内容正文:
6.3 压力与压强
目录
2
考点01 压力 2
考点02 压强的有关概念 3
考点03 增大或减小压强 3
考点04 比较压强的大小 5
考点05 压强的计算、估算 5
考点06 柱体叠放计算压强问题 7
考点07 网格估算压强问题 8
考点08 压强动态变化问题 9
考点09 作图题 10
考点10 计算题 10
考点11 实验题 12
13
16
考点01 压力
1.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.压力的大小一定等于物体的重力 B.压力的方向总是竖直向下
C.压力的大小有可能等于重力 D.压力的方向不一定与物体的接触面相垂直
2.关于压力的说法,正确的是( )
A.放在水平地面上的物体,物体对地面的压力就是物体的重力
B.压力有时不一定垂直于物体的表面
C.压力大小可以等于物体的重力,也可以小于物体的重力
D.放在水平地面上的物体,对地面的压力与地面对物体的支持力是一对平衡力
3.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.一切物体表面受到压力时,都会发生形变
B.大小相同的压力所产生的形变效果一定相同
C.压力产生的形变效果只和受力面积有关
D.压力的大小总等于重力的大小
4.下列选项中,物体对支持面的压力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,物体重都是牛,作用力为牛,牛,分别求出图的A、B、C、D、E中接触面所受到的压力F.
牛 牛 牛 牛 牛
考点02 压强的有关概念
6.在国际单位制中,压强的单位是( )
A.瓦特(W) B.帕斯卡(Pa)
C.牛顿(N) D.焦耳(J)
7.压强是物体 受到的压力,反映了压力的 .它跟 的大小和 的大小有关.
8.压力是 (选填“垂直”或“竖直”)作用在物体表面并指向表面的力;压力作用效果与压力和 有关;压力越大,压力的作用效果 (选填“一定”或“不一定”)越显著。
9.压强是反映 的物理量,其大小与 和 有关。人双脚站立在水平地面上,对地面的压强约15000帕,表示 。
10.由公式可以知道( )
A.压力一定时,受力面积越大,压强越小
B.受力面积越小,压强越大
C.压力一定时,受力面积越大,压强越大
D.压力越大,压强越大
11.一本重力为牛的课本放在水平桌面上,与桌面的接触面积为米,则书对桌面的压强为 帕,其物理意义 .如果在书上放一只笔袋,则书对桌面的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”).
12.物理学中,把物体所受的压力与 的比叫做压强,压强是描述 的物理量:一物体对水平桌面的压强是800Pa,其含义是 。
13.压强是表示 的物理量,一名中学生双脚站立时对地面产生的压强约为1.25×104帕,表示每平方米面积上受到的压力为 牛;当他行走时对地面产生的压强将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
考点03 增大或减小压强
14.下列事例中属于增大压强的是( )
A.为视障人士铺设的盲道 B.穿宽大的滑雪板滑雪
C.书包背带做得很宽 D.铁轨下铺上枕木
15.下图所示的方式中,是为了增大压强的是( )
A.菜刀磨得很锋利 B.铁轨铺在枕木上
C.滑雪板很宽大 D.书包带做得很宽
16.如图所示的四个实例中,属于增大压强的是( )
A.逃生锤一端较尖 B.滑雪板面积较大
C.推土机履带较宽 D.图钉帽面积较大
17.动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时使用,下列最符合“逃生锤”设计图的是( )
A. B. C. D.
18.下列情况中为了增大压强的有 (选填代号),是采取 的方法达到的;属于减小压强的有 (选填代号)。
(A)房屋地基部分的墙总比平地上的墙要宽些;
(B)刀口常被磨得很薄;
(C)桥墩总是上端较细,下端较粗;
(D)钉尖越尖越易敲进木板;
(E)拖拉机利用履带和地面接触。
考点04 比较压强的大小
19.如图所示,用两食指同时压铅笔两端使之静止,上手指受到的压力为F1,压强为p1,下手指受到的压力为F2,压强为p2,下列说法正确的是( )
A.F1=F2 B.F1<F2 C.p1=p2 D.p1>p2
20.如图所示,甲、乙两人在完全相同的沙滩上散步时留下了大小不同但深浅相同的脚印,下列判断正确的是( )
A.甲、乙对沙滩的压强大小相等 B.甲对沙滩的压强比乙对沙滩的压强大
C.乙对沙滩的压力比甲对沙滩的压力大 D.受力面积和压力都不相等,无法比较谁对沙滩的压强更大
21.一个半球形实心金属块,如图所示的两种放置方法,金属块对支持面的压力是F甲 F乙(填大于、等于、小于),对支持面的压强是p甲 p乙(填大于、等于、小于)。
22.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,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的变化情况是( )
A.F变小,p不变 B.F不变,p变小
C.F变小,p变大 D.F不变,p变大
考点05 压强的计算、估算
23.若将你正在做的这张试卷平铺后放在桌子的中央,它对桌面的压强最接近( )
A.1帕 B.10帕 C.100帕 D.1000帕
24.一个中学生站立时对水平地面的压强约为1.5×104帕,它表示1米2受力面积上受到的压力约为 牛;当他在水平地面上行走时,对地面的压强约为 帕。当这个人平躺在床上后,对床面的压强 1.5×104帕(选填“大于”“等于”或“小于”)。
25.如图所示,边长为10cm的正方体A重力为1N,在水平向左的力F1=2N,竖直向上的力F2=4N作用下,沿着墙壁竖直向上做匀速直线运动,则此时A受到的滑动摩擦力大小为 N,方向 ,A对竖直墙壁的压强为 Pa。
26.甲、乙两个物体放在水平桌面上,已知甲、乙两个物体的重力之比为2︰1,甲、乙两物体与桌面接触面积之比是3︰2,则两个物体对桌面的压强之比为( )
A.4︰3 B.3︰4 C.3︰1 D.1︰3
27.甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图,用甲、乙两种物质制成质量相等的实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则正确的选项为( )
A.甲乙密度之比为4∶3 B.甲乙密度之比为8∶1
C.甲乙对地面压强为1∶1 D.甲乙对地面压力为4∶1
28.如图所示,不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比2︰1,底面积之比SA︰SB=1︰2,密度之比ρA︰ρB=1︰2,关于地面受到压力和压强关系正确的是( )
A.FA︰FB=1︰1,pA︰pB=1︰1 B.FA︰FB=1︰2,pA︰pB=1︰1
C.FA︰FB=2︰1,pA︰pB=1:1 D.FA︰FB=2︰1,pA︰pB=1︰2
29.将质量分布均匀的长方体沿竖直方向切成A、B两块,如图所示。已知LA:LB=3:1,则A、B两块对水平面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=3:1 pA:pB=3:1 B.FA:FB=3:1 pA:pB=1:1
C.FA:FB=1:3 pA:pB=1:1 D.FA:FB=1:3 pA:pB=3:1
考点06 柱体叠放计算压强问题
30.把同种材料制成的甲、乙两个正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为和。如图所示,把甲放在乙的上面,则乙对桌面的压强为( )
