第13章压强和浮力.docx

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第13章压强和浮力

人教版新课标九年级物理同步辅导与训练

第13章压强和浮力

13．1压强

在茫茫雪原上，步行的人常会陷入及膝深的雪中，滑雪者却不会陷下去，这是什么原因呢？

智能提要

增大和减小

压强的方法

问：

压力与压强是两个不同的物理量，它们有哪些区别？

有什么联系？

答：

（1）概念不同：

压力是垂直作用于物体表面的力，它是由于支承面受到挤压而产生的；压强是物体单位面积上受到的压力，它是表示压力作用效果的物理量．

（2）单位不同：

在国际单位中，压力的单位是N，压强的单位是Pa．

（3）由压强公式p＝F／S可知，压强大小不仅与压力大小有关，还与受力面积的大小有关．在压力一定时，压强和受力面积成反比；在受力面积一定时，压强与压力成正比．不能认为“压力越大，压强就一定越大”，同样，如果压强大，压力也不一定大，总之，压强大小是由压力大小和受力面积大小共同决定的．

问：

运用压强公式

时，应注意些什么？

注意：

这种情况下也不能说重力就是压力．

答：

压强的公式：

p＝F／S，应用公式时，应注意下列几点：

（1）公式中F是压力，而不是重力，但在某种情况下，压力在数值上等于重力，如物体放在水平面上就是这样．

（2）公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互挤压接触的面积，而不是其他面积．

（3）压力F和受力面积S之间不存在因果关系．但压强p和F、S之间却有密切的关系：

在S一定时p与F成正比；在F一定时，p与S成反比．

（4）在国际单位制中压强的单位是帕斯卡（Pa），应用公式p＝F／S计算时，单位要统一，特别是面积的单位必须用m2．

问：

减小压强和增大压强分别有哪些方法？

你能说出来吗？

答：

任何物体能承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体就会被压坏，就要减小压强；为了顺利地进入物体，则需要增大压强.根据压强定义式p=F／S，不难看出，减小压强有三种方法：

（1）当压力F一定时，增大受力面积S；

（2）当受力面积S一定时，减小压力F；（3）在条件允许的情况下，可以同时减小压力F和增大受力面积S．

同理，增大压强也有三种方法．

中考撷要

压强知识点始终是中考中主要内容之一，一方面它综合了力、受力分析方面的知识，其次它是浮力等知识的基础，再次压强知识在生活与生产实际中有着广泛的应用．因此无论是选择、填空、作图、实验探究还是问答与计算题中都出现压强的考点．本节内容作为考试的范围有压力、压强的概念，压强定义式及其应用．

智能拓展

大力士捏鸡蛋

很早以前，有一个年轻人十分逞强．一次，他参加了一个丰盛的宴席，客人们边吃边谈论着天下的一些能人，夸奖着他们如何力大无比．突然，这位年轻人摆出一副不屑一顾的神气说：

“我是天下最有力气的人，在座的诸位客人，敢不敢来同我比一下力气?

”

这时，邻座走出一位白胡子老公公，他来到年轻人面前，拍拍他的肩膀说：

“小兄弟，你说自己是天下无敌的大力士，请你当众向大家表演一下，用一只手把—只鸡蛋捏碎了，我们就承认你是个大力土．”

这位年轻人笑呵呵地把一只鸡蛋捏在手心里，嘴里说着，“这还不容易．”心里却在想：

你这个老头儿，太小看人了!

客人们都围着年轻人观看，只见年轻人虽然使出了吃奶的力气，把脸憋得通红通红的，但还是没有把这个鸡蛋捏碎．于是，他不由得惭愧地低下头，认输了．从此他再也不敢随便夸口了.

一只鸡蛋在碗口上轻轻一磕就碎了，可为什么用手捏它就不碎呢?

智能归例

图13-1

题型一知道压力的概念，并知道压力与重力的区别，经历探究压力作用效果的实验过程，知道影响压力作用效果的因素

例一个物体重为20N，把它放在斜面上（如图13-1所示），请用力的示意图画出物体受到的重力和斜面受到的压力．

知识点压力与重力的区别

图9-1

闯关点拨重力方向是竖直向下的，其作用点在重心（若是质量分布均匀规则物体，则在几何中心）．压力的作用点在受力物体的表面上，其方向垂直于受力物体表面．

解画力的示意图，首先要确定研究对象，先画物体受到的重力，是地球对物体施加的力，作用点在物体的重心上，方向竖直向下，而压力的施力物体是放在斜面上的物体，受力物体是斜面，方向垂直于斜面向下．作用点在受力物体表面，即在斜面上．

