第九章 压强(计算题30道)(计算题30道)-【刷好题】2024-2025学年八年级物理下册热点题型专练(2024人教版)
2025-05-17
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第九章 压强(计算题30道)
植树节里。小朵同学用图所示的水桶提了15L水给刚栽上的树苗浇水,已知桶自身质量为1kg,桶中水深为30cm,提水时,手的受力面积为。(水的密度为,g取)求:
1.手对水桶的拉力是多大?
2.提水时,人手受到的压强是多大?
3.如图所示,一厚度均匀的铝板质量为16.2kg,面积为5m2,求它对地面产生的压强?(g=10N/kg)
4.将重1.8N,体积为120cm3的一块固体浸在木桶的水中。g取10/kg,求
(1)分析说明固体为什么会在水中下沉;
(2)固体静止时,对桶底压力。
5.如图所示是我国88式主战坦克,总重力为400000N,高(顶部舱门距地面)为2m,履带与地面的总接触面积为4m2,该坦克具有潜渡功能。(g取10N/kg,)求:
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为多大?
(2)坦克在深为5m的河流中潜渡时,对水平河床有压力,则在坦克顶部舱门受到水的压强为多大。
6.一个薄壁容器的质量为2kg,放在水平桌面上与桌面的接触面积为,里面装有0.2m深的水。求水对容器底部的压力与压强。
7.如图所示,冰墩墩保温水壶的质量是0.2kg,底面积是40cm2,内盛0.3kg的水,放置在面积为1m2的水平桌面中央,水壶壁厚度忽略不计,水壶底面全部与桌面接触,g取10N/kg。请你解答:
(1)此水壶对桌面的压强;
(2)若水深为12cm,水对水壶底部的压力大小。
8.“木桶理论”告诉我们,一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。如图所示,桶壁上最长的木板的竖直高度为0.8m,最短的木板的竖直高度为0.25m,桶底面积为,桶壁的厚度不计。求:(水的密度为,取10N/kg)
(1)桶装满水时,桶底受到水的压强。
(2)桶装满水时,桶底受到水的压力。
9.如图所示,放在水平桌面上的容器,里边装有某种液体。液体的体积为。液体深度为0.5m,若容器重为30N,底面积为,容器底受到液体的压强为,(g取10N/kg)则:
(1)液体的密度;
(2)距容器液面深0.2m处A点的液体压强;
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
10.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强控制在6.86×105Pa以内。闵行区交警大队集中开展道路交通安全百日整治专项行动,交警在某路段对一辆自重15t的六轴石料车进行稽查,该车的轮胎与地面接触的总面积约为0.8m2(设轮胎与地面的接触面积不变)。求:
(1)该车自身重力是多少?
(2)按照我国汽车工业的行业标准,这辆车最多装载货物重多少吨?
11.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器足够高且置于水平桌面上,其底面积为2×10-2m2,内盛有体积为8×10-3m3的水。g=10N/kg。求:
(1)容器中水的质量m;
(2)容器底部受到水的压强p水。
12.某品牌共享单车整车质量约为20kg,车停放在路边与地面的接触面积约为,求
(1)整车受到的重力?
(2)若车停放在路边时它对地面的压强为多少?()
13.在高速公路上,一些司机为了降低运营成本,肆意超载,带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强需控制在以内。有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际运营中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为,则:(g取10N/kg)
(1)这辆汽车对地面的压力是多少?
(2)这辆汽车对地面的压强是多少?是否超过行业标准?
(3)运用所学的物理知识说明超载的危害(说出一条即可)。
14.2020年11月10日,“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10000m。求:(海水密度用ρ=1×103kg/m3代替,g取10N/kg)
(1)潜水器成功坐底,受到海水的压强;
(2)此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到多大的海水压力;
(3)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于多少个标准大气压。
15.2019年4月15日,《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准正式实施.新国标规定:电动自行车最高时速不得超过,整车质量禁超,需有脚踏骑行能力。张老师家的电动车恰好符合标准,体重为的张老师从家骑车到距离学校上班,在平直公路上匀速行驶了,电动车与地面总接触面积是。取,通过计算回答:
(1)张老师骑车时的速度是多少?
(2)张老师骑车时,电动车对地面的压力是多大?
(3)张老师骑车行驶时,电动车对水平地面的压强多大?
