内容正文:
专题05 平衡状态、同一条直线上力的合成及压强计算
重力的计算、平衡状态下动力、阻力及压强的计算
1.(2024春•临河区校级期中)水平桌面上放一本书,书的质量为0.25kg,与桌面的接触面积为0.05m2。(g取10N/kg)
求:(1)书受到重力的方向是 ;
(2)书受到的重力;
(3)书对桌面的压强。
2.(2024春•莫旗校级期中)质量为20t的坦克,每条履带与地面的接触面积为2000cm2,坦克水平匀速前进时受到的阻力是自重的0.1倍。
(1)坦克匀速直线行驶时的牵引力是多大?
(2)若冰面所能承受的最大压强为6×104Pa,坦克能否直接从冰面上通过?(g取10N/kg)
液体对容器底及容器对桌面压强压力的计算
1.(2024春•临河区校级期中)如图所示,有一放置在水平地面上的容器重为10N,装有重为40N的水,水深为0.1m,底面积为0.02m2,g=10N/kg,求:
(1)水对容器底部产生的压强?
(2)容器对地面的压强?
(3)容器底部受到水的压力?
2.(2024春•莫旗校级期中)如图,水平桌面上放一底面为圆形的杯子,重为2N,其底面积为100cm2,内装水的高度h=10cm,水的体积是1500cm3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)杯子底部受到的水的压力;
(2)桌面受到的压强。
3.(2023春•霍林郭勒市校级期中)如图所示,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10﹣3m3,液体的深度为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103Pa。求:(g取10N/kg)
(1)距容器底高为0.2m处A点的液体压强。
(2)这个装着液体的容器对桌面的压强。
(3)液体对容器底的压力。
重力的计算、平衡状态下动力、阻力及压强的计算
1.(2024春•通辽期中)如图是中国MBT2000型主战坦克。是中国北方工业公司(NORINCO)研制,生产的面向21世纪的新一代主战坦克。该坦克具有潜渡能力,战车全重50吨,高2m。若每条履带与地面的接触面积为2m2,请解答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为多大?
(2)若坦克在深为6m的河流中潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大?
2.(2024春•伊金霍洛旗期中)电动平衡车,又叫体感车,利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,保持系统平衡,是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的绿色环保的新型产物。一个质量是60kg的中学生骑着一辆质量为20kg的电动平衡车水平公路上以24km/h的速度匀速直线行驶,电动小车所受到的阻力为是车重的0.2倍(g取10N/kg)。在上述情境中,求:
(1)该中学生的重力;
(2)地面对平衡车的支持力;
(3)电动平衡车在水平方向上所受到的牵引力大小。
液体对容器底及容器对桌面压强压力的计算
1.(2024春•莫旗校级期中)如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为100g,容器的下底面积为100cm2,高为12cm。求:
(1)水对容器底部的压力和压强;
(2)容器对桌面的压力和压强。
2.(2024春•红山区校级期中)图中平底茶壶的质量是0.4kg,底面积是4×10﹣3m2、内盛0.6kg的某种液体,液面高度在图中已标出,放置在面积为1m2的水平桌面中央,经测量液体对容器底部产生的压强为1200Pa。试求:
(1)液体的密度和液体对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压力和压强。(g取10N/kg)
3.(2024春•根河市校级期中)如图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,重为20N,其底面积为0.12m2,鱼缸内装有0.2m深的水,水的重力是280N,求:(g取10N/kg)
(1)鱼缸底部受到水的压强和压力。
(2)鱼缸对桌面产生的压强。
4.(2024春•阿荣旗校级期中)将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力和压强。
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专题05 平衡状态、同一条直线上力的合成及压强计算
重力的计算、平衡状态下动力、阻力及压强的计算
1.(2024春•临河区校级期中)水平桌面上放一本书,书的质量为0.25kg,与桌面的接触面积为0.05m2。(g取10N/kg)
求:(1)书受到重力的方向是 ;
(2)书受到的重力;
(3)书对桌面的压强。
【答案】(1)竖直向下的;
(2)书受到的重力为2.5N;
(3)书对桌面的压强是50Pa。
【解答】解:(1)书受到重力的方向是竖直向下的;
(2)书受到的重力:G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N;
(3)书放在水平桌面上处于静止状态,书对桌面的压力是本身重力产生的,
即:F=G=2.5N;
书对桌面的压强为:p50Pa。
答:(1)竖直向下的;
(2)书受到的重力为2.5N;
(3)书对桌面的压强是50Pa。
2.(2024春•莫旗校级期中)质量为20t的坦克,每条履带与地面的接触面积为2000cm2,坦克水平匀速前进时受到的阻力是自重的0.1倍。
(1)坦克匀速直线行驶时的牵引力是多大?
