2025年中考物理一轮复习提升专题:压强和浮力
2025-01-19
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内容正文:
2025年中考物理一轮复习提升专题:压强和浮力
一.选择题(共10小题)
1.举重是我国的优势体育项目,运动员需将杠铃举过头顶,等到裁判判定站稳之后才算成绩有效。中国选手邓薇体重64公斤,获得女子举重冠军,她打破三项世界纪录( )
A.挺举过程中某段时间,运动员对杠铃支持力小于杠铃的重力
B.杠铃对运动员的压力就是杠铃的重力
C.挺举时运动员对杠铃的支持力大于杠铃对运动员的压力
D.运动员受的重力和地面对运动员的支持力是一对平衡力
2.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p 不变,f 变大 B.F、f 不变,p 变大
C.F 变小,p、f 变大 D.F、f 不变,p 变小
3.拔河可以促进身体健康,有助于培养人的意志品质。如图所示,是甲、乙两组拔河比赛的场景,下列说法错误的是( )
A.比赛时,选体重大的运动员,能增大对地面的压力
B.比赛时,运动员身体后倾、两腿弯曲,可以降低重心
C.比赛时若甲队获胜,甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力
D.比赛时若甲队获胜,甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力
4.如下图所示,正确表示物体对接触面压力的是( )
A. B.
C. D.
5.水平桌面上有两个完全相同的容器A和B中分别装有等体积的水和酒精(ρ水>ρ酒精),现将两个完全相同的正方体木块甲和乙分别放到两种液体中,静止时如题图所示甲、F乙,A和B两容器底部所受液体的压力分别为FA、FB,它们的大小关系是( )
A.F甲<F乙,FA<FB B.F甲=F乙,FA>FB
C.F甲>F乙,FA>FB D.F甲=F乙,FA=FB
6.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较图示,下列说法错误的是( )
A.本实验用到了控制变量法
B.由甲、乙两图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.由甲、乙两图可知压力的作用效果与压力的大小有关
D.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
7.如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是
( )
①甲、乙两次实验中,压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,运用了转换的思想
②甲图中小桌对海绵的压力大小等于小桌所受的重力
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有①②③正确 D.①②③④都正确
8.学习压力的作用效果时,老师组织同学们进行了如图所示的活动:用食指和大拇指轻轻夹着三角尺,比较两个手指的感受,比较与之前两个手指的感受。根据以上活动中的感受,大家提出了以下四个问题( )
A.活动中手指的感受与压力大小是否有关?
B.压力的作用效果与压力大小有什么关系?
C.压力的作用效果与哪些因素有关?
D.压强的大小与哪些因素有关?
9.将重物放在水平桌面上,在受力面积不变的情况下,给这个重物施加竖直向上的拉力F.在拉力F逐渐变大过程中( )
A. B.
C. D.
10.在国际单位制中,压强的单位是( )
A.N B.m/s C.pa D.kg/m3
二.填空题(共5小题)
11.质量是5kg的物体静止在水平地面上,则该物体对地面的压力是 N;一个物体受到的重力是100N,则它的质量是 kg(g取10N/kg)。
12.如图所示是在野外发现的动物脚印,野生动物保护部门的成员常常会根据动物们留下脚印的形状、大小、深浅、排列方式等,分析动物的种类、体重、行走速度以及可能的行进方向等。脚印的 可以反映压强的大小,再结合脚印的 ,可以大致算出动物的体重。
13.如图物体A静止在斜面上,物体A受 (选填“平衡力”或“非平衡力”).请作出物体A的重力和斜面受到压力的示意图。
14.甲、乙两个质量、容积、高度均相等但形状不同的容器,装水后放在水平桌面上。将A、B两个不同的物体分别放入容器的水中,静止后两容器的水面恰好与容器口相平甲、F乙,容器对桌面的压力分别是F′甲、F′乙。则F甲 F乙;F′甲 F′乙。
15.如图所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止 (选填“相同”或“不同”), (选填“左”或“右”)边手指受到的压强大。这说明压力的作用效果与 有关。
三.解答题(共5小题)
16.如图所示,玻璃杯底竖放一个底面积为6cm2、高为15cm,密度为5×103kg/m3的长方体金属块(金属块与杯底不密合).求:向玻璃杯内缓慢注入深为8cm的水后,金属块对玻璃杯底的压力多少牛?(g取10N/kg)
17.阅读短文,回答问题
失重
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”,如图甲。他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间
图丙所示。已知小勇的实际质量为60kg(g取10N/kg)
(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力为 N。
(2)若电梯在10s内下降的距离为18m,电梯这段运动时间内的平均速度 m/s
(3)根据图丙分析,小勇在 (选填“0﹣t1”、“t1﹣t2”、“t2﹣10s”)段时间内处于失重状态。
(4)分析图丙可知,在t2﹣10s时间段内小勇对秤台的压力 他的重力选填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)若下降中体重秤示数为零,即说明他对体重秤压力F为零,我们称这种现象为完全失重合=ma,其中a称为加速度,单位为N/kg,F合=G﹣F,小勇完全失重时加速度a= N/kg
18.质量为60kg的小明双脚站立在水平沙池表面时,沙地凹陷留下两个明显的脚印,小明通过观察估测得知一个脚印的面积约为100cm2。(g取10N/kg)求:
(1)小明受到的重力是多少?
