压强 导学案 初中物理人教版八年级下册（2022~2023学年）

第1节压强

【学习目标】

1.能通过实验探究压力作用的效果跟压力的大小和受力面积的关系。

2.能描述压强概念的建立过程。能熟练写出压强公式、单位，并能用压强公式进行简单计算。

3.会应用压强公式分析增大或减小压强的具体方法，并能解释与压强有关的物理现象。

【学习重点】

压强概念的形成。

【学习难点】

压强概念的形成过程。

【自主预习】

阅读教材，完成以下问题：

1,压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。压力并不都是由重力引起的，只有当物体自由静止在

水平面时,物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力大小。

2.压力的作用效果与压力的大小、受力面积有关。在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越

明显;在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

3.物体所受的压力的大小与受力面枳之比叫做压强，计算公式为：p=],国际单位是帕。

4.要增大压强，可以增大压力或者减小受力面积;要减小压强，可以减小压力或者增大受力面积。

【合作探究】

探究一、压力

【想一想】以下几种情况的作用力有哪些共同点？

①茶杯对桌面的力②图钉尖对墙面的力③木块对斜面的力

这些力的共同特点是：力的方向与接触面垂直,作用点在两个物体的接触面上,我们把它叫做压力。

1.压力

垂直作用在物体表面的力叫做压力。

①压力产生的条件：两物体相互接触,两物体发生挤压。

例如：人静止在地面上，人和地面间有相互挤压的作用，人对地面有压力，地面对人也有压力（支持

力）；静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压，所以没有压力。

②压力的作用点：在受压的物体表面。

③压力的方向：垂直并指向受压的物体表面。

由于受力物体的受力面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此压力的方

向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。

④压力的大小：

压力的大小并不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在水平面时，物体对支持面的压力大小才等

于物体所受的重力大小。

2.压力与重力的区别

压力重力

由于地球吸引而使

定义垂直作用在物体表面的力

物体受到的力

垂直于受力物体表面，

方向竖直向工

并指向被压物体

作用点被压物体表面重心

接触的物体间相互挤压而发生来源于万有引力，

力的性质

形变产生的，属于弹力是非接触力

书与

受力示意图

GG

【想一想】小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破，重重的骆驼却不会陷入沙中，这是为什么？

【分析】蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大，但由于口器十分尖锐，因而能轻易刺穿皮肤；骆驼虽重，

但脚掌面积很大，因而不会深陷沙中。这使我们想到：压力对物体作用的效果不仅跟压力的大小有关，还应

该跟受力面积有关。

【做一做】用两个手指挤压铅笔的两端，使铅笔保持静止。体验两指头的感觉？观察两个手指的凹陷程

度相同吗？适当改变力度重复以上操作，感觉如何？

【分析】①因为两个指头受到的压力相等，受力面积不［等(均选填“相等”或“不相等”)，右边食指

受力面积(接触面积)小，感觉力的作用效果更显著。

②当加大用力时，受力面积不变，力越大，感觉效果更显著。

由以上实验进行猜想，压力的作用效果可能与压力的大小和受力面积有关。

探究二、实验——探究影响压力作用效果的因素

【想一想】压力的作用效果跟哪些因素有关？怎样比较压力的作用效果？

【猜想和假设】压力的作用效果跟压力的大小和受力面积都有关.

【设计实验】

(1)实验器材：形变显著的物体(如海绵、沙子等)、压力小桌、祛码。

(2)实验方法：

①控制变量法：探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。

②转换法：压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来体现。

(3)实验过程:

漳^绵产甲

乙丙

①保持小桌与海绵的接触面积不变，在小桌上放一个祛码，改变压力,比较海绵两次形变的程度，如

图甲、乙所示，记入表中。

②控制压力不变，改变小桌与海绵的接触面积（小桌一次桌面朝上正放，一次桌面朝下倒放），比较海

绵两次形变的程度，如图乙、丙所示，记入表中。

（4）实验记录表格（见下）。

【进行实验与收集证据】

操作1：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；

操作2：在小桌子上方放一个祛码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙；

操作3：将小桌子倒置过来，桌面和海绵接触，放上祛码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙。

实验现象与记录：

实验压力受力面积压力作用效果

甲小桌的重力桌脚（小）明显

乙小桌+祛码重力桌脚（小）很明显

丙小桌+祛码重力桌面（大）极不明显

【分析论证】

①由甲、乙可得结论：受力面积大小相同时，压力作用效果与压力大小有关，压力越大，压力作用效

果越明显。

②由乙、丙可得结论：压力大小相同时，压力作用效果与受力面积大小有关，受力面积越小，压力作

用效果越明显;

实验结论:

①压力的作用效果与压力的大小有关，在受力面积相同时，压力越大，压力的作

用效果越明显。

②压力的作用效果与受力面积的大小有关，在压力相同时，受力面积越小，压力

的作用效果越明显。

【交流讨论】

实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生娶变，实验现象明显；而木板不易发生形变，实验

现象不明显0实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。

探究三、压强

【想一想】通过前面的探究实验，比较压力作用效果的方法有几种？

①压力大小相同，比较受力面积；②受力面积相同，比较压力大小.

