内容正文:
第九章 压强
课时9.1 压强
2022年课程标准
物理素养
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
物理观念:理解压力和受力面积的概念;理解压强公式的概念。
科学思维:通过实验观察,知道压力的作用效果的影响因素;能正确利用压强公式进行简单的计算;
科学态度与责任:知道增大和减小压强的方法,并能利用压强规律解释身边的压强现象。
知识点1:认识压力
1. 现象探究:垂直作用在物体表面上的力
事例
手指按墙,手指对墙的作用力为F1
放在水平桌面上的书对桌面的作用力F2
放在斜面上的物体,对斜面的作用力为F3
图示
探究归纳
这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直,并指向受力物体。
2. 压力:物理学中,把垂直压在物体表面上的力叫做压力。
(1)由于受力物体的受力面可能是水平面,也可能是竖直面,还可能是斜面,因此,压力的方向没有固定的指向,但始终和受力物体的受力面相垂直.
(2)压力的作用效果是使被压物体发生形变
3. 压力与重力的区别及联系
A对斜面的压力
A受到的重力
力的示意图
区别
施力物体
物体A
地球
受力物体
支持物(斜面)
物体
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触并挤压
地球的吸引
大小
—
G=mg
方向
垂直于并指向被压物体
竖直向下
作用点
受压物体表面
重心
联系
只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
重力可以使物体对接触面产生压力,但是压力并不都是由重力产生的,压力的大小不一定等于重力大小,压力的方向也不一定与重力方向相同.
如图所示是接触面所受压力和重力关系的几种情况.(物体所受的重力为 G)
【例1】如图所示,重力为10牛的物体对斜面的压力为8牛,请画出物体对斜面的压力和物体重力的图示。
【答案】
【详解】物体放在斜面上不会影响重力的方向,仍为竖直向下,作用点在物体的重心,重力的大小为10N,选取标度为2N,由此可以作出重力G的图示,物体对斜面的压力,作用点在斜面上,方向是垂直于斜面向下,大小为8N,如图所示:
知识点2:压强
1. 实验探究:压力的作用效果
提出问题
压力作用效果与哪些因素有关
猜想与假设
(1)压弹簧时,压力越大,弹簧的形变越大,猜想压力的作用效果可能与压力的大小有关。
2)由蚊子能轻而易举地把皮肤刺破,而骆驼却不会陷人沙中可猜想压力的作用效果还可能与受力面积的大小有关
设计实验
(1)实验方法
①控制变量法
研究压力作用效果跟压力大小的关系时,保持受力面积不变改变压力的大小,观察受压物体形变的大小;研究压力作用效果跟受力面积大小的关系时,保持压力大小不变,改变受力面积的大小,观察受压物体形变的大小。
②转换法
将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,这里采用了转换法。
(2)如何改变受力面积:利用小桌的桌面和桌腿改变受力面积如何改变压力:通过在小桌上加砝码改变压力
进行实验
1. 照图甲那样,把小桌腿朝下放在海绵上;观察海绵被压下的深度;
2.再照图乙那样,在桌面上放一个砝码观察海绵被压下的深度;
3.再把小桌翻过来,如图丙,观察海绵被压下的深度;
分析与
论证
(1) 比较图甲和图乙,海绵的受力面积相同,图乙中对海绵的压力大,海绵被压下得深,即图乙压力的作用效果比图甲的明显故可得出:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(2) 比较图乙和图丙,海绵受到的压力相同,图乙中海绵的受力面积小,海绵被压下得深,即图乙压力的作用效果比图丙的明显,故可得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
实验结论
压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关。
(1) 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2) 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2. 压强
(1)物理意义:压强是用来表示压力作用效果的物理量。压强越大,压力产生的效果越明显。
(2)定义:物体所受压力与受力面积之比叫做压强,用符号P表示。压强的大小由压力和受力面积一起决定。
(3)公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
(4)单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
(5)变形公式:根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
应用压强公式的注意事项
(1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。
(2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
(3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。
(4)公式中的F为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
【例2】如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端移离桌边近木块一半的过程中( )
A.压力不变,压强不变 B.压力不变,压强增大
C.压力减小,压强不变 D.压力增大,压强减小
【答案】B
【详解】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压力保持不变;因木块与桌面的接触面积减小,即受力面积减小,所以,由知,木块对桌面的压强变大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【例3】如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端移离桌边近木块一半的过程中( )
A.压力不变,压强不变 B.压力不变,压强增大
C.压力减小,压强不变 D.压力增大,压强减小
【答案】B
【详解】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压力保持不变;因木块与桌面的接触面积减小,即受力面积减小,所以,由知,木块对桌面的压强变大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
计算固体压强的特殊情况
公式适用于任何条件下压强问题的分析和解答,而有时借用公式p=pgh求解固体压强会更快捷、准确,但需要注意适用条件。下面我们先看该公式的推导过程。
推导:如图所示,设柱体的高为h、密度为ρ、底面积为S,该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强:
推导公式p=ρgh的适用条件
(1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
(2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等;
(3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
【例4】如图所示,均匀正方体A、B置水平面上,A的高度hA为0.1米,质量mA为2千克。
①求A的密度ρA;
②若B的质量为m0,底面积为S0,求B对水平面的压强pB;
③若B的高度hB不高于0.2米,当B的高度大于0.1米时,恰能使A、B对水平面的压强相等,求B的密度ρB的取值范围。
【答案】①2×103千克/米3;②;③1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3
【详解】解:①A的密度
②B对水平面的压强
③由于A与B均为均匀柱体置于水平面上,物体对地面的压强为
A、B对水平面压强相等,即,则,所以
由于,则
所以
答:①A的密度ρA为2×103千克/米3;
②B对水平面的压强pB是;
③B的密度ρB的取值范围1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3。
知识点3:控制压强的大小
生产生活中有时要增大压强,有时又要减小压强.我们既要设法增大有益压强,又要设法减小有害压强。利用计算压强的公式分析增大和减小压强的方法如表所示:
目的
方法
实例
减小压强
压力一定时增大受力面积
铁轨上铺枕木、书包带较宽、 滑雪板的面积较大、载重汽车的车轮较多且较宽
受力面积一定时减小压力
载重汽车限载
同时减小压力、增大受力面积
卡车限载并增加车轮数量
增大压强
压力一定时减小受力面积
切果器的刀片很薄、针头做得很尖、刀刃很薄
受力面积一定时增大压力
压路机装有质量很大的碾子
同时增大压力、减小受力面积
用力按图钉帽
【例5】下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉钉帽宽大 B.铁轨下铺枕木
C.刀刃磨得锋利 D.坦克车装有履带
【答案】C
【详解】A.图钉帽面积大,是在压力一定时,增大受力面积减小压强,故A不符合题意;
B.铁轨铺在枕木上,是压力一定时,增大受力面积来减小对路基的压强,保护路基,故B不符合题意;
