内容正文:
第八章 压强和浮力
素养提升 科学思维——固体压强变化的判断与计算
进阶能力点2 切割模型
1
一、切割引起的压强变化
切割类型 _______________________
沿竖直方向切
去右边部分 ________________________
沿水平方向切
去上方部分 _________________________
沿对角线方向
切去右上方部
分
对水平面的
压力 变小 变小 ______
变小
思维整合
2
受力面积 变小 不变 ______
对水平面的
压强 不变 ______ ______
不变
变小
变小
续表
思维整合
3
二、切割类固体压强的计算
沿水平方向切割:(受力面积不变,压力 变化)
(1)一个物体(规则柱状物体且重力为 )
思维整合
4
①切去质量时(如图1):水平面受到的压强
_ ______。
思维整合
5
②切去体积时(如图2):切去部分的质量 _____,水
平面受到的压强 _ _______。
③切去厚度 时(如图3):对于规则的匀质柱状物体,剩余
物体对水平面的压强 _____________。
思维整合
6
(2)两个物体(规则匀质柱状物体)
①切去相同厚度 (如图4):水平面所受压强的变化量
_______, _______。
②切去相同质量 (如图5):水平面所受压强的变化量
_ ____, _____。
思维整合
7
③切去相同体积 (如图6):水平面所受压强的变化量
_ _____, ______。
思维整合
8
1
答 案 呈 现
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2
3
C
9
1. [2023·上海闵行区月考] 如图所示,实心均匀正方体放在
水平地面上,沿水平方向截取任意厚度分成甲、乙两部分,
取下甲并按某种方式放在水平地面上,甲、乙对地面的压强
分别为、。下列放置方式一定可以实现 的是
( )
C
A. 取下后以任意方式放置
B. 取下后水平放置
C. 取下后逆时针翻转 放置
D. 取下后顺时针翻转 放置
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【点拨】实心均匀正方体放在水平地面上,对
水平地面的压力等于重力,根据 、
可得:
。水平截取任意厚度部
分后水平放置,甲的高度不一定大于乙的高度,根据
可知, 不一定能实现;
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取下甲后逆时针翻转 放置,甲的高度一定
大于乙的高度,根据可知, ,
故 不符合题意,C符合题意。取下甲后顺时
针翻转 放置,与水平放置时情况相同,
不一定能实现,故D不符合题意。
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2.[2024·上海交大附中模拟]
如图甲所示,质量均匀分布
的实心正方体放在水平地面
上。现按图乙方式沿对角线将上半部分切除后,剩余部分对
水平地面的压强为 ;若将切除部分按图丙方式放置在水平
地面上,对水平地面的压强为,则___(选填“ ”“ ”
或“”);若该正方体按图丁方式沿 面将右边部分切
除,剩余部分对地面压强为,则 ______。
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【点拨】设正方体的重力为 ,
棱长为 ,按图乙方式沿对角
线将上半部分切除后,剩余部
分对地面的压力 等于剩余部分的重力,大小为正方体重力
的一半,即,受力面积 ;按图丙方式放置时,
切下来的部分对地面的压力 ,图丙中受力面积
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,比较
可知,由 可知,
。图丁中,设正方体
下底面处切除部分的宽度为 ,
正方体的密度为 ,则切除
后剩余部分(相当于三棱柱)
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的体积 ,剩
余部分对地面的压强
;
图丙中剩余部分的体积
,图丙中的受力面
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积 ,则图丙中剩余
部分对地面的压强
,则
。
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3.[2024·重庆北碚区期末] 均匀实心正方
体重为,对它施加 竖直向上
的拉力(如图甲所示),此时 对水平
地面的压强为;撤去力后将 沿竖直
和水平方向各切去一部分,使剩余部分为一长方体
(其棱长,等于的棱长,如图乙所示),此时 对地
面的压强为。已知 ,求:
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(1)棱长与 的比值。
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【解】切割前
,若不施
加向上的拉力,则正方体对水平地面的压强
,也可以表示为
,而 对地面的压强
,因为 ,所以
,则 。
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(2) 的重力。
、的体积之比为 ,由于密
度不变,则、 的重力之比等于体积之比
,即 ,解得
。
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$$