第 6 章 第 3 节 压力与压强
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压力与压强
钩码放在斜置的钢尺上
人类的探月实践表明，月球表面铺满了疏松的矿物颗粒。2020 年，我国的“嫦娥五号”月球探测器（图 6–3–1）成功降落月球。“嫦娥五号”着陆器的每个支撑脚底部都装了一个面积较大的底盘，这些底盘有什么作用呢？
什么是压力？
将重物放在水平放置的海绵上（图 6–3–2），重物对海绵的作用力垂直于海绵表面，使海绵表面凹陷下去。将两个钩码放在斜置的钢尺上（图 6–3–3），钩码对钢尺施加一个垂直于钢尺的力，使钢尺发生了弯曲。
相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力叫做压力。压力与形变总
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是同时发生，我们可以从物体是否发生形变来判断物体是否受到压力。
什么是压强？
背书包时，书包会对肩膀产生一定的压力，用双肩背比用单肩背感觉轻松。如图6–3–4所示，为了避免双脚陷入雪中，我们会穿上宽大的雪鞋。这说明压力对物体的作用效果不仅跟压力大小有关，还跟受力面积有关。
准备若干相同的立方体金属块和海绵，分别按图 6–3–5（a）（b）（c）（d）所示的四种方式摆放。
比较图 6–3–5（a）和（b）两种方式，可以发现：当_________相同时，_________大，海绵凹陷程度大。
比较图 6–3–5（b）和（c）两种方式，可以发现：当_________相同时，_________小，海绵凹陷程度大。
比较图 6–3–5（c）和（d）两种方式，并与前面实验中观察到的现象进行比较，尝试分析：当压力和受力面积都不相同时，海绵凹陷程度与压力、受力面积之间有怎样进一步的关系？
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大量实验表明，当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。压力的作用效果可以由物体在单位面积上受到的压力来反映。
在物理学中，把物体所受的压力与受力面积之比叫做压强（pressure），用 p 表示。
如果用 F 表示压力，S 表示受力面积，则压强可表示为
\[p = \frac{F}{S}\]
压强在数值上等于物体在单位面积上受到的压力。压强越大，压力的作用效果越明显。
在国际单位制中，力的单位是牛（N），面积的单位是米2（m2），则压强的单位是牛/米2（N/m2），称为帕斯卡，简称帕，符号是 Pa。
1 Pa = 1 N/m2
平放在水平桌面上的一张 A4 纸对桌面的压强大约是 1 Pa。由此可见，帕是一个很小的压强单位。图 6–3–6 列出了不同情况下压强大小的近似值。
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示例 · 物体在月球表面所受的重力约为地球表面的 \(\dfrac{1}{6}\)。“嫦娥五号”探测器的上升器与着陆器组合体总质量约为 3.4×103 kg，其中着陆器共有 4 个支撑脚，每个支撑脚安装一个底盘，变成一个大“脚掌”，每个“脚掌”的面积约为 0.1 m2，问：组合体降落后对月球表面的压强有多大？
解：组合体通过着陆器的 4 个“脚掌”与月球表面接触，总的受力面积
S = 4×0.1 m2 = 0.4 m2
根据题意，组合体对月球表面的压力 F 等于物体在月球表面所受重力 G月，即
F = G月 = \(\dfrac{1}{6}\)mg
= \(\dfrac{1}{6}\)×3.4×103 kg×9.8 N/kg ≈ 5 553.3 N
组合体对月球表面的压强
p = \(\dfrac{F}{S}\) = \(\dfrac{{5\;553.3\;{\rm{N}}}}{{0.4\;{{\rm{m}}^2}}}\) ≈ 13 883.3 Pa
与图 6–3–6 中的数据比较可知，组合体对月球表面的压强近似于人站立时对地面的压强。
如何改变压强？
由压强的定义可知，可以通过改变压力或受力面积来改变压强。
如图 6–3–7 所示，图钉一端很尖锐，因此用较小的力就能使图钉尖端对墙面产生很大的压强，把图钉压入墙面。用更大的力可以把图钉
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压入墙面更深。图钉钉帽面积较大是为了减小压强，避免用力摁图钉时手被扎伤。
如图 6–3–8 所示，雪道清理车辆宽大的履带增大了受力面积，减小了车对雪地的压强，这样车在行驶时就不易陷入雪地。履带上许多凸起的尖端是为了增大压强，防止车行进时打滑。
图 6–3–1 中的“嫦娥五号”探测器每个支撑脚底部的大“脚掌”可以防止探测器陷入松软的月球表面。
图 6–3–9
1．判断下列有关压力概念的叙述是否正确，并简述理由。
（1）压力的方向总是与重力的方向相同。
（2）压力的大小总是等于重力的大小。
（3）压力的大小有时小于重力的大小。
2．图 6–3–9 是公交车配备的安全锤。紧急情况下，应使用安全锤的_______端砸向玻璃窗的边角，破窗逃离，这是用_______的方法来增大压强。
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3．图 6–3–10 所示是为盲人提供行路方便和安全的盲道，一般由两种砖铺成：一种是条形引导砖，引导盲人放心前行，称为行进盲道；一种是带有圆点的提示砖，提示盲人前面有障碍，该转弯或上、
下坡，称为提示盲道。砖上的条形或圆点高出地面 4 mm，当盲人走在上面时（ ）。
A．增大了脚底的压力，使脚底产生感觉
B．增大了脚底的压强，使脚底产生感觉
C．减小了脚底的压力，使脚底产生感觉
D．减小了脚底的压强，使脚底产生感觉
4．估测你站立时对地面的压强。
可以用一张方格纸来估测站立时双脚与地面的接触面积。如图 6–3–11 所示，在方格纸上画出鞋底的轮廓，看鞋底占有多少小格（不满一格时，大于半格的算一格，小于半格的不算），再乘以每一小格的面积。
根据得到的数据，计算你对地面的压强。这个值是否与图 6–3–6 中对应的压强相近呢？
发布时间：2026/3/11 下午9:55:30 阅读次数：12
