专题09 压强-【好题汇编】三年(2022-2024)中考物理真题分类汇编(湖北专用)
2024-07-26
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2份
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30页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 压强 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 湖北省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.10 MB |
| 发布时间 | 2024-07-26 |
| 更新时间 | 2024-07-30 |
| 作者 | 周 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-07-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46537918.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
三年(2022-2024)中考物理真题分类汇编(湖北)
专题09 压 强(原卷版)
考点1 增大或减少压强
1.(2023•宜昌)下列生产生活实例中属于减小压强的是( )
A.载重汽车有很多个宽大的车轮 B.冰刀鞋的刀刃做得很薄
C.破窗锤的敲击端做成锥状 D.切蛋器上的不锈钢丝做得很细
2.(2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油)下列生产生活实例中,主要应用压强知识的是( )
A.公交车上的破窗锤 B.铅垂线
C.滚动轴承 D.撬石头
3.(2023•随州)物理课《压强》正在愉快地进行,在“举例与辩论”环节小刚与小强成了“正方与反方”,小刚主张履带式挖掘机的履带是减小压强的例子,因为在松软的泥土上它没有陷进去;小强则认为挖掘机从门前平展的水泥路面经过时,钢铁履带上的棱条将路面压出许多“破损的白痕”属于增大压强。
请你运用“压力、受力面积、压强三者关系”对双方的观点进行分析说明:
(1)同一挖掘机在松软的泥土上(提示:受力面积如何,压强如何): ;
(2)同一挖掘机在水泥路面上(提示:受力面积如何,压强如何): 。
考点2 压强大小的比较
4.(2023•恩施州)如图所示,每块砖的质量相等,长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm,以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小,正确的是( )
A.p甲>p乙>p丙 B.p乙>p甲>p丙
C.p丙>p乙>p甲 D.p乙>p丙>p甲
5.(2022•黄石)如图所示的容器静止放在水平桌面上,4支管中液面相平,下列说法正确的是( )
A.b点处向上的压强小于向下的压强 B.c管液柱最长,c点处压强最大
C.d管液体体积最大,d点处压强最大 D.4支管中液体的密度相同
6.(2023•仙桃)(多选)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体。下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F甲=F乙=F丙
考点3 压强的计算
7.(2023•襄阳)均匀实心正方体A重为100N,对它施加20N向上的拉力F(如图甲所示),此时A对水平地面的压强为pA;撤去力F后将A沿竖直和水平方向各切去一部分(如图乙所示),使剩余部分为一长方体B(其边长b>a,b等于A的边长),此时B对地面的压强为pB。已知pB=pA,则B重 N。
8.(2023•荆州)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计。其底部是边长为5cm的正方形,容器中装有高度为8cm的水,此时水对容器底的压强为 Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为2cm,该容器的质量为 g。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
9.(2022•黄石)蹦床是很多小朋友喜爱的游戏项目,小朋友站在蹦床上时受到蹦床对他向上的弹力,这是因为 (选填“小朋友”或“蹦床”)形变产生的;小朋友在空中先上升后下降,说明力可以改变 ;在某一瞬间,小朋友感觉地面离他越来越近,这是因为他选择 作为参考系;若小朋友重200N,站立不动时双脚和蹦床接触的面积为100cm2,则他对蹦床的压强是 Pa。
10.(2022•襄阳)一块厚为10cm、质地均匀的长方体物块放在水平地面上。若沿如图所示的斜面将物块切成完全相同的两块,把这两块水平分开后依然平放在水平地面上,它们对地面的压强分别为1000Pa和1500Pa,则物块的密度为 1.2×103 kg/m3。(g取10N/kg)
考点4 液体压强与大气压强
11.(2023•武汉)同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处,其中d离塑料瓶远些,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中d是从a孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
12.(2023•随州)风油精因具有提神醒脑和蚊叮虫咬后止痒等功效成为生活常备品。有一种现象引起了物
理兴趣小组的注意:打开风油精的瓶盖将瓶口向下提着(如图),不见风油精哗啦啦流
出,甩一甩或抖一抖风油精就会从瓶口出来一些。下列说法中正确的是( )
A.甩一甩风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体也具有惯性这一特性
B.图中瓶口向下,此时瓶内液体上方气体的气压一定大于瓶外环境的气压
C.图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加则瓶内液体会自动流出
D.图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温则瓶内液体会自动流出
13.(2022•宜昌)在如图所示的托里拆利实验中,会使测得的大气压数值变小的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜 B.将玻璃管稍微下压
C.用密度更小的液体替代水银 D.玻璃管内混入空气
14.(2022•十堰)如图是抗击“新冠”疫情使用的负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气 (选填“从车内抽出”或“抽入至车内”),使车内气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)车外大气压,在 作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
考点5 流体压强与流速的关系
15.(2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油)2023年5月28日,国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功。如图,C919正在向上爬升,此过程中下列说法正确的是( )
A.C919的动能增大,重力势能减小
B.随着海拔高度的增加,舱外大气压逐渐增加
C.机翼上方气流的速度较小,气流对机翼上表面的压强较大
D.机翼上方气流的速度较大,气流对机翼上表面的压强较小
