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第八章　压强
第一节
压力的作用效果
2
能通过实验探究认识压力的作用效果与哪些因素有关。
1
知道压力的概念。
3
掌握压强的概念、公式和单位，能用压强公式进行简单的计算。
4
知道增大和减小压强的途径，利用压强知识解释相关现象和解决实际问题。
(1)在前面我们学过力的概念，知道常见的几种力：重力、摩擦力等。请同学们回忆生活中的现象：
铅球对手的力、书包对肩膀的力，这是哪一种力？
思考
②背着书包时，会感觉到书包对肩膀有一个作用力。
①把一个铅球放在手上时，感觉铅球对手有一个作用力。
(2)茫茫白雪中的两个人对雪地的压力是差不多的，在厚厚的积雪中行走，一个会陷到雪里，另一个穿上一副滑雪板，尽管总重力变大了，反而不会陷下去。
为什么穿上滑雪板后结果不同呢？看来压力作用的效果并不只跟压力大小有关。想一想，还可能跟什么因素有关？
一、研究压力的作用效果
活动1　认识压力
思考一下，以下几种情况的作用力有哪些共同点？
答案　力的方向与接触面垂直，作用点在两个物体的接触面上。
①茶杯对桌面的力
②图钉尖对墙面的力
③木块对斜面的力
阅读教材第180页，完成以下内容。
1.压力：物理学中将 作用在 叫做压力。
(1)作用点：在受压的物体表面。
(2)方向： 并指向受压的物体表面。
物体表面的力
垂直
垂直
茶杯对水平地面的压力，方向与地面垂直，作用点在地面上。
木块对斜面的压力，方向与斜面垂直，作用点在斜面上。
F
F
图钉尖对墙面的压力，方向与墙面垂直，作用点在墙面上。
F
(3)大小：压力与重力是不同性质的两种力。
F
F＝G
压力F 与重力无关
F G
①压力的大小不一定等于重力的大小，有时相等，有时无关。
②只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小F=G。
F
F
视频讲解——《压力的概念》
压力与重力的区别
重力 压力
示意图
定义
产生原因
方向
作用点
由于地球吸引而使
物体受到的力
垂直作用在物体表面的力
垂直受力面指向被压物体
作用在被压物体表面
推、挤、压等都能产生
地球吸引
竖直向下
重心
用两个手指挤压三角板，使其保持静止。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？
答案　①因为两个指头受到的压力相等，但是受力面积不相等，食指受力面积(接触面积)小，手指凹陷明显。
②当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果越显著。
2.感知压力作用的效果
用一只手掌平压在气球上，用另一只手的食指顶住气球，观察气球如何变化？若用力大一些，会怎样？
【分析】食指顶的一边，气球凹陷的深一些；当加大压力时，凹陷的更深。
表明：压力越大，受力面积越小，压力的作用效果更显著。
学以致用
(2024·池州青阳县期末)如图，一个重为10 N的物块静止在斜面上，对斜面的压力为6 N，请画出物块所受重力和物块对斜面压力的示意图。
F= 6 N
G= 10 N
解析　过物块重心画带箭头的线段，方向竖直向下，符号为G，大小为10 N；在斜面上选取物块与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段，符号为F，大小为6 N。如图所示：
想一想：由以上分析与探究实验，压力的作用效果可能与什么因素有关？
压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积等因素有关。
影响压力作用效果的因素
活动2　探究压力的作用效果与哪些因素有关
(1)实验器材：形变显著的物体(海绵)、砖头。
(2)实验方法
①控制变量法：探究压力的作用效果与压力的关系时，应控制_________
不变，改变 。探究压力的作用效果与受力面积的关系时，应控制_____
不变，改变 。
②转换法：压力的作用效果通过 来体现。
压力
受力面积
压力
受力面积
海绵的凹陷程度
(3)实验步骤
①准备砖和海绵。按图(a)(b)所示，分别在海绵上平放一块砖、叠放两块砖时，观察海绵的凹陷程度，由此能得出什么结论？
②按图(c)所示，将一块砖竖放在海绵上，比较砖平放与竖放时海绵的凹陷程度，又能得出什么结论？
(4)实验结论：
①由(a)(b)可知：当 相同时， 越大，压力的作用效果越明显。
②由(a)(c)可知：当 相同时， 越小，压力的作用效果越明显。
压力
受力面积
压力
受力面积
视频演示——《探究影响压力作用效果的因素》
学以致用
(2024·武威凉州区模拟)小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”，分析比较图示，下列说法错误的是(　　)
A.本实验用到了控制变量法
B.由甲、乙两图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.由甲、乙两图可知压力的作用效果与压力的大小有关
D.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
B
解析　实验中探究压力作用效果与压力大小和受力面积大小两个量的关系，用到了控制变量法，故A正确；
甲、乙两图中受力面积相同，压力不同，因此说明压力的作用效果与压力的大小有关，故B错误，C正确；
该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果，这是转换法的运用，故D正确。
1.在物理学中把物体 与 之比叫做压强。它是表示 的物理量。
2.公式：p＝。压强的国际单位是 ，简称 ，符号是 。1 Pa的含义： 。
所受的压力大小
受力面积
压力作用效果
帕斯卡
Pa
1 m2的受力面积上受到的压力是1 N
帕
二、压强的计算
3.一些物体的压强值
一张纸平放时对桌面的压强约1Pa