(2)小明对水平沙地的压强是多少?
(3)小红双脚站立在完全相同的水平沙地上,沙地凹陷也留下了两个明显的脚印,如图乙,但小明的脚印比小红的脚印大,小明对沙地压力为F1、小红对沙地的压力为F2,F1和F2的大小关系是F1 F2(选填“>”、“=”或“<”)。判断的依据: 。
19.一个重力为10N,底面积为100cm2的木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。请画出木块对斜面的压力示意图,此时木块对斜面的压力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)10N;在水平面上滑行时对水平面的压强为 Pa,此时木块受到的滑动摩擦力方向是 (选填“水平向右”或“水平向左”)。
20.一个未装满水的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图甲)然后反过来倒立在水平面上(如图乙),甲图中水对杯底的压力和压强分别为F甲和p甲,图中水对杯底的压力和压强分别为F乙和p乙,请你分别分析两次放置时压力和压强的大小。
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
C
C
B
B
B
C
A
C
一.选择题(共10小题)
1.举重是我国的优势体育项目,运动员需将杠铃举过头顶,等到裁判判定站稳之后才算成绩有效。中国选手邓薇体重64公斤,获得女子举重冠军,她打破三项世界纪录( )
A.挺举过程中某段时间,运动员对杠铃支持力小于杠铃的重力
B.杠铃对运动员的压力就是杠铃的重力
C.挺举时运动员对杠铃的支持力大于杠铃对运动员的压力
D.运动员受的重力和地面对运动员的支持力是一对平衡力
【分析】(1)挺举过程包括提起、上举、静止、下放等过程,不同过程中运动员对杠铃支持力和杠铃重力的大小关系可能不同;
(2)分析压力与重力的施力物体和受力物体可做出判断;
(3)一对相互作用力的大小相等、方向相反;
(4)根据二力平衡条件可做出判断。一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上
【解答】解:A、挺举过程包括提起、静止,在下放过程中,故A正确;
B、杠铃对运动员的压力与杠铃的重力作用在不同的物体上,二者不是同一个力;
C、运动员对杠铃的支持力和杠铃对运动员的压力是一对相互作用力,故C错误;
D、运动员受的重力和地面对运动员的支持力大小不相等,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了对物体进行受力分析、对平衡力和相互作用力的理解等,属易错题。
2.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p 不变,f 变大 B.F、f 不变,p 变大
C.F 变小,p、f 变大 D.F、f 不变,p 变小
【分析】(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化;
(2)根据影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度判断此过程摩擦力的变化。
【解答】解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,用水平力F向右缓慢地推木板时,故C错误;
因水平力F向右缓慢地推木板时,木板与桌面的接触面积变小,
所以,由p=,长木板对桌面的压强p变大;
(2)因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,
所以,水平力F向右缓慢地推木板时,摩擦力f不变。
故选:B。
【点评】本题考查了压力和压强大小的比较和影响滑动摩擦力大小的因素的应用,关键是会分析向右缓慢地推木板的过程中变化的量和不变的量。
3.拔河可以促进身体健康,有助于培养人的意志品质。如图所示,是甲、乙两组拔河比赛的场景,下列说法错误的是( )
A.比赛时,选体重大的运动员,能增大对地面的压力
B.比赛时,运动员身体后倾、两腿弯曲,可以降低重心
C.比赛时若甲队获胜,甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力
D.比赛时若甲队获胜,甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力
【分析】物体间力的作用是相互的,当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,拔河比赛中,靠的是受到地面摩擦力的大小。因为它们之间力的作用是相互的,作用力和反作用力大小相等,方向相反,同时存在同时消失。
【解答】解:A、队员的体重越重,摩擦力也会增大;
B、运动员身体后倾,身体的重心降低。故B正确;
CD、两组运动员对绳子的拉力和绳子对运动员的拉力是相互作用力,故C不正确。
故选:C。
【点评】此题主要考查力的作用的相互性,增大或减小摩擦的方法的理解和掌握,此题紧扣教材,联系实际,符合新课程理念,利于激发学生学习物理的兴趣。
4.如下图所示,正确表示物体对接触面压力的是( )
