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文博教育初中力学教案7 惯性和压强第一讲


1. 重温概念
1.1 力是物体与物体之间的相互作用,相互作用力在多个力的作用下该物体处于平衡状态 1.2 平衡力研究对象是作用在一个物体上的多个力使物体处于平衡状态的多个力合力为零 这几个力中的任意一个力发生改变,平衡状态 就会被破坏

1.3 研究弹力必须在弹性限度内(F 弹=k·△x,△x 为形变量) 。超出弹性限度,弹力与形变 量不成正比。

1.4 物体所受静摩擦力大小与使物体产生滑动趋势的力是一对平衡力,与接触面所受摩擦 力是一对相互作用力。 1.5 滑动摩擦力大小只与正压力和接触面粗糙程度有关。 公式为 f=μ · N, μ 为摩擦因素 (只 与接触面有关) ,N 为正压力。 1.6 惯性是物体的固有属性,只与物体质量有关。 1.7 惯性的含义是:物体保持其原有运动状态不变的性质。也是用来描述改变物体运动状 态难易程度的物体量,惯性越大,物体运动状态越难改变。 遵循规律 F=a·m,a 是用来描述物体运动状态变化的物理量。 1.8 同一直线上力的合成如同数轴上的加减法一般,用大的减小的,符号同大的一样。若 差值为零,则二力平衡,物体相当于不受力。 1.9 惯性定律(牛一律) :任何物体都将保持静止或匀速直线运动状态,直到有外力迫使该 物体改变运动状态为止。若外力消失,物体将以现有运动状态一直运动下去。 2. 惯性练习题 a.水平桌面上,物体在水平拉力 F 的作用下向右运动,当它离开桌面时,假如所受的 一切外力同时消失,那么它将 V 如图所示,木块放在表面光滑的小车上并随小车 b.一起向左做匀速直线运动,当小车遇到障碍物而突然 停止运动时,小车上的木块将 c.若本题中“光滑”两字去掉,结果将怎样? d.一杯水放在列车内的, 如果水面发生了如图所示的变化, 则列车的运动状态 可能发生的变化有、 e.如图所示,水平桌面上放置一个气泡水平仪,当水平仪突然向前运动时,水 平仪内的气泡相对水平仪将

f.一个物体同时受两个里的作用,这两个里三要素完全相同。那么这两个力一定 g.判断:物体静止时不容易推动,物体在静止时比运动时的惯性大( ) ;物体高速运动时 不容易停下来,所以物体速度越大,惯性越大( ) ;物体不受力时保持匀速直线运动或静 止状态,所以物体只有在不受力时才有惯性;惯性是物体固有的属性,任何物体在任何状 态下都有惯性,但惯性是可变的( ) h.竖直向上抛起的皮球,离开手后继续向上运动,是因为 i. 用绳子拴住小球在光滑的水平面上做圆周运动,当绳子突然断裂,小球将 j. 氢气球系着小石块在空中匀速上升,如果系着小石块的绳子突然断裂,小石块将 k. 在沿平直铁路匀速行驶的车厢内,沿竖直方向向上抛出的小球会

l.一个人用力去推停在马路上的汽车,没有推动,请给出合理解释 甲乙两人沿相反的方向各用 15N 的力水平拉一测力计,测力计静止不动,测力计的示数是 m. 某人想用力 F 竖直向上提起地面上的物体,但没有提起来请给出合理解释 n. 重 50N 的物体,在 10N 的水平推力作用下加速运动,则摩擦力的大小 o.请说明下列警示标志所遵循的物理原理: 1.汽车后窗贴有“保持车距” 2. 公路旁立有“雨 天路滑,减速慢行” 3.交通规则写有“行车时系好安全带” __________________

