◆压力与重力是两个不同的物理量,它们有哪些区别?
压力的大小 压力的方向 压力是否由 重力产生 【例题1】下列说法正确的是 〔 〕
A.压力是由于物体重力引起的 B.物体对支撑面的压力总等于重力
C.相互接触的物体间必存在压力 D.压力的方向不一定竖直向下
【例题2】芭蕾舞演员体重为450N,每只脚掌面积为150cm2,表演时足尖与地面的接触面积为10cm2;大象的体重为6×104N,每只脚掌面积600cm2。求:
(1)芭蕾舞演员足尖着地表演时和大象四脚着地时各自对地面的压强。
(2)芭蕾舞演员和大象是否都能在冰冻的河面上行走?(封冻河面能承受的最大压强是3.4×104Pa)
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(变1)一头质量为6×10kg的大象,每只脚掌的面积为600cm,它的重力为 N,它四脚着地时对地面的压强为 Pa。若大象抬起一条腿,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
(变2)质量是20t的坦克,每条履带与地面的接触面积是2 m2,每条履带的宽度是0.4m,求: (1)坦克所受的重力是多大?(g取10N/)
(2)坦克在平路上行驶时对地面的压强是多大?
(3)如果坦克垂直路过一条宽度是0.5m的壕沟,当坦克位于壕沟的正上方时,坦克对地面的压强是多大?
(变3)在地面表面,由于物体质量不同给人的直接感觉是物体的轻重不同,这使得在科学发展的历史上,很长时间人们都不能清晰地将物重和质量区别开来。这种影响直到今天仍然存在,如某品牌的汽车轮胎说明书上标有“最大胎压3千克/平方厘米”,这相当于将质量为3千克的物体水平放置在桌面上,接触面积为1cm2时产生的压强。 求出这个汽车轮胎能承受的最大压强是多少帕?
F F
(变4)科学兴趣小组的学生在野生动物园游玩时,发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印,如何通过脚印来估测大象的质量呢?同学们找来平底圆柱形容器,将它放在脚印边同样的沙面上,不断往容器中装小,使容器陷入沙面的深度和脚印深度相等,然后又做了脚印的石膏模型。回到学校后测得该容器的底面积为10 cm2,容 器和小的总质量为25千克。把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状,剪下“脚 印”,测得质量为40克。在同一张纸上剪下一块边长10厘米的正方形,测出质量为5克。
( 1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为多少帕? (2)大象的质量约为多少千克?
【例题3】如图所示,物体A在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置. 在此过程中, A对桌面的压力将
____________,A对桌面的压强将 __ (填“变大”、“不 变” 或“变小”)
(针对练习1)运动员穿上钉鞋赛跑时,脚对钉鞋的压强为p1,鞋钉 对跑道的压强为p2,则
A.p1< p2 B.p1> p2 C.p1= p2 D.条件不足,无法判断
(针对练习2) 下列做法中,是为了增大压强
◆探索压强与哪些因素有关的实验:
【例题4】为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,小明在家里找到了一块海绵(如沙发垫)、一个方凳、一个铁锤(或其他重物),进行如下实验:
①将凳腿朝下放在海绵上,如图A; ②在凳上加一铁锤,如图B; ③将凳面改为朝下放在海绵上,并加上铁锤,如图C。 根据小明的作法及图中实验现象,回答下列问题。
(1)实验中为什么选用海绵而不是其它像木板之类的材料? (2)实验中“压力的作用效果”如何体现? (3)由图A和B可得结论: (4)由图B和C可得结论:
(针对练习1)在探究“压力作用的效果与哪些因素有关”的活动中,同学们首先进行了热烈讨论和大胆猜想,接着设计了多种验证方案。然后,李亚同学按图甲所示进行操作,她觉得左拇指受压的感觉比右拇指要强得多; 并且越用力,受压感觉越明显。徐真同学的实验如图乙,他观察到与手掌接触部分气球的 形变较小,而用手指顶着的那部分气球形变明显;且手指用力越大,形变越明显。 实验完毕,同学们互相进行了交流,并得出结论: ⑴当压力相同时 ,压力作用的效果越明显; ⑵当受力面积相同时 ,压力作用的效果越明显。 (3)在物理学中,压力作用的效果用物理量 表示。
(针对练习2)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计
了图(a)、(b)两个实验,通过观察图(a)、(b)后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力效果不够明显,如图(c)所示。通过对图(a)、(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。
请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是根据 的现象来比较压力的作用效果的。(2)造成前后两个结论不一致的原因是 。 (3)设图(b)中小桌对海绵的压强是Pb,图(c)中小桌对木板的压强是Pc,则Pb Pc。
(4)比较图(b)和图(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是: 。 一.基础练习
1.如图所示,请在a、b、c、d四幅图中画出AB面所受压力的示意图.
