9.1 压强【五大题型】-2024-2025学年八年级物理下册同步高频考点精讲与热点题型精练(人教版2024)
2025-02-10
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 压强 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 压力与压强 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.71 MB |
| 发布时间 | 2025-02-10 |
| 更新时间 | 2025-02-10 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50359959.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
9.1 压强【五大题型】
【题型一 压强的概念与单位】
1.(2024•北京期中)在国际单位制中,压强的单位是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.托里拆利 D.伽利略
2.(2023•重庆期末)关于压强、压力,下列说法正确的是( )
A.压强就是物体所受的压力
B.压力的方向总与重力的方向一致
C.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
D.压强在数值上等于单位面积上受到的压力大小
3.(2024•成都模拟)如图所示,小红在雪地中陷得较深,小刚脚下穿有滑雪板,没有陷进雪地。此现象能说明( )
A.小红对雪地产生较大的压强
B.压力作用的效果与受压面积无关
C.小刚对雪地产生较小的压力
D.压力作用的效果与压力大小有关
4.(2024•西安期末)汽车超载致使公路损坏严重,也存在着严重的安全隐患,所以治理汽车超载势在必行。你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于( )
A.汽车对公路的压力 B.汽车对公路的压强
C.汽车的行驶速度 D.汽车的惯性
5.(2024•济南期中)在物理学中,把物体所受到的 与受力面积的比叫做压强,为了纪念法国科学家 ,物理学中,把他的名字命名为压强的单位。
6.(2024•蚌埠期末)公安人员可利用罪犯留在松软土地上脚印的大小和深浅,估算出罪犯对地面的压强,从而推算出罪犯的体重等信息。若罪犯对地面的压强是1.4×104Pa,其物理意义是: 。
【题型二 探究影响压力作用效果的因素】
7.(2024•济南模拟)如图所示,为了防止磕碰伤害到人,小梅的妈妈给家具尖锐的拐角处都包上了保护套,小梅按压时发现,保护套非常柔软,易发生形变。据此,小梅提出了下面的四个问题,其中最具有探究价值又易于探究的问题是( )
A.人磕碰到家具的拐角受到伤害的程度与哪些因素有关?
B.压力的作用效果与受力面积的大小是否有关?
C.压力的作用效果与压力的大小是否有关?
D.压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小是否有关?
8.(2024•天津期中)如图1表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择图2中的哪几种情形( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
9.(2024•盐城期末)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,用拇指和食指分别以图示两种方式压在铅笔两端。图 的方式合理,另一个不合理的原因是没有控制 相同;乙图中拇指和食指相比, 受到的压强较大。
10.(2024•长沙期中)如图所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,则两手指所受压力 (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。
11.(2024•昆明期中)在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,实验小组设计了如图所示的实验进行探究。
(1)实验中,实验小组是通过观察 来比较压力的作用效果的。
(2)图甲、乙是探究 与压力的作用效果的关系;当受力面积一定时, ,压力的作用效果越明显。
(3)图 是探究受力面积与压力的作用效果的关系;当压力大小相同时,受力面积越 ,压力的作用效果越明显。
(4)图丙小桌产生的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)图丁小桌产生的压强。
(5)实验探究过程中,小组同学使用的探究方法是 和 。
12.(2024•洛阳模拟)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出:当压力大小一定时,受力面积 ,压力作用效果越明显。
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 的关系,可得出的初步结论是 。
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是 (填“正确”“错误”)的,理由是 ,要验证小强的想法,你的做法是 。
【题型三 增大或减小压强的方法】
13.(2024•重庆初中)共享单车是节能环保的交通工具,单车坐垫设计比较宽,目的是为了( )
A.增大压强 B.减小压强 C.增大摩擦 D.减小摩擦
14.(2024•上海期末)如图,下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖 B.书包带较宽
C.铁轨铺枕木 D.滑雪板滑雪
15.(2024•株洲模拟)如图所示道路中为视障人士铺设的盲道,表面有不同形状的凸起,其目的是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
16.(2024•德州模拟)如图所示,是人们在购物时偶尔会用到的一种小提手,它能防止手被较重的塑料袋勒得发痛。则使用这种小提手提塑料袋能( )
A.减小对手的压强 B.增大对手的压强
C.减小对手的压力 D.增大对手的压力
17.(2024•安庆期末)中华文化书画艺术中的篆刻艺术源远流长,如图所示为篆刻家在用刻刀刻制印章,关于篆刻中所涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.篆刻刀上缠绕的布条是为了增大受力面积增大摩擦力
B.为了使刻纹深浅合适,只要注意用刀的力量就行了
C.粗大的刻刀柄,是在压力一定时,通过增大受力面积来增大压强
D.尖锐的刻刀尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强
18.(2024•九江模拟)随着环保意识的提高,自行车越来越受到人们的青睐。如图所示,以下关于自行车的结构或使用上说法正确的是( )
A.自行车载人前后的惯性不变
B.刹车后自行车没立即停下来是因为受到惯性作用
C.轮胎和脚踏板的花纹是为了减小摩擦
D.车座做得宽大是为了减小压强