16.如图所示,一平底玻璃杯,重1N,底面积为2×10-3m2,内盛水重3N,杯内水深12cm,求:
(1)水对杯底的压强;
(2)杯对桌面的压强。
17.自行车是初中学生上下学重要的交通工具。质量为60kg的小梦同学骑一辆质量为15kg的自行车,非常方便的到达了学校,请解答下列问题:(g=10N/kg)
(1)若自行车每个轮胎与地面的接触面积为5×10-3m2,则小梦骑车时自行车对地面的压强是多少?
(2)若自行车在水平路面上匀速直线行驶,所受阻力为人与车总重的0.02倍,则自行车前进的动力为多少?
(3)若小梦在水平路段匀速骑行了2km,用时5min,求她该路段的骑行功率。
18.2020年1月在青岛,中国海军迎来正式入列的首艘万吨大驱——055型驱逐舰南昌舰舰艇,此舰艇为海洋国土安全保驾护航。据外网消息,它的最大排水量为1.3×104t。如图所示,(ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该舰艇最大排水重为多少N?静止在海面上时排开海水的最大体积是多少m3?
(2)水面下10m处的舰体受到海水的压强为多少Pa?
19.金属块甲的密度为2.0×103千克/米3,体积为10-3米3,平底薄壁玻璃容器乙放在水平地面上,容器的底面积为2×10﹣2米2,容器内装有0.2米深的水。求:
(1)金属块甲的质量m甲;
(2)水对乙容器底部的压强p水;
(3)容器中,放入金属块后,容器对水平地面的压强变化量的变化范围。
20.如图所示,学生课桌质量为8kg,桌子与水平地面有四个接触面,每个接触面的面积为4cm2;某同学将16kg的桶装水放在架子上置于桌面中央,放置好后,桶内水面距离出水口25cm。(水桶架质量忽略不计)。求:
(1)水对出水口的压强;
(2)课桌对地面的压强。
21.利用图所示装置将一正方体物件从河中打捞上岸。作业时,物件被以v=0.1m/s的速度竖直向上匀速吊离河中。以图甲所示位置为计时起点,物件竖直向上被吊离水面过程中的绳端拉力F与时间t的关系如图乙所示。忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,已知河水的密度ρ=1.0×103kg/m3,则:
(1)物体所受到的重力多大?
(2)图甲所示位置时,河水对物件上表面的压力多大?
22.如图所示容器重2N,放在水平桌面上,与桌面的接触面积为5cm2。往盏中倒入0.6N水时,水深3cm。(g取10N/kg;)求:
(1)水对容器底的压强p1;
(2)容器底对水平桌面的压力F;
(3)容器底对水平桌面的压强p2.
23.一个质量为50kg的人骑着电动车在水平路面上匀速行驶,电动车的有关数据如下表所示:
电动车净重
50kg
行驶中轮胎与地面的总接触面积
0.01m2
车轮直径
0.42m
轮胎承受最大气压
3×105Pa
匀速行驶过程中的摩擦力
总重力的0.02倍
求:(1)此人骑着电动车匀速直线行驶时,电动车受到向前的动力是多少?
(2)电动车在行驶过程中对地面的压强是多少?
24.如图所示为蛟龙AG600水陆两栖飞机,被誉为国之重器,AG600主要用于森林灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落。AG600空载时质量为30t,最多可储水10t,停在停机坪时靠3个小轮即可支撑,每个轮子的受力面积仅为0.01m2,求:
(1)空载静止于水平地面上时,对水平地面的压强为多少?
(2)AG600储满水后满载漂浮于水面,此时排开水的体积多大?
25.某足够高的薄壁圆柱形容器中盛有一定量的液体,静止在水平地面上。
(1)若容器内盛有2×10-3米3的酒精,求酒精质量m酒;(ρ酒=0.8×103千克/米3)
(2)若容器内盛有0.2米深的水,求水对容器底部的压强p水;
(3)若容器中所盛液体的质量、体积分别为m、2V,把另一质量、体积分别为2m、V的金属圆柱体放入液体中,如图所示。液体对容器底部的压强变化量为Δp液、容器对水平地面的压强变化量为Δp容,求Δp液:Δp容的值。
26.如图“海斗号”是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器。“海斗号”总质量为35t,体积为,若它某次在10分钟内从水面下潜到8400m的深度处作业。(,g取)
(1)该潜水艇下潜时的平均速度是多少;
(2)下潜到8400m的深度时,潜水器受到海水的压强;
(3)该潜水艇下潜到8400m后打开探照灯,摄像头通过观测孔了解8000m处深海的秘密,假设观测孔的面积为,求此时观测孔所受海水压力的大小。
27.一辆坦克要过一条封冻的河。已知河的冰面所能承受的最大压强是,该坦克的质量为28t,—条履带与冰面的接触面积为,则:
(1)坦克能否从冰面上安全通过?(g取10N/kg)
(2)若能安全通过,最多还可以加载多少千克的装备?