A. B. C. D.
31.有两个同种材料做成的圆柱体A和B,A的高度是B的8倍,将A竖直放在水平地面上,B竖直放在A上,如图(a)所示,这时A对地面的压强与B对A的压强之比为,则A与B的重力之比是 ,若将A、B倒置后,仍放在水平地面上,如图(b)所示,则A对B的压强与B对水平地面的压强之比是 。
32.在水平地面上,将5个完全相同的均匀正方体物块(如图甲)拆解后叠放成如图乙和图丙所示,比较它们对地面的压强的说法正确的是( )
A.甲的压强最大 B.乙的压强最大
C.乙和丙的压强相同 D.丙的压强最大
33.某实心正方体金属块的重力为G,边长为a,则此金属块的密度 (用字母表示)。取6块这样的金属块,分别以图(a)(b)两种方式放置在水平地面上,两种方式放置的金属块对水平地面的压力分别为、,对水平地面的压强分别为、,则 ,对水平地面的压强之比 。
34.学习了压强知识后,小邓同学课后用不同的方式将三块砖叠放在水平地面上,如图所示,每块砖的质量相等,长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm。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
考点07 网格估算压强问题
35.小明同学测自己鞋底的面积时,他用一只鞋放在方格纸上描绘出的形状如图所示,已知每个方格都是边长为2cm的正方形,数一下鞋底覆盖的方格数(不满半格的不计,超过半格的计一格),可算出这只鞋底的面积约为 cm2
36.一头大象的质量是4t,在水平地面上铺一张方格纸,大象站在纸上时留下的一只脚印如图所示。图中每个小方格的面积为25cm2.数方格数时,超过半格的算一格,不足半格的忽略不计。大象四只脚底的面积视作相等。求:(g取10N/kg)
(1)大象受到重力的大小;
(2)大象四只脚底的面积;
(3)大象四脚站立时对地面的压强大小。
考点08 压强动态变化问题
37.甲乙两个完全相同的长方体,长宽高之比为3∶2∶1,平放在水平地面上,若分别沿如图的对角线切成两块,拿走其中一块(乙取走下面的一块),则最终甲乙余下部分对地面压力之比为 ,对地面压强之比为 。
38.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上,沿竖直方向在两个正方体上分别切去相同宽度,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则下列关于甲、乙正方体切去部分质量和的大小关系正确的是( )
A.一定大于 B.一定等于
C.可能小于 D.可能不等于
39.如图所示,小明将三块相同的砖分成A、B两组,每块砖的长∶宽∶高为4∶2∶1,则A、B两组砖对水平地面的压强之比为 ;若B组不动,要使这两组砖对水平地面的压强相等,则应使A组砖块 (选填“平放”、“侧放”或“竖放”);若将B组砖块沿着竖直方向截去四分之一,则剩余部分对桌面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
40.如图所示,实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面压强相同,则它们对地面的压力F甲 F乙;现分别沿水平方向切去一定厚度,使它们剩余部分的高度相同,则甲、乙剩余部分对地面的压强p'甲 p'乙;若沿竖直方向分别切下相同的厚度,并将切去部分叠放在自身剩余部分上方,则甲、乙对地面的压强 p甲 p乙(本题均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
考点09 作图题
41.如图所示,一物体重20N,施加水平向右大小为30N的压力F使物体紧贴竖直墙壁静止,画出物体受力示意图。
42.画出图中静止在斜面上的木块A对斜面B的压力的示意图。
43.如图,用细线系住一个小球并挂在墙壁上静止,请画出小球对墙壁的压力F的示意图。
考点10 计算题
44.我国动物保护组织成员曾发现成年普氏野马在沙地上留下的一些足迹,深度达1.2厘米。通过实验测得:若要使该沙地达到相同的深度,所施加的压强为帕,且一匹成年普氏野马的质量为360千克。求:
(1)一匹成年普氏野马静止站立时对水平地面的压力F;
(2)它的每一个蹄印的面积。
45.自行车使用方便,而且环保无污染,越来越受到人们的喜爱。小敏从家里骑自行车到学校,已知小敏的质量为50kg,小敏的自行车相关数据见右表。求:
车架材料
碳纤维
车架材料体积/m3
2.5×10-3
车架质量/kg
5
整车质量/kg
10
车轮子与地面的接触的总面积/m2
0.01
(1)自行车车架材料的密度。
(2)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压力。
(3)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压强。
46.如图所示,边长分别为2a和a的甲、乙实心正方体物块置于水平地面上,已知甲、乙对地面的压强均为p。
(1)求甲、乙对地面压力的比F甲∶F乙。
(2)现将甲水平切去0.03米的厚度,若甲剩余部分对地面的压力恰好等于乙对地面的压力,已知甲剩余部分对地面的压强变为294帕,求乙的密度ρ乙。
47.已知甲、乙两个实心均匀圆柱体密度、底面积、及平放在水平地面的压强数据如下:(取)
圆柱体
密度(千克/米3)
底面积(米2)
对水平地面的压强
甲
7840
乙
9800
(1)求甲的重力;
(2)求乙圆柱体高度;
(3)若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量为49牛。求乙的底部对地面压强的变化量。
考点11 实验题
48.探究压力作用的效果与哪些因素有关的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,如图所示。
(1)实验中通过观察 来比较压力作用的效果;
(2)对比 两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)对比甲、丁两图,得出压力作用效果与压力大小无关。你认为这个结论是 (填“正确”或“不正确”),理由是: 。
49.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。
(1)小顺找到的器材有:电子秤、海绵、两个相同的矿泉水瓶、刻度尺及一大杯水。他利用电子秤测量,将两个瓶子装入相同质量的水,如甲图所示,分别正立和倒立放在海绵上。可得出结论:压力一定时, ,压力的作用效果越明显。
(2)以下实例中应用到该结论的有_________(选填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)利用现有器材,小顺想探究压力的作用效果与压力大小的关系,他接下来的操作是 。
(4)小芃找到的器材有:海绵、一块质地均匀的方形木块和刻度尺。实验时小芃将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如乙图所示,测量发现泡沫的凹陷程度相同,他由此得出错误的结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是没有控制 (选填“压力”的大小“受力面积”或“压力的作用效果”)相同。
50.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。这种研究方法称为 ;
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是:在受力面积相同时,压力越大, 。小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,忽略受力面积的变化,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (选填“>”、“<”或“=”);
(4)如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最大的是( )。
A.B.C. D.
一、单选题
1.质量分布均匀的立方体放置在水平桌面中央,如图所示。从顶点A沿虚线将M部分截去,关于剩下N部分对桌面压强与截去角度α的关系,下列说法中正确的是( )
A.当截去角度α小于45º时,剩下部分的压强始终随α的增大而增大
B.当截去角度α大于45º时,剩下部分的压强始终随α的增大而减小
C.当截去角度α小于45º时,剩下部分的压强始终保持不变
D.当截去角度α大于45º时,剩下部分的压强始终保持不变
2.如图所示,甲、乙两个实心正方体放置在水平桌面上,它们对水平地面的压强相等。若沿水平方向分别切去体积为V的部分,然后将切去部分交换叠放在剩余部分上,这时它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.p甲=p乙 B.p甲>p乙
C.p甲<p乙 D.都有可能
3.如图所示,正方体甲、乙放在水平地面上。沿水平方向分别切去一定厚度,甲、乙剩余的体积、压强均相同,则切去的质量和压强的变化的关系是( )
A.
B.
C.
D.
