第17讲_固体压强(教师版)A4

1、第17讲_固体压强(教师版)/第17讲_固体压强知识图谱知识元一：认识压强知识精讲一压力：垂直压在物体表面上的力。是弹力的一种。1产生压力的条件：两物体相互接触；两物体发生挤压。2压力的方向：总是垂直于物体表面，并指向被压物体。3压力的作用点：作用在被压物体的表面。4压力与重力的区别压力与重力是不同类型的力，分别是按照力的作用效果和力的性质命名的力，所以两者无直接的关系。在一些特定情况下，物体的重力大小与物体产生的压力相等，如把物体放在水平桌面上静止且不受外力时。二压强：物体单位面积上受到的压力。1物理意义：表示压力作用效果的物理量；压力越大，压力作用效果越明显，物体受到的压强越大。2定义式：

2、（适用于所有物体间的压强计算，包括气体、固体、液体)。压强的大小与压力的大小以及物体的接触面积都有关。在接触面积一定的情况下压力越大压强越大，在压力一定的情况下，接触面积越大压强越小。3压强的国际单位是帕斯卡，简称帕；符号是Pa。1Pa=1N/m2。压强的感性认识：一张纸平铺在水平桌面上，对桌面的压强约为；一颗西瓜子平放在手上，对手的压强约为；成年人对地面的压强约为1104Pa。三增大和减小压强的方法1增大压强的方法：在受力面积一定的情况下，增大压力；在压力一定的情况下，减小受力面积；同时增大压力和减小受力面积。2减小压强的方法：在受力面积一定的情况下，减小压力；在压力一定的情况下，增大受力面

3、积；同时减小压力和增大受力面积。三点剖析一核心考点1固体压力与重力的辨析2压强的概念、单位、实验探究3增大压强和减小压强的方法二重难点和易错点1固体压力与重力压力与重力是两种不同的力，当物体放在水平面上静止且不受外力时，压力和重力大小相等。解题的关键是准确的对物体进行受力分析。2压强压强的定义、物理意义、公式以及探究压力作用效果的影响因素实验要求熟练掌握。压力的作用效果不仅与压力大小有关，而且与受力面积有关，压力的作用效果就是压强；探究压力作用效果中用到了控制变量法和转化法。三增大压强和减小压强的方法压强与压力和受力面积有关，增大压强可以增大压力或减小受力面积，比如图钉尖很尖锐、针头很细、刀用

4、久了要打磨；盲道由凸起的楞和圆点组成；公共交通工具上的逃生锤等。减小压强可以减小压力或者增大受力面积，比如书包带做的很宽；穿滑雪板滑雪；载重汽车装有很多轮子；火车铁轨铺在枕木上等。题模精选题模一：固体压力和重力的辨析例1.1.1关于压力和重力，下列说法中错误的是（ ）A压力的方向总是竖直向下的B压力不一定等于物体所受的重力C重力的方向总是竖直向下的D压力是垂直作用在物体表面上的力【答案】A【解析】A选项压力方向垂直于接触面，而接触面不一定水平，因此压力方向不一定竖直向下，因此A错误，故选A。题模二：探究压力作用的效果跟哪些因素有关例1.2.1如图甲、乙、丙所示，小明同学利用重锤、小桌、泡沫塑料

5、等实验器材，做探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验（1）实验过程中，压力的作用效果是通过 表现出来的；（2）甲、乙两图所示的实验是为了说明：压力的作用效果与 的大小有关；（3）乙、丙两图所示的实验是为了说明：压力的作用效果与 的大小有关；（4）小明将小桌和重锤又放到一块木板上，如图丁所示，比较丙、丁两种情况，丙图中泡沫塑料受到的压强 （选填“小于”、“等于”或“大于”）丁图中木板受到的压强【答案】（1）泡沫塑料的形变大小（2）压力（3）受力面积（4）等于【解析】（1）实验过程中，压力的作用效果是通过泡沫塑料形变大小表现出来的（2）甲、乙两图所示的实验，受力面积相同，压力越大，海绵形变越大

6、，所以压力作用效果跟压力大小有关（3）乙、丙两图所示的实验，压力相同时，受力面积越小，海绵形变越大，所以压力作用效果跟受力面积大小有关（4）丙、丁两种情况，压力相同，受力面积相同，压力作用效果相同，只是形变的物体不同，形变程度不同例1.2.2下表是小丽在实验中记录的实验数据，请根据表格中的数据归纳出压强p与力F的关系：p 。F/N81012141618p /Pa30025020015010050【答案】500Pa25 F【解析】分析表格中数据可知：压强p与力F的变化符合数学上的一次函数，则p=kF+p0，然后将两组数据分别代入上式可得，300pa=8k+P0250pa=10k+P0解得k=-2

