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压力效果受制于什么

2015-08-26姚俊松

关键词:茶杯桌面重力

姚俊松

我们都知道,沙发比硬板凳坐着舒服,蛋壳易碎但我们单手却很难将其握碎.这是什么原因?在冰面上行走时,突然发现冰面裂开,我们应该采取什么行动自保呢?学习了压力的作用效果.这些疑问就可以轻松获解了.

认清压力真面目

压力是垂直作用在物体表面的力.其方向是垂直于受力面并指向受力物体的.

压力与重力存在着本质的区别:①压力的方向是垂直于物体表面并指向受力物体的,重力的方向是竖直向下的;②压力的作用点在物体的接触面.重力的作用点在物体的重心;③压力是物体发生形变产生的,压力的施力物体是被支撑的物体,受力物体是起支撑作用的物体,而重力的施力物体是地球.受力物体是物体本身,

例1 水平桌面上的茶杯对桌面有压力,下列有关茶杯对桌面压力的说法,正确的是().

A.茶杯对桌面的压力方向是竖直向上的

B.茶杯对桌面的压力作用在茶杯上

C.茶杯对桌面的压力就是重力

D.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的

分析:茶杯静止在水平桌面上,茶杯对水平桌面的压力大小等于茶杯所受的重力,但不能说压力就是重力.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的,压力的作用点在茶杯和桌面的接触面处,作用在桌面上,方向是垂直于桌面向下的.

答案:D

探究压力的作用效果

我们可以通过以下活动来感受压力的作用效果.

活动一:手指压铅笔

如图1,将一端削过的铅笔压在两手指中间,慢慢向中间用力.力越大,铅笔对手产生的效果f手的疼痛感)越明显.在这一过程中铅笔两端对手的压力是相等的,但对手产生的效果(手的疼痛感)则不同,削尖的一端更加明显.说明压力的作用效果不仅与压力有关,还与受力面积有关.

活动二:小桌与海绵

(l)如图2a,将小桌正放在海绵上,我们可以看到压力产生的效

果——让海绵凹陷.

(2)如图2b,在小桌上增加砝码.增加小桌对海绵的压力,在这一过程中海绵的受力面积不变,但海绵的凹陷程度变大,说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显.

(3)如图2c,将小桌倒放且砝码不变,此时增大了海绵的受力面积,但海绵所受的压力不变,海绵的凹陷程度变小,说明压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显,

活动结论:压力的作用效果与压力和受力面积有关,压力越大,受力面积越小,压力的作用效果越明显.实验中我们用到了控制变量法.

例2广安市盛产煤炭、水泥、石料,有能源、建材之乡的美誉,也正因为如此,这里的汽车超载现象异常突出,公路损坏严重.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

分析:当汽车超载时,汽车对地面的压力增大,在汽车与公路接触面积变化不大的情况下,压力的作用效果即压强会随之增大,加快了对公路的损坏速度.

答案:B

压强及其计算

1.什么是压强

为了表示压力的作用效果,物理中引入“压强”的概念:压强表示单位面积上受到的压力,在数值上等于压力与受力面积的比值,即P=F/S,公式中,压力的单位是牛(N),受力面积的单位是平方米(m2),则压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa).帕斯卡是个比较小的单位,比它大的还有千帕(kPa)和兆帕(MPa).lMPa=106Pa.1kPa=103Pa.

2.感受压强

压强无处不在.我们可以通过一些数据来了解一下生活中常见的压强:一张报纸平放时对桌子的压强约为0.5Pa:成人站立时对地面的压强约为1.5×104Pa,它表示人站立时,其脚下每平方米面积受到的压力为1.5xl04N.

例3某同学的体重是480N,他每只脚与地面的接触面积为160Cm2.这个同学站立在水平地面上时.对地面的压强为().

A. l.5xl04Pa

B.3.Oxl04Pa

C. 3.Oxl02Pa

D.l.5xl02Pa

分析:该同学对地面的压力F=G=480N,双脚站立.他与地面的接触面积是每只脚与地面接触面积的两倍,即S=2x160cm2=320cm2=0.032m2,则他对地面的压强.

答案:A

亚强的应用与改变

由压强的计算公式p=F/S可以得出,压强可以通过改变压力和受力面积的方法来改变,

要增大压强,我们可以在受力面积不变的情况下增大压力,可以在压力不变的情况下减小受力面积,也可以在增大压力的同时减小受力面积,如锯、剪刀、斧头等,用过一段时间就要磨一磨,刀口会变锋利,就是使接触面积变小.在压力一定时,可以增大压强.

要减小压强,可以在受力面积不变的情况下减小压力,可以在压力不变的情况下增大受力面积,也可以在减小压力的同时增大受力面积.如书包用扁而宽的带是为了增大受力面积,在压力一定时,减小压强,使人背起书包不会感觉到肩膀痛:车辆在高速公路上行驶时,车轮与路面的接触面积是一定的,车辆装载的货物若超过其标准配载货重,会增大对路面的压力,从而增大对路面的压强,加快路面损坏速度,所以禁止车辆超载,

现在可以解释文章开始提出的几个问题了:坐沙发更舒服,是因为在人受到的压力不变的情况下,沙发与臀部接触的面积更大,人受到的压强更小,所以感觉更舒服:单手握鸡蛋很难将其握碎,是因为此时鸡蛋的受力面积变大,使压强减小;在冰面上行走时,发现冰面裂开,我们应该立即趴下爬行,以增加受力面积减小压强。endprint

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