2026年新课程问题解决导学方案八年级物理下册人教版第51页答案
11. 如图所示,在水平推力$F$的作用下将物体A从图甲位置匀速推到图乙位置。在此过程中,桌面受到的摩擦力
不变
,物体A对桌面的压强
变小
。(填“变大”“变小”或“不变”)

答案

11. 不变 变小

解析

【分析】
我们可以分两步梳理解题思路:第一步先判断摩擦力的变化,滑动摩擦力的大小只由压力大小和接触面粗糙程度两个因素决定,推物体的过程中,物体A对桌面的压力始终等于A自身的重力,重力不变所以压力不变,同时桌面和A的接触面粗糙程度没有发生变化,因此摩擦力大小不会改变。第二步判断压强的变化,根据压强公式p=F/S,物体A对桌面的压力始终等于自身重力,大小保持不变,而从甲位置推到乙位置的过程中,物体A和桌面的接触面积也就是受力面积是逐渐变大的,代入公式就能得到压力不变、受力面积变大时,压强会变小。
【解析】
1. 摩擦力的判断:物体A匀速运动过程中,对水平桌面的压力大小等于自身的重力,物体重力不变,因此对桌面的压力不变;同时接触面的粗糙程度没有发生改变,滑动摩擦力的大小仅与压力和接触面粗糙程度有关,和接触面积大小无关,所以桌面受到的摩擦力不变。
2. 压强的判断:从甲位置移动到乙位置的过程中,物体A与桌面的接触面积(受力面积)逐渐增大,而物体A对桌面的压力始终等于自身重力、保持不变,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力F不变,受力面积S变大,因此物体A对桌面的压强变小。
【答案】
不变 变小
【知识点】
滑动摩擦力影响因素,压强大小比较
【点评】
本题属于力学基础综合题,容易出现的误区是误以为接触面积变化会改变滑动摩擦力,需要明确滑动摩擦力和接触面积无关,同时区分摩擦力和压强的不同影响因素,两个知识点结合考察,能很好检验学生对基础概念的掌握程度。
【难度系数】
0.7
12. 请你设计实验测量一盒新粉笔在水平桌面上产生的压强$p$。
(1)实验器材:
弹簧测力计、细线、刻度尺,一盒新粉笔

(2)实验步骤:
①用细线把粉笔盒捆起来,通过细线把它挂在弹簧测力计的挂钩上,测出其所受的重力$G$;

②用刻度尺测出粉笔盒与桌面接触的面的长度$a$,宽度$b$;

③求出粉笔盒的底面积,根据压强公式求出其对水平桌面的压强


(3)写出压强$p$的表达式(用实验步骤中的物理量的字母表示):$p=$
$\frac{G}{ab}$

答案

12. (1)弹簧测力计、细线、刻度尺,一盒新粉笔
(2)①用细线把粉笔盒捆起来,通过细线把它挂在弹簧测力计的挂钩上,测出其所受的重力$G$;
②用刻度尺测出粉笔盒与桌面接触的面的长度$a$,宽度$b$;
③求出粉笔盒的底面积,根据压强公式求出其对水平桌面的压强
(3)$\frac{G}{ab}$

解析

【分析】
要测量水平桌面上整盒粉笔产生的压强,根据压强定义式$p=\frac{F}{S}$可知,只需要分别测出粉笔盒对桌面的压力$F$、以及粉笔盒和桌面的接触面积$S$两个物理量即可。首先,水平面上的物体对支撑面的压力大小等于自身重力,因此可以通过测重力间接得到压力,用弹簧测力计就能完成重力测量;其次,粉笔盒和桌面接触的底面是规则长方形,用刻度尺测出底面的长和宽,就能通过面积公式计算出受力面积。结合测量需求就能确定所需器材,按照先测重力、再测长度、最后推导计算的逻辑设计实验步骤,代入公式即可得到压强表达式。
【解析】
(1) 结合测量需求:测重力需要弹簧测力计,为方便悬挂粉笔盒需要细线,测底面长宽需要刻度尺,被测对象为一盒新粉笔,因此可确定全部实验器材。
(2) 按照实验操作的合理顺序设计步骤:首先测量粉笔盒的重力得到压力,再测量接触底面的长和宽计算受力面积,最后代入压强公式完成计算。
(3) 水平桌面处粉笔盒对桌面的压力$F=G$,受力面积$S=ab$,将两个物理量代入压强定义式即可推导得到压强表达式。
【答案】
(1) 弹簧测力计、细线、刻度尺,一盒新粉笔
(2) ①用细线把粉笔盒捆起来,通过细线把它挂在弹簧测力计的挂钩上,测出其所受的重力$G$;②用刻度尺测出粉笔盒与桌面接触的面的长度$a$,宽度$b$;③求出粉笔盒的底面积,根据压强公式求出其对水平桌面的压强
(3)$\frac{G}{ab}$
【知识点】
压强公式应用;重力的测量;长度的测量
【点评】
本题是压强相关的基础设计型实验,核心利用了水平面上压力等于重力的等效替代思想,把不易直接测量的压力转化为弹簧测力计测重力,规则物体的受力面积通过测量长宽间接计算,整体实验操作简便,重点考察学生对压强概念的理解和自主规划实验流程的逻辑能力,避免了机械记忆实验的考察模式。
【难度系数】
0.6
13. 如图所示,小明利用小桌、海绵、砝码、木板、两个相同的金属块等器材探究影响压力作用效果的因素。

