内容正文:
9.1 压强
01导图速览
02必备知识
►知识点1 压力
►知识点2 压强
►知识点3 怎样减小或增大压强
03方法技巧
►方法技巧1 压力与重力的大小关系
►方法技巧2 特殊固体压强的计算
04经典题型
题型1 压力的概念
题型2 探究影响压力作用效果的因素
题型3 压强的简单计算
题型4 叠加体压强的计算
题型5 柱体压强的计算
题型6 切割体压强的计算
题型7 压力与压强、密度的综合
题型8 增大和减小压强的方法
05分层训练
基础练
提升练
知识点1 压力
1、压力
(1)定义:物理学中把垂直压在物体表面上的力叫作压力。
【注意】压力是接触力,本质上属于弹力,与支持力是一对相互作用力。
(2)产生条件:物体之间相互接触、挤压且发生形变。
(3)方向:垂直于物体受力面,指向受力物体。
(4)作用点:在被压物体的受力面上,等效在接触面中心。
2、压力和重力的区别与联系
物体对斜面的压力
物体受到的重力
区别
力的示意图
施力物体
物体
地球
受力物体
斜面
物体本身
本质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触且发生相互挤压
地球的引力
大小
压力可能与重力有关,也可能与重力无关
G=mg
方向
与受力物体的受力面相垂直
总是竖直向下
等效作用点
受压物体表面
重心
联系
只有当物体处于水平面上且在竖直方向上只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向与重力相同,但压力不是重力。
知识点2 压强
1、实验:压力和受力面积对海绵形变的影响
(1)实验方法:①控制变量法;②转换法:通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
(2)实验过程及现象
①如图甲所示,将小桌放在软的海绵上。
②如图乙所示,将小桌放在软的海绵上,并在桌面上放一个钩码。
③如图丙所示,将小桌桌面朝下放在软的海绵上,并在其上放一个相同的钩码。
观察三次实验中海绵的形变情况,比较甲图和乙图,海绵受力面积相同,乙图中海绵受到的压力大,凹陷深,压力的作用效果明显;比较乙图和丙图,海绵受到的压力相同,乙图中海绵的受力面积小,凹陷深,压力的作用效果明显。
(3)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压力的大小一定时,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:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。用符号p表示。
(3)公式:。适用于所有物体间压强的计算(无论物体是气体、液体还是固体)。
其中,
(4)单位:在国际单位制中,力F的单位是N,面积S的单位是 m2,压强p的单位则是 N/ m2,读作牛每平方米,它有一个专用名称叫作帕斯卡,简称帕,符号为 Pa。
【注】成年人站立时对地面的压强约为 1.5×104Pa。
知识点3 怎样减小或增大压强
1、增大压强
方法
实例
减小受力面积
切果器的刀片很薄、针头做得很尖、刀刃很薄
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、用力按钉书机使钉书针穿透书本
2、减小压强
方法
实例
增大受力面积
铁轨铺在枕木上、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
减小压力
载重汽车限载、空心砖
同时减小压力、增大受力面积
卡车限载并增加车轮数量、通过危险的冰面时,要丢掉负重且改为匍创前行
方法技巧1 压力与重力的大小关系
压力与重力的大小不总是相等的。重力可以使物体产生压力,但压力并不是重力,压力有时与重力无关。
方法技巧2 特殊固体压强的计算
对于质量分布均匀的柱体,设柱体的高度h、密度为、底面积为S、该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强是。
因此,推导公式的适用条件:
①密度均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
②物体放在水平面上,且受力面积等于物体的底面积;
③水平面受到的压力是由物体所受的重力引起的(F=G)。
题型1 压力的概念
1.(24-25八年级下·安徽·单元测试)下列模型中,,物体A、B均保持静止状态。则:
(1)图甲中B对地面的压力为 N;
(2)图乙中B对墙面的压力为 N;
(3)图丙中B对天花板的压力为 N;
(4)图丁中A对B的压力为 N,B对地面的压力为 N。
2.(24-25八年级下·全国·课后作业)书放在水平桌面上,书对桌面有向下的压力,大小为10N。桌面受到的压力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25八年级下·安徽·课后作业)如图所示,小球静止在地面上,紧挨墙壁,小球对墙壁 压力,小球对地面水平地面 压力。如果小球重20N,则小球对地面的压力为 N。(前两空均选填“有”或“没有”)
题型2 探究影响压力作用效果的因素
4.(24-25八年级下·全国·单元测试)小红发现体重秤倾斜放置时测量值变小,于是她产生疑问:压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?她作出了如下猜想:
猜想一:可能与压力大小有关。
猜想二:可能与受力面积的大小有关。
为验证上述猜想,小红利用小桌、海绵和砝码等器材进行了下图所示的实验:
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;我们 (选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验。
(2)比较甲、乙两图实验,可得出结论:当物体的受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)比较 两图实验能验证猜想二是正确的。可得出结论:压力大小相同时, ,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用该结论的是 (填字母)。
A.火车轨道铺在枕木上 B.严禁货车超载
C.书包要用宽的背带 D.菜刀要经常磨一磨
(4)比较丙、丁两图,小红得出结论:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越明显。请你分析造成前后两个结论不一致的原因: 。
5.(2025八年级·全国·专题练习)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 。
6.(23-24八年级下·贵州黔东南·期中)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。
7.(23-24八年级下·山东烟台·期中)小红利用小桌、海绵、砝码、砖块等探究影响压力作用效果的因素,如图所示。
(1)本实验通过观察 来比较压力的作用效果,这种研究问题的方法是 ;
(2)改进实验后,比较 两图的实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;下列实例中,可用此结论解释的是 (选填字母);
A.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
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
(3)比较乙、丙两图的实验,说明 ;
(4)如图丁所示,将小桌和砝码沿海绵向右平移,此时海绵的凹陷程度与图丙中相比 (选填“更深”“更浅”或“一样深”);
(5)小红在进行该实验时,将砖块沿竖直方向切成大小不同的A、B两块,如图戊所示。发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此她得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为她在探究过程中存在的问题是 ;
(6)小红进一步思考:如果将海绵换成长木板, (选填“能”或“不能”)探究出压力的作用效果与受力面积的关系。
题型3 压强的简单计算
8.(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。
9.(24-25八年级下·安徽·单元测试)如图,小莉在水平地面上玩滑板时,她的滑板重40N,与地面的总接触面积为。重力为440N的小莉双脚站在滑板上时,滑板对地面的压强为 Pa。当她一只脚踩在滑板上,另一只脚悬空时,滑板对地面的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.(24-25八年级下·安徽·单元测试)如下图所示,物体A在水平推力F的作用下,从图甲位置匀速运动到图乙位置。在此过程中,A对桌面的压力 ,A对桌面的压强 。
11.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,匀质长方体木块竖放在水平地面上,其重力为G,高度为2a,底面是边长为a的正方形。将其由竖放改为平放,木块对地面的压力 (选填“增大”“减小”或“不变”),木块平放时对地面的压强是 (用题中给出的符号表示)。
12.(2025八年级下·全国·专题练习)如图所示,手指施加8N的力把图钉压入木板。若图钉帽的受力面积是,图钉尖的面积是,则手指对图钉帽的压强为 Pa,图钉尖对木板的压强为 Pa。
13.(23-24八年级上·甘肃张掖·期中)质量为2t的大象,平均每一只脚的触地面积约为。g取10N/kg,当大象静静地站立在同样松软的泥地上时,问:
(1)大象站在地面上对地面的压强是多少?