16.(2022•随州)2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功(如图)。有网友兴奋地说,中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C919最大起飞质量达77吨,如此庞然大物能飞上天,下列说法中正确的是( )
A.C919不能垂直地面腾空而起,先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B.C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系
C.C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
D.C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞,此过程飞机对地面的压力增大,对地面的压强增大
17.(2022•荆门)下列各图所示的情境中,利用了“流体压强与流速的关系”原理的是( )
A.图甲中飞机机翼形状,可以产生升力 B.图乙中水库堤坝设计成“上窄下宽”
C.图丙中茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处 D.图丁中用吸管喝饮料
18.(2023•荆州)2023年5月28日,中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的C919大型客机,从上海虹桥机场飞往北京首都机场,开启了国产大飞机C919的全球首次商业载客飞行,如图所示。飞机在升空过程中,乘客行李箱的惯性 (选填“变大”、“变小”或“不变”);乘客相对于座椅是 (选填“静止”或“运动”)的;此时机翼 方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.(2022•恩施州)阅读短文,回答问题。
超导磁流体推进器
磁流体推进器(MHD)由磁体、电极和通道三部分构成,如图所示。磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,使之在通道内运动,若海水涌向船尾,水便会推动船舶前进。因采用超导磁体作为磁场来源,获称为超导磁流体推进器。
其推进原理利用了“磁场对通电直导体的作用”,工作过程中把电磁能直接转换成流体动能,以喷射推进新技术取代传统螺旋桨的推进,具有低噪音等特点,具有重大推广价值。
中科院从上世纪九十年代开始此项技术研究,第一艘超导磁流体推进实验船“HEMS﹣1”于1998年研制成功。
请回答下列问题:
(1)磁流体推进器的核心组件由 、电极和通道构成。
(2)为减小空气和海水的影响,实验船上部主体可加工成 (选填“上凸下平”、“上平下凸”或“上下对称”)的流线型。
(3)若上述实验船驶入清江,船身受到的大气压会 (选填“小于”、“等于”或“大于”)在海上时受到的大气压,利用河水 (选填“能”或“不能”)获得动力。
考点6 探究液体压强与哪些因素有关
20.(2023•襄阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中。
(1)图甲中压强计气密性良好,则U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)小冯同学由乙图到丙图的操作是为了探究在同一液体中液体压强与液体 的关系;
(3)在图丙中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两侧液面的高度差
(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)小冯同学对比乙、丙两图,得出一个猜想:在同一液体中,探头距离烧杯底部距离越小,液体压强越大。小俊同学只利用图丙中现有器材,保持探头位置不动,进行了简单操作后跟图乙对比(若图乙中探头的深度为h),就验证了小冯同学的猜想是错误的。小俊同学的操作是: 。
21.(2023•恩施州)如图,利用微小压强计,做探究液体内部压强的实验。
(1)如图甲所示,用手按压橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,是因为橡皮管内的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
(2)将压强计的探头浸入水中,观察到现象如图乙、丙、丁所示,这是比较同一液体内相同深度 的压强大小,实验结论是同一液体内: 。
22.(2023•黄冈、孝感、咸宁)小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的 ;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度, 的压强都相等;
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: ;
(4)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是 。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越 (选填“大”或“小”),实验现象越明显。
考点7 压强的综合计算
23.(2023•黄冈)2023年5月28日上午,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919,如图甲,历时2h从上海到北京,开启了首次商业载客飞行。
(1)已知上海到北京航程为1178km,求C919由上海飞往北京的平均速度;
(2)C919在高空水平定速巡航时,若受到的阻力为1.15×105N,飞机发动机的效率为25%,则飞行4km需要消耗多少升汽油?已知汽油密度为0.8×103kg/m3,汽油热值为4.6×107J/kg;
(3)如图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型。图中机翼的下表面可视为平面,面积为S1。飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时,机轮与地面的总接触面积为S2,飞机对地面的压强为p。飞机总重为G,近似地认为飞机受到的升力来自于飞机双侧机翼。请推导出飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差Δp(用字母表示)。
24.(2023•宜昌)如图所示,我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大,也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日,“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟,下潜深度达10909米,前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg,体积为3dm3的深海岩石,固定在采样篮上带出了水面。问:
(1)“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船,这种信息传递是通过 (选填“超声波”或“电磁波”)实现的。
(2)“奋斗者”号坐底时受到的海水压强是多少?(海水密度近似为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)带回的岩石密度是多少kg/m3?将它从海底匀速提升至水面,不计水的阻力,采样篮对它做的功是多少J?
25.(2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油)底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水,如图甲;然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103kg/m3)求:
(1)铝块的体积是多少m3?
