1 压强(分层作业)物理新教材教科版八年级下册
2026-01-23
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内容正文:
第1节 压强
目录
2
考点01 压力的概念和计算 2
考点02 压强的定义和单位 3
考点03 实验探究—影响压力作用效果的因素 3
考点04 压强公式及其简单计算 5
考点05 利用公式计算柱状物体压强 7
考点06 复杂情况的固体压强计算 9
考点07 压强的大小比较 11
考点03 改变压强的方法和应用 12
13
17
考点01 压力大小的计算
1.将一个重10牛的容器放置在水平地面上,再向容器中注入20牛的水(水不溢出),则注水后容器对水平地面的压力( )
A.一定为20牛 B.一定为30牛
C.可能为25牛 D.可能大于30牛
2.如下图所示,放在粗糙程度相同的桌面上的P、Q两个物体,分别在的水平拉力作用下做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.物体P的速度一定大于物体Q的速度
B.若,则物体P一定比物体Q表面粗糙
C.物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力
D.物体P对桌面的压力一定大于物体Q对桌面的压力
3.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
4.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
5.如图甲所示,水平桌面上的物体在拉力F的作用下做加速运动,物体在加速运动的过程中对桌面的压力 (选填“增大”“减小”或“不变”);改变拉力的大小,物体运动的s-t图像如图乙所示,由图像可知物体做 (选填“匀速直线”或“变速直线”)运动。
6.在超市购物时,用20N的水平向右的力,推着质量为10kg的购物车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的地面摩擦力是 N,方向为 ;小车对水平地面的压力是 N,方向为 。(g=10N/kg)
考点02 压强的定义和单位
7.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
8.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.压强在数值上等于压力与单位面积的比值
C.压力的方向总与重力的方向一致 D.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
9.建立压强概念所依据的基本事实之一是( )
A.压强的计算公式是p=F/S
B.压力是垂直作用在物体表面并指向表面的力
C.物体单位面积上受到的压力叫做压强
D.当压力一定时,受力面积越小,受压物体形变越明显
10.受强冷空气影响,2024年2月4日,罗庄迎来强降雪。两个人并肩走过雪地,留下一深一浅的脚印,下列说法正确的( )
A.踩成浅脚印的人鞋底面积较大 B.踩成深脚印的人体重更大
C.深脚印压力与受力面积比值更大 D.以上说法都不正确
11.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 。
12. 作用在物体表面上并指向表面的力叫压力。如图(a)所示,将重力为20牛,边长为0.1米的正方体放在水平地面上,则它对地面的压力为 牛,压强为 帕,它表示的物理意义是每平方米面积上 ;如图7(b)所示,若将正方体放置于斜面,则它对斜面的压力将 20牛(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
考点03 实验探究—影响压力作用效果的因素
13.某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)本实验的科学探究方法是 和转换法;
(3)为了探究压力的作用效果与压力大小的关系,应比较图甲和图乙的实验,可知受力面积相同时,压力 (选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;
(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较 两图的实验,可知压力大小相同时,受力面积 (选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;
(5)此实验 (选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵。
14.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。
15.如图所示,用手指按压铅笔尖端和尾端,图甲可探究压力作用效果与 的关系。图乙不能探究压力作用效果与受力面积的关系,理由是 。若图甲中铅笔尖的面积是,两手指均用1.8N的力按压铅笔,则笔尖对手指的压强为 Pa、
16.如图所示,用铅笔可以做很多物理小实验。
(1)图甲中,手指压铅笔尖,人手感到疼,铅笔尖对手的力的作用效果是改变物体的 ,此时铅笔尖对手的力 (大于/等于/小于)手对铅笔尖的力,铅笔受到的压力和支持力 (是/不是)平衡力;
(2)图乙中,用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支铅笔,再用同一根橡皮筋水平匀速拉动此书,第一次橡皮筋伸长量比第二次 (大/不变/小),说明 ;
(3)图丙中,用两手指水平压住铅笔的两端,铅笔静止时,铅笔对两手指的压力大小 (相等/不相等),两个手指的感觉不同,说明压力的作用效果跟 有关;再次加力压铅笔时,手指感觉更加疼痛,说明压力的作用效果跟 有关。
考点04 压强公式及其简单计算
17.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
18.对一些生活常识的认知是科学素养的重要方面,下列对一些生活中的相关物理量估测比较贴近事实的是( )
A.一位中学生的质量约为
B.人双脚站立时对水平地面的压强约为
C.一个苹果的质量约为
D.食用油的密度约为
19.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
20.甲乙两个正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,已知甲的密度是乙的密度的2倍,则甲、乙物体的底面积之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
21.某人的质量为60千克,当他在水平地面上行走时:
(1)求他对地面的压力F;
(2)若他每只鞋底的触地面积为0.02米2,求他对地面的压强p。
22.为营造高雅的诗意校园,某中学在校园内修建了一座孔子雕像。整座雕像总质量(含底座)为3000kg,由孔子像和水平基座两部分组成,如图所示,其中水平基座是由花岗岩制成的,已知该花岗岩的密度为 千克/米3,水平基座体积为0.5米3,水平基座与地面接触的总面积为1.5米2。求:
(1)水平基座的质量;
(2)整座雕像对水平地面的压强;
(3)请利用学过的知识解释水平基座做得比较大的好处。
考点05 利用公式计算柱状物体压强
23.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,对地面的压强之比,则( )
A.它们的质量之比 B.它们的质量之比
C.它们的高度之比 D.它们的高度之比
24.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
25.甲、乙两个实心均匀圆柱体分别放在水平地面上,沿竖直方向截去相同体积后,它们对水平地面的压力、压强均相等。则两个圆柱体原来的情况可能是图中( )
A.
S甲>S乙,h甲<h乙 B. S甲=S乙,h甲<h乙
C. S甲>S乙,h甲>h乙 D. S甲<S乙,h甲=h乙
26.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.