2.如图所示,正方体金属块重20 N,F恒为5 N,则支承面所受到的压力分别是: Fa=__ ___,Fb=___ __,Fc=___ __,F d=____ ___. 3.下列说法中正确的是( )
A.物体受到的重力越大,产生的压力越大 B.在受压面积相同时,重力大的物体产生的压强一定大 C.压力大的物体产生的压强不一定大 D.压力相同时,底面积大的物体受到的压强一定小
4.一只底面积为S的箱子,当放在面积为2S的水平桌面时,箱子对桌面的压强为P;当放在面积为S / 2的水平凳面上时(凳面被箱子全部盖住) ,箱子对凳面的压强是P′,则P′与P的关系为( ) A. P′=4P B. P′=2P C. P′=P D. P′=P / 2
5.如图5-1-3所示,底面积不同(SA<SB<SC),质量相同的A、B、C 三个金属块放在水平桌面上,它们对桌面产生的压强( ) A.都相同 B. A的最大 C. B的最大 D. C的最大
6.将一均匀长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿竖直虚线aa′切开拿走左边的一半,则右边的长方体的密度,长方体对桌面的压强变化是( )
A.密度减小,压强减小 B.密度不变,压强减小 C.密度不变,压强不变 D.密度减小,压强不变
7.如图所示,物体A静止在水平桌面上,若把A稍微向右水平移动,则A对桌面的压力F、压强P的变化情况是( ) A. F变大,P变大 B. F不变,P变大 C. F变大,P变小 D. F不变,P变小
8.质量为1 kg底面积为20 cm2的物体A放在水平地面上,将质量为0.5 kg底面积为 10 cm2的物体B叠放在A上面,如图所示,求:
(1)B对A的压强为多大?
(2)地面受到的压强为多大?(g=10 N/kg)
9. 一本初中物理书平放在水平桌面上,如何测定它对桌面的压强?请写出你所选择的器材 、实验步骤及压强的表达式 器材:_______ ____________.
步骤:_____________________ ___________ 表达式:__________ ___. 练习二(提升)
【练习2】封冻的江河冰面最大能承受的压强是0.5×105 Pa,一辆坦克的质量是25t,它的一条履带跟地面的接触面积是3.5m2,问这辆坦克能不能从冰面上通过?
【练习3】如图,将一个物体放在水平桌面上,它对桌面的压强为 P,沿竖直方向将它切成大小不同的两块,则下列说法中正确的是( )
A.大块的压强大于小块的压强 B.大块的压强小于小块的压强
C.大块的压强等于小块的压强,而且都小于P D.大块的压强等于小块的压强,而且都等于P
【练习4】如图所示,将实心长方体A和B放在水平地面上,它们的底面 积之比为2∶3,对地面的压强分别为PA和PB,且PA∶PB=1∶3, 把A叠放在B上后,如图所示,B对地面的压强为P'B,则 PB与P 'B之比是_________.
【练习5】如图所示,边长分别为20 cm和10 cm的正方体物块A和B(A 、B是由同种物质组成),A放在B的上面正,B放在水平地面上,B对地面的压强是9×103 Pa,求: (1)物块的密度;
(2)A对B的压强.(g=10N/kg)
【练习6】.如图,把小桌面和砝码以不同形式放在海绵上,分析与压力作用效果有关的 因素.比较图__ _和图_ __,可以说明压力作用效果 与受压面积有关. 比较图__ _和图_ __,可以说明压力作用效果与压力大小有关. 【练习7】A、B两个实心正方体,边长之比为2∶1,密度之比为3∶4,都放在水平桌面上, 对桌面的压力分别为FA和FB,压强分别为PA和PB,则FA∶FB=? PA∶PB==?