28.如图所示,密度为0.5×103千克/米3的木块甲,体积为6×10-3米3。薄壁柱形容器乙内装满水,水深0.4米。求:
(1)木块甲的质量m甲;
(2)水对乙容器底部的压强p水;
(3)若甲的底面积为2S,乙的底面积为S,现将体积为4×10-3米3的物块A,先后放在甲中央和浸没在乙容器的水中,恰能使甲对地面的压强变化量与乙容器对地面的压强变化量相等,求物块A的密度ρA。
29.停在水平地面上的汽车质量为2400kg,轮胎与地面接触面积共为0.12m2.求:
(1)汽车所受重力;
(2)汽车对地面压强。
30.如图(a)所示,正方体甲放在水平地面上,对地面的压强为3920帕。足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,如图(b)所示,该容器的底面是一个正方形。
(1)若正方体甲的底面积为,求正方体对水平地面的压力。
(2)若容器乙中水的深度为0.1米,求水对容器底部的压强。
(3)将正方体甲浸没在容器乙的水中,水对容器底部的压强增加量为245帕,容器对水平地面的压强增加量为980帕。求:
①正方体甲的密度;
②容器乙的底面积。
31.将某种金属材料制成的空心的长方体工件放置在水平地面上,如图甲所示。该工件底部是面积为100cm2的正方形,工件空心部分的内空横截面积为50cm2。现将该工件沿水平方向截去一部分,剩余部分对地面的压强p与截去部分的高度之间的关系如图乙所示。求:
(1)当时,剩余部分对地面的压力;
(2)该金属材料的密度;
(3)若将截去部分平移至水平地面上,请通过计算判断截去部分对地面的压强是否有可能等于剩余部分对水平地面的压强。如果可能,请通过计算求出的值,如果不可能,请通过计算加以说明。
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第九章 压强(计算题30道)
植树节里。小朵同学用图所示的水桶提了15L水给刚栽上的树苗浇水,已知桶自身质量为1kg,桶中水深为30cm,提水时,手的受力面积为。(水的密度为,g取)求:
1.手对水桶的拉力是多大?
2.提水时,人手受到的压强是多大?
【答案】1.160N; 2.
【解析】1.水的质量
水和桶的总重
手对水桶的拉力为
2.手受到的压强
3.如图所示,一厚度均匀的铝板质量为16.2kg,面积为5m2,求它对地面产生的压强?(g=10N/kg)
【答案】32.4Pa
【详解】铝板受到重力
G=mg=16.2kg×10N/kg=162N
铝板对地面产生的压强
4.将重1.8N,体积为120cm3的一块固体浸在木桶的水中。g取10/kg,求
(1)分析说明固体为什么会在水中下沉;
(2)固体静止时,对桶底压力。
【答案】(1)见详解;(2)0.6N
【详解】解:(1)若固体浸没在水中,则所受浮力
因为F浮<G,所以固体放入水中要下沉。
(2)固体排开水的体积等于固体的体积V排=V,固体受到的浮力1.2N,桶底对固体的支持力
桶底对固体的压力
F压=F支=0.6N
答:(1)见详解;
(2)固体静止时,对桶底压力0.6N。
5.如图所示是我国88式主战坦克,总重力为400000N,高(顶部舱门距地面)为2m,履带与地面的总接触面积为4m2,该坦克具有潜渡功能。(g取10N/kg,)求:
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为多大?