27.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”)。
28.小洪同学将两块密度均匀的实心长方体蛋糕A和B放在水平桌面上,如图所示,两块蛋糕的高度之比hA∶hB=2∶1,底面积之比SA∶SB=2∶3,它们对桌面的压强相等,则它们的密度之比A∶B= ,质量之比mA∶mB= ,对桌面的压力之比FA∶FB= 。
29.如图所示,质量分布均匀的实心长方体A、正方体B置于水平桌面上。B的密度为,B的高度为10cm,A的底面积为,A的重力为6N,g取10N/kg。
(1)求B对水平桌面的压强;
(2)求B的重力;
(3)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,A和B剩余部分对桌面的压强p恰好相等,求截取的高度h。
考点06 复杂情况的固体压强计算
30.如图所示,实心均匀正方体甲、乙对水平地面的压力相等。现沿竖直方向切去相同厚度d,并将切去部分放在对方剩余部分的上方,则它们此时对地面的压力F甲、F乙,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
31.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
32.A、B两个质地均匀的实心正方体,质量之比mA:mB=1:1,密度之比ρA:ρB=27:1,若按甲、乙两种不同的方式分别将它们叠放在水平地面上,如图所示。则地面受到的压力和压强之比分别是( )
A.F甲:F乙=1:1 p甲:p乙=1:3
B.F甲:F乙=1:1 p甲:p乙=1:9
C.F甲:F乙=1:3 p甲:p乙=9:1
D.F甲:F乙=3:1 p甲:p乙=1:3
33.A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是
A.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=1:2
B.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=1:4
C.F甲:F乙=1:2,p甲:p乙=2:1
D.F甲:F乙=8:1,p甲:p乙=1:8
34.有两个质量分布均匀的正方体A、B,已知A的边长为20cm,B的质量为4kg,边长为10cm。将B放置在水平桌面时(如图甲),B对桌面的压强为 Pa;如图乙,将A叠放在B的正上方,B对水平桌面的压强增加了6000Pa,则A对B的压强与B对水平桌面的压强之比为 。
35.如图甲所示,两个质地均匀的柱体A、B静止在水平地面上,其底面积之比3:1,高度之比2:1,且对地面压强大小相等,A、B两柱体的密度之比为 。若将 A柱体叠放在B上部正中心(图乙),B柱体上、下底面受到的压强之比为k1,若将B柱体叠放到A上部正中心,A柱体上、下底面受到的压强之比为,则: 。
36.两个质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,将甲、乙沿水平方向切去高度,剩余部分对地面的压强p与的关系如图所示。已知,,乙的边长为30cm,可得:未切前,甲的边长为 cm,乙的密度为 ,图中A点对应纵坐标上应标注的数据 。
37.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的密度为、,质量为、,对地面的压强为、。现沿水平方向将甲、乙切去相同体积,当时,甲、乙剩余部分对地面的压强,当时,。关于下列说法:①一定大于;②一定小于;③可能小于;④一定小于,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
考点07 压强的大小比较
38.如图所示,把铅笔压在大拇指和食指之间,若大拇指受到的压力和压强分别为F1、p1,食指受到的压力和压强分别为F2、p2,则下列判断中正确的是( )
A.F1<F2,p1=p2 B.F1=F2,p1<p2
C.F1<F2,p1<p2 D.F1=F2,p1=p2
39.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'
40.如图所示,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,两个手指感觉差不多,以下说法正确的是( )
A.上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力
B.上手指对铅笔的压力大于下手指对铅笔的压力
C.上手指对铅笔的压强小于下手指对铅笔的压强
D.上手指对铅笔的压强大于下手指对铅笔的压强
41.父子二人双脚站立在情况一样的沙地上,留下的脚印大小不同(受力面积),但深浅相同,则他们对沙地的压力及压强的大小关系是( )
A., B.,
C., D.,
42.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
43.质量相同的三个实心正方体金属块A、B、C,A为铝块,B为铁块,C为铜块(),把它们静止放在水平桌面上,三个金属块对桌面的压强大小关系是( )
A. B.
C. D.
考点08 改变压强的方法和应用
44.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.螺帽下面垫上垫片
45.成语“磨刀不误砍柴工”的意思是磨刀花费时间,但不耽误砍柴。比喻事先做好充分准备,就能使工作效率更高。如图所示,将斧头磨锋利的目的是( )
A.增大压力 B.增大压强 C.减小压力 D.减小压强
46.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
47.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.
48.小区里有小石子铺的路,如图所示,穿着软底鞋或光着脚走在上面可以健身,它的原理是脚底对石子压力一定时,减小 ,增大 ,从而使路面对脚底的刺激增强。
49.如图所示,图钉尖的面积是5×10﹣8m2,图钉帽的受力面积是1.0×10﹣4m2,木板能承受的最大压强是6×108Pa,手指至少要用 N的力,图钉尖才能进入木板。图钉的钉帽做的面积很大是为了在压力一定时,通过 来达到减小压强的目的。
1.下列措施属于增大压强的是( )
A.站在滑雪板上滑雪
B.载重汽车有很多车轮
C.刀刃磨得很锋利
D.图钉帽做得比较宽大
2.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
3.饭后常听到博雅楼传出优美的钢琴声,是学生饭后坐在钢琴前自由弹奏的画面,下列说法正确的是( )
A.学生对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对相互作用力
B.凳子所受重力和地面对凳子的支持力是一对平衡力
C.学生对凳子的压力是由于学生形变产生的
D.学生坐上凳子后,凳子对地面压力大小不变
4.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
5.下列估测符合实际的是( )
A.中学生体测跑完1000m共耗时4.5s B.老师讲课时声音的传播速度为3×108m/s
C.一本物理书大约重200N D.老师讲课时对地面的压强约为1×104Pa
6.如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为和,下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
7.取6块实心正方体的金属块,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 。
8.一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”)。
9.如图所示,在上海召开的首届进口博览会中,由德国瓦德里希科堡机床制造有限公司带来的巨无霸“金牛座”铣床长、宽、高,与地面的接触面积达,总重近吨,价值约万欧元。它对地面的压强为 帕。铣床在对工件进行切削加工时,工件的质量 ,密度 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
10.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.如图所示,大型卡车空载时会将部分后轮抬起,这样既可以降低油耗,又可以降低车胎磨损;载重行驶时会放下后轮与地接触。现有一辆自重为6×103千克的卡车,共有12个车轮,每个车轮与地接触面积为0.02米2。
(1)求该卡车空载时对水平地面的压力F;
(2)某大桥限重20吨,桥面所能承受最大压强5×105帕。
①请通过计算说明卡车装有6×103千克货物时,是否可以安全通过大桥;
②请说明载重行驶时放下后轮的作用。
12.有两个实心圆柱体A和B叠放在一起,并且完全接触,放在水平地面上,如图所示。已知:A、B两圆柱体的高分别为8cm、10cm,A与B的底面积之比为1∶2,A对B的压强是2000Pa,B的密度是。求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)圆柱体A和B的重力之比;
(3)若将A沿水平方向截去2cm的高度,求B对地面的压强变化量的大小。
1.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放在水平面上,它们对水平面压强相等。现分别沿竖直或水平方向切割相等厚度后,甲、乙剩余部分对水平面压力变化量、压强变化量分别为ΔF甲′、ΔF乙′、Δp甲′、Δp乙′。下列四个大小关系中,正确的有几个( )
若沿竖直方向切割,则ΔF甲′<ΔF乙′,Δp甲′>Δp乙′
若沿水平方向切割,则ΔF甲′>ΔF乙′,Δp甲′<Δp乙′
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
2.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
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.
