9.1壓強（導學案）【學習目標】1.能通過實驗探究壓力作用的效果跟壓力的大小和受力面積的關系。2.能描述壓強概念的建立過程。能熟練寫出壓強公式、單位，并能用壓強公式進行簡單計算。3.會應用壓強公式分析增大或減小壓強的具體方法，并能解釋與壓強有關的物理現(xiàn)象?！緦W習重點】壓強概念的形成?！緦W習難點】壓強概念的形成過程?！咀灾黝A習】閱讀教材，完成以下問題：1．物理學中，把作用在物體表面上的力叫做壓力。壓力的方向是垂直并指向受壓的物體表面。壓力并不都是由重力引起的，只有當物體自由靜止在時，物體對支持面的壓力大小才等于物體所受的重力大小。2.壓力的作用效果與和有關。在受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越；在壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越。3.物體所受的的大小與之比叫作壓強，計算公式為：，國際單位是。4.減小或增大壓強的方法：要增大壓強，可以增大或者減??；要減小壓強，可以減小或者增大?！竞献魈骄俊刻骄恳弧⒀芯坑绊憠毫ψ饔眯Ч囊蛩?.壓力【想一想】以下幾種情況的作用力有哪些共同點？事例放在水平桌面上的杯子對桌面的作用力F手指按圖釘，圖釘尖對墻面的作用力F放在斜面上靜止的物體對斜面的作用力F圖示探究歸納這些力的共同特征是力垂直于作用面（即接觸面），并指向受力物體。（1）概念：作用在物體表面的力叫做壓力。（2）壓力的作用點：在受壓的物體表面。（3）壓力的方向：垂直并指向受壓的物體表面。由于受力物體的受力面可能是水平面，也可能是豎直面，還可能是角度不同的傾斜面，因此壓力的方向沒有固定指向，它可能指向任何方向，但始終和受力物體的受力面相。（4）壓力的大?。海?）壓力與重力的區(qū)別壓力重力定義垂直作用在物體表面的力由于地球吸引而使物體受到的力方向垂直于受力物體表面，并指向被壓物體豎直向下作用點被壓物體表面重心大小有時與重力有關，大小相等。有時與重力有關，但大小不等。有時與重力無關。與質(zhì)量成正比G=mg力的性質(zhì)接觸的物體間相互擠壓而發(fā)生形變產(chǎn)生的，屬于彈力來源于萬有引力，是非接觸力受力示意圖【想一想】到底誰的觀點是正確的呢？下面我們進行實驗探究。2.感知壓力作用的效果【進行以下活動】（1）做一做：如圖甲所示，用一只手掌平壓在氣球上，用另一只手的食指頂住氣球，觀察氣球如何變化？若用力大一些，會怎樣？（2）想一想：如圖乙所示，是一頭北極熊爬過薄冰的情境，到達冰面時，也許它“知道”自己對冰面的壓力很大，于是趴在冰面上爬過薄冰。這是為什么？（3）試一試：如圖丙所示，用兩個手指擠壓鉛筆的兩端，使鉛筆保持靜止。體驗兩指頭的感覺？觀察兩個手指的凹陷程度相同嗎？適當改變力度重復以上操作，感覺如何？甲乙丙【分析】（1）用食指頂?shù)囊贿?，氣球凹陷的深一些；當加大壓力時，凹陷的更深。表明壓力越大，受力面積越小，壓力的作用效果更。（2）趴在冰面上爬過薄冰，增大了受力面積，可以避免冰面被壓破。表明壓力對物體作用的效果跟有關。（3）因為兩個指頭受到的壓力相等，但是受力面積不相等，右邊食指受力面積（接觸面積）小，感覺力的作用效果更。當加大用力時，受力面積不變，力越大，感覺效果更?！靖兄Y論】壓力的作用效果可能與和等因素有關。3.壓力和受力面積對海綿形變的影響【設計實驗】（1）實驗器材：海綿、壓力小桌、砝碼。（2）實驗方法①控制變量法：探究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的關系，采用該法進行。②轉換法：壓力的作用效果通過海綿的凹陷程度來體現(xiàn)?！具M行實驗】（1）在海綿上放一個小桌，觀察圖甲所示海綿被壓陷的深淺；（2）在小桌上方放一個砝碼，再次觀察海綿的凹陷深度，如圖乙所示；（3）將小桌倒置過來，桌面和海綿接觸，放上砝碼，然后再次觀察海綿的凹陷深度，如圖丙所示。 【分析論證】（1）甲、乙兩次實驗中，受力面積相同，乙圖中壓力大于甲，乙圖中海綿的凹陷程度大于甲，故可以得出結論：在受力面積相同時，壓力越大，則壓力的作用效果越顯著。