應用了控制變量法:研究壓力的作用效果跟壓力的大小關系時,受力面積保持不變,改變壓力的大小,觀察受壓物體的形變大小;研究壓力的作用效果跟受力面積的大小關系時,讓壓力的大小保持不變,改變受力面積的大小,觀察受壓物體的形變大小。
例3.(2022·廣西賀州·中考真題)在“探究影響壓力作用效果的因緊”中,實驗現象如圖所示
(1)過過觀察海綿的______來比較壓力作用的效果;
(2)通過比較______兩次實驗,可知受力面積相同時,壓力越大,壓力作用的效果越______(選填“明顯”或“不明顯”);
(3)通過比較______兩次實驗,可知壓力作用的效果跟受力面積有關;這種研究問題的方法是______法。
【答案】凹陷程度 甲、乙 明顯 乙、丙 控制變量
【解析】
(1)[1]海綿的凹陷程度越大,壓力的作用效果越明顯,故可以根據海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果。
(2)[2][3]實驗研究當受力面積相同時,壓力的作用效果與壓力的關系,故需要改變壓力,受力面積相同,故選擇比較甲、乙兩次實驗;從實驗現象可知看出,壓力越大,海綿的凹陷程度越大,壓力的作用效果越明顯。
(3)[4][5]探究壓力作用的效果跟受力面積關系,需要控制壓力相同,受力面積不同,故需要改變受力面積,故選擇乙、丙兩次實驗;由于有兩個因素影響壓力的作用效果,故需要采用控制變量法,保證每一次實驗只有一個變量。
考點3.壓強
方法:(1)比較壓強大小的兩種方法
方法一、控制變量法:壓力相同時,受力面積越小,壓強越大;受力面積相同時,壓力越大,壓強越大。
方法二、公式方法,用壓強公式計算出壓強,再比較。
(2)應用公式三步解題
①求壓力:當物體放在水平面上時,壓力F=G=mg;
②求面積:注意倍數關系;
③求壓強:根據計算得結果。
例4.(2022·湖南郴州·中考真題)一個質量分布均勻的立方體,靜止在水平地面上。沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分,并取走a部分。剩下的b部分(未傾倒)對水平地面產生的壓強最大的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
將正方體分割成體積相等的a、b兩部分,并取走a部分。剩下的b部分的體積相等。因為正方體質量分布均勻,故剩下b部分的質量、重力都相等,則剩下b部分對水平地面的壓力(等于剩余部分的重力)相等,由可知,壓力一定時,受力面積越小,壓強越大,題中D圖剩下b部分的受力面積最小,則D圖中剩下的b部分(未傾倒)對水平地面產生的壓強最大,故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
例5.(2022·新疆·中考真題)正六邊形鋼質螺母的質量為7.9g,其空心圓的面積為正六邊形的面積的,當螺母如圖甲所示平放在水平地面上時,螺母對地面的壓強為p;當螺母如圖乙所示立放在水平地面上時,螺母對地面的壓強為4p。已知鋼的密度為7.9×103kg/m3,則正六邊形的邊長為(  )
A.cm B.cm C.cm D.cm
【答案】B
【解析】
當螺母如圖甲所示平放在水平地面上時,螺母對地面的壓強為
經整理可知
當螺母如圖乙所示立放在水平地面上時,螺母對地面的壓強為
經整理可知
可得
則該螺母側邊的面積為
鋼的體積為
設六邊形的邊長為L,則該螺母的厚度為
正六邊形的面積為
其空心圓的面積為正六邊形的面積的,則鋼質螺母剩余部分的底面積為
鋼質螺母實心部分的體積為
經整理可知
故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
例6.(2022·重慶·中考真題)A、B兩個質量均勻的正方體放在水平地面上如圖甲所示,B的邊長是A的2倍。將A沿豎直方向切去寬為L的部分,把切去部分疊放在B上,B對地面的壓強與L的變化關系如圖乙所示。切割后,A剩余部分對地的壓強為,則以下分析正確的是(  )
A.B的重力是50N B.L=2.5cm時,
C.B的底面積為 D.A切去一半后,
【答案】B
【解析】
AC.由圖乙可知,L的長度最大為10cm,根據題意可得,物體A的邊長為10cm,所以物體B的邊長為20cm,可求出B的底面積為400cm2,當L=0時,物體A還沒有被切割,此時
根據壓強公式可得
因為B放在水平地面上,可得B的重力為
故AC錯誤;
B.由圖乙可知,當L=10cm時,說明A全部疊放在B上,此時B對地面的壓強為