A. B.
C. D.
【分析】压力是由于物体之间的相互挤压而使物体受到的力,压力的作用点在接触面上,方向是垂直接触面并指向受力面。
【解答】解:放在水平面和斜面上的物体,对水平面和斜面有压力作用,方向是垂直接触面。
故选:C。
【点评】画压力示意图时,重点注意有两方面:一是压力的作用点在接触面上;二是压力的方向垂直于接触面,并指向接触面。
5.水平桌面上有两个完全相同的容器A和B中分别装有等体积的水和酒精(ρ水>ρ酒精),现将两个完全相同的正方体木块甲和乙分别放到两种液体中,静止时如题图所示甲、F乙,A和B两容器底部所受液体的压力分别为FA、FB,它们的大小关系是( )
A.F甲<F乙,FA<FB B.F甲=F乙,FA>FB
C.F甲>F乙,FA>FB D.F甲=F乙,FA=FB
【分析】由图可知,甲、乙两个完全相同的木块在水和酒精中漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,根据浮力产生的原因得出甲和乙正方体木块下表面所受液体的压力关系;根据G=mg=ρVg比较等体积的水和酒精的重力关系,液体对容器底部的压力等于液体和木块的重力之和,据此求出A和B两容器底部所受液体的压力关系。
【解答】解:由图可知,甲、乙两个完全相同的木块在水和酒精中漂浮,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,两木块受到的浮力相等,
由浮力产生的原因F浮=F下﹣F上得,F下=F浮﹣F上=F浮,
则甲和乙正方体木块下表面所受液体的压力关系为F甲=F乙,故AC错误;
由G=mg=ρVg可知,等体积的水和酒精的重力关系为G水>G酒精,
则水和木块的重力之和大于酒精和木块的重力之和,
因木块漂浮时,液体对容器底部的压力等于液体和木块的重力之和,
所以,A和B两容器底部所受液体的压力关系为FA>FB,故B正确、D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和浮力产生的原因、压力与重力的关系等,是一道较为简单的应用题。
6.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较图示,下列说法错误的是( )
A.本实验用到了控制变量法
B.由甲、乙两图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.由甲、乙两图可知压力的作用效果与压力的大小有关
D.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
【分析】(1)力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显;
(2)压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关,在探究过程中,用到了控制变量法。
【解答】解:
A、实验中探究压力作用效果与压力大小和受力面积大小两个量的关系,故A正确;
BC、由图可知,甲,压力不同,故B错误;
D、该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验现象分析,注意转换法和控制变量法在实验中的运用。
7.如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是
( )
①甲、乙两次实验中,压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,运用了转换的思想
②甲图中小桌对海绵的压力大小等于小桌所受的重力
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有①②③正确 D.①②③④都正确
【分析】(1)实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,运用了转换法;
(2)在水平面上的物体对水平面的压力等于重力;
(3)(4)影响压力作用效果的因素是压力的大小和受力面积的大小,要探究压力作用效果与其中一个因素的关系时,就要采用控制变量法,控制另一个因素不变。
【解答】解:
①海绵容易发生形变,实验过程中,运用了转换的思想;
②甲图中小桌对海绵的压力大小等于小桌和砝码所受的总重力,故②错误;
③甲、乙两次实验中,甲中受力面积小,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关;
④如果将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比、受力面积均不同,无法得出正确的结论;
由此可知,只有①③正确。
故选:B。
【点评】本题主要通过实验考查了转换法与控制变量法的运用,熟知影响压力作用效果的两个因素,并能运用控制变量法来进行分析,是解答此类题目的关键。
8.学习压力的作用效果时,老师组织同学们进行了如图所示的活动:用食指和大拇指轻轻夹着三角尺,比较两个手指的感受,比较与之前两个手指的感受。根据以上活动中的感受,大家提出了以下四个问题( )
A.活动中手指的感受与压力大小是否有关?
