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2.3 第1课时 压强及其影响因素
八年级上册·浙教版
学习目标
1. 通过实验探究，知道压力的作用效果跟压力大小和受力面积有关，能设计简单的对比实验（科学探究）。
2. 理解压强的概念，能用压强定义式 p=F/S 进行简单计算，知道压强的单位帕斯卡（Pa）及其意义（物理观念）。
3. 能运用压强知识解释生活中增大或减小压强的方法，并列举相应的实例（科学思维）。
4. 经历“建立猜想—实验比较—分析论证”的探究过程，体会控制变量法的运用（科学探究）。
学习重难点
学习重点：压强的概念及 p=F/S 的应用 增大和减小压强的方法
学习难点：压力与压强的区别 探究压力作用效果影响因素的实验设计与控制变量法
一 课前预习
知识梳理
1. 垂直作用在物体________上的力叫作压力；压力的作用效果不仅跟________的大小有关，还跟________有关。
2. 物体所受压力的大小与________之比叫作压强，它用来比较压力作用的________。
3. 压强的公式：p = ________（用字母表示，其中 p 表示________，F 表示________，S 表示________）。
4. 在国际单位制中，压强的单位是________，简称________，符号为________；1 Pa = ________ N/m 。
5. 要增大压强，可以________压力，或者________受力面积；要减小压强，可以________压力，或者________受力面积。
6. 用两手指水平挤压一支铅笔，________侧手指（选填“左”或“右”，与铅笔尖接触的一侧）凹陷更明显，说明该侧受到的压强更________。
学前引导
1. 人在沙滩上行走会留下脚印，海涂上的“骑泥马”却不会陷下去——这是________的作用效果。你认为压力的作用效果可能与哪些因素有关？写出你的猜想：________、________。
2. 冬天的雪地里，穿普通鞋行走容易陷脚，而滑雪板能让人浮在雪面上。请尝试用“受力面积”解释原因：________。
二 课中探究
01 压力的作用效果
【情境】人在沙滩上行走会留下脚印，说明压力能使物体表面产生凹陷；海涂上举办“骑泥马”比赛，站在海涂上的人会陷下去，而骑在泥马上的人却不会陷下去。压力的作用效果究竟跟哪些因素有关？
【探索活动】按如图进行实验，观察并比较各次实验中海绵的凹陷程度（小凳子对海绵的压力、小凳子与海绵的接触面积即受力面积，是两个需要考虑的因素）。
甲、乙、丙三次实验中，小凳子对海绵的压力与接触面积不同，比较海绵凹陷程度
【比较与思考】
（1）图甲和图乙相比，________________相同，________不同（乙中加砝码使压力更大）；
（2）图乙和图丙相比，________相同，________不同（丙中海绵的受力面积更小）；
（3）压力作用的效果有什么差别？从图甲与图乙的比较、图乙与图丙的比较，可以得出什么结论？
【观察记录表】将你的比较结果填入下表。
比较对象 相同因素 不同因素 海绵凹陷程度
图甲、图乙 受力面积 压力大小 ________
图乙、图丙 压力大小 受力面积 ________
【分析论证，得出结论】
当________相同时，压力越________，压力的作用效果越明显；当________相同时，受力面积越________，压力的作用效果越明显。
02 压强
【概念建构】实验表明，压力作用的效果既跟压力大小有关，又跟受力面积有关。为了科学比较，引入“压强”这一物理量：物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。
压强
其中 p 表示压强，F 表示压力，S 表示受力面积。在国际单位制中，压强的单位为帕斯卡，简称帕，符号为 Pa，它是以法国科学家帕斯卡的名字命名的。
1 Pa＝1 N/m ；帕斯卡是一个很小的单位，1 张对折的报纸平铺在桌面上时对桌面的压强约为 1 Pa；较大的压强单位是千帕，符号为 kPa，1 kPa＝1000 Pa。
【例题】质量为 60 kg 的人，每只脚接触地面的面积是 196 cm 。当他双脚落地站在地面上时，脚对地面的压强为多大？（g 取 9.8 N/kg）
解：压力 F＝G＝mg＝60 kg×9.8 N/kg＝588 N；受力面积 S＝196 cm ×2＝392 cm ＝0.0392 m 。
根据压强公式得 p＝________ / ________＝________ Pa＝________ kPa。
答：脚对地面的压强是________ kPa。
【资料】任何物体能承受的压强都有一个限度，超过这个限度物体就会损坏。下表列出一些材料所能承受的最大压强。
一些材料所能承受的最大压强
03 增大压强的方法
【观察与判断】如图所示的各事例中，哪些地方要增大压强？它们分别用什么方法来增大压强的？
坦克装履带、足球鞋钉、火车轨道、破窗锤——判断哪些在增大压强、哪些在减小压强
【归纳】根据压强的公式，要增大压强，可以________压力，或者________受力面积。
请在上图中找出 2 个增大压强的例子，并说明方法：
① ________________（如足球鞋底做鞋钉，是通过________________来增大压强）；
② ________________（如破窗锤的尖端，是通过________________来增大压强）。
04 减小压强的方法
【观察与判断】载重汽车通过增加轮子的数量来增大受力面积，从而减小对地面的压强。还有哪些减小压强的方法？
载重汽车通过增加轮子数量增大受力面积，从而减小对地面的压强
【归纳】根据压强的公式，要减小压强，可以________压力，或者________受力面积。
【思考与讨论】动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境。如图，骆驼的趾长得特别宽大，而啄木鸟的喙长得又尖又长。这样的身体结构对骆驼和啄木鸟的生活各有什么好处呢？
骆驼宽大的趾与啄木鸟尖而长的喙——动物的身体结构对压强的适应
骆驼宽大的趾：通过________________________，从而________压强，使它在松软沙地行走时不易陷下；
啄木鸟尖而长的喙：通过________________________，从而________压强，便于啄开树皮捕食。
请举出生活中减小压强的 2 个实例：① ________；② ________。
三 达标检测
1.