19.(2024•绥化期中)如果一个人在冰面散步,当冰面快要破裂时,他采取的自救方法最恰当的是 (选填“站立不动”“快速跑向安全区”或“趴下爬向安全区”);他这样做是为了减小身体对冰面的 。
20.(2024•岳阳模拟)如图是公交、火车上配安全锤。安全锤可以在最短的时间内,花最小的力气砸破车窗,赢得宝贵的逃生时间。安全锤的锤头顶部尖,是为了在紧急情况下乘客敲击车窗时 (选填“增大”或“减小”)压强,更容易破窗;安全锤手柄有花纹,是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。
21.(2024•厦门模拟)福建是明式家具的重要产区,古家具不使用钉子,而是采用榫卯结构连接支撑。如图,榫的接入部分宽度略大于卯的宽度,插入时通过 的方式来增大摩擦,防止脱落;家具边缘的圆角设计,美观的同时通过 的方式减小碰撞时的压强。
22.(2024•重庆期末)磨刀不误砍柴工,意思是磨刀花费时间,但不耽误砍柴。比喻事先充分做好准备,就能使工作加快。从物理知识来看,磨刀是通过 受力面积来 压强。
23.(2024•宿迁期末)如图是我国自行研制的“祝融号”火星车,到达火星后火星车的质量 ,火星车有六个宽大的车轮,这是为了 压强,每个车轮表面凹凸不平,这是为了 摩擦力(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
24.(2024•兰州模拟)中医文化是中华优秀传统文化的重要组成部分,如图是中医“针灸”的情景。针灸所用的“毫针”很细,是通过减小受力面积的方式来 压强,从而利于针具顺利刺入人体。针柄与针尾用铜丝缠绕呈螺旋状,主要是为了 摩擦,便于实施捻转、提插等针刺手法。(两空均填“增大”或“减小”)
【题型四 固体压强大小比较】
25.(2024•成都期末)公安刑警在刑侦时,常根据足印的深浅来识别犯罪嫌疑人的体貌特征。下列实验也采用了这种方法:甲、乙两圆柱体轻放在相同的水平沙地上,然后把它们取走,沙地上留下深浅、大小不同的印痕,如图所示。则( )
A.甲对沙地的压强比乙的小
B.甲对沙地的压强比乙的大
C.甲对沙地的压力比乙的小
D.甲对沙地的压力比乙的大
26.(2024•上海期中)如图所示,字典的一部分悬空在水平桌面以外,小明同学发现后用水平向右的力F将字典推回桌面中央,在他推着字典运动的过程中( )
A.字典对桌面的压力变大
B.字典对桌面的压强变小
C.桌面对字典的支持力变小
D.桌面对字典的摩擦力变大
27.(2024•广州期中)原平整的细沙面上放上甲、乙两个质地均匀实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的密度一定比乙大
B.甲对沙子的压力一定比乙对沙子的压力大
C.甲的重力一定比乙小
D.无法判断甲、乙的质量大小
28.(2024•安阳期末)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),则反过来后橙汁对杯底的压力和杯子对桌面的压强变化情况是( )
A.对杯底的压力变大,对桌面的压强变小
B.对杯底的压力变小,对桌面的压强变大
C.对杯底的压力变小,对桌面的压强变小
D.对杯底的压力变大,对桌面的压强变大
29.(2024•贵阳期末)如图所示,水平地面上放置甲、乙两个质量相等的水桶,水桶的上口面积相等,但水桶甲的底面积大于水桶乙的底面积,此时两桶中装有相同质量的水。若甲、乙水桶底受到水的压强分别为p甲、p乙,受到水的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.p甲<p乙,F甲=F乙 B.p甲>p乙,F甲<F乙
C.p甲=p乙,F甲=F乙 D.p甲<p乙,F甲>F乙
30.(2024•上海期中)如图所示,水平地面上的柱体A、B高度相等,其底面积S的大小关系为SA>SB.现分别从两柱体的上表面沿竖直方向往下切除部分后,发现A、B剩余部分对地面的压力、压强恰好均相等。则关于对切去部分的质量ΔmA、ΔmB以及底面积ΔSA、ΔSB的判断,正确的是( )
A.ΔSA>ΔSB,ΔmA=ΔmB B.ΔSA>ΔSB,ΔmA>ΔmB
C.ΔSA<ΔSB,ΔmA>ΔB D.ΔSA<ΔSB,ΔmA<ΔmB
31.(2024•盐城期中)如图甲,用拉力F1、F2使木块先后在粗糙程度均匀的同一水平桌面上做直线运动,图乙中图线①和②是两次拉动路程s和时间t图象。两次拉力的功率分别为P1、P2,则以下物理量的大小关系为:两次木块受到桌面的摩擦力f1 f2,F1 F2,P1 P2。
32.(2024•上海模拟)如图所示,实心均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向分别在甲、乙上部切去相同体积,剩余部分对地面的压强相等。则剩余部分质量m甲 m乙,正方体密度ρ甲 ρ乙,切去前正方体对地面的压强p甲 p乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
【题型五 压强的计算】
33.(2024•茂名期末)一位中学生每只脚与地面的接触面积为200cm2,他双脚站在水平地面上,对地面的压强最接近于( )
A.1.4×103Pa B.1.4×104Pa C.2.8×103Pa D.2.8×104Pa
34.(2024•厦门期末)如图为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,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )
A.mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
B.mA:mB=2:1,pA:pB=2:1
C.mA:mB=1:1,pA:pB=1:1
D.mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
35.(2024•长沙期末)光帆是装置在太空船上的一个面积很大但很轻的帆,利用太阳光对帆的光压,可使太空船在太空中飞行。已知地球附近的太阳的光压为9×10⁻6Pa,光帆的面积为0.5×106m2,则光帆所受到光的压力为( )
A.4.5N B.1.8×1012N C.4.5×1012N D.18N
36.(2024•昆明期中)用120N的水平力把重30N的长方体木块紧压在竖直的墙壁上,如图所示,木块与墙壁的接触面积为400cm2,这时木块对墙壁的压力和压强分别为( )
A.30N 0.75Pa B.120N 0.3Pa
C.30N 750Pa D.120N 3000Pa
37.(2024•泰安模拟)有A、B两个相同材料的均匀实心正方体,A的边长为0.1m,B的边长为0.2m,若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为p1,B对桌面的压强为p2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为,A对桌面的压强为p4,g取10N/kg。下列判断正确的是( )
①A的重力为3N;②B的密度为3×103kg/m3;③p1:p2=1:2;④
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