B.压力的作用效果与压力大小有什么关系?
C.压力的作用效果与哪些因素有关?
D.压强的大小与哪些因素有关?
【分析】两个手指感受不同反映了压力作用效果的大小,影响压力作用效果的因素是压力和受力面积的大小,由此考虑探究。
【解答】解:ABC、由题意可知,比较两个手指的感受,受力面积不同;同时,比较与之前两个手指的感受,但压力增大,可探究压力的作用效果与压力大小有什么关系,最有探究价值且易于探究的科学问题是:压力的作用效果与哪些因素有关、C正确;
D、“压强”是在探究压力作用效果后提出的概念,故D错误。
故选:C。
【点评】此类问题是考查对实验探究中的提出问题环节的理解与掌握情况,提出问题是科学探究过程的首个重要环节,也是物理科学研究中重要的一个环节。
9.将重物放在水平桌面上,在受力面积不变的情况下,给这个重物施加竖直向上的拉力F.在拉力F逐渐变大过程中( )
A. B.
C. D.
【分析】压强的大小受压力大小和受力面积大小的影响,当施加竖直向上的拉力时,压力会减小,因此,压强会减小,据此来对各个图象进行分析。
【解答】解:A、图中一开始有一定的压强,物体对桌面的压力减小,符合题意;
B、图中一开始有一定的压强,物体对桌面的压力减小,这是不可能发生的;
C、图中一开始压强为0,是错误的;
D、图中随着拉力的增大,是错误的。
故选:A。
【点评】明确横纵坐标所代表的内容,对重物的受力情况进行分析,可得出答案。
10.在国际单位制中,压强的单位是( )
A.N B.m/s C.pa D.kg/m3
【分析】在国际单位制中,压强的单位帕斯卡,简称帕,符号为Pa;是由压力单位N和面积单位m2复合而成,1Pa=1N/m2;
【解答】解:A、N即牛顿,故A错误;
B、m/s即米/秒,故B错误;
C、Pa即帕斯卡,故C正确;
D、kg/m3即千克/米3,是密度的国际单位,故D错误;
故选:C。
【点评】物理学中各个物理量都有自己的国际单位,不要将单位相互混淆。
二.填空题(共5小题)
11.质量是5kg的物体静止在水平地面上,则该物体对地面的压力是 50 N;一个物体受到的重力是100N,则它的质量是 10 kg(g取10N/kg)。
【分析】静止在水平地面上的物体对地面的压力是由物体的重力产生的,知道物体的质量,根据G=mg求出物体受到的重力即为物体对地面的压力;知道物体受到的重力,根据G=mg的变形m=可求得物体的质量。
【解答】解:因为静止在水平地面上的物体对地面的压力是由物体的重力产生的,所以质量是5kg的物体的重力:
G=mg=5kg×10N/kg=50N;
一个物体受到的重力是100N,则它的质量
m===10kg。
故答案为:50;10。
【点评】本题考查压力及重力与压力的区别、重力的计算,难度不大,是一道易错题。
12.如图所示是在野外发现的动物脚印,野生动物保护部门的成员常常会根据动物们留下脚印的形状、大小、深浅、排列方式等,分析动物的种类、体重、行走速度以及可能的行进方向等。脚印的 深浅 可以反映压强的大小,再结合脚印的 面积 ,可以大致算出动物的体重。
【分析】利用压强公式 进行分析。
【解答】解:压强是表示压力作用效果的物理量,脚印的深浅可以反映压强的大小,可以大致算出动物体重。
故答案为:深浅;面积。
【点评】本题考查了压强公式的利用,属于基础题。
13.如图物体A静止在斜面上,物体A受 平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”).请作出物体A的重力和斜面受到压力的示意图。
【分析】(1)物体静止或做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(2)重力是物体受到的力,因此根据规则物体的重心在物体的几何中心,重力的方向总是竖直向下的,过物体的重心表示出重力的方向即可;
(3)压力是接触面受到的力,因此压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点;然后根据压力的方向垂直于受力面,并过压力作用点表示出压力的方向即可。