(2)坦克在深为5m的河流中潜渡时,对水平河床有压力,则在坦克顶部舱门受到水的压强为多大。
【答案】(1)1×105Pa;(2)3×104Pa
【详解】解:(1)坦克对地面的压力
F=G=400000N
对地面的压强
(2)由题知,坦克在深为5m的河流中潜渡,顶部舱门高为2m,则在坦克顶部舱门受到水的压强
p'=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(5m-2m)=3×104Pa
答:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为1×105Pa;
(2)坦克在深为5m的河流中潜渡时,对水平河床有压力,则在坦克顶部舱门受到水的压强为3×104Pa。
6.一个薄壁容器的质量为2kg,放在水平桌面上与桌面的接触面积为,里面装有0.2m深的水。求水对容器底部的压力与压强。
【答案】80N;2000Pa
【详解】水对容器底部的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa水对容器底部的压力为
F=pS=2000Pa×4×10⁻2m2=80N
7.如图所示,冰墩墩保温水壶的质量是0.2kg,底面积是40cm2,内盛0.3kg的水,放置在面积为1m2的水平桌面中央,水壶壁厚度忽略不计,水壶底面全部与桌面接触,g取10N/kg。请你解答:
(1)此水壶对桌面的压强;
(2)若水深为12cm,水对水壶底部的压力大小。
【答案】(1)1250Pa;(2)4.8N
【详解】解:(1)此水壶对桌面的压力
F=G总=m总g=(0.2kg+0.3kg)×10N/kg=5N
此水壶对桌面的压强
(2)由题意可知,水的深度为
h=12cm=0.12m
水对水壶底部的压强
p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
水对水壶底部的压力大小为
F′=p′S=1200Pa×40×10﹣4m2=4.8N
答:(1)此水壶对桌面的压强为1250Pa;
(2)若水深为12cm,水对水壶底部的压力大小为4.8N。
8.“木桶理论”告诉我们,一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。如图所示,桶壁上最长的木板的竖直高度为0.8m,最短的木板的竖直高度为0.25m,桶底面积为,桶壁的厚度不计。求:(水的密度为,取10N/kg)
(1)桶装满水时,桶底受到水的压强。
(2)桶装满水时,桶底受到水的压力。
【答案】(1)
(2)100N
【详解】(1)桶装满水时,桶中水的深度等于最短木板的竖直高度,因此桶底受到水的压强
(2)由可知,桶底受到水的压力
9.如图所示,放在水平桌面上的容器,里边装有某种液体。液体的体积为。液体深度为0.5m,若容器重为30N,底面积为,容器底受到液体的压强为,(g取10N/kg)则:
(1)液体的密度;
(2)距容器液面深0.2m处A点的液体压强;
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
【答案】(1)1×103kg/m3
(2)2×103Pa
(3)2.5×104Pa
【详解】(1)液体密度为
(2)A点压强为
(3)液体的重力为
容器对桌面压强
10.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强控制在6.86×105Pa以内。闵行区交警大队集中开展道路交通安全百日整治专项行动,交警在某路段对一辆自重15t的六轴石料车进行稽查,该车的轮胎与地面接触的总面积约为0.8m2(设轮胎与地面的接触面积不变)。求:
(1)该车自身重力是多少?
(2)按照我国汽车工业的行业标准,这辆车最多装载货物重多少吨?
【答案】(1)1.47×105N
(2)41t
【详解】(1)已知车辆自重m=15t=1.5×104kg
该车自身重力
(2)载货车辆的最大重力
载货车辆的最大质量
则这辆车最多装载货物
11.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器足够高且置于水平桌面上,其底面积为2×10-2m2,内盛有体积为8×10-3m3的水。g=10N/kg。求:
(1)容器中水的质量m;
(2)容器底部受到水的压强p水。
【答案】(1)8kg;(2)4000Pa
【详解】解:(1)容器中水的质量为
m=ρV=1×103kg/m3×8×10-3m3=8kg
(2)容器中水的深度为
h=0.4m
则容器底部受到水的压强为
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa
答:(1)容器中水的质量为8kg;
(2)容器底部受到水的压强为4000Pa。
12.某品牌共享单车整车质量约为20kg,车停放在路边与地面的接触面积约为,求
(1)整车受到的重力?
(2)若车停放在路边时它对地面的压强为多少?()
【答案】(1)200N
(2)
【详解】(1)整车受到的重力
(2)若车停放在路边时它对地面的压力F=G=200N
它对地面的压强
13.在高速公路上,一些司机为了降低运营成本,肆意超载,带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强需控制在以内。有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际运营中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为,则:(g取10N/kg)
(1)这辆汽车对地面的压力是多少?