4.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
5.如图所示,甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上,它们质量相等。若分别在甲、乙上沿水平方向截去高度相等的部分后,则剩余部分的( )
A.甲的体积可能等于乙的体积 B.甲的质量可能小于乙的质量
C.甲对地面压强可能等于乙对地面的压强 D.甲的密度一定大于乙的密度
6.正方体甲和乙的边长之比是2∶3,将它们分别放置在水平桌面上时,它们对桌面的压强均为p,将甲按图所示放置在乙上面,乙对桌面的压强为,则它们的密度之比压强之比分别为( )
A.3∶2 9∶13 B.9∶4 13∶9
C.1∶1 2∶1 D.1∶1 2∶5
7.两个长方体物体甲、乙如图所示放置在水平地面上,甲、乙与地面接触的底面积关系为,此时甲和乙对地面的压强相等。若沿虚线对角线切去上半部分,则剩余下半部分对地面的压力和对地面的压强的关系是( )
A. B. C. D.
8.如图,一质地均匀的长方体重7N,将它放在水平桌面上,一部分露出桌面,它与桌面的接触面积为,则它对桌面的压强为 Pa;竖直切除右边的黑色部分,则剩余部分对桌面的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.A、B两个由同种材料制成的实心正方体放置在水平桌面上,它们对桌面的压强分别为pA和pB,且pA>pB。若把A沿水平方向切去,则剩余压强为 ;若把B沿竖直方向切去,则剩余压强为 ;若把A叠放在B的中央,则A对B的压强为 (均用字母pA、pB表示)。
10.如图所示,质量分布均匀的A、B两物体放在水平地面上,已知,,,则A、B对地面的压强 ;将A水平切取一定的高度叠放在B上,当A余下部分与叠放后的B对地面的压强相等时,A切去的高度与剩下的高度之比为 。
11.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。
12.如图所示,边长分别为0.2米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平地面上,物体A的密度ρA为,物体B的密度ρB为。g取10N/kg,求:
(1)B的重力GB
(2)求物体A对地面的压强pA。
(3)为使A、B对水平地面的压强相等,将正方体A沿水平方向切去一定的质量,并叠放到B上,请求出切去的。
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第1节 压强
目录
2
考点01 压力的概念和计算 2
考点02 压强的定义和单位 4
考点03 实验探究—影响压力作用效果的因素 6
考点04 压强公式及其简单计算 9
考点05 利用公式计算柱状物体压强 12
考点06 复杂情况的固体压强计算 18
考点07 压强的大小比较 24
考点03 改变压强的方法和应用 27
29
36
考点01 压力大小的计算
1.将一个重10牛的容器放置在水平地面上,再向容器中注入20牛的水(水不溢出),则注水后容器对水平地面的压力( )
A.一定为20牛 B.一定为30牛
C.可能为25牛 D.可能大于30牛
【答案】B
【详解】容器对水平地面的压力等于容器重和水重之和, 所以注水后容器对水平地面的压力为
F=G1+G2=10N+20N=30N
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如下图所示,放在粗糙程度相同的桌面上的P、Q两个物体,分别在的水平拉力作用下做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.物体P的速度一定大于物体Q的速度
B.若,则物体P一定比物体Q表面粗糙
C.物体P受到的摩擦力可能等于物体Q受到的摩擦力
D.物体P对桌面的压力一定大于物体Q对桌面的压力
【答案】B
【详解】A.P和Q都做匀速直线运动,运动速度与力的大小无关,无法判断它们的速度大小关系,故A错误;
BC.物体在水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,所以FP=fP=5N,FQ=fQ=3N,物体P受到的摩擦力大于物体Q受到的摩擦力; P、Q两物体分别放在同一桌面上,若mP=mQ,因为压力F=G,则对桌面压力相同,而fP>fQ,所以P的比Q粗糙,故B正确,C错误;
D.摩擦力与压力和接触面的粗糙程度两个因素有关,fP>fQ,可能是因为P的压力大也可能是其接触面更粗糙,故D错误。
故选B。
3.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。
4.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。
5.如图甲所示,水平桌面上的物体在拉力F的作用下做加速运动,物体在加速运动的过程中对桌面的压力 (选填“增大”“减小”或“不变”);改变拉力的大小,物体运动的s-t图像如图乙所示,由图像可知物体做 (选填“匀速直线”或“变速直线”)运动。
【答案】 不变 匀速直线
【详解】[1]物体在加速运动的过程中,物体对水平面的压力大小与重力大小相同,重力不变,压力大小不变。
[2]由s-t图像可知,运动图像为一条斜线,这说明物体做匀速直线运动。
6.在超市购物时,用20N的水平向右的力,推着质量为10kg的购物车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的地面摩擦力是 N,方向为 ;小车对水平地面的压力是 N,方向为 。(g=10N/kg)
【答案】 20 水平向左 100 竖直向下
【详解】[1][2]小车做匀速直线运动,小车受到的地面摩擦力与水平向右的力是平衡力,大小相等,方向相反,则这时小车受到的地面摩擦力是20N,方向水平向左。
[3][4]小车对水平地面的压力是
方向竖直向下。
考点02 压强的定义和单位
7.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。
8.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.压强在数值上等于压力与单位面积的比值
C.压力的方向总与重力的方向一致 D.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
【答案】B
【详解】A.压强是表示压力作用效果的物理量,它等于单位面积上所受的压力。因此,压强并不是压力本身,而是压力与受力面积的比值。故A错误;
B.根据压强的定义,压强p等于压力F与受力面积S的比值,即。这表示压强在数值上等于压力与单位面积的比值。故B正确;
C.压力的方向总是垂直于接触面,而重力的方向是竖直向下的。只有在水平面上,且物体只受重力和支持力作用时,压力的方向才与重力的方向一致。但在其他情况下,如斜面、曲面等,压力的方向与重力的方向并不一致。故C错误;
D.物体对接触面的压力并不一定是物体所受的重力。例如,在斜面上静止的物体,它对斜面的压力小于它所受的重力。因为重力的一部分被用来提供物体沿斜面下滑的力(如果斜面光滑的话),而另一部分则垂直于斜面形成压力。故D错误。
故选B。
9.建立压强概念所依据的基本事实之一是( )
A.压强的计算公式是p=F/S
B.压力是垂直作用在物体表面并指向表面的力
C.物体单位面积上受到的压力叫做压强
D.当压力一定时,受力面积越小,受压物体形变越明显
【答案】D
【详解】通过探究压力作用效果与什么有关,进而得出压强的概念。
A.这是压强的计算公式,不是所依据的基本事实,故A不符合题意;
B.这是压力的定义,不是压强所依据的基本事实,故B不符合题意;
C.这是压强的定义,不是所依据的基本事实,故C不符合题意;
D.当压力一定时,受力面积越小,物体形变越明显,说明压力作用效果与压力和受力面积均有关,是所依据的基本事实,故D符合题意。
故选D。
10.受强冷空气影响,2024年2月4日,罗庄迎来强降雪。两个人并肩走过雪地,留下一深一浅的脚印,下列说法正确的( )
A.踩成浅脚印的人鞋底面积较大 B.踩成深脚印的人体重更大
C.深脚印压力与受力面积比值更大 D.以上说法都不正确
【答案】C
【详解】压强与受力面积和压力有关,踩的脚印深浅说明压强的大小,踩成深脚印的人对沙滩压强较大,踩成浅脚印的人对沙滩压强较小。踩成浅脚印的人对沙滩的压强小,但鞋底的面积不一定大,还与人的体重有关;踩成深脚印的人体重不一定大,还与鞋底的受力面积有关;踩成深脚印的人对沙滩压强较大,由可知,深脚印压力与受力面积比值更大。故ABD错误,C正确。
故选C。
11.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。
12. 作用在物体表面上并指向表面的力叫压力。如图(a)所示,将重力为20牛,边长为0.1米的正方体放在水平地面上,则它对地面的压力为 牛,压强为 帕,它表示的物理意义是每平方米面积上 ;如图7(b)所示,若将正方体放置于斜面,则它对斜面的压力将 20牛(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 垂直 20 2000 受到的压力是2000N 小于
【详解】[1]垂直作用在物体表面上的力叫压力。
[2][3][4]正方体对水平地面的压力为