答如图13-2所示，重力为G，压力为F

图13-2

题型二理解压强的概念、公式

例1下列说法中正确的是（）

A．压力越大，压强一定越大

B．受力面积越小，压强一定越大

C．受力面积不变，物体的重力越大，压强一定越大

D．压力不变，受力面积越大，压强一定越小

知识点压强概念的理解

闯关点拨压强是表示压力作用效果的，它的大小是由压力和受力面积大小共同决定的．正确理解公式

是解答本题的关键．

解A选项中只有在受力面积一定时，压力越大，压强一定越大，故A说法是错误的；B选项中只有压力一定时，受力面积越小，压强一定越大，B也是错误的；C选项中受力面积是一定的，但压力不一定是由重力产生的．如果压力是由重力产生的，其大小也不一定等于重力，故C的说法也是错误的．

答选D

例2某同学穿钉鞋赛跑时，脚对钉鞋的压强为

，鞋钉对跑道的压强为

，则（）

A．

B．

C．

D．条件不足，无法比较

知识点考查对压强公式的理解

闯关点拨由压强公式

可以看出，在压力一定时，受力面积越小，压强越大.

小助手：

鞋钉对跑道的压力实际上应等于人重加鞋重，但鞋的重力可忽略不计．

解脚对钉鞋的压力和鞋钉对跑道的压力都等于人的重力，两者相等，脚与钉鞋的接触面积远大于鞋钉对跑道的接触面积，因而

.

答选A

题型三能用压强公式进行简单计算

例1体积为1dm3的正方体铜块放在面积为1m2的水平桌面上，它对桌面的压力和压强分别是多大?

（g＝10N／kg，ρ铜=8.9×103kg／m3）

确定受力面积的大小是关键．

知识点利用压强公式进行计算

闯关点拨压强公式中，S是指受力面积，即物体与接触面间互相挤压的那部分面积，而不是桌面的面积（桌面面积1m2是多余条件），千万不能搞错．

解铜块对桌面的压力大小等于铜块的重力，

即F＝G＝mg＝ρ铜gV＝8.9×103kg／m3×10N／kg×10-3m3＝89N；

由于正方体铜块的下底边长为a=

=1dm，小于桌面的边长1m，所以铜块与桌面的受力面积为正方体的底面积S＝a2=（1dm）2=10-2m2.

铜块对桌面的压强为

．

友情提示合并以上两式可得铜块对桌面的压强为

想一想：

这一公式表明了什么呢？

例2质量为20t的坦克，每条履带与地面的接触面积为2m2，求：

（1）坦克所受到的重力是多大?

（2）若冰面所能承受的最大压强为6×104Pa，坦克能否直接从冰面上通过?

知识点考查压力与压强的计算

闯关点拨坦克能否直接从冰面上通过可用两种方法去判断：

①根据公式F＝pS算出面积为4m2的冰面所能承的最大压力，如果冰面承受的最大压力大于坦克的重力则可以通过，若小于坦克的重力就不能通过，②根据公式

求出坦克对冰面的压强，若小于冰面所能承受的最大压强就可以直接通过．

解

（1）坦克所受到的重力G＝rng=20×103kg×9.8N／kg=1.96×105N；

（2）解法1：

4m2（受力面积为两条履带的面积）的冰面能承受的最大压力为：

F＝pS=6×104Pa×4m2＝2.4×105N>1.96×l05N

所以冰面能承受坦克的重力，坦克能够直接通过．

解法2：

坦克对冰面的压强为

<6×105Pa，

冰面能承受坦克对它的压强，所以坦克能够直接通过．

图13-3

[拓展题]用相同材料制成的圆柱体A和B，已知A的高度是B的4倍，B放在水平地面上，A放在B的正中央，如图13-3所示.若A对B的压强和B对地的压强相等，则A的底面积与B的底面积之比

________.

闯关点拨本题综合了密度、重力和压强的知识.

（1）确定好受力面积：

B的受力面积为

，地面的受力面积为

.