(2)大象走时对地面的压强又是多少?(走路时两脚着地)
14.(24-25八年级下·全国·课后作业)超限超载运输被称为头号“公路杀手”和“事故元凶”,整治超限超载刻不容缓。国家规定,载货车辆对地面的压强应控制在以内。有一辆空载质量为2000kg的6轮货车,每个车轮与地面的接触面积为,该货车某次实际装货10t,g取。
(1)该货车装货后的总重力是多少?
(2)该货车装货后对路面的压强是否符合国家规定?
题型4 叠加体压强的计算
15.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图所示,两个正方体叠放在一起,A重45N,B重5N,A的底面积为,B的底面积为。则A对B的压强是 Pa,B对水平桌面的压强是 Pa。
16.(23-24八年级下·广西防城港·期末)如图甲所示,两个相同的A、B正方体并排放在水平桌面上时,它们对桌面的压强为 100Pa, 若将它们按图乙所示叠放,则它们对桌面的压强为 Pa; 若按图丙所示将A物体平移出 则此时物体A 对物体B 的压强为 Pa.
17.(23-24八年级下·江苏南通·期中)如图所示,边长,重的正方体B放在水平地面上,重的物块A叠放在B上。求:
(1)正方体B对地面的压力;
(2)此时B对地面的压强有多大。
18.(24-25八年级下·全国·课后作业)小明放学回家看到小朋友在叠放玩具。如图1所示,物体甲和圆柱体乙置于水平地面上。查阅有关资料,得知物体甲的底面积为,圆柱体乙的底面积为,质量为1.8kg。(g取)
(1)求此时乙对地面的压强;
(2)将甲叠放在乙的中央,如图2所示,此时乙对地面的压强为,求甲的质量。
题型5 柱体压强的计算
19.(2025八年级下·全国·专题练习)放在水平地面上的正方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,它们的高度如图所示,它们对地面的压强分别为和,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.无法判断三者大小关系
20.(24-25九年级上·四川眉山·期中)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
21.(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
22.(23-24八年级下·广东江门·期中)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= 。
题型6 切割体压强的计算
23.如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强p甲、p乙的大小关系是p甲 p乙。
24.(23-24八年级下·吉林松原·期中)将完全相同且质量分布均匀的长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿虚线切掉一半,拿走一半后剩余图中的A、B、C部分,若长方体剩余部分对桌面的压强用、、表示,则 , 。(选填“>”“<”或“=”)
25.(24-25九年级上·上海宝山·期中)如图所示,均匀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。若切去前后,甲、乙对地面的压强变化量相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙和压力的关系是( )
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
题型7 压力与压强、密度的综合
26.(23-24八年级下·山西运城·期中)为比较甲、乙两种新型材料的某些性能,小明通过实验绘制了它们的质量和体积关系图象,如图所示。然后用两种材料分别制成了大小完全相同的圆柱体A和B。当把它们分别竖放在水平地面上时,它们对地面的压强之比为( )
A.1∶2 B.4∶3 C.4∶1 D.8∶1
27.(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。
28.(23-24八年级下·湖北武汉·期中)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
29.(2024·新疆乌鲁木齐·一模)如图所示,质量分布均匀的实心正方体A、B放置在水平桌面上,分别沿水平方向在A、B的上表面切去一定高度,其剩余部分对桌面的压强p与切去的高度h的关系如图所示,当切去的高度均为时,正方体A、B剩余部分对桌面的压强相等。
(1)求正方体A的密度;
(2)求;
(3)均切去高度后,把正方体B切去的部分叠放在正方体A剩余部分的上表面,求叠放后A对地面的压强。
题型8 增大和减小压强的方法
30.(24-25八年级下·安徽·课后作业)下图所示的是劳动人民在田间劳作的情景。下列选项可以增大压强的是( )
A.把镰刀磨锋利 B.四方桶的底面积较大
C.牛的脚掌较大 D.扁担较宽
31.(2025八年级下·全国·专题练习)《核舟记》一文中讲到明朝手艺奇巧的艺人王叔远,能够在直径一寸的木头上,雕刻出各种图案,如图甲所示。现代工艺家模仿他的作品使用的刀法如图乙所示,工艺家们进行雕刻时,将刻刀的刀口磨得很锋利,这是通过 的方法来 压强。
32.(24-25八年级下·全国·单元测试)生活中,我们有时候需要增大压强,有时候需要减小压强。下列实例的需求跟其他三个不相同的是( )
A.锋利的篆刻刀 B.骆驼宽大的脚掌
C.注射器的针头 D.切菜的菜刀
33.(2025八年级下·全国·专题练习)下列图中属于减小压强的是 ,增大压强的是 。
a、滑雪板有很大的面积
b、斧刃和刀刃磨得越薄就越锋利
c、铁钉和锥子的一端都做得很尖锐
d、月球探测车的轮子很宽大
34.(24-25八年级下·全国·单元测试)下列现象用物理知识解释有误的是( )
A.骆驼的脚掌特别宽大能增大受力面积,减小压强,有利于在沙漠行走
B.磨刀不误砍柴工,减小受力面积,减小压强,提高工作效率
C.人行道的盲道上有凸起减小受力面积,增大压强,提高盲道砖的助感引导作用
D.啄木鸟的喙又尖又长减小受力面积,增大压强,有利于摄食
基础练
1.如图所示,水平桌面放置了一个平底广口空玻璃水杯。若将其倒置在桌面上,则下列说法正确的是( )
A.水杯对桌面的压力变大 B.水杯对桌面的压力变小
C.水杯对桌面的压强变大 D.水杯对桌面的压强变小
2.如图甲、乙所示,小明利用小桌、海绵、砝码进行实验.当装置静止时,砝码的下表面和小桌的桌面均水平.已知小桌重,桌面面积为S1,砝码重,砝码下表面的面积为S2。下列说法正确的是( )
A.图甲中砝码对小桌的压力就是砝码的重力
B.图乙中小桌对海绵的压力等于小桌的重力
C.图甲中砝码对桌面的压力大小为
D.图乙中小桌对海绵的压强大小为
3.如图所示,甲、乙两个实心圆柱体竖直放在水平桌面上,甲的高度小于乙的高度,甲的底面积大于乙的底面积,甲、乙两圆柱体对桌面的压强相等。则关于甲、乙两圆柱体所受重力G甲、G乙及甲、乙的密度ρ甲、ρ乙,下列判断中正确的是( )
A.G甲>G乙 B.G甲<G乙 C.ρ甲=ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
4.如图所示,把一个重力为10N、底面积为10cm2的正方体甲,放在一个重力为5N、棱长为2cm的正方体乙的正上方,乙放在水平桌面上。则正方体乙受到甲的压力产生的压强是( )
A.2.5×104Pa B.1.5×104Pa C.104Pa D.2.5Pa
5.(多选)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5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为和。物体A和B的底面积分别是和,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
6.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
7.任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体会被压坏。下列实例中,分析正确的是( )
A.施加相同压力,图钉尖面积越小,越容易压入墙面
B.用菜刀将肉切成肉片时,刀口越钝,所用压力越小
C.列车很重,在铁路的钢轨下铺放轨枕,可以防止压坏路基
D.家里的桌子边缘做成圆弧状,可以减小人碰到时对人的压力
8.(多选)下列现象中,属于增大压强的是( )
A..蚊子的口器 B.鳄鱼的牙齿
C.啄木鸟的尖喙 D..宽大的滑雪板
9.琴琴同学做探究压强与受力面积的关系的实验。
(1)实验情况如图甲、乙所示,将两个相同的物体分别放在海绵、沙坑上,比较海绵与沙坑所受的压力大小, ;比较海绵与沙坑的受力面积大小, ;(均选填“海绵的大”“沙坑的大”或“两个相等”)
(2)请对琴琴同学的实验提出改进意见: ;
(3)在下图中选择一个实验来与上述实验对比,从而探究压强和压力大小的关系:__________(填字母)。
A. B. C. D.
10.小林同学在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,做了以下实验,请你根据已学过的压强知识分析:
(1)该实验是根据海绵 的现象来比较压力的作用效果的,这里用到的科学方法是 。
(2)探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”时,做了如图甲、乙所示实验,能够得到的结论是:压力相同时,受力面积越大,作用效果越 ;
(3)若想继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应再做图 (填“丙”或“丁”)所示实验,能得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,作用效果越 ;
(4)若图丙中小桌对木板的压强为,图丁中小桌对海绵的压强为,则 (填小于/等于/大于)。
11.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。
12.下图所示的是一辆城市洒水车。洒水车自身质量为4t,储水罐装满可装6t水,洒水车有8个车轮,每个车轮与地面的接触面积是。(g取)
(1)洒水车装满水时受到的重力有多大?