二、计算题
4.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为米,质量为20千克,乙的体积为米。求:
(1)甲对地面的压强;
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为,已知。求乙的密度。
(3)当甲、乙分别平放在水平地面上时,若乙的质量为8千克,要使乙对地压强不大于甲对地压强,请计算乙应当沿水平方向切去的高度h的范围。
三、实验题
5.为了探究柱形物体对支持面产生的压力形变效果与哪些因素有关,某小组同学猜想:可能与柱形物体的重力、形状、底面积大小有关。他们用底面积相同、重力不同的长方体、正方体和圆柱体放在同一水平细沙面上进行实验(如图 (a)所示),接着他们再把若干个相同的长方体放在同一水平细沙面上进行实验(如图(b)所示),实验时他们测量了沙面下陷程度,并将有关数据记录在表一、表二中。
表一
表二
实验序号
形状
压力(N)
受力面积(cm2)
下陷程度(mm)
实验序号
形状
压力(N)
受力面积(cm2)
下陷程度(mm)
1
长方体
2
10
2
4
长方体
2
5
4
2
正方体
3
10
3
5
长方体
4
10
4
3
圆柱体
6
10
5
6
长方体
6
15
4
7
/
(1)分析比较实验序号1和2和3的数据及观察的现象, (选填“能”或“不能”)得到初步结论:受力面积相同,柱形物体对支持面压力越大,压力产生的形变效果越显著,理由 。
(2)进一步分析比较实验序号4和5和6数据及观察的现象可得到结论 ,柱形物体对支持面的压力形变效果相同。
(3)小明同学发现以上6次实验还不能探究柱形物体对支持面压力的形变效果与形状有无关系,他应该选择其他物体再次进行实验,请把该物体符合要求的各项数据填写在序号7中。
(4)从上列表格中数据及观察到的现象,小组同学总结归纳得出:若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度,可以观察比较 以及计算 所受的压力大小进行判断。
一、填空题
1.人在行走、站立、平躺等不同情况时,对水平地面的压强大小不同。已知人的质量为50千克,行走时与地面的接触面积为0.02米2
①求人行走时对地面压强的大小p人。
②为了表示不同情况压强的大小,用水平方向的格数表示接触面面积、竖直方向的格数表示相应的压强,如图所示,图中表示了人背负物体(甲或乙)、不背负物体时,行走、站立及平躺时的情况。
(a)求乙物体的质量m乙。
(b)判断:C表示人是 的(选填“站立”或“行走”),此时人是否背负甲或乙物体,请通过计算说明 。
2 / 2
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6.3 压力与压强
目录
2
考点01 压力 2
考点02 压强的有关概念 4
考点03 增大或减小压强 6
考点04 比较压强的大小 9
考点05 压强的计算、估算 10
考点06 柱体叠放计算压强问题 15
考点07 网格估算压强问题 19
考点08 压强动态变化问题 20
考点09 作图题 23
考点10 计算题 24
考点11 实验题 27
30
37
考点01 压力
1.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.压力的大小一定等于物体的重力 B.压力的方向总是竖直向下
C.压力的大小有可能等于重力 D.压力的方向不一定与物体的接触面相垂直
【答案】C
【详解】AC.压力是指垂直作用在受力面上的力,只有自由放置在水平面上的物体,压力的大小等于物体的重力,故A错误,C正确;
B.压力是指垂直作用在受力面上的力,方向不总是竖直向下,故B错误;
D.根据压力的定义,压力的方向一定与物体的接触面相垂直,故D错误。
故选C。
2.关于压力的说法,正确的是( )
A.放在水平地面上的物体,物体对地面的压力就是物体的重力
B.压力有时不一定垂直于物体的表面
C.压力大小可以等于物体的重力,也可以小于物体的重力
D.放在水平地面上的物体,对地面的压力与地面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.压力是由于挤压而产生的,而重力是由于地球的吸引而产生的,二者性质不同,不是同一种力,故A错误;
B.压力是垂直作用在物体表面上的力,因此压力的方向一定与受力面垂直,故B错误;
C.自由放置在水平面上的物体对接触面的压力大小等于物体的重力,其它情况压力不一定等于重力,故C正确;
D.物体对水平地面的压力与地面对物体的支持力作用在两个物体上,不是平衡力,而是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
3.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.一切物体表面受到压力时,都会发生形变
B.大小相同的压力所产生的形变效果一定相同
C.压力产生的形变效果只和受力面积有关
D.压力的大小总等于重力的大小
【答案】A
【详解】A.一切物体表面受到压力时,都会发生形变,形变量大小可能不同,说明力可以改变物体的形状,故A正确;
B.压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,大小相同的压力如果受力面积不同,所产生的形变效果一定不同,故B错误;
C.压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,故C错误;
D.压力的大小不一定等于重力的大小,如:放在斜面上的物体,压力小于重力,故D错误。
故选A。
4.下列选项中,物体对支持面的压力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.物体对支持面压力的作用点在支持面上,图中作用点在重心处,是错误的,故AB错误;
C.压力的作用点在斜面上,从作用点起,垂直斜面画线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向,故C正确;
D.物体对支持面压力的作用点在支持面上,方向垂直于支持面指向被压物体,图中作用点和力的方向是错误的,故D错误。
故选C。
5.如图所示,物体重都是牛,作用力为牛,牛,分别求出图的A、B、C、D、E中接触面所受到的压力F.
牛 牛 牛 牛 牛
【答案】 50 60 110 10 10
【详解】[1]接触面受到压力大小等于物体的重力大小,即FA=G=50N;
[2]接触面受到压力等于水平压力F1,即FB=F1=60N;
[3]接触面受到压力等于物体的重力和竖直方向的压力F1之和,即
FC=G+F1=50N+60N=110N;
[4]接触面受到压力等于竖直方向的压力F1和物体的重力之差,即
FD= F1- G=60N-50N=10N;
[5]接触面受到压力等于物体的重力和竖直方向的拉力F2之差,即
FE=G-F2=50N-40N=10N.
考点02 压强的有关概念
6.在国际单位制中,压强的单位是( )
A.瓦特(W) B.帕斯卡(Pa)
C.牛顿(N) D.焦耳(J)
【答案】B
【详解】在国际单位制中:
A.瓦特是功率的主单位,A不符合题意;
B.帕斯卡是压强的主单位,B符合题意;
C.牛顿是力的主单位,C不符合题意;
D.焦耳是各种能量的主单位,D不符合题意。
故选B。
7.压强是物体 受到的压力,反映了压力的 .它跟 的大小和 的大小有关.
【答案】 单位面积上 作用效果 压力 受力面积
【详解】[1]物体在单位面积上受到的压力叫做压强;
[2]压强反映了压力的作用效果;
[3][4]压强的大小与压力和受力面积的大小有关.
