壓力效果受制于什么

姚俊松

我們都知道，沙發(fā)比硬板凳坐著舒服，蛋殼易碎但我們單手卻很難將其握碎.這是什么原因？在冰面上行走時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)冰面裂開(kāi)，我們應(yīng)該采取什么行動(dòng)自保呢？學(xué)習(xí)了壓力的作用效果.這些疑問(wèn)就可以輕松獲解了.

認(rèn)清壓力真面目

壓力是垂直作用在物體表面的力.其方向是垂直于受力面并指向受力物體的.

壓力與重力存在著本質(zhì)的區(qū)別：①壓力的方向是垂直于物體表面并指向受力物體的，重力的方向是豎直向下的；②壓力的作用點(diǎn)在物體的接觸面.重力的作用點(diǎn)在物體的重心；③壓力是物體發(fā)生形變產(chǎn)生的，壓力的施力物體是被支撐的物體，受力物體是起支撐作用的物體，而重力的施力物體是地球.受力物體是物體本身，

例1 水平桌面上的茶杯對(duì)桌面有壓力，下列有關(guān)茶杯對(duì)桌面壓力的說(shuō)法，正確的是（）.

A.茶杯對(duì)桌面的壓力方向是豎直向上的

B.茶杯對(duì)桌面的壓力作用在茶杯上

C.茶杯對(duì)桌面的壓力就是重力

D.茶杯對(duì)桌面的壓力是由于茶杯發(fā)生形變而產(chǎn)生的

分析：茶杯靜止在水平桌面上，茶杯對(duì)水平桌面的壓力大小等于茶杯所受的重力，但不能說(shuō)壓力就是重力.茶杯對(duì)桌面的壓力是由于茶杯發(fā)生形變而產(chǎn)生的，壓力的作用點(diǎn)在茶杯和桌面的接觸面處，作用在桌面上，方向是垂直于桌面向下的.

答案：D

探究壓力的作用效果

我們可以通過(guò)以下活動(dòng)來(lái)感受壓力的作用效果.

活動(dòng)一：手指壓鉛筆

如圖1，將一端削過(guò)的鉛筆壓在兩手指中間，慢慢向中間用力.力越大，鉛筆對(duì)手產(chǎn)生的效果f手的疼痛感）越明顯.在這一過(guò)程中鉛筆兩端對(duì)手的壓力是相等的，但對(duì)手產(chǎn)生的效果（手的疼痛感）則不同，削尖的一端更加明顯.說(shuō)明壓力的作用效果不僅與壓力有關(guān)，還與受力面積有關(guān).

活動(dòng)二：小桌與海綿

（l）如圖2a，將小桌正放在海綿上，我們可以看到壓力產(chǎn)生的效

果——讓海綿凹陷.

（2）如圖2b，在小桌上增加砝碼.增加小桌對(duì)海綿的壓力，在這一過(guò)程中海綿的受力面積不變，但海綿的凹陷程度變大，說(shuō)明受力面積一定時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯.

（3）如圖2c，將小桌倒放且砝碼不變，此時(shí)增大了海綿的受力面積，但海綿所受的壓力不變，海綿的凹陷程度變小，說(shuō)明壓力一定時(shí)，受力面積越大，壓力的作用效果越不明顯，

活動(dòng)結(jié)論：壓力的作用效果與壓力和受力面積有關(guān)，壓力越大，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯.實(shí)驗(yàn)中我們用到了控制變量法.

例2廣安市盛產(chǎn)煤炭、水泥、石料，有能源、建材之鄉(xiāng)的美譽(yù)，也正因?yàn)槿绱?，這里的汽車(chē)超載現(xiàn)象異常突出，公路損壞嚴(yán)重.你認(rèn)為超載汽車(chē)對(duì)公路的損壞主要取決于（）.