C.刀刃磨得锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D.坦克装有履带,是在压力一定时,增大受力面积来减小对地面的压强,故D不符合题意。
故选C。
问题一:压力和重力的区别
1.(23-24八年级下·广西河池·期中)在下列各图中,能正确表示物体对支撑面压力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.图中接触面水平,压力的方向与接触面垂直,但作用点应该在接触面上,而不是物体的重心,故A错误;
B.图中压力的方向是竖直向下,与接触面不垂直,故B错误;
C.图中压力的作用点不在接触面上,故C错误;
D.图中压力的方向与接触面垂直,且作用在接触面上,故D正确。
故选D。
2.(23-24八年级下·河北承德·期中)下列关于重力、压力和摩擦力的说法中,正确的是( )
A.重心是重力的等效作用点,重心一定在物体上
B.物体受到的重力越大,对支持面的压力也一定越大
C.摩擦力不一定都是阻碍物体运动的
D.物体对支持面的压力越大,它受到的摩擦力也一定越大
【答案】C
【详解】A.重力在物体上的等效作用点叫重心,重力位置可能在物体上,也可能不在物体上,如篮球的重心,圆环的重心都不在物体上,故A错误;
B.把物体压在竖直的墙壁上,物体对墙壁的压力就与重力没有关系,故B错误;
C.不是所有摩擦力都是阻碍物体运动的,也有可能是物体运动的动力,例如走路时,摩擦力起动力的作用,故C正确;
D.摩擦力大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关,压力大但接触面如果较光滑,摩擦力也不一定就大,故D错误。
故选C。
3.(23-24八年级下·山东泰安·期中)如图所示是泰山挑山工挑着货物上山的一个图片,扁担会对挑山工产生压力,此压力的施力物体是( )
A.货物 B.扁担 C.挑山工 D.地球
【答案】B
【详解】扁担对挑山工的压力是由于扁担发生弹性形变而产生的,因此此压力的施力物体扁担,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.(23-24八年级下·河南南阳·期中)画出斜面上的长方体铁块受的重力示意图和铁块对斜面的压力示意图。
【答案】
【详解】过物体重心画带箭头的线段,方向竖直向下,用符号G表示;在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,用符号F表示,如图:
问题二:探究影响压力作用效果的因素
5.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。下列有关说法错误的是( )
A.在三次实验中,用海绵被压下的深浅来显示小桌对海绵的压力作用效果,该实验方法叫控制变量法
B.对比甲、乙两图可得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比
D.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,就是直接利用甲、乙两图的实验结论
【答案】A
【详解】A.在三次实验中,小桌对海绵的压力作用效果大小不能直接比较,均用海绵被压下的深浅,来比较小桌对海绵的压力作用效果大小,采用了转换法,故A错误,符合题意;
B.对比甲、乙两图发现,受力面积相同时,压力越大,海绵的凹陷程度越明显,所以可以得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关,故B正确,不符合题意;
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,需要控制压力大小相同,所以可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比,控制压力大小相同,改变受力面积大小,故C正确,不符合题意;
D.通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,即受力面积相同,控制了最大压力,所以利用甲、乙两图的实验结论:受力面积相同,压力越大,压力作用效果越明显,故D正确,不符合题意。
故选A。
6.(23-24八年级下·云南曲靖·期中)小红利用小桌、海绵、钩码等器材探究“影响压力作用效果的因素”实验,如图所示:
(1)实验中,她是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)比较 两图,可初步得到:受力面积相同时,压力越 ,压力作用效果越明显;
(3)通过实验小红发现坦克设计成履带的原因可用 两图实验所得结论解释;
(4)仅将丙图的海绵换成丁图的木板,则小桌对木板和海绵的压强 (选填“相等”或“不等”);
(5)为了使实验现象更加明显,可选择质量较大的砝码或更柔软的 进行实验;
(6)质量分布均匀的同一长方体用以下三种不同的方法切去一半(图戊),分别留下序号为①②③的三个半块保持原有位置静止。三个半块对桌面的压力(选填“相等”或“不等”),对桌面的压强最大的是 (选填“①”“②”或“③”)。
【答案】(1)凹陷程度
(2) 甲、乙 大
(3)乙、丙
(4)相等
(5)海绵
(6) 相等 ③
【详解】(1)实验中运用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)[1][2]要探究压力的作用效果与压力之间的关系,需要控制受力面积相同,因此选择甲、乙两实验,且受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)坦克设计成履带是当压力一定时,通过增大受力面积来减小压力的作用效果,因此探究实验需要控制压力相同,受力面积不同,可选择乙、丙两图进行实验的结论。
(4)仅将丙图的海绵换成丁图的木板,由于压力和受力面积不变,则压强不变,即小桌对木板和海绵的压强相等。
(5)为了使实验现象更加明显,即使海绵额凹陷程度越大,可选择质量较大的砝码或更柔软的海绵进行实验。
(6)用以下三种不同的方法切去一半,则①②③的三个半块对水平面的压力大小相等,③方式中的受力面积最小,则压强最大。
7.在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请分析回答下列问题:
(1)该实验通过观察 来反映压力的作用效果,此处所用的研究方法是 ;
(2)比较图乙和丙的实验现象,可得出结论:当压力相同时, ;
(3)比较图 和 的实验现象,可得出的结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(4)小明与小红进行实验交流时,小明提出还可以用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,小明分别采用如图戊、己所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端给小红演示。小红指出图己的方法不合理,原因是 。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 转换法
(2)受力面积越小,压力的作用效果越明显
(3) 乙 丁
(4)没有控制压力大小相同
【详解】(1)[1][2]实验中,压力的作用效果的大小是通过比较海绵的凹陷程度来反映的,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显这是转换法的运用。
(2)分析比较图乙和丙的实验现象,丙中受力面积小,压力的作用效果明显,故可以初步得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[1][2]探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,改变压力的大小,故研究分析比较图乙和丁的实验现象,可得出的初步结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,而图己中因铅笔的重力作用,压力大小不同,故图己的方法不合理,原因是没有控制压力大小相同。
8.(23-24八年级下·内蒙古赤峰·阶段练习)在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用小桌子、海绵和砝码等器材做了如图所示的实验。
(1)该实验是通过 来比较压力作用效果的,这种方法叫 法。
(2)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较 两图的实验,得到的结论是 。
【答案】(1) 海绵形变程度 转换
(2) 乙、丙 当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【详解】(1)[1][2]该实验是通过海绵形变程度来比较压力作用效果的,把不便于测量的物理量转换为便于测量的物理量,这种方法叫转换法。
(2)[1][2]乙、丙两图中,海绵受到的压力相同,乙图中海绵受力面积较小,乙图中海绵的形变程度较大,要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较乙、丙两图的实验,得到的结论是:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
问题三:压强的简单计算
9.一辆履带拖拉机水平停放在农田里,它的质量是1920kg,每条履带接地的长度是260mm,履带的宽度是280mm。这辆履带拖拉机对地面的压强是多少?
