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把压强与力和面积联系起来

你知道刀比汤匙更容易切东西,但要把这个想法变成数字,单位上就得小心。

本页内容
  1. 这个公式说了什么?
  2. 任何压强题的解题步骤
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

压强是作用在每单位面积上的力,即 p = F ÷ A。当题目问为什么东西会陷进软地面、钉子为什么要磨尖,或液压活塞能产生多大的力时,就会用到它。

这项技能是固体与流体中的压强的开头,之后每一课都会再用到。

这个公式说了什么?

同样的力集中在小面积上,压强大;分散在大面积上,压强小。所以同一个人穿高跟鞋比穿平底鞋更容易在软地板上留下痕迹。

公式可以有三种写法:

  • 压强 = 力 ÷ 面积,p = F ÷ A
  • 力 = 压强 × 面积,F = p × A
  • 面积 = 力 ÷ 压强,A = F ÷ p

单位:力用牛顿(N),面积用平方米(m²),压强用帕斯卡(Pa),其中 1 Pa = 1 N/m²。

任何压强题的解题步骤

  1. 写出已知量,并带上单位。
  2. **如果面积用 cm²,先换成 m²。**除以 10 000,因为 1 m² = 10 000 cm²。
  3. **确认力的单位是牛顿。**如果给的是质量,请看需要力时不要用质量。
  4. 写出公式并代入。
  5. 答案要带单位,并检查数值大小是否合理。

例题

一个封闭的箱子重 240 N,底面尺寸为 0.30 m × 0.20 m。然后把箱子竖起,以最小的一面着地,这一面的尺寸为 0.20 m × 0.10 m。求两种放法的压强。(自编示例数据。)

**步骤 1,第一种面积:**0.30 × 0.20 = 0.060 m²。

**步骤 2,第一种压强:**p = 240 ÷ 0.060 = 4000 Pa。

**步骤 3,第二种面积:**0.20 × 0.10 = 0.020 m²。

**步骤 4,第二种压强:**p = 240 ÷ 0.020 = 12 000 Pa。

**检查:**面积缩小为三分之一(0.060 ÷ 0.020 = 3),所以压强变成三倍(12 000 ÷ 4000 = 3)。重量没有变,变的只是接触面积。

要留意的错误

常见的失误是面积仍用 cm²,却把答案写成帕斯卡。

**错误答案:**240 N 的力作用在 600 cm² 上,p = 240 ÷ 600 = 0.4 Pa。

公式没错,但 600 cm² 不等于 600 m²。这个答案其实是 0.4 N/cm²,不是 0.4 Pa。

纠正方法是先换算:600 cm² = 600 ÷ 10 000 = 0.060 m²。然后 p = 240 ÷ 0.060 = 4000 Pa。对 240 N 的负荷来说,0.4 Pa 太小了,检查数值大小就能发现这个失误。

自我检测

先自己做,再打开答案。

1. 500 N 的力作用在 0.25 m² 的面积上,求压强。

显示答案

p = F ÷ A = 500 ÷ 0.25 = 2000 Pa

2. 平台底下的压强是 15 000 Pa,面积为 0.40 m²。它承受多大的力?

显示答案

F = p × A = 15 000 × 0.40 = 6000 N

3. 哪一种压强更大:800 N 作用在 0.50 m² 上,还是 300 N 作用在 0.10 m² 上?

显示答案

第一种:800 ÷ 0.50 = 1600 Pa。第二种:300 ÷ 0.10 = 3000 Pa。第二种压强更大,虽然力比较小,但面积小得多。

接下来学什么

下一步,看看深度如何产生压强:在给定条件下计算液体压强。压强练习题把本专题的所有技能混合在一起。

有些学生做得出这些一步到位的题目,但当题目把面积藏起来或只给质量时就乱了。这正是我们的老师在线上一对一物理补习中会留意的地方。

常见问题

一帕斯卡是多大?

一帕斯卡(Pa)是一牛顿的力作用在一平方米面积上,即 1 Pa = 1 N/m²。这是很小的压强,所以日常数值往往是几千帕。相除之前一定要把面积换成 m²,否则答案就不是帕斯卡。

为什么锋利的刀比钝刀更好切?

你施加的力差不多,但锋利的刀刃接触面积小得多。压强等于力除以面积,面积越小,对食物的压强越大。同样的道理也解释了滑雪板和雪鞋为什么要把重量分散在大面积上。

怎样记住公式谁除以谁?

写出 p = F ÷ A,再用单位检查。力的单位是 N,面积是 m²,所以 N ÷ m² 得到 N/m²,也就是帕斯卡。如果用面积除以力,得到 m²/N,不是压强的单位,用单位检查就能很快发现错误。

更新于:

下一步

如果压强计算还像是在 F ÷ A 和 A ÷ F 之间猜,一对一的老师可以看你怎样列每一行,并纠正背后的习惯。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

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