（2）乙、丙兩次實驗中，壓力大小相同，但是丙圖中受力面積大，海綿的凹陷程度很小，故可以得出結論：在壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越顯著?！緦嶒灲Y論】壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積有關。在受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。在壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯?！窘涣饔懻摗浚?）實驗中若壓力大小、受力面積都不同，則不能探究壓力的作用效果與某一個變量之間的關系。例如將物體沿著豎直方向切割成大小不等的A、B兩塊，每一塊對海綿的壓力作用效果都不變，這樣不能得到壓力的作用效果與受力面積和壓力大小無關的結論?！纠}1】在“探究影響壓力作用效果的因素”中，實驗現(xiàn)象如圖所示。（1）過過觀察海綿的來比較壓力作用的效果；（2）通過比較兩次實驗，可知受力面積相同時，壓力越大，壓力作用的效果越（選填“明顯”或“不明顯”）；（3）通過比較兩次實驗，可知壓力作用的效果跟受力面積有關；這種研究問題的方法是法。探究二、壓強通過前面的探究實驗，我們找到了比較壓力作用效果的方法：①壓力大小相同，比較受力面積；②受力面積相同，比較壓力大小。【想一想】如果壓力大小壓力的作用效果【分析】若要比較壓力的作用效果，需要“轉化為相同的受力面積或相同的壓力時，通過比較壓力或受力面積的大小”來確定。因此我們可以用“壓力與受力面積的”或“受力面積與壓力的比值”比較壓力的作用效果。很顯然，前一種定義更加符合人們的思維習慣，即：該比值越大，壓力的作用效果越。由此我們得到一個新的物理量——壓強。并定義為：物體所受壓力的大小與受力面積之比.1.壓強（1）物理意義：表示壓力的。（2）定義：物體所受壓力的大小與受力面積叫作壓強。（3）公式：壓強=p=適用范圍：這是壓強的定義式，適用于所有物體間的壓強計算，無論氣體、固體、液體。（4）單位：壓強的國際單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是pa。1pa=N/m2，1pa表示1m2面積上所受的。pa是一個很小的單位，一張報紙平放時對桌面的壓強約pa。實際應用中常用千帕（kpa）、兆帕（Mpa）作單位，氣象學中常用百帕（hpa）作單位。換算關系：1Mpa=103kpa1kpa=103pa1hpa=100pa（5）理解壓強公式p=與F成正比，在F一定時，p與S成反比。②公式中的F是壓力，而不是重力。當物體放在水平上時，壓力的大小等于重力。③公式中的S是受力面積，它是施力物體擠壓受力物體時，二者相互接觸的面積，而不是其他面積，而且在計算時S的單位用國際單位。3.柱體的壓強（1）進行推導如圖所示，有一質(zhì)量分布均勻的柱狀固體，密度為??，底面積為S，高度為h。求該柱體對水平面的壓強是多大。這個柱體的體積V=；這個柱體的質(zhì)量m=；對水平面壓力F=G=mg=ρVg=對水平面壓強：p==，即柱體的壓強p=（2）公式p=ρgh中各物理量的意義與單位密度，單位為（kg/m3）；h表示高度，單位為（m）；g=9.8N/kgp表示壓強，單位為（Pa）（3）理解公式p=ρgh①公式p=ρgh只適用于的物體對水平面的壓強，不能用于其他形狀的物體產(chǎn)生的壓強；②柱形的物體對水平面的壓強只與物體的密度和高度，與物體的底面積、重力等。（均選填“有關”或“無關”）【例題2】水平桌面上放一本書，書受到的重力為3N，與桌面的接觸面積為500cm2，計算書對桌面的壓強?！纠}3】太極拳是我國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，集頤養(yǎng)性情、強身健體等多種功能為一體。