内容正文:
专题专练
固体压强
1. 压力与重力的区别
垂直作用在物体表面上的力叫做压力
温馨提示:压力和重力是两种不同性质的力,压力是弹力,重力是引力。只有当物体放在水平面上,且物体在竖直方向不再受到其他的力时,这时物体对地面的压力在数值上等于物体的重力。
1.关于压力的说法中,正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的大小等于重力的大小
C.放在水平地面上的物体,对地面的压力就是物体的重力
D.压力的方向一定与受力面垂直
2.一个木箱放在斜面上,以下各图中正确表示斜面受到木箱的压力F的图是( )
A. B.
C. D.
3.一座公路桥头立着如图所示的限重标志牌,为防止桥面损坏,行驶在桥上的载重汽车对桥面的压力不应超过(g取10N/kg)( )
A.1.5×103N B.1.5×104N C.1.5×105N D.1.5×106N
(多选)4.大磅秤上站着一个重500N的人,同时放着一个重30N的物体,当此人用20N的力竖直向上提这个物体时( )
A.磅秤上的示数减少20N
B.磅秤的示数不会改变
C.物体受到的重力为30N
D.人对磅秤的压力是500N
2. 探究影响压力作用效果的因素
温馨提示:对于不便于研究或不好直接研究的物理问题,通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果,进而实现把握问题实质的研究方法就是转换法。这里把压力的作用效果转化为容易观察、容易比较的陷入海绵中的深度,就是转换法。
5.在探究“压力作用的效果与哪些因素有关”的活动中,同学们首先进行了热烈讨论和大胆猜想,接着设计了多种验证方案。然后,李亚同学按图甲所示进行操作,她觉得左拇指受压的感觉比右拇指要强得多;并且越用力,受压感觉越明显。徐真同学的实验如图乙,他观察到与手掌接触部分气球的形变较小,而用手指顶着的那部分气球形变明显;且手指用力越大,形变越明显。
实验完毕,同学们互相进行了交流,并得出结论:
(1)当压力相同时, ,压力作用的效果越明显;
(2)当受力面积相同时, ,压力作用的效果越明显。
(3)在物理学中,压力作用的效果用物理量 表示。
6.如图所示,表示某同学在做“研究压力作用效果与哪些因素有关”实验中的三次操作。比较A、B图可以发现压力的作用效果与 有关;比较B、C图可以发现压力的作用效果与 有关。在物理学中,表示压力的作用效果的物理量是 。
3. 压强
温馨提示:①在进行计算时,单位要统一,力 F 的单位为牛顿(N),面积的单位为平方米(m²),压强的单位才是 Pa;②压强的公式 中,F是压力而不是重力,当物体静止在水平面上时,对水平面的压力大小等于物体重力的大小;③因为压力只能产生于挤压的地方,所以受力面积只是物体间接触部分的面积。
7.物体在 受到的压力叫做压强,压强是表示 的物理量。
8.桌面受到的压强是500帕,表示的物理意义是 。
9.汽车超载对公路的损坏主要取决于( )
A.汽车的惯性 B.汽车的速度
C.汽车的质量 D.汽车对公路的压强
10.小明是一名发育正常的中学生,下面是与他有关的一些数据,你认为合理的是( )
A.他的体重约为200N
B.步行的速度大约为5m/s
C.身体的平均密度约为1×103kg/m3
D.他双脚站立时的压强约为100Pa
11.一张试卷平铺在水平桌面上时,对桌面产生的压强约为1Pa。那么,一本八年级物理课本水平放在桌面上时,它对桌面的压强最接近于( )
A.0.5Pa B.5Pa C.50Pa D.500Pa
12.一只底面积为S的箱子,放在面积为2S的水平桌面的中央时,箱子对桌面的压强为P;当放在面积为的水平凳面时(凳面被箱子全部盖住),箱子对凳面的压强是( )
A.0.5P B.P C.2P D.4P
13.如图所示A、B两个正方体放在水平地面上,已知两物体的边长之比是LA:LB=2:1,重力之比为GA:GB=3:2,则A对地面压强与B对地面的压强之比为( )
A.3:8 B.3:1 C.2:3 D.3:4
14.如图所示,物体的质量为2kg,它与竖直墙面的接触面积是0.2dm2,现用30N的水平力把物体按在墙上,墙面受到的压强是 Pa,物体受到的摩擦力是 N。(g取10N/kg)
15.一个图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×10﹣4cm2,手指对图钉帽的压力是20N,手对图钉帽的压强是 ,图钉尖对墙的压强是 。
16.一名芭蕾舞演员的体重是475N,当她跳舞时一只脚与地的接触面积为9.5×10﹣4m2,一只大象的体重是6×104N,它每只脚掌的面积是600cm2;求:
(1)芭蕾舞演员单腿跳舞时对地面的压强;
(2)大象站立时对地面的压强。
17.如图所示,在水平桌面上放有一个质量为2kg的长方体B,在B的上方有一个质量为1kg的正方体A被弹簧测力计竖直悬挂在下端,弹簧测力计的示数如图所示。已知正方体A的边长为10cm,长方体B的底面积为200cm2,求:
(1)A对B的压力大小是多少?