（2024 宁波鄞州期末）如图是烧饼制作过程中从揉团到压扁的过程，则面团变成面饼后对桌面的（ ）
A. 压力变小
B. 压力变大
C. 压强变小
D. 压强变大
2.
（2024 宁波镇海期中）关于压力和压强的理解，下列说法正确的是（ ）
A. 压强就是压力与受力面积之比
B. 放在水平面上的物体，物体越重，压力越大，所以对水平面的压力就是重力
C. 压力的方向与重力的方向相同，总是竖直向下的
D. 根据压强公式 p=F/S 可知，压强的大小与压力大小成正比
3.
（2024 宁波期中）儿童增高坐垫放在椅面上，可以让儿童舒服地使用成人座椅。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 坐垫底部有粗糙的胶点，可以增大摩擦力，使坐垫不容易滑动
B. 坐垫使用柔软的海绵，可以减小压力，从而减小压强
C. 若儿童坐在坐垫上静止，则坐垫受到的重力和椅子对坐垫的支持力是一对平衡力
D. 若坐垫的质量为 300 g，则坐垫受到的重力为 3000 N（g 取 10 N/kg）
4.
（2024 绍兴柯桥模拟）如图所示是工人用橡胶锤为墙面铺设瓷砖的情景，以下说法中错误的是（ ）
A. 橡胶锤敲击时通过增大受力面积减小压强
B. 锤头对瓷砖的压力和瓷砖的重力是一对平衡力
C. 锤头对瓷砖的压力和瓷砖对锤头的支持力是一对相互作用力
D. 工人套上粗糙的手套可以增大手与锤把之间的摩擦力
5.
（2024 宁波海曙期中）新型膨胀式安全带（如图）紧缚力达到一定的值，藏在安全带里的气囊就会快速充气，迅速形成气囊袋，对驾乘人员起到更好的保护作用。下列关于膨胀式安全带说法正确的是（ ）
A. 该安全带会使人的惯性减小
B. 该安全带可以使人所承受的力减小
C. 当车加速时，该安全带就会自动充气
D. 该安全带充气后增大与人体的接触面积，减小压强，可避免人员被勒伤
6.
（2023 杭州拱墅期末）如图所示，一个装有水的平底密闭矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置。两次放置时，瓶对桌面的压力分别为 F甲 和 F乙，瓶对桌面的压强分别为 p甲 和 p乙，则（ ）
A. F甲>F乙
B. p甲>p乙
C. F甲D. p甲7.
（2024 山东泰安中考）如图所示，质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上，甲、乙对地面的压强相等，甲与乙的高度关系是 h甲>h乙。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度，剩余部分对地面的压力和压强分别为 F甲、F乙 和 p甲、p乙，下列说法中（ ）
① F甲>F乙　② F甲=F乙　③ p甲>p乙　④ p甲A. 只有①④正确
B. 只有①③正确
C. 只有②③正确
D. 只有②④正确
8.
（2023 台州玉环模拟）为了研究压强大小是否与受力面积有关，小柯用两手指挤压铅笔，实验方法如图甲、乙，他可以通过观察________________比较手指所受压强的大小，两种实验方法中________（选填“甲”或“乙”）更合理。
9.
（★☆☆）如图所示为我国古代科技著作《天工开物》中的“北耕兼种图”。图中是古代播种用的农具——耧，前方由人或牛牵引，后方有人把扶，可以同时完成开沟和下种两项工作。耧前端有铁尖，目的是________（选填“增大”或“减小”）压强；架在牛脖子上的枷担用较粗的木棍制成，是通过________________的方法减小压强。
10.