(2)装满水后洒水车静止时对水平路面的压强有多大?
提升练
13.如图所示,实心均匀正方体甲、乙静止在水平地面上,它们对地面的压强分别为、。现将两物体沿水平方向在上部切去不同的厚度、,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则下列关系一定不成立的是( )
A., B.,
C., D.,
14.如图所示,质地均匀的长方体重物A、B,底面积分别为和,且。将它们放在水平地面上时,它们对地面的压强相等。现沿竖直方向各切去一半(如图中虚线所示),它们剩余部分对地面的压强分别为和,对地面的压力分别为和。下列物理量大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
15.圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为,密度分别为,两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示。图甲中,设A对B的压强为,B对桌面的压强为。图乙中,设B对A的压强为,A对桌面的压强为。下列比例关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
16.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,两个正方体的边长分别为h甲和h乙(h甲>h乙),它们对地面的压强相等,则甲、乙的密度ρ甲 ρ乙(选填“<”或“>”或“=”);若在两个正方体的上部沿水平方向分别截去相同高度的部分,则它们对地面压力变化量的关系 为(选填“一定”或“可能”)△F甲 △F乙(选填“<”或“>”或“=”)。
17.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.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
19.如图甲所示,A、B两个质量分布均匀的实心物体静止在水平地面上,其中圆柱体A底面积为、高为2m;正方体B密度为。将A沿水平方向截取高度为x的柱体,并将截取柱体叠放在B物体上;A余下部分对地面的压强和B对地面的压强随截取高度x的变化如图乙所示,则 (选填“a”或“b”)图像代表A的压强随截取的高度x的变化关系。若乙图中的,则B的边长为 m。
20.小明和小华在沙滩上玩耍时,留下了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示,由此他们产生了疑问:压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?实验中选用海绵等器材及在水平桌面上进行a、b、c的实验过程图示。
(1)实验中,通过观察 来比较压力的作用效果,这里应用到的科学方法是 ,本实验还可以用 (填“硬木块”或“沙子”)代替海绵来完成实验;
(2)由图乙中的 两次实验可知,压力的作用效果与受力面积有关;
(3)为探究压力作用的效果跟 的关系,可通过图乙中a、b两次实验进行比较得出结论;
(4)如图丙所示,小华同学将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他的结论 ; (选填“合理”或“不合理”)
(5)为了描述压力的作用效果,物理学当中定义了一个物理量一压强,即压力与受力面积之比。小华认为也可以用受力面积与压力的比值来比较压力的作用效果,根据所学的知识,小华的想法是 (选填“正确”或“不正确”)的;
(6)通过图甲中文字说明及以上实验分析沙滩上的脚印,可知 体重较小。
21.深圳长大的小伟寒假随爸妈去了哈尔滨旅游,第一次看到雪的他,发现雪地非常的松软,想用自己探究一下压力作用效果与哪些因素有关。他找了一处布满同样厚度雪的平台,分别做了三次实验:
甲:穿着保暖靴站立在雪面上;乙:单靴站立在雪面上;丙:双靴站立在雪面上,但两只手中各提着一袋相同的重物。
(1)小伟用雪的 来表示压力的作用效果,这种方法叫做 法;
(2) 两次实验说明:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)假如乙和丙两次实验,靴子下陷的深度相同,小伟的体重为50kg,则丙图中小伟左手所提的重物的质量为 kg;
(4)细心的小伟在实验结束后,发现自己靴印的旁边有另外一个靴印,靴印没有触碰到积雪下面的地面,应该是别人走路时留下的,靴印在雪中凹陷程度只有自己的五分之四,靴印面积约为自己的两倍,于是他推算出这个靴印主人的体重约为 kg。
22.某零件由粗、细两段材料相同、高度均为12cm的实心圆柱体组成,较粗部分横截面积为。将该零件按图甲所示方式置于水平地面上时,零件对水平地面的压强为。若将零件沿水平方向截成两部分后,按图乙所示方式分别置于水平地面上,左侧部分高度为6cm,对水平地面的压强为,右侧部分对水平地面的压强为。求:
(1)乙图左侧部分零件对水平地面的压力;
(2)该零件的密度;
(3)甲图中零件对水平地面的压强。
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9.1 压强
01导图速览
02必备知识
►知识点1 压力
►知识点2 压强
►知识点3 怎样减小或增大压强
03方法技巧
►方法技巧1 压力与重力的大小关系
►方法技巧2 特殊固体压强的计算
04经典题型
题型1 压力的概念
题型2 探究影响压力作用效果的因素
题型3 压强的简单计算
题型4 叠加体压强的计算
题型5 柱体压强的计算
题型6 切割体压强的计算
题型7 压力与压强、密度的综合
题型8 增大和减小压强的方法
05分层训练
基础练
提升练
知识点1 压力
1、压力
(1)定义:物理学中把垂直压在物体表面上的力叫作压力。
【注意】压力是接触力,本质上属于弹力,与支持力是一对相互作用力。
(2)产生条件:物体之间相互接触、挤压且发生形变。
(3)方向:垂直于物体受力面,指向受力物体。
(4)作用点:在被压物体的受力面上,等效在接触面中心。
2、压力和重力的区别与联系
物体对斜面的压力
物体受到的重力
区别
力的示意图
施力物体
物体
地球
受力物体
斜面
物体本身
本质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触且发生相互挤压
地球的引力
大小
压力可能与重力有关,也可能与重力无关
G=mg
方向
与受力物体的受力面相垂直
总是竖直向下
等效作用点
受压物体表面
重心
联系
只有当物体处于水平面上且在竖直方向上只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向与重力相同,但压力不是重力。
知识点2 压强
1、实验:压力和受力面积对海绵形变的影响
(1)实验方法:①控制变量法;②转换法:通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
(2)实验过程及现象
①如图甲所示,将小桌放在软的海绵上。
②如图乙所示,将小桌放在软的海绵上,并在桌面上放一个钩码。
③如图丙所示,将小桌桌面朝下放在软的海绵上,并在其上放一个相同的钩码。
观察三次实验中海绵的形变情况,比较甲图和乙图,海绵受力面积相同,乙图中海绵受到的压力大,凹陷深,压力的作用效果明显;比较乙图和丙图,海绵受到的压力相同,乙图中海绵的受力面积小,凹陷深,压力的作用效果明显。
(3)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压力的大小一定时,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:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强。用符号p表示。
(3)公式:。适用于所有物体间压强的计算(无论物体是气体、液体还是固体)。
其中,
(4)单位:在国际单位制中,力F的单位是N,面积S的单位是 m2,压强p的单位则是 N/ m2,读作牛每平方米,它有一个专用名称叫作帕斯卡,简称帕,符号为 Pa。
【注】成年人站立时对地面的压强约为 1.5×104Pa。
知识点3 怎样减小或增大压强
1、增大压强
方法
实例
减小受力面积
切果器的刀片很薄、针头做得很尖、刀刃很薄
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、用力按钉书机使钉书针穿透书本
2、减小压强
方法
实例
增大受力面积
铁轨铺在枕木上、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
减小压力
载重汽车限载、空心砖
同时减小压力、增大受力面积
卡车限载并增加车轮数量、通过危险的冰面时,要丢掉负重且改为匍创前行
方法技巧1 压力与重力的大小关系
压力与重力的大小不总是相等的。重力可以使物体产生压力,但压力并不是重力,压力有时与重力无关。