【解答】解:(1)物体A静止在斜面上,处于平衡状态;
(2)①过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,符号为G;
②压力的作用点在接触面的中点处,过压力作用点沿垂直于斜面向下的方向画一条带箭头的线段;如图所示:
【点评】本题考查了平衡力的辨别和重力、压力示意图的做法,要注意重力和压力作用点、方向的判断。
14.甲、乙两个质量、容积、高度均相等但形状不同的容器,装水后放在水平桌面上。将A、B两个不同的物体分别放入容器的水中,静止后两容器的水面恰好与容器口相平甲、F乙,容器对桌面的压力分别是F′甲、F′乙。则F甲 大于 F乙;F′甲 等于 F′乙。
【分析】(1)根据已知条件,可知两容器中水的深度相同,根据p=ρgh,结合甲的底面积大于乙的底面积,根据F=pS分析水对两容器底的压力大小关系;
(2)甲、乙两容器对桌面的压力等于容器自身的重力、容器内水的重力以及物体的重力之和,根据浮沉条件和阿基米德原理分析两容器对桌面的压力关系。
【解答】解:(1)由题知,两容器的高度相同、B两物体分别装入容器内的水中,故两容器中水的深度相同,两容器底部受到水的压强相同,根据F=pS可知甲>F乙;
(2)A物体在水中悬浮,所以GA=F浮A=GA排,
B物体在水中漂浮,所以GB=F浮B=GB排;
容器对桌面的压力等于容器自身的重力、容器内水的重力以及物体的重力之和,
甲容器对桌面的压力:F甲′=G水+GA+G容器=G水+GA排+G容器,其中G水+GA排等于容器中只装满水时水的重力,
乙容器对桌面的压力:F乙′=G水′+GB+G容器=G水′+GB排+G容器,其中G水′+GB排等于容器中只装满水时水的重力,
因两容器的容积均相等,则G水+GA排=G水′+GB排,
已知两容器的质量相等,所以可知两容器对桌面的压力相同甲′=F乙′。
故答案为:大于;等于。
【点评】本题考查了液体压强公式、阿基米德原理、物体的浮沉条件的综合运用,难度较大。
15.如图所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止 相同 (选填“相同”或“不同”), 右 (选填“左”或“右”)边手指受到的压强大。这说明压力的作用效果与 受力面积 有关。
【分析】(1)从铅笔所处的平衡状态入手,分析两手指的受力大小关系;手指所受铅笔的压力等于手指对铅笔的压力,这是作用力与反作用力。
(2)压强的大小由压力的大小和受力面积的大小来确定,在压力相同的情况下,只需比较受力面积的大小即可。
【解答】解:(1)铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力。由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对作用力与反作用力。由此可知:两手指受到的铅笔的压力相同。
(2)由于铅笔的两端的受力面积不同,而两端受到的压力相同,因此右边手指受到的压强大。
故答案为:相同;右;受力面积。
【点评】掌握物体间力的作用是相互的,掌握压强的两个影响因素是压力和受力面积。
三.解答题(共5小题)
16.如图所示,玻璃杯底竖放一个底面积为6cm2、高为15cm,密度为5×103kg/m3的长方体金属块(金属块与杯底不密合).求:向玻璃杯内缓慢注入深为8cm的水后,金属块对玻璃杯底的压力多少牛?(g取10N/kg)
【分析】金属块的密度大于水的密度,向玻璃杯内缓慢注入水时金属块不会漂浮,根据题意求出金属块的体积,根据m=ρV求出金属块的质量,根据G=mg求出金属块受到的重力,再根据题意求出金属块排开水的体积,根据阿基米德原理求出金属块受到的浮力,金属块的重力减去受到的浮力即为金属块对玻璃杯底的压力。
【解答】解:金属块的密度大于水的密度,向玻璃杯内缓慢注入水时金属块不会漂浮,
金属块的体积:
V=Sh=6cm2×15cm=90cm6,
由ρ=可得
m=ρV=5g/cm3×90cm4=450g=0.45kg,
