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记得去年寒假,我表弟拿着一道物理题来找我,题目问的是"铁块对水平地面的压强是多少"。他纠结了半天才问我:"哥,这压强和压力到底有啥不一样?我算的时候老把这俩概念搞混。"说实话,这个问题在我刚学物理的时候也困惑了我好久。那时候总觉得这两个词听起来差不多,为什么物理老师非要分成两个概念来考我们?
后来教得多了才发现,压强和压力这对"双胞胎"其实是初中物理力学里最容易被混淆、同时也最常考的知识点。很多同学不是不会做题,而是从根儿上就没把这两个概念彻底搞清楚。今天我就用最实在的话,把压强和压力的区别、常见的错误思路,以及实用的解题技巧都聊清楚。希望看完这篇文章,你以后再遇到这类题,能有一种"原来如此"的通透感。
在说区别之前,咱们得先明确:压力和压强根本就是两个完全不同的物理量,就像"质量"和"密度"一样,虽然有关系,但本质完全不同。
压力是什么呢?说白了,压力就是一种力。这个力是怎么产生的?当两个物体相互接触并且互相挤压的时候,就会在接触面上产生压力。你可以想象一下,你用手掌按在桌面上,手对桌面有个向下的力,这个力就是压力。
压力的定义是垂直作用在物体表面上的力。这里有几个关键点要注意:第一,必须是垂直的,如果力是斜着压的,那只有垂直分量才叫压力;第二,必须是接触并且有挤压,没有接触就没有压力;第三,压力的方向一定是垂直于接触面并且指向被压的物体。
压力的单位大家都很熟悉,就是牛顿,简称牛,符号是N。比如一个物体对地面的压力是50牛,写作F=50N。这里的F就是压力的符号。

那压强又是啥呢?咱们来做个思想实验。假设有同样一块砖头,立着放在沙地上和平放着放在沙地上,你觉得哪种情况砖头陷得更深?显然是立着的时候。为什么?因为虽然压力大小没变,但立着的时候和沙子的接触面积变小了。
你看,同样的压力,面积越小,效果就越"猛"。这个"猛"的程度,用物理语言来描述,就是压强。所以压强是单位面积上受到的压力,它反映的是压力的效果究竟有多"厉害"。
压强的计算公式是这样的:p = F/S。这里p代表压强,F代表压力,S代表受力面积。这个公式可以说是初中物理里最重要的公式之一了,必须牢记。
压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1帕斯卡等于1牛顿每平方米,也就是说,1平方米的面积上受到1牛顿的压力,压强就是1Pa。这个单位其实很小,一张A4纸平放在桌面上,对桌面产生的压强大约有0.1帕,所以平时说物体压强的时候,数值往往很大,我们经常用千帕(kPa)或者兆帕(MPa)来表示。
现在你已经知道这两个概念的基本含义了,但可能还是有点模糊。没关系,我给你整理了一个表格,把压力和压强的区别说得清清楚楚:
| 比较项目 | 压力 | 压强 |
| 物理意义 | 作用在物体表面上的力 | 单位面积上受到的压力 |
| 定义公式 | 直接给出的力 | p = F/S |
| 单位 | 牛顿(N) | 帕斯卡(Pa) |
| 影响因素 | 只和力本身有关 | 和力的大小、接触面积都有关 |
| 物理本质 | 力的一种 | 压力的密集程度 |
记住这个表格里的内容,以后做题如果不确定考的是哪个概念,就对照着看。另外我还想特别强调一点:压力大和压强大是两回事。一头大象站在地面上,对地面的压力很大,但如果它站在一块很大的木板上(增大了受力面积),压强可能还没一个小孩穿着高跟鞋踩在地上的压强大。这就是为什么图钉的钉尖做的那么尖——为了减小面积,增大压强,好轻轻一按就能钉进去。
在我这么多年辅导学生的经历中,发现大家在压强和压力这块有几个坑是反复掉进去的。把这些错误提前搞清楚,能帮你少走很多弯路。
这个问题太普遍了。很多同学一看到"物体对水平面的压力",二话不说就写F=G,觉得压力就等于重力。这话对不对?得分情况。
如果物体放在水平面上,而且没有其他外力干预,那压力确实等于重力。比如一个箱子放在地上不动,你不去推它也不去拉它,那箱子对地面的压力就等于箱子的重力。这时候F=G=mg。
但如果有其他情况呢?比如你用手按着箱子往下压,这时候压力就大于重力了,因为除了重力,还有你手的力。再比如,箱子被绳子吊在天花板上静止,这时候绳子对箱子的拉力是向上的,箱子对天花板的压力反而比重力小了。所以一定要先分析物体的受力情况,不要一上来就默认压力等于重力。
再比如斜面上的物体,压力就肯定不等于重力。斜面上的物体对斜面的压力等于重力乘以cosθ(θ是斜面倾角),这个值是小于重力的。所以下次看到斜面有关的题目,记得先画受力分析图。
计算压强的时候,受力面积S这个量特别容易算错。常见的错误有两种。
第一种是单位不统一。面积的单位是平方米,如果你把厘米或者毫米直接代进去,结果肯定错得离谱。记住,1平方米=10000平方厘米=1000000平方毫米。计算之前先把所有单位统一成米和平方米。
第二种是搞错了哪个面积才是真正的受力面积。比如一个正方体放在桌上,受力面积就是接触的那一个面的大小,这个没问题。但如果是一个三棱柱呢?受力面积是侧面和桌面接触的那个三角形面的面积,可不是整个侧面的面积。很多同学在这里会犯糊涂。