3.压强 Q1.什么是压强 通俗的讲,压强就是压力强度的简称,用来描述压力的作用效果。 如果压力的作用效果越明显,则压强越大。压力的作用效果细微,则压强越小。 Q2.影响压强大小的因素 例 1:重量均为 1 公斤的铁皮盒子和实心铁块,放在雪地上,可以看到铁皮盒子浮在雪 地上,而铁块却陷入雪中。 分别用一本书、一本书下压一根筷子、一本书下压一根钉子放在气球上,试推断结 果会如何。 请观察思考上述现象中导致相同压力产生不同作用效果的原因。 解:影响力的作用效果的因素有大小、方向、作用点三个要素 上述实例中铁盒与铁块对地面的压力大小、方向相同,书以及书通过筷子对气球施 加的压力大小、方向也相同。故其作用效果是相同的 但是通过观察发现,作用效果明显的压力具有受力物体受力面积小的特点,作用效 果不明显的压力具有受力物体受力面积大的特点。 上述实例中压力的作用点虽在物体上,却由于作用面大小不同,导致了力的作用效 果不同,指出在研究压力的作用效果时“力的作用点”不能抽象为一个理想的点。 同时也指出了在压力大小相同时, 受力面积越大压强越小, 受力面积越小压强越大。 本例中体现了物理学中的一个常用的研究方法,即将次要因素抽象化,保留主要因素进 行对比研究。 例 2:将上述实验进行变形,将铁块放在铁盒上,发现铁盒下陷的更加明显;在书上在放 一本书则气球被压的更扁了。 解:依旧从力的三要素着手,大小改变,方向不变,作用面积不变 通过观察可知,压力的作用效果还与压力的大小有关,压力越大,作用效果越明显,压力 越小,作用效果越不明显。 即压力越大,压强越大;压力越小,压强越小。 以上两例定性的研究了压强与压力大小及压力作用面积的关系,即: 压力越大,压强越大;作用面积越小,压强越大。 (定义)通过精密的物理实验和合理推断,压力的作用效果(压强)可以用单位面积上所 受压力大小进行定量的描述,并给出公式: 压强 P=压力 F÷受力面积 S 压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号为 Pa(为导出单位,1Pa=1N/m2)

Q3.增大或减小压强 压强有时是个好东西,让人爱不释手,想方设法的去增大;有时却是个坏东西,令 人恨之入骨,千方百计的去见小。 比如用刀削铅笔、切菜、裁玻璃,恨不得将刀刃做的比蝉翼还薄,目的就是为了使 用一个较小的力获得巨大的压强,将物体破坏掉。坦克、挖掘机、推土机等重型机械使 用宽大的履带,滑雪板、雪橇、雪地车等同样使用较大的接触面,目的是为了减小对地 面的压强,防止地面被破坏。 图钉的一端尖锐,一端圆润,目的是为了尖端容易进入介质,而尾端则要保证不能 伤人。 生活中还有很多需要改变压强的实例,从压强的理论出发,如何用来指导实践呢? 压强是用来描述压力作用效果的物理量,被定义为正压力与作用面积的比值,即: 每平方米所受压力的大小。 通过公式: P=F÷S 可以看出:增大压强可以增大压力也可以减小受力面积,减小压强则减小压力或增 大受力面积,压力与受力面积可以同步改变,以提高效果, 例:在表面平滑的地板砖上,相同材质、相同质量的鞋子,一双鞋底为平面,一双 鞋底为波浪形。哪双鞋的防滑性能更好?

将上题中的地板砖换成雪地呢?

4.固体压强练习题 1、正确表示压力的是( )

2、边长为 10cm,重 100N 的正方体,把它放在边长为 50 cm 的水平桌面中央,则桌面受到 的压强为( ) A.4×10 2 Pa B.2×10 3Pa C.1.0 × 10 3 Pa D.1×10 4 Pa 3、图钉尖的面积比图钉帽的面积小得多, 是为了( ) A. 增大压力 B. 减少压力 C. 增大压强 D. 减小压强 4、超载汽车对公路的损坏你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于( ) A.汽车的大小 B.汽车对公路的压强 C.汽车的速度 D.汽车的惯性 5、下列措施中,是利用减小压强方法的是( ) A 软包装饮料的吸管有一端被削尖 B 刀、斧、剪的刀刃钝了,要磨一磨 C 学生的书包带做得比较宽而平整 D 在裂开的冰面行走时,要用脚尖着地行走 6、关于压力、压强,下列说法正确的是( ) A、压力在数值上总等于物体所受的重力的大小 B、压力的方向总是竖直向下的

