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压强等于压力除以受力面积。也就是 物理上用p表示压强,用F表示压力,用S表示受力面积。这样压强的物理意义是:表示单位面积上受到的压力大小。例1. 图钉尖端的面积是0.3毫米2,钉帽的面积是1.5厘米2。用9牛顿的力垂直于墙壁按这只图钉,试求:(1)钉帽受到的压力和压强?(2)墙壁受到的压力和压强?分析:当用力按图钉的帽,图钉将外力大小和方向不变地进行传递,钉帽的面积大,它对手产生的压强小,而钉尖的面积小,对墙壁产生的压强大。解:F1=F2=9牛答:钉帽和墙壁受到的压力都是9牛顿,钉帽受到的压强为6104帕,墙壁受到的压强为3107帕。说明:固体在处于平衡状态时,能够等值地传递外加压力,但压强的传递是非等值的,它随受力面积的变化而变化。在压力一定的情况下,压强的大小与受力面积成反比。在应用公式计算时,各个量的单位必须统一用国际单位制的单位。例2. 砖的密度是2103千克米3,用砖砌成高10米的砖柱,砖柱对地面的压强多大?(砖缝所占体积与砖缝里的泥土质量忽略不计)分析:解答本题需要综合运用密度、质量、重力等知识。先求出砖柱对地面的压力,再根据压强公式解得压强。仔细审题还发现,解答本题还缺少受力面积这个关键的物理量,解题时应先设出。解答:设砖柱的底面积为S米2(即地面的受力面积),砖柱对地面的压力F即为砖柱所受重力G,由压强公式得:答:砖柱对地面的压强是1.96105帕斯卡。说明:审题是解答物理习题的关键性一步,当发现缺少“条件”时,通常是自设一个解题需要而又没有直接给出的物理量(亦称中间量),对自设的中间量一般用文字符号表示,不必设出或计算出具体数值,运算过程中借助已知条件代入式中消去。例3. 如图所示情况中,能使物体对水平地面压强减小的是( )A. 沿aa虚线切除上半部。B. 沿bb虚线切除右半部。C. 沿cc虚线切除右半部。D. 沿cc虚线切除左半部。分析:选项A,地面受力面积不变但压力减小了;选项B,地面受到的压力和受力面积同时减小,但减小的比值不变;选项C,地面受到压力减小的比值小于受力面积减小的比值;选项D,压力减小的比值大于受力面积减小的比值。解答:A、D。说明:压强是单位面积上所受的压力大小,因此,压力大不代表压强大,反之,压力小也能产生很大压强。例4. 两块完全相同的砖块,如图所示,叠放在水平地面上,砖块的几何尺寸是20cm10cm5cm,若砖块A对砖块B的压力是FA,压强是pA;砖块B对地面的压力是FB,压强是PB,则FAFB=_,pApB=_。分析:A对B的压力大小等于砖块自重,B对地面的压力大小等于两块砖的自重。A对B的受力面积是砖块的最小侧面,即宽厚;B对地面的接触面积是砖块的最大侧面,即长宽。解答:FAFB=12,pApB=21。说明:“单位面积”是指“单位受力面积”。因为压力只能产生于相互挤压的地方,所以受力面积只是物体间的接触部分面积。
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