【答案】1.3×105Pa
【详解】拖拉机对地面的压力为
F=G=mg=1920kg×10N/kg=19200N
履带与地面的接触面积为
S=2×260×10-3m×280×10-3m=0.1456m2
这辆履带拖拉机对地面的压强为
10.小明同学的重力为500N,每只脚的底面积取0.02m2,当他站在面积为3m2的床的中央时,则对床产生的压强是 Pa,表示的物理意义为 。
【答案】 12500 每平方米受力面积上受到的压力为12500N
【详解】[1][2]小明对床的压力为
受力面积
由可知。他对床产生的压强为
该数值表示的意义是:1m2受力面积上受到的压力为12500N。
11.(2025·上海杨浦·一模)长方体置于水平地面上,它的一侧紧贴竖直墙壁,长方体与墙壁的接触面积为S1,与地面接触面积为S2。现在长方体上施加水平向右的力F1、竖直向下的力F2(F1等于F2),如图所示。若长方体对墙壁、对地面的压强相等,则以下判断正确的是( )
A.S1可能大于S2 B.S1一定小于S2
C.S1一定等于S2 D.S1一定大于S2
【答案】B
【详解】由图可知,长方体对地面的压力大于F2,对竖直墙壁的压力等于F1,而F1等于F2,所以长方体对地面的压力大于对竖直墙壁的压力,若长方体对墙壁、对地面的压强相等,根据,可知S1一定小于S2。
故选B。
12.(24-25九年级上·上海黄浦·阶段练习)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。
问题四:压强的大小比较
13.(2025·上海宝山·一模)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。
14.(2025·上海嘉定·一模)将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,观察到如图所示的现象。若将甲、乙沿水平方向切去相等质量后,则甲、乙剩余部分对海绵的压力F甲'、F乙'及对海绵的压强p甲'、p乙'的大小关系为( )
A.F甲'<F乙',p甲'<p乙' B.F甲'<F乙',p甲'>p乙'
C.F甲'>F乙',p甲'<p乙' D.F甲'>F乙',p甲'>p乙'
【答案】A
【详解】由图可知,将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,乙物体下海绵的形变程度较大,因此乙对于海绵的压强较大,即p甲<p乙;由于乙的受力面积大,根据F=pS可知,F甲<F乙。将甲、乙沿水平方向切去相等质量后,甲、乙减小的重力相同,则对海绵减小的压力相同,即ΔF甲=ΔF乙,因此此时甲、乙剩余部分对海绵的压力F甲'<F乙';由于乙的受力面积大,根据可知,减小的压强Δp甲>Δp乙,因此甲、乙剩余部分对海绵的压强p甲'<p乙'。
故选A。
15.(23-24八年级下·陕西咸阳·期中)如图所示,将一块长木板放在水平桌面上,用水平力F1向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面(由图甲到图乙)。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不变,p、f变小
【答案】B
【详解】水平面上物体对水平面的压力大小和自身的重力大小相等,向右缓慢地推木板的过程中,自身的重力不变,木板对桌面的压力F不变;且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,根据可知,木板对桌面的压强p变大;由于在推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,所以,摩擦力f不变。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.(23-24八年级下·辽宁大连·阶段练习)水平桌面上有一个重力为G的正方体木块,木块的底面积为S,则木块对桌面的压强 ;若将木块切掉一半,如图所示。则剩余部分对桌面的压强 (选填“<”“=”或“>”),
【答案】 <
【详解】[1]因为木块静止在水平桌面上,因此桌面受到的压力等于木块的重力,木块对桌面的压强
[2]若将木块切掉一部分,如图所示,压力减少一半,但受力面积大于一半,因此由可知,剩余部分对桌面的压强。
问题五:增大或减小压强的方法
17.(2025·上海宝山·一模)下列现象中,属于增大压强的是( )
A.压路机上碾子的质量很大 B.载重量大的汽车装有许多车轮
C.书包带做得很宽 D.房屋建在承受面积更大的地基上
【答案】A
【详解】A.压路机上碾子的质量做得很大,是在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故A符合题意;
B.载重量大的汽车装有许多车轮,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.书包带做得很宽,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.房屋建在承受面积更大的地基上,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
18.(23-24八年级下·陕西西安·期末)如图所示情景中,属于通过增大压力的方式增大摩擦力的是( )
A.压路机的碾子质量很大 B.载重汽车装有许多车轮
C.自行车刹车时用力捏手闸 D.汽车的轮胎有很多花纹
【答案】C
【详解】A.压路机的碾子质量很大,是通过增大压力的方式来增大压强,故A不符合题意;
B.载重汽车装有许多车轮,是通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.自行车刹车时用力捏手闸,是通过增大压力来增大摩擦力,故C符合题意;
D.汽车的轮胎有很多花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
19.(24-25八年级·全国·假期作业)解释下列现象。菜刀、剪刀、斧头等,用过一段时间就要磨一磨,为什么?从物理学的角度思考,书包为什么要用宽的背带,而不用结实的绳索?
【答案】见解析
【详解】根据可知,在压力F一定时,受力面积S越小(大),压强p越大(小)。锯、剪刀、斧头等工具用过一段时间后受力面积变大,磨一磨,可以减小受力面积,目的是增大压强;书包用宽的背带,可以增大受力面积,从而减小压强,背起来舒服。
20.(23-24八年级下·辽宁抚顺·期中)如图所示,人在骑行过程中,当下坡加速时,一旦遇到紧急情况要刹车,有经验的人都知道此时千万不能捏车的前闸。下列有关说法正确的是( )
A.自行车的车座做得比较宽大,这样的设计是为了减小压力
B.车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承可以减小摩擦
C.自行车到水平地面匀速转弯时,处于平衡状态
D.加速下坡时,不能捏车的前闸,是避免由于惯性而造成翻车等情况
【答案】BD
【详解】A.自行车的车座做得比较宽大,这是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,使得骑行者坐上去更加舒适,而不是为了减小压力。故A错误;
B.车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承,这是利用了滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力的方法。滚动摩擦的阻力远小于滑动摩擦,因此这样的设计可以使得自行车在行驶过程中更加顺畅,减少能量的损失。所以,B正确;
C.平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。自行车到水平地面匀速转弯时,虽然速度大小不变,但其运动方向在不断改变,因此不是匀速直线运动,也不是静止状态,所以不是平衡状态。故C错误;
D.加速下坡时,自行车的速度很快,且由于重力的作用,自行车有向前冲的趋势。如果此时捏车的前闸,前轮会突然停止转动,但后轮由于惯性还会保持原来的运动状态继续向前运动,这样就会造成自行车前轮停止而后轮继续向前的情况,很容易导致翻车。因此,加速下坡时不能捏车的前闸,是为了避免由于惯性而造成翻车等情况。故D正确。
故选BD。
问题六:计算较复杂情况的固体压强
21.(23-24九年级上·上海·阶段练习)两个形状大小完全相同的均匀实心长方体放在水平地面上。
(1)若甲的质量为8千克、体积为米,求甲的密度;
(2)若乙的重力为50牛、底面积为米,求乙对地面的压强;
(3)若甲竖放、乙平放,将它们均顺时针旋转90°,如图所示,旋转前后它们对地面的压强如表所示,求旋转后乙对地面的压强。
对地面压强
旋转前
旋转后
(帕)
2940
1176
(帕)
2940
【答案】(1)4×103kg/m3;
(2)2000Pa;
(3)7350Pa
【详解】(1)甲的密度
(2)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,乙对地面的压强
(3)因甲乙两均匀实心长方体的形状相同,所以,甲乙平放和立放时对地面产生压强的受力面积之比相等,又因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以
旋转前后乙对地面的压强之比
则旋转后乙对地面的压强
22.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图甲所示,A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,A的边长是B的2倍。将A沿水平方向切去高为L的部分,叠放在B的正上方。叠放后,B对地面的压强与L的变化关系、A剩余部分对地面的压强与L的变化关系如图乙所示。图乙中表示B对地面的压强与L变化关系的是图象 (填序号);叠放后,当B对地面的压强是A剩余部分对地面的压强的2倍时,L的值是 cm。