根據壓強公式可得
因為B放在水平地面上且,可求出A的重力為
當L=2.5cm時,根據壓強公式,可求出物體B對地面的壓強
此時物體A對地面的壓強
可得
故B正確;
D.A切去一半后,即L=5cm時,根據壓強公式,可求出物體A對地面的壓強
故D錯誤。
故選B。
考點4.壓強在生活中的應用
方法:由公式可知,影響壓強變化的兩個因素是壓力F和受力面積S,因此我們可以利用控制變量法,通過分析壓力F和受力面積S的變化情況來辨別壓強的增大與減小。
例7.(2022·山東煙臺·中考真題)如圖所示的實例中,為了減少壓強的是(  )
A.圖釘尖做得很尖
B.鐵軌鋪在路枕上
C.斧頭刃做得很薄
D.推土機土鏟做得很鋒利
【答案】B
【解析】
A.圖釘尖做的比釘帽尖小很多,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故A不符合題意;
B.鐵軌鋪在枕木上,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.斧頭的刃很薄,是通過減小受力面積來達到增大壓強的效果,故C不符合題意;
D.推土機的土鏟做得很鋒利,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故D不符合題意。
故選B。
例8.(2022·黑龍江·中考真題)下圖所示的情景中,為了增大壓強的是(  )
A.火車軌道鋪枕木
B.斧頭的刃很薄
C.多軸平板貨車
D.推土機安裝履帶
【答案】B
【解析】
A.火車軌道鋪枕木,是在壓力一定下,通過增大受力面積,從而減小壓強,故A不符合題意;
B.斧頭的刃很薄,是在壓力一定下,通過減小受力面積,從而增大壓強,故B符合題意;
C.多軸平板火車,是在壓力一定下,通過增大受力面積,從而減小壓強,故C不符合題意;
D.推土機安裝履帶,是在壓力一定下,通過增大受力面積,從而減小壓強,故D不符合題意。
故選B。第1節 壓強
雙基過關
知識點一、壓力:
1.概念:垂直作用在物體表面上的力。如下圖所示:
物體間由于擠壓而垂直作用在物體表面的力叫壓力。
2.正確理解壓力
(1)壓力是與物體形變相關的一種彈力。
(2)壓力發生在相互接觸并擠壓的兩個物體之間。
(3)壓力的方向總是垂直于接觸的表面,且與施力物體的方向相反,與受力物體的方向相同。
3.壓力與重力
(1)對比
項目 壓力 重力
示意圖
施力物體 被支持物體(物體A) 地球
受力物體 被壓物體(物體B) 物體自身(物體C)
力的方向 垂直于接觸面,指向被壓物體 豎直向下
力的大小 與擠壓程度有關 G=mg
力的性質 彈力 引力
(2)壓力大小與重力的幾種常見關系
重力可以使物體產生壓力,但壓力并不是重力,壓力有時與重力無關。
基礎自測:
1.如圖所示,把小桌甲倒放在海綿上,其上放一個物體乙,它們靜止時,物體乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。下列說法正確的是(  )
A.甲對海綿的壓力就是甲受到的重力
B.乙對甲的壓力就是乙受到的重力
C.甲對海綿的壓力和海綿對甲的支持力是一對平衡力
D.乙受到的重力和甲對乙的支持力是一對平衡力
2.關于壓力的說法正確的是(  )
A.壓力的方向一定垂直于物體間的接觸表面
B.壓力大小一定等于物體重力大小
C.壓力的方向有時垂直于物體間的接觸表面,有時不垂直于物體的接觸表面
D.壓力就是重力
3.如圖所示,用F=10N的水平力將重G=8N的物體壓在豎直的墻壁上,物體處于靜止狀態。則物體對墻壁的壓力為______N,物體受到的摩擦力為______N。
4.物體受到的重力為,手的壓力為,請在圖中橫線上填寫支持面受到的壓力的大小。
(a)______;(b)______;(c)______。
知識點二、壓強
1.實驗:探究影響壓力作用效果的因素
【猜想與假設】蚊子的口器對皮膚的壓力雖然不大,卻能輕易刺破皮膚;駱駝雖重,但不會深陷在沙漠中。由此猜想:壓力作用的效果除了與壓力的大小有關,還與受力面積有關。
【設計實驗】
如圖所示,只改變某一個影響因素,觀察壓力作用的效果。
【進行實驗與收集證據】
(1)如圖甲所示,把小桌放在海綿上,觀察海綿的凹陷程度。
(2)如圖乙所示,將砝碼放在小桌上,觀察海綿的凹陷程度。
(3)如圖丙所示,把小桌倒放在海綿上,再將砝碼放在小桌上,觀察海綿的凹陷程度。
【分析論證】
(1)比較甲、乙兩圖可知:當受力面積相同時,壓力越大,海綿凹陷的程度越大,即壓力作用的效果越明顯。
