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固体的压强与受力面积有关

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观察与思考

  1.如图(a)所示,把木块平放在泡沫塑料上。泡沫塑料是否发生形变?说明什么 ?

   是。说明物体受到压力就会发生形变。

  2.如图(b)所示,木块仍平放在泡沫塑料上,在木块上加砝码。a、b两次实验中泡沫塑料受到的压力大小是否一样 ?

   否。因为在增加了砝码的重力。

  3.a、b两次实验中泡沫塑料形变的程度是否相同.哪个形变大?这说明什么?

   否。b实验中泡沫塑料形变的程度更大。这说明受力面积不变,压力越大压强越大。

  4. a、b两次实验中木块都平放,这说明哪个物理量没变?

   受力面积不变。

  5.如图(c)所示,把木块竖放在泡沫塑料上,对比观察a、c两次实验。[思考] a、c两次实验中泡沫塑料受到的压力大小是否一样?

   否。

  6. a、c两次实验中泡沫塑料形变的程度相同吗?原因是什么?

   不一样。因为压力相同,受力面积越小压强越大。

实验原理

  1. 压力作用的效果跟压力大小有关。

  2. 压力作用的效果跟受力面积的大小有关。

  3. 物体单位面积上受到的压力叫做压强。

  1、在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,即压强越大;
  2、在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。即压强越大。
  这个知识点是力学部分的一个重要知识点,也是中考及其它学业水平考试的重点,常以选择、填空、实验与探究题的形式进行考查。

  1、用5N的压力作用在1cm2的面积上,所产生的压强为__________,如果保持压力不变,而要产生2×104Pa的压强则受力面积应为__________mm2.

  2、湖北神农架科学考察队在丛林深处松软平整的泥地上发现“野人”行走时留下的新鲜脚印,队员小明用方格纸描下了“野人”的脚印,如图所示,并测出脚印深2cm.已知方格纸每小格的边长是3cm,则“野人”每只脚的面积为____cm2(不满一格的以半格计).一般情况下,人的身高大约是脚长的7倍,照此推算“野人”身高大约为 _____cm.

         3、为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,某同学把若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据如表1、表2、表3所示,探究时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大;第二组其次,第三组最小。

1

2

3

实验

序号

压力

/N

受力面积/cm2

实验

序号

压力

/N

受力面积/cm2

实验

序号

压力

/N

受力面积/cm2

1

6.0

10

4

3.0

10

7

3.0

20

2

9.0

15

5

4.5

15

8

4.5

30

3

12

20

6

6.0

20

9

6.0

40

  (1)比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是 _______________;
  (2)分析比较 ______及观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著;
  请进一步分析比较表1、表2、表3中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论:
  ①经分析比较_________________;
  ②经分析比较_________________。

  1、根据这个实验的结论:P=F/S代入相关的数据不难看出这个题目的答案:5×104Pa    250(你还可以就此求出相关的压强)

  2、我们可以先数出满格数是29格,半格数是23,则总格子数是:40.5;面积为40.5×9cm2=364.5cm2,脚长为9×3cm=27cm,身高为27cm×7=189cm
  答案:364.5    189

  3、这个实验是控制变量法的一个典型范例,在这里要控制压力相等,比较压力作用效果与受力面积的关系;还要控制受力面积相等研究压力作用效果与压力的大小之间的关系。对于这个实验的结论得出也是一个重要的考查内容。
  答案(1)受力面积相等时,压力越小压力的作用效果越不明显(或者:压力越大,压力的作用效果越明显)
    (2)1、6、9(或者6、9或5、8或4、7)
    (3)①压力的作用效果与压力的大小成正比;②压力的作用效果与受力面积成反比。

在冰块上修铁路

  21年前,青藏铁路从西宁穿越高山、戈壁、盐湖、沼泽,修到了700公里外的格尔木,但工程不得不戛然而止。再往前行,就是绵延550公里的冻土世界。
  “这就像要在一个大冰块上修铁路。”中科院“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”项目首席科学家吴柏青说,气温稍微上升,冻土层就要融化,上面的路也就塌了;而冬天温度降低,冻土膨胀,就会把建在上面的路基和钢轨顶起来,一降一升,火车很容易脱轨。
  当时有西方专家称———这是无法攻克的世界性难题。
  “我们最先想到的是,能不能把冻土挖去?”吴柏青说,最深的钻孔已伸入地下128米,依旧是冰,冻土问题难以回避。
  “棉被”到“冰箱”的思路转换:怎么能让对温度极为敏感的多年冻土,保持足够的稳定性?这成为青藏铁路成败的关键。
  “夏天卖冰棍都装在木箱子里,怕化了拿棉被捂上,原来修路大概就是这个思路,但拿棉被捂冰棍早晚要化。”吴柏青说。
  直到中国科学院兰州分院院长、冻土专家程国栋院士提出了“冷却路基”的思路,冻土难题才最终得到破解。
  “冷却路基”就是通过技术手段将冻土层的温度降下来。“这就像把‘棉被’换成了‘冰箱’,变被动为主动。”有了这一思路,青藏铁路才敢最终拍板决定上马。
  9月17日,在吴柏青的办公室里,他拿出了两个烟盒,把一张白纸夹在了中间。
  “上下两个烟盒分别代表季节性冻融层和多年冻土层,中间这张纸被科学界称为零点幕。”吴比划着说,所谓“零点幕”就是个界面,在它之下,冻土较为稳定,基本不受外界影响。“零点幕”是不断变化的。比如夏季温度高,这个界面就会降低,反之在冬季就会升高。
  在修建青藏铁路的过程中,课题组要解决的问题是———如何将零点幕升高,把不稳定的季节性冻融层减薄,并让下界的“烟盒”更为稳定。

探讨课题
  高速公路的承压能力是与它所能承受的压强有一定的关系的。一些高速公路才建成不久,路面就出现了不同程度的损坏,如果这些工程不是豆腐渣工程,请你就路面损坏的原因作一些分析。
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