专题五　压强的综合计算（课件）2024-2025学年度沪科版物理八年级全一册

第八章　压强 专题五　压强的综合计算 1 类型一　固体压强相关计算 1. 植保无人机在现代农业中发挥着重要作用。如图所示的植保无人机空 载质量为20 kg，药箱的容积为2.5×10－2 m3，起落架的总底面积为2× 10 －2 m2，农药密度ρ农药＝1.1×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： (1)无人机空载时所受的重力； 解：(1)无人机空载质量为20 kg，则无人机空载时所受的重力 G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N。 解：(1)无人机空载质量为20 kg，则无人机空载时所受的重力 G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N。 答：(1)200 N 1 2 3 4 5 6 7 (2)无人机可装农药的最大质量； 解：(2)无人机可装农药的最大质量 m农药＝ρ农药V＝1.1×103 kg/m3×2.5×10－2 m3＝27.5 kg。 解：(2)无人机可装农药的最大质量 m农药＝ρ农药V＝1.1×103 kg/m3×2.5×10－2 m3＝27.5 kg。 答： (2)27.5 kg 1 2 3 4 5 6 7 (3)静止在水平地面上的无人机满载时对水平地面的压强。 解：(3)静止在水平地面上的无人机满载时对水平地面的压力 F＝G总＝G＋G农药＝200 N＋27.5 kg×10 N/kg＝475 N， 静止在水平地面上的无人机满载时对水平地面的压强 p＝＝＝23 750 Pa。 答：(1)200 N；(2)27.5 kg；(3)23 750 Pa。 解：(3)静止在水平地面上的无人机满载时对水平地面的压力 F＝G总＝G＋G农药＝200 N＋27.5 kg×10 N/kg＝475 N， 静止在水平地面上的无人机满载时对水平地面的压强 p＝＝＝23 750 Pa。 答：(3)23 750 Pa。 1 2 3 4 5 6 7 2. (2024·厦门期中)湖北神农架科学考察队在丛林深处松软平整的泥地上 发现“野人”行走时留下的新鲜脚印，队员小明用方格纸描下了“野 人”的脚印(如图所示)，并测出“野人”每只脚的面积为400 cm2，脚印 深度为2 cm。(g取10 N/kg) (1)为了估测“野人”的质量，小明从背包中拿出一个棱长为5 cm的正方 体铝块，放在“野人”脚印旁的平地上，并在铝块上面加岩石块，当铝 块陷入泥中的深度也为2 cm时，用弹簧测力计测出铝块和岩石块的总重 为65 N，则“野人”对地面的压强是多少？ 1 2 3 4 5 6 7 解：(1)棱长为5 cm的正方体铝块与地面的接触面积S铝＝5×10－2 m×5×10－2 m＝2.5×10－3 m2， 铝块和岩石块对地面的压力F＝G＝65 N， 当铝块陷入泥中的深度也为2 cm时，“野人”对地面的压强大小等于铝 块和岩石块对地面的压强大小，即 p＝＝＝2.6×104 Pa。 解：(1)棱长为5 cm的正方体铝块与地面的接触面积S铝＝5×10－2 m×5×10－2 m＝2.5×10－3 m2， 铝块和岩石块对地面的压力F＝G＝65 N， 当铝块陷入泥中的深度也为2 cm时，“野人”对地面的压强大小等于铝 块和岩石块对地面的压强大小，即 p＝＝＝2.6×104 Pa。 答：(1)2.6×104 Pa 1 2 3 4 5 6 7 (2)据此小明算出“野人”的质量应是多少？ 解：(2)根据p＝可得，“野人”对地面的压力 F'＝pS＝2.6×104 Pa×400×10－4 m2＝1 040 N， “野人”所受的重力等于他对地面的压力，即 G'＝F'＝1 040 N， “野人”的质量m＝＝＝104 kg。 答：(1)2.6×104 Pa；(2)104 kg。 解：(2)根据p＝可得，“野人”对地面的压力 F'＝pS＝2.6×104 Pa×400×10－4 m2＝1 040 N， “野人”所受的重力等于他对地面的压力，即 G'＝F'＝1 040 N， “野人”的质量m＝＝＝104 kg。 答：(2)104 kg。 1 2 3 4 5 6 7 类型二　液体压强相关计算 3. 一个重2 N、底面积为0.02 m2的平底薄壁容器，放在面积为0.8 m2的 水平桌面上，容器内装有重12 N的水，容器的高度为15 cm，水的深度为 12 cm。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： (1)容器底受到水的压强； 解：(1)容器内水的深度h＝12 cm＝0.12 m，容器底受到水的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1 200 Pa。 