一、正确理解压力的定义
1.压力是由于两个互相接触的物体间相互的挤压(发生了形变)而产生的,它是弹力的具体形式之一,它的存在是和形变紧密联系的.例如图(1)所示图中A球不可能对接触面MN产生压力;乙图中A竖直悬挂,也不会与MN相互挤压;只有丙图中A才会对接触面MN产生压力.所以压力产生条件是:物体间有接触并且发生形变.
2.垂直压在物体表面上的力叫做压力,压力的方向总是与物体的接触面垂直,且指向被作用的物体.压力的作用点在受力物体的接触面上.(见图2所示)
二、正确理解压强的定义
1.压强是表示压力作用效果的物理量,我们通常把物体单位面积上受到的压力叫做压强.所以压强大小,不仅与压力有关,而且与受力面积大小有关.
2.压强的国际单位是“帕斯卡”,简称“帕”,1帕=1牛/米2.
3.要正确理解压强公式中各物理量的含义:
p=F/S中F为压力而不一定是物体的重力,S是受力面积而不是物体的面积.
例如,重21N,边长0.1m的正方体铝块,放在面积为1m2的水平桌面中央,则该物体对桌面的压强为多大?从题目条件可知,该物体对桌面的压力在数值上就等于物重21N,而S应是受力面积,即正方体铝块的底面积S=0.1m×0.1m=0.01m2,而不是桌面的面积1m2,所以在求解压强问题时,正确选取受力面积是非常重要的.
4.在应用p=F/S公式解题时,注意各物理量的单位一定是统一的国际单位,并且要注意一一对应的关系.例如:图钉尖的面积是0.3mm2,图钉帽的面积是0.75cm2,在向墙上按图钉时,首先要将mm2、cm2换算为m2;其次求尖或帽的压强时,注意压力与受力面积相对应,千万不可张冠李戴.则:
p帽=■=■=2×105Pa,
p尖=■=■=5×107Pa.
5.由公式p=F/S可知:当受力面积一定时,压强跟压力成正比;当压力一定时,压强跟受力面积成反比.影响压强大小的因素不仅是压力,还有受力面积.可见,是由压力和受力面积两个因素共同决定的.
6.要注意区分压力和压强的概念:
①压力是支承面上受到的全部垂直作用的力,压强是单位面积上受到的压力;
②压力大小跟受力面积无关,而压强的大小与受力面积有关;
③衡量压力作用效果的不是压力而是压强;
④压力单位是牛顿,压强单位是帕斯卡.
所以,不能错误地认为,压力就是压强.
三、增大和减小压强的方法在生产和生活中的应用
由公式p=F/S可知:压强的大小是可以通过改变压力和受力面积大小来改变的.在生产和生活中,有时需要增大压强,而有时则需要减小压强.我们生产生活中到底有哪些地方需要增大压强,又有哪些地方需要减小压强呢?它们又是通过何种方法去实现增大或者减小的呢?
在生产生活中有的物品需要被裁剪、切断、扎眼,为了使效果明显,就需要增大压强.增大压强通常有两种方法:一是增大对物体的压力,二是减小受力物体的受力面积.如钉子、针、锥子等物品一头做得很尖锐,剪子、斧头、刀等工具一面做得都锋锐,其目的就是通过减小受力面积的方法来增大压强的;而在使用这些工具时,要通过调整压力大小的方法来控制增大压强的效果.更为显著的还有木工使用的气动枪和切割工艺上使用的水刀,则是通过增大气体对物体压力的方法来增大压强的.
在军事、交通和生产生活中,有时为了防止下陷或因为压强太大而带来不必要的伤害,就需要减小对物体承载面的压强.减小压强通常有两种方法:一是减小对物体的压力,二是增大物体的受力面积.例如:为了保证坦克、拖拉机能在松软的地面上正常行驶,通常要安装宽宽的履带;为了保证沉重的火车能在铁路钢轨上正常行驶而不下陷,通常将钢轨安放在铺设有枕木的路基上;为了保证学生身心健康,通常要将书包带做得很宽厚等等.这些事例都是通过增大受力面积而减小压强的.
在道路桥梁的保护中,经常会对特殊地段或者特殊桥梁进行限载规定,这是通过减小压力的方法来减小对道路和桥梁压强的实例.
四、压力与压强典型例题分析
例1 一位同学冬天在河中冰上玩耍,当他跑到河中心时,突然听到响声,发现冰层破裂,这时他应该采取的措施是( ).
