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专题07 固体的压强
◆ 知 识 清 单 ◆
1．压力和重力、压强 2．探究影响压力作用效果的因素 3．固体压强的计算或大小比较 4．减小或增大压强的方法　
一、压力 1．定义：由于物体间的挤压而垂直作用于物体表面的力。 2．产生条件：两个物体相互接触且发生挤压。 3．方向：垂直接触面，指向被压物体。 4．压力和重力的区别 区别压力重力产生原因相互接触的两个物体相互挤压而产生的物体由于受到地球吸引而产生的方向垂直指向受力物体（只有接触面为水平方向时，方向才竖直向下）竖直向下施力物体挤压它的物体地球作用点受力物体的表面受力物体的重心
二、压强： 1．定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强，表示压力的作用效果。 2．公式p=F/S，单位帕斯卡，简称帕，符号Pa。1 Pa=1 N/m2 公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，两者接触面的面积。 3．压强的定义式p=F/S，具有普遍适用性，既适用于固体也适用于液体和气体。 4．推导公式：。适用于圆柱体、正方体、长方体等上下一样粗且与底面垂直的密度均匀的固体对水平面的压强。 5．我们有时要利用压强工作，此时要设法增大压强；有时压强太大带来危害，此时要设法减小压强。压强的大小和压力和受力面积有关，故： （1）增大压强p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。 （2）减小压强p的方法——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。 6．任何物体所能承受的压强都是有一定限度的，当物体承受的压强超过了这个限度，物体就会被损坏。
1．压力大小的判断： （1）物体静止在水平面上时，压力的大小F=G； （2）物体与竖直面接触，静止时受到的压力F=F'； （3）物体静止在斜面上时，受到的压力F题型1　压力和重力、压强　
（2023春 凤阳县校级期中）关于压力和重力，下列说法中正确的是（　　）
A．压力和重力的大小一定相同
B．压力和重力的方向一定相同
C．压力和重力是两种不同的力
D．压力的大小一定与重力有关
【答案】C
【分析】压力是垂直作用在物体表面上的力，所以它的方向总是垂直于物体的表面，重力的施力物是地球；只有物体放在水平面上，物体对水平面的压力等于重力。
【解答】解：A．压力和重力的大小不一定相同，比如斜面上的物体对斜面的压力小于重力，故A错误；B．压力和重力的方向不一定相同，比如斜面上物体的压力与重力方向不同，故B错误；C．压力属于弹力，而重力属于引力，是两种不同的力，故C正确；D．压力的大小不一定与重力有关，比如把物体压在竖直墙壁上，压力与重力大小无关，故D错误。
【点评】本题考查了压力与重力的区别，及重力和压力的方向，属于基础题目。
【跟踪练1】（2023春 青岛期中）关于压力的概念中，下列说法正确的是（　　）
A．压力的大小总等于物体受到的重力
B．压力的方向总是竖直向下的
C．压力的大小和方向总跟重力有关
D．压力就是垂直压在物体表面上的力
【答案】D
【分析】垂直压在物体表面的力叫压力，压力的方向是和受力面垂直的，若受力面是水平方向上的，压力的大小就等于重力的大小。
【解答】解：A、压力不是重力，只有在水平面上，压力的大小才等于重力的大小，故A错误；B、压力的方向是和受力面垂直的，不总是竖直向下，故B错误；C、压在竖直面上的物体产生的压力不是由于重力的原因产生的，其大小和方向跟重力无关，故C错误；D、压力就是垂直压在物体表面上的力，故D正确。
【跟踪练2】（2023春 金安区校级期末）下面关于压力和压强的说法中正确的是（　　）
A．受力面积一定时，物体受到的重力越大，产生的压强越大
B．物体受到的压力越大，产生的压强就越大
C．压力一定时，接触面越粗糙，压强就越大
D．受力面积不变时，压力越大，压力的作用效果越明显
【答案】D
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关，压力越大、受力面积越小，压强越大。
【解答】解：A、受力面积一定时，压力越大，产生的压强越大，压强的大小与物体受到的重力大小没有直接关系，故A错误。
B、受力面积一定时，物体受到的压力越大，产生的压强就越大，故B错误。
C、压力一定时，受力面积越小，压强就越大，故C错误。
D、根据p可知受力面积不变时，压力越大，压力的作用效果越明显，故D正确。
【点评】此题考查对压强的理解和掌握，解答此类题目掌握压强的影响因素，利用控制变量法分析。　　
【跟踪练3】（2023春 中宁县期末）汽车超载公路损坏严重，你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于（　　）
A．汽车的功率 B．汽车的惯性
C．汽车的速度 D．汽车对公路的压强
【答案】D
【分析】汽车超载对公路的压力大，压力大对路面产生的压强就大；压强大就标志着压力的作用效果明显，对公路损坏就越严重。
【解答】解：汽车超载，重力增大，对地面的压力增大，受力面积一定，对路面的压强增大，损坏就越严重；故超载汽车对公路的损坏主要取决对公路的压强；而汽车的功率、速度、惯性不是对公路损坏的主要原因；故ABC错误，D正确。
【点评】明确压强的物理意义﹣﹣压力的作用效果是解答此题的关键。　　
题型2　影响压力作用效果的因素　
（2023春 沙坪坝区校级期中）小强同学利用小桌、海绵及肥皂“探究影响压力作用效果的因素”，实验探究过程如图所示。