方法技巧2 特殊固体压强的计算
对于质量分布均匀的柱体,设柱体的高度h、密度为、底面积为S、该柱体放在水平桌面上时,对桌面产生的压强是。
因此,推导公式的适用条件:
①密度均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
②物体放在水平面上,且受力面积等于物体的底面积;
③水平面受到的压力是由物体所受的重力引起的(F=G)。
题型1 压力的概念
1.(24-25八年级下·安徽·单元测试)下列模型中,,物体A、B均保持静止状态。则:
(1)图甲中B对地面的压力为 N;
(2)图乙中B对墙面的压力为 N;
(3)图丙中B对天花板的压力为 N;
(4)图丁中A对B的压力为 N,B对地面的压力为 N。
【答案】(1)10 (2)15 (3)5 (4)6 16
【解析】(1)由题意可知,图甲中B保持静止,则B处于平衡状态,B受到的支持力和重力是一对平衡力,大小相等,地面对B的支持力与B对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,则B对地面的压力与B受到的重力大小相等,则B对地面的压力为10N。
(2)B保持静止,则B处于平衡状态,水平方向合力为零,分析B在水平方向的受力可知,B受到水平向右的压力F=15N,受到墙面对B水平向左的支持力,两个力是一对平衡力,大小相等,所以墙面对B的支持力是15N,墙面对B的支持力和B对墙面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以B对墙面的压力大小也是15N。
(3)B处于平衡状态,所受合力为零,B受竖直向下的重力,竖直向下的压力,竖直向上的力F的作用,根据力的合成可知,竖直向下的压力F压=F-GB=15N-10N=5N
则B对天花板的压力为5N。
(4)[1]图丁中A处于静止状态,A受到的竖直向上的支持力和竖直向下的重力是一对平衡力,大小相等,则A受到的支持力是6N,A对B的压力与B对A的支持力是一对相互作用力,大小相等,则A对B的压力等于6N。
[2]地面对B的支持力等于A、B的重力之和,B对地面的压力和地面对B的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以B对地面的压力F1=GA+GB=6N+10N=16N
2.(24-25八年级下·全国·课后作业)书放在水平桌面上,书对桌面有向下的压力,大小为10N。桌面受到的压力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB.书对桌面有向下的压力,大小为10N,画桌面受到的压力,此时桌面是研究对象,是受力物体,作用点应该画在桌面上,而不是书本上,故AB错误;
CD.书对桌面有向下的压力,大小为10N,D选项中,力的大小错误,故D错误,C正确。
故选C。
3.(24-25八年级下·安徽·课后作业)如图所示,小球静止在地面上,紧挨墙壁,小球对墙壁 压力,小球对地面水平地面 压力。如果小球重20N,则小球对地面的压力为 N。(前两空均选填“有”或“没有”)
【答案】没有 有 20
【解析】[1][2][3]如图所示,小球静止在水平地面上,紧挨竖直墙壁,如果小球对墙壁有压力,因力的作用是相互的,则墙壁对小球也有反作用力,则小球在水平方向上不能静止,所以小球对墙壁没有压力。小球对地面有压力,在水平地面上压力与物体的重力大小相等,小球重20N,则小球对水平地面的压力也为 20N。
题型2 探究影响压力作用效果的因素
4.(24-25八年级下·全国·单元测试)小红发现体重秤倾斜放置时测量值变小,于是她产生疑问:压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?她作出了如下猜想:
猜想一:可能与压力大小有关。
猜想二:可能与受力面积的大小有关。
为验证上述猜想,小红利用小桌、海绵和砝码等器材进行了下图所示的实验:
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;我们 (选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验。
(2)比较甲、乙两图实验,可得出结论:当物体的受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)比较 两图实验能验证猜想二是正确的。可得出结论:压力大小相同时, ,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用该结论的是 (填字母)。
A.火车轨道铺在枕木上 B.严禁货车超载
C.书包要用宽的背带 D.菜刀要经常磨一磨
(4)比较丙、丁两图,小红得出结论:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越明显。请你分析造成前后两个结论不一致的原因: 。
【答案】(1)海绵的凹陷程度 可以 (2)压力
(3)乙、丙 受力面积越小 D (4)没有控制受力面的材料相同
【解析】(1)[1]实验中是通过海绵的凹陷程度实来比较压力的作用效果的,这里采用是转换法,海绵凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。
[2]沙子在力的作用下,也容易发生形变,所以可以用沙子代替海绵来完成实验。
(2)甲、乙两图中,受力面积相同,乙图海绵受到的压力大,海绵的形变明显,所以可得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[1]验证猜想二即验证压力的作用效果可能与受力面积的大小有关,需控制压力大小相等,改变受力面积,由图可知,应比较乙、丙两图。
[2]乙、丙两图中,压力大小相等,乙图中海绵的受力面积小,海绵的形变明显,可得出结论:压力大小相同时,受力面积越小,力的作用效果越明显。
[3]AC.火车轨道铺在枕木上、书包要用宽的背带是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强的,故AC不符合题意;
B.严禁货车超载是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强的,故B不符合题意;
D.菜刀要经常磨一磨,可以减小受力面积,这样可以在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故D符合题意。
故选D。
(4)不同的物体受力改变形状的难易程度是不同的,丙、丁两图中,实验受压面不同,海绵比较容易改变形状,木板不易发生形变,受到相同的压力时,物体的形变程度不同,所以小红会得出前后两个结论不一致,是由于没有控制受力面的材料相同。
5.(2025八年级·全国·专题练习)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
【解析】(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。
6.(23-24八年级下·贵州黔东南·期中)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
【解析】(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。
7.(23-24八年级下·山东烟台·期中)小红利用小桌、海绵、砝码、砖块等探究影响压力作用效果的因素,如图所示。
(1)本实验通过观察 来比较压力的作用效果,这种研究问题的方法是 ;
(2)改进实验后,比较 两图的实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;下列实例中,可用此结论解释的是 (选填字母);
A.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
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
(3)比较乙、丙两图的实验,说明 ;
(4)如图丁所示,将小桌和砝码沿海绵向右平移,此时海绵的凹陷程度与图丙中相比 (选填“更深”“更浅”或“一样深”);
(5)小红在进行该实验时,将砖块沿竖直方向切成大小不同的A、B两块,如图戊所示。发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此她得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为她在探究过程中存在的问题是 ;
(6)小红进一步思考:如果将海绵换成长木板, (选填“能”或“不能”)探究出压力的作用效果与受力面积的关系。
【答案】(1)海绵凹陷程度 转换法 (2)甲、乙 A