(2)物块B对桌面产生的压强是多少?
4. p=ρgh计算规则柱体的压强
18.如图所示,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。已知它们的密度之比ρA:ρB=1:2,对地面的压强之比pA:pB=1:3则( )
A.它们的高度之比hA:hB=3:4
B.它们的体积之比VA:VB=1:3
C.它们的质量之比mA:mB=1:3
D.它们对地面压力之比FA:FB=2:3
(多选)19.如图,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们对水平地面的压力FA:FB和对地面的压强pA:pB分别为( )
A.FA:FB=1:1 B.pA:pB=1:1 C.FA:FB=2:1 D.pA:pB=2:1
20.甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图所示,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,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3 C.2:1 D.4:1
21.如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重15N,B重5N.若物体B对A的压强与此时物体A对桌面的压强相等。则物体B对A的压力与物体A对桌面的压力之比是 ,物体B与A的密度之比是 。
22.一块砖先后平放、侧放、立放在水平桌面上,对水平桌面的压强分别是0.8×103Pa,2×103Pa和5×103Pa.这块砖的体积是 m3.立放时水平面对它支持力是 N.(砖的密度为ρ=2×103kg/m3,g取10N/kg)
固体压强
答案与解析
1.解析:解:
AD、压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面;故A错误、D正确;
B、对于水平面上的物体,对地面的压力是由于重力产生的,压力大小等于重力大小;其它情况与物重不一定有直接关系。故B错误;
C、对于水平面上的物体,压力大小等于重力大小,但压力和重力是完全不同的两个力,不能说压力就是重力。故C错误;
故选:D。
2.解析:解:A、B、C、压力的方向不正确,不符合题意。
D、物体放在斜面上,对斜面的压力,受力物体是斜面,作用点在斜面上并垂直于斜面。符合题意。
故选:D。
3.解析:解:由图示可知该桥限载标准为15t=1.5×104kg,
车从桥上通过时允许对桥的最大压力:F=G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N,故C正确。
故选:C。
4.解析:解:AB、将人和物体作为一个整体,对整体受力分析可知,磅秤上的示数等于人和物体的总重力,总重力不变,故示数不变;故A错误,B正确;
C、物体受重力不会改变;仍为30N;故C正确;
D、对人单独分析可知,人受重力、支持力、向下的物体的拉力,则支持力F=mg+T=500N+20N=520N,根据力的作用的相互性可知,人对磅秤的压力是520N;故D错误;
故选:BC。
5.解析:解:(1)甲图中两手指对铅笔的压力相同,左拇指受压的感觉比右拇指要强得多,说明压力作用效果大,而左拇指比右拇指的接触面积小,由此可知受力面积越小,压力作用的效果越明显;
(2)随着压力的增大,手指顶着的那部分气球形变变大;手指形变越大。由此说明压力越大,压力作用的效果越明显。
(3)为了描述压力的作用效果,而引入了压强这个物理量。
故答案为:(1)受力面积越小
(2)压力越大;
(3)压强;
6.解析:解:A、B两图的压力相同,受力面积越小,作用效果越明显,所以压力的作用效果与受力面积有关;
B、C图的受力面积相同,压力越大作用效果越明显,压力的作用效果与压力有关;
在物理学中,表示压力的作用效果的物理量是压强;
故答案为:受力面积,压力,压强。
7.解析:解:物体单位面积上受到的压力叫做压强,压强是表示压力作用效果的物理量。
故答案为:单位面积上;压力的作用效果。
8.解析:解:因为500Pa=500N/m2,所以表示的物理意义是1平方米的面积上受到的压力是500N。
故答案是:桌面在1m2的面积上受到的压力是500N。
9.解析:解:汽车超载时,对地面的压力变大,根据公式P可知,接触面积不变,压力越大,产生的压强就越大,产生的压强超出路面的承受能力,就会对路面造成破坏。
故选:D。
10.解析:解:A.一个中学生的质量大约是50kg,他的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,故A不符合题意;
B.中学生的步行速度大约1m/s,故B不符合题意;
C.人身体的平均密度约等于水的密度,身体的密度约为1.0×103kg/m3,故C符合题意;
D.一个中学生的重力大约为500N,两脚和地面的接触面积约为0.04m2,则他双脚站立时对地面的压强为:,故D不符合题意。
故选:C。
11.解析:解:一张试卷平铺在水平桌面上时,对桌面产生的压强约为1Pa,试卷对折相当课本面积,一本八年级物理课本约100张,则物理课本对桌面的压强为50Pa。
故选:C。
12.解析:解:∵箱子在水平桌面上,
∴对桌面压力:F=G,
