一、压强的公式
1. 压强的公式是
2. 受力面积的单位是
1. 压强的公式是
$p=\frac{F}{S}$
,可以变形出$F=$$pS$
用于计算压力
,$S=$$\frac{F}{p}$
用于计算受力面积
。2. 受力面积的单位是
$m^{2}$
,它与其他单位之间的换算关系是$1m^{2}=\_\_\_\_\_\_dm^{2}=\_\_\_\_\_\_cm^{2}$。答案
1. $p=\frac{F}{S}$;$pS$;压力;$\frac{F}{p}$;受力面积;2. $m^{2}$;$10^{2}$;$10^{4}$
[注意]$p=\frac{F}{S}$为压强的定义式,适用于所有物体间压强的计算(无论是气体、液体还是固体)。
[注意]$p=\frac{F}{S}$为压强的定义式,适用于所有物体间压强的计算(无论是气体、液体还是固体)。
二、怎样减小或增大压强
1. 增大压强的方法。
(1)在受力面积一定时,
(2)在压力一定时,
(3)
2. 减小压强的方法。
(1)在受力面积一定时,
(2)在压力一定时,
(3)
1. 增大压强的方法。
(1)在受力面积一定时,
增大
压力。(2)在压力一定时,
减小
受力面积。(3)
减小
受力面积,同时增大
压力。2. 减小压强的方法。
(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)
增大
受力面积,同时减小
压力。答案
1. (1)增大;(2)减小;(3)减小;增大;2. (1)减小;(2)增大;(3)增大;减小
探究点 运用压强公式进行简单的计算
答案
解:
书对水平桌面的压力F等于书的重力G,即F = G = 3N
已知受力面积$ S = 5×10^{-2}m² $
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,代入数据得:
$ p = \frac{3N}{5×10^{-2}m²} = 60Pa $
答:书对桌面的压强为60Pa。
书对水平桌面的压力F等于书的重力G,即F = G = 3N
已知受力面积$ S = 5×10^{-2}m² $
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,代入数据得:
$ p = \frac{3N}{5×10^{-2}m²} = 60Pa $
答:书对桌面的压强为60Pa。
[典例]如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处放置有棱长为$0.1m$、所受重力为$20N$的正方体,对正方体施加大小均为$10N$的水平力$F_{1}$和竖直力$F_{2}$。正方体对水平地面的压力为

30
$N$,压强为3000
$Pa$;正方体对竖直墙壁的压强为1000
$Pa$。答案
解析:因固体可以大小和方向不变地传递压力,所以,正方体对水平地面的压力:$F=G+F_{2}=20N+10N=30N$,
正方体对水平地面的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{30N}{(0.1m)^{2}}=3000Pa$;
正方体对竖直墙壁的压力:$F'=F_{1}=10N$,
正方体对竖直墙壁的压强:
$p'=\frac{F'}{S}=\frac{10N}{(0.1m)^{2}}=1000Pa$。
答案:$30$ $3000$ $1000$
方法技巧 计算压强的步骤
(1)判断压力$F$的大小:可根据物体放置的位置确定,物体自由放置在水平面上时,$F=G_{物}$;物体静止在竖直面上时,压力的大小等于外界对物体的推力。
(2)确定受力面积$S$的大小:受力面积是施力物体挤压受力物体时相互接触部分的面积。特别注意几种常见的受力面积,例如人走路时是一只脚的受力面积,站立时是两只脚的受力面积;自行车的受力面积是两个轮胎的受力面积,轿车是四个轮胎的受力面积。
(3)统一单位,利用公式进行计算。
正方体对水平地面的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{30N}{(0.1m)^{2}}=3000Pa$;
正方体对竖直墙壁的压力:$F'=F_{1}=10N$,
正方体对竖直墙壁的压强:
$p'=\frac{F'}{S}=\frac{10N}{(0.1m)^{2}}=1000Pa$。
答案:$30$ $3000$ $1000$
方法技巧 计算压强的步骤
(1)判断压力$F$的大小:可根据物体放置的位置确定,物体自由放置在水平面上时,$F=G_{物}$;物体静止在竖直面上时,压力的大小等于外界对物体的推力。
(2)确定受力面积$S$的大小:受力面积是施力物体挤压受力物体时相互接触部分的面积。特别注意几种常见的受力面积,例如人走路时是一只脚的受力面积,站立时是两只脚的受力面积;自行车的受力面积是两个轮胎的受力面积,轿车是四个轮胎的受力面积。
(3)统一单位,利用公式进行计算。
[变式](2024泉州期中)一个质量为$50kg$的同学骑自行车上学,在水平路面上以$18km/h$的速度匀速行驶,有关数据如下表所示。($g$取$10N/kg$)求:

(1)在行驶过程中,车对地面的压强。
(2)该自行车最大能承载的质量。
(1)在行驶过程中,车对地面的压强。
(2)该自行车最大能承载的质量。
答案
(1)人所受重力为
$G_{人}=m_{人}g=50kg×10N/kg=500N$,
自行车所受重力为$G_{车}=m_{车}g=20kg×10N/kg=200N$,
自行车对地面的压力为
$F=G_{人}+G_{车}=500N+200N=700N$,
自行车对地面的压强为$p=\frac{F}{S}=\frac{700N}{1×10^{-2}m^{2}}=7×10^{4}Pa$。
(2)由$p=\frac{F}{S}$可得自行车能承受的最大压力为$F'=p'S=1.2×10^{5}Pa×1×10^{-2}m^{2}=1200N$,
自行车最多能承载的重力$G'=F'-G_{车}=1200N-200N=1000N$,最大能承载的质量为$m_{物}=\frac{G'}{g}=\frac{1000N}{10N/kg}=100kg$。
$G_{人}=m_{人}g=50kg×10N/kg=500N$,
自行车所受重力为$G_{车}=m_{车}g=20kg×10N/kg=200N$,
自行车对地面的压力为
$F=G_{人}+G_{车}=500N+200N=700N$,
自行车对地面的压强为$p=\frac{F}{S}=\frac{700N}{1×10^{-2}m^{2}}=7×10^{4}Pa$。
(2)由$p=\frac{F}{S}$可得自行车能承受的最大压力为$F'=p'S=1.2×10^{5}Pa×1×10^{-2}m^{2}=1200N$,
自行车最多能承载的重力$G'=F'-G_{车}=1200N-200N=1000N$,最大能承载的质量为$m_{物}=\frac{G'}{g}=\frac{1000N}{10N/kg}=100kg$。
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