【答案】 ① 1.25
【详解】[1]由题意可知,将A沿水平方向切去高为L的部分,叠放在B的正上方,因此A剩余部分对水平地面的压力减小,所以A剩余部分对水平地面的压强减小,由图乙可知,②是A与L的变化关系,则①反映了pB与L的变化关系。
[2]根据图中知,pA从4000Pa减小到0,L变化了10cm,故
(L单位是cm)
由于A减小的压力等于B增大的压力,A的边长是B的2倍,则A的底面积是B的4倍,根据F=pS知
ΔpA×4=ΔpB×1
而B的压强从5000Pa开始增大,则
当B对地面的压强是A剩余部分对地面的压强的2倍时
解得L=1.25cm。
23.(2024·重庆·二模)如图甲所示,水平桌面上放置一质量分布均匀、形状不规则的塑料块,可以看做是由同种材料的正方体A与长方体B组合而成,已知A与B的底面是大小相等的正方形。现沿着竖直方向从A的左侧切掉边长为Δh的部分,并将切掉的部分水平摆放在右侧的桌面上(如图乙所示)。切割过程中,不规则塑料块剩余部分对地面的压强p1与Δh的关系如图丙所示,则长方体B的重力为 N;图乙中摆放好的部分对地面的压强为p2,则切掉Δh为 cm时,恰好使p1=p2。
【答案】 80 24
【详解】[1][2]由规则固体压强推导公式p=ρgh可知,当切完A,切B时,剩余部分对地面的压强p1就不再变化。已知A与B的底面是大小相等的正方形,设其底面边长为a,则A的高度也为a,设B的高度为b,可知
a=20cm=0.2m
由可知
GB=FB=pBS=2000Pa×a2=2000Pa×(0.2m)2=80N
当Δh=0时,不规则塑料块对地面的压强为1800Pa,由可得
解得
GA==64N
当Δh<0.2m时,由p1=p2,可得
代入数据得
解得
Δh=0.3m>0.2m
故不成立。当Δh>0.2m时,由p1=p2,可得
代入数据得
解得
Δh=0.24m>0.2m
故当切掉Δh为24cm时,恰好使p1=p2。
24.(2024·广西玉林·一模)某广场上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A构成,整体可以简化为如图甲所示的模型。A、B是质量分布均匀的柱形物体,且A、B的密度之比,底面积之比,若沿水平方向将该模型切去高度为△h的一部分,并将切去部分竖直正放在同一水平面上,切去部分对水平面的压强为,剩余部分对水平面的压强为,其中与切去部分的高度△h的关系如图乙所示,则名人塑像B的密度 。若要使得,则需要切掉的高度Δh= cm。
【答案】 2000 13.3
【详解】[1]当切割高度小于20cm,即高度小于0.2m时,p1服从正比例函数关系,故此时切割的是柱体B,由p=ρgh知道
[2]由图像知道,切割到40cm为最终状态,故A和B高度均为20cm。又因为A和B两者底面积之比为2∶1,高度之比为1∶1,故体积之比2∶1;由因为密度之比为1∶2,故根据m=ρV知道,质量之比为1∶1。初始p1对应的质量为0,故初始
p1<p2
切割到20cm时,由于A和B质量比1∶1,因此压力1∶1,又由于面积比2∶1,根据得A和B压强比1∶2,即
p1>p2
故当p1>p2时,切割高度不到20cm。
因为两者面积比2∶1,根据F=pS知道,两者压力比为2∶1即质量比为2∶1时,压强相等,故切割下来的B占总质量的
又因为A和B质量相等,假设,则总质量为2m,B的质量为
即切掉总高度的
【基础强化】
1.(24-25九年级上·上海黄浦·阶段练习)图钉的一端做的很尖,是为了( )
A.增大压力 B.增大压强 C.减小压力 D.减小压强
【答案】B
【详解】图钉尖做得很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大对墙壁的压强。
故选B。
2.(24-25九年级上·上海闵行·阶段练习)刘老师摘录了某位同学物理学习笔记中的若干语句:
【语句①】某种物体的密度和它的质量、体积均无关;
【语句②】物体对水平地面的压力有时就是物体的重力;
【语句③】当压力F不变、受力面积S发生改变时,压强的变化量可以用来计算。其中正确的个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【详解】【语句①】密度是物质的一种属性,和它的质量、体积均无关;
【语句②】物体对水平地面的压力与物体的重力不是同一种性质的力;
【语句③】当压力F不变、受力面积S发生改变时,设变化前受力面积为,变化后受力面积为,则变化前压强为,变化后压强为,则压强的变化量为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.(23-24八年级下·山东淄博·期中)如图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,为了探究她们对雪地压力的作用效果,应选择右图中的( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
【答案】B
【详解】左图是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,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。
A.甲与乙受力面积相同,压力不同,故A不符合题意;
B.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,故B符合题意;
C.甲与丙,受力面积不同,压力也不同,没有控制变量,故C不符合题意;
D.乙与丙这一组可以研究压力作用效果与受力面积的关系,故D不符合题意。
故选B。
4.(21-22八年级下·湖北黄冈·期中)如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静止.下列说法中正确的是( )
A.铅笔对右侧食指的压力较大
B.铅笔对左右两侧食指的压力是一对平衡力
C.两侧食指的凹陷程度不同,是因为所受压力大小不同
D.铅笔对右侧食指的压强较大
【答案】D
【详解】AB.铅笔处于静止状态,受到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,所以铅笔对左右两侧食指的压力也相等,但铅笔对左右两侧食指的压力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故AB错误;
CD.两手指受到的铅笔的压力相同,由于铅笔的两端的受力面积不相同,右边的受力面积小,由可知右边手指受到的压强较大,凹陷程度较大,故C错误,D正确。
故选D。
5.(23-24八年级下·江苏南通·期中)如图,甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上,留下深浅相同、大小不同的脚印,则( )
A.甲对沙的压强比乙对沙的压强大 B.甲对沙的压强比乙对沙的压强小
C.甲的重力与乙的重力相等 D.甲的重力比乙的重力大
【答案】D
【详解】AB.甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上,他们在沙地上留下的脚印深浅相同,则他们对沙地的作用效果相同,即压强相等,故AB不符合题意;
CD.甲的受力面积较大,由F=pS可知,甲对沙滩的压力较大,由于物体对水平面的压力大小等于重力,因此甲的重力较大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.(23-24八年级下·江西赣州·期中)如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F1,向右缓慢的推木板,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和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p不变,f变大 B.F、p不变,f变小
C.F、f不变,p变大 D.F变小,p、f变大
【答案】C
【详解】水平面上物体对水平面的压力大小和自身的重力大小相等,向右缓慢地推木板的过程中,自身的重力不变,木板对桌面的压力F不变;且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,根据可知,木板对桌面的压强p变大;由于在推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,所以,摩擦力f不变。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(23-24八年级下·福建宁德·期中)如图均匀实心圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后。使甲,乙剩余部分的高度均为h。若甲、乙此时的剩余部分对地面的压力相等,则甲,乙被切去之前对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.F甲>F乙 D.F甲=F乙
【答案】B
【详解】AB.由于剩余部分对地面的压力相等,则剩余部分的重力相等,乙的体积更小,由可知乙的密度更大,由可知,乙对地面的压强更大,故A错误、B正确;
CD.切去之后甲、乙对地面的压力相等,则
F剩甲=F剩乙
所以
……①
即
……②
甲,乙被切去之前对地面的压力差
代入①化简得
代入②化简得
因为h甲切<h乙切,所以F甲-F乙<0,即F甲<F乙,故CD错误。
故选 B。
8.(24-25九年级上·上海·阶段练习) 作用在物体表面上并指向物体表面的力叫做压力。压强是表示 的物理量,用100牛的压力,作用在0.02米2的面积上,产生的压强是 ,它表示的物理意义 。
【答案】 垂直 压力作用效果 每平方米的面积上受到的压力为5000牛