（2）注意压力不同：

A对B的压力

；

用S、ρ、h写出压力的表达式，这一点很关键．

B对地的压力

解A对B的压强：

B对地的压强：

由题知条件

解得

题型四将压强知识运用于解释生产生活中的现象或解决实际问题

例1下列措施中，能够减小压强的是（）

A．把书包带做得宽些

B．把软包装饮料的吸管的一端削尖

C．刀、斧、剪的刃都磨得很锋利

D．将放在水平地面上的一块砖由平放改为竖放

知识点减小压强的方法在日常生活中的应用

闯关点拨根据压强公式减小压强的方法有：

（1）在受力面积一定时，减小压力；

（2）在压力一定时，增大受力面积；（3）同时减小压力和增大受力面积

解A选项中，书包对肩的压力（等于书包的重力）是一定的，把书包带做得宽些，增大了受力面积从而减小书包对肩的压强，故A选项是正确的；B、C选项中，把软包装饮料的吸管削尖，刀、斧、剪的刃都磨得很锋利，目的都是在压力一定时，减小受力面积，增大压强，故B和C选项都是错的：

D选项中，将放在水平地面上的一块砖由平放改为竖放时，砖对地面的压力（都等于砖的重力）是不变的，只是砖与地面间的受力面积平放时比竖放时大，所以平放时砖对地面的压强比竖放时砖对地面的压强小，因此，将砖由平放改为竖放，砖对地面的压强增大了，故D选项是错的．

增大或减小压强的方法，在实际中有很多应用，要很好地掌握，灵活地运用．

答选A

例22002年6月6日《海峡都市报》刊登了《货车超限超载、国道不堪重负》一文，报道了“104国道设计使用年限为15年以上，但才使用5年就大修，现已伤痕累累……”有些运输单位和个人只顾自己利益，不顾国家利益，让汽车成倍的超载是损坏路面的直接原因.请你运用所学知识解释汽车严重超载加快路面损坏的原因（只需答出一种合理的原因即可）.

知识点将压强知识应用于生活实际中

闯关点拨这是一个联系生活实际的问题，路面的损坏即受到的汽车的压强太大，而这显然是由于汽车超载引起的.

答由于汽车的超载，造成了对路面的压力增大，所以压强增大.

中考典题精析

考题1如图13-4所示，被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙面上，它的质量为400kg，每只脚掌的面积为2×10-2m2．则：

图13-4

（1）骆驼对沙面的压力为_________________________；

（2）骆驼对沙面的压强为_________________________；

（g＝10N／kg，写出带公式的运算过程）

（3）骆驼脚掌约为马蹄掌的三倍，这样大的脚掌好处是___________________________.（上海市2003年中考题）

闯关点拨动物身上有许多可以用物理知识解释的特征．本题的设计正是以此入手，较好地把压力与压强的关系作为知识的考查体现在动物身上．试题情景真实，图文并茂，给人以亲切感，有利于激发学习物理的兴趣，体现了“从生活与自然走向物理”的新课程理念．

注意：

受力面积S应为骆驼每只脚掌面积的4倍．

解

（1）骆驼对沙面的压力F应等于它的重力G，有

F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N

（2）骆驼对沙面的压强为

（3）骆驼的脚掌底部的面积大，有利于减小对沙地的压强，便于在沙漠中行走．

考题2在探究压力的作用效果与哪些因素有关时，某同学作了如图13-5所示的三个实验，通过观察三次实验时泡沫塑料，显示压力作用的效果。

比较两图所示实验，说明受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显；比较两图所示实验，说明压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越明显。

图13-5

（河北省2004年中考题）

控制变量法是物理探究中非常重要的方法，希望同学们切实加以掌握．

闯关点拨这是一个探究压力作用效果的问题，同学们主要是掌握好控制变量法的具体应用

解（a）、（c）两个图所示的是具有相同接触面积的情况下，压力越大，压力的作用效果越明显；（a）、（b）两图所示的是具有相同压力的情况下，接触面积越大，压力的作用效果越不明显.

答被压下的深浅程度（或形变大小）（a）、（c）（a）、（b）

考题3小明家装修房屋，他和爸爸、妈妈一同到商店买木地板。

售货员向他们宣传：

硬度高的木地板质量最好，同时拿出A．B．C三种不同品牌木地板样品，用刀在三种木地板上刻划，然后极力推荐其中划痕最不突出的C品牌地板。

小明看后对爸爸、妈妈说这种比较方法不科学，并详细说明应该怎样控制变量，进行实验比较。

爸爸、妈妈听后露出了满意的笑容。

请根据学过的物理知识判断，在售货员所做演示中，影响木地板划痕深度的两个主要原因是：

⑴

⑵（重庆市北碚区2004年中考题）

闯关点拨本题是过程开放题，只要是合理的因素均可．

答⑴压力的大小　　　

⑵刀与地板接触面的大小（刀的锋利程度、用刀口或刀尖划地板）　　

智能训练

基础知识训练

1．小伟同学参加军训时，体检称得他的质量为50kg，他立正时对水平地面的压力为_______N；他正步走时，他对地面的压强将_________（增大/不变/变小）．（题型二）

