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专题09 压强计算类问题
一、固体压强及其计算类问题基础知识
1.垂直压在物体表面上的力叫压力。
2.物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量。
3.压强公式:p=
p——压强——帕斯卡(Pa);
F——压力——牛顿(N)
S——受力面积——米2(m2)。
4.增大压强的方法:增大压力、减小受力面积、同时增大压力和减小受力面积。
减小压强的方法:减小压力、增大受力面积、同时减小压力和增大受力面积。
5.对压强公式P=F/S的理解:
(1)压力F的大小不一定等于重力,方向也不一定是竖直向下。压力与物体表面垂直;
(2)受力面积S是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积,但绝对不会大于物体的表面积。
(3)在理解了压力和受力面积之后,运用压强公式计算时,F的单位是牛顿(N),受力面积S的单位要用平方米(m2),这样得到物体所受压强P的单位是帕(Pa)。
(4)在讨论压力作用效果时,应该用控制变量法来分析,即当压力F一定时,压强P与受力面积成反比;当受力面积一定时,压强P与压力成正比。如果在增大压力F的同时,减小受力面积,那么物体受到的压强是增大的;在减小压力和同时增大受力面积时,压强是减小的,对后面两点希望大家也要有清醒的认识。
(5)压强公式P=F/S既适用与固体,又适用与液体,也适用与气体。
二、液体压强计算类问题基础知识
1.液体压强的特点:
(1)液体内部朝各个方向都有压强;
(2)在同一深度,各个方向的压强都相等;
(3)深度增大,液体的压强增大;
(4)液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
2.利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方:
(1)应用的公式是P=ρgh;
(2)g=9.8N/kg 有时题中为了计算简单给出g=10N/kg
(3)ρ是指产生压强的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3
(4)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。
【例题1】(2020成都模拟)如图所示,有两组同样的砖,A组一块,B组两块。每块砖平放时的长:宽:高为4:2:1.A组砖对地面的压力和压强分别为FA和pA;B组砖对地面的压力和压强分别为FB和pB;则:FA FB,pA pB(选填“>”“=”“<”)
【对点练习】如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
A.p1=p2=p3 B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
【例题2】(2020齐齐哈尔模拟)放在水平桌面上的容器,其侧壁上有一开口弯管,管内的液面高度为O.6m,容器的顶部和底部的面积均为0.1m2,顶部到底部的高度0.4m,液体对容器顶部的压力为2.4×102N,如图所示。g=10N/kg。则下列结论正确的是 ( )
A.容器中的液体密度为1.2×103kg/m3
B.液体对容器顶部的压强为2.4×102Pa
C.液体在容器底部产生的压强为7.2×103Pa
D.液体在容器底部产生的压力为2.4×102N
【对点练习】2019年1月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多
少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
【例题3】(2019潍坊)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。
①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。
②求容器甲中水对容器底部的压强p水。
③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196帕,求液体乙的密度ρ液。
【对点练习】如图所示,一个高为1米、底面积为5×102米2的轻质薄壁圆柱形容器放在水平地面上,且容器内盛有0.8米深的水。⑴求水对容