【详解】[1]垂直作用在物体表面上并指向物体表面的力叫做压力。
[2]压力的作用效果用压强表示,所以压强是表示压力作用效果的物理量,定义式是。
[3][4]用100牛的压力,作用在0.02米2的面积上,产生的压强为
即表示每平方米的面积上受到的压力为5000牛。
9.(24-25九年级上·上海闵行·期中)一物体放在水平桌面上,如图所示,
(1)若沿aa'线将它切成两块,拿去上面的部分,物体对桌面的压力将 ,物体密度将 ;
(2)若沿bb'线切开,拿去右半部分,则物体对桌面的压力将 ,压强将 。(均选填“增大”、“不变”或“减小”)
【答案】(1) 减小 不变
(2) 减小 不变
【详解】(1)[1]当沿aa′线将它切成两块,拿去上面的部分后,物体的重力减小,物体对桌面的压力等于物体的重力,故物体对桌面的压力减小。
[2]物体的种类没有发生改变,所以物体的密度大小不变。
(2)[1]沿bb′线切开,拿去右半部分后,物体的重力减小,物体对桌面的压力等于物体的重力,故物体对桌面的压力减小。
[2]物体的种类没有发生改变,所以物体的密度大小不变,物体的高度不变,根据可知,物体对桌面的压强不变。
10.(24-25九年级上·上海金山·期中)压力是指 作用于物体表面并指向物体表面的力,压强是表示 的物理量。如图所示,现用10N的水平力将物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是,墙面受到的压强是 pa。
【答案】 垂直 压力作用效果 500
【详解】[1][2]垂直作用于物体表面并指向物体表面的力叫做压力,压力的方向垂直于物体表面指向物体表面,压强是表示压力作用效果的物理量。
[3]墙面受到的压强为
11.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期中)边长为的正方体木块A,重,受水平作用力时,静止在竖直墙壁上,如图所示。则木块对墙面的压强是 Pa,其物理意义是 。
【答案】 800 见解析
【详解】[1][2]根据固体大小不变的传递压力可知墙壁受到的压力为
F′=F=2N
木块对墙面的压强是
压强表示单位面积上受到的压力,木块对墙面的压强800Pa,表示墙壁所受压力是。
12.(23-24八年级下·北京大兴·期中)某实验小组利用图甲、乙、丙所示的装置探究“影响压力作用效果的因素”;
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)由甲、乙两图所示实验现象可知压力的作用效果跟 有关;
(3)由 两图所示实验现象可知压力的作用效果跟受力面积有关;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中桌面对海绵的压强p和图丁中桌面对木板的压强的大小关系为p (选填“>”“=”或“<”);
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,小兴发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)压力大小
(3)乙、丙
(4)=
(5)小兴在实验中没有控制压力不变
【详解】(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)由甲、乙两图所示,受力面积一定,乙图中压力比甲图大,乙图中压力作用的效果比甲图明显,根据控制变量法可知压力的作用效果跟压力大小有关。
(3)由乙、丙两图所示,海绵受到的压力相同,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,故压力的作用效果跟受力面积有关。
(4)如图丁和图丙中支持面受到的压力相同,受力面积也相同,根据知图丙中桌面对海绵的压强p和图丁中桌面对木板的压强的大小关系为。
(5)如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,小兴发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究过程中存在的问题是在改变受力面积同时又改变了压力即小兴在实验中没有控制压力不变。
13.(24-25九年级上·上海金山·期中)小明从超市买回来一整箱牛奶,他打开后发现里面有10包袋装牛奶(包装袋质量忽略不计),包装袋上印有“净含量:240mL”字样,每包牛奶的质量为250g。求:
(1)这种牛奶的密度;
(2)牛奶箱的质量是0.5kg,若将这一整箱牛奶平放在水平地面上,与地面的接触面积为,求这箱牛奶对地面的压强。
【答案】(1)1.04×103kg/m3
(2)600Pa
【详解】(1)每包牛奶的质量为250g,即m=250g;包装袋上印有“净含量:240mL”,即每包牛奶体积
V=240mL=240cm3
牛奶的密度
(2)10包牛奶的总质量
m总奶=250g×10=2500g=2.5kg
对水平地面的压力
F=G总=m总g=(2.5kg+0.5kg)×10N/kg=30N
对地面的压强
【能力培优】
14.(24-25九年级上·上海杨浦·期中)实心均匀正方体甲、乙按图所示放置在水平桌面上,已知它们对桌面的压强相等。现将乙在桌面外的部分沿竖直方向切去,切去的比例为n,甲按相同比例n沿水平方向切去一部分,并将各自切去部分叠放在对方剩余的上方,此时甲、乙对桌面的压力分别为F甲、F乙,压强分别为p甲、p乙。关于压力、压强的大小关系,下列判断正确的是 ( )
A.F甲=F乙,p甲>p乙 B.F甲>F乙,p甲<p乙
C.F甲=F乙,p甲<p乙 D.F甲<F乙,p甲>p乙
【答案】B
【详解】未切割前,设甲、乙的重力分别为G甲、G乙,甲、乙的底面积分别为S甲、S乙;由于桌面水平,则甲、乙对桌面的压力分别为F′甲=G甲,F′乙=G乙;由图可知,甲的接触面积S甲大于乙的接触面积(1-n)S乙,且它们对桌面的压强相等,则根据G=F=pS可知甲的重力较大,即
G甲>G乙
由压强的定义式可得,未切割前,甲、乙对桌面的压强分别为
依题意可知,甲、乙未切割前对桌面的压强相等,即
化简可得
①
甲、乙切去比例均为n,并将切去部分叠放在对方剩余的上方,则甲对桌面的压力变为
F甲=(1-n)G甲+nG乙
乙对桌面的压力变为
F乙=(1-n)G乙+nG甲
F甲-F乙=[(1-n)G甲+nG乙]-[(1-n)G乙+nG甲]=(1-n)(G甲-G乙)-n(G甲-G乙)=(1-2n)(G甲-G乙)
由图可知,,所以
F甲-F乙=(1-2n)(G甲-G乙)>0
即F甲>F乙;
切割并叠放后,甲对桌面的压强
②
乙对桌面的压强为
③
结合①②③式有
因为G甲>G乙,所以
p甲-p乙<0
即p甲<p乙;故ACD错误,B正确。
故选B。
15.(24-25九年级上·上海浦东新·阶段练习)如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积S甲<S乙。现将甲和乙分别沿水平方向切去比例n1和n2,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为F甲、F乙,对地面的压强变化量为∆p甲、∆p乙,则一定成立的是( )
A.若n1>n2则∆p甲>∆p乙
B.若n1>n2则F甲>F乙
C.若n1=n2则∆p甲>∆p乙
D.若n1=n2则F甲>F乙
【答案】C
【详解】AB.实心圆柱体甲、乙质量和高度均相同,若n1>n2,则甲切去部分更重,所以将切去部分叠放到对方剩余部分的上方后,,则F甲<F乙;底面积S甲<S乙,对地面的压强变化量为,所以∆p甲<∆p乙,故AB不符合题意;
CD.实心圆柱体甲、乙质量和高度均相同,若n1=n2,则甲乙切去部分一样重,所以将切去部分叠放到对方剩余部分的上方后,,则F甲=F乙;底面积S甲<S乙,对地面的压强变化量为,所以∆p甲>∆p乙,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
16.(2025·上海奉贤·一模)如图所示,质量相等的均匀正方体甲、乙放置在水平地面上。现将甲、乙分别沿水平方向截取一部分,使它们剩余部分的高度均为。它们剩余部分的质量分别为、,对地面的压强分别为,则( )
A., B.,
C., D. ,
【答案】A
【详解】由图可知,V乙>V甲,但m甲=m乙,根据公式可知,,现将甲、乙分别沿水平方向截取一部分,使它们剩余部分的高度均为,则它们对地面的压强分别为
则有
如果只切乙,使乙剩余的高度与甲等高,由于甲、乙原来的质量相等,则剩余的质量为,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
17.(24-25九年级上·广西南宁·阶段练习)如图甲所示,边长10cm的均匀正方体,重为90N,放在水平桌面中央,此时正方体对桌面的压强为 Pa,沿水平方向切下一部分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,如图乙、丙所示,再将b沿水平方向截取高度叠放在a的上表面,如图丁,此时a对桌面的压强为 Pa。
【答案】 9×103 1.8×104
【详解】[1]正方体边长l=10cm=0.1m,重为90N,放在水平桌面中央,此时正方体对桌面的压强为
[2] 根据
可得正方体的密度
沿水平方向切下一部分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pa=1.5pb,则有
ha=1.5hb=10cm=0.1m
由此可得
再将b沿水平方向截取高度叠放在a的上表面,如图丁,此时a对桌面的压强为
18.(2024·内蒙古通辽·模拟预测)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,则B的密度为 kg/m3,A的重力为 N(g取10N/kg)。
【答案】 600 6
【详解】[1]由图乙知,B的高度为
hB=10cm=0.1m
截取前,B对地面的压强为,B为质量分布均匀的实心正方体,根据