2．坐沙发要比坐板凳舒服，这主要是因为沙发较易发生形变，增大了人与沙发间的__________，在____________不变的情况下，_____________（增大/减小）了压强.载重汽车的轮胎比普通车的多而宽，这样能_________________________.（题型四）

图13-6

3．一物体放在水平桌面上，如图13-6所示，

（1）若沿aa’线将它切成两块，拿去上面的部分，物体对桌面的压力将________，密度将_________，压强将__________；

（2）若沿bb’线切开，拿去右半部分，则物体对桌面的压力将__________，密度将_________，压强将__________.（增大/不变/变小）（题型二）

4．下列说法中，正确的是（）（题型一）

A．压力方向总是与重力方向一致B．单位面积上受到的压力叫压强

C．压力作用效果只与压力大小有关D．压力就是压强

5．在下列措施中，为了增大压强的是（）（题型四）

A．打地基的桩，其下端做成尖形B．载重汽车多用几个轮子

C．背行李的背带做得宽一些D．把铁轨铺在枕木上

6．一人先站在地面上，后又在地面上走动，则他对地面的压力和压强是（）（题型二）

A．压力减小，压强不变B．压力、压强都增大

C．压力、压强都不变D．压力不变，压强增大

7．一位同学在结冰的湖面上行走时，突然发现脚下的冰即将破裂，他应采取的措施是（）（题型四）

A．站着不动大声求救B．就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动

C．赶快跑向岸边D．立即改成单脚站立大声求救

图13-7

8．画出图13-7甲、乙中物体A受到物体B压力的示意图.（题型一）

图13-8

9．小丽在菜市场买了—个西瓜，她用塑料袋提回家．走了没多远，她就感到手被塑料袋勒得很痛．根据我们学过的物理知识，你认为她应该___________________________来减小手被勒痛，其物理道理是：

________________________________．（题型四）

10．如图13-8所示，仔细观察订书机，它的结构应用了许多物理知识，其中哪些地方应用了压强知识?

试列举出来.

A.增大压强的地方：

_____________________________；

B.减小压强的地方：

_________________________.（题型四）

图13-9

综合提高训练

1．如图13-9所示，用100N的水平力将重9N的物体压在竖直的墙壁上，物体A与墙壁的接触面积为0.01m2，则物体对墙壁的压力为_________N，压强为______________Pa．（题型三）

2．用50N的压力作用在1cm2的面积上所产生的压强为_________Pa，如果保持压力不变，要产生5×103Pa的压强，应使受力面积变为_____________m2．（题型三）

3．两物体平放在水平面上，它们所受重力之比是l∶3，与桌面接触面积之比是2∶1，则桌面受到的压力之比是_______，所受压强之比是_________.（题型三）

图13-10

4．一块砖的长、宽、厚分别为20cm、l0cm、5cm，重15N．将它放在水平地面上，它对地面的最大压强为__________Pa，最小压强为_________Pa．（题型三）

5．如图13-10所示，两手指用力捏住铅笔，使它保持静止，则两手指受到的压力________（相等/不等），压强______（相等/不等）.与笔尖接触的手指感到_________（疼/不疼），原因是____________________．（题型四）

6．一个普通中学生双脚站立在水平地面上，他对地面的压力和压强接近于（）

A．50N，103PaB．50N，104PaC．500N，103PaD．500N，104Pa

7．如图13-11所示，一块正方体如图a，两边分别切去如图a中虚线所示的长方体部分，按图b、c、d放置，则它们对水平地面的压强比较为（）（题型二）

提示：

可用p=ρgh．

图13-11

A．一样大B．b最大C．c最大D．d最大

8．甲、乙两个用同种材料制成的实心圆柱体，它们的高度均为10cm，而质量分别是2kg、3kg，现将它们竖直放在水平面上，则它们对水平地面的压强（）（题型二）

A．甲大B．乙大C．一样大D．无法判断

9．体积相同的两个物体，密度之比为2∶l，与水平桌面的接触面积之比为3∶2，对桌面产生的压强之比是（）（题型三）

A．3∶1B．4∶3C．2∶lD．3；2

注意受力面积的确定．

10．边长为10cm，重100N的正方体，把它放在边长为50cm的水平桌面中央，则桌面受到的压强为（）（题型三）

A．4×102PaB．2×103PaC．1.0×103PaD．1×104Pa

11．有两块相同的砖，如图13-12放置在水平地面上，其中对地面的压强最大的是（）

（题型二）

图13-12

12．少儿夏令营活动中，小明看到同学小红和老师在沙地上行走留下的脚印大小不同（S师>S红），深浅相同，则他们对沙地的压力及压强相比是（）（题型二）

A．F师>F红，p师>p红B．F师=F红，p师=p红C．F师>F红，p师F红，p师=p红

13．试试看：

有两组同样的砖，A组一块，B组两块．每块的长∶宽∶高＝4∶2∶l，要使这两组砖对地面的压强相等，可怎样放?