A.站立不动
B.迅速往回跑
C.踮着脚轻轻往回走
D.趴下且呼救
解析 此题主要考查的知识点:影响压强的各种因素,并且结合实际生活问题来考查,以人们生活中常见的误区作为考查对象,这是中考的趋势,也是素质教育的走向.按照同学们的一贯做法,很多同学必然会选择站立不动.学习了压力压强后我们知道,要想减小压强有两种方法:减小压力或增大受力面积.这个时候冰受到的压力不变且总是等于人的重力,那么要改变压力的方式是行不通的,除非可以把人吊起来,这显然不现实;那么剩下的方法只能是增大受力面积,如何增大受力面积,那就只能是人趴下来,这个时候不断呼救就可以了.A选项压强没有变化;B选项跑起来相当于单脚落地,减小了受力面积反而增大压强;C选项惦着脚走也是减小受力面积,使压强增大;只有D选项符合题意,在压力不变的情况下通过增大受力面积来减小压强.如果作为营救人员,还是要从两方面入手:一是通过直升机给其一个向上的拉力,减小受救助人对冰面的压力从而减小受救助人对冰面的压强;二是通过冰面给受救助人以面积更大的梯子或者木板,增大受救助人与冰面的接触面积从而减小受救助人对冰面的压强.
答案 选择D
例2 如图所示的四种动物器官中,具有增大压强功能的是( ).
解析 很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位.有“沙漠之舟”之称的骆驼,能在松软的沙漠中自如行走而不下陷,就因为其长有四只宽大的脚掌,增大了受力面积从而减小了对沙地的压强;鹅掌和鸭掌有蹼,不仅可以划水,同样可以在潮湿松软的河岸自如行走,也是因为其脚蹼的面积大;牛蹄大抵和骆驼的脚掌和鸭鹅的蹼有大致功能.而啄木鸟是“森林的医生”,它的嘴很尖细,在凿树干的时候,由于受力面积小而增大压强,可以很方便地捉到躲藏在深处的虫子;还有很多如狗、狼、豹子、狮子和老虎等食肉动物的牙齿通常很尖细,这有助于捕捉猎物,撕咬食物,也主要是因为牙齿的受力面积小而增大压强的缘故.
一、正确理解压力的定义
1.压力是由于两个互相接触的物体间相互的挤压(发生了形变)而产生的,它是弹力的具体形式之一,它的存在是和形变紧密联系的.例如图(1)所示图中A球不可能对接触面MN产生压力;乙图中A竖直悬挂,也不会与MN相互挤压;只有丙图中A才会对接触面MN产生压力.所以压力产生条件是:物体间有接触并且发生形变.
2.垂直压在物体表面上的力叫做压力,压力的方向总是与物体的接触面垂直,且指向被作用的物体.压力的作用点在受力物体的接触面上.(见图2所示)
二、正确理解压强的定义
1.压强是表示压力作用效果的物理量,我们通常把物体单位面积上受到的压力叫做压强.所以压强大小,不仅与压力有关,而且与受力面积大小有关.
2.压强的国际单位是“帕斯卡”,简称“帕”,1帕=1牛/米2.
3.要正确理解压强公式中各物理量的含义:
p=F/S中F为压力而不一定是物体的重力,S是受力面积而不是物体的面积.
例如,重21N,边长0.1m的正方体铝块,放在面积为1m2的水平桌面中央,则该物体对桌面的压强为多大?从题目条件可知,该物体对桌面的压力在数值上就等于物重21N,而S应是受力面积,即正方体铝块的底面积S=0.1m×0.1m=0.01m2,而不是桌面的面积1m2,所以在求解压强问题时,正确选取受力面积是非常重要的.
4.在应用p=F/S公式解题时,注意各物理量的单位一定是统一的国际单位,并且要注意一一对应的关系.例如:图钉尖的面积是0.3mm2,图钉帽的面积是0.75cm2,在向墙上按图钉时,首先要将mm2、cm2换算为m2;其次求尖或帽的压强时,注意压力与受力面积相对应,千万不可张冠李戴.则:
p帽=■=■=2×105Pa,
p尖=■=■=5×107Pa.
5.由公式p=F/S可知:当受力面积一定时,压强跟压力成正比;当压力一定时,压强跟受力面积成反比.影响压强大小的因素不仅是压力,还有受力面积.可见,是由压力和受力面积两个因素共同决定的.