8.压力是 (选填“垂直”或“竖直”)作用在物体表面并指向表面的力;压力作用效果与压力和 有关;压力越大,压力的作用效果 (选填“一定”或“不一定”)越显著。
【答案】 垂直 受力面积 不一定
【详解】[1]由压力的概念可知,压力是垂直作用在物体表面并指向表面的力,在水平面上,固体对水平面的压力与重力大小有关。
[2][3]压力作用效果与压力和受力面积有关,只有在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果才越显著,如果受力面积也同时发生变化,则压力越大,压力的作用效果不一定越显著。
9.压强是反映 的物理量,其大小与 和 有关。人双脚站立在水平地面上,对地面的压强约15000帕,表示 。
【答案】 压力作用效果 压力大小 受力面积大小 每平方米的面积上受到的压力为15000牛
【详解】[1]压强是反映压力作用效果的物理量。当我们说某个物体对另一个物体产生的压强大时,意味着该物体对另一物体的压力作用效果更明显。
[2][3]压强的大小与两个因素有关:压力大小和受力面积大小。根据压强的计算公式可以知道,当受力面积一定时,压力越大,压强越大;当压力一定时,受力面积越小,压强也越大。
[4]人双脚站立在水平地面上时,对地面的压强约为15000帕。这表示的物理意义是:每平方米的面积上受到的压力为15000牛。
10.由公式可以知道( )
A.压力一定时,受力面积越大,压强越小
B.受力面积越小,压强越大
C.压力一定时,受力面积越大,压强越大
D.压力越大,压强越大
【答案】A
【详解】AC.由公式可以知道,压力一定时,受力面积越大,压强越小,故A符合题意,C不符合题意;
B.由公式可以知道,压力一定时,受力面积越小,压强越大,选项中缺少“压力一定时”这个条件,故B不符合题意;
D.由公式以知道,受力面积一定时,压力越大,压强越大,项中缺少“受力面积一定时”这个条件,故D不符合题意。
故选A。
11.一本重力为牛的课本放在水平桌面上,与桌面的接触面积为米,则书对桌面的压强为 帕,其物理意义 .如果在书上放一只笔袋,则书对桌面的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”).
【答案】 100 每平方米接触面积上受到的压力为100N 增大
【详解】[1]书对桌面的压强为
[2]这个物理意义是每平方米接触面积上受到的压力为100N;
[3]如果在书上放一只笔袋,那么书对桌面的压力变大,接触面积不变,书对桌面的压强增大.
12.物理学中,把物体所受的压力与 的比叫做压强,压强是描述 的物理量:一物体对水平桌面的压强是800Pa,其含义是 。
【答案】 受力面积 压力作用效果 的桌面上受到的压力为800N
【详解】[1][2]物理学中,把物体所受的压力与受力面积的比值叫做压强,写成公式;压强是描述压力作用效果的物理量。
[3]一物体对水平桌面的压强是800Pa,其含义是:的桌面上受到的压力为800N。
13.压强是表示 的物理量,一名中学生双脚站立时对地面产生的压强约为1.25×104帕,表示每平方米面积上受到的压力为 牛;当他行走时对地面产生的压强将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】 压力作用效果 1.25×104 变大
【详解】[1]物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强是用来表示压力作用效果的物理量。
[2]中学生双脚站立时对地面的压强约为1.25×104帕,根据F=pS知,每平方米面积上的压力约为
F=pS=1.25×104Pa×1m2=1.25×104N
[3]站立在水平地面上时,地面受到的压力大小与人的重力相等,受力面积是两只脚的面积,走路时,压力不变,受力面积是一只脚的面积,根据分析得,当他行走时对地面产生的压强将变大。
考点03 增大或减小压强
14.下列事例中属于增大压强的是( )
A.为视障人士铺设的盲道 B.穿宽大的滑雪板滑雪
C.书包背带做得很宽 D.铁轨下铺上枕木
【答案】A
【详解】A.为关怀视障人士铺设的盲道,表面有不同形状的凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.穿宽大的滑雪板滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.书包背带做得很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.铁轨下铺上枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
15.下图所示的方式中,是为了增大压强的是( )
A.菜刀磨得很锋利 B.铁轨铺在枕木上
C.滑雪板很宽大 D.书包带做得很宽
【答案】A
【详解】A.菜刀磨得很锋利,可以减小受力面积,在压力一定时,由可知,压强变大,故A符合题意;
BCD.铁轨铺在枕木上、滑雪板很宽大和书包带做得很宽,是压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故BCD不符合题意。
故选A。
16.如图所示的四个实例中,属于增大压强的是( )
A.逃生锤一端较尖 B.滑雪板面积较大
C.推土机履带较宽 D.图钉帽面积较大
【答案】A
【详解】A.逃生锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.滑雪板底板面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.推土机装有宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.图钉帽面积做得较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
17.动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时使用,下列最符合“逃生锤”设计图的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】遇到紧急情况时,乘客可以用“逃生锤”砸破玻璃逃生,“逃生锤”应具备前端尖锐的特点,这样在压力一定时,可减小受力面积,增大压强,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
18.下列情况中为了增大压强的有 (选填代号),是采取 的方法达到的;属于减小压强的有 (选填代号)。
(A)房屋地基部分的墙总比平地上的墙要宽些;
(B)刀口常被磨得很薄;
(C)桥墩总是上端较细,下端较粗;
(D)钉尖越尖越易敲进木板;
(E)拖拉机利用履带和地面接触。
【答案】 BD 减小受力面积 ACE
【详解】(A)房屋地基部分的墙总比平地上的墙要宽些,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
(B)刀口常被磨得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
(C)桥墩总是上端较细、下端较粗,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
(D)钉尖越尖越易敲进木板,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
(E)拖拉机利用履带和地面接触,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
[1][2]因此增大压强的有BD,是通过减小受力面积来增大压强的。
[3]属于减小压强的有ACE。
考点04 比较压强的大小
19.如图所示,用两食指同时压铅笔两端使之静止,上手指受到的压力为F1,压强为p1,下手指受到的压力为F2,压强为p2,下列说法正确的是( )
A.F1=F2 B.F1<F2 C.p1=p2 D.p1>p2
【答案】B
【详解】图中铅笔竖直放置时,由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大,即
F1<F2
下面手指的受力面积比较小,由可知,下面手指受到的压强比较大,即
p1<p2
故B正确,ACD错误。
故选B。