同学们想出了多种放法，请你至少写出3种：

（1）______________________；

（2）_______________________；（3）______________________；

14．实验题：

一本初中物理书平放在水平桌面上，如何测定它对桌面的压强?

请写出你实验中的器材：

______________________；步骤：

A.__________________________，

B.___________________________；表达式：

_____________________________.（题型二）

15．若取一块砖和一块20cm×10cm×5cm的海绵.将砖块分别平放、侧放和竖直放置在水平桌面上的海绵表面，注意观察海绵表面的三次凹陷程度，能得出的结论是：

___________________________________________________________________.

再将相同的几块砖叠放在海绵上，观察放置砖块的多少与海绵表面凹陷程度有何关系，还能得出的结论是_____________________________________________.（题型一）

图13-13

16．在海滩发案现场留下了罪犯清晰的站立脚印，公安人员立即用蜡浇注了如图13-13所示的鞋模．经测量蜡鞋模的平均厚度为3cm，质量675g；又经测试达到脚印同样深度的压强为1.5×104Pa，则罪犯的体重为_____________.（ρ蜡＝0.9×103kg／m3，g＝10N／kg，写出带公式的运算过程）（题型三）

13．2液体的压强

许多同学从电影、电视中看到：

屏住呼吸的潜水者在海底采集海参、珍珠贝，背着氧气瓶的潜水员在较深的海中观察鱼类的生活．要在更深的海水中工作，就要穿潜水服了．这是为什么呢？

智能提要

液体压强的应用──连通器

问：

液体内部压强的规律是什么？

液体内部压强的大小可用压强计来测量．

答：

（1）由于液体受到重力的作用，容器内的液体对容器的侧壁和底部都有压强，液体内部向各个方向都有压强，并且在同一深度各个方向的液体压强都相等.

（2）同种液体内部的压强随液体的深度增加而增大；同深度的不同液体内部的压强随密度的增大而增大.

问：

在做“探究液体压强特点”的实验中，应注意什么问题？

答：

应注意以下三点：

①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气，方法是用一定恒力作用一段时间看压强计两管液面的高度差是否发生变化，如不发生变化说明不漏气，如变化则要查出原因，加以修整．②搞清实验所使用的液体是什么．③不能让压强计管中液面高度差过大，以免使部分液体从管中流出，如果流出，则把连接用的橡皮管取下重新连接即可解决．

问：

怎样正确理解连通器原理？

答：

理解连通器原理时，要注意下列两个条件：

一是“连通器里只有一种液体”，二是“在液体不流动的情况下”．只有满足这两个条件，各容器中的液面才保持相平，否则，如果连通器里有几种液体，或者液体还在流动，那么各容器中的液面，就可能不会保持相平．

中考撷要

本节内容在中考中的考试重点是利用控制变量法探究液体压强的特点，并能联系实际利用液体压强的特点解释简单的现象．利用液体压强公式进行计算将不是今后中考的重点，所以我们不必花大力气去做这方面的计算题．

智能拓展

液体压强的计算公式：

p液=ρ液gh

液体的压强可用公式p液=ρ液gh来进行计算．利用该公式计算时应注意以下问题：

（1）式中p液表示液体的压强，ρ液表示液体的密度，h表示液体的深度，g是常数9.8N/kg

（2）式中ρ液的单位一定要用kg／m3，h的单位要用m，计算出压强的单位才是Pa．

（3）式中h表示深度，而不是高度，深度和高度这两个概念是有区别的，深度是指从液体的自由面到计算压强的那一点之间的竖直距离，即深度是由上往下量的，高度是指液体中某一点到底部的竖直距离，即高度是由下往上量的．

（4）式中g是常数，所以压强p液只与液体密度ρ液和深度h有关．与液体的重力、体积、形状等因素均无关，所以在比较液体压强的大小时，要紧紧抓住液体的密度和深度这两个量来讨论．

（5）p液=ρ液gh只适用于液体以及柱体对水平面的压强，而p＝

是压强的定义式，适用于固体、液体和气体．

（6）解题技巧：

在盛有液体的容器中，液体对容器底部的压力、压强遵循液体压力、压强规律；而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体压力、压强规律．

对液体产生的压强、压力来说，弄清压强是关键．一般先求p液（p液=ρ液gh），然后再求压力F（F＝pS）的大小；对固体产生的压强、压力