初中物理壓強重點講解與習(xí)題壓強是初中物理力學(xué)部分的重要概念，它不僅在理論學(xué)習(xí)中占據(jù)核心地位，在日常生活和工程技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用。理解壓強的本質(zhì)、掌握其計算方法，并能運用壓強知識解釋現(xiàn)象和解決實際問題，是我們學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的基本要求。本文將從壓強的基本概念入手，逐步深入，結(jié)合實例分析，幫助同學(xué)們扎實掌握這一知識點。一、壓強的基本概念與公式1.壓力（F）在探討壓強之前，我們首先要明確壓力的概念。壓力是指垂直作用在物體表面上的力。這里有兩個關(guān)鍵點需要強調(diào)：一是“垂直作用”，如果力的方向不與物體表面垂直，那么我們通常只考慮其垂直于表面的分力作為壓力；二是“物體表面”，壓力的作用點必定在兩物體的接觸面上。生活中常見的壓力例子很多，比如放在水平桌面上的書本對桌面的作用力，人站立在地面上對地面的作用力等。需要注意的是，壓力并不總是由重力引起的。例如，用手按壓墻壁，手對墻壁的壓力就與重力無關(guān)。只有當物體放置在水平面上，且在豎直方向上只受重力和支持力作用而處于平衡狀態(tài)時，物體對水平面的壓力大小才等于其自身的重力大小，即F=G。但即便如此，壓力和重力的性質(zhì)、施力物體與受力物體也是完全不同的，這一點初學(xué)者容易混淆，需要特別注意區(qū)分。2.壓強（p）——壓力的作用效果我們已經(jīng)知道，力可以改變物體的形狀。同樣大小的壓力，作用在不同的物體上，或作用在同一物體的不同面積上，產(chǎn)生的效果可能截然不同。例如，用同樣大小的力，我們用手指按壓圖釘帽，圖釘尖很容易刺入木板；但如果反過來，用手指按壓圖釘尖，手指卻很難被刺透。這是為什么呢？顯然，這與力的作用面積有關(guān)。為了描述壓力的作用效果，物理學(xué)中引入了“壓強”這個物理量。定義：物體所受壓力的大小與受力面積之比，叫做壓強。公式：p=F/S其中：p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積（即壓力作用的面積）。單位：在國際單位制中，壓力F的單位是牛頓（N），受力面積S的單位是平方米（m2），所以壓強p的單位是牛每平方米（N/m2）。為了紀念法國物理學(xué)家帕斯卡，壓強的單位又被命名為帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。即：1Pa=1N/m2。帕斯卡是一個很小的單位，例如：一張報紙平攤在桌面上，對桌面的壓強約為0.5Pa；成年人站立時對地面的壓強大約為1.5×10?Pa（這里的數(shù)字僅為示意，理解數(shù)量級即可）。3.壓強公式的理解與應(yīng)用壓強公式p=F/S是解決壓強問題的核心。理解這個公式，不能僅僅停留在表面的數(shù)學(xué)關(guān)系上，更要深入理解其物理意義。當壓力F一定時，壓強p與受力面積S成反比。也就是說，壓力不變的情況下，減小受力面積可以增大壓強；增大受力面積可以減小壓強。例如，菜刀的刀刃磨得很薄，就是通過減小受力面積來增大壓強，使切割更省力；坦克裝有寬大的履帶，是通過增大受力面積來減小對地面的壓強，防止坦克陷入泥土中。當受力面積S一定時，壓強p與壓力F成正比。也就是說，受力面積不變的情況下，增大壓力會增大壓強；減小壓力會減小壓強。例如，用釘子固定物體時，用力敲釘子，釘子對物體的壓力增大，壓強也增大，更容易釘入。在應(yīng)用公式進行計算時，必須注意以下幾點：1.統(tǒng)一性：公式中的F、S、p的單位必須統(tǒng)一使用國際單位制單位，即F用N，S用m2，p用Pa。如果題目中給出的面積單位不是m2，如平方厘米（cm2）、平方毫米（mm2），需要先進行單位換算。2.對應(yīng)性：公式中的F是指作用在受力面積S上的壓力，S是指受到壓力F作用的那部分面積，二者必須一一對應(yīng)。例如，一個物體放在水平桌面上，物體對桌面的壓力F等于物體的重力G，受力面積S是物體與桌面的接觸面積，而不是桌面的總面積或物體的表面積。3.方向性：雖然公式中F是標量（我們初中階段主要考慮大小），但壓力的方向必須是垂直于受力面的。二、增大和減小壓強的方法根據(jù)壓強公式p=F/S，我們可以明確增大或減小壓強的基本思路：1.