8.1 认识压强

8.1 认识压强

【引入】力的作用效果与力的大小,力的作用点,力的方向有关,即力的作用效果与力的三要素有关。今天,我们来了解压力的作用效果。

一、本节涉及的物理概念或物理量

1、什么是压力?

压力是指垂直作用在物体表面上的力。

产生压力的条件有:有接触并挤压。

压力的方向:垂直于受压物体的表面,并指向受压物体。

物体间为什么有挤压?

物体受到重力或外力作用时,就会对接触物体的表面产生挤压,从而产生压力。

2、什么是压力的作用效果?

当物体表面受到压力时会发生的形变,我们常用形变程度的大小来反映压力的作用效果。

形变程度大,意味着压力的作用效果明显;形变程度小,则表示压力的作用效果不明显。

3、接触面与受力面的区别

如下图中,A面是接触面,而不是受压面(或称受力面)。B面是接触面同时也是受压面(受力面)。

所以,接触面不一定是受力面。

二、探究压力的作用效果与什么因素有关?

如甲、乙两图,受力面积是一样的,均为桌脚的总面积。从实验结果可以看出,加了砝码后,桌脚陷入海绵中的深度更深了,即海绵的形变程度更大了。所以,

当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。

由乙、丙两图,当桌面翻过来却保持桌子对海绵的压力相同时,海绵的形变程度是不同的,而且海绵的形变程度变小了。这说明,

当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。

综上所述,我们发现影响压力的作用效果是否明显,压力的大小不是唯一的决定因素,受力面积的大小也是一个决定因素。

三、压强

受力面积和压力的大小都是可以准确测量的,所以,为了更加准确的反映压力和受力面积对压力的作用效果的影响,我们将压力与受力面积的比值的大小来反映压力的作用效果的明显程度。

我们将压力与受力面积的比值叫做压强,用符号p表示。

将压强与压力作用效果比较,两者其实是同一概念。“压力作用效果”用于反映因果关系,而“压强”用于反映数量关系。

压力的作用效果越明显,即压强的大小较大。压力的作用效果不明显,即压强的大小较小。

根据压强的定义,公式如下:

F表示压力,S表示受力面积,p表示压强。

单位:帕斯卡,简称“帕”,单位符号:pa,1N/m^2=1pa

一张报纸平铺在桌面上,报纸对桌面的压强约为0.5pa,它的含义是桌面每平方米受到的压力是0.5N;

一个茶杯立在桌面上,茶杯对桌面的压强约为1000pa; 一个人双脚站在水平地面上,人对地面的压强约为10000pa。

例:一辆坦克质量是80吨,每条履带2平方米,求坦克行驶时对地面的压强是多少?

四、压强的应用

由压强公式可知,压强与压力成正比,与受力面积成反比。

所以,要减小压强的方法:

1、压力不变时,增大受力面积,减小压强。

如下图,小女孩踩在鸡蛋上并没有将鸡蛋踩破,这是因为鸡蛋多,脚与鸡蛋的接触面积大,根据 压力一定,受力面积大,压强小的道理,鸡蛋承受的压强并不大,所以鸡蛋并没有踩破。

生活中其他的事例:汽车轮子多,拧螺丝在下面加垫圈,铁轨下铺枕木,宽大的滑雪板等。

2、受力面积不变,减小压力,减小压强。

要增大压强的方法:

1、压力一定时,减小受力面积,增大压强。

例如:磨刀不误砍柴功,冰鞋上冰刀,

2、受力面积一定,增大压力,增大压强。

例如:自行车刹车时,要用力捏刹车把手。

 


本节小结

一、物理名词

1、压力

2、压力的作用效果

3、接触面积

4、受力面积

5、压强

二、规律

1、压力是指垂直作用在物体表面上的力。产生压力的条件有:有接触并挤压。

2、当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。

3、当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。

4、压强与压力成正比,与受力面积成反比。

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