如圖甲姿勢換成圖乙姿勢時，人對水平地面的（）A．壓力變大，壓強不變 B．壓力變大，壓強變大C．壓力不變，壓強變小 D．壓力不變，壓強變大【例題4】某中學操場積雪深達10cm，求雪對操場的壓強是多大？（ρ雪=0.2×103kg/m3）探究三、怎樣減小或增大壓強【想一想】①書包帶為什么做得比較寬？②菜刀的刃為什么磨得比較薄？③為什么啄木鳥的嘴強直如鑿？在生活、生產(chǎn)中人們有時需要增大壓強，有時需要減小壓強，怎樣減小或增大壓強呢？1.改變壓強的方法根據(jù)公式p==可知：（1）當壓力F一定時，受力面積S發(fā)生變化，則壓強也隨之發(fā)生變化；（2）當受力面積S一定時，壓力F發(fā)生變化，則壓強也隨之發(fā)生變化。所以在生活、生產(chǎn)及技術中人們常常改變或來改變壓強。2．減小壓強的方法所有材料能夠承受的壓強都有一定的限度，加在材料上的壓強一旦超過這個限度，材料就會損壞，這個壓強叫做極限壓強，這些情況下就要減小壓強。（1）減小方法：①當受力面積一定時，壓力；②當壓力一定時，受力面積（均選填“減小”或“增大”）。（2）減小壓強的事例軌道鋪設在枕木上書包帶比較寬汽車限重軌道鋪在枕木上、坦克履帶、滑板都是通過增大受力面積減小壓強的。汽車限重是通過減小汽車對地面的壓力減小對地面壓強的。3．增大壓強的方法在生活或生產(chǎn)中有時需要增大壓強。（1）增大方法：①當受力面積一定時，壓力；②當壓力一定時，受力面積（均選填“減小”或“增大”）。（2）增大壓強的事例【例題5】如圖所示的實驗中，為了減小壓強的是（）A．逃生錘的錘頭很尖B．載重車裝有很多車輪C．盲道上有凸起D．吸管的一端剪成斜口A B CD【精講點撥】1.壓力（1）壓力與重力的區(qū)別。壓力的本質(zhì)屬于彈力，是接觸力。而重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，來源于萬有引力，是非接觸力。壓力的方向與受力面垂直，重力的方向總是豎直向下（與水平方向垂直向下）。壓力的作用點在受力面上，重力的作用點在物體的重心。（2）壓力的大?。寒斘矬w放在水平面上時，壓力大小F＝G＝mg。2.壓強是表示壓力作用的效果的物理量。因為壓力的作用效果與壓力和受力面積兩個因素有關，所以課本是用比值定義法（壓力與受力面積之比）建立壓強的概念。3.探究影響壓力作用效果的因素（1）此實驗是根據(jù)受力面（海綿）的形變程度來顯示壓力的作用效果的，這是應用了轉換法。（2）實驗中還應用了控制變量法：研究壓力的作用效果跟壓力的大小關系時，受力面積保持不變，改變壓力的大小，觀察受壓物體的形變大??；研究壓力的作用效果跟受力面積的大小關系時，壓力的大小保持不變，改變受力面積的大小，觀察受壓物體的形變大小。4.壓強在生活中的應用方法：由公式可知，影響壓強變化的兩個因素是壓力F和受力面積S，因此我們可以利用控制變量法，通過分析壓力F和受力面積S的變化情況來辨別壓強的增大與減小。【歸納整理】第1節(jié)壓強【課堂練習】1．在日常生活生產(chǎn)中，根據(jù)需要常常要考慮受力面上的壓強大小。下列事例中能增大壓強的是（）ABC DA．坦克通過履帶與地面接觸B．單鋼輪壓路機有較重的前輪C．滑雪板與雪地接觸面積較大D．背包用較寬的背帶2.如圖，甲、乙兩人在完全相同的沙灘散步，留下深淺相同、大小不同的腳印。則甲（）A．所受的重力較大 B．所受的重力與乙的相等C．對沙灘的壓強較大 D．對沙灘的壓強較小3．如圖所示，把小桌甲倒放在海綿上，其上放一個物體乙，它們靜止時，物體乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1，桌面面積為S1；物體乙重G2，下表面的面積為S2，下列說法正確的是（）A．甲對海綿的壓力就是甲受到的重力B．乙對甲的壓力就是乙受到的重力C．甲對海綿的壓強大小為D．乙對甲的壓強大小為4.北京冬奧會花樣滑冰雙人滑，中國選手韓聰隋文靜獲得金牌，如圖所示為比賽中的一個情景。若韓聰和隋文靜的身體質(zhì)量分別為62kg和42kg，韓聰