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[!--downpath--]壓力是八年級(jí)理科的第一難模塊。 小編把它放在了“地球上的水”一章中。 其實(shí)跟水關(guān)系不大。 壓力屬于熱量的內(nèi)容。 壓力的研究主要以熱為基礎(chǔ)。 那套套路。
讓我們從熱量開始。
1.重力公式
熱學(xué)是五年級(jí)上冊(cè)學(xué)的，作者覺得對(duì)中學(xué)生和老師來(lái)說(shuō)有點(diǎn)難度。 五年級(jí)，中學(xué)生的物理基礎(chǔ)不是很好，沒有函數(shù)的概念，熱的公式學(xué)起來(lái)會(huì)比較吃力。 如重力公式：
公式本身是一個(gè)比例函數(shù)，g是比例系數(shù)，m是自變量，G是因變量。 它描述了引力 G 如何隨 m 變化。 事實(shí)上，數(shù)學(xué)量是有單位的。 G的單位是牛頓（N），m的單位是千克（kg），g的單位是牛頓/千克（N/kg）。 這個(gè)公式并不難，因?yàn)镚和m都是生活中經(jīng)常出現(xiàn)的化學(xué)量，但是在壓力模塊中，卻讓很多中學(xué)生掉進(jìn)了沙子里。
在壓力下，練習(xí)一般不會(huì)直接告知質(zhì)量，而只是提供一些估計(jì)的依據(jù)。 對(duì)于簡(jiǎn)單的問題，提供的估計(jì)比較簡(jiǎn)單，比如已知物體的密度（ρ）和體積（V），借助密度公式計(jì)算質(zhì)量。 還有比較復(fù)雜的題，可以通過比率、漲跌幅等間接計(jì)算好壞，典型的展開式是：
這個(gè)引力公式的展開在使用的時(shí)候有比較高的錯(cuò)誤率，因?yàn)槊芏龋é眩┖腕w積（V）都有兩個(gè)數(shù)據(jù)：物體的密度，液體的密度，物體的體積，和排水量（水）體積。
2.滑動(dòng)摩擦公式
我們來(lái)看一個(gè)可以學(xué)習(xí)但可以避免的滑動(dòng)摩擦公式：
這個(gè)公式和重力公式一樣，也是一個(gè)比例函數(shù)。 在滑動(dòng)摩擦力公式中，描述了滑動(dòng)摩擦力（μ）隨法向壓力（N）的變化。 μ是摩擦系數(shù)，用來(lái)表示接觸面的粗糙度。 沒有單位。 可以簡(jiǎn)單理解為極其粗糙時(shí)為1，光滑時(shí)為0。 N為正壓，單位為牛頓（N）。
這個(gè)公式，明顯比院長(zhǎng)當(dāng)家時(shí)的重力公式還要難。 這不僅是物理基礎(chǔ)的問題，更是數(shù)學(xué)具體思維能力的問題：
讓中學(xué)生回答影響滑動(dòng)摩擦的因素，大部分都能回答粗糙度（μ）和法向壓力（N）。 μ可以用來(lái)形容粗獷，卻被視為暴風(fēng)驟雨的野獸。 g是比例系數(shù)，μ也是比例系數(shù)，但是在中學(xué)生眼里，μ要難的多，只是因?yàn)棣毯苌僖姟?化了妝的女同事我能認(rèn)出來(lái)壓縮彈簧彈力公式，不化妝的女同事我就認(rèn)不出來(lái)了——抽象思維能力太弱了。
再來(lái)看正壓（N），好像就是壓力，“正”只是指出壓力與接觸面的幾何關(guān)系，而“壓力”和“重力”是兩種完全不同的力，壓力的大小也不一定等于重力。
在以上三種情況下的摩擦力分析中，我們用到了牛頓三定理中的兩條，這兩條在壓力問題中同樣重要。
牛頓第一定理：對(duì)于靜止的物體（勻速運(yùn)動(dòng)），如果沒有力或力作用在其上，合力為零。