(1)通过比较图A、B说明:
在受力面积相同时,压力越大
,压力的作用效果越明显。
(2)通过比较图A、C可得结论:
压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显

(3)对比图D、E两次实验,看到的现象是压力的作用效果
相同
(填“相同”或“不相同”)。运用上面得出的结论或用学过的知识分析,出现这样效果的原因是
根据$p=\frac{F}{S}$可知,图E的压力是图D的两倍,图E的受力面积也是图D的两倍,因此$\frac{F}{S}$的比值相同

(4)将小桌和砝码放在如图F所示的木板上,则图F中木板受到的压强$p_{\mathrm{F}}$,和图C中海绵受到的压强$p_{\mathrm{C}}$的大小关系为$p_{\mathrm{F}}$
=
(填“>”“<”或“=”)$p_{\mathrm{C}}$。

答案

13. (1)在受力面积相同时,压力越大
(2)压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
(3)相同 根据$p=\frac{F}{S}$可知,图E的压力是图D的两倍,图E的受力面积也是图D的两倍,因此$\frac{F}{S}$的比值相同
(4)$=$

解析

【分析】
这道题是探究压力作用效果影响因素的经典实验题,核心采用控制变量法,通过海绵的凹陷程度直观反映压力的作用效果。解题时先明确每组实验的相同变量和不同变量:第(1)问对比A、B,两者受力面积完全一致,只有压力大小不同,结合海绵凹陷程度推导结论;第(2)问对比A、C,两者总压力完全一致,只有受力面积不同,据此推导对应规律;第(3)问对比D、E,两根金属柱完全相同,E的压力是D的2倍,受力面积也为D的2倍,结合压强公式判断压强是否相等,就能得到作用效果的特点;第(4)问对比F和C,两者压力、受力面积均相等,仅接触面材质不同,代入压强公式即可判断压强大小关系。
【解析】
(1) 图A、B中,小桌均以桌腿接触海绵,受力面积相同,A图小桌上放置砝码,对海绵的压力更大,海绵凹陷程度更深,因此可得对应规律。
(2) 图A、C中,小桌上都放置了同一个砝码,对接触面的总压力相等,A图小桌以桌腿接触海绵、受力面积更小,海绵凹陷程度更深,因此可得对应规律。
(3) 图D为单根金属柱压海绵,图E为两根完全相同的金属柱并排压海绵,E对海绵的压力是D的2倍,E与海绵的接触受力面积也为D的2倍,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,两者压强完全相等,因此压力的作用效果相同。
(4) 图F和图C中,接触面受到的压力都等于小桌和砝码的总重力,大小相等,接触的受力面积都等于小桌桌面的面积,大小相等,由$p=\frac{F}{S}$可知,两者压强相等。
【答案】
(1) 在受力面积相同时,压力越大
(2) 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
(3) 相同 根据$p=\frac{F}{S}$可知,图E的压力是图D的两倍,图E的受力面积也是图D的两倍,因此$\frac{F}{S}$的比值相同
(4)$=$
【知识点】
压力作用效果、控制变量法、压强计算
【点评】
本题围绕压力作用效果的探究实验展开,既考察了控制变量法在实验中的常规应用,又设置了比例关系的压力、受力面积分析,以及不同材质接触面的压强对比,能帮助学生区分压力作用效果的直观表现和压强的本质计算,避免被接触面形变差异误导判断压强大小。
【难度系数】
0.7
14. 随着5G信号的快速发展,5G无人物品配送车已应用于实际生活中。如图所示是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为600 kg。已知每个轮胎与地面的接触面积均为100$\mathrm{cm^{2}}$,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重力的$\frac{1}{10}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$。
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力是多少?
(2)配送车空载时对水平路面的压强是多少?
(3)某次装上货物后,配送车对水平路面的压强为$4×10^{5}\ \mathrm{Pa}$,求所装货物的质量。

