内容正文:
第3节 压强
第4节 空间探索
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 压力的作用效果 1
题型2 增大或减小压强的方法 4
题型3 液体压强 7
题型4 火箭的工作原理 10
【能力培优练】 14
【链接中考】 24
【重难题型讲解】
题型1 压力的作用效果
一、压力的作用效果
1. 压力
1) 定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力
2) 压力产生的条件:只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力
3) 方向:压力的方向与受力物体的表面即支撑面垂直且指向被压物体
4) 大小:压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关
2. 影响压力作用效果的因素
1) 比较1组和2组,结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
2) 比较2组和3组,结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
二、压强
1. 定义:单位面积受到的压力叫压强
2. 公式:通常用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,那么
3. 单位:国际单位制中,压强的单位是“帕斯卡”,简称帕(Pa)。
4. 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
5. 对压强计算公式的理解
1) 公式无论对于固体、液体还是气体产生的压强都普遍适用
2) 公式中的受力面积S是指两个物体相互接触的那部分面积,而并不一定是受压物体的表面积
3) 应用公式计算时,力的单位要用牛,面积的单位要用平方米,压强的单位要用帕
【典例1-1】(2024秋•鄞州区校级期末)缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力变小 B.压力变大 C.压强变小 D.压强变大
【解答】解:从揉团到压扁过程中,烧饼的质量不变,重力不变,则对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据p可知,对桌面的压强变小。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
跟踪训练1(2024秋•鄞州区校级期末)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的,将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1:p2:p3=2:3:6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50cm2,求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
【解答】解:(1)G=mg=1.5kg×10N/kg=15N。
(2)空心砖放在水平地面上,压力F=G=15N,接触面积S=50cm2=5×10﹣3m2;
压强。
(3)根据压强公式可知,空心砖平放、侧放、竖放于水平地面上时,物体对地面压力相等,接触面积之比等于压强的反比,故三个面积之比为3:2:1;竖放时面积为50cm2,则侧放面积为100cm2,平放面积为150cm2,但平放时底面有的面积是空心孔,故整个底面(含空心孔)的面积为,整个砖块(含空心孔)的体积为V=abc
空心部分占了,故材料部分体积为1000cm3750cm3;
空心砖块材料的密度为:。
答:(1)空心砖的重力为15N;(2)空心砖竖放时对水平地面的压强为3000Pa;(3)空心砖的材料的密度为2g/cm3。
跟踪训练2(2024秋•宁波校级月考)某科技小组用如图所示装置探究“物体处于平衡状态时支持力跟拉力的关系”。他们将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个边长为10cm、质量为1.6kg的正方体合金块放置在电子秤托盘中央,合金块系有细线,用数字测力计沿竖直方向向上拉合金块,下列判断正确的是(g取10N/kg)( )
A.合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对平衡力
B.当数字测力计拉力为4N时,合金块在两个力的作用下平衡
C.当数字测力计拉力为4N时,合金块受到电子秤的支持力为20N
D.当数字测力计拉力为14.5N时,合金块对电子秤产生的压强为1.5×102Pa
【解答】解:A、合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对相互作用力,故A错误;
B、合金块受到3个力的作用:重力G、拉力F拉、支持力F支,当数字测力计拉力为4N时,支持力为:F支=G﹣F拉=mg﹣F拉=1.6kg×10N/kg﹣4N=12N,合金块在三个力的作用下平衡,故B错误;
C、当数字测力计拉力为4N时,支持力为:F支=G﹣F拉=mg﹣F拉=1.6kg×10N/kg﹣4N=12N,故C错误;
