压强 导学案 初中物理人教版八年级下册（2022~2023学年）.pdf

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1、第1节压强【学习目标】1.能通过实验探究压力作用的效果跟压力的大小和受力面积的关系。2.能描述压强概念的建立过程。能熟练写出压强公式、单位，并能用压强公式进行简单计算。3.会应用压强公式分析增大或减小压强的具体方法，并能解释与压强有关的物理现象。【学习重点】压强概念的形成。【学习难点】压强概念的形成过程。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1,压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。压力并不都是由重力引起的，只有当物体自由静止在水平面时,物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。2.压力的作用效果与压力的大小、受力面积有关。在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显;在压力相同时，受

2、力面积越小，压力的作用效果越明显。3.物体所受的压力的大小与受力面枳之比叫做压强，计算公式为：p=,国际单位是帕。4.要增大压强，可以增大压力或者减小受力面积;要减小压强，可以减小压力或者增大受力面积。【合作探究】探究一、压力【想一想】以下几种情况的作用力有哪些共同点？茶杯对桌面的力图钉尖对墙面的力 木块对斜面的力这些力的共同特点是：力的方向与接触面垂 直,作用点在两个物体的接触面上,我们把它叫做压力。1.压力垂直作用在物体表面的力叫做压力。压力产生的条件：两物体相互接 触,两物体发生挤压。例如：人静止在地面上，人和地面间有相互挤压的作用，人对地面有压力，地面对人也有压力（支持力）；静止在竖直

3、墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压，所以没有压力。压力的作用点：在受压的物体表面。压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。压力的大小：压力的大小并不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。2.压力与重力的区别压力重力定义垂直作用在物体表面的力由于地球吸引而使物体受到的力方向垂直于受力物体表面，并指向被压物体竖直向工作用点被压物体表面重心力的性质接触的物体间相互挤压而发生形变产生的，属于

4、弹力来源于万有引力，是非接触力受力示意图书G与G【想一想】小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破，重重的骆驼却不会陷入沙中，这是为什么？【分析】蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大，但由于口器十分尖锐，因而能轻易刺穿皮肤；骆驼虽重，但脚掌面积很大，因而不会深陷沙中。这使我们想到：压力对物体作用的效果不仅跟压力的大小有关，还应该跟受力面积有关。【做一做】用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两指头的感觉？观察两个手指的凹陷程度相同吗？适当改变力度重复以上操作，感觉如何？【分析】因为两个指头受到的压力相等，受力面积不等(均选填“相等”或“不相等”)，右边食指受力面积(接触面积)小，感觉力的作用效

5、果更显著。当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更显著。由以上实验进行猜想，压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积有关。探究二、实验探究影响压力作用效果的因素【想一想】压力的作用效果跟哪些因素有关？怎样比较压力的作用效果？【猜想和假设】压力的作用效果跟压力的大小和受力面积都有关.【设计实验】(1)实验器材：形变显著的物体(如海绵、沙子等)、压力小桌、祛码。(2)实验方法：控制变量法：探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。(3)实验过程:漳绵产甲乙 丙保持小桌与海绵的接触面积不变，在小桌上放一个祛码，改变压 力,比较

6、海绵两次形变的程度，如图甲、乙所示，记入表中。控制压力不变，改变小桌与海绵的接 触 面 积（小桌一次桌面朝上正放，一次桌面朝下倒放），比较海绵两次形变的程度，如图乙、丙所示，记入表中。（4）实验记录表格（见下）。【进行实验与收集证据】操 作1：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；操作2：在小桌子上方放一个祛码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙；操作3：将小桌子倒置过来，桌面和海绵接触，放上祛码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙。实验现象与记录：实验压 力受力面积压力作用效果甲小桌的重力桌 脚（小）明显乙小桌+祛码重力桌 脚（小）很明显丙小桌+祛码重力桌 面（大）极不明显【分析论证

7、】由甲、乙可得结论：受力面积大小相同时，压力作用效果与压力大小有关，压力越大，压力作用效果越明显。由乙、丙可得结论：压力大小相同时，压力作用效果与受力面积大小有关，受力面积越小，压力作用效果越明显;实验结论:压力的作用效果与压力的大小有关，在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。压力的作用效果与受力面积的大小有关，在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。【交流讨论】实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生娶变，实验现象明显；而木板不易发生形变，实验现象不明显0实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。探究三、压强【想一想】通过前面的探究实验，比较压力作用效果的方法有几种？压力

8、大小相同，比较受力面积；受力面积相同，比较压力大小.【想想议议】如果压力大小和受力面积都不同，你能否比较压力作用的效果吗？如表所示，甲与乙是两个不同的受力面，压力和受力面积都不相同，怎样比较？【分析】若要比较压力的作用效果，需要“转化为相同的受力面积或相同的压力时，通过比较压力或受力面积的大小”来确定。受力面压力F(N)受力面积S(c m2)甲2 02乙3 05因此我们可以用“压力与受力面积的比值 或 受力面积与压力的比值”比较压力的作用效果。很显然，前一种定义更加符合人们的思维习惯，即：该比值越大，压力的作用效果越显著。由此我们得到一个新的物理量压强。并定义为：物体所受压力的大小与受力面积之

9、比.1 .压强(1)物理意义：表示压力作用效果的物理量。(2)定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。公 式：压 强=我压力赢 P=fF适用范围：这是压强的定义式，适用于所有物体间的压强计算，无论气体、固体、液体。(4)单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。!Pa=lNZnr o IPa表 示 In?面积上所受的压力是IN。P a 是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约IP a o 实际应用中常用千帕(kPa)、兆帕(MPa)作单位，气象学中常用百帕(hPa)作单位。换算关系 IMPaRCPkPa lkPa=103Pa lhPa=100 Pa(5)注意：压强大小是由