F=G=20N
正方体与水平地面的接触面积为
S=a2=(0.1m)2=0.01m2
地面受到正方体的压强为
2000Pa表示每平方米面积上所受到的压力为2000N。
[5]物体静止在斜面上,受到的重力与支持力、摩擦力是一组平衡力,所以支持力小于重力,而支持力等于正方体对斜面的压力,所以压力小于重力,即小于20N。
考点03 实验探究—影响压力作用效果的因素
13.某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)本实验的科学探究方法是 和转换法;
(3)为了探究压力的作用效果与压力大小的关系,应比较图甲和图乙的实验,可知受力面积相同时,压力 (选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;
(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应比较 两图的实验,可知压力大小相同时,受力面积 (选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;
(5)此实验 (选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)控制变量法
(3)越大
(4) 乙、丙 越小
(5)不能
【详解】(1)小桌对海绵的压力改变了海绵的形状,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,采用了转换法。
(2)由图可知,甲、乙中压力大小改变,受力面积相同;乙、丙中压力大小相同、受力面积改变。在探究压力的作用效果与其中一个因素的关系时,要控制其它因素相同,运用了控制变量法,故本实验的科学探究方法是控制变量法和转换法。
(3)甲、乙两次实验中,受力面积相同,压力不同,乙中小桌对海绵的压力更大,海绵的凹陷程度更大,即压力的作用效果更明显,故能得出:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)[1]探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,要控制压力相同,改变受力面积的大小,故应比较乙、丙两图的实验。
[2]乙、丙两次实验中,压力相同,受力面积不同,乙中受力面积更小,海绵的凹陷程度更大,即压力的作用效果更明显,故能得出:压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(5)由于硬纸板的形变不明显,不容易探究压力的作用效果,所以不能用硬纸板代替海绵。
14.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。
15.如图所示,用手指按压铅笔尖端和尾端,图甲可探究压力作用效果与 的关系。图乙不能探究压力作用效果与受力面积的关系,理由是 。若图甲中铅笔尖的面积是,两手指均用1.8N的力按压铅笔,则笔尖对手指的压强为 Pa、
【答案】 受力面积 没有控制压力相等 3×106Pa
【详解】[1]图甲中当铅笔静止时,左右两手指对铅笔的压力是一对平衡力,大小相等,铅笔两端与手指的接触(受力)面积不同,手的疼感不同,说明压力的作用效果不同,可探究压力作用效果与受力面积的关系。
[2]要探究压力作用效果与受力面积的关系,必须控制压力相等,乙图中铅笔竖直放置用两手指压笔的两端,当铅笔静止时,在竖直方向受到三个力的作用,它们的关系是
即上下两端手指受到的压力不等,不能得到正确结论。
[3]由于物体间力的作用是相互的,笔尖对手指的压力为1.8N,则笔尖对手指的压强为
16.如图所示,用铅笔可以做很多物理小实验。
(1)图甲中,手指压铅笔尖,人手感到疼,铅笔尖对手的力的作用效果是改变物体的 ,此时铅笔尖对手的力 (大于/等于/小于)手对铅笔尖的力,铅笔受到的压力和支持力 (是/不是)平衡力;
(2)图乙中,用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支铅笔,再用同一根橡皮筋水平匀速拉动此书,第一次橡皮筋伸长量比第二次 (大/不变/小),说明 ;
(3)图丙中,用两手指水平压住铅笔的两端,铅笔静止时,铅笔对两手指的压力大小 (相等/不相等),两个手指的感觉不同,说明压力的作用效果跟 有关;再次加力压铅笔时,手指感觉更加疼痛,说明压力的作用效果跟 有关。
【答案】 形状 等于 不是 大 滑动摩擦力比滚动摩擦力大 相等 受力面积 压力大小
【详解】(1)[1][2]力可以改变物体的形状和运动状态,图甲中,手指压铅笔尖,人手凹陷,感到疼,铅笔尖对手的力的作用效果是改变物体的形状。此时铅笔尖对手的力与手对铅笔尖的力是一对相互作用力,大小相等。
[3]竖直方向上,铅笔受到竖直向下的重力和压力,竖直向上的支持力,铅笔受到的支持力大于铅笔受到的压力,二者不是平衡力。
(2)[4][5]图乙中,用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,此时摩擦力为滑动摩擦力,然后在书下垫几支铅笔,再用同一根橡皮筋水平匀速拉动此书,此时滑动摩擦力变为滚动摩擦力,第一次橡皮筋伸长量比第二次大,说明滑动摩擦力比滚动摩擦力大。
(3)[6][7]图丙中,用两手指水平压住铅笔的两端,铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是一对平衡力,大小相等,但由于铅笔两端受力面积不同,使得两个手指的感觉不同,说明压力的作用效果跟受力面积有关。
[8]再次加力压铅笔时,受力面积不变,手指感觉更加疼痛,说明压力的作用效果跟压力大小有关。
考点04 压强公式及其简单计算
17.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。
18.对一些生活常识的认知是科学素养的重要方面,下列对一些生活中的相关物理量估测比较贴近事实的是( )
A.一位中学生的质量约为
B.人双脚站立时对水平地面的压强约为
C.一个苹果的质量约为
D.食用油的密度约为
【答案】A
【详解】A.成年人的质量在70kg左右,中学生的质量比成年人小一些,在50kg左右,故A符合题意;
B.人双脚站立时对水平地面的压力等于自身重力,约为500N,受力面积等于双脚的与地面的接触面积400cm2,所以对地面的压强约为
故B不符合题意;
C.一个苹果的质量约为200g,故C不符合题意;
D.食用油的密度约为0.9g/cm3,合0.9×103kg/m3,故D不符合题意。
故选A。
19.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。
20.甲乙两个正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,已知甲的密度是乙的密度的2倍,则甲、乙物体的底面积之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
【答案】C
【详解】ABCD.根据题意计算甲乙对地面压强分别为
由甲乙对地面压强相等可得
又
可得
则甲、乙物体的底面积之比是
则甲、乙物体的底面积之比是1:4,故C正确,ABD错误。
故选C。
21.某人的质量为60千克,当他在水平地面上行走时:
(1)求他对地面的压力F;
(2)若他每只鞋底的触地面积为0.02米2,求他对地面的压强p。
【答案】(1)588N
(2)29400Pa
【详解】(1)他在水平地面上,则他对地面的压力
(2)行走时,他对地面的压强为
22.为营造高雅的诗意校园,某中学在校园内修建了一座孔子雕像。整座雕像总质量(含底座)为3000kg,由孔子像和水平基座两部分组成,如图所示,其中水平基座是由花岗岩制成的,已知该花岗岩的密度为 千克/米3,水平基座体积为0.5米3,水平基座与地面接触的总面积为1.5米2。求:
(1)水平基座的质量;
(2)整座雕像对水平地面的压强;
(3)请利用学过的知识解释水平基座做得比较大的好处。
【答案】(1)1300kg
(2)2×104Pa
(3)见解析
【详解】(1)水平基座的质量
m=ρV=2.6×103kg/m3×0.5m3=1300kg
(2)整座雕像的重力
G=m总g=3000kg×10N/kg=3×104N
整座雕像对水平地面的压力
F=G=3×104N
整座雕像对水平地面的压强
(3)水平基座做的比较大,是在压力一定的情况下,增大受力面积从而减小压强,不易压坏地面。
考点05 利用公式计算柱状物体压强
23.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,对地面的压强之比,则( )
A.它们的质量之比 B.它们的质量之比
C.它们的高度之比 D.它们的高度之比
【答案】B
【详解】因为质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上,所以,其对地面的压强
所以
已知,则
所以
已知,两圆柱体的粗细相同,即,由可知
由可知
故ACD错误,B正确。
故选B。
24.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。
25.甲、乙两个实心均匀圆柱体分别放在水平地面上,沿竖直方向截去相同体积后,它们对水平地面的压力、压强均相等。则两个圆柱体原来的情况可能是图中( )
A.