7、5Pa/N，p0=500Pa则p与力F的关系：p=500Pa-25Pa/NF故答案为：500Pa-25Pa/NF题模三：压强的概念、单位例1.3.1在图1所示的四位科学家中，以其名字命名压强单位的是B帕斯卡A牛顿D瓦特C焦耳 图1A图AB图BC图CD图D【答案】B【解析】A、图片中的科学家是牛顿，它的名字被命名为力的单位不符合题意；B、图片中的科学家是帕斯卡，它的名字被命名为压强的单位符合题意；C、图片中的科学家是焦耳，它的名字被命名为功和能量的单位不符合题意；D、图片中的科学家是瓦特，它的名字被命名为功率的单位不符合题意；故选B题模四：固体压强的简单计算例1.4.1将一个底面积为0.5m2、

8、重为100N的大理石圆桌面平稳地叠放在上表面面积为0.2m2的水泥墩上，则该大理石桌面对水泥墩产生的压强为（ ）A20Pa B50Pa C200Pa D500Pa【答案】D【解析】P=F/S=100N/0.2 m2=500Pa。故选D例1.4.2质量是90千克的一个成年人，站在水平地面上，如果他每只鞋与地面的接触面积是0.015米2（g取10N/kg）则（1）他受到的重力是多少牛？（2）他对水平地面的压力是多少牛?（3）他对水平地面的压强是多少帕？（4）如果他穿着滑雪板，每块雪板长2米，宽15厘米，重75N。则滑雪板对雪面的压力和压强分别是多少？【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1）（

9、2）（3）（4）题模五：增大和减小固体压强的方法例1.5.1如图所示的四个实例中，属于增大压强的是（）A滑雪板的面积较大B书包的背带较宽C切果器的刀片很薄D坦克的履带很宽大【答案】C【解析】A、滑雪板的面积较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故A不合题意；B、书包的背带较宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故B不合题意；C、切果器的刀片很薄，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故C符合题意；D、坦克的履带很宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故D不合题意例1.5.2在窗子密闭的旅行车上备有逃生锤，遇到紧急情况时，乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生，图中

10、的四把铁锤，质量相同，形状不同为了更容易打破玻璃，应该选择的铁锤是（）ABCDAA图 BB图 CC图 DD图【答案】D【解析】在压力一定时，减小逃生锤和玻璃的受力面积，可以增大逃生锤对玻璃的压强，以便打破玻璃顺利逃生随堂练习随练1.1下列关于压力的说法中正确的是（ ）A压力的方向总是竖直向下的B压力的方向一定与受力面垂直C压力的大小总等于物体重力的大小D放在水平地面上的物体，对地面的压力就是重力【答案】B【解析】压力的方向总是垂直于物体的接触面，并不一定竖直向下，也不一定垂直向下，故A错误，B正确；自由放置在水平面上的物体对支持物的压力大小等于物体的重力，不在水平面上的物体对支持物的压力小于物

11、体所受的重力，故C、D错误。随练1.2为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”，小明将若干个不同物体放在同一水平细沙面上进行实验，如图所示。他仔细观察沙面的凹陷程度，并得到如下结论（1）分析比较图甲和图_，可以归纳出初步的结论是：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著。（2）分析比较图乙和图丙，可以归纳出初步的结论是：当_相同时，_越_，压力的作用效果越显著。【答案】（1）乙（2）压力；受力面积；小【解析】（1）比较受力面积相同，压力不同时的压力作用效果，应保证受力面积相同，因此比较图甲和图乙；（2）图乙和图丙中压力相同，受力面积不同，因此结论是，当压力相同时，受力面积越小，压力的作

12、用效果越显著。随练1.3放在教室里水平地面上的课桌质量为8kg，课桌与地面的接触面积为0.08m2。（取g=10N/kg）求：（1）该课桌对水平地面的压力；（2）该课桌对水平地面的压强。【答案】（1）80N （2）【解析】（1）因为课桌放在水平面上，所以课桌对水平地面的压力大小等于桌子的重力大小，所以 ；（2）课桌对水平地面的压强可以用公式 计算，将F=80N，S=0.08m2代入压强公式，通过计算得课桌对水平地面的压强为1000故答案为：（1）80N （2）随练1.4如图2所示，下列现象中属于增大压强的是（ ）A、骆驼具有较宽的脚掌B、蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸允血液C、铁轨铺在枕木上D、