(3)压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
(4)更深 (5)没有控制压力大小相等 (6)不能
【解析】(1)[1][2]本实验运用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
(2)[1]甲、乙两图中,受力面积相同,而乙中小桌对海绵的压力更大,海绵凹陷更深,说明乙中小桌对海绵的压力作用效果更明显,故可得出结论:当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
[2]A.限载是为了减小压力,从而减小压强,与上述结论相符合,故A符合题意;
B.蚊子的口器比较尖锐,是通过减小受力面积来增大压强的,与上述结论不相符,故B不符合题意。
故选A。
(3)图乙和图丙两次实验压力大小相等,乙的受力面积更小,结果压力作用效果更明显,故可得出结论: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)如图丁,将小桌和砝码沿海绵向右平移,受力面积变小,压力的作用效果变大,所以此时海绵的凹陷程度与图丙中相比更深。
(5)戊图中物体A、B两部分对泡沫的压力大小和受力面积均不同,没有控制压力大小相同,故无法探究压力作用效果与受力面积的关系。
(6)由于木板的形变不明显,无法判断压力作用效果,故若将海绵换成长木板,不能探究出压力的作用效果与受力面积的关系。
题型3 压强的简单计算
8.(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
【解析】[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
9.(24-25八年级下·安徽·单元测试)如图,小莉在水平地面上玩滑板时,她的滑板重40N,与地面的总接触面积为。重力为440N的小莉双脚站在滑板上时,滑板对地面的压强为 Pa。当她一只脚踩在滑板上,另一只脚悬空时,滑板对地面的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 不变
【解析】[1]小莉站在滑板上时,滑板对地面的压强为
[2]当她一只脚踩在滑板上,另一只脚悬空,滑板对地面的压力仍等于小莉和滑板的总重力,即滑板对地面的压力不变,且受力面积不变,根据知,对地面的压强不变。
10.(24-25八年级下·安徽·单元测试)如下图所示,物体A在水平推力F的作用下,从图甲位置匀速运动到图乙位置。在此过程中,A对桌面的压力 ,A对桌面的压强 。
【答案】不变 变小
【解析】[1][2]物体A在水平推力F的作用下,在水平桌面上,压力等于重力,从甲图位置匀速运动到乙图位置,重力不变,压力不变。根据可知,压力不变,受力面积变大,A对桌面的压强将变小。
11.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图,匀质长方体木块竖放在水平地面上,其重力为G,高度为2a,底面是边长为a的正方形。将其由竖放改为平放,木块对地面的压力 (选填“增大”“减小”或“不变”),木块平放时对地面的压强是 (用题中给出的符号表示)。
【答案】不变
【解析】[1]长方体木块无论立放还是平放,对水平地面的压力大小均等于木块的重力,因此将其由竖放改为平放,木块对地面的压力不变。
[2]木块平放时与地面间的受力面积为
木块平放时对地面的压强是
12.(2025八年级下·全国·专题练习)如图所示,手指施加8N的力把图钉压入木板。若图钉帽的受力面积是,图钉尖的面积是,则手指对图钉帽的压强为 Pa,图钉尖对木板的压强为 Pa。
【答案】
【解析】[1]已知手指对图钉帽的压力F= 8N,图钉帽的受力面积是, 手指对图钉帽的压强为。
[2]图钉将手指施加的力大小不变地传递给木板,所以图钉尖对木板的压力F= 8N,图钉尖的面积,图钉尖对木板的压强为。
13.(23-24八年级上·甘肃张掖·期中)质量为2t的大象,平均每一只脚的触地面积约为。g取10N/kg,当大象静静地站立在同样松软的泥地上时,问:
(1)大象站在地面上对地面的压强是多少?
(2)大象走时对地面的压强又是多少?(走路时两脚着地)
【答案】(1)1.25×105Pa (2)2.5×105Pa
【解析】(1)大象的重力
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,大象站在地面上对地面的压力
F=G=2×104N
大象站在地面上对地面的压强
(2)大象走时对地面的压强为
14.(24-25八年级下·全国·课后作业)超限超载运输被称为头号“公路杀手”和“事故元凶”,整治超限超载刻不容缓。国家规定,载货车辆对地面的压强应控制在以内。有一辆空载质量为2000kg的6轮货车,每个车轮与地面的接触面积为,该货车某次实际装货10t,g取。
(1)该货车装货后的总重力是多少?
(2)该货车装货后对路面的压强是否符合国家规定?
【答案】(1) (2)该货车装货后对路面的压强不符合国家规定
【解析】【小题1】货车空载质量为2000kg,装货10t,该货车装货后的总质量
则总重力
【小题2】货车对路面的压力
6轮货车,每个车轮与地面的接触面积为,受力面积
则该货车对路面的压强
因为,所以该货车装货后对路面的压强不符合国家规定。
题型4 叠加体压强的计算
15.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图所示,两个正方体叠放在一起,A重45N,B重5N,A的底面积为,B的底面积为。则A对B的压强是 Pa,B对水平桌面的压强是 Pa。
【答案】
【解析】[1]A对B的压力等于A的重力,A与B之间的受力面积为,A对B的压强是
[2]B对水平桌面的压力
受力面积为,B对水平桌面的压强是
16.(23-24八年级下·广西防城港·期末)如图甲所示,两个相同的A、B正方体并排放在水平桌面上时,它们对桌面的压强为 100Pa, 若将它们按图乙所示叠放,则它们对桌面的压强为 Pa; 若按图丙所示将A物体平移出 则此时物体A 对物体B 的压强为 Pa.
【答案】200 150
【解析】[1]设正方体A和正方体B的重力为G,它们的底面积均为S,则图甲中它们对桌面的压强为
若将它们按图乙所示叠放,受力面积不变,对桌面的压力增加1倍,它们对桌面的压强为
[2]若按图丙所示将A物体平移出,物体A 对物体B 的压力等于物体A的重力,接触面积为, 则此时物体A 对物体B 的压强为
17.(23-24八年级下·江苏南通·期中)如图所示,边长,重的正方体B放在水平地面上,重的物块A叠放在B上。求:
(1)正方体B对地面的压力;
(2)此时B对地面的压强有多大。
【答案】(1)32N (2)
【解析】(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,正方体B对地面的压力
(2)受力面积
正方体B对地面的压强
18.(24-25八年级下·全国·课后作业)小明放学回家看到小朋友在叠放玩具。如图1所示,物体甲和圆柱体乙置于水平地面上。查阅有关资料,得知物体甲的底面积为,圆柱体乙的底面积为,质量为1.8kg。(g取)
(1)求此时乙对地面的压强;
(2)将甲叠放在乙的中央,如图2所示,此时乙对地面的压强为,求甲的质量。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)图1中,乙对地面的压力
乙对地面的压强
(2)如图2所示,将甲叠放在乙的中央,由可得,此时乙对地面的压力
因物体对水平面的压力等于物体的重力,则
所以甲的重力
由可得,甲的质量
题型5 柱体压强的计算
19.(2025八年级下·全国·专题练习)放在水平地面上的正方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,它们的高度如图所示,它们对地面的压强分别为和,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.无法判断三者大小关系
【答案】B
【解析】如图可知,三个物体都是规格形状的固体,对地面的压强可表示为
由于三个物体的密度相同,圆柱体的高度最高,压强最大,正方体的高度最低,压强最小,因此压强关系为
故B正确,ACD错误。
故选B。
20.(24-25九年级上·四川眉山·期中)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
【解析】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。
21.(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
【解析】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。
22.(23-24八年级下·广东江门·期中)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