C、当受力面积一定时,压力越大,支承面所受的压强越大 D、物体对支承面的压力越小,压强越小 7、冰的湖面上行走一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( ) A、赶紧向岸边跑去 B、站住不动 C、就地爬伏在冰面上慢慢向岸边挪动 D、立即改成单 脚站立 8、将两个物体放在水平桌面上,它们的重力之比是 1:3,两个物体与水平桌面的接触面之 比 2:1,则两物体对桌面的压强之比是 () A.1:3 B.1:2 C.1:6 D.6:1 9、小明在下列情况中,对支承面压强最大的是 ( ) A.双脚站立在地面上不动时 B.在走路时 c.靠坐在沙发上时 D.平躺在席梦丝软床上 时 10、一块砖放在水平地面上,有平放、侧放、竖放三种放法,对地面产生的压强 A. 竖放最大 B. 侧放最大 C. 平放最大 D. 三种放法一样大 11、生产上用螺丝固定工件时,常在螺丝帽下面垫一个较大的垫圈如图所示,使用该垫圈 的好处是( ) A.使螺帽旋得更紧 B.减少螺帽对工件的压力 C.减少螺帽对工 件的压强 D.装饰作用,使工件美观 12、关于压力和压强,下列说法正确的是( ) A.压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的;B.压力 的数值总是等于物体重力的数值,但不是物体的重力。 C.当受力面积一定时,压力越大,说明支撑面受到的压强越大。 D.物体对支撑面的压力越大,压强也越大,因为压强是反映压力效果的。 13、下列关于压力的说法中正确的是( ) A、压力的大小总是等于物体的重力 B、压力的方向总是竖直向下的 C、压力的方向总是 垂直于受力面 D、压力的作用面积总是等于支持物表面积 14、图钉帽的面积为图钉尖的面积的 2000 倍, 若用力 F 把图钉压入木块, 则钉帽与钉 尖的压力与压强的大小关系是: A.F 尖=F 帽, p 尖=p 帽 B.F 尖>F 帽, p 尖>p 帽 C.F 尖<F 帽,p 尖=p 帽; D.F 尖=F 帽,p 尖>p 帽. 15、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( ) 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 16、下列说法中,正确的是( ) 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 17、静止在斜面上的金属块,重为 10N,金属块对斜面的压力为 6N,金属块与斜面的接触 面积为 20cm2,则金属块对斜面的压强是( ) A、5×103Pa B、3×103Pa C、2×103Pa D、8×103Pa 18、 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( ) 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<p 红 D. F 师>F 红, p 师=p 红 19、有两块相同的砖,如图放置在水平地面上,其中对地面的压强最小的是( ) 20、两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,下列说法中正确的是( )