（1）小强通过观察海绵的 　 来比较压力的作用效果，这里用的研究方法是 　 （选填“转换法”、“等效替代法”或“控制变量法”）；
（2）比较乙图和 　图可知， 　一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
（3）如图丁所示，小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块，发现无论是大块还是小块肥皂对海绵的作用效果与之前一样，他经过分析得到的结论是：压力的作用效果与受力面积无关。你认为小强的方法是： 　（选填“正确”或“错误”）的；
（4）此实验 　（选填“能”或“不能”）用硬木板代替海绵。
【答案】（1）凹陷程度；转换法；（2）丙；压力；（3）错误；（4）不能。
【分析】（1）压力作用效果用物体形变大小来反映，用到的是转换法；
（2）分析乙、丙，得出压力作用效果与受力面积大小的关系；
（3）一个物理量受多个因素的影响，探究该物理量跟其中一个因素的关系时，必须控制其它因素不变；
（4）实验中，应用转换法来反映压力的作用效果，所以作用效果应明显。
【解答】解：（1）通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果，海绵凹陷程度大，压力作用效果越明显；通过海绵的凹陷程度反映作用效果，是转换法；
（2）图乙和图丙，压力大小相同，受力面积不同，海绵的凹陷程度不同，压力作用效果不同，可得在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
（3）小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块，压力变化，受力面积同时也发生变化，得出压力作用效果跟受力面积的关系，这个实验没有控制压力大小不同，就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的；
（4）用硬木板代替海绵，由于硬木板的形变不明显，不容易探究压力的作用效果。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验，主要考查控制变量法及转换法的应用，体现了对过程和方法的考查。
【跟踪练1】（2023 江北区校级一模）关于压力的说法，正确的是（　　）
A．放在水平地面上的物体，对地面的压力就是物体的重力
B．压力的作用效果与压力大小和受力面积有关
C．压力的大小一定与重力大小有关
D．竖直作用在物体表面上的力叫做压力
【答案】B
【分析】（1）压力是垂直作用在物体表面上的力。压力不都是由重力产生的，有时也是人为产生的。只有物体自由放置在水平面上，物体对水平面的压力才等于重力。
（2）压力的作用效果与压力大小和受力面积有关。
（3）压力是由两个相互接触的物体发生挤压而产生的，它实质上也是一种弹力。
【解答】解：A、放在水平地面上的物体，对地面压力的大小等于重力的大小，但压力和重力是完全不同的两个力，故A错误；
B、压力的作用效果与压力大小和受力面积有关，故B正确；
C、重力和压力是不同的两个力，即压力和重力的性质不同；压力和重力的大小不一定相等，只有物体放在水平面上，物体对水平面的压力才等于重力，故C错误；
D、压力是垂直作用在物体表面上的力，不是竖直作用在物体表面上的力，故D错误。
【点评】此题考查了压力的概念以及压力与重力的关系；压力属于弹力的一种，不同于重力。
【跟踪练2】（2023春 上杭县期中）如图利用小桌、砝码、海绵等物品进行“影响压力作用效果的因素”实验。
（1）实验中用海绵的 　 反映压力作用效果，这是采用 　法的研究方法；
（2）比较甲、乙两图的实验可以得出：　 　。比较丙图和 图，可以得出压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（3）本实验还采用了 　的研究方法。
（4）物理学中用压强描述压力的作用效果，以下设计中为了减小压强的是 　。
A．菜刀钝了磨一磨就好了
B．在皮带传动中把皮带张紧
C．注射针头又尖又细
D．在坦克的轮子上安装履带
【答案】（1）凹陷程度；转换；（2）在受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显；乙；（3）控制变量；（4）D。
【分析】（1）本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，采用了转换法；
（2）（3）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，实验时应采用控制变量法，即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，
探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变；（4）对选项逐一分析。
【解答】解：（1）实验中用海绵的凹陷程度反映压力作用效果，海绵的凹陷程度越大，说明压力的作用效果越明显，这是采用转换法的研究方法。
（2）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，研究与其中一个因素的关系时，应采用控制变量法。比较甲、乙两图的实验可知，受力面积相同，乙中压力大，作用效果明显，故可以得出：在受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变，比较丙图和乙图，可以得出压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（3）根据（2）可知，本实验还采用了控制变量法的研究方法。
