内容正文:
第八章 神奇的压强
考点一 压力与压强
典例1 如图所示,A、B两个实心正方体的密度之比ρA∶ρB=9∶4,质量之比mA∶mB=2∶3,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力之比和压强之比分别是 ( )
A. F甲∶F乙=1∶1,p甲∶p乙=2∶3
B. F甲∶F乙=1∶1,p甲∶p乙=4∶9
C. F甲∶F乙=1∶1,p甲∶p乙=9∶4
D. F甲∶F乙=1∶3,p甲∶p乙=2∶3
解析:若按甲方式将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力F甲=GA+GB;若按乙方式将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力F乙=GA+GB,故
=1∶1。由公式ρ=可得:====,故A、B的棱长之比
为,A、B的面积之比为,所以甲、乙两种方式的受力面积之比为;由p=可知:分别将它们叠放在水平地面上,地面受到的压强之比p甲∶p乙=4∶9,故选项B正确。
答案:B
1. (2023·重庆江北校级二模)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上,如图甲所示。将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,
B对地面的压强为pB,A剩余部分对地面的压强为pA,pA、pB与L的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是(g取10N/kg) ( )
① 切除之前,A的重力为40N
② B的密度为5g/cm3
③ L=2.5cm时,pA∶pB=4∶23
④ 若将B沿竖直方向切去一半后,叠于A上,
则pA'∶pB'=14∶5
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ①③④
B
[解析]“将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上”,则A剩余部分对地面的压强减小,B对地面的压强增大,由图乙可知,下面的图线反映了pA与L的变化关系,上面的图线反映了pB与L的变化关系;由图乙中pA的图线可知,当切去部分的高度为0时,A剩余部分对地面的压强为4×103Pa;当切去部分的高度为10cm时,A剩余部分对地面的压强为0,即此时A全部被切去,所以A的棱长lA=10cm=0.1m,切除之前,A的重力GA=FA
=pA0SA=4×103Pa×(0.1m)2=40N,故①正确。由图乙上面的图线可知,当切去部分的高度为0,即A还没有被切去时,B对地面的压强为5×103Pa;当切去部分的高度为10cm时,说明此时A全部叠放在B上,此时B对地面的压
强为6×103Pa,则pB0===5×103Pa,pB1===6×103Pa,由于GA=FA=40N,则GB=200N,SB=0.04m2,所以B的棱长lB=0.2m,ρB===
=2.5×103kg/m3=2.5g/cm3,故②错误。当L=2.5cm时,A切去部分的重力GA切=GA=×40N=10N,则A剩余部分的重力GA剩=GA-GA切=
40N-10N=30N,A剩余部分对地面的压强pA====3000Pa;
将A切去部分叠放在B上时,B对地面的压力FB'=GA切+GB=10N+200N=
210N;将A切去部分叠放在B上时,B对地面的压强pB===5250Pa,
则==,故③错误。若将B沿竖直方向切去一半后,叠于A上,则A对地面的压力FA″=GA+GB=40N+×200N=140N,A对地面的压强pA'==
=14000Pa,此时B对地面的压强pB'=====5000Pa,则==,故④正确。综上可知,选项B符合题意。
2. 一名同学体重为600N,自然站立在水平地面上,对地面的压力为 N,双脚站立时对地面的压强比行走时 ;某沼泽地能承受的最大压强为2×104Pa,这名同学与沼泽地的接触面积至少为 m2,才不会陷入沼泽地。
600
小
0.03
[解析]水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,所以该同学自然站立在水平地面上或行走时对地面的压力F=G=600N;该同学双脚站立时的受力面积为两只脚与地面的接触面积,行走时的受力面积为一只脚与地面的接触面积,由p=可知,双脚站立时对地面的压强比行走时小;由p=可得:该同学与沼泽地的接触面积至少S===0.03m2。
典例2 如图甲所示为小明在“探究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材及在水平桌面上进行的实验过程图示。
(1) 在实验中,小明同学是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的。
(2) 小明为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该通过图中的
两次实验进行比较得出结论;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论。
(3) 通过实验小明得出结论:压力作用的效果不仅跟 的大小有关,而且跟 有关。
(4) 在物理学中,用 来表示压力的作用效果;本实验用到的科学探究方法是 (写一种即可)。
(5) 若将带砝码的小桌