解：(1)容器内水的深度h＝12 cm＝0.12 m，容器底受到水的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1 200 Pa。 答：(1)1 200 Pa 1 2 3 4 5 6 7 (2)容器底受到水的压力； 解：(2)由p＝可得，容器底受到水的压力 F＝pS＝1 200 Pa×0.02 m2＝24 N。 (3)桌面受到装水容器的压力； 解：(3)桌面受到装水容器的压力 F'＝G总＝G容＋G水＝2 N＋12 N＝14 N。 解：(2)由p＝可得，容器底受到水的压力 F＝pS＝1 200 Pa×0.02 m2＝24 N。 解：(3)桌面受到装水容器的压力 F'＝G总＝G容＋G水＝2 N＋12 N＝14 N。 答：(2)24 N 答：(3)14 N 1 2 3 4 5 6 7 (4)桌面受到装水容器的压强。 解：(4)桌面受到装水容器的压强 p'＝＝＝700 Pa。 答：(1)1 200 Pa；(2)24 N；(3)14 N；(4)700 Pa。 解：(4)桌面受到装水容器的压强 p'＝＝＝700 Pa。 答： (4)700 Pa。 1 2 3 4 5 6 7 4. (2024·龙岩二中期中)如图甲所示，将高为10 cm的薄壁圆柱形空杯放 在电子秤上。现均匀向杯中缓慢倒水，电子秤所显示的质量m随杯中水 的高度h变化的图像如图乙所示。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取 10 N/kg。求： 1 2 3 4 5 6 7 (1)空杯受到的重力； 解：(1)由题图乙可知，当杯中水的高度为0时，电子秤所显示的质量为空 杯的质量，即m杯＝0.2 kg， 空杯受到的重力G杯＝m杯g＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N。 解：(1)由题图乙可知，当杯中水的高度为0时，电子秤所显示的质量为空 杯的质量，即m杯＝0.2 kg， 空杯受到的重力G杯＝m杯g＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N。 答：(1)2 N 1 2 3 4 5 6 7 (2)杯子装满水时，水对杯底的压强； 解：(2)由题图乙可知，杯子装满水时，水的深度h＝10 cm＝0.1 m，此 时水对杯底的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa。 解：(2)由题图乙可知，杯子装满水时，水的深度h＝10 cm＝0.1 m，此 时水对杯底的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa。 答：(2)1 000 Pa 1 2 3 4 5 6 7 (3)杯子装满水时，杯底对电子秤的压强。(结果保留整数) 解：(3)由题图乙可知，杯子装满水时，水的质量 m水＝m总－m杯＝0.5 kg－0.2 kg＝0.3 kg， 根据ρ＝可得，水的体积 V＝＝＝3×10－4 m3， 杯底的面积S＝＝＝3×10－3 m2， 杯子装满水时，杯底对电子秤的压力 解：(3)由题图乙可知，杯子装满水时，水的质量 m水＝m总－m杯＝0.5 kg－0.2 kg＝0.3 kg， 根据ρ＝可得，水的体积 V＝＝＝3×10－4 m3， 杯底的面积S＝＝＝3×10－3 m2， 杯子装满水时，杯底对电子秤的压力 1 2 3 4 5 6 7 F＝G＝m总g＝0.5 kg×10 N/kg＝5 N， 杯子装满水时，杯底对电子秤的压强 p'＝＝≈1 667 Pa。 答：(1)2 N；(2)1 000 Pa；(3)1 667 Pa。 F＝G＝m总g＝0.5 kg×10 N/kg＝5 N， 杯子装满水时，杯底对电子秤的压强 p'＝＝≈1 667 Pa。 答：(3)1 667 Pa。 1 2 3 4 5 6 7 5. (2024·福州晋安区期中)如图所示，薄壁圆柱形容器甲和质地均匀的实 心正方体乙置于水平地面上。容器甲足够高，其底面积为5×10－2 m2， 盛有15 cm深的水；正方体乙的质量为5.4 kg，密度为2.7×103 kg/m3。 已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： (1)正方体乙所受的重力； 解：(1)正方体乙所受的重力 G＝mg＝5.4 kg×10 N/kg＝54 N。 解：(1)正方体乙所受的重力 G＝mg＝5.4 kg×10 N/kg＝54 N。 答：(1)54 N 1 2 3 4 5 6 7 (2)容器甲中水对容器底部的压强； 解：(2)容器甲中水对容器底部的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m＝1 500 Pa。 