定义、单位:垂直作用在物体表面上的力叫压力。用F来表示,单位是牛(N)。
压力产生的条件:
只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力。如图所示,静止在水平地面上、紧挨墙角的小球,由于墙与小球之间无挤压作用,因而它们之间不存在压力。
方向: 压力的方向与受力物体的表面即支撑面互相垂直且指向受压物体。例如按图钉(图),其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.这是压力和其他力的一个区别。
大小:压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关。
作用点:在受压物体的接触面上。例在图中画出沿斜面向下滚动的小球对斜面压力的示意图(压力是指垂直压在物体表面上的力)。
压力与重力的区别和联系:
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重力 |
压力 |
定义 |
由于地球的吸引而使物体受到的力 |
垂直作用在物体表面上的力 |
产生原因 |
由于地球的吸引而产生 |
由于物体对物体的挤压而产生 |
方向 |
总是竖直向下 |
垂直于受压面且指向被压物体 |
作用点 |
物体的重心 |
在受压物体的表面 |
施力物体 |
地球 |
对受力物体产生挤压作用的物体 |
联系 |
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力 |
注意点 |
压力不一定是由于物体受到重力而产生的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
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压强知识梳理:
计算公式:
P=F/S,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米
2,压力F单位是:牛;受力面积S单位是:米
2。
对压强公式的理解:1.此公式适用于任何情况,即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
2.此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m
2。在计算物体的压强时,只有当F的单位为N,S 的单位为m
2时,压强的单位才能是Pa,因此在计算中必须统一单位。
3.一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为1.5×10
4Pa,它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5× 10
4N。
4.公式中的,是压力而不是重力。即使在某些情况下,压力在数值上等于物体所受的重力,也不应把公式直接写成
,而应先注明F=G得:
。
5.公式中的受力面积S,是指受力物体发生形变的那部分面积,也就是两物体的实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积。如图所示,一个圆台形物体置于水平地面上,分别采用A、B两种方式放置,对地面的压力不变,但图A中受力面积是S2,图B中受力面积为S1,而它们都与水平地面的面积大小无关。
6. 由公式推导出F=pS和
可用于计算压力和受力面积的大小。
巧用求柱体压强: 将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强
,所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强,只与固体的密度和高度有关,而与固体的重力、体积和底面积因素无关,应用公式
就给解这类题带来很大方便。
例1如图所示,两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3:1,高度相同,则它们对水平地面的压强之比为( )
A.3:1B.1:3C.1:1D.9:l
解析:本题是分析圆柱体的压强,可直接利用公式
进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同,所以压强相同,选项C正确。
答案:C
增大压强的方法:①当压力一定时,减小受力面积②当受力面积一定时,增大压力③同时增大压力和减小受力面积;
减小压强的方法:①当压力一定时,增大受力面积②当受力面积一定时,减小压力③同时减小压力和增大受力面积。
增大和减小压强在实际生活中的应用:
1.增大压强
(1)刀斧、切削T具的刀都是磨的很薄,钉子、针、锯齿等的尖端加工得很尖等,这些都是用减小受力面积的办法增大压强的。
(2)刹车时必须用力握住车闸;农民犁地时为了犁的深些往往找个人站在犁耙上等都是用增大压力的办法来增大压强的。
2.减小压强