(2)比較乙、丙兩圖可知:當壓力相同時,受力面積越小,海綿凹陷的程度越大,即壓力作用的效果越明顯。
【實驗結論】
壓力作用的效果不僅跟壓力的大小有關,而且跟受力面積有關。當受力面積相同時,壓力越大,壓力作用的效果越明顯;當壓力相同時,受力面積越小,壓力作用的效果越明顯。
2.比較壓力作用效果的方法
(1)當受力面積相同時比較壓力的大小。
(2)當壓力相同時比較受力面積的大小。
(3)當壓力和受力面積都不相同時,比較壓力與受力面積之比。
3.壓強
(1)概念:物體所受壓力的大小與受力面積之比叫壓強,用p表示。
(2)公式:
F——表示壓力(單位:N),S——表示受力面積(單位:m2),p——表示壓強(單位:N/m2)
(3)單位:帕斯卡,簡稱帕,符號Pa。1Pa=1N/m2。
(4)物理意義:表示壓力的作用效果,在數值上等于物體單位面積所受的壓力。
4.規則柱體壓強的計算
(1)公式推導
規則柱體壓強的計算如圖所示,設柱體的高為h,密度為p,底面積為S,則柱體放在水平桌面上時,對桌面產生的壓強為:
(2)單位:ρ——kg/m3,g——N/kg,h——m,p——Pa。
在求解密度均勻、形狀規則的實心柱體垂直作用于水平面上的壓強時,利用公式p=pgh非常快捷、準確、方便。
基礎自測
5.壓力的作用效果不僅跟_____的大小有關,而且還跟壓力的_____有關.
6.______作用在物體表面上的力叫壓力,壓力的作用效果跟壓力大小和受力面積大小有關,壓力的作用效果用_______表示。在國際單位制中,壓強的單位是_______。
7.實驗課上,同學們選用如圖所示的器材,探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積的關系,其中肯定無法達成實驗目的的一組是(  )
A.釘子腿小桌、砝碼、木板
B.釘子腿小桌、砝碼、裝沙容器
C.盛水礦泉水瓶、海綿
D.盛水礦泉水瓶、裝沙容器
8.關于壓強公式的說法正確的是(  )
A.壓力大,壓強一定大
B.受力面積大,壓強一定小
C.該公式只適用于計算固體產生的壓強
D.壓力和受力面積的比值大,壓強一定大
9.某同學站立時對地面的壓強是2×104Pa,這表示( )
A.1m2地面上受到的壓力是2×104Pa
B.1N的壓力作用在面積為2×104m2的地面上
C.1m2地面上受到的壓力是2×104N
D.該同學對地面的壓力是2×104N
10.如圖用食指和大姆指夾著三角尺,不計尺重,下面說法正確的是(  )
A.大姆指受的壓力較大 B.食指受的壓力較大
C.大姆指受的壓強較大 D.食指受的壓強較大
11.探究“壓力作用效果”的實驗如圖甲、乙、丙所示。
(1)甲、乙、丙實驗中,根據______來比較壓力的作用效果;
(2)通過甲、乙實驗能夠得到的結論是______;
(3)由實驗乙、丙可知:“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”,俗話說“磨刀不誤砍柴工”所蘊含的物理知識是:______來增加壓力作用的效果;
(4)將該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丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系為p丙______p丁(填“”、“”或“”)。
知識點三、增大或減小壓強的方法
1.減小壓強的三種方法
(1)當壓力F一定時,增大受力面積S;
(2)當受力面積S一定時,減小壓力F;
(3)同時減小壓力F和增大受力面積。
2.增大壓強的三種方法
(1)當壓力F一定時,減小受力面積S;
(2)當受力面積S一定時,增大壓力F;
(3)同時增大壓力F和減小受力面積。
基礎自測
12.以下說法中正確的是(  )
A.壓路機有較重的前輪是為了增大壓強
B.同學們的書包帶都比較寬其目的是為了減小壓力
C.鞋底印有花紋是為了減小摩擦
D.冰壺運動中“擦冰”是為了增大摩擦
13.如圖所示,公交車上安全錘的一端做得很尖銳是為了(  )
A.減小壓力 B.增大壓力 C.減小壓強 D.增大壓強
14.圖釘的釘帽寬大,釘針尖細,對此,下列說法中正確的是(  )
A.釘針尖細可增大壓強
B.釘帽寬大可增大壓強
C.釘針尖細可增大壓力
D.釘帽寬大可減小壓力
15.人坐軟沙發比坐硬板凳感覺舒服些,是因為(  )
A.坐軟沙發比坐硬板凳,壓力大些
B.坐軟沙發比坐硬板凳,壓力小些