13、载重汽车的轮子多而宽图2AA图BB图CC图DD图【答案】B【解析】A、骆驼具有较宽的脚掌属于增大受力面积减小压强，故该选项错误；B、蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸允血液属于减小受力面积来增大压强，故该选项正确；C、铁轨铺在枕木上属于增大受力面积来减小压强，故该选项错误；D、载重汽车的轮子多而宽属于增大受力面积来减小压强，故该选项错误；故选B知识元二：固体压强知识精讲一计算公式12正方体、长方体、圆柱体等直上直下的圆柱体对底面产生的压强：二公式的应用固体压强的大小比较和比值计算，主要包括“切割模型”和“叠加体问题”，主要考察对于公式的熟练准确应用以及受力分析的知识。三点剖析一核心考点：固体压强的计

14、算二重难点和易错点1固体压强的计算有两个，常用的是定义式，如果水平放置且不受其他外力，则压力和重力相等。2固体压强的导出公式适用于直上直下的柱体。3在“切割模型”中一定注意公式的适用范围，“叠加体问题”一般直接运用压强的定义式。题模精选题模一：柱体压强的计算例2.1.1如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上，它们的高度之比为2：1，底面积之比为1：2，则它们的质量mA：mB和对地面的压强pA：pB分别为（）AmA：mB=2：1，pA：pB=2：1BmA：mB=1：1，pA：pB=2：1CmA：mB=1：1，pA：pB=1：1DmA：mB=2：1，pA：pB=1：1【答案】B【解析】

15、（1）两物体的体积关系：VA：VB=1：1，m=V，因为A、B是由同种材料制成的实心圆柱体，密度相同，所以mA：mB=VA：VB=VA：VB=1：1；（2）因为A和B放在水平地面上，所以对地面的压力F=G=mg=Vg=Shg，对地面的压强：p=hg，对地面的压强之比：pA：pB=hAg：hBg=hA：hB=2：1例2.1.2如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B，把它们并排竖放在水平地面上，则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为_A8：1B4：3C4：1D1：2【答案】A【解析】本题考查了密度公式和压强公式的应用，关键是根据图象

16、得出两物质的密度之比和推出规则形状物体如正方体、长方体、圆柱体对水平地面压强的表达式p=gh的应用根据图象读出任意一组质量和体积，利用密度公式求出两物质的密度，进一步求出它们的密度之比；圆柱体对水平地面的压力和自身的重力相等，则对水平地面的压强p=gh，据此求出等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比（1）由图可知，当V甲=1cm3时，m甲=8g；当m乙=4g时，V乙=4cm3，则甲=8g/cm3，乙=1g/cm3，=，（2）圆柱体对水平地面的压强p=gh，等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比：=故选A例2.1.3如图，是甲、乙两个质地均匀且高度相等的圆柱体正立在水平台面上甲圆柱体对台

17、面的压强为，乙圆柱体对台面的压强为，将甲圆柱体沿水平方向切去，将乙圆柱体沿水平方向切去，此时，甲圆柱体对台面的压强为，乙圆柱体对台面的压强为，则下列等式正确的是（ ）甲乙ABCD【答案】D【解析】因为甲乙如图所示，是甲、乙两个质地均匀且高度相等的圆柱体正立在水平台面上为两个地均匀且高度相等的圆柱体正立在水平台面上，利用可知：甲圆柱体对台面的压强为，乙圆柱体对台面的压强为，则：；当将甲圆柱体沿水平方向切去，将乙圆柱体沿水平方向切去，此时，甲圆柱体对台面的压强为，乙圆柱体对台面的压强为，即由此求得所以本题选D题模二：固体压强的大小比较例2.2.1如图所示，密度相同的A、B、C三个实心规则柱体，它们

18、对水平桌面产生的压强分别为PA、PB、PC，则（）APA最大BPB最大CPC最大D三者一样大【答案】A【解析】从题意可知，A、B、C三个实心规则柱体、密度均相同，由图可知，对于规则柱体，hAhChB，根据p=gh可知：pApCpB故选A例2.2.2有一质地均匀的长方体放在水平地面上，对地面的压强为p1，若把长方体沿图示的虚线方向竖直切成a、b 两部分，使b的体积是a的二倍，取走a后，剩余部分b对地面的压强为p2，则_Ap2=p1Bp2p1Cp2p1Dp2=p1【答案】A【解析】放在水平地面上的均匀实心长方体对地面的压强p=hg，若把长方体沿图示的虚线方向竖直切成a、b 两部分，a、b 两部分的