10、压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。在 S 一定时，p 与 F 成正比，在F 一定时，p 与 S 成反比。公式中的F 是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力。公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面积，而且在计算时一定要注意S 的单位。【例 题 1】水平桌面上放一本书，书受到的重力为3 N,与桌面的接触面积为5x10-2 n?,计算书对桌面的压强。【解析】书对桌面的压力等于它的重力，即：F=G=3N桌面的受力面积：S=5xl0-2 m2书对桌面的压强p=1=5 x l m2-60pa2.柱体的压强【推导】有一质量分布均匀

11、的柱状固体，密度为p,底面积为S,高度为h。求对水平面的压强。这个柱体的体积：V=sh 这个柱体的质量：m=pV=pSh对水平面压力：F=G=mg=pVg=pgSh对水平面压强：p=?=pgh柱体的压强p=pghp 表示密度，单位为千克/米3 (k g/m3)；h 表示高度，单位为兆(m)；g=9.8 N/k g；p 表示压强，单位为此(P a)。注意：公式p=p g h 只适用于 悭的物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强；柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和直度有关，与物体的底面积、重力等无关。【例题2】如图所示，甲、乙两个实心柱形体放在水平地面上，对地面的压强相等，则(

12、)A.甲的密度大，质量大 B.乙的密度大，质量大C.乙的密度小，质量小 D.无法确定【答案】B.【解析】甲、乙对地面的压强相等，根据p=p g h 可得：p 邛 g h ”,=p 乙 g h 乙；V h i p h z,，甲、乙密度 p i,S乙，F心Fz,即 G，iG&所以m甲 m z,。选项B 正确。【例题3】某中学操场积雪深达1 0 c m,求雪对操场的压强是多大？(p 霄=0.2 x l()3 k g/m 3)【解析】p=S =喈1=p g h=0.2 x l 03k g/m3x 1 O N/k g x O.1 m=2 0 0 p a此题给出的已知条件比较少，直接应用 P=F/S 不能

13、求出，可以推导出P=p g h 进行计算；需注意的是P=p g h 是推导公式，一般情况下，计算题中不能直接运用。探究四、怎样减小或增大压强【提出问题】书包带为什么做得比较宽？菜刀的刃为什么磨得比较薄？为什么啄木鸟的嘴强直如凿？在生活、生产中人们有时需要增大压强，有时需要减小压强，怎样减小或增大压强呢？1.改变压强的方法当压力F 一定时，受力面积S发生变化，则压强也随之发生变化;当受力面积S 一定时，压力F 发生变化，则压强也随之发生变化。所以在生活、生产及技术中人们常常改变压力或受力面积来改变压强。2.减小压强的方法所有材料能够承受的压强都有一定的限度，加在材料上的压强一旦超过这个限度，材料

14、就会损坏，这个压强叫做极限压强，这些情况下就要减小压强。减小方法:当受力面积一定时，减小压力:当压力一定时，增加受力面积。轨道铺设在枕木上书包带比较宽汽车限重轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。汽车限重是通过减小汽车对地面的压力减小对地面压强的。3.增大压强的方法在生活或生产中有时需要增大压强。当受力面积一定时;增大压 力;当压力一定时，减小受力面积.以下是增大压强的事例。【精讲点拨】1.压力与重力的区别。压力的本质属于弹力，是接触力。而重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,来源于万有引力，是非接触力。压力的方向与受力面垂直，重力的方向总是竖直向下（与水平方向垂直向下

15、）。压力的作用点在受力面上，重力的作用点在物体的重心。2.压强是表示压力作用的效果的物理量。因为压力的作用效果与压力和受力面积两个因素有关，所以课本是用比值定义法（压力与受力面积之比）建立压强的概念。【归纳整理】垂直作用在物体表面的力叫压力。压 力-压力的方向：垂直受力面指向被压物体。压力的作用点：作用在被压物体表面。物理意义：表示压力作用效果的物理量。定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。噂 压强 F乙,p甲V p乙【答案】A.【解析】甲、乙对地面的压强相等P v=P z,即p甲ghv=pz.ghz因为h m pz,o甲、乙压力的大小关系：根据F=PS因为P，尸Pz,S Q S s

16、所以FqFz。所以选A.8.在探究“影响压力作用效果的因素”时，小明同学利用小桌、海绵和祛码等器材进行了如图所示的实验。绵绵止迎彳绵甲 乙 丙该同学是通过 来判断压力作用效果的。比较乙与丙两图可得到的实验结论是：当压力一定时，。此实验（选填“能”或“不能”）用硬纸板代替海绵，原因是。此实验中主要运用的科学探究方法有 和 o下列实例中，应 用 了 中 所 得 结 论 的 是（填序号）。A.交通管理部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10tB.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破C.书包的背带较宽D.载重汽车的轮子又多又宽【答案】海绵的凹陷程度；受力面积越小，压力的作用效果越显著；不能，效果不明显；控制变量法，转换法；BC.【解析】该同学是通过海绵的凹陷程度来判断压力作用效果的。比较乙与丙两图，压力相同，受力面积不同。可得到的结论是：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。此实验不能用硬纸板代替海绵，原因是硬纸板不容易发生形变，效果不明显。实验中主要采用的探究方法是控制变量法和转换法。B.蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破；C.书包的背带较宽。都是在压力不变时，靠改变受力面积的方法改变压强的。【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？