答案

14. 解:(1)配送车空载时的重力
$G_{0}=m_{0}g=600\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ 000\ \mathrm{N}$,
配送车空载匀速行驶时处于平衡状态,牵引力和阻力是一对平衡力,
所以配送车空载匀速行驶时的牵引力
$F_{\mathrm{牵}}=F_{\mathrm{阻}}=\frac{1}{10}G_{0}=0.1×6\ 000\ \mathrm{N}=600\ \mathrm{N}$。
(2)配送车空载时对水平路面的压力
$F_{0}=G_{0}=6\ 000\ \mathrm{N}$,
配送车空载时对水平路面的压强
$p_{0}=\frac{F_{0}}{S}=\frac{6\ 000\ \mathrm{N}}{4×100×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=1.5×10^{5}\ \mathrm{Pa}$。
(3)装上货物后配送车对水平路面的压力
$F=pS=4×10^{5}\ \mathrm{Pa}×4×100×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$
$=16\ 000\ \mathrm{N}$,
因为物体对水平路面的压力和自身的重力大小相等,
所以所装货物的重力
$G=G_{\mathrm{总}}-G_{0}=F-G_{0}=16\ 000\ \mathrm{N}-6\ 000\ \mathrm{N}$
$=10\ 000\ \mathrm{N}$,
则所装货物的质量
$m=\frac{G}{g}=\frac{10\ 000\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1\ 000\ \mathrm{kg}$。

解析

【分析】
我们可以分三个小问逐步梳理解题思路:
1. 第一问求匀速行驶的牵引力:首先根据重力公式G=mg算出空载配送车的重力,题目明确阻力是总重力的1/10,而配送车做匀速直线运动时处于平衡状态,水平方向的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,由此就能算出牵引力。
2. 第二问求空载时对路面的压强:水平面上物体对支撑面的压力等于自身重力,先得到空载时车对路面的压力,再注意总受力面积是4个轮胎的接触面积之和,要把面积单位从cm²转换为国际单位m²,最后代入压强公式p=F/S即可算出压强。
3. 第三问求装载货物的质量:已知装货后的压强,受力面积和空载时保持不变,先利用压强公式的变形式F=pS算出此时车对路面的总压力,该总压力等于车和货物的总重力,用总重力减去空载车的重力得到货物的重力,最后通过G=mg的变形式m=G/g算出货物质量。
【解析】
解:
(1) 计算配送车空载时的重力:
$G_0 = m_0 g = 600\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 6000\ \mathrm{N}$
配送车匀速直线行驶时受力平衡,牵引力与阻力大小相等,由题意阻力为总重力的1/10,因此:
$F_{\mathrm{牵}} = F_{\mathrm{阻}} = \frac{1}{10}G_0 = 0.1 × 6000\ \mathrm{N} = 600\ \mathrm{N}$
(2) 空载时配送车对水平路面的压力等于自身重力:
$F_0 = G_0 = 6000\ \mathrm{N}$
四轮总接触面积:
$S = 4 × 100\ \mathrm{cm^2} = 4 × 100 × 10^{-4}\ \mathrm{m^2} = 0.04\ \mathrm{m^2}$
代入压强公式得空载时对路面的压强:
$p_0 = \frac{F_0}{S} = \frac{6000\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m^2}} = 1.5 × 10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 装货后配送车对路面的总压力:
$F = pS = 4 × 10^5\ \mathrm{Pa} × 0.04\ \mathrm{m^2} = 16000\ \mathrm{N}$
水平路面上总压力等于车和货物的总重力,因此货物的重力:
$G_{\mathrm{货}} = G_{\mathrm{总}} - G_0 = F - G_0 = 16000\ \mathrm{N} - 6000\ \mathrm{N} = 10000\ \mathrm{N}$
由G=mg得货物的质量:
$m_{\mathrm{货}} = \frac{G_{\mathrm{货}}}{g} = \frac{10000\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}} = 1000\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 所需牵引力为600 N;
(2) 空载时对水平路面的压强为$1.5 × 10^5\ \mathrm{Pa}$;
(3) 所装货物的质量为1000 kg。
【知识点】
二力平衡应用;压强计算;重力公式
【点评】
本题是力学基础综合应用题,结合无人配送车的实际场景考察重力、二力平衡、压强的相关计算,解题时需要注意两个易错点:一是四轮车的总受力面积是所有轮胎接触面积之和,不能只算单个轮胎的面积;二是面积单位必须统一为国际单位平方米,避免单位换算错误,整体难度适中,适合巩固力学压强相关的基础计算能力。
【难度系数】
0.7