38.(2024•武汉模拟)小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm、底面积SA:SB=1:4的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图甲所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A、B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示,图乙中a的值为( )
A.3cm B.4cm C.5cm D.6cm
39.(2024•合肥模拟)如图所示是一台手扶双轮压路机,水箱容积为15L,未装水时质量为550kg。压路机静止在水平路面上时,与地面的总接触面积为0.02m2,该压路机水箱未装水时对路面的压强是 Pa。
40.(2024•武威模拟)甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是 ,A、B对水平地面的压强之比是 。
41.(2024•贵港模拟)如图所示,形状、体积相同的甲、乙两个长方体,图甲的质量为6kg、平放时底面积为0.02m2,乙的质量为8kg,则平放时,甲对水平地面的压强p1为 Pa;若将甲顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量Δp为3000Pa,则乙竖放时对地面的压强p2为 Pa。
42.(2024•长春模拟)如图所示,边长10cm的均匀正方体铝块,放在水平桌面中央,则正方体铝块对桌面的压强为 Pa;若沿水平方向截下一部分a竖放在水平桌面上,且使a对桌面压强与剩余部分b对桌面压强之比为5:4,图中截去部分a的高度h为 cm。(铝的密度为2.7×103kg/m3,g取10N/kg)
43.(2024•南宁模拟)随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中。如图所示,这是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为600kg。已知每个轮胎与地面的接触面积均为100cm2,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重力的,g取10N/kg。求:
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力;
(2)配送车空载时对水平路面的压强;
(3)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105Pa时货物的质量。
44.(2024•重庆模拟)小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm,底面积SA:SB=1:3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示,求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;
(3)图2中a的值。
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9.1 压强【五大题型】
【题型一 压强的概念与单位】
1.(2024•北京期中)在国际单位制中,压强的单位是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.托里拆利 D.伽利略
解:在物理学中,
A、牛顿是力的基本单位,故A不符合题意;
B、帕斯卡是压强的基本单位,故B符合题意;
C、托里拆利并不是物理量的单位,故C不符合题意;
D、伽利略也不是物理量的单位,故D不符合题意。
答案:B。
2.(2023•重庆期末)关于压强、压力,下列说法正确的是( )
A.压强就是物体所受的压力
B.压力的方向总与重力的方向一致
C.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
D.压强在数值上等于单位面积上受到的压力大小
解:A、压强是物体单位面积上受到的压力,故A错误;
B、当压力是由物体的重力产生的情况下,若物体放在水平面上,物体对水平面的压力与重力的方向一致:竖直向下;若物体放在斜面上时,压力的方向垂直于斜面,不再竖直向下,而重力的方向始终竖直向下,两者不再相同。当压力不是由重力产生时,压力的方向与重力的方向无关,故B错误;
C、物体对接触面的压力施力物体是物体,受力物体是接触面;而物体所受的重力施力物体是地球,受力物体是物体,这是两个完全不同的力,故C错误;
D、压强在数值上等于单位面积上的压力大小,故D正确。
答案:D。
3.(2024•成都模拟)如图所示,小红在雪地中陷得较深,小刚脚下穿有滑雪板,没有陷进雪地。此现象能说明( )
A.小红对雪地产生较大的压强
B.压力作用的效果与受压面积无关
C.小刚对雪地产生较小的压力
D.压力作用的效果与压力大小有关
解:这两位同学对雪地的压力差不多,小红与雪面的接触面积小,压力的作用效果明显,即压强较大,所以在雪地中陷得较深;但是小刚脚下穿有滑雪板,受力面积大,压力作用效果不明显,没有陷进雪地;说明压力作用的效果与受压面积有关;故A正确,BCD错误。
答案:A。
4.(2024•西安期末)汽车超载致使公路损坏严重,也存在着严重的安全隐患,所以治理汽车超载势在必行。你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于( )
A.汽车对公路的压力 B.汽车对公路的压强
C.汽车的行驶速度 D.汽车的惯性
解:汽车超载现象异常突出,超载导致对地面的压力增大(压力F=G),由p可知,受力面积一定时,压强增大,压力作用效果越明显,对路面的损坏就越严重;故超载汽车对公路的损坏主要取决对公路的压强;故B正确;
而汽车的压力大小、速度大小和惯性不是对公路损坏的主要原因;故ACD错误;
答案:B。
5.(2024•济南期中)在物理学中,把物体所受到的 压力 与受力面积的比叫做压强,为了纪念法国科学家 帕斯卡 ,物理学中,把他的名字命名为压强的单位。
解:根据课本知识可知,物理学中,把物体所受的压力与受力面积的比叫做压强;压强的单位是Pa,这是为了纪念物理学家对人类发展的突出贡献,将帕斯卡的名字命名为压强的单位。
答案:压力;帕斯卡。
6.(2024•蚌埠期末)公安人员可利用罪犯留在松软土地上脚印的大小和深浅,估算出罪犯对地面的压强,从而推算出罪犯的体重等信息。若罪犯对地面的压强是1.4×104Pa,其物理意义是: 罪犯对地面每平方米的压力为1.4×104N 。
解:压强是单位面积所受压力的大小。此压强表示的物理意义是:地面每平方米的面积上所受的压力为1.4×104N。
答案:罪犯对地面每平方米的压力为1.4×104N。
【题型二 探究影响压力作用效果的因素】
7.(2024•济南模拟)如图所示,为了防止磕碰伤害到人,小梅的妈妈给家具尖锐的拐角处都包上了保护套,小梅按压时发现,保护套非常柔软,易发生形变。据此,小梅提出了下面的四个问题,其中最具有探究价值又易于探究的问题是( )
A.人磕碰到家具的拐角受到伤害的程度与哪些因素有关?
B.压力的作用效果与受力面积的大小是否有关?
C.压力的作用效果与压力的大小是否有关?
D.压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小是否有关?