【解析】[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
题型6 切割体压强的计算
23.如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强p甲、p乙的大小关系是p甲 p乙。
【答案】=
【解析】由于实心正方体所受支持力
所以对桌面的压强为
将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,由于甲乙两块仍为规则形状,两木块、g、h均不变,故。
24.(23-24八年级下·吉林松原·期中)将完全相同且质量分布均匀的长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿虚线切掉一半,拿走一半后剩余图中的A、B、C部分,若长方体剩余部分对桌面的压强用、、表示,则 , 。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】< =
【解析】[1][2]因为是完全相同且质量分布均匀的长方体放在水平桌面上,所以可设这三个完全相同且质量分布均匀的长方体对桌面的压强相等都等于p。左图中压力减小一半,受力面积没变,所以由压强公式可知,长方体剩余部分对桌面的压强为;中间图中压力和受力面积都减小一半,所以由压强公式可知,长方体剩余部分对桌面的压强为;右图中压力减小一半,受力面积没变,所以由压强公式可知,长方体剩余部分对桌面的压强为。综上分析可得,,。
25.(24-25九年级上·上海宝山·期中)如图所示,均匀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。若切去前后,甲、乙对地面的压强变化量相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙和压力的关系是( )
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
【答案】C
【解析】由图可知,甲切去的高度小于乙切去的高度,而切去前后,甲、乙对地面的压强变化量Δp相等,根据
可知Δp=ρgΔh,所以ρ甲>ρ乙;又甲、乙剩余部分的高度均为h,则剩余部分对地面的压强关系为p甲剩>p乙剩,原先甲、乙对地面的压强为
p=ρg(h+Δh)=ρgh+ρgΔh=p剩+Δp
所以p甲>p乙,又S甲>S乙,由可知,甲、乙原先对地面的压力关系为F甲>F乙。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
题型7 压力与压强、密度的综合
26.(23-24八年级下·山西运城·期中)为比较甲、乙两种新型材料的某些性能,小明通过实验绘制了它们的质量和体积关系图象,如图所示。然后用两种材料分别制成了大小完全相同的圆柱体A和B。当把它们分别竖放在水平地面上时,它们对地面的压强之比为( )
A.1∶2 B.4∶3 C.4∶1 D.8∶1
【答案】D
【解析】圆柱体A和B的大小完全相同,则两物体与地面的受力面积相同,由可得,受力面积相同,它们对地面的压强之比等于它们对地面的压力之比,两物体对地面的压力等于其重力,对地面的压力之比等于重力之比,也等于两物体的质量之比。由图可得,当体积为1cm3时,甲物体的质量为8g,由图可得,乙物质的密度为
所以,当体积为1cm3时,乙物体的质量为
m乙=1g/cm3×1cm3=1g
所以两物体的质量之比为8∶1,即它们对地面的压强之比为8∶1。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
27.(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
【解析】(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
28.(23-24八年级下·湖北武汉·期中)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
【解析】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。
29.(2024·新疆乌鲁木齐·一模)如图所示,质量分布均匀的实心正方体A、B放置在水平桌面上,分别沿水平方向在A、B的上表面切去一定高度,其剩余部分对桌面的压强p与切去的高度h的关系如图所示,当切去的高度均为时,正方体A、B剩余部分对桌面的压强相等。
(1)求正方体A的密度;
(2)求;
(3)均切去高度后,把正方体B切去的部分叠放在正方体A剩余部分的上表面,求叠放后A对地面的压强。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由图可知,开始时A对水平桌面的压强,高度为
由
得正方体A的密度
(2)由图可知,开始时B对水平桌面的压强,高度为
由得正方体B的密度
当切去的高度均为h0时,圆柱体甲、乙剩余部分对桌面的压强相等,由得
即
解得。
(3)已知A、B是正方体,则A的底面积
B的底面积
正方体A剩余部分的质量为
正方体B切去部分的质量为
叠放后A对地面的压力
叠放后A对地面的压强
题型8 增大和减小压强的方法
30.(24-25八年级下·安徽·课后作业)下图所示的是劳动人民在田间劳作的情景。下列选项可以增大压强的是( )
A.把镰刀磨锋利 B.四方桶的底面积较大
C.牛的脚掌较大 D.扁担较宽
【答案】A
【解析】A.图甲中把镰刀磨锋利,在压力一定的情况下,刀刃变薄,受力面积减小。根据,受力面积减小,压强增大,故A符合题意;
B.图乙中木桶底面积较大,在压力一定时,底面积增大,根据,受力面积增大,压强减小,故B不合题意;
C.图丙中牛的脚掌较大,在压力一定时,脚掌面积增大,根据,受力面积增大,压强减小,故C不合题意;
D.图丁中扁担较宽,在压力一定时,扁担与肩膀接触面积增大,根据,受力面积增大,压强减小,故D不合题意。
故选A。
31.(2025八年级下·全国·专题练习)《核舟记》一文中讲到明朝手艺奇巧的艺人王叔远,能够在直径一寸的木头上,雕刻出各种图案,如图甲所示。现代工艺家模仿他的作品使用的刀法如图乙所示,工艺家们进行雕刻时,将刻刀的刀口磨得很锋利,这是通过 的方法来 压强。
【答案】减小受力面积 增大
【解析】[1][2]刻刀的刀口做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
32.(24-25八年级下·全国·单元测试)生活中,我们有时候需要增大压强,有时候需要减小压强。下列实例的需求跟其他三个不相同的是( )
A.锋利的篆刻刀 B.骆驼宽大的脚掌
C.注射器的针头 D.切菜的菜刀
【答案】B
【解析】A.锋利的篆刻刀,是通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.骆驼宽大的脚掌,是通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.注射器的针头,是通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.切菜的菜刀,是通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B。
33.(2025八年级下·全国·专题练习)下列图中属于减小压强的是 ,增大压强的是 。
a、滑雪板有很大的面积
b、斧刃和刀刃磨得越薄就越锋利
c、铁钉和锥子的一端都做得很尖锐
d、月球探测车的轮子很宽大
【答案】a、d b、c
【解析】[1][2]a.滑雪板有很大的面积是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的;
b.斧刃和刀刃磨得越薄就越锋利是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的;
c.铁钉和锥子的一端都做得很尖锐是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的;
d.月球探测车的轮子很宽大是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的。
故属于减小压强的是a、d,增大压强的是b、c。
34.(24-25八年级下·全国·单元测试)下列现象用物理知识解释有误的是( )
A.骆驼的脚掌特别宽大能增大受力面积,减小压强,有利于在沙漠行走
B.磨刀不误砍柴工,减小受力面积,减小压强,提高工作效率
C.人行道的盲道上有凸起减小受力面积,增大压强,提高盲道砖的助感引导作用
D.啄木鸟的喙又尖又长减小受力面积,增大压强,有利于摄食
【答案】B
【解析】A.骆驼的脚掌特别宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确,不符合题意;