6.要注意区分压力和压强的概念:
①压力是支承面上受到的全部垂直作用的力,压强是单位面积上受到的压力;
②压力大小跟受力面积无关,而压强的大小与受力面积有关;
③衡量压力作用效果的不是压力而是压强;
④压力单位是牛顿,压强单位是帕斯卡.
所以,不能错误地认为,压力就是压强.
三、增大和减小压强的方法在生产和生活中的应用
由公式p=F/S可知:压强的大小是可以通过改变压力和受力面积大小来改变的.在生产和生活中,有时需要增大压强,而有时则需要减小压强.我们生产生活中到底有哪些地方需要增大压强,又有哪些地方需要减小压强呢?它们又是通过何种方法去实现增大或者减小的呢?
在生产生活中有的物品需要被裁剪、切断、扎眼,为了使效果明显,就需要增大压强.增大压强通常有两种方法:一是增大对物体的压力,二是减小受力物体的受力面积.如钉子、针、锥子等物品一头做得很尖锐,剪子、斧头、刀等工具一面做得都锋锐,其目的就是通过减小受力面积的方法来增大压强的;而在使用这些工具时,要通过调整压力大小的方法来控制增大压强的效果.更为显著的还有木工使用的气动枪和切割工艺上使用的水刀,则是通过增大气体对物体压力的方法来增大压强的.
在军事、交通和生产生活中,有时为了防止下陷或因为压强太大而带来不必要的伤害,就需要减小对物体承载面的压强.减小压强通常有两种方法:一是减小对物体的压力,二是增大物体的受力面积.例如:为了保证坦克、拖拉机能在松软的地面上正常行驶,通常要安装宽宽的履带;为了保证沉重的火车能在铁路钢轨上正常行驶而不下陷,通常将钢轨安放在铺设有枕木的路基上;为了保证学生身心健康,通常要将书包带做得很宽厚等等.这些事例都是通过增大受力面积而减小压强的.
在道路桥梁的保护中,经常会对特殊地段或者特殊桥梁进行限载规定,这是通过减小压力的方法来减小对道路和桥梁压强的实例.
四、压力与压强典型例题分析
例1 一位同学冬天在河中冰上玩耍,当他跑到河中心时,突然听到响声,发现冰层破裂,这时他应该采取的措施是( ).
A.站立不动
B.迅速往回跑
C.踮着脚轻轻往回走
D.趴下且呼救
解析 此题主要考查的知识点:影响压强的各种因素,并且结合实际生活问题来考查,以人们生活中常见的误区作为考查对象,这是中考的趋势,也是素质教育的走向.按照同学们的一贯做法,很多同学必然会选择站立不动.学习了压力压强后我们知道,要想减小压强有两种方法:减小压力或增大受力面积.这个时候冰受到的压力不变且总是等于人的重力,那么要改变压力的方式是行不通的,除非可以把人吊起来,这显然不现实;那么剩下的方法只能是增大受力面积,如何增大受力面积,那就只能是人趴下来,这个时候不断呼救就可以了.A选项压强没有变化;B选项跑起来相当于单脚落地,减小了受力面积反而增大压强;C选项惦着脚走也是减小受力面积,使压强增大;只有D选项符合题意,在压力不变的情况下通过增大受力面积来减小压强.如果作为营救人员,还是要从两方面入手:一是通过直升机给其一个向上的拉力,减小受救助人对冰面的压力从而减小受救助人对冰面的压强;二是通过冰面给受救助人以面积更大的梯子或者木板,增大受救助人与冰面的接触面积从而减小受救助人对冰面的压强.
答案 选择D
例2 如图所示的四种动物器官中,具有增大压强功能的是( ).
解析 很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位.有“沙漠之舟”之称的骆驼,能在松软的沙漠中自如行走而不下陷,就因为其长有四只宽大的脚掌,增大了受力面积从而减小了对沙地的压强;鹅掌和鸭掌有蹼,不仅可以划水,同样可以在潮湿松软的河岸自如行走,也是因为其脚蹼的面积大;牛蹄大抵和骆驼的脚掌和鸭鹅的蹼有大致功能.而啄木鸟是“森林的医生”,它的嘴很尖细,在凿树干的时候,由于受力面积小而增大压强,可以很方便地捉到躲藏在深处的虫子;还有很多如狗、狼、豹子、狮子和老虎等食肉动物的牙齿通常很尖细,这有助于捕捉猎物,撕咬食物,也主要是因为牙齿的受力面积小而增大压强的缘故.