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第八章 压强
8.1 压强
在生活和生产中，大型载重卡车要安装许多车轮[图8-1-1(a)]，图钉一端要做得很尖[图 8-1-1(b)]，这是什么原因呢
图8-1-1 大型载重卡车与图钉
压 力
请根据你对力的认识，观察图8-1-2 中力的方向有什么特点，对受力物体会产生什么效果
图8-1-2 压力示意图
图8-1-2 压力示意图
显然，墨水瓶压桌面的力，方向垂直于桌面[图8-1-2(a)]，使桌面发生微小弯曲；重物压在传送带上的力，方向垂直于传送带[图8-1-2(b)]使传送带发生弯曲。
图8-1-2 压力示意图
物理学中，把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。一切物体表面受到压力时，都会发生形变。
探究压力的作用效果
在生活和生产中，人们有时希望物体在压力的作用下能发生较大的形变有时又希望形变小一些。大型载重卡车安装了许多车轮，就不易压坏路面；图钉的一端做得很尖，就容易嵌入物体。那么，压力的作用效果到底与哪些因素有关呢
探究压力的作用效果
根据上述事例，有的同学猜想，压力的作用效果与压力的大小有关；也有的同学猜想，压力的作用效果与受力面积的大小有关。
为了用实验验证这些猜想，设计实验的思路是：先保持受力面积不变，改变压力的大小，观察压力的作用效果；再保持压力的大小不变，改变受力面积的大小，观察压力的作用效果。
图8-1-3 是可供实验选用的器材。
图8-1-3 实验器材
如图8-1-4 所示，首先，将小方桌放在沙盘里，观测桌脚陷入沙中的深度；接着，在小方桌上放上砖块，观测桌脚陷入沙中的深度；最后将小方桌翻过来放在沙盘里，放上同样的砖块，观测桌面陷入沙中的深度。
请分析上述实验结果，得出结论。
图8-1-4 探究压力的作用效果
通过分析上述实验结果，可以得出结论：
当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时受力面积越小，压力的作用效果越明显。
压 强
由于压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，为了定量地反映压力的作用效果，仿照描述速度的方法，引入压强的概念。
物理学中，把物体表面受到的压力与受力面积之比叫做压强(pressure)，即
压强＝
如果用 F 表示压力，S 表示受力面积，p 表示压强，则
p＝
在国际单位制中，力的单位是牛 (N)，面积的单位是平方米 (m)，压强的单位就是牛每平方米 (N/m)，它有一个专门的名称叫做帕斯卡(pascal)，简称帕，符号是 Pa。
1 Pa＝1 N/m2
你想直观地认识一下 1Pa 的大小吗 图8-1-5 给出了一些物体产生的压强。
图 8-1-5 一些物体产生的压强
图 8-1-5 一些物体产生的压强
例题 我国云南省有一种野牛，被当地人称为“白袜子”(图8-1-6)，属国家重点保护动物。经动物保护组织测量，这种成年野牛每只脚掌的面积大约为 0.025m 它在水平沙地上站立时留下脚印的深度是 1.8cm。实验表明，使沙地达到
相同深度的压强为1.5×105Pa。假设野牛四
只脚掌的面积相等，它对沙地的压力 F为多
少 它的质量 m 为多少 (g取10N/kg)
解：野牛脚掌的总面积
S＝0.025 m2×4＝0.1 m2
由题意可知，野牛对沙地的压强 p＝1.5×105 Pa，由压强公式 p＝ 可得野牛对沙地的压力
F＝pS＝1.5×105Pa×0.1 m ＝1.5×104N
野牛对沙地的压力等于它的重力，即 F＝G＝mg，所以野牛的质量
m＝＝＝1.5×103 kg
答：野牛对沙地的压力为 1.5×104 N，它的质量为 1.5×103kg。
增大或减小压强
讨论增大或减小压强的方法
根据压强公式，讨论图8-1-7中的实例，哪些有利于增大压强 哪些有利于减小压强
图8-1-7 增大或减小压强的实例
有利于减小压强
有利于增大压强
图8-1-7 增大或减小压强的实例
请你归纳增大或减小压强的方法。
有利于增大压强
有利于减小压强
通过上述活动，可以得出结论：
增大压强的方法有增大压力或减小受力面积；减小压强的方法有减小压力或增大受力面积。
如图8-1-8所示，火车车轮与钢轨间的压强是很大的但是通过轨枕、道床逐级增大受力面积，路基上承受的压强就减小了。
1.如图所示，放在桌面上的茶壶处于静止状态，下列说法正确的是 ( )
A.茶壶的重力方向垂直向下
B.茶壶对桌面的压力作用在茶壶上
C.茶壶对桌面的压力等于茶壶的重力
D.桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变而产生的
D
2.(南充中考)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的____________来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出：当________一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
凹陷程度
压力
(3) 由甲、丙两图可以探究压力作用效果与__________的关系。
(4) 对比甲、丁两图，小强认为压力作用效果与压力大小无关，你认为他的观点__________(选填“正确”或“错误”)；理由是__________________________________。
压力大小
错误
没有控制受力面积相同
3.一个图钉的图钉帽的面积是 1 cm2，图钉尖的面积是 5×10－4 cm，手指对图钉帽的压力是 40 N。
(1) 画出手指对图钉帽的压力的示意图；
(2) 求手指对图钉帽的压强；
(3) 求图钉尖对墙的压强。
F＝40 N
4×105 Pa
8×108 Pa
4. (2024·长沙中考)(多选) 在下列生产生活的实例中，属于增大压强的是( )
A. 图钉尖做得很细
B. 书包背带做得较宽
C. 菜刀磨得很锋利
D. 货车限载保护路面
AC
自我评价与作业
1.斜面上放有一个静止物体A(图8-1-9)，请画出它对斜面产生的压力的示意图。
F
2.按照图8-1-10所示的方法轻轻试一试，两根手指所受的压力大小_________(选填“相等”或“不相等”)，两指面凹陷程度____________(选填“相同”或“不相同”)，这表明___________ ______________________________________________________。
相等
不相同
在压力一定时，压力的作用效果跟受力面积的大小有关
3.一辆卡车有 6 个轮子，自重 2t。当这辆卡车载重 5t 时，设每个轮子与地面间的接触面积是 200cm，则这辆卡车对水平路面的压强是多少
解：载重时卡车对路面的压强
p＝＝＝ ≈5.72×105Pa。
4.如图8-1-11所示，书包背带宽些好还是窄些好 为什么
书包背带宽些好。在书包重一定时，书包背带宽些比窄些受力面积大，产生的压强小，用宽背带的书包更舒服。
5. 你在水平路面上站立或走路时，对地面产生的压强约有多大 为了估测站立或走路时的压强，需要测量哪些数据 怎样进行测算 请在家中做一做，再与同学交流。
提示：需要测量的数据：自己的质量 m，一只鞋底与地面的接触面积 S。
走路时 p＝＝＝；站立时 p′＝＝＝。
6.冰壶(图8-1-12)是冬奥会的比赛项目之一。冰壶由花岗石磨制而成，质量约为 19kg，与冰道接触的底面积约为 0.02m，则冰壶对水平冰道的压强为多少
9 310 Pa

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