例1:三個(gè)質(zhì)量均為2千克的物體,如圖放置,處于平衡狀態(tài),試分析它們對接觸面的壓力和重力的關(guān)系?(實(shí)物投影,請同學(xué)們作出物體對接觸面的壓力)
分析:本題是讓我們區(qū)分壓力和重力的關(guān)系的。注意壓力是垂直作用在物體表面上,而重力始終是豎直向下的。
解:設(shè)重力為G,對接觸面的壓力為N
圖甲中:物體水平放置,壓力豎直向下,和重力相等。
圖乙中:物體放在斜面上,壓力垂直于斜面,N不等于G。
圖丙中:物體被壓在豎直面上,所以壓力垂直于接觸面,N的大小和G大小無關(guān),只與水平力F大小有關(guān)。
小結(jié):壓力和重力是兩個(gè)不同的物理量,要區(qū)分清楚。請看以下對比:
名稱 |
定義 |
性質(zhì) |
施力物體 |
方向 |
作用點(diǎn) |
聯(lián)系 |
壓力 |
垂直壓在物體表面上的力叫做壓力 |
彈力 |
與它接觸并擠壓的物體 |
垂直于接觸面 |
受力物體的表面 |
壓力由重力引起時(shí)才與重力有關(guān);壓力大小不一定等于重力大小,方向不一定相同 |
重力 |
由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力 |
引力 |
地球 |
總是豎直向下 |
物體的重心 |
例2 北京市如圖3所示的四種現(xiàn)象中,屬于減小壓強(qiáng)的是
例3: 廣州市 通常情況下,物體壓在同樣的泥地上,如果壓強(qiáng)相同則壓痕深度相同.野生動
物調(diào)查員在野外泥地上發(fā)現(xiàn)黑熊剛留下的足。疄榱斯浪愫谛艿馁|(zhì)量,他把一個(gè)底面積是
10cm2的容器放在足印附近的泥地上,再慢慢往容器中倒入沙子,直到容器在泥地上留下與
黑熊足印深度相同的痕跡,測出此時(shí)裝了沙的容器總質(zhì)量為1.25 kg.(g取10N/kg)
(l)裝了沙的容器對泥地的壓強(qiáng)多大?
(2)量出黑熊與地接觸的足印痕總面積共800cm2,估算黑熊的質(zhì)量有多大?
4、一容器盛有液體放在水平桌面上,求壓力壓強(qiáng)問題:
處理時(shí):把盛放液體的容器看成一個(gè)整體,先確定壓力(水平面受的壓力F=G容+G液),后確定壓強(qiáng)(一般常用公式 p= F/S )。
3、壓強(qiáng):
⑴ 定義:物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。
⑵ 物理意義:壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量
⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的單位分別是:p:帕斯卡(Pa);F:牛頓(N)S:米2(m2)。
A、使用該公式計(jì)算壓強(qiáng)時(shí),關(guān)鍵是找出壓力F(一般F=G=mg)和受力面積S(受力面積要注意兩物體的接觸部分)。
B、特例:對于放在桌子上的直柱體(如:圓柱體、正方體、長放體等)對桌面的壓強(qiáng)p=ρgh
、取簭(qiáng)單位Pa的認(rèn)識:一張報(bào)紙平放時(shí)對桌子的壓力約0.5Pa 。成人站立時(shí)對地面的壓強(qiáng)約為:1.5×104Pa 。它表示:人站立時(shí),其腳下每平方米面積上,受到腳的壓力為:1.5×104N
⑸靈活運(yùn)用壓強(qiáng)公式進(jìn)行計(jì)算:
(1)利用p=F/S計(jì)算固體壓強(qiáng)的關(guān)鍵是確定受力面積,解題時(shí),要抓住“受力”二字,
分析物體表面到底有多大面積受到壓力作用,而不能取任意的一個(gè)面積代入。
(2)解題的思路:①根據(jù)物體平衡條件和物體間相互作用規(guī)律求出壓力F;②確認(rèn)受力面積S;③再根據(jù)公式p=F/S求出壓力對受力面的壓強(qiáng),要特別注意壓力和重力的區(qū)別。
、蕬(yīng)用:當(dāng)壓力不變時(shí),可通過增大受力面積的方法來減小壓強(qiáng)如:鐵路鋼軌鋪枕木、坦克安裝履帶、書包帶較寬等。也可通過減小受力面積的方法來增大壓強(qiáng)如:縫一針做得很細(xì)、菜刀刀口很薄
2、研究影響壓力作用效果因素的實(shí)驗(yàn):
⑴課本P73圖13、1-3乙、丙說明:壓力相同時(shí),受力面積越小壓力作用效果越明顯。將圖甲圖小桌上的砝碼去掉,將看到的現(xiàn)象是:泡沫塑料壓下深度減小。該現(xiàn)象說明:受力面積相同時(shí),壓力越大壓力作用效果越明顯。
概括這兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:壓力的作用效果與壓力和受力面積有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)研究問題時(shí),采用了控制變量法。和 對比法
1、固體的壓力和壓強(qiáng):
1壓力:
⑴ 定義:垂直壓在物體表面上的力叫壓力。
⑵ 壓力并不都是由重力引起的,通常把物體放在桌面上時(shí),如果物體不受其他力,則壓力F = 物體的重力G
⑶ 固體可以大小方向不變地傳遞壓力。
⑷重為G的物體在承面上靜止不動。指出下列各種情況下所受壓力的大小。
G G F+G G – F F-G F
⑸重力與壓力的區(qū)別:
(1)重力是由于地球吸引而使物體受到的力,施力物體是地球,受力物體是地面附近的一切物體。
(2)壓力是垂直作用在物體表面上的力,是由于物體間的擠壓形變而產(chǎn)生的,施力物體是施加壓力作用的物體,受力物體是被壓物體。
(3)重力的方向總是豎直向下;壓力方向總是垂直于支撐面,由于物體支撐面有不同的方向,所以壓力也有不同的方向。
5、增加和減少壓強(qiáng)的方法:在受力面積不變時(shí),增大壓力可增大壓強(qiáng),減小壓力可減小壓強(qiáng)。在壓力不變時(shí),增大受力面積可減小壓強(qiáng),減小受力面積可增大壓強(qiáng)。
4、壓強(qiáng)的計(jì)算公式:P=,其中F表示壓力,S表示受力面積,P表示壓強(qiáng)。國際標(biāo)準(zhǔn)單位帕斯卡,簡稱“帕”。1帕=1牛/米2。
3、物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量。
2、壓力的方向:垂直于作用面和作用點(diǎn):接觸面表面
1、壓力是指垂直壓力物體表面的力。
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