师:同学们好,今天我们一起复习压强。经过前面的学习,相信同学们对压强都有了自己的理解。现在,请大家从一个知识点展开,找出其中的联系,用图线的方式将所学内容呈现出来,动手试试吧。

  (同学们动手绘制知识线索图)

  师:好,相信同学们都已经做出了自己的知识线索图。下面,我们一起运用所学知识来分析解决问题。首先,压力是垂直作用在被压物体表面的力。比如,杯子放在水平桌面上,对桌面的压力作用在桌面上且垂直桌面向下;杯子放在斜面上,对斜面的压力则垂直斜面向下。那么,压力和重力有区别吗?我们可以通过做出杯子所受重力的示意图,比较后发现,重力和压力无论是施力物体、受力物体还是力的三要素都不尽相同,所以压力不是重力。

  师:在具体问题中,我们该怎么求解压力呢?我们可以通过求解支持力来间接得出,因为压力和支持力是一对相互作用力。我们对被支持的物体进行受力分析,根据力的平衡求出支持力,也就得到了压力的大小。来看个具体例子,在水平方向上用50牛的力把重20牛的砖块压在墙壁上,那么砖对墙的压力是多少呢?要求砖对墙的压力,也就是求墙对砖的支持力。所以,我们对砖进行受力分析,它受到竖直向下的重力、外界对砖水平向右的压力、墙对砖水平向左的支持力以及竖直向上的摩擦力。根据力的平衡,我们可以得出支持力等于外界对砖的压力,即50牛顿。又因为力的作用是相互的,所以砖对墙的压力等于墙对砖的支持力,也等于50牛。答案就是50牛。

  师:那么压力的作用效果与哪些因素有关呢?小明用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的实验。由于海绵的形变很容易观察,我们将压力的作用效果转化为海绵的形变程度。比较乙、丙可得,当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;比较乙、丁可得,当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。由此可知,压力的作用效果不仅与压力有关,还与受力面积有关。所以,为了更好地比较压力的作用效果,我们用压力与受力面积的比值来定义压强。

  师:接下来,我们看看如何运用压强的知识来解决实际问题。先看固体压强题型一,固体产生压力压强的计算。在一个重2牛、底面积为0.01平方米的容器里装着重8牛的水,容器中水的深度为0.05米,把它放在水平桌面上,求容器底部对桌面的压力和压强。

  师:要求容器底部对桌面的压力,也就是求桌面对容器的支持力。所以,我们对容器及所盛的水进行受力分析,它们受到总重力G总 = 2牛 + 8牛 = 10牛,还受到竖直向上的支持力。根据力的平衡,支持力大小等于总重力大小,即10牛。又因为力的作用是相互的,容器底部对桌面的压力等于桌面对容器底部的支持力,也等于10牛。

  师:接着求压强,利用压强公式p = F÷S,代入数据可得容器底部对桌面的压强为1×103帕。总结一下这类题型的解题思路:首先对被支持的物体进行受力分析,求出支持力,也就间接求出压力,再利用压强公式进行求解。来做个练习,质地均匀的长方体重7牛,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01平米,那么它对桌面的压强为多少?首先确定压力,长方体对桌子的压力数值上就等于长方体的重力7牛。再代入压强公式p = F÷S,通过计算可得它对桌面的压强为700帕。

  师:将长方体水平缓慢向右推动一小段距离,那么对桌面的压强会如何变化呢?同学们仔细观察。把长方体缓慢向右推动一小段距离,大家观察到了什么?受力面积变小了,但压力不变,所以压强变大了。从中我们发现,受力面积的大小并不一定等于物体的底面积大小。再变化一下,若在图示的位置竖直切除该均匀长方体的右半部分,剩余部分对桌面的压强会如何变化?请同学们仔细观察。

  师:竖直切除该长方体的右半部分,大家观察到什么?压力变小了,变成原来的一半,受力面积也变成原来的一半,所以压强不变。难道长方体对水平面的压强与底面积无关吗?我们一起推导一下,均匀长方体自由静置在水平面上,求长方体对水平面的压强。根据压强公式,首先确定压力,长方体对水平面的压力数值上等于长方体的重力G。又根据重力与质量的关系、质量与密度、体积的关系,我们可以得到长方体对水平面的压力等于ρSHg,代入压强公式可得p = ρgh。我们发现长方体对水平面的压强的确跟受力面积无关。

  师:这个结论只适用于长方体吗?其实还适用于圆柱体、棱柱等,它适用于物体形状为直上直下的实心均匀物体,静置在水平面上,只受重力和支持力,且受力面积的大小就等于其底面积的大小。其中结论中的p代表均匀柱体对水平面的压强,ρ代表均匀柱体的密度,h是均匀柱体的高度。下面我们运用一下这个结论。如图是甲、乙两种物质的质量和体积关系图像。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的均匀实心圆柱体a、b,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体对水平地面的压强之比是多少?

  师:同学们找到了哪些关键信息呢?质量相等、等高,还给出了质量与体积图像。通过分析质量与体积图像,我们可以得到甲物质的密度为8克每立方厘米,乙物质的密度为1克每立方厘米。还有哪些条件?对,还有均匀实心圆柱体。所以刚才的结论是适用的,我们利用p = ρgh,因为等高,两圆柱体对水平地面的压强之比就转化为两圆柱体的密度之比8 : 1,所以压强之比是8 : 1,答案选A。在条件满足的情况下,我们发现直接运用p = ρgh,在解决填空或选择题时较为方便。

  师:接下来讲液体压强。液体内部朝各个方向都有压强,U型管压强计是专门用来研究液体内部压强的仪器。我们通过U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。比较A、B、C,我们可得在同种液体同一深度朝各个方向的压强相等;比较C、D可得同种液体深度越深,液体的压强越大;比较D、E,我们可以得到同一深度液体的密度越大,液体的压强越大。进一步的实验探究我们可以得到液体压强公式p = ρ液gh,h表示深度。

  师:下面我们运用液体压强的公式来解决问题。题型:p = ρ液gh的计算。如图所示,容器装有水,其底部A、B、C三处受到水的压强分别为PA、PB、PC,则三者的大小关系为?

  师:因为在同种液体中,三处的压强大小关系就转化为三处的深度关系。A、B、C三处都在容器的底部,它们的深度相同吗?什么是深度?深度是解决本题的关键,深度是指所研究点到自由液面的距离。同学们找一找A、B、C三处的深度。这是A到自由液面的距离,即A的深度;这是B到自由液面的距离,即B的深度;这是C到自由液面的距离,即C的深度。不难发现,HA > HB > HC,所以PA > PB > PC,答案选A。来练习一下,将两端开口的玻璃筒下端扎上橡皮薄膜,竖直插入盛有水的烧杯中,橡皮薄膜向上凹进。此现象可证明什么?橡皮薄膜向上凹进,说明橡皮薄膜发生了形变,也就说明橡皮薄膜受到烧杯中水对它向上的压力,进而说明液体内部有压强。然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当橡皮薄膜变平时,测得橡皮薄膜在水中的深度为10厘米,筒内液体的深度为12.5厘米,则筒内液体的密度为多少?

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《8年级下册沪科版物理 第八章 压强 复习课 逐字稿-5,245字 第3版》.docx
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