还有一种情况是"多个物体叠放"。比如一本书放在桌子上,然后再放一个铅笔盒在书上。这时候算书对桌面的压强,受力面积是书和桌面接触的那个面积,和铅笔盒没关系。压强是"逐层传递"的,你算哪一层对下一层的压强,就用那一层的接触面积。
这个错误看似低级,但每次考试都有人犯。压力用F表示,单位是牛顿(N);压强用p表示,单位是帕斯卡(Pa)。写公式的时候别搞混了,p=F/S这个公式里,p是压强,F是压力,S是面积,三者别搞反了。
有的同学做题做着做着就把符号写混了,最后自己都分不清哪个是哪个。我的建议是,拿到题目先明确要求的是什么。如果是求压强,就写p=F/S;如果是求压力,就写F=p×S或者F=G(视情况而定)。把要求的量和已知的量分清楚,就不会乱了。
说了这么多容易犯的错误,现在来点实用的。压强和压力相关的题目到底怎么做?我总结了以下几个步骤,按这个流程来,基本能搞定大部分题目。
拿到题目后,先问自己两个问题:是谁在压谁?接触面在哪里?比如题目说"木块对水平桌面的压强",那研究对象是木块,受力面是木块和桌面接触的那个面。这一步看起来简单,但很多人没搞清楚就开始算,后面的步骤肯定全错。
确定了受力面之后,接下来要分析这个压力到底有多大。对于放在水平面上的物体,如果没有其他外力,压力等于物体的重力。如果有外力,就得做受力分析,用平衡条件来算压力的大小。
这里有个小技巧:如果物体在接触面上静止或匀速直线运动,那么垂直于接触面的力平衡。比如物体放在水平面上静止,那么向上的支持力等于向下的压力,压力就等于重力。如果物体在竖直方向上被压着,那压力就等于重力加上外力。
面积这个问题,一定要看仔细了。受力面积是接触的那部分面积,不是物体本身的表面积。比如一个圆柱体竖着放和横着放,体积没变,但受力面积变了,压强也跟着变。计算之前在心里默念三遍:是接触面积,是接触面积,是接触面积。
一切准备就绪,就可以套公式了。压强p=F/S,这里F是压力,S是受力面积。注意单位要统一成国际单位制(米、千克、秒)。如果你用厘米和毫米,记得换算。1平方米=10^4平方厘米=10^6平方毫米。
算出结果后,别急着写上去,先想想这个结果合不合理。比如一个人站在地面上,压强大约是10000到20000帕,如果你算出几百帕或者几百万帕,那肯定是算错了。物理题的结果往往可以根据常识来判断对不对,这种检查能帮你发现很多计算错误。
光说方法可能还是有点抽象,我给你讲两道特别经典的例题,把解题过程完整走一遍。
例题:一个质量为2千克的正方体铁块,边长为10厘米,放在水平桌面上。求铁块对桌面的压强。(g取10N/kg)
解题过程:第一步,铁块对桌面的压力F等于铁块的重力G。G=mg=2kg×10N/kg=20N。所以F=20N。
第二步,受力面积S。正方体底面边长10厘米,也就是0.1米。底面积S=0.1m×0.1m=0.01m²。
第三步,代入公式计算压强。p=F/S=20N÷0.01m²=2000Pa。
这道题是固体压强的标准题型,记住关键点:放在水平面上的规则柱体,压力等于重力,受力面积就是底面积。
例题:同样的压力下,如何增大压强?同样的压强下,如何减小压力?
这是概念理解题,考查你对压强公式的理解。根据p=F/S,要增大压强p,有两种方法:增大压力F,或者减小受力面积S。要减小压力F,同时保持压强p不变,就得增大受力面积S。
生活中这种例子很多。斧头要把刃磨得很锋利,是为了减小受力面积;坦克要在地上跑,得装履带增大受力面积,这样不会陷进土里;书包带子做得宽宽的,是为了增大面积减小压强,背着不勒肩膀。这些都是压强原理在生活中的应用。
学习压强和压力这部分内容,我觉得有几点特别重要,想单独拿出来说一说。
首先是多画图。力学题目画个受力分析图能帮你看清很多问题。特别是遇到斜面、墙壁、天花板这些情况,不画图很容易搞错压力的方向。画图的时候注意标清楚各个力的大小和方向,这样思路会清晰很多。
其次是多联系生活。压强这个概念和生活联系特别紧密。图钉为什么尖的?滑雪板为什么长的?公交车扶手为什么是环形的?这些都是压强原理的应用。在生活中看到这些现象的时候想一想为什么,既能加深理解,又能让学习变得有意思。
第三是多动手算。光学概念不练题是不行的。找一些经典的题目,自己动手算一算。算完之后对照答案,看看自己哪里错了,为什么错了。把错题整理出来,定期回顾,这是提高成绩最有效的方法。
最后我想说,压强和压力这个知识点在初中物理里真的特别重要。它不仅是力学的基础,后面的浮力、流体压强这些内容都和它有关系。如果你现在把这部分彻底搞明白了,以后学那些内容会轻松很多。
如果你在学习物理的过程中遇到了什么困惑,欢迎来金博教育坐坐。我们有经验丰富的老师,可以帮你把那些想不通的概念一点点理清楚。学习这件事,有时候就是差那么一点拨,有个人点你一下,可能就豁然开朗了。
物理其实没有那么可怕,找对方法,每个同学都能学得好。希望今天的内容对你有帮助,祝你学习顺利!

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