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa?
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少Pa?
26.(2022•恩施州)小明家的屋顶上建有一个长方体蓄水池,池内装有长2m、宽1m、深0.5m的水。求:(g取10N/kg)
(1)水对池底产生的压强;
(2)水对池底产生的压力;
(3)将重50N、体积为6×10﹣3m3的某物体浸没在水中后放手,判断它的浮沉情况。
27.(2022•宜昌)如图甲所示,我国自行研制的ZBD﹣05两栖步兵战车,是世界上水上行驶最快的战车。它具有独特的前部防浪板和尾部滑行板,水中航行时,两者配合可以降低阻力,提高速度,有力增强了我军抢滩登陆的能力,它的部分参数如下表。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。则:
战车质量
26t
水上最大速度
25km/h
履带着地总面积
4m2
发动机功率
1100kW
(1)尾部滑行板设计成如图乙所示的水翼形状,使其在水中行驶时获得向上的抬升力,它依据的物理学原理是 。
(2)战车在离岸10km的距离以最快速度冲击,可以多长时间到达岸边?
(3)战车在抢滩登陆接近水平岸滩时,收起尾部滑行板,履带已着地,但仍有4m3的车体浸在水中,如图丙所示,此时地面对履带的压强是多少?
28.(2022•黄冈、孝感、咸宁)由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器,世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”,可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时,要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。
(1)当箱梁静止在水平桥面时,箱梁与桥面的接触面积为200m2,求箱梁对桥面的压强;
(2)工作时,“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m,固定好后,载着箱梁水平向前运动了30m。求此过程中克服箱梁所受重力做的功;
(3)如图所示,“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离,l2表示ON的水平距离,G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车A受到的重力)、其重心在O点,F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式(用字母表示)。
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三年(2022-2024)中考物理真题分类汇编(湖北)
专题09 压 强
考点1 增大或减少压强
1.(2023•宜昌)下列生产生活实例中属于减小压强的是( )
A.载重汽车有很多个宽大的车轮 B.冰刀鞋的刀刃做得很薄
C.破窗锤的敲击端做成锥状 D.切蛋器上的不锈钢丝做得很细
【答案】A
【解析】A、载重汽车有很多个宽大的车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意。
B、冰刀鞋的刀刃做得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不合题意。
C、破窗锤的敲击端做成锥状,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不合题意。
D、切蛋器上的不锈钢丝做得很细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不合题意。
故选:A。
2.(2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油)下列生产生活实例中,主要应用压强知识的是( )
A.公交车上的破窗锤 B.铅垂线
C.滚动轴承 D.撬石头
【答案】A
【解析】A.公交车上的破窗锤,通过减小受力面积增大压强,故用了压强的知识,故A符合题意;
B.铅垂线应用了重力的方向竖直向下,故B不符合题意;
C.滚动轴承是用滚动代替滑动减小摩擦,故C不符合题意;
D.撬石头的撬棒是利用杠杆的平衡条件来省力,故D不符合题意。
故选:A。
3.(2023•随州)物理课《压强》正在愉快地进行,在“举例与辩论”环节小刚与小强成了“正方与反方”,小刚主张履带式挖掘机的履带是减小压强的例子,因为在松软的泥土上它没有陷进去;小强则认为挖掘机从门前平展的水泥路面经过时,钢铁履带上的棱条将路面压出许多“破损的白痕”属于增大压强。
请你运用“压力、受力面积、压强三者关系”对双方的观点进行分析说明:
(1)同一挖掘机在松软的泥土上(提示:受力面积如何,压强如何): ;
(2)同一挖掘机在水泥路面上(提示:受力面积如何,压强如何): 。
【答案】(1)受力面积大,压强小;(2)受力面积小,压强大
【解析】(1)同一挖掘机在松软的泥土上时,下面的履带全部与泥土接触,受力面积大,压强小;
(2)同一挖掘机在水泥路面上时,只有下面棱与地面接触,受力面积小,压强大。
考点2 压强大小的比较
4.(2023•恩施州)如图所示,每块砖的质量相等,长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm,以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小,正确的是( )
A.p甲>p乙>p丙 B.p乙>p甲>p丙
C.p丙>p乙>p甲 D.p乙>p丙>p甲
【答案】D
【解析】设一块砖的重力为G,根据图示可知,F甲=3G,F乙=3G,F丙=3G,
由p=可得p甲====,
p乙===,p丙===,
所以p乙>p丙>p甲,故D正确。
故选:D。
5.(2022•黄石)如图所示的容器静止放在水平桌面上,4支管中液面相平,下列说法正确的是( )
A.b点处向上的压强小于向下的压强 B.c管液柱最长,c点处压强最大
C.d管液体体积最大,d点处压强最大 D.4支管中液体的密度相同
【答案】D
【解析】A、根据液体压强特点,液体内部朝各个方向的压强都相等,故b点处液体向上的压强等于向下的压强,故A错误;