20.如图所示,甲、乙两人在完全相同的沙滩上散步时留下了大小不同但深浅相同的脚印,下列判断正确的是( )
A.甲、乙对沙滩的压强大小相等 B.甲对沙滩的压强比乙对沙滩的压强大
C.乙对沙滩的压力比甲对沙滩的压力大 D.受力面积和压力都不相等,无法比较谁对沙滩的压强更大
【答案】A
【详解】ABD.根据题意,甲乙两人留下了深浅相同的脚印,即沙滩发生的形变程度相同,压力的作用效果相同,说明甲乙两人对沙滩的压强大小相等,故A正确,BD错误;
C.已知甲人的受力面积大,由可知,甲人对沙滩的压力大于乙人对沙滩的压力,故C错误。
故选A。
21.一个半球形实心金属块,如图所示的两种放置方法,金属块对支持面的压力是F甲 F乙(填大于、等于、小于),对支持面的压强是p甲 p乙(填大于、等于、小于)。
【答案】 等于 大于
【详解】[1]放在水平面上的物体对支持面的压力等于自身重力,如图所示的两种放置方法,物体的重力不变,所以。
[2]两种放置方法半球对支持面对压力相同,乙的受力面积大于甲的受力面积;根据公式可知,对支持面的压强是。
22.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,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的变化情况是( )
A.F变小,p不变 B.F不变,p变小
C.F变小,p变大 D.F不变,p变大
【答案】D
【详解】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,木板对桌面的压力F不变,始终等于木板自身的重力。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,即受力面积变小,由可知,木板对桌面的压强p变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
考点05 压强的计算、估算
23.若将你正在做的这张试卷平铺后放在桌子的中央,它对桌面的压强最接近( )
A.1帕 B.10帕 C.100帕 D.1000帕
【答案】A
【详解】一张试卷的质量约为10g,长约为0.4m,宽约为0.25m,试卷放在水平桌面的中央,对桌面的压力等于其重力,即
F=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
试卷与桌面的接触面积
S=0.4m×0.25m=0.1m2
试卷对水平桌面的压强
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
24.一个中学生站立时对水平地面的压强约为1.5×104帕,它表示1米2受力面积上受到的压力约为 牛;当他在水平地面上行走时,对地面的压强约为 帕。当这个人平躺在床上后,对床面的压强 1.5×104帕(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 1.5×104 3×104 小于
【详解】[1]单位面积上受到的压力是压强,所以压强为1.5×104帕,表示每平方米受力面积上所受的压力为1.5×104N。
[2]该同学开始行走与站在水平地面上时对地面的压力相等(等于自身重力),所以他站立在地面双脚着地时,受力面积等于两只脚的面积大小,行走时受力面积等于一只脚的面积大小,根据可知,压强会变为原来的2倍,即为
。
[3]当这个人平躺在床上后,压力不变,受力面积大于双脚的面积,根据可知,对床面的压强小于1.5×104帕。
25.如图所示,边长为10cm的正方体A重力为1N,在水平向左的力F1=2N,竖直向上的力F2=4N作用下,沿着墙壁竖直向上做匀速直线运动,则此时A受到的滑动摩擦力大小为 N,方向 ,A对竖直墙壁的压强为 Pa。
【答案】 3 竖直向下 200
【详解】[1][2]正方体沿着墙壁竖直向上做匀速直线运动,正方体竖直方向受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力F2和竖直向下的摩擦力,由力的平衡可知摩擦力
[3]A对竖直墙壁的压强为
26.甲、乙两个物体放在水平桌面上,已知甲、乙两个物体的重力之比为2︰1,甲、乙两物体与桌面接触面积之比是3︰2,则两个物体对桌面的压强之比为( )
A.4︰3 B.3︰4 C.3︰1 D.1︰3
【答案】A
【详解】由题意可知
G甲︰G乙=2︰1
S甲︰S乙=3︰2
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由可得,两个物体对桌面的压强之比
故选A。
27.甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图,用甲、乙两种物质制成质量相等的实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则正确的选项为( )
A.甲乙密度之比为4∶3 B.甲乙密度之比为8∶1
C.甲乙对地面压强为1∶1 D.甲乙对地面压力为4∶1
【答案】B
【详解】AB.由图象可知,当V甲=1cm3时,对应的质量m甲=8g,当V乙=2cm3时,对应的质量m乙=2g,则甲的密度
乙的密度
所以
ρ甲∶ρ乙=8g/cm3∶1g/cm3=8∶1
故A错误,B正确;
D.A、B两物体对地面的压力
F=G=mg
质量相等,则压力相等,故D错误;
C.甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,体积之比
VA∶VB=ρ乙∶ρ甲=1∶8
根据体积V=a3知,边长之比
LA∶LB=1∶2
面积之比等于边长比的平方,为1∶4,压力相同,根据知; 压强之比等于面积倒数的比,即为4∶1,故C错误。
故选B。
28.如图所示,不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比2︰1,底面积之比SA︰SB=1︰2,密度之比ρA︰ρB=1︰2,关于地面受到压力和压强关系正确的是( )
A.FA︰FB=1︰1,pA︰pB=1︰1 B.FA︰FB=1︰2,pA︰pB=1︰1
C.FA︰FB=2︰1,pA︰pB=1:1 D.FA︰FB=2︰1,pA︰pB=1︰2
【答案】B
【详解】因为
由题意知,实心圆柱体A和B高度之比
hA︰hB=2︰1
密度之比ρA︰ρB=1︰2,故它们对地面的压强之比
pA︰pB =ρAghA︰ρBghB=1×2︰2×1=1︰1
因为底面积之比SA︰SB=1︰2, 故根据F=pS可得它们对地面的压力之比
FA︰FB=pASA︰pBSB=1×1︰1×2=1︰2
故选B。
29.将质量分布均匀的长方体沿竖直方向切成A、B两块,如图所示。已知LA:LB=3:1,则A、B两块对水平面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=3:1 pA:pB=3:1 B.FA:FB=3:1 pA:pB=1:1
C.FA:FB=1:3 pA:pB=1:1 D.FA:FB=1:3 pA:pB=3:1
【答案】B
【详解】密度均匀的长方体铜块对桌面的压强为
由图可知,A、B两铜块的高度相同,则两者对水平桌面的压强相等,即
因为
由题意可知受力面积之比为
根据F=pS可知,压力之比
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
考点06 柱体叠放计算压强问题
30.把同种材料制成的甲、乙两个正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为和。如图所示,把甲放在乙的上面,则乙对桌面的压强为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】假设两正方体的密度为,边长分别为和,则
则甲、乙两正方体的边长分别为
把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压力为
故乙对桌面的压强为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
31.有两个同种材料做成的圆柱体A和B,A的高度是B的8倍,将A竖直放在水平地面上,B竖直放在A上,如图(a)所示,这时A对地面的压强与B对A的压强之比为,则A与B的重力之比是 ,若将A、B倒置后,仍放在水平地面上,如图(b)所示,则A对B的压强与B对水平地面的压强之比是 。