成年大象对地面的压强约为2 3×105 Pa
学生站立时对地面的压强约1.5×104 Pa
学以致用
1.(2024·菏泽鄄城县三模)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.对沙滩的压强较大
B.对沙滩的压强较小
C.所受的重力较大
D.所受的重力与乙的相等
C
解析　由于甲、乙在沙滩上留下的脚印深浅相同，说明压力的作用效果相同，即甲、乙对沙滩的压强相等；根据G＝F＝pS，受力面积大的物体压力大，甲的脚印大，所以甲对水平地面的压力大，水平地面的物体对水平面的压力等于物体的重力，所以甲受到的重力大于乙受到的重力，故C正确。
2.(2024·唐山玉田县期末)一位体重为600 N的中学生双脚站在水平地面上，每只脚与地面的受力面积约为250 cm2，他对地面的压强约为(　　)
A.1.2×103 Pa B.1.2×104 Pa
C.1.2×105 Pa D.1.2×106 Pa
B
解析　双脚站在水平地面上时，中学生对地面的压力大小等于中学生的重力，即F＝G＝600 N，由压强公式可知：中学生双脚站在水平地面上时对地面的压强为p＝＝1.2×104 Pa。
三、生产生活中怎样增大或减小压强
(1)增大压强的方法
压力F一定时，
减小受力面积S
受力面积S一定时，增大压力F
减小受力面积S，
增大压力F
增大压强的实例
切割物品的刀刃很锋利，铁钉、箭头、长矛等有锐利的尖端，都是通过减小受力面积来增大压强的。
压力F一定时，
增大受力面积S
受力面积S一定时，减小压力F
增大受力面积S，减小压力F
(2)减小压强的方法
汽车限重
轨道铺设在枕木上
坦克有很宽的履带
雪地车下面使用滑板
减小压强的实例
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。
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。
学以致用
1.(2024·霸州期中)如图所示的实例中，目的是增大压强的是(　　)
A.甲图，火车轨道上铺枕木
B.乙图，图钉尖做得很尖
C.丙图，货车的轮子多又宽
D.丁图，坦克装有宽大的履带
B
解析　火车轨道上铺枕木，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A错误；
图钉尖做得很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故B正确；
货车的轮子多又宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；
坦克装有宽大的履带，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故D错误。
2.因温室效应加剧，全球气候变暖，北极冰层面积缩小、厚度变薄。如图所示，北极熊害怕踩破冰面，“借腹滑行”通过冰面，北极熊“借腹”的目的是 。
减小对冰面的压强
解析　“借腹滑行”增大北极熊与冰面的接触面积，在压力不变时，通过增大受力面积可以减小对冰面的压强，不易破坏冰面。
1.静止在水平桌面上的物体对桌面的压力和物体受到重力之间的关系，下列说法正确的是(　　)
A.压力就是重力
B.仅受重力作用时，压力的大小等于物体重力的大小
C.压力等于物体的重力，它们是同一性质的力
D.以上说法均不正确
B
解析　压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，故A错误；
物体放在水平桌面上仅受重力作用时，对桌面的压力来自物体的重力，它们的大小是相同的，故B正确；
压力只有在物体放在水平桌面上时，它的大小才等于重力，它们的性质也完全不同，故C、D错误。
2.(2024·成都郫都区模拟)如图所示，小红在雪地中陷得较深，小刚脚下穿有滑雪板，没有陷进雪地。此现象能说明(　　)
A.小红对雪地产生较大的压强
B.压力的作用效果与受压面积无关
C.小刚对雪地产生较小的压力
D.压力的作用效果与压力大小有关
A
解析　这两位同学对雪地的压力差不多，小红与雪面的接触面积小，压力的作用效果明显，即压强较大，所以在雪地中陷得较深；但是小刚脚下穿有滑雪板，受力面积大，压力作用效果不明显，没有陷进雪地；说明压力作用的效果与受压面积有关，故A正确，B、C、D错误。
3.如图所示，一名重为500 N的中学生站在沙面上，在他身旁的沙面上也放有一个木箱。已知他一只鞋底的面积为200 cm2，请你根据图中给出的信息，推算木箱对沙地的压强约为(　　)
A.20 000 Pa
B.10 000 Pa
C.2.5 Pa
D.1.25 Pa
A
解析　中学生站在沙面上时对沙地的压力：F＝G＝500 N，沙地的受力面积：S＝2×200 cm2＝400 cm2＝0.04 m2，中学生对沙地的压强：p＝＝12 500 Pa，由题图可知，中学生站在沙地上时沙地的下陷深度比木箱下陷的深度小，即中学生对沙地的压强比木箱对沙地的压强小，所以木箱对沙地的压强p'>p＝12 500 Pa，故选A。
4.(2024·江阴期中)如图所示，在水平桌面上放着三个实心铁制圆柱，对桌面的压强大小判断正确的是(　　)
A.甲最大 B.乙最大
C.丙最大 D.一样大
B
解析　三个铁制的实心圆柱体，质地均匀，上下横截面积相同，放在水平桌面上，对水平桌面的压强为：p＝＝ρgh，密度相同，高度不相同，乙图高度最大，故三个圆柱体对水平桌面的压强乙最大。
5.(2024·济南模拟)俗话说“磨刀不误砍柴工”，如图所示将斧头磨锋利的目的是(　　)
A.增大压力
B.增大压强
C.减小压力
D.减小压强
B
解析　将斧头磨锋利后与斧头不锋利时对比，斧头与受力物体的接触面积变小，由压强公式可知，当压力相同时，受力面积变小，压强增大，有利于劈开受力物体，故B正确。

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