当前位置: 首页 > 教育资讯 > 金博动态 > 初中物理辅导班压强与压力区别

上周在金博教育的辅导班上,我问同学们一个问题:"一个人站在雪地里,为什么脚会陷进去,而穿上滑雪板就能在雪面上滑行?"结果课堂上一下子炸开了锅,有同学说是体重变轻了,有人觉得是雪太软了,还有人自信满满地说是压力变小了。
说实话,这个问题问得好,因为它刚好击中了初中物理里最容易混淆的两个概念——压力和压强。很多同学学完这一章做题还是稀里糊涂,分不清什么时候该用压力,什么时候该用压强。今天咱们就坐下来好好聊聊,把这两个概念彻底掰扯清楚。
说到压力,其实我们日常生活中经常用到这个词。工作任务重,我们会说"压力很大";考试临近,也会感到"压力山大"。但物理课本里说的"压力",可完全不是这个意思。
在物理学中,压力指的是两个物体相互接触时,垂直作用在接触面上的力。这个定义里有几个关键词需要特别注意:第一个是"垂直",必须是垂直于接触面的力才算压力;第二个是"接触面",压力必须发生在两个物体相互接触的地方。
举个例子吧。你把一本书放在桌面上,书对桌面有个向下的力,这个力就是压力。这时候书是施力物体,桌面是受力物体。再比如你用手指按墙壁,手指对墙壁有个垂直于墙面的力,这个力也是压力。方向很关键,如果你是斜着推墙,那这个力就不能叫压力了,只能说是压力和摩擦力的组合。
压力的符号一般用F来表示,单位是牛顿,简称牛(N)。记住这个单位,后面我们会经常用到。

如果说压力是一个力的大小,那么压强就是这个力"挤"到物体表面的密集程度。想象一下,同样是50牛的力,如果用一个手指头去按,和用整个手掌去按,感觉完全不一样。手指头按的地方会更疼,因为同样的力集中在了更小的面积上。
所以,压强是描述压力作用效果的物理量,定义为压力与受力面积的比值。公式写出来就是:
p = F/S
这里p代表压强,F代表压力,S代表受力面积。压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa),1帕等于1牛每平方米。这个单位听起来很小,其实很好理解——1帕就是1平方米的面积上受到1牛的压力。
回到文章开头的问题。为啥人穿滑雪板不会陷进雪里?因为人还是那个体重,对雪面的压力F差不多没变,但滑雪板的面积S比鞋底大得多。根据公式p=F/S,面积变大了,压强就变小了,雪面承受不住的压力,自然就不会陷进去。
很多同学会问:压力和压强到底哪个更重要?其实它们不是谁更重要的问题,而是描述不同方面的两个物理量。我给大家整理了一个表格,这样对比着看会更清楚:
| 比较项目 | 压力 | 压强 |
| 物理意义 | 垂直作用在物体表面的力 | 压力产生的效果/力的密集程度 |
| 符号 | F | p |
| 单位 | 牛顿(N) | 帕斯卡(Pa) |
| 计算公式 | 直接测量或计算 | p = F/S |
| 影响因素 | 只与力的大小有关 | 与压力和受力面积都有关 |
| 能否直接比较 | 不能直接比较效果 | 可以直接比较作用效果 |
看到这个表格,有同学可能会说:"老师,我懂了,以后做题看单位就行,单位是牛就是压力,单位是帕就是压强。"这个方法在大多数情况下确实管用,但我得提醒你,考试的时候可不能光看单位,还得结合题目问的是什么。
说到这儿,我想起一个特别有意思的生活现象。你们注意到没有,菜刀的刀刃磨得越薄,切菜就越快。这是为什么呢?其实道理很简单——刀刃越薄,受力面积S越小,即使你用的压力F不变,压强p也会变得很大。压强大了,自然就能轻松切开食材。
金博教育的物理实验室里有个小实验特别有意思:拿一根针,尖的那头轻轻一戳就能刺破气球,但如果你反过来,用针的平头去戳,使出吃奶的劲也戳不破。这就是因为尖头的受力面积太小了,同样的压力下产生了巨大的压强。
再想想为什么河边的软泥地上插一根筷子会陷进去很深,但如果你把筷子倒过来,用截面大的那一头朝下,轻轻往下一按,陷进去的深度就小多了。这个现象完美诠释了压强的概念——压力差不多的情况下,受力面积越大,压强越小,物体就越不容易陷入。
现在咱们来聊聊最实用的问题:考试的时候怎么判断该用压力还是压强?我的经验是看题目问的到底是什么。
如果题目问的是"物体对接触面的力有多大"或者"需要多大的力才能XXX",那十有八九是在问压力。如果题目问的是"效果如何""能不能承受""会不会损坏",那很可能是在问压强。
举个例子。题目说:"一块砖平放在地面上,对地面的压力是多少?"这明显是问压力的大小,直接找F或者通过重力计算。另一道题说:"如果在地面上铺一块木板,再放上同样的砖,砖对地面的压强如何变化?"这就需要分析面积变化,然后判断压强变大还是变小。
还有一些综合性的题目,需要你先算出压力,再算压强。比如:"某同学质量50kg,站在面积为0.02平方米的地面上,求地面受到的压强。"这种题就要分两步走:先算压力F=G=mg=50×10=500N,再算压强p=F/S=500÷0.02=25000Pa。
教了这么多年物理,我发现同学们在压强和压力这块有几个坑特别喜欢踩。
第一个坑:把物体的重力直接等同于压力。这种说法只有一种情况下是对的——物体放在水平面上,而且没有其他外力。如果物体是斜着放的,或者被压在其他物体下面,重力就不等于压力了。这时候压力的方向、大小都可能改变,必须具体情况具体分析。
第二个坑:混淆受力面积和物体面积。有些同学算压强的时候,喜欢用物体本身的面积来算,这是错的。比如一本书平放在桌上,受力面积应该是书和桌面接触的那部分,如果书是打开的,受力面积就不是一本书的面积,而是两页纸分别与桌面接触的面积之和。
第三个坑:单位换算出错。压强的单位有时候会用千帕(kPa)或者兆帕(MPa),1kPa=1000Pa,1MPa=1000000Pa。题目里给的数据经常需要换算,比如50000Pa要换成50kPa,这个换算过程千万别出错,一错整道题就白做了。
学习压强和压力,我给大家分享几个金博教育物理组老师总结的实用方法。
第一,记住那句口诀:"压力是力,压强是比;压力看大小,压强看效果。"每次做题之前先默念一遍,看看题目问的到底是力的大小还是作用效果。
第二,联系生活实际思考问题。看到任何现象都问问自己:这背后是压力的问题还是压强的问题?比如图钉为什么尖头朝下?书包带为什么做得宽宽的?这些问题想明白了,概念自然就通了。
第三,多动手做实验。没有条件做复杂实验也没关系,生活中处处都是素材。拿两张纸轻轻吹一口气,看看能不能把它们压在一起;用手指分别用相同力度戳自己的手背和手臂,感受一下有什么区别。这些小实验能帮你建立最直观的感受。
压强和压力这对概念,确实让不少初中同学头疼。但我想告诉大家的是,物理学习没有什么捷径,关键在于理解每个概念的本质,然后多思考、多练习。
下次当你在雪地里摔倒,或者用吸管喝饮料的时候,不妨想想这背后蕴藏的物理原理。物理从来不是枯燥的公式和计算,它就藏在我们生活的每一个角落里。
如果这篇文章对你有帮助,欢迎持续关注金博教育的物理学习专栏,咱们下期再见!

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