BC、根据连通器的特点,连通器里只有一种液体且液体静止不流动时,各容器中液面保持相平,由液体压强公式可得,各容器底部受到的压强相等,故BC错误;
D、由题意可知,4个容器中的液面相平,所以容器中是同种液体,且密度相同,故D正确。
故选:D。
6.(2023•仙桃)(多选)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体。下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F甲=F乙=F丙
【答案】BD
【解析】ABC、质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体。根据图中容器的形状知,C的体积最大,B的体积最小,根据ρ=,C的密度最小,B的密度最大,故ρB>ρA>ρC,
根据液体的压强p=ρgh知,深度相同,液体对容器底部的压强pB>pA>pC,
根据液体的压力F=pS知,底面积相同,液体对容器底部的压力FB>FA>FC,故B正确,AC错误;
D、容器对桌面的压力等于杯子和液体的总重力,杯子和液体的质量都相同,总重力相等,因而对桌面的压力相等,故D正确。
故选:BD。
考点3 压强的计算
7.(2023•襄阳)均匀实心正方体A重为100N,对它施加20N向上的拉力F(如图甲所示),此时A对水平地面的压强为pA;撤去力F后将A沿竖直和水平方向各切去一部分(如图乙所示),使剩余部分为一长方体B(其边长b>a,b等于A的边长),此时B对地面的压强为pB。已知pB=pA,则B重 N。
【答案】64
【解析】正方体A的密度为:ρ====;
正方体A重为100N,对它施加20N向上的拉力F时,A对水平地面的压强为:
pA====﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
均匀实心物体对水平面的压强:p======ρgh,
则长方体B对地面的压强为:pB=ρga=×10N/kg×a=﹣﹣﹣﹣﹣②,
已知pB=pA,即=,所以=,
将A沿竖直和水平方向各切去一部分后密度不变,即长方体B的密度也为ρ,
则长方体B与正方体A的重力之比:====,
所以B的重力为:GB=GA=×100N=64N。
8.(2023•荆州)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计。其底部是边长为5cm的正方形,容器中装有高度为8cm的水,此时水对容器底的压强为 Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为2cm,该容器的质量为 g。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】800;50
【解析】(1)此时水对容器底的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(2)容器排开水的体积V排=V水+V空=Sh+SΔh=5cm×5cm×8cm+5cm×5cm×2cm=250cm3,
容器所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×250×10﹣6m3=2.5N,
容器和水的重力G=F浮=2.5N,容器和水的质量m===0.25kg,
水的体积V水=Sh=5cm×5cm×8cm=200cm3,
水的质量m水=ρ水V水=1g/cm3×200cm3=200g=0.2kg,
容器的质量m容=m﹣m水=0.25kg﹣0.2kg=0.05kg=50g。
9.(2022•黄石)蹦床是很多小朋友喜爱的游戏项目,小朋友站在蹦床上时受到蹦床对他向上的弹力,这是因为 (选填“小朋友”或“蹦床”)形变产生的;小朋友在空中先上升后下降,说明力可以改变 ;在某一瞬间,小朋友感觉地面离他越来越近,这是因为他选择 作为参考系;若小朋友重200N,站立不动时双脚和蹦床接触的面积为100cm2,则他对蹦床的压强是 Pa。
【答案】蹦床;物体的运动状态;自身;2×104
【解析】小朋友站在蹦床上,蹦床发生形变产生一个对小朋友向上的弹力;
小朋友被弹起后,是先上升后下落,说明力可以改变物体的运动状态;
小朋友下落时,感觉地面离他越来越近,是以自身为参照物;
小朋友对蹦床的压强为:p====2×104Pa。
10.(2022•襄阳)一块厚为10cm、质地均匀的长方体物块放在水平地面上。若沿如图所示的斜面将物块切成完全相同的两块,把这两块水平分开后依然平放在水平地面上,它们对地面的压强分别为1000Pa和1500Pa,则物块的密度为 1.2×103 kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】1.2×103
【解析】地面上的物体对地面的压力等于自身的重力,设长方体物块的重力为2G,将物块切成完全相同的两块,则每一块的重力为G,它们对水平地面的压强之比为:====,
设S左=3S,则S右=2S,所以长方体的底面积为5S,
由p左===1000Pa可得:G=3000Pa×S,
则长方体对地面的压强:p===1200Pa,
由p======ρgh可得长方体物块的密度:
ρ===1.2×103kg/m3。
考点4 液体压强与大气压强
11.(2023•武汉)同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处,其中d离塑料瓶远些,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中d是从a孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
【答案】B
【解析】A、由图可知,a处液体的深度比b处液体的深度小,由液体压强的特点可知,a处液体的压强小于b处液体的压强,因此a孔喷出水的距离小于b孔喷出水的距离,即d是从b孔喷出水的落点,c是从a孔喷出水的落点,故A错误;
BC、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B正确、C错误;
D、a孔的位置比b孔的位置高,水的深度小,液体压强小,则水的流速慢,若两孔大小相同,则相同时间内a孔流出水的质量小,故D错误。
故选:B。
12.(2023•随州)风油精因具有提神醒脑和蚊叮虫咬后止痒等功效成为生活常备品。有一种现象引起了物
理兴趣小组的注意:打开风油精的瓶盖将瓶口向下提着(如图),不见风油精哗啦啦流
出,甩一甩或抖一抖风油精就会从瓶口出来一些。下列说法中正确的是( )