金属块受到的重力:
G=mg=0.45kg×10N/kg=7.5N,
向玻璃杯内缓慢注入深为8cm的水后,金属块排开水的体积:
V排=Sh′=3cm2×8cm=48cm7=4.8×10﹣3m3,
金属块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.3×103kg/m3×10N/kg×7.8×10﹣5m3=0.48N,
金属块对玻璃杯底的压力:
F=G﹣F浮=4.2N﹣0.48N=4.02N。
答:金属块对玻璃杯底的压力为3.02N。
【点评】本题考查了密度公式、重力公式、阿基米德原理公式的应用,关键是知道金属块的重力减去受到的浮力即为金属块对玻璃杯底的压力,计算过程要注意单位的换算。
17.阅读短文,回答问题
失重
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力”,如图甲。他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间
图丙所示。已知小勇的实际质量为60kg(g取10N/kg)
(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力为 600 N。
(2)若电梯在10s内下降的距离为18m,电梯这段运动时间内的平均速度 1.8 m/s
(3)根据图丙分析,小勇在 0~t1 (选填“0﹣t1”、“t1﹣t2”、“t2﹣10s”)段时间内处于失重状态。
(4)分析图丙可知,在t2﹣10s时间段内小勇对秤台的压力 大于 他的重力选填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)若下降中体重秤示数为零,即说明他对体重秤压力F为零,我们称这种现象为完全失重合=ma,其中a称为加速度,单位为N/kg,F合=G﹣F,小勇完全失重时加速度a= 10 N/kg
【分析】(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力等于其重力;
(2)已知电梯这段运动时间内的路程,利用v=可求得这段运动时间内的平均速度;
(3)已知小勇的实际质量为60kg,结合图象可知在哪段时间内处于失重状态,根据G=mg可求得此时他对秤台的压力;
(4)已知小勇的实际质量为60kg,结合图象判断在t2﹣10时间段内小勇处的状态,然后判断他对秤台的压力的大小;
(5)完全失重时F=0,物体所受合力F合=G﹣F,根据小勇的实际质量为60kg。结合物体所受合力的大小与物体质量关系,可求得完全失重时加速度a的大小。
【解答】解:
(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力:F=G=mg=60kg×10N/kg=600N;
(2)电梯在10s内的平均速度:v===1.8m/s;
(3)已知小勇的实际质量为60kg,由图象可知6阶段,小勇的质量为45kg;
失重并不是失去重量了,而是物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象;
(4)根据图丙可知,在t2﹣10s时间段内,体重秤的示数大于他的实际质量60kg,他对秤台的压力大于他的重力;
(5)小勇完全失重时,他对体重秤的压力F=0;
此时他受到的合力:F合=G﹣F=G﹣5=G,
根据F合=G=ma可知,小勇完全失重时加速度为:
a===10N/kg。
故答案为:(1)600;(2)1.82;(4)大于;(5)10。
【点评】此题考查了压力及重力与压力的区别,变速运动与平均速度的计算,题中涉及到失重状态及完全失重时加速度的求法,加速度是初中学生没有接触的内容,因此,此知识点给学生带来一定的难度。
18.质量为60kg的小明双脚站立在水平沙池表面时,沙地凹陷留下两个明显的脚印,小明通过观察估测得知一个脚印的面积约为100cm2。(g取10N/kg)求:
(1)小明受到的重力是多少?
(2)小明对水平沙地的压强是多少?