S甲>S乙,h甲<h乙 B. S甲=S乙,h甲<h乙
C. S甲>S乙,h甲>h乙 D. S甲<S乙,h甲=h乙
【答案】A
【详解】实心均匀圆柱体对水平地面的压强为
所以沿竖直方向截去相同体积后对地面的压强不变。
A.,,根据可知;因为,未截取之前由可知对地面的压力。沿竖直方向截去相同体积时,甲减少的压力大于乙减少的压力,使二者可能相等,故A符合题意;
B.,,根据可知未截取之前对地面的压力;因为,根据可知。所以沿竖直方向截去相同体积时,甲减少的压力大于乙减少的压力,则沿竖直方向截去相同体积后,它们对水平地面的压力不可能相等,故B不符合题意;
C.,,根据可知未截取之前对地面的压力;因为,根据可知。所以沿竖直方向截去相同体积时,甲减少的压力小于乙减少的压力,则沿竖直方向截去相同体积后,它们对水平地面的压力不可能相等,故C不符合题意;
D.,,根据可知未截取之前对地面的压力;因为,根据可知。所以沿竖直方向截去相同体积时,甲减少的压力等于乙减少的压力,则沿竖直方向截去相同体积后,它们对水平地面的压力不可能相等,故D不符合题意。
故选A。
26.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。
27.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
28.小洪同学将两块密度均匀的实心长方体蛋糕A和B放在水平桌面上,如图所示,两块蛋糕的高度之比hA∶hB=2∶1,底面积之比SA∶SB=2∶3,它们对桌面的压强相等,则它们的密度之比A∶B= ,质量之比mA∶mB= ,对桌面的压力之比FA∶FB= 。
【答案】 1:2 2:3 2:3
【详解】[1]由压强公式可知
它们对桌面的压强相等,两块蛋糕的高度之比
则它们的密度之比
[2]质量之比
[3]对桌面的压力之比
29.如图所示,质量分布均匀的实心长方体A、正方体B置于水平桌面上。B的密度为,B的高度为10cm,A的底面积为,A的重力为6N,g取10N/kg。
(1)求B对水平桌面的压强;
(2)求B的重力;
(3)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,A和B剩余部分对桌面的压强p恰好相等,求截取的高度h。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)质量分布均匀的实心正方体B置于水平桌面上,对水平桌面的压强
(2)B的底面积
水平放置的物体,受到的重力等于物体对地面的压力,则B的重力
(3)将B沿水平方向截取高为h的柱体,则切去的重力为,B剩余部分对水平桌面的压强
A对水平桌面的压强
根据,可得
代入得
解得
考点06 复杂情况的固体压强计算
30.如图所示,实心均匀正方体甲、乙对水平地面的压力相等。现沿竖直方向切去相同厚度d,并将切去部分放在对方剩余部分的上方,则它们此时对地面的压力F甲、F乙,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】C
【详解】实心均匀正方体甲、乙对水平地面的压力相等,故甲乙重力相等。由图可知,甲的边长小于乙的边长,那么切去相同的厚度,甲所切去的占总体的比例要大于乙切去的占总体的比例,故甲切去的部分的重力大于乙切去部分的重力,故叠放之后,F甲<F乙。最初它们对地压力相同,又因为;所以最初他们的压强关系:;设它们的边长分别为a甲、a乙,竖直方向切去的厚度为d,切去相同厚度甲的底面积为
切去乙的底面积为
甲切去部分的重力为
同理,乙切去部分的重力为
所以,乙切去部分叠放在甲上之后,甲对地面压强的增加量为
同理,甲切去部分叠放在乙上之后,乙对地面压强的增加量为
最初甲乙对地压力相等,故它们质量相等,则有
③∶④结合⑤化简可得
由图可知,,故
所以;则,即
根据
可知,切去等厚度之后,甲、乙剩余部分对地面的压强不变,所以将切去部分放置在对方剩余部分的上表面,则此时甲的整体对地压强为
此时乙的整体对地压强为
所以⑧-⑨得
根据前面的分析可推出
所以。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
31.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。
32.A、B两个质地均匀的实心正方体,质量之比mA:mB=1:1,密度之比ρA:ρB=27:1,若按甲、乙两种不同的方式分别将它们叠放在水平地面上,如图所示。则地面受到的压力和压强之比分别是( )
A.F甲:F乙=1:1 p甲:p乙=1:3
B.F甲:F乙=1:1 p甲:p乙=1:9
C.F甲:F乙=1:3 p甲:p乙=9:1
D.F甲:F乙=3:1 p甲:p乙=1:3
【答案】B
【详解】若按甲的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力
F甲=GA+GB
若按乙的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力
F乙=GA+GB
故
F甲:F乙=1:1
由可知, A和B的体积比为
则正方体的边长比
lA :lB=1:3
正方体的底面积比
SA :SB=1:9
根据可得,地面受到的压强之比
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
33.A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是
A.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=1:2
B.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=1:4
C.F甲:F乙=1:2,p甲:p乙=2:1
D.F甲:F乙=8:1,p甲:p乙=1:8
【答案】B
【详解】若按甲的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力 ,若按乙的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力 ,则,故C、D错误;由,, ,可得,则边长之比为 ,则面积之比为 ,因为,所以按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是,故A错误,B正确.