A.甩一甩风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体也具有惯性这一特性
B.图中瓶口向下,此时瓶内液体上方气体的气压一定大于瓶外环境的气压
C.图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加则瓶内液体会自动流出
D.图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温则瓶内液体会自动流出
【答案】A
【解析】A、甩一甩风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体也具有惯性这一特性,故A正确;
B、图中瓶口向下,此时瓶内液体上方气体的气压小于瓶外环境的气压,故B错误;
C、图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加,内外压强差更大,则瓶内液体不会自动流出,C错误;
D、图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温则瓶内气压减小,液体更不会自动流出,故D错误。
故选:A。
13.(2022•宜昌)在如图所示的托里拆利实验中,会使测得的大气压数值变小的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜 B.将玻璃管稍微下压
C.用密度更小的液体替代水银 D.玻璃管内混入空气
【答案】D
【解析】AB、托里拆利实验中,是否倾斜、上提下压、管的粗细都不影响水银柱的高度,故AB错误。
C、托里拆利实验中,用密度更小的液体替代水银,液柱的高度变大,故C错误。
D、若玻璃管内混进了少许空气,则p水银+p空气=p大气,所以空气会产生一定的压强,从而抵消掉一部分外界大气压,最终测量结果会偏小,故D正确。
故选:D。
14.(2022•十堰)如图是抗击“新冠”疫情使用的负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气 (选填“从车内抽出”或“抽入至车内”),使车内气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)车外大气压,在 作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
【答案】从车内抽出;低于;大气压
【解析】负压救护车的原理:车内空间为负压舱,小于外界大气压,因此必须用抽气机将被污染的空气经过消毒、杀菌处理后从车内抽出,使车内气压低于车外大气压,在大气压作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
考点5 流体压强与流速的关系
15.(2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油)2023年5月28日,国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功。如图,C919正在向上爬升,此过程中下列说法正确的是( )
A.C919的动能增大,重力势能减小
B.随着海拔高度的增加,舱外大气压逐渐增加
C.机翼上方气流的速度较小,气流对机翼上表面的压强较大
D.机翼上方气流的速度较大,气流对机翼上表面的压强较小
【答案】D
【解析】A、C919大飞机在升空的过程,质量不变,速度变大,动能增大,同时高度上升,重力势能增大,故A错误;
B、随着海拔高度的增加,舱外大气压逐渐减小,故B错误;
CD、机翼上方气流的速度较大,气流对机翼上表面的压强较小,故D正确,C错误。
故选:D。
16.(2022•随州)2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功(如图)。有网友兴奋地说,中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C919最大起飞质量达77吨,如此庞然大物能飞上天,下列说法中正确的是( )
A.C919不能垂直地面腾空而起,先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B.C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系
C.C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
D.C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞,此过程飞机对地面的压力增大,对地面的压强增大
【答案】B
【解析】ABC、飞机的机翼上凸下平,飞机飞行时,在相同时间内,空气经过机翼上方的路程长,速度大,压强小;空气经过下方的路程短,速度小,压强大,从而使飞机获得向上的升力,当升力足够大时,飞机能起飞,所以飞机不能垂直地面腾空而起,故AC错误,B正确;
D、C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞的过程中,飞机受到的升力变大,对地面的压力变小,地面的受力面积不变,根据p=,地面受到的压强变小,故D错误。
故选:B。
17.(2022•荆门)下列各图所示的情境中,利用了“流体压强与流速的关系”原理的是( )
A.图甲中飞机机翼形状,可以产生升力
B.图乙中水库堤坝设计成“上窄下宽”
C.图丙中茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处
D.图丁中用吸管喝饮料
【答案】A
【解析】A.相等时间内,空气经过飞机机翼上方时,路程长,空气流速大,空气压强小,空气经过飞机机翼下方时,路程短,空气流速小,空气压强大,故飞机受到向上的压强差,受到向上的升力作用,这是利用流体压强跟流速的关系,故A符合题意;
B.水库堤坝制成上窄下宽的形状,为了防止液体压强随深度的增加而增大给堤坝造成危害,故B不符合题意;
C.壶嘴和壶身构成连通器,连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平,所以茶壶壶嘴的高度不能低于壶盖处,故C不符合题意;
D.用吸管喝饮料,吸气时吸管内的气压减小,饮料在大气压作用下进入嘴里,这是利用大气压的结果,故D不符合题意。
故选:A。