（4）A、菜刀钝了磨一磨就好了，在压力一定时，通过减小受力面积增大压强，故A不符合题意；B、在皮带传动中把皮带张紧，在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力增大摩擦，故B不符合题意；C、注射针头又尖又细，是在压力一定时，通过减小受力面积增大压强，故C不符合题意；D、在坦克的轮子上安装履带，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，故D符合题意。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验，主要考查控制变量法及转换法的应用，体现了对过程和方法的考查。
【跟踪练3】（2023春 建阳区期中）利用小桌、海绵、砝码等探究“影响压力作用效果的因素”，如图的甲、乙、丙所示。
（1）实验中通过观察海绵的 　来比较压力作用效果。我们 　（选填“可以”或“不可以”）用木板代替海绵来完成实验；
（2）通过比较图甲和图乙，说明受力面积一定时，　 　越大，压力的作用效果越明显；通过比较图 　和图丙，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
（3）将图丙中的小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p 　 　p′（选填“＞”“＜”或“＝”）；
（4）实验时如果将小桌换成砖块，并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示。小潭发现它们对海绵的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 　。
【答案】（1）凹陷程度；不可以；（2）压力；乙；（3）＝；没有控制压力相同。
【分析】（1）本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，采用了转换法；选用的受压材料形变要明显；（2）（3）（5）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，实验时应采用控制变量法，即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答；
（4）因受压材料不同，故不能用所压材料的凹陷程度比较，根据p分析。
【解答】解：（1）实验中，压力的作用效果不易于直接比较，通过比较海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种方法叫转换法；如果利用木板，形变效果不明显，故不能利用木板来代替海绵做实验。
（2）通过比较图甲和图乙知，说明压力越大，压力的作用效果越明显；研究压力的作用效果与受力面积关系时，要控制压力一定，故通过比较图乙和图丙，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
比较图乙和图丙，压力相同，受力面积不同，受力面积小的，海绵的凹陷程度也较大，即压力的作用效果较明显，所以可以说明：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（3）图丙和丁中，压力相同，受力面积也相同，所以压力的作用效果相同，即压强相等，即p＝p′，受压物体的形变程度不同是因为不同材料的抗压能力不同。
（4）实验时，要应用控制变量法，每次只能有一个变量改变，探究中存在的问题是，在探究压力与受力面积的关系时，没有控制压力相等。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验，主要考查控制变量法及转换法的应用，体现了对过程和方法的考查。　　
题型3　固体压强的大小　
（2023 内蒙古）如图所示，取完全相同的均匀实心长方体1块、2块、3块分别竖放、平放、竖放在水平地面上，它们对地面的压强分别为pa、pb和pc，则（　　）
A．pa＝pc＞pb B．pa＝pb＜pc C．pa＞pb＞pc D．pa＜pb＜pc
【答案】A
【分析】（1）物体放在水平地面上时，对地面的压力等于其自身的重力；
（2）根据压强公式p，结合在不同情况下受力面积的大小，从而确定压强的大小。
【解答】解：设长方体物体的长、宽、高分别为a、b、h，
则1块长方体竖放时对水平地面的压强：pa，
2块长方体平放时对水平地面的压强：pb，
3块长方体竖放时对水平地面的压强：pc，
由题和图可知，a＞b＞h，且ha， 所以，它们对地面的压强关系为：pa＝pc＞pb。
故选：A。
【点评】此题主要考查了固体压强的大小比较，关键是找出各图中压力以及受力面积的关系。
【跟踪练1】（2023春 蚌山区期中）用F表示压力，用S表示受力面积，用p表示压强，则．下面对此公式解释正确的是（　　）
A．物体所受的重力越大，产生的压强越大
B．物体的压力越大，产生的压强越大
C．受力面积越大，产生的压强越大
D．受力面积不变，产生的压强与压力成正比
【答案】D
【分析】对于压强的计算公式理解：在压力一定时，压强与受力面积成反比；在受力面积一定时，压强与压力的大小成正比。
【解答】解：A、压力并不都是由重力产生的，有些压力与重力没有任何联系。故A错。
B、物体的压力越大，产生的压强越大，应是在受力面积一定时，故B错。
C、在压力一定时，受力面积越大，产生的压强越小，故C错。
D、受力面积一定时，即压强与压力的比值一定，压强与压力成正比。
【点评】此题主要考查我们对于压强公式的理解。
【跟踪练2】（2023 和平区校级模拟）两个完全相同的正方体均匀物块；分别沿各自虚线切割掉一半，将剩余部分a和b按照图示位置摆放在同一水平面上，比较两物块对水平面的压强（　　）