得
[2]截取高度h为2cm时,B剩余部分的高度为
B剩余部分对水平桌面的压强为
此时B截去的质量
此时B截去的重力
G1=m1g=0.12kg×10N/kg=1.2N
A对水平桌面的压强
①
截取高度h为10cm时,即将B全部放在A上,B的重力
A对水平桌面的压强
②
联立①②可得GA=6N。
19.(24-25九年级上·广西桂林·开学考试)如图所示,甲、乙两个实心物体静止在水平地面上,其中甲为底面积为、高2m的均匀柱状体,乙为边长为1m,密度为的正方体。当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平稳地放在乙物体正上方时,甲、乙对地面的压强随拟取的长度x的变化如图丙所示,则 Pa, m。
【答案】 0.8
【详解】[1]由图象可知,a为乙对地面的压强随拟取的长度x变化的图象,为初始时乙对地面的压强,为
[2]由图象可知,初始时,甲对地面的压强为,则甲的密度为
则甲的重力为
乙的重力为
切除后甲对地面的压强为
切除后将切除部分放在乙物体的上方,则乙对地面的压强为
当切除高度为时,甲、乙对地面的压强相等,即
解得。
20.(23-24八年级下·甘肃平凉·期中)有一个密度均匀的长方体铜块,被截成A、B两块,如图所示,已知LA:LB=3:2,则它们对水平桌面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=2:3 B.pA:pB=2:3
C.FA:FB=1:1 D.pA:pB=1:1
【答案】D
【详解】因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,密度均匀的长方体铜块对水平桌面的压强
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
pA∶pB=1∶1
由图可知,长方体截成A、B两块时的底面积之比等于它们的边长之比,即
SA∶SB=LA∶LB=3∶2
由
可得,它们对水平桌面的压力
FA∶FB=pSA∶pSB=SA∶SB=3∶2
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
21.(24-25九年级上·上海金山·期中)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。
22.(24-25九年级上·上海杨浦·期中)如图,密度均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01m2,它对桌面的压强为 Pa;若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分,剩余部分对桌面的压力会 ,剩余部分对桌面的压强会 ;第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分,剩余部分对桌面的压强相较于第一次会 。(以上三空均选填“变大”、“变小”、“不变”)
【答案】 700 变小 变小 不变·
【详解】[1]物体对桌面的压强为
[2][3]物体对桌面的压力等于重力,若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分,物体重力减小,压力减小,受力面积不变,剩余部分对桌面的压强会变小。
[4]第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分,根据直柱体压强的计算公式,密度和高度均不变,剩余部分对桌面的压强相较于第一次切除后不变。
23.(24-25九年级上·上海杨浦·期中)均匀圆柱体甲、乙分别竖直置于水平地面上,两圆柱体的质量、密度和底面积见下表。
圆柱体
质量m(千克)
密度ρ(千克/米3)
底面积S(米2)
甲
5
2.5×103
4×10-3
乙
10
5.0×103
5×10-3
(1)求甲的体积V甲;
(2)求乙对水平地面的压强p乙;
(3)若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去部分叠放在对方剩余部分上方。叠放后与切去前相比,甲对水平地面的压强变化了4900帕,求叠放后,乙对水平地面压力变化量∆F乙。
【答案】(1);
(2);
(3)19.6N
【详解】(1)甲的体积为
(2)乙对水平地面的压强为
(3)甲对水平地面的压力变化量为
甲乙的总重力不变,则甲乙对水平地面压力变化量相同,所以乙对水平地面压力变化量为
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
第九章 压强
课时9.1 压强
2022年课程标准
物理素养
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
物理观念:理解压力和受力面积的概念;理解压强公式的概念。
科学思维:通过实验观察,知道压力的作用效果的影响因素;能正确利用压强公式进行简单的计算;
科学态度与责任:知道增大和减小压强的方法,并能利用压强规律解释身边的压强现象。
知识点1:认识压力
1. 现象探究:垂直作用在物体表面上的力
事例
手指按墙,手指对墙的作用力为F1
放在水平桌面上的书对桌面的作用力F2
放在斜面上的物体,对斜面的作用力为F3
图示
探究归纳
这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直,并指向受力物体。
2. 压力:物理学中,把垂直压在物体表面上的力叫做压力。
(1)由于受力物体的受力面可能是水平面,也可能是竖直面,还可能是斜面,因此,压力的方向没有固定的指向,但始终和受力物体的受力面相垂直.
(2)压力的作用效果是使被压物体发生形变
3. 压力与重力的区别及联系
A对斜面的压力
A受到的重力
力的示意图
区别
施力物体
物体A
地球
受力物体
支持物(斜面)
物体
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触并挤压
地球的吸引
大小
—
G=mg
方向
垂直于并指向被压物体
竖直向下
作用点
受压物体表面
重心
联系
只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
重力可以使物体对接触面产生压力,但是压力并不都是由重力产生的,压力的大小不一定等于重力大小,压力的方向也不一定与重力方向相同.
如图所示是接触面所受压力和重力关系的几种情况.(物体所受的重力为 G)
【例1】如图所示,重力为10牛的物体对斜面的压力为8牛,请画出物体对斜面的压力和物体重力的图示。
知识点2:压强
1. 实验探究:压力的作用效果
提出问题
压力作用效果与哪些因素有关
猜想与假设
(1)压弹簧时,压力越大,弹簧的形变越大,猜想压力的作用效果可能与压力的大小有关。
2)由蚊子能轻而易举地把皮肤刺破,而骆驼却不会陷人沙中可猜想压力的作用效果还可能与受力面积的大小有关
设计实验
(1)实验方法
①控制变量法
研究压力作用效果跟压力大小的关系时,保持受力面积不变改变压力的大小,观察受压物体形变的大小;研究压力作用效果跟受力面积大小的关系时,保持压力大小不变,改变受力面积的大小,观察受压物体形变的大小。
②转换法
将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,这里采用了转换法。
(2)如何改变受力面积:利用小桌的桌面和桌腿改变受力面积如何改变压力:通过在小桌上加砝码改变压力
进行实验
1. 照图甲那样,把小桌腿朝下放在海绵上;观察海绵被压下的深度;
2.再照图乙那样,在桌面上放一个砝码观察海绵被压下的深度;
3.再把小桌翻过来,如图丙,观察海绵被压下的深度;
分析与
论证
(1) 比较图甲和图乙,海绵的受力面积相同,图乙中对海绵的压力大,海绵被压下得深,即图乙压力的作用效果比图甲的明显故可得出:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(2) 比较图乙和图丙,海绵受到的压力相同,图乙中海绵的受力面积小,海绵被压下得深,即图乙压力的作用效果比图丙的明显,故可得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
实验结论
压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关。
(1) 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2) 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2. 压强
(1)物理意义:压强是用来表示压力作用效果的物理量。压强越大,压力产生的效果越明显。
(2)定义:物体所受压力与受力面积之比叫做压强,用符号P表示。压强的大小由压力和受力面积一起决定。
(3)公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
(4)单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
(5)变形公式:根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
应用压强公式的注意事项
(1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。
(2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
(3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。
(4)公式中的F为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