34.有两个质量分布均匀的正方体A、B,已知A的边长为20cm,B的质量为4kg,边长为10cm。将B放置在水平桌面时(如图甲),B对桌面的压强为 Pa;如图乙,将A叠放在B的正上方,B对水平桌面的压强增加了6000Pa,则A对B的压强与B对水平桌面的压强之比为 。
【答案】 4×103 3︰5
【详解】[1]B对桌面的压力
FB=GB=mBg=4kg×10N/kg=40N
B与桌面的接触面积
SB=(10cm) 2=100cm2=0.01m2
则B对桌面的压强为
[2]将A叠放在B的正上方,A的重力等于B对水平桌面增加的压力
GA=ΔF=ΔpSB=6000Pa×0.01m2=60N
将A叠放在B的正上方,A对B的压强与B对水平桌面的压强之比为
35.如图甲所示,两个质地均匀的柱体A、B静止在水平地面上,其底面积之比3:1,高度之比2:1,且对地面压强大小相等,A、B两柱体的密度之比为 。若将 A柱体叠放在B上部正中心(图乙),B柱体上、下底面受到的压强之比为k1,若将B柱体叠放到A上部正中心,A柱体上、下底面受到的压强之比为,则: 。
【答案】 1:2 1:1
【详解】[1][2]放在水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力,柱体对水平面的压强
则,所以
A、B两柱体的重力之比
若将A柱体叠放在B上部正中心时,B上表面受到的压力大小等于A的重力,下表面受到的压力大小等于A、B的重力之和,由于B柱体上、下表面面积相等,根据压强公式可知,B柱体上、下表面受到的压强之比等于上、下表面受到压力比,即
若将B柱体叠放在A上部正中心时,A上表面受到的压力大小等于B的重力,受力面积为B的底面积;此时A下表面受到的压力大小等于A、B的重力之和,受力面积为A的底面积;则此时A柱体上、下底面受到的压强之比
则
36.两个质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,将甲、乙沿水平方向切去高度,剩余部分对地面的压强p与的关系如图所示。已知,,乙的边长为30cm,可得:未切前,甲的边长为 cm,乙的密度为 ,图中A点对应纵坐标上应标注的数据 。
【答案】 20
【详解】[1]由图可知,当∆h=20cm时,p甲=0Pa,故甲物体的边长为20cm=0.2m。
[2]由图可知,乙物体未被削去时,对地面的压强为6×103Pa,因为甲、乙两个物体均为正方体,所以由压强公式化简可得正方形物体对水平地面的压强公式为
变形可得乙的密度为
[3]图中交点的含义是甲乙均被削去同样的某一高度hA后,剩余部分对地面的压强PA相等,即
将甲乙物体的密度和甲乙物体原始的高度代入上式,解得
hA=0.15m=15cm
即A点的横坐标为15,则此时A点对应的纵坐标PA为
37.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的密度为、,质量为、,对地面的压强为、。现沿水平方向将甲、乙切去相同体积,当时,甲、乙剩余部分对地面的压强,当时,。关于下列说法:①一定大于;②一定小于;③可能小于;④一定小于,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【详解】设甲、乙的边长分别为a、b,现沿水平方向将甲、乙切去相同体积ΔV,当ΔV= V(V≠0)时,甲、乙剩余部分对地面的压强,则有
当ΔV> V时, ,设切去的体积为()
则有
综合上式可得, 因为a> b,则可得,则ρ甲可能大于、等于或小于 ρ乙。则可能小于。
,因为a>b,故无法确定m甲与m乙的大小关系。综上,故A正确,BCD错误。
故选A。
考点07 压强的大小比较
38.如图所示,把铅笔压在大拇指和食指之间,若大拇指受到的压力和压强分别为F1、p1,食指受到的压力和压强分别为F2、p2,则下列判断中正确的是( )
A.F1<F2,p1=p2 B.F1=F2,p1<p2
C.F1<F2,p1<p2 D.F1=F2,p1=p2
【答案】B
【详解】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大小相等,手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对相互作用力,所以这两个力大小也相等,即两手指受到铅笔给的压力大小相同,即,由图可知,食指的受力面积比较小,根据可知,食指受到的压强比较大,即。故ACD错误,B正确。
故选B。
39.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。
40.如图所示,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,两个手指感觉差不多,以下说法正确的是( )
A.上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力
B.上手指对铅笔的压力大于下手指对铅笔的压力
C.上手指对铅笔的压强小于下手指对铅笔的压强
D.上手指对铅笔的压强大于下手指对铅笔的压强
【答案】A
【详解】AB.铅笔静止时,上手指对铅笔的压力与铅笔的重力之和等于铅笔对下手指的压力,而铅笔对下手指的压力与下手指对铅笔的压力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,所以上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力,故A正确,B错误;
CD.两个手指感觉差不多,说明上手指对铅笔的压强约等于下手指对铅笔的压强,故CD错误。
故选A。
41.父子二人双脚站立在情况一样的沙地上,留下的脚印大小不同(受力面积),但深浅相同,则他们对沙地的压力及压强的大小关系是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】留下的脚印深浅相同,说明他们对沙滩的压力效果相同,也就是压强相等,即,因为,由可知,他们对沙地的压力,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
42.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。
43.质量相同的三个实心正方体金属块A、B、C,A为铝块,B为铁块,C为铜块(),把它们静止放在水平桌面上,三个金属块对桌面的压强大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为质量相同的实心正方体中
ρ铜>ρ铁>ρ铝
所以
V铜<V铁<V铝
即底面积
S铜<S铁<S铝
又因为三个实心正方体块的质量相等,则其受的重力即压力F相等,根据压强公式,所以
pA<pB<pC
故B正确,ACD错误。
故选B。
考点08 改变压强的方法和应用
44.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.螺帽下面垫上垫片
【答案】C
【详解】ABD.图钉钉帽宽大、铁轨下铺枕木、螺帽下面垫上垫片,都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故ABD不符合题意;
C.刀刃磨得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意。
故选C。
45.成语“磨刀不误砍柴工”的意思是磨刀花费时间,但不耽误砍柴。比喻事先做好充分准备,就能使工作效率更高。如图所示,将斧头磨锋利的目的是( )
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】磨刀可以使刀口更加锋利,受力面积更小,根据可知,在同样压力下,减小受力面积,可以增大压强。所以,将斧头磨锋利的目的是增大压强,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
46.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。
47.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。