D、当数字测力计拉力为14.5N时,合金块对电子秤产生的压力为:F压=F支=G﹣F拉=16N=14.5N=1.5N,合金块的面积为:S=(10cm)2=100cm2=0.01m2,压强为:p1.5×102Pa,故D正确。
故选:D。
题型2 增大或减小压强的方法
1. 增大压强的方法
1) 保持受力面积不变,增大压力
2) 保持压力不变,减小受力面积
3) 同时增大压力和减小受力面积
2. 减小压强的方法
1) 保持受力面积不变,减小压力
2) 保持压力不变,增大受力面积
3) 同时减小压力和增大受力面积
【典例2-1】(2024秋•余姚市期中)为了说明骑电动车要戴安全头盔的重要性,小科同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲,乙分别固定在垫有海绵的基座上。在鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用相同的力分别敲击(如图所示)。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列叙述不正确的是( )
A.要提高实验的可靠性,还需多次实验
B.敲击时鸡蛋甲上部受到的压强比乙小
C.垫有海绵的基座可以减小受力面积
D.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
【解答】解:A.为了使实验更具有普遍性,可以通过多次实验来寻找普遍规律,所以要提高实验的可靠性还需多次实验,故A正确;
BC.放上海绵基座后,鸡蛋上方的受力面积增大了,在压力一定时,鸡蛋受到的压强减小了,所以敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙小,故B正确、C错误;
D.鸡蛋乙被敲碎,说明力能改变物体的形状,故D正确。
故选:C。
跟踪训练1 (2024秋•海曙区校级期中)新型膨胀式安全带(如图)紧缚力达到一定的值,藏在安全带里的气囊就会快速充气,迅速形成气囊袋,对驾乘人员起到更好的保护作用。下列关于膨胀式安全带说法正确的是( )
A.该安全带会使人的惯性减小
B.该安全带可以使人所承受的力减小
C.当车加速时,该安全带就会自动充气
D.该安全带充气后增大与人体的接触面积,减小压强,可避免人员被勒伤
【解答】解:A、惯性大小只和质量有关,故系安全带不会改变车及人的惯性,故A错误;
B、该安全带不能使人所承受的力减小,故B错误;
C、由题意“紧缚力达到一定的值,藏在安全带里的气囊就会快速充气,迅速形成气囊袋”,而不是当车加速时,该安全带就会自动充气,故C错误;
D、该安全带充气后增大与人体的接触面积,在压力一定时,增大受力面积,可减小压强,从而避免人员被勒伤,故D正确。
故选:D。
跟踪训练2 (2024•余姚市校级四模)下列描述中错误的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力
D.图丁,高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
【解答】解:A、铁轨下铺设枕木是为了增大受力面积达到减小压强的效果,不符合题意;
B、高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,是为了减小受力面积达到增大压强的效果,不符合题意;
C、列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力,不符合题意;
D、高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大受力面积达到减小压强的效果,符合题意。
故选D。
题型3 液体压强
1. 液体压强产生的原因:由于液体受到重力作用,并且具有流动性,因此,液体内部向各个方向都有压强
2. 液体压强的特点
1) 液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强
2) 液体的压强随深度的增加而增大
3) 在同一深度,液体向各个方向的压强相等
4) 不同液体的压强还跟液体的密度有关。在同一深度,液体的密度越大,该处的压强也越大
3. 液体压强的公式
式中p为液体的压强,ρ为液体的密度,g = 9.8 N/kg,h为液体的深度
4. 两公式的区别与联系
1) 是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体,还是气体都是适用的
2) 是通过公式推导出来的,只适合于计算液体和特殊固体的压强,推导过程如下:
【典例3-1】(2025•鹿城区二模)如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
【解答】解:A、将水换成等体积酒精,由于容器的底面积相同,则液面的深度相同,橡皮膜所处的深度不变,由于酒精的密度小于水的密度,根据p=ρgh可知,压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故A不符合题意;
B、往容器中增加水量,橡皮膜所处的深度增加,根据p=ρgh可知,压强会变大,橡皮燥凸起程度变大,故B符合题意;