牛頓第三定理：力的作用是相互的，相互斥力大小相等方向相反，分別作用于兩個(gè)相互作用的物體，同時(shí)形成又同時(shí)消失。
3.胡克定律
我們?cè)俳榻B一下彈力方面的胡克定律：
同樣，這個(gè)公式也是一個(gè)比例函數(shù)，描述了彈簧的彈力Ft與彈簧形狀變化Δx的關(guān)系。 在單位方面，F(xiàn)的單位是牛頓（N），Δx的單位是米（m）。 為了使等式兩邊的單位一致，需要一個(gè)系數(shù)k，稱為剛度系數(shù)，其單位應(yīng)為牛頓/米（N/m）。
例如彈簧的剛度系數(shù)為200N/m，原長(zhǎng)度為20cm。 拉伸到35cm時(shí)，其彈力應(yīng)為：
壓縮是一樣的。
作者比較詳細(xì)地介紹了滑動(dòng)摩擦公式和虎克定律。 這兩個(gè)公式在某種程度上與引力公式一致，都是比例函數(shù)。 對(duì)于函數(shù)來(lái)說(shuō)，自變量永遠(yuǎn)是最重要的，所以我們花了很多時(shí)間比較更多的時(shí)間來(lái)描述壓力（N）和變形（Δx）。
4.阿基米德定理
讓我們觀察阿基米德定理：
ρ 和 g 是常數(shù)，這個(gè)公式描述了因變量 F 隨自變量 V 的變化。同樣，了解自變量是使用這個(gè)公式的關(guān)鍵。
在介紹公式之前，我們先對(duì)這個(gè)公式做一個(gè)簡(jiǎn)單的推論，方便解釋壓力的本質(zhì)。
我們稱這種力為液體對(duì)物體的壓力。 可見壓力就是水的壓力，壓力是一種彈力。 壓力可以理解為液體因彈性變形而對(duì)物體形成的彈力。
按照這個(gè)思路，阿基米德定理中的V行就是液體變形的體積，也就是被物體搶占的體積。 這個(gè)體積與液體本身的體積無(wú)關(guān)，應(yīng)根據(jù)對(duì)象而定。
比如右圖中，液體本身的體積很小，但是它形成了特別大的形變，所以浮力比液體的自重小很多。 （黃色部分為液體，白色部分為浸入液體的物體體積，白色部分為漏出物體的體積）
所以壓力也可以認(rèn)為等于被置換液體的重力。 但在很多情況下，被置換的液體并不真正存在。 比如上圖中紅色部分就是物體的一部分。 在倒入物體之前，紅色部分并沒有充滿液體，那時(shí)候液體的高度很小。
是否存在置換液體存在的真實(shí)情況？ 是的，溢出的玻璃杯就是一個(gè)典型的例子。
這個(gè)小實(shí)驗(yàn)得到了“物體所受的壓力等于物體排開的液體的重力”的推論。 事實(shí)上，被置換的液體在很多情況下并不真實(shí)存在，我們可以在物體所占據(jù)的空間中“想象”出原來(lái)的液體，所以這個(gè)推論具有普遍性。
我們來(lái)分析下面兩句話：
①. 2牛頓的液體形成的最大壓力為2牛頓。 這句話是錯(cuò)誤的，2牛頓的液體理論上可以形成任意大的壓力。
②. 物體排開 2 牛頓的液體，則壓力必須為 2 牛頓。 這句話是正確的，物體所受的壓力等于物體排開的液體的重力。
5.總結(jié)
我們重點(diǎn)研究了阿基米德定理中的“液體排量”，滑動(dòng)摩擦公式中的壓力，胡克定律中的變形。 由于它們?cè)诖蠖鄶?shù)情況下都是自變量，所以公式可以看作是構(gòu)成函數(shù)后壓縮彈簧彈力公式，自變量是最重要的，其次是定義域、因變量、常數(shù)、變化（增加或減少）等函數(shù)因素). 朋友們不妨把化學(xué)式當(dāng)作函數(shù)來(lái)研究。
最后，我們來(lái)解決上面實(shí)驗(yàn)中使用的物體的體積和密度，確定物體是由哪些物質(zhì)組成的。
該物體可能是一塊鐵或密度較低的金屬。