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(共22张PPT)
《第1节 压强》
目录
压力作用效果的探究与现象分析
压强概念的建立与公式理解
压强公式的应用与计算实践
压强知识的拓展应用与现实意义
压强核心知识总结与能力提升
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04
05
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现象探秘
从雪地脚印发现科学秘密
雪地上的两种足迹
■ 相同压力，不同效果：
① 步行者体重≈滑雪者体重 → 压力大小相近
② 步行者脚底面积小 → 深陷雪中
③ 滑雪板接触面积大 → 如履平地
★ 关键启示：
压力作用效果 ≠ 仅由压力决定
→ 还与受力面积密切相关
尖与宽的物理智慧
蚊子口器：微小面积，巨大压强
■ 蚊子口器极细尖锐 → 受力面积极小
■ 即使压力微弱（约0.01N），也能产生极高压强
→ 轻松刺破皮肤
★ 压强本质：
单位面积承受的压力越集中，效果越显著
骆驼脚掌：宽大接触，分散压力
■ 骆驼体重≈马×2 → 压力更大
■ 脚掌面积≈马蹄×3 → 受力面积显著增大
→ 压强反而更小，不陷沙中
★ 工程启示：
增大受力面积是减小压强的有效途径
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压强概念的建立
从生活现象到科学定义
理解压强定义
■ 压强的本质：
不是单纯看压力大小，而是看压力在单位面积上如何分布。
■ 生活印证：
→ 针尖面积小 → 单位面积压力大 → 易刺入皮肤
→ 滑雪板面积大 → 单位面积压力小 → 不陷雪中
★ 压强 = 单位面积上所受的压力 → 是描述压力作用效果的物理量
掌握压强公式
公式与符号
■ p = F / S 是压强的定义式
● p：压强，反映压力作用效果的强弱
● F：压力，垂直作用于物体表面的力（单位：N）
● S：受力面积，力实际作用的接触面积（单位：m ）
★ 公式表明：p与F成正比，与S成反比
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单位与换算
■ 国际单位：帕斯卡（Pa），1 Pa = 1 N/m
■ 常用单位：
● 1 kPa = 10 Pa
● 1 MPa = 10 Pa
★ 注意：面积单位必须统一为平方米（m ），cm 需换算（1 cm = 10 m ）
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压力
受力面积
压强
N
m
pa
帕斯卡（Pa）单位体系
03
公式应用
从书本到双脚的压强计算
例题精析
左侧：计算步骤
■ 压力F确定：
书静止在水平桌面，压力大小等于重力：F = G = 3N
■ 受力面积S：
书与桌面接触面为矩形，S = 5 × 10 m
■ 代入公式：
p = F/S = 3N / (5 × 10 m ) = 60 Pa
右侧：物理对应
■ 受力示意图：
→ 重力G竖直向下作用于书重心
→ 支持力N竖直向上作用于书底面
→ 压力F大小等于G，方向垂直桌面向下
■ 关键提醒：
● 压力≠重力，仅水平放置且无外力时数值相等
● 面积必须用国际单位m ，cm 需换算
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生活估算
① 压力确定
体重换算重力：
质量m = 50 kg → G = mg = 50 × 10 = 500 N
→ 此即人对地面的压力F
② 面积估算
双足接触面积：
在方格纸（每格边长2 cm）上描鞋印
≈ 30格（大于半格计1格）
→ S = 30 × (2 cm) = 120 cm = 0.012 m
③ 公式应用
压强计算：
p = F/S = 500 N / 0.012 m ≈ 4.2 × 10 Pa
→ 数量级意识：比书本压强大约700倍
04
拓展应用
压强与生活安全
承压限度
■ 现象本质：
路面有最大承受压强限度，超过即发生塑性形变或断裂。
■ 超载危害：
货车总重↑ → 对地面压力↑ → 受力面积不变 → 压强显著增大 → 路面被压裂、塌陷。
■ 公式体现：
p = F/S，F由货物质量决定，S由轮胎接地面积决定 → F过大直接突破p临界值。
限载背后的压强逻辑
工程原理
■ 核心策略：
增加车轴数量 → 增大轮胎与地面总接触面积S → 在总载重F不变时，显著降低整体压强p。
■ 数据对比：
单轴货车：S小，p易超标；
多轴平板车：S大幅增加，同等载重下p降至安全范围。
法规依据
■ 交通规定：
‘每车轴平均承载质量≤10 t’ → 实质是控制单位接触面积所受压力，防止p超限。
■ 设计意义：
将总载重合理分配至更多支撑点，使p始终低于路面材料的抗压强度阈值，保障道路寿命与行车安全。
05
压强核心总结
从现象到本质的思维跃迁
压强的定量关系
公式本质解析
■ 压强定义式：
p = F/S 是比值定义法的典型代表，反映单位面积承受的压力大小。
■ 变量关系：
① F↑（S不变）→ p↑
② S↓（F不变）→ p↑
③ F与S同变时需具体计算判断。
★ 生活印证：图钉尖靠减小S增大p，滑雪板靠增大S减小p。
影响因素图示
■ 控制变量逻辑：
① 探究F影响：固定S，改变砝码质量 → 海绵凹陷深度变化
② 探究S影响：固定F，翻转小桌 → 凹陷深度显著加深
■ 反比关系可视化：
当F=100N时：
S=1m → p=100Pa
S=0.1m → p=1000Pa
→ S减为1/10，p增为10倍。
★ 关键结论：压强与受力面积成反比。
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压力 vs 重力
四维对比
■ 产生原因：
压力源于物体间相互挤压的弹力；
重力源于地球对物体的万有引力。
■ 方向特征：
压力方向始终垂直于接触面；
重力方向恒为竖直向下。
★ 关键区别：二者无必然联系，仅水平面静止时数值偶然相等。
作用点与大小
■ 作用点位置：
压力作用点在接触面中心；
重力作用点在物体重心。
■ 大小关系：
压力大小由受力分析决定（如推墙时F≠G）；
重力G=mg恒成立。
★ 反例警示：斜面上物块对斜面压力＜G；天花板悬挂物对天花板压力＞G。
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压强知识网络
谢谢大家

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