1、壓力與壓強是兩個不同的物理量,它們有哪些區(qū)別?有什么聯(lián)系?
答:(1)概念不同:壓力是垂直作用于物體表面的力,它是由于支承面受到擠壓而產生的;壓強是物體單位面積上受到的壓力,它是表示壓力作用效果的物理量.
(2)單位不同:在國際單位中,壓力的單位是N,壓強的單位是Pa.
(3)由壓強公式p=F/S可知,壓強大小不僅與壓力大小有關,還與受力面積的大小有關.在壓力一定時,壓強和受力面積成反比;在受力面積一定時,壓強與壓力成正比.不能認為“壓力越大,壓強就一定越大”,同樣,如果壓強大,壓力也不一定大,總之,壓強大小是由壓力大小和受力面積大小共同決定的.
2、運用壓強公式P=F/S時,應注意些什么?
答:壓強的公式:p=F/S,應用公式時,應注意下列幾點:
(1)公式中F是壓力,而不是重力,但在某種情況下,壓力在數(shù)值上等于重力,如物體放在水平面上就是這樣.
(2)公式中的S是受力面積,它是施力物體擠壓受力物體時,二者相互擠壓接觸的面積,而不是其他面積.
(3)壓力F和受力面積S之間不存在因果關系.但壓強p和F、S之間卻有密切的關系:在S一定時p與F成正比;在F一定時,p與S成反比.
(4)在國際單位制中壓強的單位是帕斯卡(Pa),應用公式p=F/S計算時,單位要統(tǒng)一,特別是面積的單位必須用m2.
3、減小壓強和增大壓強分別有哪些方法?
答:任何物體能承受的壓強都有一定的限度,超過這個限度,物體就會被壓壞,就要減小壓強;為了順利地進入物體,則需要增大壓強.根據壓強定義式p=F/S,不難看出,減小壓強有三種方法:(1)當壓力F一定時,增大受力面積S;(2)當受力面積S一定時,減小壓力F;(3)在條件允許的情況下,可以同時減小壓力F和增大受力面積S.
同理,增大壓強也有三種方法.
例1 下列說法中正確的是 ( )
A.壓力越大,壓強一定越大
B.受力面積越小,壓強一定越大
C.受力面積不變,物體的重力越大,壓強一定越大
D.壓力不變,受力面積越大,壓強一定越小
知識點 : 壓強概念的理解
闖關點撥: 壓強是表示壓力作用效果的,它的大小是由壓力和受力面積大小共同決定的.正確理解公式P=F/S是解答本題的關鍵.
解 : A選項中只有在受力面積一定時,壓力越大,壓強一定越大,故A說法是錯誤的;B選項中只有壓力一定時,受力面積越小,壓強一定越大,B也是錯誤的; C選項中受力面積是一定的,但壓力不一定是由重力產生的.如果壓力是由重力產生的,其大小也不一定等于重力,故C的說法也是錯誤的.
答: 選D
例2 體積為1dm3的正方體銅塊放在面積為1m2的水平桌面上,它對桌面的壓力和壓強分別是多大?(g=10 N/kg,ρ銅=8.9×103kg/m3)
知識點: 利用壓強公式進行計算
闖關點撥: 壓強公式中,S是指受力面積,即物體與接觸面間互相擠壓的那部分面積,而不是桌面的面積(桌面面積1m2是多余條件),千萬不能搞錯.
解: 銅塊對桌面的壓力大小等于銅塊的重力,
即F=G=mg=ρ銅gV=8.9×103kg/m3×10 N/kg×10-3m3=89 N;
由于正方體銅塊的下底邊長為a=1dm,小于桌面的邊長1 m,所以銅塊與桌面的受力面積為正方體的底面積 S=a2=(1dm)2=10-2m2.根據公式可計算出銅塊對桌面的壓強為 8.9×103 Pa.