B.磨刀不误砍柴工,刀刃很薄是通过减小受力面积来增大压强,故B错误,符合题意;
C.人行道的盲道上有凸起,是通过减小受力面积来增大压强,故C正确,不符合题意;
D.啄木鸟的喙又尖又长,是通过减小受力面积来增大压强,故D正确,不符合题意。
故选B。
基础练
1.如图所示,水平桌面放置了一个平底广口空玻璃水杯。若将其倒置在桌面上,则下列说法正确的是( )
A.水杯对桌面的压力变大 B.水杯对桌面的压力变小
C.水杯对桌面的压强变大 D.水杯对桌面的压强变小
【答案】C
【解析】AB.无论正放还是倒放,水杯对桌面的压力均等于其重力,水杯的质量不变,所以重力大小不变,则水杯对桌面的压力大小不变,故AB错误;
CD.与正放相比,倒放时受力面积变小,根据可知,水杯对桌面的压强变大,故C正确,D错误。
故选C。
2.如图甲、乙所示,小明利用小桌、海绵、砝码进行实验.当装置静止时,砝码的下表面和小桌的桌面均水平.已知小桌重,桌面面积为S1,砝码重,砝码下表面的面积为S2。下列说法正确的是( )
A.图甲中砝码对小桌的压力就是砝码的重力
B.图乙中小桌对海绵的压力等于小桌的重力
C.图甲中砝码对桌面的压力大小为
D.图乙中小桌对海绵的压强大小为
【答案】D
【解析】A.图甲中砝码对小桌的压力大小与砝码的重力相等,压力的受力物体是小桌,砝码的重力受力物体是砝码,所以砝码对小桌的压力与砝码的重力并不是同一个力,故A错误;
B.图乙中,砝码放在小桌上,图乙中小桌对海绵的压力大小等于小桌与砝码的重力之和,故B错误;
C.图甲中砝码对桌面的压力大小等于砝码的重力,即图甲中砝码对桌面的压力大小为,故C错误;
D.图乙中小桌对海绵的压力为
图乙中小桌对海绵的压强大小为
故D正确。
故选D。
3.如图所示,甲、乙两个实心圆柱体竖直放在水平桌面上,甲的高度小于乙的高度,甲的底面积大于乙的底面积,甲、乙两圆柱体对桌面的压强相等。则关于甲、乙两圆柱体所受重力G甲、G乙及甲、乙的密度ρ甲、ρ乙,下列判断中正确的是( )
A.G甲>G乙 B.G甲<G乙 C.ρ甲=ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
【答案】A
【解析】CD.实心圆柱体对水平桌面的压强
由图可知,两圆柱体的高度关系为
因甲、乙两圆柱体对桌面的压强相等,所以,由可知,甲、乙的密度关系为
故CD错误;
AB.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且甲的底面积大于乙的底面积,所以,由
的变形式
可知,两圆柱体所受重力关系为
故A正确,B错误。
故选A。
4.如图所示,把一个重力为10N、底面积为10cm2的正方体甲,放在一个重力为5N、棱长为2cm的正方体乙的正上方,乙放在水平桌面上。则正方体乙受到甲的压力产生的压强是( )
A.2.5×104Pa B.1.5×104Pa C.104Pa D.2.5Pa
【答案】A
【解析】将甲叠放在乙的正上方,则甲对乙的压力
由题意可知,甲的底面积为S甲=10cm2,乙的底面积为
因为乙的底面积小于甲的底面积,故将甲放在乙的上方时,甲对乙的受力面积(甲、乙间的接触面积)为
则乙受到甲的压力产生的压强
综上分析知,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(多选)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5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为和。物体A和B的底面积分别是和,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】AB.物体A对B的压力与物体B对桌面的压力之比
物体A对B的压力之比为,故A错误,B正确。
CD.正方体物体A对B的压强
正方体物体B对桌面的压强
由题意可知
即
解得
物体A和B的底面积之比为,故C正确,D错误。
故选BC。
6.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
【解析】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。
7.任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体会被压坏。下列实例中,分析正确的是( )
A.施加相同压力,图钉尖面积越小,越容易压入墙面
B.用菜刀将肉切成肉片时,刀口越钝,所用压力越小
C.列车很重,在铁路的钢轨下铺放轨枕,可以防止压坏路基
D.家里的桌子边缘做成圆弧状,可以减小人碰到时对人的压力
【答案】AC
【解析】略
8.(多选)下列现象中,属于增大压强的是( )
A..蚊子的口器 B.鳄鱼的牙齿
C.啄木鸟的尖喙 D..宽大的滑雪板
【答案】ABC
【解析】A.蚊子的口器很尖,减小了受力面积,增大了压强,故A符合题意;
B.鳄鱼的牙齿很锋利,减小了受力面积,增大了压强,故B符合题意;
C.啄木鸟的尖喙,是通过减小受力面积来增大压强,容易扎进去,故C符合题意;
D.宽大的滑雪板,增大了受力面积,减小了压强,故D不符合题意。
故选ABC。
9.琴琴同学做探究压强与受力面积的关系的实验。
(1)实验情况如图甲、乙所示,将两个相同的物体分别放在海绵、沙坑上,比较海绵与沙坑所受的压力大小, ;比较海绵与沙坑的受力面积大小, ;(均选填“海绵的大”“沙坑的大”或“两个相等”)
(2)请对琴琴同学的实验提出改进意见: ;
(3)在下图中选择一个实验来与上述实验对比,从而探究压强和压力大小的关系:__________(填字母)。
A. B. C. D.
【答案】(1)两个相等 海绵的大 (2)将沙坑换成相同的海绵 (3)A
【解析】(1)[1]自由放置在水平面上的物体,对水平面的压力大小等于自身的重力,因此将两个相同的物体分别放在海绵、沙坑上,海绵与沙坑所受的压力大小相等。
[2]据图可知,甲图中海绵的受力面积大于乙图中沙坑的受力面积。
(2)实验中两个受力面的材质不同,无法得出准确的实验结论,因此将沙坑换成相同的海绵,使现象明显。
(3)要探究压强和压力大小的关系,需要控制受力面积大小相同、受力面的材质相同,压力的大小不同,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.小林同学在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,做了以下实验,请你根据已学过的压强知识分析:
(1)该实验是根据海绵 的现象来比较压力的作用效果的,这里用到的科学方法是 。
(2)探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”时,做了如图甲、乙所示实验,能够得到的结论是:压力相同时,受力面积越大,作用效果越 ;
(3)若想继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应再做图 (填“丙”或“丁”)所示实验,能得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,作用效果越 ;
(4)若图丙中小桌对木板的压强为,图丁中小桌对海绵的压强为,则 (填小于/等于/大于)。
【答案】(1)凹陷程度 转换法 (2)不明显 (3)丁 明显 (4)等于
【解析】(1)[1]压力的作用效果是使物体发生形变,为了使现象更明显,实验中利用了柔软的海绵,通过海绵形变的大小或者海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
[2]将不能直观看到的转化为能直观看到的实验现象,叫做转换法。
(2)甲、乙两图中压力大小相同,受力面积的大小不同,海绵的凹陷程度不同,且受力面积越小,海绵形变越大,故可得结论:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显。
(3)[1]探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积不变,改变压力的大小,且接触面的材料相同,故应再做图丁所示实验。
[2]能得到的结论是:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)丙图和丁图中压力大小相同,受力面积相同,根据压强的公式 可得等于。
11.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
【解析】(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
12.下图所示的是一辆城市洒水车。洒水车自身质量为4t,储水罐装满可装6t水,洒水车有8个车轮,每个车轮与地面的接触面积是。(g取)
(1)洒水车装满水时受到的重力有多大?
