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压力的作用效果跟什么因素有关

http://www.newdu.com 2019-10-22 上海物理教育网 佚名 参加讨论

    【考纲要求】
    了解压强的概念。理解什么是压力,什么是物体的受力面积;理解压强的大小跟哪些因素有关;探究压力的作用效果跟什么因素有关;了解压强的增大和减小的主要方法。
    【知识准备】
    1.我们知道:力是物体 的作用,物体间力的作用是
    2.观察图15-1所示的几个情景。图(a):两个体重差不多的同学,在雪地里,一个陷下去了,另一个没有陷下去;图(b):图钉的帽做得很宽大,而钉尖却做得很尖。
    
    由此可以说明:压力的作用效果不仅与压力的大小有关,还跟物体的受力面积有关。
    【实验在线】
    实验目的:研究压力和受力面积对压强大小的影响
    实验原理p3
    仪 器:铅笔、装满沙粒(土粒)的火柴盒(或其他小盒)、文具盒(里面装些东西)、沙(石灰粉、面粉)、一个比文具盒大些的盒子
    实验步骤
    1.把一枝铅笔一端削尖,用两手指抵住铅笔两端,如图15-2所示,当铅笔处于静止状态,两手对铅笔的压力大小______,方向______,观察和感觉尖端处的手指压痕较深且较痛,这表明左边手指受力面积小,压强较______。
     
    2.在比文具盒大些的盒子里放些细沙或者石灰粉、面粉(至少要有2cm厚),也可以找一个长不小于20cm,宽不小于10cm的塑料薄膜袋,吹足气,用细线将代口扎紧备用。然后将装有沙粒或土粒的火柴盒(或文具盒)分别平放如A、侧放如B、立放如C在粉面上(或塑料薄膜充气代上),如图15-3(甲)所示。观察并比较火柴盒在三种放法中压陷的程度,这一实验说明______。图15-3(乙)中A一个火柴盒,B是两个火柴盒叠放,观察并比较火柴盒在两种放法中压陷的程度,这一实验说明______________。
    3.分析上述实验现象,说明要减小压强时应采取的措施是_________和______,要增大压强时应采取的措施是__________和_______________。
    实验注意:
    由于该实验涉及三个变量:压力、受力面积和陷入深度,因此,在研究陷入深度与压力和受力面积关系时,必须采用控制变量法来观察比较。
    【实验延伸】
    测一测你对地面的压强
    测出你身体和鞋底的支撑面积,求出你双脚着地和单脚着地时对地面的压强。
    测鞋底的支撑面积时可以参照图15-4那样,在描下鞋底贴地部分的轮廓,数一下图形里包含的方格数(对于不满一格的,凡大于半格的都算一格,小于半格的都不算),再乘以每一个小方格的面积。
    【考例精析】
    例1 某课外兴趣小组用容积为20cm3的注射器、弹簧测力法、刻度尺各一个,设计了一个估测大气压强的小实验,主要实验步骤如下:
    (1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后,用一个橡皮帽封住注射器上的小孔。
    (2)如图15-5所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右匀速拉动注射器筒。当注射器中的活塞移动到某一位置时,立即记下弹簧测力计的示数F为18N。
    (3)用刻度尺测出注射器的全部刻度长度7为10cm。
    请根据以上实验数据测计算出大气压的值。
    解析 由题目所给的信息可知,注射器的容积为V=20cm3,注射器的全部刻度长度l为10cm,所以注射器的内的横截面积为S89=2cm2=2×10-4m2
    将以上实验数据代入压强公式可计算出大气压的值为:
    P0=9×104Pa
    点评 由于大气受到重力及其具有流动性,与固体的压强有着明显的不同。它对浸在里面的一切物体都有压强,不管朝哪个方向。
    例2 小明用一满瓶纯净水和放在水平桌面上的海绵做实验,研究“影响压力作用效果的因素”,如图15-6所示。做着做着小明想,一瓶纯净水能产生多大的压强,竟把海绵压陷得那么明显.于是就开始想办法计算它.他从商标纸上查到这瓶水的“净含量”是600mL(1mL=lcm3);掂了掂同样的空瓶确实很轻,重力可忽略不计;又测出瓶底面积为35cm2,瓶盖面积为7cm2。根据小明收集的数据,请你计算:
    (1)这瓶纯净水净重多少?(取g=10 N/kg)
    (2)瓶子正放时对海绵的压强是多少?
    (3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,简单的方法是什么?
    解析 放在水平地面上的物体对水平地面的压力等于自身的重力。
    (1)这瓶纯净水的质量为:
    这瓶纯净水重为:
    (2)瓶子正放时对海绵的压强为:
    (3)从瓶子中倒出16的水 (或把瓶子倒置35cm2的很轻的硬垫片上)。
    点评 影响压力作用效果的因素有压力的大小,受力面积的大小。在压力一定时改变受力面积的大小可以改变压强,在受力面积一定时改变压力的大小也可以改变压强的大小。
     (责任编辑:admin)
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