A、两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大 B、两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强较大 C、两手指受到的压强相同,左边手指受到的压力较大 D、两手指受到的压强相同,右边手指受到的压力较大 21、采用减小受力面积的方法增大压强的事例是 ( ) 22、下列例子中,增大压强的是 A、在铁路的钢轨下铺设枕木 B、在坦克的轮子上的安装履带 C、大楼的基础做得宽些 D、刀斧的刃磨得锋利些 23、 一个物体放在水平地面上, 分别受到外力 F 的作用时, 如图所示, 物体对地面的压力大于物体的重力是: ( ) 24、标有 1、2、3 号码的三个物体,质量和体积都相同, 均放在水平地面上.则它们对地面产生的压强( ) A.1 号最大 B.2 号最大 C. 3 号最大 D.一样 大 25、 一只底面积为 S 的箱子, 当放在面积为 2S 的水平桌面的中央时, 箱子对桌面的压强为 p;当放在面积为 S/2 的水平凳面上时(凳面被箱子全部盖住),箱 子对凳面的压强是( ) A.0.5p B.p C.2p D.4p 26、重力 100 牛的长方体放在水平地面上,与地面的接触面积为 0.1 米 2,现用一个大小 为 20 牛的力竖直作用在物体中央,则物体对地面的压强( ) A 一定是 1200 帕。 B 可能是 1000 帕。C 可能是 800 帕。 D 可能是 200 帕 27、用 50 牛顿的水平力 F,把质量为 2 千克的物体 A 压在竖直的墙壁上,如图所示,这时 若物体 A 刚好沿墙面匀速下滑,则 A 物体受到摩擦力的大小及墙面受到的压 力为( ) A、 50 牛 19.6 牛 B、 50 牛 0 牛 C、 19.6 牛 50 牛 D、0 牛 0 牛 28、将一均匀长方体放在水平桌面上,,若沿着虚线切开拿走一半,则长方 体的密度,长方体对桌面的压力及压强的变化是:( ) A、 密度不变, 压强不变, 压力减小 B、 密度不变, 压强减小, 压力减小 C、 密度减小,压强减小,压力减小 D、密度不变,压强不变,压力不变 29、一本物理书,将它平放在水平桌面的中央,它与桌面的接触面积大约为 500cm2,静止 时它对桌面的压强约为( ) A.6Pa B.60Pa C.200Pa D.600Pa 30、物体 A 静止在水平桌面上,把物体 A 向右移动一点(不落地),则物体 A 对 桌面的 ( ) A.压力和压强都不变, B.压力不变,压强变大 C.压力变大,压强不变. D.压力和压强都变大 31、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.50 N,103Pa B.50 N,104Pa C.500 N,103Pa D.500 N,104Pa 32、水平桌面上放着等质量的铜、铁、铝三个立方体,它们对桌面压强最大的是

( )(已知铜的密度最大,铝的密度最小) A.铜块 B. 铁块 C. 铝块

D.

一样大

33.两个实心正方体对水平地面的压强相同,它们密度的大小关系为ρ 1<ρ 2,若这两个正方体对水平 地面的压力分别是 F1 和 F2,则下列判断正确的是 ( )

A.F1=F2 B.F1<F2 C.F1>F2 D.无法比较 34、两根完全相同的条形磁铁 A 和 B,重力都为 G,叠放在水平桌面上,若 磁铁 A 对磁铁 B 的压力为 F1,磁铁 B 对桌面的压力为 F2,则( ) A 、F1=G,F2=2G B、F1<G,F2=2G C、F1>G,F2=2G D、F1>G,F2>2G 35、甲、乙、丙三个实心立方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的 压强相等,已知ρ 甲<ρ 乙<ρ 丙。若在甲、乙、丙三个立方体上分别放一个质 量相等的铜块,则三个立方体对水平地面的压强大小关系为( ) A、 p 甲>p 乙>p 丙。 B、 p 甲=p 乙=p 丙。 C、 p 甲<p 乙<p 丙。 D、 无法判断。 36、在水平地面上放一块砖 A,然后在它上面再放半块砖 B,整块砖的长宽高比 例为 4:2:1。则 B 对 A 的压强和 A 对地的压强之比为( ) A.2 :3 B.1 :2 C.3 :2 D.2 :1. 37、图提供了某些情况下的压强数值。利用图中的数据可知,一辆坦克对水平 地面的压力约为 : ( ) A 3×103 牛; B 3×104 牛; C 3×105 牛; D 3×106 牛. 38、下列是 2008 年第 29 界北京奥运会几个运动 项目的图标,在过些项目中运动员对地面压强最 大的是( )