(2)这辆汽车对地面的压强是多少?是否超过行业标准?
(3)运用所学的物理知识说明超载的危害(说出一条即可)。
【答案】(1)1.2×105Pa
(2)106Pa,超过行业标准
(3)路面容易损坏
【详解】(1)这辆汽车对地面的压力等于其总重力,大小为
(2)这辆汽车对地面的压强为
所以超过行业标准。
(3)汽车超载时,对路面产生的压力增大,在受力面积不变时,对路面产生的压强增大,路面更容易损坏。
14.2020年11月10日,“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10000m。求:(海水密度用ρ=1×103kg/m3代替,g取10N/kg)
(1)潜水器成功坐底,受到海水的压强;
(2)此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到多大的海水压力;
(3)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于多少个标准大气压。
【答案】(1)
(2)
(3)1000个
【详解】(1)根据p=ρgh可得,潜水器成功坐底,受到海水的压强为
(2)根据可得,此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到的海水压力为
(3)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于受到的标准大气压的个数为
15.2019年4月15日,《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准正式实施.新国标规定:电动自行车最高时速不得超过,整车质量禁超,需有脚踏骑行能力。张老师家的电动车恰好符合标准,体重为的张老师从家骑车到距离学校上班,在平直公路上匀速行驶了,电动车与地面总接触面积是。取,通过计算回答:
(1)张老师骑车时的速度是多少?
(2)张老师骑车时,电动车对地面的压力是多大?
(3)张老师骑车行驶时,电动车对水平地面的压强多大?
【答案】(1)20km/h;(2)1200N;(3)1.2×105Pa
【详解】解:(1)张老师从家骑车到距离 10km 学校上班,在平直公路上匀速行驶了 0.5h ,张老师骑车时的速度是
v=
(2)张老师骑车时,电动车对地面的压力是
F=G总=m总g=(m车+m人)g=(55kg+65kg)×10N/kg=1200N
(3)张老师骑车行驶时,电动车对水平地面的压强为
p=1.2×105Pa
答:(1)张老师骑车时的速度是20km/h;
(2)张老师骑车时,电动车对地面的压力是1200N;
(3)张老师骑车行驶时,电动车对水平地面的压强为1.2×105Pa。
16.如图所示,一平底玻璃杯,重1N,底面积为2×10-3m2,内盛水重3N,杯内水深12cm,求:
(1)水对杯底的压强;
(2)杯对桌面的压强。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)水对杯底的压强
(2)杯对桌面的压力
杯对桌面的压强
答:(1)水对杯底的压强为;
(2)杯对桌面的压强为。
17.自行车是初中学生上下学重要的交通工具。质量为60kg的小梦同学骑一辆质量为15kg的自行车,非常方便的到达了学校,请解答下列问题:(g=10N/kg)
(1)若自行车每个轮胎与地面的接触面积为5×10-3m2,则小梦骑车时自行车对地面的压强是多少?
(2)若自行车在水平路面上匀速直线行驶,所受阻力为人与车总重的0.02倍,则自行车前进的动力为多少?
(3)若小梦在水平路段匀速骑行了2km,用时5min,求她该路段的骑行功率。
【答案】(1)7.5×104Pa;(2)15N;(3)100W
【详解】解:(1)小梦骑车时车对地面的压力大小等于人和车的重力大小
F=G总=G人+G车=(m人+m车)g=(60+15)kg×10N/kg=750N
受力面积大小
S=5×10-3m2×2=0.01m2
对地面的压强
(2)根据已知条件,自行车受到的阻力
f=0.02G总=0.02×750N=15N
自行车在水平路面上匀速直线行驶,受到平衡力的作用,所以自行车前进的动力
F动力=f=15N
(3)小梦在水平路段匀速骑行了2km,做的功
W=F动力s=15N×2×103m=3×104J
她该路段的骑行功率
答:(1)小梦骑车时自行车对地面的压强是7.5×104Pa;
(2)自行车前进的动力为15N;
(3)她该路段的骑行功率为100W。
18.2020年1月在青岛,中国海军迎来正式入列的首艘万吨大驱——055型驱逐舰南昌舰舰艇,此舰艇为海洋国土安全保驾护航。据外网消息,它的最大排水量为1.3×104t。如图所示,(ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)该舰艇最大排水重为多少N?静止在海面上时排开海水的最大体积是多少m3?