18.(2023•荆州)2023年5月28日,中国东方航空使用中国商飞全球首架交付的C919大型客机,从上海虹桥机场飞往北京首都机场,开启了国产大飞机C919的全球首次商业载客飞行,如图所示。飞机在升空过程中,乘客行李箱的惯性 (选填“变大”、“变小”或“不变”);乘客相对于座椅是 (选填“静止”或“运动”)的;此时机翼 方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不变;静止;上;变小
【解析】飞机在升空过程中,乘客行李箱的质量大小不变,则惯性不变;
以座椅为参照物,乘客与座椅之间的位置没有改变,故乘客相对于座椅是静止的;
在飞机升空时,即飞机受到向上的升力,此时对于机翼来说,机翼上方的空气流速大,压强小,而机翼下方飞空气流速小,压强大,故飞机在较大的向上的升力的作用下升空。
随着海拔高度的升高,外界大气压强会变小。
19.(2022•恩施州)阅读短文,回答问题。
超导磁流体推进器
磁流体推进器(MHD)由磁体、电极和通道三部分构成,如图所示。磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,使之在通道内运动,若海水涌向船尾,水便会推动船舶前进。因采用超导磁体作为磁场来源,获称为超导磁流体推进器。
其推进原理利用了“磁场对通电直导体的作用”,工作过程中把电磁能直接转换成流体动能,以喷射推进新技术取代传统螺旋桨的推进,具有低噪音等特点,具有重大推广价值。
中科院从上世纪九十年代开始此项技术研究,第一艘超导磁流体推进实验船“HEMS﹣1”于1998年研制成功。
请回答下列问题:
(1)磁流体推进器的核心组件由 、电极和通道构成。
(2)为减小空气和海水的影响,实验船上部主体可加工成 (选填“上凸下平”、“上平下凸”或“上下对称”)的流线型。
(3)若上述实验船驶入清江,船身受到的大气压会 (选填“小于”、“等于”或“大于”)在海上时受到的大气压,利用河水 (选填“能”或“不能”)获得动力。
【答案】(1)磁体;(2)上下对称;(3)小于;能
【解析】(1)由文中的信息可知:磁流体推进器由磁体、电极和通道三部分构成;
(2)为减小空气和海水的影响,应使实验船上部主体的上下两个面受到的空气和海水的流体压强相等,根据流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小可知,实验船上部主体可加工成上下对称的流线型;
(3)由于清江的海拔高度比海上高,所以船身在清江上受到的大气压小于在海上时受到的大气压;
因为磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,所以液体必须导电才能获得动力,由于河水也能导电,因此利用河水能获得动力。
考点6 探究液体压强与哪些因素有关
20.(2023•襄阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中。
(1)图甲中压强计气密性良好,则U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)小冯同学由乙图到丙图的操作是为了探究在同一液体中液体压强与液体 的关系;
(3)在图丙中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两侧液面的高度差
(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)小冯同学对比乙、丙两图,得出一个猜想:在同一液体中,探头距离烧杯底部距离越小,液体压强越大。小俊同学只利用图丙中现有器材,保持探头位置不动,进行了简单操作后跟图乙对比(若图乙中探头的深度为h),就验证了小冯同学的猜想是错误的。小俊同学的操作是: 。
【答案】(1)不属于;(2)深度;(3)变大;(4)抽出丙图中的水,使得探头深度等于图乙中探头的深度为h即可
【解析】(1)U形管与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,U形管不属于连通器。
(2)比较乙图、丙图,在相同液体的不同深度处,而U形管两侧的液面高度差不等,可以得探究液体压强与深度的关系;
(3)在图丙中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
(4)要验证小冯同学的猜想是错误的,根据控制变量法,应控制液体密度和探头的深度都不变,只改变探头到烧杯底部的距离,根据题意和图示可知,应进行的操作是:抽出丙图中的水,使得探头深度等于图乙中探头的深度为h即可。
21.(2023•恩施州)如图,利用微小压强计,做探究液体内部压强的实验。
(1)如图甲所示,用手按压橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,是因为橡皮管内的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
(2)将压强计的探头浸入水中,观察到现象如图乙、丙、丁所示,这是比较同一液体内相同深度 的压强大小,实验结论是同一液体内: 。
【答案】(1)大于;(2)不同方向;同一深度,液体向各个方向的压强相等
【解析】(1)如图甲所示,用手按压橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,且U形管左侧液面低于右侧液面,说明压强计左侧胶管内的气压大于外界大气压;
(2)将压强计的探头浸入水中,观察到现象如图乙、丙、丁所示,探头所处深度相同,改变金属盒朝向,U形管内左右两侧液面高度差不变,这说明在同一液体内,同一深度,液体向各个方向的压强相等。
22.(2023•黄冈、孝感、咸宁)小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的 ;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度, 的压强都相等;
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: ;
(4)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是 。在使用压强计时,待探究液体与U形管中液体的密度差越 (选填“大”或“小”),实验现象越明显。
【答案】(1)两侧液面高度差;(2)向着各个方向;
(3)没有控制液体深度相同;
(4)弹簧测力计;大
【解析】(1)为了能使实验顺利进行,检查实验装置的气密性,使用前用手指按压强计的橡皮膜,观察U形管的两侧液面高度差;