解:由题意可知,保护套非常柔软,易发生形变,若用相同的压力进行按压,包上保护套后受力面积增大,压力的作用效果不明显,因此,最有探究价值且易于探究的科学问题是:压力的作用效果与受力面积的大小是否有关?
答案:B。
8.(2024•天津期中)如图1表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择图2中的哪几种情形( )
A.甲与乙 B.乙与丙
C.甲与丙 D.以上都不对
解:表示体重大致相同的滑雪者和步行者,对雪地的压力大致相同,滑雪板比人的鞋子的受力面积大的多,故在雪地里行走时,人对雪地的压强大,所以下陷的程度深,这说明压力的作用效果与受力面积有关,
研究压力的作用效果与受力面积是否有关,应控制压力相同而受力面积不同,由图示可知,甲与乙受力面积相同,压力不同,不符合题意;
甲与丙,受力面积不同,压力也不同,没有控制变量,故不符合题意;
故乙、丙两个实验,压力相同而受力面积不同,可以研究压力的作用效果与受力面积是否有关。
答案:B。
9.(2024•盐城期末)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,用拇指和食指分别以图示两种方式压在铅笔两端。图 甲 的方式合理,另一个不合理的原因是没有控制 压力 相同;乙图中拇指和食指相比, 拇指 受到的压强较大。
解:(1)甲图中铅笔水平放置且处于静止状态,则两手指对铅笔的压力是一对平衡力;
乙图中铅笔竖直放置时,由于铅笔受重力的作用会导致下面手指受到的压力大,即乙图中两手指对铅笔的压力大小不相等,没有控制压力大小相等,所以不能探究压力的作用效果与受力面积的关系,则乙的方法不合理;
(2)乙图中,拇指所受的压力较大,受力面积较小,由公式p分析可知,拇指所受的压强较大。
答案:甲;压力;拇指。
10.(2024•长沙期中)如图所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,则两手指所受压力 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。
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,所以两手指对铅笔的压力相等。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,所以这两力也相等。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,所以压强不同,因此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。
答案:相同;右;受力面积。
11.(2024•昆明期中)在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,实验小组设计了如图所示的实验进行探究。
(1)实验中,实验小组是通过观察 海绵凹陷程度 来比较压力的作用效果的。
(2)图甲、乙是探究 压力 与压力的作用效果的关系;当受力面积一定时, 压力越大 ,压力的作用效果越明显。
(3)图 乙、丙 是探究受力面积与压力的作用效果的关系;当压力大小相同时,受力面积越 小 ,压力的作用效果越明显。
(4)图丙小桌产生的压强 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)图丁小桌产生的压强。
(5)实验探究过程中,小组同学使用的探究方法是 转换法 和 控制变量法 。
解:(1)根据转换法,实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果;
(2)分析图甲和图乙,受力面积一定,乙中压力大,压力作用的效果越明显,可以得出结论:在受力面积一定时,压力越大,压力作用的效果越明显;
(3)要想得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越大,应控制压力相同,改变受力面积大小,故应该比较图乙、丙实验,这里应用的科学方法是控制变量法。
(4)该同学在实验时图丙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,根据p,因压力大小和接受力面积相同,故小桌产生的压强p丙等于p丁;
(5)本实验采用转换法和控制变量法。
答案:(1)海绵的凹陷程度;(2)压力;压力越大;(3)乙、丙;小;(4)等于;(5)转换法;控制变量法。
12.(2024•洛阳模拟)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 凹陷的程度 来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出:当压力大小一定时,受力面积 越小 ,压力作用效果越明显。
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 压力大小 的关系,可得出的初步结论是 受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显 。
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是 错误 (填“正确”“错误”)的,理由是 没有控制受力面积相同 ,要验证小强的想法,你的做法是 将图丁中的一块木块叠放在另一块的上方 。
解:
(1)力可以改变海绵的形状,通过海绵凹陷程度表示压力作用效果大小;
(2)图甲、乙,压力相同,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(3)甲、丙两次实验中,受力面积相同,木块对海绵的压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力作用的效果跟受力面积有关。
甲、丙两次实验中,受力面积相同,木块对海绵的压力大小不同,丙图中压力大,海绵的凹陷程度大,压力作用效果明显,故可得出结论:受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显;
(4)对比甲、丁两图,得出压力作用的效果与压力大小无关,是错误的,因为没有控制受力面积不变,同时改变了压力大小和受力面积大小,存在两个变量;
要验证小强的想法,应保持受力面积相同,改变压力大小,故可以将图丁中的一块木块叠放在另一块的上方进行实验。
答案:(1)凹陷的程度;(2)越小;(3)压力大小;受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显;(4)错误;没有控制受力面积相同;将图丁中的一块木块叠放在另一块的上方。
【题型三 增大或减小压强的方法】
13.(2024•重庆初中)共享单车是节能环保的交通工具,单车坐垫设计比较宽,目的是为了( )
A.增大压强 B.减小压强 C.增大摩擦 D.减小摩擦
解:单车坐垫设计为较宽,目的是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
答案:B。