(2)水面下10m处的舰体受到海水的压强为多少Pa?
【答案】(1)1.3×108N;1.3×104m3;(2)1.0×105Pa
【详解】解:(1)该舰艇最大排水重为
G排= m排g=1.3×107kg×10N/kg=1.3×108N
静止在海面上时排开海水的最大体积是
V排==1.3×104m3
(2)压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa
答:(1)该舰艇最大排水重为1.3×108N;静止在海面上时排开海水的最大体积是1.3×104m3;
(2)水面下10m处的舰体受到海水的压强为1.0×105Pa。
19.金属块甲的密度为2.0×103千克/米3,体积为10-3米3,平底薄壁玻璃容器乙放在水平地面上,容器的底面积为2×10﹣2米2,容器内装有0.2米深的水。求:
(1)金属块甲的质量m甲;
(2)水对乙容器底部的压强p水;
(3)容器中,放入金属块后,容器对水平地面的压强变化量的变化范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)金属块甲的质量为
(2)水对乙容器底部的压强为
(3)若水没有溢出,则容器对水平地面的压强变化量最大为
原容器中水满时,排开水的重力为
则此时容器对水平地面的压强变化量最小为
则放入金属块后,容器对水平地面的压强变化量的变化范围为。
20.如图所示,学生课桌质量为8kg,桌子与水平地面有四个接触面,每个接触面的面积为4cm2;某同学将16kg的桶装水放在架子上置于桌面中央,放置好后,桶内水面距离出水口25cm。(水桶架质量忽略不计)。求:
(1)水对出水口的压强;
(2)课桌对地面的压强。
【答案】(1)2500Pa;(2)
【详解】解:(1)根据阿基米德公式可得,水对出水口的压强为
(2)课桌和水的质量为
由可得,课桌对地面的压强为
答:(1)水对出水口的压强为2500Pa;
(2)课桌对地面的压强为。
21.利用图所示装置将一正方体物件从河中打捞上岸。作业时,物件被以v=0.1m/s的速度竖直向上匀速吊离河中。以图甲所示位置为计时起点,物件竖直向上被吊离水面过程中的绳端拉力F与时间t的关系如图乙所示。忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,已知河水的密度ρ=1.0×103kg/m3,则:
(1)物体所受到的重力多大?
(2)图甲所示位置时,河水对物件上表面的压力多大?
【答案】(1)40000N;(2)
【详解】解:(1)由根据物件的运动情况及图乙可知,物件在第30s时,物件刚好完全吊离水面。物件离开水面后,绳端的拉力F=20000N,有两股绳,所以物重
G=2F=2×20000N=40000N
(2)由根据物件的运动情况及图乙可知,物件在第20s时,其上表面刚好出水面,在第30s时,物件刚好完全吊离水面。图甲所示位置时,上表面到水面的距离
h=νt1=0.1m/s×20s=2m
水对物件上表面的压强
物件的棱长
物件上表面的面积
物件在图甲位置时,河水对其上表面的压力
答:(1)物体所受到的重力40000N;
(2)图甲所示位置时,河水对物件上表面的压力。
22.如图所示容器重2N,放在水平桌面上,与桌面的接触面积为5cm2。往盏中倒入0.6N水时,水深3cm。(g取10N/kg;)求:
(1)水对容器底的压强p1;
(2)容器底对水平桌面的压力F;
(3)容器底对水平桌面的压强p2.
【答案】(1)300Pa
(2)2.6N
(3)5200Pa
【详解】(1)水对盏底的压强
(2)盏底对水平桌面的压力
F=G总=G容器+G水=2N+0.6N=2.6N
(3)盏底对水平桌面的压强
23.一个质量为50kg的人骑着电动车在水平路面上匀速行驶,电动车的有关数据如下表所示:
电动车净重
50kg
行驶中轮胎与地面的总接触面积
0.01m2
车轮直径
0.42m
轮胎承受最大气压
3×105Pa
匀速行驶过程中的摩擦力
总重力的0.02倍
求:(1)此人骑着电动车匀速直线行驶时,电动车受到向前的动力是多少?
(2)电动车在行驶过程中对地面的压强是多少?