(2)比较图A、B、C,它们除了探头橡皮膜的方向不同其它都相同,两边液面高度差相同,说明在同种液体内部的同一深度,向着各个方向的压强相同;
(3)液体压强与密度和深度有关系,要研究液体压强与密度的关系,需要保持液体深度相同,由图D和E知,压强计的金属盒在两种液体中的深度是不同的,由于没有控制液体深度相同,所以结论不可靠;
(4)拉弹簧的力越大,弹簧的伸长就越大,根据此原理制成了弹簧测力计,即用弹簧的伸长大小,间接反映力的大小,用到了转换法;量筒、刻度尺可以直接读出液体体积的大小和长度的大小,没有用到转换法;
探头在不同液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以待探究液体与U形管中液体的密度差越大,两侧液面高度差越大,实验现象越明显。
考点7 压强的综合计算
23.(2023•黄冈)2023年5月28日上午,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919,如图甲,历时2h从上海到北京,开启了首次商业载客飞行。
(1)已知上海到北京航程为1178km,求C919由上海飞往北京的平均速度;
(2)C919在高空水平定速巡航时,若受到的阻力为1.15×105N,飞机发动机的效率为25%,则飞行4km需要消耗多少升汽油?已知汽油密度为0.8×103kg/m3,汽油热值为4.6×107J/kg;
(3)如图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型。图中机翼的下表面可视为平面,面积为S1。飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时,机轮与地面的总接触面积为S2,飞机对地面的压强为p。飞机总重为G,近似地认为飞机受到的升力来自于飞机双侧机翼。请推导出飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差Δp(用字母表示)。
【解析】(1)由上海飞往北京的平均速度:
v===589km/h;
(2)因C919在高空水平定速巡航时处于平衡状态,受到的动力和阻力是一对平衡力,
所以,此过程中飞机发动机做的功:
W=F′s′=fs=1.15×105N×4×103m=4.6×108J,
由η=×100%可得,消耗汽油完全燃烧释放的热量:
Q放===1.84×109J,
由Q放=mq可得,消耗汽油的质量:
m===40kg,
由ρ=可得,需要消耗汽油的体积:
V===0.05m3=50dm3=50L;
(3)机轮与地面的总接触面积为S2,飞机对地面的压强为p,则飞机对地面的压力F压=pS2,
因力的作用是相互的,则地面对飞机的支持力F支=F压=pS2;
飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时,飞机受到向上的升力、向上的支持力和向下的重力,飞机在竖直方向上受力平衡,则F升+F支=G,
所以飞机受到升力(上下表面的压力差):F升=G﹣F支=G﹣pS2,
图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型,且图中机翼的下表面可视为平面,面积为S1,则两侧机翼下表面的总面积为2S1,
所以,上下表面的压强差Δp==。
答:(1)C919由上海飞往北京的平均速度为589km/h;
(2)飞行4km需要消耗50L的汽油;
(3)飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差Δp=。
24.(2023•宜昌)如图所示,我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大,也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日,“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟,下潜深度达10909米,前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg,体积为3dm3的深海岩石,固定在采样篮上带出了水面。问:
(1)“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船,这种信息传递是通过 (选填“超声波”或“电磁波”)实现的。
(2)“奋斗者”号坐底时受到的海水压强是多少?(海水密度近似为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)带回的岩石密度是多少kg/m3?将它从海底匀速提升至水面,不计水的阻力,采样篮对它做的功是多少J?
【解析】(1)“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船,这种信息传递是通过超声波实现的;
(2)“奋斗者”号坐底时受到的海水压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa;
(3)深海岩石的密度为:=2.8×103kg/m3;
深海岩石的重力为:G=mg=8.4kg×10N/kg=84N,
岩石受到的浮力为:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×3×10﹣3m3×10N/kg=30N,
采样篮对它做的功:
W=(G﹣F浮)h=(84N﹣30N)×10909m≈5.89×105J。
答:(1)超声波;
(2)“奋斗者”号坐底时受到的海水压强是1.0909×108Pa;
(3)带回的岩石密度是2.8×103kg/m3;将它从海底匀速提升至水面,不计水的阻力,采样篮对它做的功是5.89×105J。
25.(2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油)底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水,如图甲;然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103kg/m3)求:
(1)铝块的体积是多少m3?
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa?
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少Pa?