(1)高楼大厦的墙基很宽、坦克和履带式拖拉机、载重汽车装有很大的轮子、铁轨下铺上枕木、滑雪时穿上滑雪板、在烂泥地上铺木板等都是采用增大受力面积的方法来减小压强。
(2)现代建筑中,广泛采用空心砖来减小对地基的压力等是采用减小压力的办法来减小压强。
惯性是一把双刃剑,既有利又有弊。
惯性的利用
生活中利用惯性的例子很多,如:用手向地上洒水时,手撩起水向前运动,当手停止运动后,由于惯性,手带起的水仍要继续向前运动,所以就被洒出去;在跳远比赛时,运动员跳起后,由于惯性,在空中仍保持一定的速度继续向前运动.最后落在前方;汽车快到达终点时,熄火后由于惯性仍能前进一段距离,这样可以节省汽油;人骑车也是一样,当自行车运动起来后,人停止蹬车,自行车仍会向前运动一段距离,并不会立即停下等,这样的例子还有很多这些都是惯性在生活中的广泛应用。如果没有惯性,这些现象将不复存在。因此对于有益的惯性.我们往往想办法来增大它。由于惯性只与质量有关,质量越大,惯性越大。因此在汽油机、柴油机等热机上我们通过增加飞轮的质量来增加它的惯性,以保持飞轮能持续地旋转下去。
惯性的危害
惯性对我们的影响不都是有益的,在生活中的很多方面,惯性对我们造成了不利的影响,尤其是在交通方面。比如汽车在突然启动、突然刹车、突然转弯或速度大小突然改变时,站在车厢里的乘客的脚虽然与汽车一起改变运动状态,但是人的上身由于惯性还会保持原来的运动状态,冈此往往会摔倒,严重时会造成人身伤害;特别是高速行驶的汽车,由于惯性,在刹车后很难立即停下,还要向前运动一段距离,这样往往会导致车祸的发生。为了避免悲剧的发牛,人们采用了很多应对方法。如为了防止汽车在突然刹车或突然减速时对人造成伤害,强制司乘人员使用安全带,并存汽车上安装安全气囊;另外还对汽车的行驶速度做出了限制。我国的交通法规明确规定:机动车行驶时在没有道路中心线的城市道路速度不能超过30km/h,公路上不能超过40km/h;在同方向只有l条机动车道的城市道路不能超过50km/h,公路上不能超过70km/h。需要说明的是,这些方法虽然都能减小惯性带来的危害,但是却并不能从根本上减小惯性。要真正地减小惯性就要减小物体的质量,针对当前我国运输业超载现象非常普遍的情况,有关部门做出规定:公路客运车辆载客超过额定乘员,货运车辆超过核定承载重量的,会处以相应的经济处罚,严重的还会扣留机动车。这是因为对载重汽车进行限载,既可以减小它对地面的压强,又能减小它的惯性,从而降低车祸的发生率。
影响摩擦力大小的因素:摩擦力的大小跟相互接触物体表面的粗糙程度有关,和物体问的正压力有关。
探究影响摩擦力大小的因素:提出问题:摩擦力的大小与什么因素有关?
猜想与假设:
A:可能与接触面所受的压力有关
B:可能与接触面的粗糙程度有关
C:可能与接触的面积大小有关
设计实验:
器材:木板、木块、弹簧测力计、砝码、棉布
原理:二力平衡的条件
步骤:
1、把木块放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F
1;
2、在木块上放砝码,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F
2;
3、在木板上固定好毛巾,放上木块,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F
3;
结论:
结论一:接触面的粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大;
结论二:压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力就越大。
如何解决摩擦力实验探究中测力计示数不稳定的问题: 在测量木块与长木板之间的摩擦力时只有当木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小,实际操作过程中,木块的运动状态不稳定,弹簧测力计的示数就不稳定,很难读数。当拉动长木板时,木块处于静止状态,较好地解决了这个问题。
例:在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,选用的器材有:正方体木块,读数准确的弹簧测力计,粗糙程度均匀的长术板等。
(1)采用如图甲所示的实验装置测量小块与长木板之间的摩擦力时,发现弹簧测力计示数不稳定,很难读数,其原因是____。
(2)为解决上述问题,小娟对实验装置进行了改进,用图乙所示的装置进行实验,解决了上述问题,这是因为____。
解析:甲图中,只有当木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小,当木块的运动状态不稳定时,弹簧测力计的示数也不稳定,很难读数。乙图中,无论长木板怎样向左运动,木块在水平方向上受弹簧测力计向右的拉力和向左的摩擦力,二力平衡,始终静止不动,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
答案:(1)很难保持木块做匀速直线运动 (2)无论长木板怎样运动,木块都处于静止状态,便于读数