C、换成横截面积更大的容器,液体的体积不变,根据V=Sh可知,液面深度会减小,根据p=ρgh压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故C不符合题意;
D、转动容器使侧孔朝左,橡皮膜所处的深度不变,液体密度不变,则压强不变,橡皮膜凸起程度不变,故D不符合题意。
故选:B。
跟踪训练1 (2025春•浙江月考)学习“液体压强”时,老师展示了如图所示的实验,观察到Sa小于Sb,下课后,小科用同一个矿泉水瓶,将它垫高后做了同样的实验。
(1)在其他条件都不变时,小科将木板向右移到图中虚线位置,A、B孔中的水流落在虚线处木板上的最远距离用Sa′和Sb′,则Sa′和Sb′的大小关系是Sa′大于Sb′。
(2)小科观察到的实验现象是否合理? ,请说出你的理由 。
【解答】解:根据题意,其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,左侧仍在瓶子下方;根据图中木板与水流轨迹的交点可知,水流落在虚线处木板上的最远距离sa′大于sb′;
根据转换法知,通过喷射的距离显示速度,必须控制下落的时间相同,由于图中下落高度不同,下落的时间不同,则不能通过喷射距离显示速度,间接显示液体压强的大小,故小科观察到的实验现象不合理。
故答案为:(2)不合理;没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究液体压强与深度关系。
跟踪训练2 (2024春•西湖区期末)如图所示,两只容器分别盛有相同高度的浓盐水和水,在①、②、③三点处,液体产生的压强( )
A.①处最大 B.②处最大
C.③处最大 D.①②③三处一样大
【解答】解:由图可知,①、②、③三点处,液体的深度关系:h1<h2=h3,
因为浓盐水的密度大于水的密度,所以由p=ρ液gh可知三处液体产生的压强关系:p1<p2、p2>p3,
即②处液体产生的压强最大,故B正确。
故选:B。
题型4 火箭的工作原理
一、飞驰的气球
1.如图所示,把吸管穿在细绳上,把细绳拉紧,并用胶带把气球粘在吸管上。
2.把气球吹大,用手捏紧气球的吹气口。
3.将另一只手放在吹气口的右方,松开吹气口,观察气球的运动情况,感受气球喷出的空气所产生的力。
4.重复步骤2和3。
5.分析气球运动的动力来源。
二、火箭的原理
实验表明,推动气球向前运动的动力来自气球内向后喷出的气体。因为物体间力的作用是相互的,气球给其内部的气体施加一个作用力使之向后喷出的同时、喷出的气体也给气球施加一个反作用力,这个反作用力推动气球前进
火箭的工作原理与气球非常相似,它也是借助释放气体的反作用力向前运动。由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体,这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时,就会产生一个反作用力,这个反作用力推动火箭向前运动
一枚火箭携带的燃料有限,燃料耗尽后燃料仓变空。空的燃料仓若不被扔掉,就会成为火箭后续飞行的负担:如果把火箭中变空的燃料仓分离出来扔掉,可以使火箭飞得更高、更远。为此,科学家研制出多级火箭。
【典例1-1】(2024秋•浙江月考)某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭(如图甲),并进行飞行高度测试,水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面,用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,水向下喷出,水火箭就接近竖直向上飞。
(1)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度。可以转换为测量 来间接反映这个高度。该实验需要的测量工具是 。
(2)如图丙所示,小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞,到C处达到最高点,照相机每隔0.2s曝光一次,从拍摄的照片可以看出,水火箭运动情况是 (选填“匀速直线运动”或“变速直线运动”)。
(3)以下是水火箭的部分评价量表
评价指标
优秀
合格
待改进
功能性
火箭能顺利升空,在空中的上升时间t≥6s
火箭能顺利升空,在空中的上升时间3s≤t≤6s
火箭能顺利升空,在空中的
上升时间t<3s或不能升空
图丁是小组同学实验时水火箭的速度和在空中的上升时间的关系,请结合评价量表的功能性指标,对该水火箭评价并说明理由 。
【解答】解:(1)可以用秒表测量上升时间或上升与下落总时间,根据时间估计上升高度。
(2)如图丙所示,因照相机每隔0.2s曝光一次,从他拍下的照片可以看出,在水火箭在做变速直线运动,其理由是:在相同时间内通过的距离不同,根据v知,水火箭在做变速直线运动;
(3)读图丁可以知道,火箭上升时间为8s,属于优秀档次。
故答案为:(1)水火箭竖直上升到最大高度的时间(或水火箭从发射到落地时间);秒表;(2)变速直线运动;(3)优秀,因为水火箭在空中飞行的时间等于8s。