(2)若冰面所能承受的最大压强为6×104Pa,坦克能否直接从冰面上通过?(g取10N/kg)
【答案】(1)坦克匀速直线行驶时的牵引力是2×104N;
(2)若冰面所能承受的最大压强为6×104Pa,坦克不能直接从冰面上通过。
【解答】解:(1)坦克静止时对水平路面的压力:
F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N,
因坦克匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,牵引力的大小:F=f=0.1G=0.1×2×105N=2×104N;
(2)坦克对冰面的压力为:
F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N,
坦克对冰面的压强为:
,
由于5×105Pa>6×104Pa,所以坦克不能直接通过冰面。
答:(1)坦克匀速直线行驶时的牵引力是2×104N;
(2)若冰面所能承受的最大压强为6×104Pa,坦克不能直接从冰面上通过。
液体对容器底及容器对桌面压强压力的计算
1.(2024春•临河区校级期中)如图所示,有一放置在水平地面上的容器重为10N,装有重为40N的水,水深为0.1m,底面积为0.02m2,g=10N/kg,求:
(1)水对容器底部产生的压强?
(2)容器对地面的压强?
(3)容器底部受到水的压力?
【答案】(1)水对容器底面产生的压强1000Pa;
(2)容器对地面的压强2500Pa;
(3)容器底部受到水的压力20N.
【解答】解:
(1)水对容器底面产生的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,容器对地面的压强:
p容2500Pa;
(3)由压强公式p,可知容器底部受到水的压力为:
F压=p水S=1000Pa×0.02m2=20N.
答:(1)水对容器底面产生的压强1000Pa;
(2)容器对地面的压强2500Pa;
(3)容器底部受到水的压力20N.
2.(2024春•莫旗校级期中)如图,水平桌面上放一底面为圆形的杯子,重为2N,其底面积为100cm2,内装水的高度h=10cm,水的体积是1500cm3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)杯子底部受到的水的压力;
(2)桌面受到的压强。
【答案】(1)杯子底部受到的水的压力为10N;
(2)桌面受到的压强为1700Pa。
【解答】解:(1)杯子底部受到的水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1×103Pa,
杯子底部受到的水的压力为:
F=pS=1×103Pa×100×10﹣4m2=10N;
(2)杯中水的重力为:
,
水平面上的物体受到的压力等于自身的重力,桌面受到的压力等于水的重力和杯子的重力之和,
则桌面受到的压强为:
。
答:(1)杯子底部受到的水的压力为10N;
(2)桌面受到的压强为1700Pa。
3.(2023春•霍林郭勒市校级期中)如图所示,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10﹣3m3,液体的深度为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103Pa。求:(g取10N/kg)
(1)距容器底高为0.2m处A点的液体压强。
(2)这个装着液体的容器对桌面的压强。
(3)液体对容器底的压力。
【答案】(1)距容器底高为0.2m处A点的液体压强为3×103Pa;
(2)这个装着液体的容器对桌面的压强为2×104Pa;
(3)液体对容器底的压力为10N。
【解答】解:(1)液体的密度:
ρ1.0×103kg/m3;
距容器底高为0.2m处A点的液体压强为:
p′=ρgh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.5m﹣0.2m)=3×103Pa;
(2)容器内液体的质量:
m液=ρV=1.0×103kg/m3×2.0×10﹣3m3=2kg;
液体的重力为:
G液=m液g=2kg×10N/kg=20N;
容器对桌面的压力为:
F′=G容+G液=20N+20N=40N;
容器对桌面的压强为:
p″2×104Pa;
(3)液体对容器底的压力:
F=pS=5.0×103Pa×2×10﹣3m2=10N。
答:(1)距容器底高为0.2m处A点的液体压强为3×103Pa;
(2)这个装着液体的容器对桌面的压强为2×104Pa;
(3)液体对容器底的压力为10N。
重力的计算、平衡状态下动力、阻力及压强的计算
1.(2024春•通辽期中)如图是中国MBT2000型主战坦克。是中国北方工业公司(NORINCO)研制,生产的面向21世纪的新一代主战坦克。该坦克具有潜渡能力,战车全重50吨,高2m。若每条履带与地面的接触面积为2m2,请解答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为多大?
(2)若坦克在深为6m的河流中潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大?
