内容正文:
物 理
第九章 压强
专题4 固体压强的计算
49
490
30
3 000
1 000
B
C
D
2∶1
2∶1
D
C
C
B
C
A
p乙=p丁<p甲=p丙
A
8×103
3.2×104
一般固体的压强计算
水平桌面的面积为1 m2,上面放着质量为5 kg的物体,物体与桌面的接触面积为0.1 m2,则物体对桌面的压力是________N,对桌面的压强是________Pa。(g取9.8 N/kg)
(河南新县期末)如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处置有边长为0.1 m、重20 N的正方体,对正方体施加大小均为10 N的水平力F1和竖直力F2,正方体对水平地面的压力为________N,压强为________Pa,正方体对竖直墙壁的压强为________Pa。
2题图
[解析]正方体对水平地面的压力F总=G+F2=20 N+10 N=30 N;正方体对水平地面的压强:p地= eq \f(F总,S) = eq \f(30 N,(0.1 m)2) =3 000 Pa;正方体对竖直墙壁的压强:p壁= eq \f(F1,S) = eq \f(10 N,(0.1 m)2) =1 000 Pa。
公安人员在海滩上发现了一些犯罪嫌疑人逃跑时的清晰脚印,并用蜡对其中一只鞋印进行了浇注,测得蜡鞋模的平均厚度为0.04 m,蜡鞋模的质量为0.9 kg,又经仪器测试发现达到鞋印同样的深度需要的压强为2.4×104 Pa。已知ρ蜡=0.9×103 kg/m3,求:
(1)蜡鞋模的面积。
(2)犯罪嫌疑人对地面的压力。
解:(1)蜡鞋模的体积:
V蜡= eq \f(m蜡,ρ蜡) = eq \f(0.9 kg,0.9×103 kg/m3) =10-3 m3=1 000 cm3,
蜡鞋模的面积:S= eq \f(V,h) = eq \f(1 000 cm3,0.04 m) = eq \f(1 000 cm3,4 cm) =250 cm2=2.5×10-2 m2;
(2)犯罪嫌疑人对地面的压力:
F=pS=2.4×104 Pa×2.5×10-2 m2=600 N。
答:(1)蜡鞋模的面积为2.5×10-2 m2;(2)犯罪嫌疑人对地面的压力为600 N。
柱体压强的计算
(达州达川四中期中)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,其高度从左到右逐个增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
4题图
A.p1=p2=p3
B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3
D.缺少条件,无法判断
[解析]立方体、长方体和圆柱体都是质地均匀的实心柱体,当这样的物体竖直放在水平地面上时,p= eq \f(F,S) = eq \f(G,S) = eq \f(mg,S) = eq \f(ρVg,S) = eq \f(ρShg,S) =ρgh,因为三者都是由铁制成的实心物体且高度从左到右逐个增大,故选B。
(重庆巴南区期中)如图为同种材料制成的均匀实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2∶1,底面积之比为1∶2,则它们的质量之比mA∶mB和对地面的压强之比pA∶pB分别为( )
A.mA∶mB=2∶1,pA∶pB=1∶1
B.mA∶mB=1∶1,pA∶pB=1∶1
C.mA∶mB=1∶1,pA∶pB=2∶1
D.mA∶mB=2∶1,pA∶pB=2∶1
5题图
[解析]同种材料制成的实心圆柱体A和B,它们的高度之比为2∶1,底面积之比为1∶2,则体积之比为 eq \f(VA,VB) = eq \f(SAhA,SBhB) = eq \f(1,2) × eq \f(2,1) = eq \f(1,1) ,则它们的质量之比为 eq \f(mA,mB) = eq \f(ρVA,ρVB) = eq \f(VA,VB) = eq \f(1,1) ;放在水平地面上,它们对地面的压强之比为 eq \f(pA,pB) = eq \f(ρghA,ρghB) = eq \f(hA,hB) = eq \f(2,1) 。故A、B、D不符合题意,C符合题意。故选C。
(四川威远期中)如图所示,质地均匀、横截面积相同的实心柱体A、B放在水平地面上,已知它们的密度之比ρA∶ρB=1∶2,对地面的压强之比pA∶pB=1∶3,则( )
A.它们的高度之比hA∶hB=4∶3
B.它们的受力面积之比SA∶SB=3∶4
C.它们对地面的压力之比FA∶FB=2∶3
D.它们的质量之比mA∶mB=1∶3
6题图
[解析]由p=ρgh可得,它们的高度之比为hA∶hB= eq \f(pA,ρAg) ∶ eq \f(pB,ρBg) = eq \