14.(2024•上海期末)如图,下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖 B.书包带较宽
C.铁轨铺枕木 D.滑雪板滑雪
解:
A、图钉尖做得尖锐,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。
BCD、书包带做得较宽、铁轨下面铺枕木、滑雪板做得较大都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故BCD不合题意。
答案:A。
15.(2024•株洲模拟)如图所示道路中为视障人士铺设的盲道,表面有不同形状的凸起,其目的是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
解: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ABD错误,C正确。
答案:C。
16.(2024•德州模拟)如图所示,是人们在购物时偶尔会用到的一种小提手,它能防止手被较重的塑料袋勒得发痛。则使用这种小提手提塑料袋能( )
A.减小对手的压强 B.增大对手的压强
C.减小对手的压力 D.增大对手的压力
解:AB.在压力一定时,增大小提手和手之间的受力面积,可以减小塑料袋对手的压强,使手感到舒服,故A正确、B错误;
CD.塑料袋对手的压力等于塑料袋及塑料袋中物体受到的重力,塑料袋及塑料袋中物体受到的重力不变,压力不变,故CD错误。
答案:A。
17.(2024•安庆期末)中华文化书画艺术中的篆刻艺术源远流长,如图所示为篆刻家在用刻刀刻制印章,关于篆刻中所涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.篆刻刀上缠绕的布条是为了增大受力面积增大摩擦力
B.为了使刻纹深浅合适,只要注意用刀的力量就行了
C.粗大的刻刀柄,是在压力一定时,通过增大受力面积来增大压强
D.尖锐的刻刀尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强
解:A、篆刻刀上缠绕的布条,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B、力的大小、方向和作用点共同影响力的作用效果,所以为了使刻纹深浅合适,除了注意用刀的力量之外,还要注意力的方向和作用点,故B错误;
C、粗大的刻刀柄,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D、尖锐的刻刀尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故D正确;
答案:D。
18.(2024•九江模拟)随着环保意识的提高,自行车越来越受到人们的青睐。如图所示,以下关于自行车的结构或使用上说法正确的是( )
A.自行车载人前后的惯性不变
B.刹车后自行车没立即停下来是因为受到惯性作用
C.轮胎和脚踏板的花纹是为了减小摩擦
D.车座做得宽大是为了减小压强
解:A.惯性大小只跟物体的质量大小有关,自行车载人后的质量变大,则惯性变大,故A错误;
B.刹车后自行车没立即停下来是因为具有惯性,但惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故B错误;
C.轮胎和脚踏板的花纹是为了增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦,故C错误;
D.车座做得宽大是通过增大受力面积来减小压强,故D正确。
答案:D。
19.(2024•绥化期中)如果一个人在冰面散步,当冰面快要破裂时,他采取的自救方法最恰当的是趴下爬向安全区(选填“站立不动”“快速跑向安全区”或“趴下爬向安全区”);他这样做是为了减小身体对冰面的 压强 。
解:通过对三个选项进行分析可知,人的重力一定,对冰面的压力一定,趴下平躺爬向安全区时接触面积最大、冰的受力面积最大,根据压强公式p可知,此时对冰面的压强最小,所以最安全。
答案:趴下爬向安全区;压强。
20.(2024•岳阳模拟)如图是公交、火车上配安全锤。安全锤可以在最短的时间内,花最小的力气砸破车窗,赢得宝贵的逃生时间。安全锤的锤头顶部尖,是为了在紧急情况下乘客敲击车窗时 增大 (选填“增大”或“减小”)压强,更容易破窗;安全锤手柄有花纹,是为了 增大 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。
解:破窗锤的锤头顶部尖,是在压力一定时,减小受力面积增大压强,在紧急情况下更容易破窗;
破窗锤的手柄有很多凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。
答案:增大;增大。
21.(2024•厦门模拟)福建是明式家具的重要产区,古家具不使用钉子,而是采用榫卯结构连接支撑。如图,榫的接入部分宽度略大于卯的宽度,插入时通过 增大压力 的方式来增大摩擦,防止脱落;家具边缘的圆角设计,美观的同时通过 增大受力面积 的方式减小碰撞时的压强。
解:如图,榫的接入部分宽度略大于卯的宽度,插入时在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力的方式来增大摩擦,防止脱落;
家具边缘的圆角设计,美观的同时在压力一定时,通过增大受力面积的方式减小碰撞时的压强。
答案:增大压力;增大受力面积。
22.(2024•重庆期末)磨刀不误砍柴工,意思是磨刀花费时间,但不耽误砍柴。比喻事先充分做好准备,就能使工作加快。从物理知识来看,磨刀是通过 减小 受力面积来 增大 压强。
解:压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。磨刀可以使刀口更加锋利,受力面积更小,在压力一定时可以增大压强。
答案:减小;增大。
23.(2024•宿迁期末)如图是我国自行研制的“祝融号”火星车,到达火星后火星车的质量 不变 ,火星车有六个宽大的车轮,这是为了 减小 压强,每个车轮表面凹凸不平,这是为了 增大 摩擦力(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
解:到达火星后火星车的位置发生了变化,但其所含物质的多少没有变化,所以质量不变;
火星车有六个宽大的车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
每个车轮表面凹凸不平,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
答案:不变;减小;增大。
24.(2024•兰州模拟)中医文化是中华优秀传统文化的重要组成部分,如图是中医“针灸”的情景。针灸所用的“毫针”很细,是通过减小受力面积的方式来 增大 压强,从而利于针具顺利刺入人体。针柄与针尾用铜丝缠绕呈螺旋状,主要是为了 增大 摩擦,便于实施捻转、提插等针刺手法。(两空均填“增大”或“减小”)
解:(1)针灸所用的“毫针”很细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积的方式来增大压强;