【例2】如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端移离桌边近木块一半的过程中( )
A.压力不变,压强不变 B.压力不变,压强增大
C.压力减小,压强不变 D.压力增大,压强减小
【例3】如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端移离桌边近木块一半的过程中( )
A.压力不变,压强不变 B.压力不变,压强增大
C.压力减小,压强不变 D.压力增大,压强减小
计算固体压强的特殊情况
公式适用于任何条件下压强问题的分析和解答,而有时借用公式p=pgh求解固体压强会更快捷、准确,但需要注意适用条件。下面我们先看该公式的推导过程。
推导:如图所示,设柱体的高为h、密度为ρ、底面积为S,该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强:
推导公式p=ρgh的适用条件
(1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
(2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等;
(3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
【例4】如图所示,均匀正方体A、B置水平面上,A的高度hA为0.1米,质量mA为2千克。
①求A的密度ρA;
②若B的质量为m0,底面积为S0,求B对水平面的压强pB;
③若B的高度hB不高于0.2米,当B的高度大于0.1米时,恰能使A、B对水平面的压强相等,求B的密度ρB的取值范围。
【答案】①2×103千克/米3;②;③1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3
【详解】解:①A的密度
②B对水平面的压强
③由于A与B均为均匀柱体置于水平面上,物体对地面的压强为
A、B对水平面压强相等,即,则,所以
由于,则
所以
答:①A的密度ρA为2×103千克/米3;
②B对水平面的压强pB是;
③B的密度ρB的取值范围1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3。
知识点3:控制压强的大小
生产生活中有时要增大压强,有时又要减小压强.我们既要设法增大有益压强,又要设法减小有害压强。利用计算压强的公式分析增大和减小压强的方法如表所示:
目的
方法
实例
减小压强
压力一定时增大受力面积
铁轨上铺枕木、书包带较宽、 滑雪板的面积较大、载重汽车的车轮较多且较宽
受力面积一定时减小压力
载重汽车限载
同时减小压力、增大受力面积
卡车限载并增加车轮数量
增大压强
压力一定时减小受力面积
切果器的刀片很薄、针头做得很尖、刀刃很薄
受力面积一定时增大压力
压路机装有质量很大的碾子
同时增大压力、减小受力面积
用力按图钉帽
【例5】下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉钉帽宽大 B.铁轨下铺枕木
C.刀刃磨得锋利 D.坦克车装有履带
问题一:压力和重力的区别
1.(23-24八年级下·广西河池·期中)在下列各图中,能正确表示物体对支撑面压力的是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24八年级下·河北承德·期中)下列关于重力、压力和摩擦力的说法中,正确的是( )
A.重心是重力的等效作用点,重心一定在物体上
B.物体受到的重力越大,对支持面的压力也一定越大
C.摩擦力不一定都是阻碍物体运动的
D.物体对支持面的压力越大,它受到的摩擦力也一定越大
3.(23-24八年级下·山东泰安·期中)如图所示是泰山挑山工挑着货物上山的一个图片,扁担会对挑山工产生压力,此压力的施力物体是( )
A.货物 B.扁担 C.挑山工 D.地球
4.(23-24八年级下·河南南阳·期中)画出斜面上的长方体铁块受的重力示意图和铁块对斜面的压力示意图。
问题二:探究影响压力作用效果的因素
5.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。下列有关说法错误的是( )
A.在三次实验中,用海绵被压下的深浅来显示小桌对海绵的压力作用效果,该实验方法叫控制变量法
B.对比甲、乙两图可得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比
D.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,就是直接利用甲、乙两图的实验结论
6.(23-24八年级下·云南曲靖·期中)小红利用小桌、海绵、钩码等器材探究“影响压力作用效果的因素”实验,如图所示:
(1)实验中,她是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)比较 两图,可初步得到:受力面积相同时,压力越 ,压力作用效果越明显;
(3)通过实验小红发现坦克设计成履带的原因可用 两图实验所得结论解释;
(4)仅将丙图的海绵换成丁图的木板,则小桌对木板和海绵的压强 (选填“相等”或“不等”);
(5)为了使实验现象更加明显,可选择质量较大的砝码或更柔软的 进行实验;
(6)质量分布均匀的同一长方体用以下三种不同的方法切去一半(图戊),分别留下序号为①②③的三个半块保持原有位置静止。三个半块对桌面的压力(选填“相等”或“不等”),对桌面的压强最大的是 (选填“①”“②”或“③”)。
7.在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请分析回答下列问题:
(1)该实验通过观察 来反映压力的作用效果,此处所用的研究方法是 ;
(2)比较图乙和丙的实验现象,可得出结论:当压力相同时, ;
(3)比较图 和 的实验现象,可得出的结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(4)小明与小红进行实验交流时,小明提出还可以用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,小明分别采用如图戊、己所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端给小红演示。小红指出图己的方法不合理,原因是 。
8.(23-24八年级下·内蒙古赤峰·阶段练习)在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用小桌子、海绵和砝码等器材做了如图所示的实验。
(1)该实验是通过 来比较压力作用效果的,这种方法叫 法。
(2)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较 两图的实验,得到的结论是 。
问题三:压强的简单计算
9.一辆履带拖拉机水平停放在农田里,它的质量是1920kg,每条履带接地的长度是260mm,履带的宽度是280mm。这辆履带拖拉机对地面的压强是多少?
10.小明同学的重力为500N,每只脚的底面积取0.02m2,当他站在面积为3m2的床的中央时,则对床产生的压强是 Pa,表示的物理意义为 。
11.(2025·上海杨浦·一模)长方体置于水平地面上,它的一侧紧贴竖直墙壁,长方体与墙壁的接触面积为S1,与地面接触面积为S2。现在长方体上施加水平向右的力F1、竖直向下的力F2(F1等于F2),如图所示。若长方体对墙壁、对地面的压强相等,则以下判断正确的是( )
A.S1可能大于S2 B.S1一定小于S2
C.S1一定等于S2 D.S1一定大于S2
12.(24-25九年级上·上海黄浦·阶段练习)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。
问题四:压强的大小比较
13.(2025·上海宝山·一模)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
14.(2025·上海嘉定·一模)将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,观察到如图所示的现象。若将甲、乙沿水平方向切去相等质量后,则甲、乙剩余部分对海绵的压力F甲'、F乙'及对海绵的压强p甲'、p乙'的大小关系为( )
A.F甲'<F乙',p甲'<p乙' B.F甲'<F乙',p甲'>p乙'
C.F甲'>F乙',p甲'<p乙' D.F甲'>F乙',p甲'>p乙'
15.(23-24八年级下·陕西咸阳·期中)如图所示,将一块长木板放在水平桌面上,用水平力F1向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面(由图甲到图乙)。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不变,p、f变小
16.(23-24八年级下·辽宁大连·阶段练习)水平桌面上有一个重力为G的正方体木块,木块的底面积为S,则木块对桌面的压强 ;若将木块切掉一半,如图所示。则剩余部分对桌面的压强 (选填“<”“=”或“>”),
问题五:增大或减小压强的方法
17.(2025·上海宝山·一模)下列现象中,属于增大压强的是( )
A.压路机上碾子的质量很大 B.载重量大的汽车装有许多车轮
C.书包带做得很宽 D.房屋建在承受面积更大的地基上
18.(23-24八年级下·陕西西安·期末)如图所示情景中,属于通过增大压力的方式增大摩擦力的是( )
A.压路机的碾子质量很大 B.载重汽车装有许多车轮
C.自行车刹车时用力捏手闸 D.汽车的轮胎有很多花纹
19.(24-25八年级·全国·假期作业)解释下列现象。菜刀、剪刀、斧头等,用过一段时间就要磨一磨,为什么?从物理学的角度思考,书包为什么要用宽的背带,而不用结实的绳索?