A.汽車(chē)的大小

B.汽車(chē)對(duì)公路的壓強(qiáng)

C.汽車(chē)的速度

D.汽車(chē)的慣性

分析：當(dāng)汽車(chē)超載時(shí)，汽車(chē)對(duì)地面的壓力增大，在汽車(chē)與公路接觸面積變化不大的情況下，壓力的作用效果即壓強(qiáng)會(huì)隨之增大，加快了對(duì)公路的損壞速度.

答案：B

壓強(qiáng)及其計(jì)算

1.什么是壓強(qiáng)

為了表示壓力的作用效果，物理中引入“壓強(qiáng)”的概念：壓強(qiáng)表示單位面積上受到的壓力，在數(shù)值上等于壓力與受力面積的比值，即P=F/S，公式中，壓力的單位是牛（N），受力面積的單位是平方米（m2），則壓強(qiáng)的單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（Pa）.帕斯卡是個(gè)比較小的單位，比它大的還有千帕（kPa）和兆帕（MPa）.lMPa=106Pa.1kPa=103Pa.

2.感受壓強(qiáng)

壓強(qiáng)無(wú)處不在.我們可以通過(guò)一些數(shù)據(jù)來(lái)了解一下生活中常見(jiàn)的壓強(qiáng)：一張報(bào)紙平放時(shí)對(duì)桌子的壓強(qiáng)約為0.5Pa：成人站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)約為1.5×104Pa，它表示人站立時(shí)，其腳下每平方米面積受到的壓力為1.5xl04N.

例3某同學(xué)的體重是480N，他每只腳與地面的接觸面積為160Cm2.這個(gè)同學(xué)站立在水平地面上時(shí).對(duì)地面的壓強(qiáng)為（）.

A. l.5xl04Pa

B.3.Oxl04Pa

C. 3.Oxl02Pa

D.l.5xl02Pa

分析：該同學(xué)對(duì)地面的壓力F=G=480N，雙腳站立.他與地面的接觸面積是每只腳與地面接觸面積的兩倍，即S=2x160cm2=320cm2=0.032m2，則他對(duì)地面的壓強(qiáng).

答案：A

亞強(qiáng)的應(yīng)用與改變

由壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=F/S可以得出，壓強(qiáng)可以通過(guò)改變壓力和受力面積的方法來(lái)改變，

要增大壓強(qiáng)，我們可以在受力面積不變的情況下增大壓力，可以在壓力不變的情況下減小受力面積，也可以在增大壓力的同時(shí)減小受力面積，如鋸、剪刀、斧頭等，用過(guò)一段時(shí)間就要磨一磨，刀口會(huì)變鋒利，就是使接觸面積變小.在壓力一定時(shí)，可以增大壓強(qiáng).

要減小壓強(qiáng)，可以在受力面積不變的情況下減小壓力，可以在壓力不變的情況下增大受力面積，也可以在減小壓力的同時(shí)增大受力面積.如書(shū)包用扁而寬的帶是為了增大受力面積，在壓力一定時(shí)，減小壓強(qiáng)，使人背起書(shū)包不會(huì)感覺(jué)到肩膀痛：車(chē)輛在高速公路上行駛時(shí)，車(chē)輪與路面的接觸面積是一定的，車(chē)輛裝載的貨物若超過(guò)其標(biāo)準(zhǔn)配載貨重，會(huì)增大對(duì)路面的壓力，從而增大對(duì)路面的壓強(qiáng)，加快路面損壞速度，所以禁止車(chē)輛超載，

現(xiàn)在可以解釋文章開(kāi)始提出的幾個(gè)問(wèn)題了：坐沙發(fā)更舒服，是因?yàn)樵谌耸艿降膲毫Σ蛔兊那闆r下，沙發(fā)與臀部接觸的面積更大，人受到的壓強(qiáng)更小，所以感覺(jué)更舒服：?jiǎn)问治针u蛋很難將其握碎，是因?yàn)榇藭r(shí)雞蛋的受力面積變大，使壓強(qiáng)減?。辉诒嫔闲凶邥r(shí)，發(fā)現(xiàn)冰面裂開(kāi)，我們應(yīng)該立即趴下爬行，以增加受力面積減小壓強(qiáng)。endprint