C.坐軟沙發比坐硬板凳,壓強大些
D.坐軟沙發比坐硬板凳,壓強小些
16.如圖示的事例中,通過增大壓力增大壓強的是(  )
A.注射器的針頭很尖
B.坦克履帶很寬
C.溜冰鞋上冰刀很鋒利
D.壓路機碾子質量很大
17.現有實心立方體木塊,放在水平桌面上,如圖所示,露出部分的寬度為d,對桌的壓強為p。若沿豎直方向切掉厚度,當時,剩余部分對桌面的壓力 ___________;剩余部分對桌面的壓強 ___________(選填“變大”、“等于”或“變小”)。
考點突破
考點1.對壓力和重力關系的理解
方法:牢記下表,明辨壓力和重力
項目 施力物體 受力物體 力的方向 力的大小
壓力 被支持物體 被壓物體 垂直于接觸面指向被壓物體 與擠壓程度有關
重力 地球 物體自身 豎直向下 G=mg
例1.(2022·全國·九年級專題練習)關于壓力與重力,下列說法正確的是(  )
A.放在水平面上的物體,壓力就是重力
B.壓力都是由物體的重力產生的
C.壓力的方向總是垂直向下的
D.壓力和重力是不同的兩種力,壓力不一定與重力有關
例2.(2023春·重慶·八年級重慶實驗外國語學校校考期末)物體A重力為10N,如圖甲所示,對它施加一個豎直向下的F=20N的作用力,則水平地面受到的壓力為_______N;若如圖乙所示,水平力F=20N作用在物體A上,豎直墻面受到的壓力是_______N。
考點2.探究影響壓力作用效果的因素
方法:(1)此實驗是根據受力面(海綿)的形變程度來顯示壓力的作用效果的,這是應用了轉換法。
(2)實驗中還應用了控制變量法:研究壓力的作用效果跟壓力的大小關系時,受力面積保持不變,改變壓力的大小,觀察受壓物體的形變大小;研究壓力的作用效果跟受力面積的大小關系時,讓壓力的大小保持不變,改變受力面積的大小,觀察受壓物體的形變大小。
例3.(2022·廣西賀州·中考真題)在“探究影響壓力作用效果的因緊”中,實驗現象如圖所示
(1)過過觀察海綿的______來比較壓力作用的效果;
(2)通過比較______兩次實驗,可知受力面積相同時,壓力越大,壓力作用的效果越______(選填“明顯”或“不明顯”);
(3)通過比較______兩次實驗,可知壓力作用的效果跟受力面積有關;這種研究問題的方法是______法。
考點3.壓強
方法:(1)比較壓強大小的兩種方法
方法一、控制變量法:壓力相同時,受力面積越小,壓強越大;受力面積相同時,壓力越大,壓強越大。
方法二、公式方法,用壓強公式計算出壓強,再比較。
(2)應用公式三步解題
①求壓力:當物體放在水平面上時,壓力F=G=mg;
②求面積:注意倍數關系;
③求壓強:根據計算得結果。
例4.(2022·湖南郴州·中考真題)一個質量分布均勻的立方體,靜止在水平地面上。沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分,并取走a部分。剩下的b部分(未傾倒)對水平地面產生的壓強最大的是(  )
A. B.
C. D.
例5.(2022·新疆·中考真題)正六邊形鋼質螺母的質量為7.9g,其空心圓的面積為正六邊形的面積的,當螺母如圖甲所示平放在水平地面上時,螺母對地面的壓強為p;當螺母如圖乙所示立放在水平地面上時,螺母對地面的壓強為4p。已知鋼的密度為7.9×103kg/m3,則正六邊形的邊長為(  )
A.cm B.cm C.cm D.cm
6.(2022·重慶·中考真題)A、B兩個質量均勻的正方體放在水平地面上如圖甲所示,B的邊長是A的2倍。將A沿豎直方向切去寬為L的部分,把切去部分疊放在B上,B對地面的壓強與L的變化關系如圖乙所示。切割后,A剩余部分對地的壓強為,則以下分析正確的是(  )
A.B的重力是50N B.L=2.5cm時,
C.B的底面積為 D.A切去一半后,
考點4.壓強在生活中的應用
方法:由公式可知,影響壓強變化的兩個因素是壓力F和受力面積S,因此我們可以利用控制變量法,通過分析壓力F和受力面積S的變化情況來辨別壓強的增大與減小。
例7.(2022·山東煙臺·中考真題)如圖所示的實例中,為了減少壓強的是(  )
A.圖釘尖做得很尖
B.鐵軌鋪在路枕上
C.斧頭刃做得很薄
D.推土機土鏟做得很鋒利
例8.(2022·黑龍江·中考真題)下圖所示的情景中,為了增大壓強的是(  )
A.火車軌道鋪枕木
B.斧頭的刃很薄
C.多軸平板貨車
D.推土機安裝履帶

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