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8.1 第2课时 压强的计算
素养目标
1.概述压强的概念、公式和单位。
2.尝试用压强公式进行简单的计算。
3.归纳增大和减小压强的方法,感受物理就在身边,体验物理知识的价值。
◎重点:经历压强概念的建立过程。
【预习导学】
生活中的物理
睡钉床、砸石板
街头正在进行杂技表演,只见杂技演员躺在钉床上,胸部放一块大石板,另有一人用大锤使劲砸,结果石板被砸烂了,人却安然无恙,引得观众惊呼不已。
【问题】杂技演员为什么没有受伤呢 其中有什么物理知识呢 要完成这两个问题需要掌握以下知识。
重点梳理
知识点一 压强及其计算
1.意义:压强是反映物体 所受压力的作用效果的物理量,这种效果不仅和 的大小有关,而且与 的大小有关。
2.定义:物体所受的 与 之比叫作压强。
3.计算公式: 。
4.单位:p表示压强,单位是 ;F表示压力,单位是 ;S表示受力面积,单位是 。
5.10帕表示的意义: 。
对点自测
1关于压强,下列说法正确的是 ( )
A.压力越大,产生的压强越大
B.压强大的,受力面积一定小
C.单位压力作用的面积越大,压强就越大
D.压强大,指的是单位面积上受到的压力大
【参考答案】
知识点一
1.单位面积　压力　受力面积
2.压力　受力面积
3.p=
4.帕斯卡　牛顿　平方米
5.1平方米的面积上所受的压力大小是10 N
对点自测
1.D
知识点二 压强的增大与减小
1.根据压强公式p=可知增大压强的方法:压力一定时 受力面积,或者受力面积一定时
压力,或在 压力的同时 受力面积。
2.根据压强公式p=可知减小压强的方法:压力一定时 受力面积,或者在受力面积一定时
压力,或在 压力的同时 受力面积。
·学习小助手·
根据压强的公式从理论上总结出增大或减小压强的方法,既方便又全面,也容易理解,再用总结出的方法分析具体的事例,就可以做到驾轻就熟。
对点自测
2如图所示的实例中,属于增大压强的是 ( )
①啄木鸟的嘴很尖 ②书包的背带做得很宽
③压路机的质量很大 ④水果刀的刀刃做得很薄
A.②③④ B.①③
C.①③④ D.①④
【参考答案】
知识点二
1.减小　增大　增大　减小
2.增大　减小　减小　增大
对点自测
2.C
【合作探究】
任务驱动一 估测人站立时对地面的压强
提出问题:班上哪位同学对地面的压强最大
设计实验:1.如何测量人对地面的压力
2.如何估测地面的受力面积
　　实验器材: 。
实验原理: 。
实验步骤:
①用 测量人的质量 m,计算人的体重G;
②用 测量一只脚的长度a和宽度b,计算两只脚的底面积S;
③计算人站立时对地面压强p= 。
实验并收集数据:
人的质量 m/kg 人对地面的 压力F/N 地面的受力 面积S/m2 人对地面的 压强p/Pa
　　讨论与交流:
(1)是不是体重越大,压强就越大
(2)实际的鞋底与地面的接触面积与脚印的面积是否相等 估测的压强偏大还是偏小
【参考答案】
任务驱动一
1.答:利用台秤或磅秤测出人的质量,计算出人的重力,即对地面的压力。
2.答:利用刻度尺测出一只脚的长度a和宽度b,计算两只脚的底面积S;也可以将脚放在方格纸上,估测出地面的受力面积。
实验器材:台秤(或磅秤)、刻度尺(或方格纸)
实验原理:p=
实验步骤:①台秤　②刻度尺　③
(1)答:体重大的同学对地面的压力大,但他们对地面的受力面积并不一样,所以对地面的压强不一定大。
(2)答:一般人的脚掌是弓形的,脚印的面积比实际鞋底与地面的接触面积小,所以用鞋底的面积代入p=进行计算时,估测的压强偏小。
任务驱动二 测量一张纸对水平桌面的压强
实验器材: 。
实验步骤(所测物理量用字母表示):
1.用 测出纸的 ;
2.用 测出10张相同纸的 ;
3.计算出一张纸对水平桌面的压强 。
【参考答案】
任务驱动二
刻度尺、天平、纸等
1.刻度尺　长a和宽b
2.天平　质量m
3.p=
任务驱动三 固体压强的计算
　　图示是科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为36 kg。
(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少 (g取10 N/kg)
(2)若车轮与地面的总接触面积为400 cm2,则车对地面的压强为多少
(3)若取下月球车的太阳能电池板时,它对地面的压强减小了1000 Pa,则太阳能电池板的重力为多少
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对于计算题,要在认真分析题意后进行计算,计算过程要注意书写的规范化。
·方法突破·
固体压强的计算方法
在应用公式p=解题时,要注意下面几点:(1)受力面积S必须是受到压力的那部分面积,p是面积S上受到的压强;(2)F的单位是N,S的单位是平方米,p的单位是帕斯卡(牛顿/米2)。
求压强:找压力→找受力面积→代公式p=
求压力:找压强→找受力面积→代公式F=pS
【参考答案】
任务驱动三
解:(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力F=G=mg=36 kg×10 N/kg=360 N。
(2)车对地面的压强p===9×103 Pa。
(3)根据p=得,减小的压力为ΔF=ΔpS=1000 Pa×400×10-4 m2=40 N,太阳能电池板的重力为G=ΔF=40 N。
任务驱动四 学以致用
1.聪明的你,能解释“睡钉床”的气功师傅没有受伤的原因吗
2.假设表演者的质量为60 kg,人体皮肤所能承受的最大安全压强为400 kPa,每一枚钉子与人体的受力面积为0.1 cm2,人体平躺在地面上的接触面积为400 cm2,试计算:
(1)表演者平躺在钉床时,钉床对人的支持力为多大
(2)为确保安全,钉床每平方米范围内需要均匀铺设的钉子数目是多少
【参考答案】
任务驱动四
1.答:睡在钉床上的人没有受伤,是因为增大受力面积,减小压强;而石板的质量大,惯性大,惯性大的物体,其运动状态不容易改变,向下运动的距离小,故石板被敲碎,而人安然无恙。
2.解:(1)表演者平躺在钉床时,钉床对人的支持力F支=F压=G= mg=60 kg×10 N/kg=600 N。
(2)为确保安全,根据p=可知,钉床与人体的接触面积S===1.5×10-3 m2=15 cm2, 因每一枚钉子与人体的受力面积S0=0.1 cm2;所以人体接触的钉子数目n===150根,人体平躺在地面上的接触面积为200 cm2=0.02 m2,即0.02 m2的面积上均匀铺设的钉子数目为150根,所以,钉床每平方米范围内需要均匀铺设的钉子数目N=150×根=3750根。

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