解：(2)容器甲中水对容器底部的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m＝1 500 Pa。 答：(2)1 500 Pa 1 2 3 4 5 6 7 (3)若将正方体乙浸没在容器甲的水中，水对容器底部压强的增加量。 解：(3)由ρ＝可得，正方体乙的体积 V＝＝＝2×10－3 m3， 将正方体乙浸没在容器甲的水中时，水的深度的变化量 Δh＝＝＝0.04 m， 水对容器底部压强的增加量 Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝400 Pa。 答：(1)54 N；(2)1 500 Pa；(3)400 Pa。 解：(3)由ρ＝可得，正方体乙的体积 V＝＝＝2×10－3 m3， 将正方体乙浸没在容器甲的水中时，水的深度的变化量 Δh＝＝＝0.04 m， 水对容器底部压强的增加量 Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝400 Pa。 答：(3)400 Pa。 1 2 3 4 5 6 7 类型三　大气压强相关计算 6. 用如图所示的装置粗略测量大气压的值，把吸盘用力压在玻璃上排出 吸盘内的空气，吸盘压在玻璃上的面积为4×10－4 m2，轻轻向挂在吸盘 下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时，测出吸盘、小桶和沙子的总质量 为3.8 kg，则大气对吸盘的压力为 　38　N，大气压的测量值 为 　9.5×104　Pa。(g取10 N/kg) 38　 9.5×104　 1 2 3 4 5 6 7 7. 如图所示，高压锅锅盖上的空心柱为排气孔，空心柱上“戴着”的帽 子为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体就会冲 开限压阀，使锅内气体的压强减小。现有一个高压锅，其直径为24 cm， 空心柱小孔的横截面积为10 mm2，限压阀的质量为100 g，要用它来煮 饭，已知大气压为1.0 ×105 Pa，g取10 N/kg。 1 2 3 4 5 6 7 (1)此高压锅内的气体能达到的最大压强是多少？ 解：(1)限压阀对排气孔的压力 F＝G＝mg＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N， 空心柱小孔的横截面积S＝10 mm2＝1×10－5 m2，则限压阀对排气孔的压 强p1＝＝＝1.0×105 Pa。 此高压锅内的气体能达到的最大压强 p＝p0＋p1＝1.0×105 Pa＋1.0×105 Pa＝2.0×105 Pa。 解：(1)限压阀对排气孔的压力 F＝G＝mg＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N， 空心柱小孔的横截面积S＝10 mm2＝1×10－5 m2，则限压阀对排气孔的压 强p1＝＝＝1.0×105 Pa。 此高压锅内的气体能达到的最大压强 p＝p0＋p1＝1.0×105 Pa＋1.0×105 Pa＝2.0×105 Pa。 答：(1)2.0×105 Pa 1 2 3 4 5 6 7 (2)商品质量检测部门规定：高压锅内气体的最大压强不能超过1.8× 105 Pa。要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能不能继续使用？ 若不能，应该配备一个多大质量的限压阀？ 1 2 3 4 5 6 7 解：(2)因为p＝2.0×105 Pa＞1.8×105 Pa，所以原来的限压阀不能继续 使用。 要使此高压锅能继续安全使用，应减小锅内气体的最大压强，则此时限 压阀对排气孔的压强 p限＝p最大－p0＝1.8×105 Pa－1.0×105 Pa＝8×104 Pa， 此时作用在排气孔的压力 F限＝p限S＝8×104 Pa×1×10－5 m2＝0.8 N， 此时限压阀所受的重力G'＝F限＝0.8 N， 应配备的限压阀的质量m＝＝＝0.08 kg＝80 g。 答：(1)2.0×105 Pa；(2)不能，80 g。 解：(2)因为p＝2.0×105 Pa＞1.8×105 Pa，所以原来的限压阀不能继续 使用。 要使此高压锅能继续安全使用，应减小锅内气体的最大压强，则此时限 压阀对排气孔的压强 p限＝p最大－p0＝1.8×105 Pa－1.0×105 Pa＝8×104 Pa， 此时作用在排气孔的压力 F限＝p限S＝8×104 Pa×1×10－5 m2＝0.8 N， 此时限压阀所受的重力G'＝F限＝0.8 N， 应配备的限压阀的质量m＝＝＝0.08 kg＝80 g。 答：(2)不能，80 g。 1 2 3 4 5 6 7 $$