20.(23-24八年级下·辽宁抚顺·期中)如图所示,人在骑行过程中,当下坡加速时,一旦遇到紧急情况要刹车,有经验的人都知道此时千万不能捏车的前闸。下列有关说法正确的是( )
A.自行车的车座做得比较宽大,这样的设计是为了减小压力
B.车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承可以减小摩擦
C.自行车到水平地面匀速转弯时,处于平衡状态
D.加速下坡时,不能捏车的前闸,是避免由于惯性而造成翻车等情况
问题六:计算较复杂情况的固体压强
21.(23-24九年级上·上海·阶段练习)两个形状大小完全相同的均匀实心长方体放在水平地面上。
(1)若甲的质量为8千克、体积为米,求甲的密度;
(2)若乙的重力为50牛、底面积为米,求乙对地面的压强;
(3)若甲竖放、乙平放,将它们均顺时针旋转90°,如图所示,旋转前后它们对地面的压强如表所示,求旋转后乙对地面的压强。
对地面压强
旋转前
旋转后
(帕)
2940
1176
(帕)
2940
22.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图甲所示,A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,A的边长是B的2倍。将A沿水平方向切去高为L的部分,叠放在B的正上方。叠放后,B对地面的压强与L的变化关系、A剩余部分对地面的压强与L的变化关系如图乙所示。图乙中表示B对地面的压强与L变化关系的是图象 (填序号);叠放后,当B对地面的压强是A剩余部分对地面的压强的2倍时,L的值是 cm。
23.(2024·重庆·二模)如图甲所示,水平桌面上放置一质量分布均匀、形状不规则的塑料块,可以看做是由同种材料的正方体A与长方体B组合而成,已知A与B的底面是大小相等的正方形。现沿着竖直方向从A的左侧切掉边长为Δh的部分,并将切掉的部分水平摆放在右侧的桌面上(如图乙所示)。切割过程中,不规则塑料块剩余部分对地面的压强p1与Δh的关系如图丙所示,则长方体B的重力为 N;图乙中摆放好的部分对地面的压强为p2,则切掉Δh为 cm时,恰好使p1=p2。
24.(2024·广西玉林·一模)某广场上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A构成,整体可以简化为如图甲所示的模型。A、B是质量分布均匀的柱形物体,且A、B的密度之比,底面积之比,若沿水平方向将该模型切去高度为△h的一部分,并将切去部分竖直正放在同一水平面上,切去部分对水平面的压强为,剩余部分对水平面的压强为,其中与切去部分的高度△h的关系如图乙所示,则名人塑像B的密度 。若要使得,则需要切掉的高度Δh= cm。
【基础强化】
1.(24-25九年级上·上海黄浦·阶段练习)图钉的一端做的很尖,是为了( )
A.增大压力 B.增大压强 C.减小压力 D.减小压强
2.(24-25九年级上·上海闵行·阶段练习)刘老师摘录了某位同学物理学习笔记中的若干语句:
【语句①】某种物体的密度和它的质量、体积均无关;
【语句②】物体对水平地面的压力有时就是物体的重力;
【语句③】当压力F不变、受力面积S发生改变时,压强的变化量可以用来计算。其中正确的个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
3.(23-24八年级下·山东淄博·期中)如图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,为了探究她们对雪地压力的作用效果,应选择右图中的( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
4.(21-22八年级下·湖北黄冈·期中)如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静止.下列说法中正确的是( )
A.铅笔对右侧食指的压力较大
B.铅笔对左右两侧食指的压力是一对平衡力
C.两侧食指的凹陷程度不同,是因为所受压力大小不同
D.铅笔对右侧食指的压强较大
5.(23-24八年级下·江苏南通·期中)如图,甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上,留下深浅相同、大小不同的脚印,则( )
A.甲对沙的压强比乙对沙的压强大 B.甲对沙的压强比乙对沙的压强小
C.甲的重力与乙的重力相等 D.甲的重力比乙的重力大
6.(23-24八年级下·江西赣州·期中)如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F1,向右缓慢的推木板,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和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p不变,f变大 B.F、p不变,f变小
C.F、f不变,p变大 D.F变小,p、f变大
7.(23-24八年级下·福建宁德·期中)如图均匀实心圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后。使甲,乙剩余部分的高度均为h。若甲、乙此时的剩余部分对地面的压力相等,则甲,乙被切去之前对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.F甲>F乙 D.F甲=F乙
8.(24-25九年级上·上海·阶段练习) 作用在物体表面上并指向物体表面的力叫做压力。压强是表示 的物理量,用100牛的压力,作用在0.02米2的面积上,产生的压强是 ,它表示的物理意义 。
9.(24-25九年级上·上海闵行·期中)一物体放在水平桌面上,如图所示,
(1)若沿aa'线将它切成两块,拿去上面的部分,物体对桌面的压力将 ,物体密度将 ;
(2)若沿bb'线切开,拿去右半部分,则物体对桌面的压力将 ,压强将 。(均选填“增大”、“不变”或“减小”)
10.(24-25九年级上·上海金山·期中)压力是指 作用于物体表面并指向物体表面的力,压强是表示 的物理量。如图所示,现用10N的水平力将物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是,墙面受到的压强是 pa。
11.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期中)边长为的正方体木块A,重,受水平作用力时,静止在竖直墙壁上,如图所示。则木块对墙面的压强是 Pa,其物理意义是 。
12.(23-24八年级下·北京大兴·期中)某实验小组利用图甲、乙、丙所示的装置探究“影响压力作用效果的因素”;
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)由甲、乙两图所示实验现象可知压力的作用效果跟 有关;
(3)由 两图所示实验现象可知压力的作用效果跟受力面积有关;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中桌面对海绵的压强p和图丁中桌面对木板的压强的大小关系为p (选填“>”“=”或“<”);
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,小兴发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
13.(24-25九年级上·上海金山·期中)小明从超市买回来一整箱牛奶,他打开后发现里面有10包袋装牛奶(包装袋质量忽略不计),包装袋上印有“净含量:240mL”字样,每包牛奶的质量为250g。求:
(1)这种牛奶的密度;
(2)牛奶箱的质量是0.5kg,若将这一整箱牛奶平放在水平地面上,与地面的接触面积为,求这箱牛奶对地面的压强。
【能力培优】
14.(24-25九年级上·上海杨浦·期中)实心均匀正方体甲、乙按图所示放置在水平桌面上,已知它们对桌面的压强相等。现将乙在桌面外的部分沿竖直方向切去,切去的比例为n,甲按相同比例n沿水平方向切去一部分,并将各自切去部分叠放在对方剩余的上方,此时甲、乙对桌面的压力分别为F甲、F乙,压强分别为p甲、p乙。关于压力、压强的大小关系,下列判断正确的是 ( )
A.F甲=F乙,p甲>p乙 B.F甲>F乙,p甲<p乙
C.F甲=F乙,p甲<p乙 D.F甲<F乙,p甲>p乙
15.(24-25九年级上·上海浦东新·阶段练习)如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积S甲<S乙。现将甲和乙分别沿水平方向切去比例n1和n2,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为F甲、F乙,对地面的压强变化量为∆p甲、∆p乙,则一定成立的是( )
A.若n1>n2则∆p甲>∆p乙
B.若n1>n2则F甲>F乙
C.若n1=n2则∆p甲>∆p乙
D.若n1=n2则F甲>F乙
16.(2025·上海奉贤·一模)如图所示,质量相等的均匀正方体甲、乙放置在水平地面上。现将甲、乙分别沿水平方向截取一部分,使它们剩余部分的高度均为。它们剩余部分的质量分别为、,对地面的压强分别为,则( )
A., B.,
C., D. ,
17.(24-25九年级上·广西南宁·阶段练习)如图甲所示,边长10cm的均匀正方体,重为90N,放在水平桌面中央,此时正方体对桌面的压强为 Pa,沿水平方向切下一部分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,如图乙、丙所示,再将b沿水平方向截取高度叠放在a的上表面,如图丁,此时a对桌面的压强为 Pa。
18.(2024·内蒙古通辽·模拟预测)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,则B的密度为 kg/m3,A的重力为 N(g取10N/kg)。
19.(24-25九年级上·广西桂林·开学考试)如图所示,甲、乙两个实心物体静止在水平地面上,其中甲为底面积为、高2m的均匀柱状体,乙为边长为1m,密度为的正方体。当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平稳地放在乙物体正上方时,甲、乙对地面的压强随拟取的长度x的变化如图丙所示,则 Pa, m。
20.(23-24八年级下·甘肃平凉·期中)有一个密度均匀的长方体铜块,被截成A、B两块,如图所示,已知LA:LB=3:2,则它们对水平桌面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=2:3 B.pA:pB=2:3
C.FA:FB=1:1 D.pA:pB=1:1
21.(24-25九年级上·上海金山·期中)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 。
22.(24-25九年级上·上海杨浦·期中)如图,密度均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01m2,它对桌面的压强为 Pa;若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分,剩余部分对桌面的压力会 ,剩余部分对桌面的压强会 ;第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分,剩余部分对桌面的压强相较于第一次会 。(以上三空均选填“变大”、“变小”、“不变”)
23.(24-25九年级上·上海杨浦·期中)均匀圆柱体甲、乙分别竖直置于水平地面上,两圆柱体的质量、密度和底面积见下表。
圆柱体
质量m(千克)
密度ρ(千克/米3)
底面积S(米2)
甲
5
2.5×103
4×10-3
乙
10
5.0×103
5×10-3
(1)求甲的体积V甲;
(2)求乙对水平地面的压强p乙;
(3)若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去部分叠放在对方剩余部分上方。叠放后与切去前相比,甲对水平地面的压强变化了4900帕,求叠放后,乙对水平地面压力变化量∆F乙。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$