例3 質量為20t的坦克,每條履帶與地面的接觸面積為2m2,求:
。1)坦克所受到的重力是多大?
(2) 若冰面所能承受的最大壓強為6× 104 Pa,坦克能否直接從冰面上通過?
知識點 考查壓力與壓強的計算
闖關點撥 坦克能否直接從冰面上通過可用兩種方法去判斷:①根據公式F=pS算出面積為4 m2的冰面所能承的最大壓力,如果冰面承受的最大壓力大于坦克的重力則可以通過,若小于坦克的重力就不能通過,②根據公式求出坦克對冰面的壓強,若小于冰面所能承受的最大壓強就可以直接通過.
解 (1)坦克所受到的重力G=rng = 20× 103kg× 9.8N/kg = 1.96×105N;
。2)4 m2 (受力面積為兩條履帶的面積)的冰面能承受的最大壓力為:
F=pS = 6 × 104 Pa × 4 m2=2.4 × 105N>1.96× l05 N
所以冰面能承受坦克的重力,坦克能夠直接通過.
例4 下列措施中,能夠減小壓強的是 ( )
A.把書包帶做得寬些
B.把軟包裝飲料的吸管的一端削尖
C.刀、斧、剪的刃都磨得很鋒利
D.將放在水平地面上的一塊磚由平放改為豎放
知識點 減小壓強的方法在日常生活中的應用
闖關點撥 根據壓強公式減小壓強的方法有:(1)在受力面積一定時,減小壓力;(2)在壓力一定時,增大受力面積;(3)同時減小壓力和增大受力面積
解 A選項中,書包對肩的壓力(等于書包的重力)是一定的,把書包帶做得寬些,增大了受力面積從而減小書包對肩的壓強,故A選項是正確的;B、C選項中,把軟包裝飲料的吸管削尖,刀、斧、剪的刃都磨得很鋒利,目的都是在壓力一定時,減小受力面積,增大壓強,故B和C選項都是錯的:D選項中,將放在水平地面上的一塊磚由平放改為豎放時,磚對地面的壓力(都等于磚的重力)是不變的,只是磚與地面間的受力面積平放時比豎放時大,所以平放時磚對地面的壓強比豎放時磚對地面的壓強小,因此,將磚由平放改為豎放,磚對地面的壓強增大了,故D選項是錯的.
答 選A
例5 2002年6月6日《海峽都市報》刊登了《貨車超限超載、國道不堪重負》一文,報道了“104國道設計使用年限為15年以上,但才使用5年就大修,現(xiàn)已傷痕累累……”有些運輸單位和個人只顧自己利益,不顧國家利益,讓汽車成倍的超載是損壞路面的直接原因.請你運用所學知識解釋汽車嚴重超載加快路面損壞的原因(只需答出一種合理的原因即可).
知識點 將壓強知識應用于生活實際中
闖關點撥 這是一個聯(lián)系生活實際的問題,路面的損壞即受到的汽車的壓強太大,而這顯然是由于汽車超載引起的.
答 由于汽車的超載,造成了對路面的壓力增大,所以壓強增大.
例6 小明家裝修房屋,他和爸爸、媽媽一同到商店買木地板。售貨員向他們宣傳:硬度高的木地板質量最好,同時拿出A.B.C三種不同品牌木地板樣品,用刀在三種木地板上刻劃,然后極力推薦其中劃痕最不突出的C品牌地板。小明看后對爸爸、媽媽說這種比較方法不科學,并詳細說明應該怎樣控制變量,進行實驗比較。爸爸、媽媽聽后露出了滿意的笑容。
請根據學過的物理知識判斷,在售貨員所做演示中,影響木地板劃痕深度的兩個主要原因是:
、
、
闖關點撥 本題是過程開放題,只要是合理的因素均可.
答 ⑴壓力的大小
、频杜c地板接觸面的大。ǖ兜匿h利程度、用刀口或刀尖劃地板)
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