A B
巩固练习:
1.关于压力下列说法正确的是
(A) 压力就是重力 (B)压力的方向总是垂直向下的 (C) 压力的方向与受力面垂直 (D)压力的方向是竖直向下的
2.密云物美商场里的电梯,不是台阶式,而是斜面式的。当顾客站在电梯上虽电梯匀速运动时,人对电梯传送带压力的方向是 A.竖直向下 B.垂直传送带表面向下 C. 垂直传送带表面向上 D.平行于传送带表面向下
3、在研究压力的作用效果跟哪些因素有关的实验中,用玻璃槽(槽内装有松软的细沙)小桌、金属块做了如图所示的三次实验。通过观察图甲和乙所示的实验现象,你得出的结论是 。通过观察图乙和丙所示的实验现象,你得出的结论是 。
4 、下列做法中,属于减小压强的是
A.往地里钉木桩时,把木桩下端削尖 B.针尖做得很尖C.在坦克的轮子上安装履带 D.菜刀用久了,要磨一磨
5.下面四个事例中,用于增大压强的是
(A)推土机上安装两条履带 (B)铁轨铺在枕木上 (C)用滑雪板滑雪 (D)切菜将刀磨得很锋利
6、一块砖的长、宽、厚之比为4:2:1,当平放在水平地面上时,对地面的压强为P1; 侧放在水平地面上时,对地面的压强为P2;如图2所示.则P1:p2为[ ]
A1:2 B 2:1 C1:4 D4:1
7、 如图,两个高度相同,体积不同的铝圆柱体,体积之比V1:V2=2:1,它们 对桌面的压强之比是 。
8、如图10-3所示,将均匀的正方体放在水平地面上,此时它对地面产生的压强为P。 若沿水平方向切去1/3后,剩下的部分对地面产生的压强为P`,则P:P`是( )
(A)3:2 (B)2:3 (C)1:1 (D)3:1
9.在海滩发案现场留下了罪犯清晰站立的脚印,人员立即用蜡浇注了如图所示 的鞋模,测量蜡鞋模的平均厚为3厘米,质量为675克;又经测试达到脚印同样深度 压强为1.5×104帕,罪犯体重为多少?(蜡的密度ρ=0.9×103千克 / 米3)
10.α、b两个由同种材料制成的圆柱体,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( ) A.l:1 B.3:5 C.5:3 D.9 :25
11. 一只底面积为S的箱子,当放在面积为2S的水平桌面时,箱子对桌面的压强为P;当放在面积为S/2的水平凳面上时(凳面被箱子全部盖住) ,箱子对凳面的压强是P′,则P′与P的关系为 ( )
A.P′=4P B.P′=2P C.P′=P D.P′=P / 2
12. 坦克要越过壕沟时,可将备有的气袋放入壕沟,给气袋充满气,这样坦克通过气袋就像走平地一样。当坦克的前一半履带压在气袋上时,对气袋的压力和压强分别为F1和P1。设坦克在水平地面上行驶时,对地面的压力和压强分别为F2和P2,坦克前后是对称的。则以下有关两种情况下压力、压强的比较结果,正确的是 ( )
A.F1=F2 P1=P2 B.F1=1/2F2 P1=P2 C.F1=1/2F2 P1=1/2P2 D.F1=F2 P1=2P2
13. 甲、乙、丙三个质量相同的实心正方体分别在水平地面上,它们对水平地面的压强关系是p甲<p乙<P丙,若分别在三个正方体上表面施加竖直向下的力,使三个正方体对水平地面的压强相同,则力F甲、F乙、F丙的大小关系是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲 =F乙=F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.以上都有可能
14. 把一个正立方形铁块平放在水平地面上,它对地面的压强为P , 若把 8个同样的正立方体铁块如图所示那样放在水平地面上,则它们对地面的压强是: ( )
A、 8P; B、4P; C、2P; D、1/2P。
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