（2024 北京中考）近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量，在松软、平坦且足够深的雪地上，选取该东北虎四脚着地停留时的脚印，其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓，如图乙所示，图中每个小方格的面积均为 9 cm ，数出脚印轮廓所围小方格的个数（凡大于半格的都算一个格，小于半格的都不算），用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积，就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度，在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为 100 cm 的平底容器，在容器中缓缓放入适当的物体，当容器下陷的深度与脚印的深度相同时，测出容器及内部物体的总质量为 30 kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积，g 取 10 N/kg，求：
（1）该东北虎一只脚印的面积；
（2）该东北虎的质量。
四 课后提升
教材练习与应用
（教材练习与应用）1. 某舞蹈演员的质量为 45 kg，她单脚的脚尖与地面的接触面积为 9.5 cm ，该舞蹈演员单脚的脚尖着地时，地面受到的压强有多大？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
拓展任务
调查生活中 3 处“增大压强”和 3 处“减小压强”的实例，用表格列出：部位（或物品）、采用的方法（增大/减小压力、改变受力面积等），并说明依据的压强原理。
参考答案
题1 C
解析：从揉团到压扁过程中，面团质量不变、重力不变，对桌面的压力不变；但受力面积变大，根据 p=F/S 可知，对桌面的压强变小。故选 C。
题2 A
解析：压强就是压力与受力面积之比，A 正确。压力是垂直作用在物体表面的力，重力是地球吸引产生的力，压力不是重力，物体越重压力不一定大；物体放在斜面上时，压力方向垂直接触面向下，与重力方向不同，B、C 错误。只有在受力面积一定时，压强大小才与压力大小成正比，D 错误。故选 A。
题3 A
解析：坐垫底部有粗糙的胶点，是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力，使坐垫不易滑动，A 正确。柔软海绵可增大接触面积从而减小压强，B 错误。儿童坐在坐垫上静止时，坐垫除受重力和支持力外还受儿童的压力，重力与支持力大小不同，不是一对平衡力，C 错误。坐垫重力 G=mg=300×10 kg×10 N/kg=3 N，D 错误。故选 A。
题4 B
解析：橡胶锤头易形变，敲击时通过增大受力面积减小压强，A 正确。锤头对瓷砖的压力和瓷砖的重力方向不相反，不是一对平衡力，B 错误。锤头对瓷砖的压力和瓷砖对锤头的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上，是一对相互作用力，C 正确。粗糙手套通过增大接触面粗糙程度增大手与锤把的摩擦力，D 正确。故选 B。
题5 D
解析：惯性大小只与质量有关，系安全带不会改变人的惯性，A 错误。该安全带不能使人所承受的力减小，B 错误。由题意“紧缚力达到一定的值才充气”可知，不是车加速就自动充气，C 错误。充气后增大与人体的接触面积，可减小压强，避免人员被勒伤，D 正确。故选 D。
题6 D
解析：水瓶对桌面的压力等于水瓶和水的总重力，正立与倒立时总重力不变，压力不变，即 F甲=F乙，A、C 错误；由 p=F/S，压力 F 一定时受力面积 S 越小压强 p 越大，倒立时受力面积较小，压强较大，即 p甲题7 B
解析：甲、乙均匀正方体，压强 p=ρgh；压强相等即 ρ甲gh甲=ρ乙gh乙，因 h甲>h乙，故 ρ甲<ρ乙。上部切去相同高度 Δh 后，p甲=ρ甲g(h甲-Δh)，p乙=ρ乙g(h乙-Δh)；因 ρ甲<ρ乙，ρ甲gh甲-ρ甲gΔh > ρ乙gh乙-ρ乙gΔh，即 p甲>p乙。压力 F甲=p甲S甲，F乙=p乙S乙，因 p甲>p乙 且 S甲>S乙，故 F甲>F乙。①③正确。故选 B。
题8 手指的凹陷程度；甲
解析：压强大小难直接测量，可通过观察手指的凹陷程度来比较手指所受压强的大小。研究压强是否与受力面积有关，应控制压力不变只改变受力面积；乙图中铅笔竖直放置时铅笔重力使下面手指受到的压力更大，方法不合理；甲图两手指水平挤压，左右手指受到的压力相同、受力面积不同，方法甲更合理。
题9 增大；增大受力面积
解析：耧前端铁尖是通过减小受力面积来增大压强，便于插入土中；架在牛脖子上的枷担用较粗木棍，是通过增大受力面积的方法减小压强，避免勒伤牛。
题10 （1）135 cm （2）162 kg
解析：（1）由图乙，脚印轮廓所围小方格数约 15，一只脚与地面的接触面积 S=15×9 cm =135 cm 。（2）容器及内部物体总质量 30 kg 时，对地面压力 F压=G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N，平底容器对地面压强 p=F压/S容=300 N/(100×10 m )=3×10 Pa；当下陷深度相同时，容器对地面压强等于东北虎对地面压强，则东北虎对地面压力（即重力）G虎=pS虎=3×10 Pa×4×135×10 m =1620 N，质量 m虎=G虎/g=1620 N/(10 N/kg)=162 kg。
（教材）题1 约 4.7×10 Pa（或 4.68×10 Pa）
解析：舞蹈演员单脚着地，地面受到的压力等于其重力 F=G=mg=45 kg×9.8 N/kg=441 N；受力面积 S=9.5 cm =9.5×10 m ；压强 p=F/S=441 N/(9.5×10 m )≈4.64×10 Pa（若 g 取 10 N/kg，则 p=450 N/(9.5×10 m )≈4.74×10 Pa）。
拓展任务 示例：增大压强——菜刀磨得很薄（减小受力面积）、钉鞋尖钉（减小受力面积）；减小压强——书包宽带（增大受力面积）、坦克履带（增大受力面积）。合理即可。

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