(2)针柄与针尾用铜丝缠绕呈螺旋状,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,便于实施捻转、提插等针刺手法。
答案:增大;增大。
【题型四 固体压强大小比较】
25.(2024•成都期末)公安刑警在刑侦时,常根据足印的深浅来识别犯罪嫌疑人的体貌特征。下列实验也采用了这种方法:甲、乙两圆柱体轻放在相同的水平沙地上,然后把它们取走,沙地上留下深浅、大小不同的印痕,如图所示。则( )
A.甲对沙地的压强比乙的小
B.甲对沙地的压强比乙的大
C.甲对沙地的压力比乙的小
D.甲对沙地的压力比乙的大
解:AB、两圆柱体在沙地上留下深浅、大小不同的印痕,甲的印痕浅,乙的印痕深,说明甲对沙地压强比乙的小;压强大小与压力、受力面积有关,甲对地面的受力面积大,压强小,乙对地面的受力面积小,压强大,由p可知无法得出甲、乙对沙地的压力大小;甲、乙对沙地的压力等于甲、乙自身的重力,则无法判断出重力大小,故A正确,B错误;
CD、甲对沙地压强比乙的小,说明单位面积上,甲对沙地的压力比乙的小,故CD错误。
答案:A。
26.(2024•上海期中)如图所示,字典的一部分悬空在水平桌面以外,小明同学发现后用水平向右的力F将字典推回桌面中央,在他推着字典运动的过程中( )
A.字典对桌面的压力变大
B.字典对桌面的压强变小
C.桌面对字典的支持力变小
D.桌面对字典的摩擦力变大
解:AB、推动过程中,字典对桌面的压力等于其自身的重力,由于重力不变,压力大小也不变,受力面积变大,根据p知,字典对桌面的压强变小,故A错误,B正确;
C、由A知字典对桌面的压力不变,由于字典对桌面的压力和桌面对字典的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以桌面对字典的支持力不变,故C错误;
D、在推动过程中压力和接触面的粗糙程度都不变化,因此摩擦力大小不变,故D错误。
答案:B。
27.(2024•广州期中)原平整的细沙面上放上甲、乙两个质地均匀实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的密度一定比乙大
B.甲对沙子的压力一定比乙对沙子的压力大
C.甲的重力一定比乙小
D.无法判断甲、乙的质量大小
解:B、由图可知,甲、乙两个实心正方体放在原来平整的细沙面上时,甲的凹陷程度比较深,
则甲对细沙面产生的压强较大,即p甲>p乙,由图知S甲>S乙,根据F=pS知甲的压力一定比乙大,故B正确;
CD、因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,正方体对细沙面的压力F=G=mg,所以甲的重力一定比乙大,由G=mg知甲的质量一定大于乙的质量,故CD错误。
A、由图知甲的体积大于乙的体积,但两者的具体关系不确定,则甲、乙的密度关系无法确定,故A错误。
答案:B。
28.(2024•安阳期末)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),则反过来后橙汁对杯底的压力和杯子对桌面的压强变化情况是( )
A.对杯底的压力变大,对桌面的压强变小
B.对杯底的压力变小,对桌面的压强变大
C.对杯底的压力变小,对桌面的压强变小
D.对杯底的压力变大,对桌面的压强变大
解:(1)当容器形状是上粗下细(如图A)时,橙汁对容器底的压力小于橙汁的重力,即FA<G;
当容器形状是上细下粗(如图B)时,橙汁对容器底的压力大于橙汁的重力,即FB>G;
橙汁的重力一定,则橙汁对杯底的压力大小关系为:FA<FB,即橙汁对杯底的压力变大;
(2)两次放置杯子对桌面的压力等于杯子和饮料的总重力,而杯子和饮料的总重力不变,所以两种情况下杯子对桌面的压力相等,杯子正立时桌面的受力面积小于杯子倒立时桌面的受力面积,由p可知,两次放置杯子对桌面的压强大小关系为:pA>pB,即杯子对桌面的压强变小,故A正确。
答案:A。
29.(2024•贵阳期末)如图所示,水平地面上放置甲、乙两个质量相等的水桶,水桶的上口面积相等,但水桶甲的底面积大于水桶乙的底面积,此时两桶中装有相同质量的水。若甲、乙水桶底受到水的压强分别为p甲、p乙,受到水的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.p甲<p乙,F甲=F乙 B.p甲>p乙,F甲<F乙
C.p甲=p乙,F甲=F乙 D.p甲<p乙,F甲>F乙
解:圆柱形桶甲,水对容器底的压力:F甲=p甲S甲=ρgh甲S甲=ρgV甲=mg=G,
底小口大的桶乙,水对容器底的压力:F乙=p乙S乙=ρgh乙S乙<G,
综上可知,F甲>F乙;故ABC错误;
两桶上口面积相同,甲的底面积比乙大,因为装相同质量的水,乙桶的水位高(h大),
所以,由p=ρgh可知,乙桶里的水对桶底的压强大,即p甲<p乙,故D正确。
答案:D。
30.(2024•上海期中)如图所示,水平地面上的柱体A、B高度相等,其底面积S的大小关系为SA>SB.现分别从两柱体的上表面沿竖直方向往下切除部分后,发现A、B剩余部分对地面的压力、压强恰好均相等。则关于对切去部分的质量ΔmA、ΔmB以及底面积ΔSA、ΔSB的判断,正确的是( )
A.ΔSA>ΔSB,ΔmA=ΔmB B.ΔSA>ΔSB,ΔmA>ΔmB
C.ΔSA<ΔSB,ΔmA>ΔB D.ΔSA<ΔSB,ΔmA<ΔmB
解:(1)因为pρgh,柱体 A、B 高度相等,且分别从两柱体的上表面沿竖直方向往下切除部分后,A、B 剩余部分对地面的相等,
所以有:ρAgh=ρBgh,
故ρA=ρB,
水平地面上的柱体对地面的压力等于其重力,即F=G,
根据G=mg、ρ可得,切去部分后A、B 剩余部分对地面的压力相等,
所以有:ρA(SA﹣ΔSA)gh=ρB(SB﹣ΔSB)gh,
则SA﹣ΔSA=SB﹣ΔSB,
又因为SA>SB,
所以,ΔSA>ΔSB,故CD错误;
(2)因为SA>SB,柱体 A、B 高度相等,
所以A的体积大于B的体积,
又因为ρA=ρB,
所以,mA>mB,
切去部分后A、B 剩余部分对地面的压力相等,
所以有:(mA﹣ΔmA)g=(mB﹣ΔmB)g,
即mA﹣ΔmA=mB﹣ΔmB,
所以,ΔmA>ΔmB,故A错误,B正确。
答案:B。
31.(2024•盐城期中)如图甲,用拉力F1、F2使木块先后在粗糙程度均匀的同一水平桌面上做直线运动,图乙中图线①和②是两次拉动路程s和时间t图象。两次拉力的功率分别为P1、P2,则以下物理量的大小关系为:两次木块受到桌面的摩擦力f1 = f2,F1 = F2,P1 > P2。
解:物体受到的滑动摩擦力与对接触面的正压力以及接触面的粗糙程度有关,根据题意可知,两次运动过程中,木块对接触面的正压力以及木块与桌面间的粗糙程度都不变,所以两次木块受到桌面的滑动摩擦力大小相等,即f1=f2;
由图乙可知,木块的两次运动都是做匀速直线运动,所以两次运动过程中木块都处于平衡状态,受力平衡,而在水平方向上,木块只受到桌面对它的摩擦力与拉力的作用,所以根据力的平衡条件可知两次运动过程中摩擦力的大小等于拉力的大小,而两次木块受到桌面的摩擦力大小相等,所以两次木块受到的拉力大小也相等,即F1=F2;
由图乙可知,拉力为F1时木块运动的速度大于拉力为F2时木块运动的速度,则根据公式PFv可知,拉力F1的功率大于拉力F2的功率,即P1>P2。
答案:=; =;>。