【想想议议】如果压力大小和受力面积都不同，你能否比较压力作用的效果吗？如表所示，甲与乙是

两个不同的受力面，压力和受力面积都不相同，怎样比较？

【分析】若要比较压力的作用效果，需要“转化为相同的受力面积或相同的压力时，通过比较压力或

受力面积的大小”来确定。

压力F受力面积S

受力面

(N)(cm2)

甲202

乙305

因此我们可以用“压力与受力面积的比值''或"受力面积与压力的比值”比较压力的作用效果。

很显然，前一种定义更加符合人们的思维习惯，即：该比值越大，压力的作用效果越显著。由此我们

得到一个新的物理量——压强。并定义为：物体所受压力的大小与受力面积之比.

1.压强

(1)物理意义：表示压力作用效果的物理量。

(2)定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。

⑶公式：压强=我压力赢P=fF

适用范围：这是压强的定义式，适用于所有物体间的压强计算，无论气体、固体、液体。

(4)单位：压强的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。

!Pa=lNZnroIPa表示In?面积上所受的压力是IN。

Pa是一个很小的单位，一张报纸平放时对桌面的压强约IPao实际应用中常用千帕(kPa)、兆帕(MPa)

作单位，气象学中常用百帕(hPa)作单位。

换算关系IMPaRCPkPalkPa=103PalhPa=100Pa

(5)注意：

①压强大小是由压力和受力面积共同决定的，不仅仅决定于压力大小。在S一定时，p与F成正比，在

F一定时，p与S成反比。

②公式中的F是压力，而不是重力。当物体放在水平上时，压力的大小等于重力。

③公式中的S是受力面积，它是施力物体挤压受力物体时，二者相互接触的面积，而不是其他面积，而

且在计算时一定要注意S的单位。

【例题1】水平桌面上放一本书，书受到的重力为3N,与桌面的接触面积为5x10-2n?,计算书对桌面

的压强。

【解析】书对桌面的压力等于它的重力，即：F=G=3N

桌面的受力面积：S=5xl0-2m2

书对桌面的压强p=1=5xl^m2-60pa

2.柱体的压强

【推导】有一质量分布均匀的柱状固体，密度为p,底面积为S,高度为h。求对水平面的压强。

①这个柱体的体积：V=sh②这个柱体的质量：m=pV=pSh

③对水平面压力：F=G=mg=pVg=pgSh

④对水平面压强：p=?==pgh

柱体的压强p=pgh

p表示密度，单位为千克/米3(kg/m3)；h表示高度，单位为兆(m)；g=9.8N/kg；

p表示压强，单位为此(Pa)。

注意：

①公式p=pgh只适用于±］悭的物体对水平面的压强，不能用于其他形状的物体产生的压强；

②柱形的物体对水平面的压强只与物体的密度和直度有关，与物体的底面积、重力等无关。

【例题2】如图所示，甲、乙两个实心柱形体放在水平地面上，对地面的压强相等，则()

A.甲的密度大，质量大B.乙的密度大，质量大

C.乙的密度小，质量小D.无法确定

【答案】B.

【解析】①甲、乙对地面的压强相等，根据p=pgh可得：

p邛gh”,=p乙gh乙；Vhip>hz,»，甲、乙密度p'i,<ps

②甲、乙压力的大小关系：根据F=PS,

：P，产Pz.,ST>S乙，，F心Fz,即G，i>G&所以m甲〉mz,。选项B正确。

【例题3】某中学操场积雪深达10cm,求雪对操场的压强是多大？(p霄=0.2xl()3kg/m3)

【解析】p=S=喈1=pgh=0.2xl03kg/m3x1ON/kgxO.1m=200pa

此题给出的已知条件比较少，直接应用P=F/S不能求出，可以推导出P=pgh进行计算；需注意的是P=

pgh是推导公式，一般情况下，计算题中不能直接运用。

探究四、怎样减小或增大压强

【提出问题】①书包带为什么做得比较宽？②菜刀的刃为什么磨得比较薄？③为什么啄木鸟的嘴强直

如凿？

在生活、生产中人们有时需要增大压强，有时需要减小压强，怎样减小或增大压强呢？

1.改变压强的方法

①当压力F一定时，受力面积S发生变化，则压强也随之发生变化;

②当受力面积S一定时，压力F发生变化，则压强也随之发生变化。

所以在生活、生产及技术中人们常常改变压力或受力面积来改变压强。

2.减小压强的方法

所有材料能够承受的压强都有一定的限度，加在材料上的压强一旦超过这个限度，材料就会损坏，这

个压强叫做极限压强，这些情况下就要减小压强。减小方法:

①当受力面积一定时，减小压力:②当压力一定时，增加受力面积。

轨道铺设在枕木上书包带比较宽汽车限重

轨道铺在枕木上、坦克履带、滑板都是通过增大受力面积减小压强的。汽车限重是通过减小汽车对地

面的压力减小对地面压强的。

3.增大压强的方法

在生活或生产中有时需要增大压强。

①当受力面积一定时;增大压力;②当压力一定时，减小受力面积.

