内容正文:
专题特训(五) 压强问题的分析与计算
第九章 压强和浮力
类型一 定义式p=的应用
1. 如图所示,两个质量相等的圆柱形杯子甲、乙放置于水平桌面上,杯底与桌面的接触面积之比为1∶2。装入一定量的水后杯子对桌面的压强均为p0,将乙杯中水全部倒入甲杯后放回原处,甲杯对桌面的压强p1 > 2p0,乙杯对桌面的压强p2 < p0。(>/=/<)
(第1题)
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2. (2023·达州)如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的棱长之比L甲∶L乙=1∶2,质量之比m甲∶m乙=2∶3,甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙,下列计算中,正确的是( D )
(第2题)
D
A. ρ甲∶ρ乙=8∶3 B. ρ甲∶ρ乙=3∶4
C. p甲∶p乙=2∶3 D. p甲∶p乙=8∶3
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3. 一密度为ρ的钢制轴承,由粗细不同的两部分圆柱构成,两部分圆柱的高度均为2h,按如图甲所示的方式放置时,轴承对水平面的压强为3ρgh,按如图乙所示的方式放置时,轴承对水平面的压强为( C )
A. 4ρgh B. 5ρgh C. 6ρgh D. 8ρgh
(第3题)
C
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4. 某校园内有一座塑像,其基座结构类似如图甲、乙所示的模型。A、B是质量分布均匀的正方体物块,其棱长分别是20cm、30cm,密度之比ρA∶ρB=3∶1。将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa,如图甲所示。(g取10N/kg)
(第4题)
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(1) 求图甲中物块A对地面的压力。
解:(1) 由题可知,SA==(20cm)2=(0.2m)2=0.04m2,根据p=可知,物块A对地面的压力F=pSA=5100Pa×0.04m2=204N
(第4题)
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(2) 求物块A的密度。
解:(2) A、B两物块的体积分别为VA==(0.2m)3=0.008m3,VB==(0.3m)3=0.027m3,故==,则A、B两物块的重力之比==×=×=,因为GA+GB=F=204N,所以GA=96N,GB=108N,物块A的密度
ρA===1.2×103kg/m3
(第4题)
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(3) 若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面,如图乙所示,要使B对地面的压强为2800Pa,则应将物块B沿竖直方向切去几分之几?
解:(3) 若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面,要使B对地面的压强为2800Pa,设应将B沿竖直方向切去的体积和总体积之比为n,根据p=得F=pS,则GA+GB-nGB=2800Pa×(SB-nSB),代入数据解得n=,所以应将物块B沿竖直方向切去
(第4题)
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5. (2024·新疆)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1∶p2∶p3=2∶3∶6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50cm2。求:(g取10N/kg)
(第5题)
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(1) 空心砖的重力。
解:(1) 空心砖的重力G=mg=1.5kg×10N/kg=15N
(2) 空心砖竖放时对水平地面的压强。
解:(2) 空心砖对水平地面的压力F=G=15N,空心砖竖放时对水平地面的压强p3===3×103Pa
(第5题)
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(3) 空心砖的材料的密度。
解:(3) 根据题意可知,空心砖平放、侧放和竖放时,对水平地面的压强之比p1∶p2∶p3=2∶3∶6,则空心砖平放时对地面的压强p1=1×103Pa,侧放时对地面的压强p2=1.5×103Pa,根据p=可得,空心砖平放时的受力面积S1===1.5×10-2m2=150cm2,侧放时的受力面积S2===1×10-2m2=100cm2,
(第5题)
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设空心砖的长、宽、高分别为a、b、h,则空心砖实心部分的体积V实=V=abh,结合题图可得V实=S1h,故S1=ab=150cm2 ①,空心砖侧放时的受力面积S2=ah=100cm2 ②,空心砖竖放时的受力面积S3=bh=50cm2 ③,联立①②③解得h=5cm,则空心砖实心部分的体积V实=S1h=150cm2×5cm=750cm3=7.5×10-4m3,所以空心砖的材料的密度ρ===2×103kg/m3
(第5题)
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6. 如图所示,质地均匀的圆柱甲和乙放置在水平地面上,其密度分别为ρ甲和ρ乙,已知甲、乙的底面积相同且对地面的压强相等,则ρ甲 > ρ乙;若沿水平方向分别将甲、乙两圆柱切去相同的高度h,则甲、乙剩余部分对地面的压强p甲 < p乙。(>/=/<)
(第6题)
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类型二 推导式p=ρgh的应用
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7. 如图所示,材质均匀的长方体甲、乙放在水平地面上,甲、乙的底面积分别为S、S'(S<S'),此时它们对地面的压强相等。现将甲、乙按顺时针方向旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S'、S。关于此时甲、乙对地面的压强p甲、p乙和对地面的压强变化量Δp甲、Δp乙的大小关系,下列判断中正确的是( B )
A. p甲<p乙,Δp甲>Δp乙 B. p甲<p乙,Δp甲<Δp乙
C. p甲>p乙,Δp甲>Δp乙 D. p甲>p乙,Δp甲<Δp乙
(第7题)
B
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类型三 压强定义式p=和推导式p=ρgh的综合应用
8. 棱长为12cm的均匀正方体所受重力为72N,将其放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为 5×103 Pa;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为 8 cm。
(第8题)
5×103
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9. 把同种材料制成的甲、乙两个实心正方体放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p1和p2。把甲放在乙的上面,如图所示,则乙对桌面的压强为( B )
A. p1+p2 B.
C. + D.
(第9题)
B
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