1、压力与压强是两个不同的物理量,它们有哪些区别?有什么联系?
答:(1)概念不同:压力是垂直作用于物体表面的力,它是由于支承面受到挤压而产生的;压强是物体单位面积上受到的压力,它是表示压力作用效果的物理量.
(2)单位不同:在国际单位中,压力的单位是N,压强的单位是Pa.
(3)由压强公式p=F/S可知,压强大小不仅与压力大小有关,还与受力面积的大小有关.在压力一定时,压强和受力面积成反比;在受力面积一定时,压强与压力成正比.不能认为“压力越大,压强就一定越大”,同样,如果压强大,压力也不一定大,总之,压强大小是由压力大小和受力面积大小共同决定的.
2、运用压强公式P=F/S时,应注意些什么?
答:压强的公式:p=F/S,应用公式时,应注意下列几点:
(1)公式中F是压力,而不是重力,但在某种情况下,压力在数值上等于重力,如物体放在水平面上就是这样.
(2)公式中的S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,二者相互挤压接触的面积,而不是其他面积.
(3)压力F和受力面积S之间不存在因果关系.但压强p和F、S之间却有密切的关系:在S一定时p与F成正比;在F一定时,p与S成反比.
(4)在国际单位制中压强的单位是帕斯卡(Pa),应用公式p=F/S计算时,单位要统一,特别是面积的单位必须用m2.
3、减小压强和增大压强分别有哪些方法?
答:任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被压坏,就要减小压强;为了顺利地进入物体,则需要增大压强.根据压强定义式p=F/S,不难看出,减小压强有三种方法:(1)当压力F一定时,增大受力面积S;(2)当受力面积S一定时,减小压力F;(3)在条件允许的情况下,可以同时减小压力F和增大受力面积S.
同理,增大压强也有三种方法.
例1 下列说法中正确的是 ( )
A.压力越大,压强一定越大
B.受力面积越小,压强一定越大
C.受力面积不变,物体的重力越大,压强一定越大
D.压力不变,受力面积越大,压强一定越小
知识点 : 压强概念的理解
闯关点拨: 压强是表示压力作用效果的,它的大小是由压力和受力面积大小共同决定的.正确理解公式P=F/S是解答本题的关键.
解 : A选项中只有在受力面积一定时,压力越大,压强一定越大,故A说法是错误的;B选项中只有压力一定时,受力面积越小,压强一定越大,B也是错误的; C选项中受力面积是一定的,但压力不一定是由重力产生的.如果压力是由重力产生的,其大小也不一定等于重力,故C的说法也是错误的.
答: 选D
例2 体积为1dm3的正方体铜块放在面积为1m2的水平桌面上,它对桌面的压力和压强分别是多大?(g=10 N/kg,ρ铜=8.9×103kg/m3)
知识点: 利用压强公式进行计算
闯关点拨: 压强公式中,S是指受力面积,即物体与接触面间互相挤压的那部分面积,而不是桌面的面积(桌面面积1m2是多余条件),千万不能搞错.
解: 铜块对桌面的压力大小等于铜块的重力,
即F=G=mg=ρ铜gV=8.9×103kg/m3×10 N/kg×10-3m3=89 N;
由于正方体铜块的下底边长为a=1dm,小于桌面的边长1 m,所以铜块与桌面的受力面积为正方体的底面积 S=a2=(1dm)2=10-2m2.根据公式可计算出铜块对桌面的压强为 8.9×103 Pa.
例3 质量为20t的坦克,每条履带与地面的接触面积为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压强为6× 104 Pa,坦克能否直接从冰面上通过?
知识点 考查压力与压强的计算
闯关点拨 坦克能否直接从冰面上通过可用两种方法去判断:①根据公式F=pS算出面积为4 m2的冰面所能承的最大压力,如果冰面承受的最大压力大于坦克的重力则可以通过,若小于坦克的重力就不能通过,②根据公式求出坦克对冰面的压强,若小于冰面所能承受的最大压强就可以直接通过.
解 (1)坦克所受到的重力G=rng = 20× 103kg× 9.8N/kg = 1.96×105N;
(2)4 m2 (受力面积为两条履带的面积)的冰面能承受的最大压力为:
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,坦克能够直接通过.
例4 下列措施中,能够减小压强的是 ( )
A.把书包带做得宽些
B.把软包装饮料的吸管的一端削尖
C.刀、斧、剪的刃都磨得很锋利
D.将放在水平地面上的一块砖由平放改为竖放
知识点 减小压强的方法在日常生活中的应用
闯关点拨 根据压强公式减小压强的方法有:(1)在受力面积一定时,减小压力;(2)在压力一定时,增大受力面积;(3)同时减小压力和增大受力面积
解 A选项中,书包对肩的压力(等于书包的重力)是一定的,把书包带做得宽些,增大了受力面积从而减小书包对肩的压强,故A选项是正确的;B、C选项中,把软包装饮料的吸管削尖,刀、斧、剪的刃都磨得很锋利,目的都是在压力一定时,减小受力面积,增大压强,故B和C选项都是错的:D选项中,将放在水平地面上的一块砖由平放改为竖放时,砖对地面的压力(都等于砖的重力)是不变的,只是砖与地面间的受力面积平放时比竖放时大,所以平放时砖对地面的压强比竖放时砖对地面的压强小,因此,将砖由平放改为竖放,砖对地面的压强增大了,故D选项是错的.
答 选A
例5 2002年6月6日《海峡都市报》刊登了《货车超限超载、国道不堪重负》一文,报道了“104国道设计使用年限为15年以上,但才使用5年就大修,现已伤痕累累……”有些运输单位和个人只顾自己利益,不顾国家利益,让汽车成倍的超载是损坏路面的直接原因.请你运用所学知识解释汽车严重超载加快路面损坏的原因(只需答出一种合理的原因即可).
知识点 将压强知识应用于生活实际中
闯关点拨 这是一个联系生活实际的问题,路面的损坏即受到的汽车的压强太大,而这显然是由于汽车超载引起的.
答 由于汽车的超载,造成了对路面的压力增大,所以压强增大.
例6 小明家装修房屋,他和爸爸、妈妈一同到商店买木地板。售货员向他们宣传:硬度高的木地板质量最好,同时拿出A.B.C三种不同品牌木地板样品,用刀在三种木地板上刻划,然后极力推荐其中划痕最不突出的C品牌地板。小明看后对爸爸、妈妈说这种比较方法不科学,并详细说明应该怎样控制变量,进行实验比较。爸爸、妈妈听后露出了满意的笑容。
请根据学过的物理知识判断,在售货员所做演示中,影响木地板划痕深度的两个主要原因是:
⑴
⑵
闯关点拨 本题是过程开放题,只要是合理的因素均可.
答 ⑴压力的大小
⑵刀与地板接触面的大小(刀的锋利程度、用刀口或刀尖划地板)
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