【解析】(1)铝块的体积为:V铝===10﹣3m3;
(2)放入铝块前,圆柱形容器中水的重力为:
G水=m水g=ρ水V水g=ρ水S容h水g=1.0×103kg/m3×300×10﹣4m2×6×10﹣2m×10N/kg=18N,
容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,即:F=G总=G水+G容=18N+6N=24N,
容器对水平桌面的压强为:p容===800Pa;
(3)铝块的边长为:L铝===0.1m,
铝块的底面积为:S铝=(L铝)2=(0.1m)2=0.01m2=100cm2,
由图乙可知,加入铝块后,水的深度为:h水′===9cm,
水对容器底部的压强增加量为:Δp水=ρ水gΔh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×(9﹣6)×10﹣2m=300Pa。
答:(1)铝块的体积为10﹣3m3;
(2)容器对水平桌面的压强为800Pa;
(3)水对容器底部的压强增加量为300Pa。
26.(2022•恩施州)小明家的屋顶上建有一个长方体蓄水池,池内装有长2m、宽1m、深0.5m的水。求:(g取10N/kg)
(1)水对池底产生的压强;
(2)水对池底产生的压力;
(3)将重50N、体积为6×10﹣3m3的某物体浸没在水中后放手,判断它的浮沉情况。
【解析】(1)水池底受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa;
(2)池底的面积:S=ab=2m×1m=2m2,
由p=,可得,
池底受到水的压力:
F=pS=5×103Pa×2m2=104N;
(3)物体全部浸入水中时,V排=V=6×10﹣3m3,
此时物体受到的浮力:
F浮=G排=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3=60N;
物体重G=50N,
因为F浮>G,所以放手后物体将上浮。
答:(1)水对池底产生的压强是5×103Pa;
(2)水对池底产生的压力是104N;
(3)将物体浸没在水中后放手,它将上浮。
27.(2022•宜昌)如图甲所示,我国自行研制的ZBD﹣05两栖步兵战车,是世界上水上行驶最快的战车。它具有独特的前部防浪板和尾部滑行板,水中航行时,两者配合可以降低阻力,提高速度,有力增强了我军抢滩登陆的能力,它的部分参数如下表。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。则:
战车质量
26t
水上最大速度
25km/h
履带着地总面积
4m2
发动机功率
1100kW
(1)尾部滑行板设计成如图乙所示的水翼形状,使其在水中行驶时获得向上的抬升力,它依据的物理学原理是 。
(2)战车在离岸10km的距离以最快速度冲击,可以多长时间到达岸边?
(3)战车在抢滩登陆接近水平岸滩时,收起尾部滑行板,履带已着地,但仍有4m3的车体浸在水中,如图丙所示,此时地面对履带的压强是多少?
【解析】(1)当船在水中高速航行时,水翼上表面凸起,它与船体间的水流速度大,压强小;水翼下表面的水流速度小,压强大,因此在水翼的上下表面存在向上的压力(压强)差,所以船便获得升力;所以物理学原理是流体在流速越大的地方,压强越小;在流速越小的地方,压强越大;
(2)根据v=可知,到达岸边的时间为:t===0.4h;
(3)根据阿基米德原理可知,战车受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m3=4×104N;
战车的重力为:G=mg=26×103kg×10N/kg=2.6×105N;
地面对履带的压力为:F=G﹣F浮=2.6×105N﹣4×104N=2.2×105N;
履带受到的压强为:p===5.5×104Pa。
答:(1)流体在流速越大的地方,压强越小;在流速越小的地方,压强越大;
(2)战车在离岸10km的距离以最快速度冲击,可以0.4h到达岸边;
(3)地面对履带的压强是5.5×104Pa。
28.(2022•黄冈、孝感、咸宁)由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器,世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”,可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时,要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。
(1)当箱梁静止在水平桥面时,箱梁与桥面的接触面积为200m2,求箱梁对桥面的压强;
(2)工作时,“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m,固定好后,载着箱梁水平向前运动了30m。求此过程中克服箱梁所受重力做的功;
(3)如图所示,“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离,l2表示ON的水平距离,G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车A受到的重力)、其重心在O点,F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式(用字母表示)。
【解析】(1)箱梁对水平桥面的压力:F压=G箱=1.0×107N,
箱梁对桥面的压强:p===5×104Pa;
(2)因为重力方向竖直向下,所以在水平方向移动箱梁时没有克服重力做功,只有在竖直方向上移动时克服箱梁所受重力做了的功,
因此此过程中克服箱梁所受重力做的功:W=G箱h=1.0×107N×0.6m=6×106J;
(3)以M点为支点,则支持力的力臂为LF=l1,重力的力臂为LG=l1﹣l2,
由杠杆的平衡条件可知:F×LF=G×LG,
则F=×G=×G。
答:(1)箱梁对桥面的压强为5×104Pa;
(2)此过程中克服箱梁所受重力做的功为6×106J;
(3)支持力F的表达式:F=×G。
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