48.小区里有小石子铺的路,如图所示,穿着软底鞋或光着脚走在上面可以健身,它的原理是脚底对石子压力一定时,减小 ,增大 ,从而使路面对脚底的刺激增强。
【答案】 受力面积 压强
【详解】[1][2]穿着软底鞋或光脚走在小石子铺的路上,脚底对石子的压力不变,但脚与石子的接触面积变小(即减小受力面积),根据可知,所受的压强会变大,从而使路面对脚底的刺激增强。
49.如图所示,图钉尖的面积是5×10﹣8m2,图钉帽的受力面积是1.0×10﹣4m2,木板能承受的最大压强是6×108Pa,手指至少要用 N的力,图钉尖才能进入木板。图钉的钉帽做的面积很大是为了在压力一定时,通过 来达到减小压强的目的。
【答案】 30 增大受力面积
【详解】[1]已知木板能承受的最大压强p=6×108Pa,图钉尖的受力面积S=5×10-8m2,由可得手指至少要用力
[2]图钉帽的面积较大是在压力一定时,通过增大受力面积来减小手指受到的压强。
1.下列措施属于增大压强的是( )
A.站在滑雪板上滑雪
B.载重汽车有很多车轮
C.刀刃磨得很锋利
D.图钉帽做得比较宽大
【答案】C
【详解】A.站在滑雪板上滑雪是通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B.载重汽车有很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.刀刃磨得很锋利是通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D.图钉帽做得比较宽大是通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选C。
2.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。
3.饭后常听到博雅楼传出优美的钢琴声,是学生饭后坐在钢琴前自由弹奏的画面,下列说法正确的是( )
A.学生对凳子的压力和地面对凳子的支持力是一对相互作用力
B.凳子所受重力和地面对凳子的支持力是一对平衡力
C.学生对凳子的压力是由于学生形变产生的
D.学生坐上凳子后,凳子对地面压力大小不变
【答案】C
【详解】A.学生对凳子的压力和地面对凳子的支持力大小不等,不是一对相互作用力,故A错误;
B.凳子所受重力和地面对凳子的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误;
C.学生对凳子的压力是由于学生形变后要向下恢复原状产生的,故C正确;
D.学生坐上凳子后,凳子对地面压力变大,故D错误。
故选C。
4.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
【答案】D
【详解】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,乙的凹陷程度比较深,则乙对沙面产生的压强较大,即p甲<p乙,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,实心正方体对沙面的压强
由可知,当p甲<p乙且h甲>h乙时,ρ甲<ρ乙,即甲的密度一定比乙小;由得正方体对沙面的压力F=pS,由
得正方体的质量
由于p甲<p乙、S甲>S乙,但两者的关系不确定,则甲、乙的质量关系无法确定,根据G=mg,则甲、乙的重力关系无法确定,甲对沙子的压力和乙对沙子的压力关系无法确定,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.下列估测符合实际的是( )
A.中学生体测跑完1000m共耗时4.5s B.老师讲课时声音的传播速度为3×108m/s
C.一本物理书大约重200N D.老师讲课时对地面的压强约为1×104Pa
【答案】D
【详解】A.中学生体测跑完1000m共耗时4.5min,故A不符合题意;
B.老师讲课时声音的传播速度为340m/s,故B不符合题意;
C.一本物理书大约重2N,故C不符合题意;
D.老师讲课时对地面的压强约为
约为1×104Pa,故D符合题意。
故选D。
6.如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为和,下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】B
【详解】甲、乙两个均匀的实心正方体分别放在水平地面上,水平地面受到的压力等于其重力,则水平地面受到的压强
它们对地面的压强相等,即
因为h甲 > h乙,所以ρ甲 <ρ乙,若在两个正方体的上部分别截去相同高度,甲剩余部分对水平地面的压强为
乙剩余部分对水平地面的压强为
因为ρ甲 <ρ乙,所以
又因为
所以
即p甲>p乙。
甲对水平地面的压力为
F甲=P甲S甲
乙对水平地面的压力为
F乙=P乙S乙
因为P甲>P乙,S甲>S乙,所以F甲>F乙。综上可知,只有①③正确。
故选B。
7.取6块实心正方体的金属块,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】 1∶1 2∶3
【详解】[1]因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,两种方式放置的金属块对水平地面的压力相等,即
[2]设一个金属块的一个面的面积为S,则图(a)中受力面积为,图(b)中受力面积为,由可得,对水平地面的压强之比
8.一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。
9.如图所示,在上海召开的首届进口博览会中,由德国瓦德里希科堡机床制造有限公司带来的巨无霸“金牛座”铣床长、宽、高,与地面的接触面积达,总重近吨,价值约万欧元。它对地面的压强为 帕。铣床在对工件进行切削加工时,工件的质量 ,密度 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】 2×104 变小 不变
【详解】[1]铣床对地面的压力为
它对地面的压强为
[2][3]铣床在对工件进行切削加工时,工件的质量会变小,由于密度是物质的属性,因此工件的密度不变。
10.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.如图所示,大型卡车空载时会将部分后轮抬起,这样既可以降低油耗,又可以降低车胎磨损;载重行驶时会放下后轮与地接触。现有一辆自重为6×103千克的卡车,共有12个车轮,每个车轮与地接触面积为0.02米2。
(1)求该卡车空载时对水平地面的压力F;
(2)某大桥限重20吨,桥面所能承受最大压强5×105帕。
①请通过计算说明卡车装有6×103千克货物时,是否可以安全通过大桥;
②请说明载重行驶时放下后轮的作用。
【答案】(1)6×104牛
(2)①5×105帕=5×105帕;所以卡车可以安全过桥;②见解析
【详解】(1)卡车空载时所受重力
卡车空载时对水平地面的压力等于卡车空载时所受的重力
(2)①卡车装有6×103千克货物时的总质量
(大桥限重20吨)
卡车对水平桥面的压力
桥面受到的压强
由于桥面所能承受最大压强5×105帕,卡车装有6×103千克货物时,可以安全通过大桥;
②当压力一定时,放下车轮增大受力面积可以减小压强,使地面受到的压强不超过地面所能承受的最大压强。
12.有两个实心圆柱体A和B叠放在一起,并且完全接触,放在水平地面上,如图所示。已知:A、B两圆柱体的高分别为8cm、10cm,A与B的底面积之比为1∶2,A对B的压强是2000Pa,B的密度是。求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)圆柱体A和B的重力之比;
(3)若将A沿水平方向截去2cm的高度,求B对地面的压强变化量的大小。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)对于实心均匀的圆柱体A,对B的压强满足,则圆柱体A的密度为
(2)圆柱体A和B的重力之比为
(3)若将A沿水平方向截去2cm的高度,减小的压力为
则B对地面的压强变化量为
答:(1)圆柱体A的密度为;
(2)圆柱体A和B的重力之比为;