当放在面积为2S的水平桌面上时,受力面积S1=S,箱子对桌面的压强P
当放在面积为的水平凳面时,受力面积S2,箱子对凳面的压强P′22P。
故选:C。
13.解析:解:LA:LB=2:1,所以SA:SB=4:1;
因为在水平地面,所以F=G,则FA:FB=GA:GB=3:2;
所以pA:pB:3:8。
故选:A。
14.解析:解:
图中物体可以将左边受到水平的力大小不变地传给墙面,墙壁受到的压力F压=F=30N,
受力面积S=0.2dm2=2×10﹣3m2,墙壁受到的压强:p1.5×104Pa;
物体在墙壁上保持静止,物体处于平衡状态,物体受平衡力作用,则物体在竖直方向上受重力和静摩擦力的作用,二力平衡,大小相等,故此时物体受到的摩擦力:f=G=mg=2kg×10N/kg=20N。
故答案为:1.5×104;20。
15.解析:解:图钉尖对墙的压力等于手指对图钉帽的压力,即F2=F1=20N,
图钉帽的面积:S1=0.8cm2=8×10﹣5m2,
图钉尖的面积:S2=5×10﹣4cm2=5×10﹣8m2,
手对图钉帽的压强:p12.5×105Pa;
图钉尖对墙的压强:p24×108Pa。
故答案为:2.5×105Pa;4×108Pa。
16.解析:解:(1)由题意知芭蕾舞演员单腿跳舞时对地面的压力为F=G=475N,一只脚与地的接触面积为9.5×10﹣4m2,
芭蕾舞演员单腿跳舞时对地面的压强为;
(2)大象站立时与地面的受力面积为S′=4×600cm2=0.24m2,
大象站立时对地面的压强为。
答:(1)芭蕾舞演员单腿跳舞时对地面的压强为5×105Pa;
(2)大象站立时对地面的压强为2.5×105Pa。
17.解析:解:(1)如图所示,弹簧测力计的示数为:2.6N,物体A的重力为:GA=mAg=1kg×10N/kg=10N,
A对B的压力大小等于B对A的支持大小,为:F压=F支=GA﹣F拉=10N﹣2.6N=7.4N;
(2)长方体B的底面积为:S=200cm2=0.02m2,
长方体B的重力为:GB=mBg=2kg×10N/kg=20N,
物块B对桌面产生的压力大小等于桌面对B的支持力大小,为:F压′=F支′=GA+GB﹣F拉=10N+20N﹣2.6N=27.4N,
物块B对桌面产生的压强是:p1370Pa。
答:(1)A对B的压力大小是7.4N;
(2)物块B对桌面产生的压强是1370Pa。
18.解析:解:A.根据pρgh可它们的高度之比
故A错误;
CD.两圆柱体底面积相同,放置在水平面上,压力等于重力,则重力之比为
由可知,质量比为1:3,故C正确,D错误;
B.它们的体积之比
故B错误。
故选:C。
19.解析:解:因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,实心圆柱体对水平地面的压强pρgh,
因同种材料制成的实心圆柱体A和B的密度相同,且它们的高度之比为2:1,
所以,对地面的压强之比,故B错误、D正确;
又因两圆柱体的底面积之比为1:2,
所以,它们对水平地面的压力之比:,故A正确、C错误。
故选:AD。
20.解析:解:由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为ρ甲8g/cm3;
当乙的体积为4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为ρ乙1g/cm3;
所以ρ甲:ρ乙=8:1;
由ρ可得V,
ρ甲:ρ乙=8:1,m甲:m乙=1:1,
所以V甲:V乙::1:8,
因为V=a3,
所以边长之比:a甲:a乙=1:2;
正方体对地面的压强:
pρga,
所以两正方体A、B对水平地面的压强之比:p甲:p乙=ρ甲a甲g:ρ乙a乙g=(8×1):(1×2)=4:1。
故选:D。
21.解析:解:物体B对A的压力与物体A对桌面的压力之比:
;
正方体物体B对A的压强:pB,
正方体物体A对桌面的压强:pA,
由题意可知:pB=pA,
即:,
解得:LA=2LB;
根据重力公式和密度公式可得,物体对接触面的压强:p,
所以,pBρBLBg,
pAρALAgg,
因pB=pA,所以ρBLBg=ρALAgg,
整理可得:ρBLB=ρALA①,
由前面解得LA=2LB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②整理解得:。
故答案为:1:4;8:3。
22.解析:解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,长方体形状的砖块对水平桌面的压强:
pρgh;
因砖块立放时高度最高、对水面桌面的压强最大,平放时高度最低、对水平桌面的压强最小,
所以,砖块的长(a)、宽(b)、高(c)依次为:
a0.25m,
b0.1m,
c0.04m,
则这块砖的体积:
V=abc=0.25m×0.1m×0.04m=1×10﹣3m3;
(2)因砖块在水平桌面上静止时,处于平衡状态,受到的重力和支持力是一对平衡力,
所以,立放时水平面对它支持力:
F支持=G=mg=ρVg=2×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=20N。
故答案为:1×10﹣3;20。
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