增大壓強的方法：增大壓力：在受力面積一定時，增大壓力可以增大壓強。例如，用錘子用力打鐵釘，比輕輕敲更容易釘進去。減小受力面積：在壓力一定時，減小受力面積可以增大壓強。例如，鋒利的剪刀、菜刀、針尖、斧頭刃等，都是通過減小受力面積來增大壓強，使其更容易切割或刺入物體。同時增大壓力和減小受力面積：這種方法能更顯著地增大壓強。2.減小壓強的方法：減小壓力：在受力面積一定時，減小壓力可以減小壓強。例如，卡車超載會對路面造成更大的壓強，損壞路面，所以交通法規(guī)禁止超載，這就是通過減小壓力來減小對路面的壓強。增大受力面積：在壓力一定時，增大受力面積可以減小壓強。例如，滑雪者穿上寬大的滑雪板，可以在松軟的雪地上滑行而不致陷入雪中；駱駝的腳掌很大，使其能在沙漠中行走而不下陷；高樓大廈的地基做得又寬又深，也是為了增大與地面的接觸面積，減小對地面的壓強。同時減小壓力和增大受力面積：這種方法能更顯著地減小壓強。理解這些方法時，關(guān)鍵在于抓住壓強公式中壓力和受力面積這兩個變量，并結(jié)合實際情況進行分析。三、固體壓強的計算與應(yīng)用實例固體壓強的計算主要依據(jù)公式p=F/S。下面通過幾個簡單的實例來幫助同學(xué)們掌握其應(yīng)用。例題1：一個質(zhì)量為50kg的人，站立在水平地面上，每只腳與地面的接觸面積約為250cm2。求他對地面的壓強。（g取10N/kg）分析：人站立在水平地面上，對地面的壓力等于人的重力。受力面積是兩只腳與地面的接觸面積之和。注意單位要換算成m2。解答：人的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N人對地面的壓力F=G=500N每只腳的接觸面積S?=250cm2=250×10??m2=0.025m2站立時雙腳著地，總受力面積S=2×S?=2×0.025m2=0.05m2人對地面的壓強p=F/S=500N/0.05m2=____Pa答：他對地面的壓強為____Pa。例題2：一塊磚平放在水平地面上，對地面的壓強為p?；若將其側(cè)放，對地面的壓強為p?；若將其豎放，對地面的壓強為p?。試比較p?、p?、p?的大小關(guān)系。分析：同一塊磚，質(zhì)量不變，重力G不變，所以對地面的壓力F=G也不變。三種放置方式的區(qū)別在于受力面積S不同。平放時，受力面積最大；側(cè)放時，受力面積次之；豎放時，受力面積最小。根據(jù)p=F/S，在F一定時，S越小，p越大。解答：因為F?=F?=F?=G，且S?>S?>S?，所以p?<p?<p?。答：p?<p?<p?。四、習(xí)題演練習(xí)題1：一個重為20N的木塊，底面積為0.01m2，靜止在水平桌面上。求木塊對桌面的壓強是多少？習(xí)題2：質(zhì)量為60kg的某同學(xué)，雙腳站立在水平地面上時，他對地面的壓力是多少？若他每只鞋底與地面的接觸面積為150cm2，則他對地面的壓強是多少？（g取10N/kg）習(xí)題3：為什么我們用吸管喝飲料時，飲料會被“吸”上來？這個現(xiàn)象與壓強有關(guān)嗎？（提示：思考吸管內(nèi)外的氣壓變化）---習(xí)題解答與提示：習(xí)題1解答：已知：F=G=20N，S=0.01m2求：p解：p=F/S=20N/0.01m2=2000Pa答：木塊對桌面的壓強是2000Pa。習(xí)題2解答：已知：m=60kg，g=10N/kg，每只鞋底面積S?=150cm2=150×10??m2=0.015m2求：F，p解：人對地面的壓力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N雙腳站立時的受力面積S=2×S?=2×0.015m2=0.03m2人對地面的壓強p=F/S=600N/0.03m2=____Pa答：他對地面的壓力是600N，壓強是____Pa。習(xí)題3提示：這個現(xiàn)象與大氣壓強有關(guān)。當我們用力吸吸管時，吸管內(nèi)的空氣被吸走，使得吸管內(nèi)的氣壓減小，小于外界的大氣壓強。在外界大氣壓強的作用下，飲料就被壓入吸管，從而進入口中。并不是我們“吸”上來的，而是大氣壓“壓”上來的。這是大氣壓應(yīng)用的典型例子?？偨Y(jié)壓強是描述壓力作用效果的物理量，其核心公式為p=F/S。理解壓力的定義、壓強的物理意義、公式中各物理量的含義及單位，是學(xué)好這部分知識的基礎(chǔ)