19、密度不变，高度不变，故原来长方体对地面的压强与剩余部分b对地面的压强相等故选A题模三：固体压强的计算-叠加模型例2.3.1有A、B两个正方体，它们边长比为，密度比为将它们叠放在水平地面上，A对B的压强与B对地面的压强之比（ ）ABABCD【答案】A【解析】根据题意，可得，因此，对B的压强与B对地面的压强之比为：。所以，本题选A例2.3.2如图所示，把质量为、的实心正方体甲和乙分别放在水平桌面上（已知），它们对桌面的压强相等为若在乙块上方沿水平方向截取四分之一高度，并将甲块叠放在乙块上面，此时乙块对桌面的压强为，则、及、的大小关系为（）A； B； C； D ；【答案】D【解析】正方体对水平桌面的

20、压强（1）它们对桌面的压强相等为，解得：，即；（2）在乙块上方沿水平方向截取四分之一高度后剩余物体的质量为：，将甲块叠放在乙块上面后对桌面的压力： ，对桌面的压强：.例2.3.3圆柱体A的底面积是50cm2，圆柱体B的底面积是30cm2，圆柱体B的质量是6kg。把它们如图25所示放置时，圆柱体A对圆柱体B的压强为1104Pa。求：圆柱体A对B的压力；圆柱体B对水平地面的压强。【答案】（1）（2）【解析】（1）根据可得，圆柱体A对B的压力：；（2）水平面上物体的压力和自身的重力相等，物体A的重力，圆柱体B对水平地面的压力：，圆柱体B对水平地面的压强：。随堂练习随练2.1a、b两个由同种材料制成的

21、圆柱体，它们的高度相同，质量之比ma：mb=3：5，把它们竖直放置在水平桌面上，则水平桌面受到圆柱体的压强之比pa：pb等于_A3：5B5：3C9：25D1：1【答案】D【解析】灵活运用压强的定义式，抓住题目中固体的形状-圆柱体，是解答此题的关键对于圆柱体现状的固体压强，可运用公式p=gh解答根据压强的定义式可推导出计算圆柱体固体压强的另外方法；p=gh；因为ab是同种材料，即密度相等；ab的高度相同，即h相同；故水平桌面受到圆柱体的压强之比pa：pb=1：1故ABC错误，D正确；故选D随练2.2如图5所示，甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平桌面上，他们对桌面的压强相等，甲、乙两个正方体的边

22、长之比为。若在两个正方体的上部沿水平方向都截去甲边长的，则甲、乙两个正方体剩余部分对水平地面的压强之比为（ ）图5甲乙ABCD【答案】C【解析】用，甲乙对桌面压强相同，边长比，所以可知甲乙密度比；都截去甲的后，高度比为，所以截去一块后的压强比为。所以本题选C。随练2.3如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的长方体竖放在水平地面上，若把乙、丙中的阴影部分切除后，甲、乙、丙对水平地面的压力大小和压强大小关系正确的是（ ）甲乙丙ABCD【答案】A C【解析】读图可得，若把乙、丙中的阴影部分切除后，甲、乙、丙对水平地面的压力最大的是甲，最小的是丙，所以；甲对水平地面的压强：，乙对水平地面的压强：，丙对水平

23、地面的压强：，所以，。所以，本题选A，C随练2.4如图14所示，是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积关系时得到的图像。若用这两种物质分别做成A、B两个实心立方体，A物体的质量是8kg，B物体的质量是16kg。A物体放在面积为的水平面上，然后把B物体放在A物体上，此时A物体对水平面的压强为；若B物体直接放在同样的桌面上，对桌面的压强为。则2.01.51.00.500.250.500.751.00乙甲图14【答案】9:4【解析】从图中可知，。当，时，又因为是实心立方体所以A的底面积为，又，所以。同理可得，所以。随练2.5A、B均为圆柱体，A与B的高度相同，A与B的密度比A：B=1：2，底面积之比