(3)若将A沿水平方向截去2cm的高度,B对地面的压强变化量的大小为。
1.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放在水平面上,它们对水平面压强相等。现分别沿竖直或水平方向切割相等厚度后,甲、乙剩余部分对水平面压力变化量、压强变化量分别为ΔF甲′、ΔF乙′、Δp甲′、Δp乙′。下列四个大小关系中,正确的有几个( )
若沿竖直方向切割,则ΔF甲′<ΔF乙′,Δp甲′>Δp乙′
若沿水平方向切割,则ΔF甲′>ΔF乙′,Δp甲′<Δp乙′
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】沿竖直或水平方向切割相等厚度后,甲、乙剩余部分对水平面压力变化量为切去部分重力的大小,设甲的边长为a,乙的边长为b,由图可知a>b,设切去相同的厚度为d,柱状固体对水平面的压强
即柱状固体对水平面的压强由密度和高度决定;
若沿竖直方向切去相同的厚度,它们的密度和高度均未变化,所以,甲、乙对水平面的压强不变,即
Δp甲′=Δp乙′
最初它们对水平面压强相等
p甲=p乙
因为a>b,所以;
无论横切还是竖切,切去前后,甲、乙对地面的压力的变化量,等于被切去的那部分重力的大小,所以
由于,a>b,所以可得ΔF甲′>ΔF乙′;
若沿水平方向切割,甲的底面积为α2,乙的底面积为b2,横切时底面积不变,压强的变化量等于压力变化量除以受力面积,所以
因为,所以Δp甲′<Δp乙′,所以正确的判断是∶沿水平方向切割时,ΔF甲′>ΔF乙′,Δp甲′<Δp乙′,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.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。
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。
4.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。
5.如图所示,甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上,它们质量相等。若分别在甲、乙上沿水平方向截去高度相等的部分后,则剩余部分的( )
A.甲的体积可能等于乙的体积 B.甲的质量可能小于乙的质量
C.甲对地面压强可能等于乙对地面的压强 D.甲的密度一定大于乙的密度
【答案】C
【详解】设甲边长为a,乙边长为b,则由图可知a>b,两物体的质量相等,即
则,且
A.截去相等高度h后,两物体剩余部分的体积分别为
因为a>b,所以
a-h>b-h
则
所以甲剩余部分的体积仍大于乙剩余部分的体积,故A不符合题意;
B.两物体剩余部分的质量分别为
则
因为
所以
则
即甲剩余部分的质量一定大于乙剩余部分的质量,故B不符合题意;
C.剩余部分对地面的压力
因
则甲剩余部分对地面的压力一定大于乙剩余部分对地面的压力,而受力面积的关系为
根据可知,无法判断甲剩余部分对地面的压强与乙剩余部分对地面的压强的关系,所以,有可能此时甲剩余部分对地面的压强等于乙剩余部分对地面的压强,故C符合题意;
D.由前面分析可知,甲剩余部分的密度一定小于乙剩余部分的密度,故D不符合题意。
故选C。
6.正方体甲和乙的边长之比是2∶3,将它们分别放置在水平桌面上时,它们对桌面的压强均为p,将甲按图所示放置在乙上面,乙对桌面的压强为,则它们的密度之比压强之比分别为( )
A.3∶2 9∶13 B.9∶4 13∶9
C.1∶1 2∶1 D.1∶1 2∶5
【答案】A
【详解】正方体甲和乙对桌面的压强均为p且是规则固体,所以
甲和乙的边长之比
它们的密度之比
甲和乙的体积之比
甲和乙质量之比
水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以压强之比
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.两个长方体物体甲、乙如图所示放置在水平地面上,甲、乙与地面接触的底面积关系为,此时甲和乙对地面的压强相等。若沿虚线对角线切去上半部分,则剩余下半部分对地面的压力和对地面的压强的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AD.由于甲、乙对地面的压强相等,且S甲>S乙,根据知F甲原>F乙原,沿图中对角线虚线切去斜上方的部分,甲、乙的重力变为原来的一半,甲、乙对桌面的压力也变为原来的一半,所以F甲>F乙,故A符合题意,D不符合题意;
BC.由于受力面积不变,压力变为原来的一半,由知甲、乙对地面的压强变为原来的一半,由于原来压强相同,所以现在的压强仍然相等,即p甲=p乙,故BC不符合题意。
故选A。
8.如图,一质地均匀的长方体重7N,将它放在水平桌面上,一部分露出桌面,它与桌面的接触面积为,则它对桌面的压强为 Pa;竖直切除右边的黑色部分,则剩余部分对桌面的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 700 变小
【详解】[1]长方体对桌面的压力为
F=G=7N
长方体对桌面的压强
[2]设长方体的底面积为S,与桌面的接触面积为S′,没切除时,长方体对桌面的压强
因为
S′<S
所以
①
当竖直切除该物体右边的黑色部分,设剩余部分的重力为kG,则受力面积为kS,物体对桌面的压力
F′=kG
则剩余部分对桌面的压强为
②
由①②可知,剩余部分对桌面的压强会变小。
9.A、B两个由同种材料制成的实心正方体放置在水平桌面上,它们对桌面的压强分别为pA和pB,且pA>pB。若把A沿水平方向切去,则剩余压强为 ;若把B沿竖直方向切去,则剩余压强为 ;若把A叠放在B的中央,则A对B的压强为 (均用字母pA、pB表示)。
【答案】 pB
【详解】[1]若把A沿水平方向切去,A的质量剩下原来的,根据G=mg可知,A的重力为原来的,A对水平桌面的压力为原来的,受力面积不变,根据可知,A剩余压强为原来的,即。
[2]实心正方体放置在水平桌面上,对桌面的压强为
若把B沿竖直方向切去,B的高度不变,密度不变,所以,B剩余压强等于原来的压强,即pB。
[3]A、B两个由同种材料制成的实心正方体放置在水平桌面上,它们对桌面的压强分别为pA和pB,且pA>pB。根据可知,A的棱长大于B的棱长;B的棱长为
把B沿竖直方向切去后,此时B的底面积为
同理,A的棱长为
原来A的重力为
把A沿水平方向切去,A剩余的重力为
若把剩余A叠放在剩余B的中央,剩余A对剩余B的压力为
受力面积为B的底面积,则剩余A对剩余B的压强为
10.如图所示,质量分布均匀的A、B两物体放在水平地面上,已知,,,则A、B对地面的压强 ;将A水平切取一定的高度叠放在B上,当A余下部分与叠放后的B对地面的压强相等时,A切去的高度与剩下的高度之比为 。
【答案】 2:1 3:7
【详解】[1]由得,A、B对地面的压强
[2]将A水平切取一定的高度叠放在B上,当A余下部分与叠放后的B对地面的压强相等时,由得
则
设A切割的高度与A高度的比为k,则
,
由、、得
即
则
解得
A切去的高度与剩下的高度之比为
11.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
12.如图所示,边长分别为0.2米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平地面上,物体A的密度ρA为,物体B的密度ρB为。g取10N/kg,求:
(1)B的重力GB
(2)求物体A对地面的压强pA。
(3)为使A、B对水平地面的压强相等,将正方体A沿水平方向切去一定的质量,并叠放到B上,请求出切去的。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题可知,物体B的体积
物体B的质量
物体B的重力
(2)物体A的体积
物体A的质量
物体A对地面的压力
物体A对地面的压强
(3)物体A的底面积
物体B的底面积
将正方体A沿水平方向切去一定的质量,并叠放到B上,使A、B对水平地面的压强相等,可得关系式
即
解得。
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