(3)小红双脚站立在完全相同的水平沙地上,沙地凹陷也留下了两个明显的脚印,如图乙,但小明的脚印比小红的脚印大,小明对沙地压力为F1、小红对沙地的压力为F2,F1和F2的大小关系是F1 > F2(选填“>”、“=”或“<”)。判断的依据: 留下的脚印深浅相同,说明他们对沙滩的压力效果相同,两人对水平沙地的压强相等,即p1=p2,因为S1>S2,由F=pS可知,F1>F2 。
【分析】(1)根据G=mg求小明的重力;
(2)小明对水平沙地的压力大小等于其自身的重力,受力面积等于两个脚印的面积之和,根据p=求小明对水平沙地的压强;
(3)物理学中用压强来描述压力作用的效果,根据脚印深浅相同,可知二人压力作用效果相同,也就是压强相等,然后利用p=的变形公式F=pS进行分析得出压力的大小关系。
【解答】解:(1)小明的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N;
(2)小明对水平沙地的压力:F压=G=600N,
小明对水平沙地的压强:p===5×104Pa;
(3)留下的脚印深浅相同,说明他们对沙滩的压力效果相同,即p1=p4,因为S1>S2,由F=pS可知,F2>F2。
答:(1)小明受到的重力是600N;
(2)小明对水平沙地的压强是3×108Pa;
(3)留下的脚印深浅相同,说明他们对沙滩的压力效果相同,即p1=p2,因为S4>S2,由F=pS可知,F1>F6。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式的应用以及压强大小的比较,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
19.一个重力为10N,底面积为100cm2的木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。请画出木块对斜面的压力示意图,此时木块对斜面的压力 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)10N;在水平面上滑行时对水平面的压强为 1000 Pa,此时木块受到的滑动摩擦力方向是 水平向左 (选填“水平向右”或“水平向左”)。
【分析】(1)斜面上的木块对斜面的压力垂直于斜面。斜面受到的压力的作用点在斜面上,从作用点起沿力的方向画线段,在线段的末端画出箭头表示力的方向;
(2)水平面上物体的压力等于自身的重力,物体在斜面上运动时对斜面的压力小于自身的重力,根据p=求出在水平面上滑行时对水平面的压强;
(3)滑动摩擦力的大小与物体运动的方向相反。
【解答】解:(1)压力的作用点在斜面上,从作用点起垂直于斜面向下画一条线段,如下图所示:
(2)木块从斜面上滑下时,木块对斜面的压力小于自身的重力;
在水平面上滑行时,对水平面的压力等于自身的重力,
则对水平面的压强p====1000Pa;
(3)在水平面上滑行时,木块受到的滑动摩擦力方向与运动的方向相反。
故答案为:如上图所示;小于;水平向左。
【点评】本题考查了压力示意图、压力与重力的关系、压强的计算以及摩擦力方向的判断,要注意只有水平面上物体的压力等于自身的重力。
20.一个未装满水的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图甲)然后反过来倒立在水平面上(如图乙),甲图中水对杯底的压力和压强分别为F甲和p甲,图中水对杯底的压力和压强分别为F乙和p乙,请你分别分析两次放置时压力和压强的大小。
【分析】(1)先判断出杯子倒立时容器内水面深度的变化,根据p=ρgh判断水对杯底的压强变化;
(2)根据p=ρgh和p=判断出水对容器底的压力和水的重力关系,然后得出答案。
【解答】解:
(1)由图知,倒立时杯中液面的高度要小于正立时的液面高度,
由p=ρgh可知,倒立时水对杯底的压强较小甲>p乙;
(2)当容器形状是上粗下细(如图甲)时,
由p=ρgh和p=可得
F甲=p甲S甲=ρ水gh甲S甲<ρ水gV水=m水g=G水;
当容器形状是上细下粗(如图乙)时,水对容器底的压力:
F乙=p乙S乙=ρ水gh乙S乙>ρ水gV水=m水g=G水;
比较可知F乙>F甲。
答:两次放置时,压力关系为F乙>F甲,压强关系为p甲>p乙。
【点评】本题考查了液体压强公式、压强定义式的应用,正确的比较出液体重力和水对容器底的压力是关键。
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