32.(2024•上海模拟)如图所示,实心均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向分别在甲、乙上部切去相同体积,剩余部分对地面的压强相等。则剩余部分质量m甲 小于 m乙,正方体密度ρ甲 大于 ρ乙,切去前正方体对地面的压强p甲 大于 p乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
解:沿水平方向分别在甲、乙上部切去相同体积,由于甲的底面积小于乙的底面积,根据V=Sh知甲切去的高度大于乙切去的高度,甲剩余的高度小于乙剩余的高度,剩余部分对地面的压强相等,
由pρgh知正方体密度ρ甲>ρ乙;
由于甲的底面积小于乙的底面积,由F=pS知甲剩余部分的压力小于乙剩余部分的压力;
由于甲的密度大于乙的密度且甲切去部分的高度大于乙切去部分的高度,由pρgh知甲切去部分的压强大于乙切去部分的压强,由于剩余部分的压强相等,所以切去前正方体对地面的压强
p甲>p乙。
答案:小于;大于;大于。
【题型五 压强的计算】
33.(2024•茂名期末)一位中学生每只脚与地面的接触面积为200cm2,他双脚站在水平地面上,对地面的压强最接近于( )
A.1.4×103Pa B.1.4×104Pa C.2.8×103Pa D.2.8×104Pa
解:中学生的体重约为500N,
双脚与地面的接触总面积:S=2×200cm2=400cm2=0.04m2,
则他双脚站在水平地面上时,对地面的压强:
p1.25×104Pa,
B项中1.4×104Pa与之最为接近。故ACD错误,B正确。
答案:B。
34.(2024•厦门期末)如图为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,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )
A.mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
B.mA:mB=2:1,pA:pB=2:1
C.mA:mB=1:1,pA:pB=1:1
D.mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
解:因同种材料制成的实心圆柱体A和B的密度相等,
所以,由m=ρV=ρSg可得,两圆柱体的质量之比:
,故BD错误;
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,两圆柱体对地面的压强之比:
,故A正确、C错误。
答案:A。
35.(2024•长沙期末)光帆是装置在太空船上的一个面积很大但很轻的帆,利用太阳光对帆的光压,可使太空船在太空中飞行。已知地球附近的太阳的光压为9×10⁻6Pa,光帆的面积为0.5×106m2,则光帆所受到光的压力为( )
A.4.5N B.1.8×1012N C.4.5×1012N D.18N
解:根据p可得光帆所受到光的压力:F=pS=9×10⁻6Pa×0.5×106m2=4.5N。
答案:A。
36.(2024•昆明期中)用120N的水平力把重30N的长方体木块紧压在竖直的墙壁上,如图所示,木块与墙壁的接触面积为400cm2,这时木块对墙壁的压力和压强分别为( )
A.30N 0.75Pa B.120N 0.3Pa
C.30N 750Pa D.120N 3000Pa
解:木块处于静止状态,在水平方向上受到的水平压力F和墙壁的支持力F支是一对平衡力,大小相等,即:F支=F=120N,
木块对墙壁的压力F′和墙壁对木块的支持力F支是一对相互作用力,大小相等,即:F′=F支=120N。
木块对墙壁的压强:p3000Pa,
故ABC不符合题意,D符合题意。
答案:D。
37.(2024•泰安模拟)有A、B两个相同材料的均匀实心正方体,A的边长为0.1m,B的边长为0.2m,若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为p1,B对桌面的压强为p2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为,A对桌面的压强为p4,g取10N/kg。下列判断正确的是( )
①A的重力为3N;②B的密度为3×103kg/m3;③p1:p2=1:2;④
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
解:由题可知甲、乙均是实心正方体,则:
(0.1m)2=0.01m2,,
(0.2m)2=0.04m2,(0.2m)3=8×10﹣3m3,
由题可知,按丙图的方式放置时,B对A的压强为2.4×104Pa,则B的重力为:
GB=FB=p3SA=2.4×104×0.01m2=240N,
B的质量为:24kg,
B的密度为:3×103kg/m3,故②正确。
A、B是同种材料,故ρA=ρB=3×103kg/m3,
A的重力为:GA=mAg=ρAVAg=3×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=30N,故①错误。
A对桌面的压强p1与B对桌面压强p2之比为:,故③正确。
按丙图放置时,A对桌面压强p4为:2.7×104Pa,故④错误。
答案:C。
38.(2024•武汉模拟)小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm、底面积SA:SB=1:4的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图甲所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A、B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示,图乙中a的值为( )
A.3cm B.4cm C.5cm D.6cm
解:从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A对桌面的压强逐渐减小,B对桌面的压强逐渐增加,
可以判断A的最初压强是2400Pa,均匀柱体对水平面的压强pρgh,则圆柱体A的密度:
ρA2.4×103kg/m3;
由图像知,B的最初压强是1500Pa,则由p=ρgh可得圆柱体B的密度:
ρB2.5×103kg/m3,
由图像知,截取高度a,剩下部分A和截取后叠加B的压强相等,
即:pA'=pB',
则有:ρAg(0.1m﹣a),
因为SA:SB=1:4(即SB=4SA),
所以化简代入数据可得:
2.4×103kg/m3×10N/kg×(0.1m﹣a),
解得:a=0.03m=3cm。
答案:A。
39.(2024•合肥模拟)如图所示是一台手扶双轮压路机,水箱容积为15L,未装水时质量为550kg。压路机静止在水平路面上时,与地面的总接触面积为0.02m2,该压路机水箱未装水时对路面的压强是 2.75×105 Pa。
解:当水箱未装水时,压路机静止在水平路面上,压路机对水平路面的压力大小等于压路机的重力,即F=G=mg=550kg×10N/kg=5.5×103N,
当水箱未装水时,压路机对水平路面的压强为:
p2.75×105Pa.