24、SA：SB=2：3，如图12甲所示，B对A的压强为pB；图12乙所示，B对地面的压强为pB，则压强pB：pB是_ABAB甲乙图12【答案】9:8【解析】，随练2.6甲、乙两个长方体，由不同材料制成其底面积分别为，高度之比，密度之比如图所示，把甲放在水平桌面上，乙放在甲上，水平桌面受到的压强为7000Pa把乙取下放在水平桌面上静止不动时，桌面对乙的支持力为多少牛?【答案】桌面对乙的支持力为4N【解析】叠放体对水平桌面的压力为G甲G乙设：水平桌面受到的压强为p甲对桌面压力FG甲G乙28N甲、乙重力之比 代入式，解得G甲24N，G乙4N乙单独放在水平桌面上，支持力NG乙4N课后作业作业1下列关于压力

25、的说法中，正确的是（ ）A压力就是重力，所以物体越重，压力越大B压力都是由重力产生的，所以压力的方向总是竖直向下的C压力可以小于物体的重力，但是绝对不可能大于物体的重力D压力的方向总是垂直于受力物体的表面，所以压力的方向可以是水平的【答案】D【解析】A压力和重力有区别，作用物体、作用方向等都不同，错误；B压力的方向垂直于接触面，错误；C压力的大小和重力没有绝对的联系，错误；D只要接触面竖直，压力方向就是水平的，正确。所以本题选D。作业2某学习小组对“影响压力作用效果的因素”进行了探究，他们采取了如下的方法：甲图把小桌放在海绵上；乙图在小桌上放一个砝码；丙图把小桌翻过来，桌面朝下并在它上面放一个

26、砝码通过海绵被压下的深浅显示压力作用效果（1）比较_两图可知，当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；（2）此实验_（选填“能”或“不能”）用硬纸板代替海绵，原因是_；（3）此实验中运用到的主要科学方法是_（写出一种）【答案】（1）甲乙（2）不能；效果不明显（3）控制变量法【解析】本题考查了影响压力效果的因素实验，应用了转换法与控制变量法，应用控制变量法、认真分析图示实验现象即可正确解题（1）根据控制变量法的要求，根据实验所控制的变量、分析图示实验现象，然后得出实验结论；（2）力可以使物体发生形变，相同受力面的形变程度越大，压力作用效果越明显，可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作

27、用效果；（3）探究问题时，保持一个或多个量不变，改变其中一个量，分析所探究问题的变化，该方法叫做控制变量法（1）图甲和图乙，物体的受力面积相同而压力不同，乙图压力大，乙图力的作用效果明显，由此可得：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；（2）可以使物体发生形变，相同受力面的形变程度越大，压力作用效果越明显，可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果，如果改用硬纸板，则硬纸板的形变程度发生不明显，难以确定影响因素的关系（3）实验中主要用的科学研究方法是控制变量法和转换法故答案为：（1）甲乙（2）不能；效果不明显（3）控制变量法作业3在国际单位制中，压强的单位是以哪位科学家的名字命名

28、的_A牛顿B帕斯卡C托里拆利D伽利略【答案】B【解析】通过本题激励学生学好物理、打好基础，为将来能在物理学研究中作出一定的贡献而努力在国际单位制中，为了纪念科学家在物理学研究中的杰出贡献，好多单位以他们的名字来命名的，例如：电压-伏特、电流-安培、电阻-欧姆、功和能量-焦耳、功率-瓦特、力-牛顿、压强-帕斯卡等，据此判断选择在国际单位制中，压强单位是帕斯卡；力的单位是牛顿，第一次测出大气压强数值的实验是由意大利科学家托里拆利完成的，后来就用他的名字命名了这一著名的实验，伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因物体不受外力作用时，不一定处于静止状态故选B作业4如图所示是一款集自动清洁技术

29、和人性智能设计于一体的地面清洁机器人该机器人的质量为3kg，与水平地面的接触面积为0.01m2，若g取10N/kg，求：（1）机器人受到的重力；（2）机器人对水平地面的压强【答案】（1）机器人受到的重力为30N（2）机器人对水平地面的压强为3103Pa【解析】（1）机器人受到的重力G=mg=3kg10N/kg=30N（2）机器人对水平地面的压力：F=G=mg=30N，机器人对地面的压强：p=3103Pa；答：（1）机器人受到的重力为30N；（2）机器人对水平地面的压强为3103Pa作业5写出下列物理现象中蕴含的道理：（1）图钉尖很尖锐是为了 （增大或减小）压强，它是通过 来实现的；用的力越大，图钉越容易订到墙上，是