【答案】(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为1.25×105Pa;
(2)在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为3.2×104N。
【解答】解:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压力等于坦克的重力,则坦克对地面的压强为:
;
(2)坦克在深为6m的河流中潜渡时,因坦克高2m,所以坦克顶部在水下的深度为:h=4m,
在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为:
答:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为1.25×105Pa;
(2)在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为3.2×104N。
2.(2024春•伊金霍洛旗期中)电动平衡车,又叫体感车,利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,保持系统平衡,是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的绿色环保的新型产物。一个质量是60kg的中学生骑着一辆质量为20kg的电动平衡车水平公路上以24km/h的速度匀速直线行驶,电动小车所受到的阻力为是车重的0.2倍(g取10N/kg)。在上述情境中,求:
(1)该中学生的重力;
(2)地面对平衡车的支持力;
(3)电动平衡车在水平方向上所受到的牵引力大小。
【答案】(1)该中学生的重力600N;
(2)地面对平衡车的支持力是800N;
(3)电动平衡车在水平方向上所受到的牵引力大小为160N。
【解答】解:(1)该中学生的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
(2)地面给小车的支持力的大小等于人和电动平衡车的总重力为:
FN=mg=(60kg+20kg)×10N/kg=800N;
(2)电动平衡车匀速直线行驶,在水平方向上所受到的牵引力大小等于所受阻力,即:
F=f=0.2G=0.2×800N=160N。
答:(1)该中学生的重力600N;
(2)地面对平衡车的支持力是800N;
(3)电动平衡车在水平方向上所受到的牵引力大小为160N。
液体对容器底及容器对桌面压强压力的计算
1.(2024春•莫旗校级期中)如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为100g,容器的下底面积为100cm2,高为12cm。求:
(1)水对容器底部的压力和压强;
(2)容器对桌面的压力和压强。
【答案】(1)水对容器底部的压力和压强分别为12N、1.2×103Pa;
(2)容器对桌面的压力和压强分别为11N、1.1×103Pa。
48.(2024春•红山区校级期中)图中平底茶壶的质量是0.4kg,底面积是4×10﹣3m2、内盛0.6kg的某种液【解答】解:(1)水对容器底的压强:
p1=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa;
水对容器底的压力:
F1=p1S=1.2×103Pa×100×10﹣4m2=12N;
(2)容器重:
G1=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
水重:
G2=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
容器对水平桌面的压力:
F2=G1+G2=1N+10N=11N;
容器对水平桌面的压强:
p21.1×103Pa。
答:(1)水对容器底部的压力和压强分别为12N、1.2×103Pa;
(2)容器对桌面的压力和压强分别为11N、1.1×103Pa。
2.(2024春•红山区校级期中)图中平底茶壶的质量是0.4kg,底面积是4×10﹣3m2、内盛0.6kg的某种液体,液面高度在图中已标出,放置在面积为1m2的水平桌面中央,经测量液体对容器底部产生的压强为1200Pa。试求:
(1)液体的密度和液体对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压力和压强。(g取10N/kg)
【答案】(1)液体的密度为1×103kg/m3,液体对茶壶底部的压力为4.8N;
(2)茶壶对桌面的压力为10N,茶壶对桌面的压强为2500Pa。
【解答】解:(1)液体对容器底部产生的压强为1200Pa,由图可知液体的深度为12cm,则液体的密度,
则液体对茶壶底部的压力F=pS=1200Pa×4×10﹣3m2=4.8N;
(2)茶壶的质量是0.4kg,内盛0.6kg的某种液体,则茶壶对桌面的压力F1=G总=m壶g+m液g=0.4kg×10N/kg+0.6kg×10N/kg=10N,
茶壶对桌面的压强2500Pa。
答:(1)液体的密度为1×103kg/m3,液体对茶壶底部的压力为4.8N;
(2)茶壶对桌面的压力为10N,茶壶对桌面的压强为2500Pa。
3.(2024春•根河市校级期中)如图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,重为20N,其底面积为0.12m2,鱼缸内装有0.2m深的水,水的重力是280N,求:(g取10N/kg)
(1)鱼缸底部受到水的压强和压力。
(2)鱼缸对桌面产生的压强。
【答案】(1)水对鱼缸底部的压强为2×103Pa,压力为240N;
(2)鱼缸对桌面产生的压强为2.5×103Pa。
【解答】解:(1)鱼缸底部受到的水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
由p得,鱼缸底部受到水的压力:F=pS=2×103Pa×0.12m2=240N,
(3)鱼缸对桌面的压力:F′=G+G缸=280N+20N=300N,
鱼缸对桌面的压强:
p′2.5×103Pa。
答:(1)水对鱼缸底部的压强为2×103Pa,压力为240N;
(2)鱼缸对桌面产生的压强为2.5×103Pa。
4.(2024春•阿荣旗校级期中)将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力和压强。
【答案】(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强为1300Pa;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力为2.8N,压强为3500Pa。
【解答】解:(1)由右图可知,矿泉水瓶倒立放置时水的深度:
h=13cm=0.13m,
倒立放置时瓶盖所受水的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa;
(2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积:
V=S瓶底h正立=28cm2×10cm=280cm3,
由ρ可得,水的质量:
m水=ρV=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg,
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:
F=G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N,
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:
p3500Pa。
答:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强为1300Pa;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力为2.8N,压强为3500Pa。
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