【答案】(1)20N;(2)
【详解】解:(1)电动车的重力
G车=m车g=50kg×10N/kg=500N
人的重力
G人=m人g=50kg×10N/kg=500N
因为电动车匀速行驶,电动车受到向前的动力和地面对车的摩擦力是平衡力,由二力平衡的条件可知,电动车受到向前的动力
F=f=0.02G=0.02×(G车+G人)=0.02×(500N+500N)=20N
(2)电动车对水平路面的压力是
F=G车+G人=500N+500N=1000N
电动车对地面的压强是
答:(1)人骑着电动车匀速直线行驶时,电动车受到向前的动力是20N;
(2)电动车在行驶过程中对地面的压强是。
24.如图所示为蛟龙AG600水陆两栖飞机,被誉为国之重器,AG600主要用于森林灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落。AG600空载时质量为30t,最多可储水10t,停在停机坪时靠3个小轮即可支撑,每个轮子的受力面积仅为0.01m2,求:
(1)空载静止于水平地面上时,对水平地面的压强为多少?
(2)AG600储满水后满载漂浮于水面,此时排开水的体积多大?
【答案】(1)1×107Pa;(2)40m3
【详解】(1)飞机空载静止于水平地面上时,飞机的总质量是30t,飞机受到的重力
飞机对地面的压力
在地面时,三个轮子支撑飞机,每个轮子的受力面积仅为0.01m2,那么总受力面积
根据压强公式可知,对水平地面的压强
对水平地面的压强是1×107Pa。
(2)AG600空载时质量为30t,最多可储水10t,这些水的重力
AG600储满水后,其总重力
由于该飞机是漂浮于水面,根据物体的浮沉条件可知,漂浮时,物体受到的浮力大小等于重力大小,即
根据阿基米德原理的公式可知,此时排开水的体积
此时排开水的体积是40m3。
答:(1)空载静止于水平地面上时,对水平地面的压强为1×107Pa;
(2)AG600储满水后满载漂浮于水面,此时排开水的体积是40m3。
25.某足够高的薄壁圆柱形容器中盛有一定量的液体,静止在水平地面上。
(1)若容器内盛有2×10-3米3的酒精,求酒精质量m酒;(ρ酒=0.8×103千克/米3)
(2)若容器内盛有0.2米深的水,求水对容器底部的压强p水;
(3)若容器中所盛液体的质量、体积分别为m、2V,把另一质量、体积分别为2m、V的金属圆柱体放入液体中,如图所示。液体对容器底部的压强变化量为Δp液、容器对水平地面的压强变化量为Δp容,求Δp液:Δp容的值。
【答案】(1)1.6 kg
(2)1960 Pa
(3)
【详解】(1)酒精质量为
m酒=ρ酒V酒=0.8×103kg/m3×2×10-3m3=1.6kg
(2)水对容器底部的压强为
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m =1960Pa
(3)容器的底面积为S,液体对容器底部的压强变化量为
Δp液=ρ液gΔh液=ρ液g=g=
容器对水平地面的压强变化量为
Δp容==
Δp液:Δp容的值为
26.如图“海斗号”是我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器。“海斗号”总质量为35t,体积为,若它某次在10分钟内从水面下潜到8400m的深度处作业。(,g取)
(1)该潜水艇下潜时的平均速度是多少;
(2)下潜到8400m的深度时,潜水器受到海水的压强;
(3)该潜水艇下潜到8400m后打开探照灯,摄像头通过观测孔了解8000m处深海的秘密,假设观测孔的面积为,求此时观测孔所受海水压力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)该潜水艇下潜时的平均速度是
(2)下潜到8400m的深度时,潜水器受到海水的压强为
(3)此时观测孔所受海水压力的大小为
27.一辆坦克要过一条封冻的河。已知河的冰面所能承受的最大压强是,该坦克的质量为28t,—条履带与冰面的接触面积为,则:
(1)坦克能否从冰面上安全通过?(g取10N/kg)
(2)若能安全通过,最多还可以加载多少千克的装备?