答案:2.75×105。
40.(2024•武威模拟)甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是 1:1 ,A、B对水平地面的压强之比是 8:1 。
解:(1)A、B两圆柱体的质量相等,根据G=mg可知两圆柱体的重力相等,圆柱体对水平地面的压力和自身的重力相等,则两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是1:1,
(2)由图可知,当V甲=1cm3时,m甲=8g,
则ρ甲8g/cm3,
当m乙=4g时,V乙=4cm3,
则ρ乙1g/cm3,
则两圆柱体A、B的密度之比:,
圆柱体对水平地面的压强为:pρgh,
所以等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比:。
答案:1:1;8:1。
41.(2024•贵港模拟)如图所示,形状、体积相同的甲、乙两个长方体,图甲的质量为6kg、平放时底面积为0.02m2,乙的质量为8kg,则平放时,甲对水平地面的压强p1为 3000 Pa;若将甲顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量Δp为3000Pa,则乙竖放时对地面的压强p2为 8000 Pa。
解:(1)甲对水平地面的压力F甲=G甲=m甲g=6kg×10N/kg=60N
甲对水平地面的压强
将甲顺时针旋转90°,压力不变,受力面积变小,根据可知甲对地面的压强变大,
此时甲对地面的压强为
p′=p1+Δp甲=3000Pa+3000Pa=6000Pa
此时的受力面积
甲、乙的形状、体积相同,所以此时乙的受力面积S乙=S′=0.01m2
乙对水平地面的压力F乙=G乙=m乙g=8kg×10N/kg=80N
乙对地面的压强
答案:3000;8000。
42.(2024•长春模拟)如图所示,边长10cm的均匀正方体铝块,放在水平桌面中央,则正方体铝块对桌面的压强为 2.7×103 Pa;若沿水平方向截下一部分a竖放在水平桌面上,且使a对桌面压强与剩余部分b对桌面压强之比为5:4,图中截去部分a的高度h为 2 cm。(铝的密度为2.7×103kg/m3,g取10N/kg)
解:正方体铁块对桌面的压强:p1=ρgh1=2.7×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=2.7×103Pa;
若沿水平方向截下一部分a竖放在水平桌面上,a的高度为10cm,根据p=ρgh可知a对桌面压强为pa=p1=ρgh=2.7×103Pa,
a对桌面压强与剩余部分b对桌面压强之比为5:4,
则剩余部分b对桌面压强:pbpa=ρg(h1﹣h)=2.7×103kg/m3×10N/kg×(10×10﹣2m﹣h)2.7×103Pa,
解方程可得h=0.02m=2cm。
答案:2.7×103;2。
43.(2024•南宁模拟)随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中。如图所示,这是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为600kg。已知每个轮胎与地面的接触面积均为100cm2,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重力的,g取10N/kg。求:
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力;
(2)配送车空载时对水平路面的压强;
(3)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105Pa时货物的质量。
解:(1)空载时配送车的重力:G0=m0g=600kg×10N/kg=6000N,
空载时配送车匀速行驶时处于平衡状态,牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,空载时配送车匀速行驶时的牵引力:F牵=fG0=0.1×6000N=600N;
(2)配送车空载时对水平路面的压力:F0=G0=6000N;
配送车空载时对水平路面的压强p01.5×105Pa;
(3)装上货物后对水平地面的压力:F=pS=4×105Pa×4×100×10﹣4m2=16000N,
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,所装货物的重力:G=G总﹣G0=F﹣G0=16000N﹣6000N=10000N,
则所装货物的质量:m1000kg。
答:(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力为600N;
(2)配送车空载时对水平路面的压强为1.5×105Pa;
(3)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105Pa时货物的质量为1000kg。
44.(2024•重庆模拟)小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm,底面积SA:SB=1:3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示,求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;
(3)图2中a的值。
解:
(1)从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A对桌面的压强逐渐减小,B对桌面的压强逐渐增加,
可以判断A的最初压强是2000Pa,
均匀柱体对水平面的压强p=ρgh,则圆柱体A的密度:
ρA2×103kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块的重力:ΔGA=ρAgΔhASA,已知SA:SB=1:3,
将圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量:
ΔpB400Pa;
(3)由图像知,B的最初压强是1200Pa,则由p=ρgh可得圆柱体B的密度:
ρB2×103kg/m3,
由图像知,截取高度a,剩下部分A和截取后叠加B的压强相等,
即:pA'=pB',
则有:ρAg(0.1m﹣a),
因为ρA=ρB,SA:SB=1:3(即SB=3SA),
所以化简代入数据可得:0.1m﹣a,
解得:a=0.03m=3cm。
答:(1)圆柱体A的密度是2×103kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加400Pa;
(3)图2中a的值是3。
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