A．a比较大 B．b比较大 C．一样大 D．无法判断
【答案】A
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等，根据压强公式表示出实心正方体切后对水平桌面的压强比较即可。
【解答】解：因为水平面上物体的压力和自身的重力相等，即F＝G，由图a，如果沿水平方向切去一半后，剩余部分的重力减半即为G，受力面积不变即为S，
由b图，如果沿对角线切去一半后，剩余部分的重力减半即为G，物块为正方体，所以b比a受力面积大，即b中受力面积大于S，由p可知，a对水平地面的压强大。故选：A。
【点评】本题考查了压强的计算，关键是分析好沿水平方向将铁块切去上面一半的情况下受力面积和压力的变化，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。　　
【跟踪练3】（2023春 台江区期中）如图所示为高度相同的实心铁质圆柱体，已知两圆柱底面积之比为2：1，则它们对桌面的压强之比为（　　）
A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：2
【答案】A
【分析】对于圆柱体形状的固体，可根据压强定义式p推导出的公式p＝ρgh，进行分析。
【解答】解：甲、乙两个铁质圆柱体，其高度h相同，材料（即密度）ρ相同；根据压强定义式Pρgh，在高度h和密度ρ相同的条件下，其对桌面的压强相等，即压强之比为1：1，故A正确。
【点评】本题主要考查压强的推导式的应用，抓住题目提供的条件，灵活运用压强的公式进行分析，即可解答。
题型4　减小或增大压强的方法　
（2023春 太康县期末）如图实例中属于增大压强的是（　　）
A．图钉尖很尖锐 B．书包背带较宽
C．穿滑雪板滑雪 D．铁轨下铺设枕木
【答案】A
【分析】（1）增大压强的方法：在受力面积一定时，增大压力；在压力一定时，减小受力面积。（2）减小压强的方法：在受力面积一定时，减小压力；在压力一定时，增大受力面积。
【解答】解：A、图钉尖很尖锐，减小了受力面积，增大了压强，符合题意；
B、书包背带较宽，增大了受力面积，减小了压强，不符合题意；
C、穿滑雪板滑雪，增大了受力面积，减小了压强，不符合题意；
D、铁轨下铺设枕木，增大了受力面积，减小了压强，不符合题意。
【点评】知道压强大小的影响因素，掌握增大和减小压强的方法，能在生活中应用压强知识解释有关现象。
【跟踪练1】（2023 崇明区一模）滑雪时穿上滑雪板是为了（　　）
A．增大压力 B．增大压强 C．减小压力 D．减少压强
【答案】D
【分析】减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。
【解答】解：滑雪时穿上滑雪板是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强的。故选：D。
【点评】本题考查了减小压强的方法，属于基础题。
【跟踪练2】（2023 徐州）下列实例中，属于减小压强的是（　　）
A．篆刻刀的锋利刀口 B．骆驼的宽大脚掌
C．注射器的尖锐针头 D．压路机质量很大的碾子
【答案】B
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关；
增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力；
减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。
【解答】解：A、篆刻刀的锋利刀口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A不合题意。B、骆驼的宽大脚掌，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B符合题意。C、注射器的尖锐针头，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C不合题意。D、压路机质量很大的碾子，是在受力面积一定时，通过增大压力来增大压强，故D不合题意。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题，在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强，要学会学以致用，活学活用，这才是学习物理的真正意义。
【跟踪练3】（2023春 杜集区校级月考）公园中常常能见到用鹅卵石铺成的凹凸不平的道路，人在上面行走时能够对脚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，压力和压强的变化是（　　）
A．压力不变，压强变大 B．压力变大，压强变大
C．压力不变，压强不变 D．压力变大，压强不变
【答案】A
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积来增大压强；在受力面积一定时，增大压力来增大压强。
减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力来减小压强。
【解答】解：人在水平路面上行走和鹅卵石铺成的凹凸不平的道路上行走，路面对人的压力等于人的重力，鹅卵石对脚底的压力不变，脚底与鹅卵石的接触面积减小，鹅卵石对脚底的压强增大，增强对人的刺激，达到健身的目的。故选：A。
【点评】本题考查了压强的影响因素，掌握压强大小的影响因素，利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。　　

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