【答案】 4∶1 8∶5
【详解】[1]设圆柱体A、B的重力分别为GA、GB,(a)图中A对地面的压力等于A和B的总重力,即
A与地面的接触面积为SA,则(a)图中A对地面的压强为
B对A的压力等于B的重力,即
B与A的接触面积为SA,则(a)图中B对A的压强为
结合题意可得
解得
[2]由上一问可知
A的高度是B的8倍,则
则
(b)图中A对B的压力等于A的重力,B对地面的压力等于A和B的总重力,则A对B的压强与B对水平地面的压强之比为
32.在水平地面上,将5个完全相同的均匀正方体物块(如图甲)拆解后叠放成如图乙和图丙所示,比较它们对地面的压强的说法正确的是( )
A.甲的压强最大 B.乙的压强最大
C.乙和丙的压强相同 D.丙的压强最大
【答案】D
【详解】设一块正方体物块的重力为G,底面积为S,如图可得,甲、乙、丙分别对地面的压力
F甲=5G,F乙=3G,F丙=2G
甲、乙、丙分别对地面的受力面积
S甲=3S,S乙=2S,S丙=S
由得,他们对地面的压强分别为
故
p乙<p甲<p丙
综上,ABC错误,D正确。
故选D。
33.某实心正方体金属块的重力为G,边长为a,则此金属块的密度 (用字母表示)。取6块这样的金属块,分别以图(a)(b)两种方式放置在水平地面上,两种方式放置的金属块对水平地面的压力分别为、,对水平地面的压强分别为、,则 ,对水平地面的压强之比 。
【答案】
【详解】[1]根据,此金属块的密度为
[2]取6块这样的金属块,分别以图(a)(b)两种方式放置在水平地面上,总重力相同,则对地面压力相同,即。
[3]由图(a)(b)可知受力面积之比为,,根据可知,压力一定时,压强和受力面积成反比,则。
34.学习了压强知识后,小邓同学课后用不同的方式将三块砖叠放在水平地面上,如图所示,每块砖的质量相等,长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm。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
【详解】每块砖的质量相等,由G=mg得到每块砖的重力相等,三种方式对地面的压力都等于3块砖的总重力,所以压力相等,甲图中,受力面积
S甲=40cm×3×10cm=1200cm2
乙图中,受力面积
S乙=40cm×10cm=400cm2
丙图中,受力面积
S丙=40cm×20cm=800cm2
三种方式受力面积大小关系
S甲>S丙>S乙
由可知地面受到压强大小关系为
p乙>p丙>p甲
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
考点07 网格估算压强问题
35.小明同学测自己鞋底的面积时,他用一只鞋放在方格纸上描绘出的形状如图所示,已知每个方格都是边长为2cm的正方形,数一下鞋底覆盖的方格数(不满半格的不计,超过半格的计一格),可算出这只鞋底的面积约为 cm2
【答案】112
【详解】图中方格纸上脚印所占的格数共计28个,这只鞋底的面积约为
S=28×2cm×2cm=112cm2
36.一头大象的质量是4t,在水平地面上铺一张方格纸,大象站在纸上时留下的一只脚印如图所示。图中每个小方格的面积为25cm2.数方格数时,超过半格的算一格,不足半格的忽略不计。大象四只脚底的面积视作相等。求:(g取10N/kg)
(1)大象受到重力的大小;
(2)大象四只脚底的面积;
(3)大象四脚站立时对地面的压强大小。
【答案】(1)4×104N;(2)0.2m2;(3)2×105Pa
【详解】解:(1)大象的重力
G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N(2)图中接触整个方格的个数加上超过半格的个数共计20个,大象一只脚底的面积为
S底=25cm2×20=500cm2=0.05m2大象四只脚底的面积
S=4S底=4×0.05m2=0.2m2(3)大象四脚站立时对水平地面的压力
F=G=4×104N对地面的压强
答:(1)大象受到重力的大小为4×104N;
(2)大象一只脚底的面积为0.2m2;
(3)大象四脚站立时对地面的压强大小为2×105Pa。
考点08 压强动态变化问题
37.甲乙两个完全相同的长方体,长宽高之比为3∶2∶1,平放在水平地面上,若分别沿如图的对角线切成两块,拿走其中一块(乙取走下面的一块),则最终甲乙余下部分对地面压力之比为 ,对地面压强之比为 。
【答案】 1∶1 2∶1
【详解】[1]在水平面上,压力的大小等于重力的大小,两物体沿对角线切成两半,则两物体的重力都减小一半,甲乙又是两个完全相同的长方体,则切完拿走的余下部分对地面压力之比为1∶1。
[2]由公式可知,余下部分甲和乙的压力相等,接触面积甲变为原来的一半,乙不变,所以接触面积甲和乙之比为1∶2,故对地面压强甲和乙之比为2∶1。
38.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上,沿竖直方向在两个正方体上分别切去相同宽度,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则下列关于甲、乙正方体切去部分质量和的大小关系正确的是( )
A.一定大于 B.一定等于
C.可能小于 D.可能不等于
【答案】A
【详解】对于柱状物体竖直放在水平面上时,其对水平面的压强可表示为
可见压强与受力面积无关,只与物体密度及高度有关,沿竖直方向切相同宽度后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,即
沿竖直方向切时,高度不变,其对地面的压强不变,故对于甲、乙切下的相同宽度部分,对地面的压强也应该相等,即
由图可知,甲边长比乙大,切下部分宽度相同,则切下部分甲的底面积大于乙的底面积,故,故A正确,BCD错误。
故选A。
39.如图所示,小明将三块相同的砖分成A、B两组,每块砖的长∶宽∶高为4∶2∶1,则A、B两组砖对水平地面的压强之比为 ;若B组不动,要使这两组砖对水平地面的压强相等,则应使A组砖块 (选填“平放”、“侧放”或“竖放”);若将B组砖块沿着竖直方向截去四分之一,则剩余部分对桌面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 侧放 不变
【详解】[1]由图可知,B组砖的重力为A组砖的2倍,则A、B两组砖对水平地面的压力之比为,受力面积相同,根据可知A、B两组砖对水平地面的压强之比为。
[2]每块砖的长∶宽∶高为4∶2∶1,若B组不动,使A组砖块侧放,则受力面积减半,根据可知A组砖块对水平地面的压强变为原来的2倍,则可以使得两组砖对水平地面的压强相等。
[3]若将B组砖块沿着竖直方向截去四分之一,则压力和受力面积均变为原来的,根据可知剩余部分对桌面的压强不变。
40.如图所示,实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面压强相同,则它们对地面的压力F甲 F乙;现分别沿水平方向切去一定厚度,使它们剩余部分的高度相同,则甲、乙剩余部分对地面的压强p'甲 p'乙;若沿竖直方向分别切下相同的厚度,并将切去部分叠放在自身剩余部分上方,则甲、乙对地面的压强 p甲 p乙(本题均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 小于 大于 大于
【详解】[1]从图中看出,甲的边长较小,底面积较小,它们对地面压强相同,根据F=pS可知,甲对地面的压力小于乙对地面的压力,即F甲小于F乙;
[2]正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面压强相同,根据
甲的高度小,则甲的密度较大,分别沿水平方向切去一定厚度,使它们剩余部分的高度相同,根据p=ρgh可知,甲的密度大,甲剩余部分对地面的压强大,p'甲大于p'乙;
[3]若沿竖直方向分别切下相同的厚度,并将切去部分叠放在自身剩余部分上方,叠放后自身重力不变,对地面的压力不变,设切去部分面积为总面积的比例为k,乙的面积大,则乙的k值较小,切去后对水平面的压强为
所以
p甲>p乙
考点09 作图题
41.如图所示,一物体重20N,施加水平向右大小为30N的压力F使物体紧贴竖直墙壁静止,画出物体受力示意图。
【答案】
【详解】物体重20N,施加一水平向右的大小为30N的压力使物体紧贴墙壁静止,在竖直方向所受的向下重力和摩擦力是平衡力,它们的大小相等,都为20N,方向相反,都作用在物体的重心上。在水平方向所受的向右的压力和向左的支持力是平衡力,它们的大小相等,都为30N,方向相反,如图:
42.画出图中静止在斜面上的木块A对斜面B的压力的示意图。
【答案】
【详解】木块A对斜面B的压力垂直于斜面向下,压力的作用点在斜面上,从作用点起,垂直斜面画线段,在线段的末段画上箭头表示力的方向,压力的示意图如图所示:
43.如图,用细线系住一个小球并挂在墙壁上静止,请画出小球对墙壁的压力F的示意图。
【答案】
【详解】压力的作用点是球与墙壁的接触点,然后过作用点作垂直于墙壁,并指向墙里面的压力F。如图所示:
考点10 计算题
44.我国动物保护组织成员曾发现成年普氏野马在沙地上留下的一些足迹,深度达1.2厘米。通过实验测得:若要使该沙地达到相同的深度,所施加的压强为帕,且一匹成年普氏野马的质量为360千克。求:
(1)一匹成年普氏野马静止站立时对水平地面的压力F;
(2)它的每一个蹄印的面积。
【答案】(1)3600N
(2)0.01m2
【详解】(1)一匹成年普氏野马静止站立时对水平地面的压力
F=G=mg=360kg×10N/kg=3600N
(2)受力面积为
它的每一个蹄印的面积
45.自行车使用方便,而且环保无污染,越来越受到人们的喜爱。小敏从家里骑自行车到学校,已知小敏的质量为50kg,小敏的自行车相关数据见右表。求:
车架材料
碳纤维
车架材料体积/m3
2.5×10-3
车架质量/kg
5
整车质量/kg
10
车轮子与地面的接触的总面积/m2
0.01
(1)自行车车架材料的密度。
(2)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压力。
(3)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压强。
【答案】(1)2×103kg/m3
(2)588N
(3)5.88×104Pa
【详解】(1)由表中数据可知,车架质量为5kg,车架材料体积为2.5×10-3m3,所以自行车车架材料的密度为
(2)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压力等于自行车和小敏的重力之和,故有
F=G总=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×9.8N/kg=588N
(3)由表中数据可知,车轮子与地面的接触的总面积为0.01m2,所以小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压强为
46.如图所示,边长分别为2a和a的甲、乙实心正方体物块置于水平地面上,已知甲、乙对地面的压强均为p。
(1)求甲、乙对地面压力的比F甲∶F乙。
(2)现将甲水平切去0.03米的厚度,若甲剩余部分对地面的压力恰好等于乙对地面的压力,已知甲剩余部分对地面的压强变为294帕,求乙的密度ρ乙。
【答案】(1)4∶1
(2)
【详解】(1)[1]因为h甲=2a,h乙=a,所以S甲=4a2, S乙=a2, 即S甲=4S乙,则甲、乙对地面压力的比
F甲∶F乙=p甲S甲∶p乙S乙=p×4S乙∶p×S乙=4∶1
(2)[2]将甲水平切去0.03米的厚度后,因为F乙=F'甲,所以
则,根据题意有
则;因为甲、乙对地面的压强均为p,所以
解得。
47.已知甲、乙两个实心均匀圆柱体密度、底面积、及平放在水平地面的压强数据如下:(取)
圆柱体
密度(千克/米3)
底面积(米2)
对水平地面的压强
甲
7840
乙
9800
(1)求甲的重力;
(2)求乙圆柱体高度;
(3)若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量为49牛。求乙的底部对地面压强的变化量。
【答案】(1)
(2)0.2m
(3)
【详解】(1)甲对地面的压力为
则甲的重力为
(2)实心均匀圆柱体对水平地面的压强为
则乙圆柱体高度为
(3)由于甲、乙对地面的总压力不变,故甲的底部对地面的压力变化量为49牛,则乙底部对地面的压力变化量为49N,则乙的底部对地面压强的变化量为
考点11 实验题
48.探究压力作用的效果与哪些因素有关的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,如图所示。
(1)实验中通过观察 来比较压力作用的效果;
(2)对比 两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)对比甲、丁两图,得出压力作用效果与压力大小无关。你认为这个结论是 (填“正确”或“不正确”),理由是: 。
【答案】 海绵的凹陷程 甲、丙 不正确 没有控制受力面积不变
【详解】(1)[1]压力的作用效果是使物体发生形变,为了使现象更明显,实验中利用了柔软的海绵,通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)[2]压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,探究压力作用效果与压力大小关系时,应控制受力面积相同,改变压力的大小,图中甲、丙两图符合。
(3)[3][4]对比甲、丁两图,得出压力作用的效果与压力大小无关是不正确的,因为没有控制受力面积不变,即同时改变了压力大小和受力面积大小,存在两个变量。
49.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。
(1)小顺找到的器材有:电子秤、海绵、两个相同的矿泉水瓶、刻度尺及一大杯水。他利用电子秤测量,将两个瓶子装入相同质量的水,如甲图所示,分别正立和倒立放在海绵上。可得出结论:压力一定时, ,压力的作用效果越明显。
(2)以下实例中应用到该结论的有_________(选填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)利用现有器材,小顺想探究压力的作用效果与压力大小的关系,他接下来的操作是 。
(4)小芃找到的器材有:海绵、一块质地均匀的方形木块和刻度尺。实验时小芃将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如乙图所示,测量发现泡沫的凹陷程度相同,他由此得出错误的结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是没有控制 (选填“压力”的大小“受力面积”或“压力的作用效果”)相同。
【答案】(1)受力面积越小
(2)AD
(3)将瓶内的水倒出一部分,再倒立在海绵上,比较后两次海绵的凹陷程度
(4)压力
【详解】(1)如图所示,小顺将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制压力大小相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)A.菜刀要经常磨一磨,是为了减小受力面积,增大压强,故A符合题意;
B.书包要用宽的背带,为了增大受力面积,减小压强,故B不符合题意;
C.汽车限重,为了减小压力,减小压强,故C不符合题意;
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙,是为了减小受力面积,增大压强,故D符合题意。
故选AD。
(3)小顺想探究压力的作用效果与压力大小的关系,应该控制受力面积相同,压力不同,所以他接下来的操作是:将瓶内的水倒出一部分,再倒立在海绵上,比较后两次海绵的凹陷程度。
(4)将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,没有控制物体的压力相同,所得结论:压力作用效果与受力面积无关是错误的。
50.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。这种研究方法称为 ;
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是:在受力面积相同时,压力越大, 。小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,忽略受力面积的变化,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (选填“>”、“<”或“=”);