39、三个同种材料的圆柱体放在水平桌面上,高度相同,其质量关系是 m 甲>m 乙>m 丙。如果 对桌面的压力分别为 F 甲、F 乙、F 丙,对桌面的压强分别为 P 甲、P 乙、P 丙,那么( ) A.F 甲=F 乙=F 丙 P 甲=P 乙=P 丙 B.F 甲>F 乙>F 丙 P 甲>P 乙>P 丙 C.F 甲>F 乙>F 丙 P 甲=P 乙=P 丙 D.F 甲=F 乙=F 丙 P 甲>P 乙>P 丙 40.甲、乙两物体放在水平桌面上,它们的重力之比是 3∶1,与桌面接触面积之比是 3∶ 2,则甲、乙两物体对桌面的压强之比是( ) A.1∶2 B.2∶1 C.9∶2 D.2∶9 41.重 10 牛,边长 5 厘米的正方形磁铁吸附在铁板 上,磁铁与铁板间的吸引力为 15 牛。把它按图 a 那 样竖直放置,磁铁对铁板的压强是帕;按图 b 那样水 平放置,磁铁(在上)对铁板的压强是帕;按图 c 那样 水平放置,磁钵(在下)对铁板的压强是 帕。 42.王静全家“五一”去旅游,在宾馆见到一支旅行用 的牙膏(如图 1 所示) ,根据你的观察和生活经验,你认 为下列说法错误的是( )
图1

A.挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变 B.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦 C.新买的整支牙膏受到的重力是 0.03N D.牙膏盖子中间的尖锐物是为了增大压强 43.如图 7 所示, “马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、 浪漫主义精神和高超艺术的结晶。 飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳 地踏在飞燕上,是因为马的位置的竖直线能通过飞燕。有一“马踏飞 燕”工艺品采用密度为 8.0×103kg/m3 的合金材料制造,总体积为 1dm3, 飞燕与水平桌面的接触面积为 20cm2, 则该工艺品的质量为 kg, 对水平桌面的压强为 Pa。 44.小明同学利用 A、B 两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作 用效果与什么因素有关”的实验。如图 10 所示。 (1)实验中小明是通过观察 来比较压力作 用效果的。 (2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论 是 。 (3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系” , 应通过比较图 所示实验。 45.如图所示是我国 2010 年上海世博会的核心建筑——中 国馆。其超大的地基是通过增大受力面积,从而减小建筑主 体对地面的。在馆内,观众可乘坐轨道车进行观光游览,若 轨道车在 6min 内行驶了 900m,则轨道车的平均速度为 m/s。 46、冰壶由花岗岩凿磨而成,质量约为 19Kg,与冰道接触的 底面积约为 0.02m2, 冰壶的体积约为 8×10?m? (g 取 10N/Kg) 求:(1)冰壶的密度 (2)冰壶对水平冰道的压强。

47、在一个案件中,公安人员在海滩案发现场发现了罪犯留下的清晰的站立脚印,立即用 蜡浇注了鞋模.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.请你帮助公安人员计算出罪犯的体重为多少?(ρ 蜡=0.9×103kg/m3)

48、 有两个实心圆柱体 A 和 B 叠放在一起,并且完全接触,放在水平地面 上,已知:A、B 两圆柱体的高分别为 8cm、10cm, A 与 B 的底面积之比为 1∶4, A 对 B 的压强是 2000Pa, B 的密度是 3×103kg/m3.

求: (1) 圆柱体 A 的密度;(2) B 对地的压强(g=10N/kg).

49、一个用铜做成的实心正方体重 8.9 ㎏,放在面积为 0.1 ㎡的方形水平桌面的中央,试 求此时正方体铜块对水平桌面的压强?(g 取 10N/㎏;铜的密度为 8900 ㎏/m3)

50.矗立在福州闽江公园国际雕塑园中的水平大理石基座上正面印文为“北京奥运”的巨 石印.重约 3.3×105N,底面积约 4m2.如图 18 所示。 求:(1)该巨石印的质盘是多大?(g 取 10N/kg) (2)它对基座的压强有多大?


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