内容正文:
专题03 压 强
对压强公式
的理解:
(1)应用
计算时,单位要统一。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)。
(2)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;
(3)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。
(4)压强公式
既适用与固体,又适用与液体,也适用与气体。
(5)灵活运用速度公式及其变形公式
,
。
二、对压强公式p=ρgh的理解:
(1)应用P=ρgh计算时,单位要统一。p表示液体的压强,单位是Pa,ρ表示液体的密度,单位是kg/m3,h表示液体的深度,单位是m,g一般取9.8 N/kg。
(2)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。
(3)压强公式P=ρgh既适用液体和气体,又适用形状规则的固体。
(4)灵活运用速度公式及其变形公式
,
。
(5)液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力,只有柱形容器(圆柱、正方体、长方体)放到水平面上,液体对容器底部的压力才等于液体的重力(F=G)。其他情况的压力应用公式
求解。
考点一:固体压强相关计算
1.(2020•河池)“保护环境,绿色出行”已成为人们的一种共识。如图所示是最近河池市宜州区比较流行的“松果”共享电动自行车,该车整车质量为35kg,车轮与地面的总接触面积为100cm2.质量为45kg的晓丽在水平路面上匀速骑行9km用了30min。求:
(1)晓丽骑行的速度是多少km/h?
(2)晓丽骑行时电动自行车对地面的压强是多少Pa?
【解析】解:(1)已知行驶路程s=9km=9000m,匀速行驶用了t=30min=1800s,
该车在这段水平路面上行驶的速度:v===5m/s=18km/h;
(2)晓丽骑着电动自行车在水平路面上匀速行驶时,
因水平面上物体的压力等于自身的重力,
所以,电动自行车对地面的压力:
F压=G总=m总g=(m车+m人)g=(35kg+45kg)×10N/kg=800N,
车对地面的压强:p===8×104Pa。
答:(1)晓丽骑行的速度是18km/h;
(2)晓丽骑行时电动自行车对地面的压强是8×104Pa。
2.(2020•吉林)放在水平桌面上的玻璃杯,质量为0.4kg,与桌面的接触面积为2×10﹣3m2。
求:(1)玻璃杯受到的重力;
(2)玻璃杯对桌面的压强。(g取10N/kg)
【解析】解:(1)玻璃杯受到的重力为:
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N;
(2)玻璃杯对水平支持面的压力:
F=G杯=4N
玻璃杯对桌面的压强
p===2×103Pa。
答:(1)玻璃杯受到的重力为4N;
(2)玻璃杯对桌面的压强为2×103Pa。
3.(2020•山西)2020年初,一场罕见的大雪袭击了加拿大。厚达2m的积雪,给市民出行带来了极大不便。若积雪的密度约为0.2×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)请计算2m厚的积雪对水平地面的压强;
(2)若2m厚的积雪,压在面积为5m2的汽车顶部,请计算汽车顶部所受的压力。
【解析】解:(1)积雪对水平面的压力等于重力,即F=G=mg=ρVg=ρSgh,
积雪对水平面的压强为:p===ρgh=0.2×103kg/m3×10N/kg×2m=4×103Pa;
(2)根据p=知,
汽车顶部所受的压力为:F=pS=4×103Pa×5m2=2×104N。
答:(1)2m厚的积雪对水平地面的压强4×103Pa;
(2)若2m厚的积雪,压在面积为5m2的汽车顶部,汽车顶部所受的压力为2×104N。
4.(2020•福建)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90m用时30min,月球车的质量为135kg,车轮与地面接触的总面积为1.5×10﹣2m2,g取10N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强;
(3)登月后,月球车在月球上的质量。
【解析】解:
(1)测试时,月球车行驶的速度:
v===0.05m/s;
(2)测试时,月球车对水平地面的压力:
F=G=mg=135kg×10N/kg=1350N,
月球车对水平地面的压强:
p===9×104Pa;
(3)因质量是物体本身的一种属性,其大小与物体的空中位置无关,
所以,登月后,月球车在月球上的质量不变,即m月=m=135kg。
答:(1)测试时,月球车行驶的速度为0.05m/s;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强为9×104Pa;
(3)登月后,月球车在月球上的质量为135kg。
5.(2020•鄂州模拟)如图所示,质