(4)如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最大的是( )。
A. B. C. D.
【答案】(1) 凹陷程度 转换法
(2) 压力的作用效果越明显 乙丙
(3)=
(4)A
【详解】(1)[1][2]实验中运用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果的。
(2)[1]甲、乙两实验中,受力面积相同,压力不同,且压力越大海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,因此可得结论为:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[2]坦克车履带的设计是压力一定时,通过增大受力面积来减小压力的作用效果,乙丙两次实验的结论与该应用相同。
(3)丙丁两图中,压力和受力面积相同,则压力的作用效果相同,即。
(4)A.图中压力变为原来的一半,受力面积小于原来的一半,根据可知,压强会变大,故A符合题意;
B.图中压力变为原来的一半,受力面积变为原来的一半,根据可知,压强不变,故B不符合题意;
C.图中压力变为原来的一半,受力面积不变,根据可知,压强会变小,故C不符合题意;
D.图中压力变为原来的一半,受力面积大于原来的一半,根据可知,压强会变小,故D不符合题意。
故选A。
一、单选题
1.质量分布均匀的立方体放置在水平桌面中央,如图所示。从顶点A沿虚线将M部分截去,关于剩下N部分对桌面压强与截去角度α的关系,下列说法中正确的是( )
A.当截去角度α小于45º时,剩下部分的压强始终随α的增大而增大
B.当截去角度α大于45º时,剩下部分的压强始终随α的增大而减小
C.当截去角度α小于45º时,剩下部分的压强始终保持不变
D.当截去角度α大于45º时,剩下部分的压强始终保持不变
【答案】D
【详解】AC.当截去角度α小于45º时,受力面积不变,剩下部分的重力始终随α的增大而减小,由
剩下部分的压强始终随α的增大而减小,故AC错误;
BD.当截去角度α大于45°时,由于立方体是质量分布均匀的,因此此时剩下N部分受力面积S和F成比例减小,由
可知,可知,压强不变,故B错误,D正确。
故选D。
2.如图所示,甲、乙两个实心正方体放置在水平桌面上,它们对水平地面的压强相等。若沿水平方向分别切去体积为V的部分,然后将切去部分交换叠放在剩余部分上,这时它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.p甲=p乙 B.p甲>p乙
C.p甲<p乙 D.都有可能
【答案】B
【详解】由图可知:h甲>h乙,由于甲、乙对地面的压强p'甲=p'乙,因此根据
得
ρ甲gh甲=ρ乙gh乙
所以
ρ甲<ρ乙
若在它们上部沿水平方向分别切去相同体积,由G=mg=ρVg可知:切去部分的物体重力ΔG甲<ΔG乙;将切去部分交换叠放在剩余部分上,根据可知这时它们对水平地面的压强分别为
由于甲、乙对地面的压强p'甲=p'乙,所以,p甲>p乙。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.如图所示,正方体甲、乙放在水平地面上。沿水平方向分别切去一定厚度,甲、乙剩余的体积、压强均相同,则切去的质量和压强的变化的关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以柱体(含正方体)对水平地面的压强
由图可知,原来的高度h甲<h乙,底面积S甲<S乙。沿水平方向切去不同的厚度,使二者剩余的体积、压强均相同,因S甲<S乙,剩余的体积相同,则由V=Sh可知h甲剩余>h乙剩余,如下图:
因h甲剩余>h乙剩余,剩余部分产生压强相同,则由可知ρ甲<ρ乙。因原来甲的体积小于乙的体积,切去不同的厚度后剩余的体积相等,所以切去部分的体积关系为V甲切<V乙切,由Δm=ρΔV切可知Δm甲<Δm乙;因原来甲的高度小、密度小,所以由可知,切去前甲、乙对地面的压强关系为p甲<p乙。由因甲、乙剩余的压强相同,所以甲的压强量小于乙的压强量,即,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
二、计算题
4.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为米,质量为20千克,乙的体积为米。求:
(1)甲对地面的压强;
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为,已知。求乙的密度。
(3)当甲、乙分别平放在水平地面上时,若乙的质量为8千克,要使乙对地压强不大于甲对地压强,请计算乙应当沿水平方向切去的高度h的范围。
【答案】(1)4900Pa
(2)
(3)
【详解】(1)甲对水平面的压力等于重力,即
甲对地面的压强为
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为
又
则乙的密度为
(3)根据题意可知
又
则
即有
可得
所以
三、实验题
5.为了探究柱形物体对支持面产生的压力形变效果与哪些因素有关,某小组同学猜想:可能与柱形物体的重力、形状、底面积大小有关。他们用底面积相同、重力不同的长方体、正方体和圆柱体放在同一水平细沙面上进行实验(如图 (a)所示),接着他们再把若干个相同的长方体放在同一水平细沙面上进行实验(如图(b)所示),实验时他们测量了沙面下陷程度,并将有关数据记录在表一、表二中。
表一
表二
实验序号
形状
压力(N)
受力面积(cm2)
下陷程度(mm)
实验序号
形状
压力(N)
受力面积(cm2)
下陷程度(mm)
1
长方体
2
10
2
4
长方体
2
5
4
2
正方体
3
10
3
5
长方体
4
10
4
3
圆柱体
6
10
5
6
长方体
6
15
4
7
/
(1)分析比较实验序号1和2和3的数据及观察的现象, (选填“能”或“不能”)得到初步结论:受力面积相同,柱形物体对支持面压力越大,压力产生的形变效果越显著,理由 。
(2)进一步分析比较实验序号4和5和6数据及观察的现象可得到结论 ,柱形物体对支持面的压力形变效果相同。
(3)小明同学发现以上6次实验还不能探究柱形物体对支持面压力的形变效果与形状有无关系,他应该选择其他物体再次进行实验,请把该物体符合要求的各项数据填写在序号7中。
(4)从上列表格中数据及观察到的现象,小组同学总结归纳得出:若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度,可以观察比较 以及计算 所受的压力大小进行判断。
【答案】 不能 没有控制好柱体的形状相同 当柱体的形状相同,且压力与受力面积的比值相同
表二
实验序号
形状
压力(N)
受力面积(cm2)
下陷程度(mm)
4
长方体
2
5
4
5
长方体
4
10
4
6
长方体
6
15
4
7
正方体(圆柱体)
6
15
/
沙面的下陷深度 单位面积
【详解】(1)[1][2]柱形物体对支持面产生的压力形变效果可能与柱形物体的重力、形状、底面积大小有关,研究与柱形物体的形状有关时,要控制柱形物体的重力、底面积大小相同,而实验中,柱形物体的形状不同,未控制变量,故分析比较实验序号1和2和3的数据及观察的现象,不能得到初步结论。
(2)[3]实验序号4和5和6中沙子下陷程度相同,故进一步分析比较实验序号4和5和6数据知
形状相同的柱形物体,当其压力与受力面积的比值相同时,柱形物体对支持面的压力形变效果相同。
(3)[4]探究柱形物体对支持面压力的形变效果与形状的关系,要控制柱形物体的重力和底面积大小相同,只改变柱体的形状(与6相比),故可用正方体(圆柱体)物体,控制压力为6N,受力面积为15cm2,如下表所示:
表二
实验序号
形状
压力(N)
受力面积(cm2)
下陷程度(mm)
4
长方体
2
5
4
5
长方体
4
10
4
6
长方体
6
15
4
7
正方体(圆柱体)
6
15
/
(4)[5][6]由表中1、2、3数据,可知
即单位面积受到压力变大,对应的3次实验沙子下陷的程度变大;由表中4、5、6数据可知
即单位面积受到压力相同,对应的3次实验中沙子下陷程度相同;故若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度,可以观察比较下陷程度以及计算单位面积所受的压力大小进行判断。
一、填空题
1.人在行走、站立、平躺等不同情况时,对水平地面的压强大小不同。已知人的质量为50千克,行走时与地面的接触面积为0.02米2
①求人行走时对地面压强的大小p人。
②为了表示不同情况压强的大小,用水平方向的格数表示接触面面积、竖直方向的格数表示相应的压强,如图所示,图中表示了人背负物体(甲或乙)、不背负物体时,行走、站立及平躺时的情况。
(a)求乙物体的质量m乙。
(b)判断:C表示人是 的(选填“站立”或“行走”),此时人是否背负甲或乙物体,请通过计算说明 。
【答案】 24500Pa 50kg 站立 见解析
【详解】[1]根据重力的计算公式可得,人行走时对地面压力为
根据压强的计算公式可得,人行走时对地面的压强为
[2]由图可知,不负重行走和平躺举起乙物体时对水平地面的压强关系为
pB=5pD
受力面积的关系为
SD=10SB
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以有
,
代入数据可得,有
解得
m乙=m人=50kg
[3]由图可知,三种情况下的受力面积关系为
SC=2SA=2SB
则C表示人是站立的。
[4]由图可知,背负甲行走和站立时对水平地面的压强关系为
pA=2pC
根据压强的计算公式可得,人对地面的压力为
所以,此时人背负甲或乙物体。
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