以下是增大压强的事例。

【精讲点拨】

1.压力与重力的区别。压力的本质属于弹力，是接触力。而重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,

来源于万有引力，是非接触力。压力的方向与受力面垂直，重力的方向总是竖直向下（与水平方向垂直向

下）。压力的作用点在受力面上，重力的作用点在物体的重心。

2.压强是表示压力作用的效果的物理量。因为压力的作用效果与压力和受力面积两个因素有关，所以

课本是用比值定义法（压力与受力面积之比）建立压强的概念。

【归纳整理】

①垂直作用在物体表面的力叫压力。

<压力-②压力的方向：垂直受力面指向被压物体。

③压力的作用点：作用在被压物体表面。

「①物理意义：表示压力作用效果的物理量。

②定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。

噂<压强<③公式：p=（

④单位：压强的国际单位是帕（Pa）,lPa=lN/n?

1⑤柱体产生的压强：p=pghp表示密度，6表示高度。

「①减小压强的方法：压力尸一定时，增大受力面积S；

I压强受力面积S一定时，减小压力F。

的改变j②增大压强的方法：压力尸一定时，减小受力面积S

、受力面积5一定时，增大压力人

【课堂练习】

1.图中正确表示压力示意图的是（）

【答案】C

【解析】图A与B画的是重力的示意图；C图中压力的方向与接触面垂直，作用点在接触面上，正

确；D图压力的方向错误。所以选C。

2.下列压强大小最接近IPa的是（)

A.人站立时对水平地面的压强

B.一张图画纸平放时对水平桌面的压强

C.打针时注射器针尖对皮肤的压强

D.推土机推土时履带对水平地面的压强

【答案】Bo

【解析】ACD、根据物理常识可知，人站立时对水平地面的压强、打针时注射器针尖对皮肤的压强、

推土机推土时履带对水平地面的压强都较大，都在lxl（）4pa以上，故ACD不合题意；

一张图画纸平放时对水平桌面的压强最接近IPa。所以选B.

3.图中为了增大压强的是（）

C.斧刃磨得很锋利D.在铁轨下面铺枕木

【答案】Co

【解析】斧刃磨得很锋利，是为了增大压强;其它选项A、B、D都是增大受力面积，减小压强。所以

选C。

4.如图1所示，水平雪地上，穿着滑雪板的芳芳总质量为65kg,没有陷入雪地；而穿着运动鞋的小

明总质量为50kg,却深陷雪地。下列说法正确的是（）

A.芳芳对雪地的压力比小明的小

B.芳芳对雪地的压力和小明一样

C.芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小

D.受力面积和压力都不等，无法比较谁对雪地的压强大

【答案】C.

【解析】芳芳总质量大于小明的总质量，所以对雪地的压力也大;

芳芳没有深陷雪地，表面芳芳对雪地的压强比小明的小，即芳芳对雪地单位面积的压力比小明的小。

选项C正确。

图1图2

5.如图2所示，用拇指与食指压一支铅笔的两端，两个手指受到的压力（选填“拇指大”、"食指

大”或“一样大"，下同），两个手指受到的压强,这是由于压力一定时，,受到的压强越大的

缘故。若拇指受到的压力为2N,笔尖的受力面积为0.5mm2,则食指受到的压强为—Pa。

【答案】一样大，食指大，受力面积小，4x106。

【解析】用拇指与食指压一支铅笔的两端，根据力的平衡可知，两个手指受到的压力相等；食指压铅

笔的一端受力面积小，所以压强大。

S=0.5mm2=0.5xW6m2

F2N

P=s=0,5x106nr=4x10＜，pa

6.如图3所示，长木板重ION,底面积为lO々n?,现将其底面积的2/3与水平桌面接触，木板静止时对

桌面的压强为Pa；在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动，直至木板全部移到桌面，在这个过

程中，木板对桌面的压强.

【答案】1500,变小.

……FGI0N”

【解析】p=干«=2x109/3=15°°Pa

因水平面上的物体产生的压力和自身的重力相等，所以推动木板过程中，木板对桌面的压力不变；推

动木板过程中，木板的受力面积变大，由P=F/S可知木板对桌面的压强变小。

图4

7.如图4所示，体积相同的甲、乙实心均匀圆柱体放在水平地面上，且对地面的压强P产P乙，甲、

乙的密度分别为p，#、pz,对水平地面的压力分别为F中和F乙，关系正确的是（）

A.F甲＞F乙，p甲＞p乙B.F"]=F乙,p甲

C.F甲VF乙,p甲Vp乙D.F甲>F乙,p甲Vp乙