【答案】(1)能从冰面上安全通过;(2)2.1104kg
【详解】(1)坦克对冰面的压力
坦克履带与冰面的接触面积为
坦克对冰面的压强
由于
所以,坦克能从冰面上安全通过。
(2)冰面能承受的最大压力
坦克和装备的最大重力
坦克和装备的最大质量
装备的质量
答:(1)坦克能从冰面上安全通过;
(2)若能安全通过,最多还可以加载2.1104kg千克的装备。
28.如图所示,密度为0.5×103千克/米3的木块甲,体积为6×10-3米3。薄壁柱形容器乙内装满水,水深0.4米。求:
(1)木块甲的质量m甲;
(2)水对乙容器底部的压强p水;
(3)若甲的底面积为2S,乙的底面积为S,现将体积为4×10-3米3的物块A,先后放在甲中央和浸没在乙容器的水中,恰能使甲对地面的压强变化量与乙容器对地面的压强变化量相等,求物块A的密度ρA。
【答案】(1)3千克
(2)3920帕
(3)2×103千克/米3
【详解】(1)木块甲的质量为
(2)水对乙容器底部的压强为
(3)由题意可知,将物体A放在甲中央,甲对地面的压强变化量为
薄壁柱形容器乙内装满水,将物体A浸没在乙容器的水中,乙对地面的压强变化量为
甲对地面的压强变化量与乙容器对地面的压强变化量相等,即
解得:,即
将物体A浸没在乙容器的水中时,排开水的体积等于物体A的体积,则
29.停在水平地面上的汽车质量为2400kg,轮胎与地面接触面积共为0.12m2.求:
(1)汽车所受重力;
(2)汽车对地面压强。
【答案】(1)2.4×104N;
(2)2×105Pa
【详解】(1))汽车所受重力为
(2)汽车对地面压强为
30.如图(a)所示,正方体甲放在水平地面上,对地面的压强为3920帕。足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,如图(b)所示,该容器的底面是一个正方形。
(1)若正方体甲的底面积为,求正方体对水平地面的压力。
(2)若容器乙中水的深度为0.1米,求水对容器底部的压强。
(3)将正方体甲浸没在容器乙的水中,水对容器底部的压强增加量为245帕,容器对水平地面的压强增加量为980帕。求:
①正方体甲的密度;
②容器乙的底面积。
【答案】(1)78.4N
(2)980Pa
(3)①4×103kg/m3,②0.04m2
【详解】(1)根据得,正方体对水平地面的压力为
(2)水对容器底部的压强
(3)将正方体甲浸没在容器乙的水中,水对容器底部的压强增加值﹣﹣﹣﹣①
容器对地面的压强增加值﹣﹣﹣﹣②
由①:②可得
则
解得
由得,甲的高度为
甲浸没在容器乙的水中,水的深度升高
容器乙的底面积
31.将某种金属材料制成的空心的长方体工件放置在水平地面上,如图甲所示。该工件底部是面积为100cm2的正方形,工件空心部分的内空横截面积为50cm2。现将该工件沿水平方向截去一部分,剩余部分对地面的压强p与截去部分的高度之间的关系如图乙所示。求:
(1)当时,剩余部分对地面的压力;
(2)该金属材料的密度;
(3)若将截去部分平移至水平地面上,请通过计算判断截去部分对地面的压强是否有可能等于剩余部分对水平地面的压强。如果可能,请通过计算求出的值,如果不可能,请通过计算加以说明。
【答案】(1)72N
(2)8×103kg/m3
(3)见解析
【详解】(1)由图,当Δh1=6cm,此时剩余部分对地面的压强为,剩余部分对地面的压力为
(2)由图乙知道,当Δh2=20cm时压强变为零,故工件截取前高度为20cm,当Δh3=16cm,余下4cm,此时剩余部分刚好是实心,剩余部分对地面的压强为,剩余部分体积
剩余部分重力
剩余部分质量
该金属材料的密度为
(3)由图乙可知,截去高度为6cm以后,压强变化与0~6cm不同,说明6cm时刚为空心;截去高度为16cm以后,压强变化与6~16cm不同,且6~16cm变化规律相同,说明16cm时,空心部分刚好截完,则空心部分高度为
空心部分体积为
当Δh≤6cm,若p切=p剩,则
解得Δh=7.5cm,故舍去。
若16≤Δh≤20cm,若p切=p剩,则
解得Δh=12.5cm,故舍去。
若6cm<Δh<16cm,若p切=p剩,则
解得Δh=4cm,故舍去。
综上:若将截去部分平移至水平地面上,截去部分对地面的压强不可能等于剩余部分对水平地面的压强。
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