(2)装满水后洒水车静止时对水平路面的压强有多大?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据G=mg可得,洒水车装满水时受到的重力为
。
(2)洒水车有8个车轮,每个车轮与地面的接触面积是,则洒水车对地面的受力面积为,根据可得,装满水后洒水车静止时对水平路面的压强为。
提升练
13.如图所示,实心均匀正方体甲、乙静止在水平地面上,它们对地面的压强分别为、。现将两物体沿水平方向在上部切去不同的厚度、,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则下列关系一定不成立的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【解析】AB.若,切去后甲的高度一定小,而压强相等,根据知,甲的密度一定大,由于切去的高度大,剩余的压强相等,根据p=ρgh,切去的部分,甲的压强大,故原来甲的压强大,即,故A符合题意,B不符合题意;
CD.若,剩余的甲的高度可能大于或等于或小于乙高度;而剩余的压强相等,根据p=ρgh,甲的密度可能大于、等于或小于乙的密度,结合甲的边长较大,原来甲的压强可能大于或小于乙的,故可能,也可能,故CD不符合题意。
故选A。
14.如图所示,质地均匀的长方体重物A、B,底面积分别为和,且。将它们放在水平地面上时,它们对地面的压强相等。现沿竖直方向各切去一半(如图中虚线所示),它们剩余部分对地面的压强分别为和,对地面的压力分别为和。下列物理量大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】AB.两个重物均为质地均匀的长方体,可用来计算其对地面压强,由于它们对地面的压强相等,即,由于,则二者密度。现沿竖直方向各切去一半,依旧为质地均匀的长方体,且二者密度、高度均不变,由可知二者对地面压强不变,依旧相等,故AB错误;
CD.由于两个重物底面积,沿竖直方向各切去一半后,又二者对地面压强相等,由可知,,故D错误,C正确。
故选C。
15.圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为,密度分别为,两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示。图甲中,设A对B的压强为,B对桌面的压强为。图乙中,设B对A的压强为,A对桌面的压强为。下列比例关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】物体的体积分别为、,物体高度相同,
。
,A错误。,B错误。,C错误。,D正确。
16.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,两个正方体的边长分别为h甲和h乙(h甲>h乙),它们对地面的压强相等,则甲、乙的密度ρ甲 ρ乙(选填“<”或“>”或“=”);若在两个正方体的上部沿水平方向分别截去相同高度的部分,则它们对地面压力变化量的关系 为(选填“一定”或“可能”)△F甲 △F乙(选填“<”或“>”或“=”)。
【答案】< 一定 >
【解析】[1]甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,两个正方体的边长
它们对地面的压强相等,由得
[2]甲乙对地面的压强相等,则
则
则在两个正方体的上部沿水平方向分别截去相同高度的部分,它们对地面压力变化量
,
则
则
17.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
【解析】[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.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
【解析】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。
19.如图甲所示,A、B两个质量分布均匀的实心物体静止在水平地面上,其中圆柱体A底面积为、高为2m;正方体B密度为。将A沿水平方向截取高度为x的柱体,并将截取柱体叠放在B物体上;A余下部分对地面的压强和B对地面的压强随截取高度x的变化如图乙所示,则 (选填“a”或“b”)图像代表A的压强随截取的高度x的变化关系。若乙图中的,则B的边长为 m。
【答案】b 1
【解析】[1]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上时,甲剩余的质量减小,对地面的压力减小,受力面积不变,由可知,甲对地面压强减小,由图2可知,b图像代表A的压强随截取的长度x的变化,则a图像代表B的压强随截取的长度x的变化。
[2]由图乙可知,甲截取的长度为x1时
p1=pA=pB
设此时A截取的重力为, 因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由
F=G=pS
可得
则
即
由图2可知,p2表示甲物体完全放在乙物体上方时乙对地面的压强,即
由于
可得B的底面积为1m2;则B的边长为1米。
20.小明和小华在沙滩上玩耍时,留下了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示,由此他们产生了疑问:压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?实验中选用海绵等器材及在水平桌面上进行a、b、c的实验过程图示。
(1)实验中,通过观察 来比较压力的作用效果,这里应用到的科学方法是 ,本实验还可以用 (填“硬木块”或“沙子”)代替海绵来完成实验;
(2)由图乙中的 两次实验可知,压力的作用效果与受力面积有关;
(3)为探究压力作用的效果跟 的关系,可通过图乙中a、b两次实验进行比较得出结论;
(4)如图丙所示,小华同学将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他的结论 ; (选填“合理”或“不合理”)
(5)为了描述压力的作用效果,物理学当中定义了一个物理量一压强,即压力与受力面积之比。小华认为也可以用受力面积与压力的比值来比较压力的作用效果,根据所学的知识,小华的想法是 (选填“正确”或“不正确”)的;
(6)通过图甲中文字说明及以上实验分析沙滩上的脚印,可知 体重较小。
【答案】海绵的凹陷程度 转换法 沙子 b、c 压力大小 不合理 正确 小华
【解析】(1)[1][2]实验中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种方法叫做转换法。
[3]探究压力的作用效果与哪些因素有关时,一般选择较易发生形变的材料来显示压力的作用效果,硬木块与沙子比较,沙子更容易产生形变,所以用沙子代替海绵。
(2)[4] b、c两次实验压力相同,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,则说明压力的作用效果与受力面积有关。
(3)[5]a、b两图受力面积相同,压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,可以用来探究压力作用的效果跟压力大小的关系。
(4)[6]小华的结论不合理,因为没有遵循单一变量原则,将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块后,两部分对泡沫的压力和与泡沫的接触面积都发生了变化,没有控制变量,所以不能比较压力作用效果与受力面积的关系,故得出的结论不合理。
(5)[7]正确;压力的作用效果即压强是表示单位面积上压力的大小的;虽然用受力面积与压力的比值来表示压强的话,当实际压强大的时候,这个数值会很小,不容易看出差别。我们通常采用我们认为最优的方式定义,但不能说其余方式不正确 。
(6)[8]小明的脚印较深说明产生的压强较大,脚印较大说明受力面积较大,由压强公式得压力可知,小明对沙滩的压力较大,因此小明的体重较大,小华的体重较小。
21.深圳长大的小伟寒假随爸妈去了哈尔滨旅游,第一次看到雪的他,发现雪地非常的松软,想用自己探究一下压力作用效果与哪些因素有关。他找了一处布满同样厚度雪的平台,分别做了三次实验:
甲:穿着保暖靴站立在雪面上;乙:单靴站立在雪面上;丙:双靴站立在雪面上,但两只手中各提着一袋相同的重物。
(1)小伟用雪的 来表示压力的作用效果,这种方法叫做 法;
(2) 两次实验说明:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)假如乙和丙两次实验,靴子下陷的深度相同,小伟的体重为50kg,则丙图中小伟左手所提的重物的质量为 kg;
(4)细心的小伟在实验结束后,发现自己靴印的旁边有另外一个靴印,靴印没有触碰到积雪下面的地面,应该是别人走路时留下的,靴印在雪中凹陷程度只有自己的五分之四,靴印面积约为自己的两倍,于是他推算出这个靴印主人的体重约为 kg。
【答案】凹陷程度 转换 甲、丙 25 80
【解析】(1)[1][2]图示实验中,小伟通过靴陷入雪地的深浅度,即雪的凹陷程度来表示压力的作用效果,这是转换法的应用。
(2)[3]要探究压力的作用效果与压力的关系,要保持受力面积相同,压力不同,图甲、丙中,都是双脚站立,受力面积相同,丙中手提了两袋重物,压力比甲的大,所以甲、丙两次实验可达到探究目的。
(3)[4]乙和丙实验中,丙的受力面积是乙的两倍,而靴子下陷深度相同,说明乙和丙中,压力的作用效果相同,据知,丙中压力为乙中压力的两位。小伟的体重为50kg,重力
实验乙中,雪地所受的压力等于小伟的重力,丙中,雪地所受的压力等于小伟及重物的总重力,所以
G总=G+G物=2G
则
G物=G=500N
左手所提重物的质量
(4)[5]另一个人的靴印在雪中凹陷程度只有小伟的,则另一个人对雪地的压强为小伟对雪地压强的,靴印面积约为小伟的两位,即受力面积是小伟的受力面积的2倍,据有
解得
这个靴印主人的体重约为
22.某零件由粗、细两段材料相同、高度均为12cm的实心圆柱体组成,较粗部分横截面积为。将该零件按图甲所示方式置于水平地面上时,零件对水平地面的压强为。若将零件沿水平方向截成两部分后,按图乙所示方式分别置于水平地面上,左侧部分高度为6cm,对水平地面的压强为,右侧部分对水平地面的压强为。求:
(1)乙图左侧部分零件对水平地面的压力;
(2)该零件的密度;
(3)甲图中零件对水平地面的压强。
【答案】(1)36N (2) (3)
【解析】(1)乙图左侧部分零件对水平地面的压力为
(2)乙图左侧部分零件的体积为
乙图左侧部分零件的质量为
该零件的密度为
(3)设较细圆柱体的底面积为S细,则乙图右侧部分零件的重力为
乙图右侧部分零件的体积为
乙图右侧部分零件的质量为
以上两式联立,求得,则甲图中零件对水平地面的压强为
代入数据可得
解得。
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