跟踪训练1(2024•杭州模拟)小高将制作好的水火箭竖直立于地面如图甲所示,用打气筒向瓶内打气,瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。如图乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像(不考虑空气阻力,t1时刻水火箭中的水恰好喷完)下列说法正确的是( )
A.t2与t3时刻机械能的大小相等
B.图乙中水火箭达到最高点的时刻是t1
C.水火箭发射后受到平衡力的时刻是t2
D.水火箭向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力小于水对它向上的作用力
【解答】解:A、下降过程中,不考虑空气阻力,所以机械能守恒,故A正确;
B、上升过程中,水火箭的高度变大,速度减小,水火箭的动能转化为重力势能,在上升过程中,速度减小到零的时候,水火箭到达最高点,水火箭到达最高点的时刻不是t1,故B错误;
C、在上升过程中,水火箭的速度大小发生变化,运动状态发生改变,故C错误;
D、发射时,瓶内高压气体对水做功,水向下喷出,水火箭给水一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,喷出的水对水火箭有向上的推力,这是一对相互作用力,两个力大小相等,故D错误。
故选:A。
跟踪训练2将制作好的水火箭竖直立于地面如图甲所示。用打气筒向瓶内打气,瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。如图是水火箭发射后的速度随时间变化的图象(不考虑空气阻力,t1时刻水火箭中的水恰好喷完)
(1)图乙中水火箭达到最高点的时刻是 ,水火箭发射后受到平衡力的时刻是 (均选填“t1”或“t2”或“t3”)。
(2)t2与t3时刻机械能的大小关系是t2 t3(选填“>”或“=”或“<”)。
【解答】解:(1)由图可知,0~t1时间段内,水火箭的速度逐渐增大,说明推力大于重力;
t1~t2时间段内,水火箭的速度逐渐减小,向上减速因为火箭具有惯性;
t2~t3时间段内,水火箭向下做自由落体运动,速度逐渐增大,当t3时刻时,火箭与地面接触静止,火箭受到地面的支持力等于自身重力,处于平衡状态。
t2时刻速度为零,t2之后速度方向相反,说明水火箭开始向下运动,所以t2时刻水火箭升到最高点。
(2)不考虑空气阻力,t2~t3时间段内,水火箭由最高点下落,做自由落体运动,重力势能转化为动能,机械能总量不变。
故答案为:(1)t2;t3;(2)=。
【能力培优练】
1. (2024秋•宁波期末)如图所示一个重为G1的杯子中装有重为G2的水,静止在水平桌面上。水对杯底的压力为N1杯子对桌面的压力为N2桌子对杯子的支持力为N3则下列判断正确的是( )
A.N1=G2
B.G1+G2>N2
C.N1与N3是一对平衡力
D.N2与N3是一对相互作用力
【解答】解:由于容器不规则,口大底小,则水对容器底的压力小于水的重力,即N1<G1;
杯子对桌面的压力等于杯子和水的总重力,即N2=G1+G2;
杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力是一对相互作用力,二者大小相等,即N2=N3;
A、N1与G2大小不相等;故A错误;
B、G1、G2之和与N2大小相等,故B错误;
C、N1与N3大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D、N2与N3是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
2. (2024秋•慈溪市期末)如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a,b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出
B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a,b两孔都有水射出
D.a,b两孔都没有水射出
【解答】解:如图;设玻璃管内水位处为c处,瓶内密闭空气的压强为P。
在拔掉塞子前,玻璃管内的水由于受到大气压的作用,和瓶内的压强达到平衡状态;
而瓶内c处受到的压强为 瓶内密闭气体的压强和c处液体压强的和,即Pc=P大气压=P+ρ水ghc;
而a处的压强,Pa=P+ρ水gha<P+ρ水ghc=Pc=P大气压,
同理,可知:Pb=P+ρ水ghb>P+ρ水ghc=P大气压;
因此拔掉塞子a、b后,a处压强小于大气压,会吸入空气,而b处压强大于大气压,会喷出水来。
故选:B。
3. (2024秋•海曙区期末)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙,F甲<F乙 B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
【解答】解:由题意可知,两液体的质量、深度、容器的底面积相等,
由图可知,甲容器内液体的体积小于乙容器内液体的体积,
由ρ可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,故AC错误;
由F=pS=ρghS可知,甲液体对容器底部的压力大于乙,即F甲>F乙,故B错误、D正确。
故选:D。
4. (2024秋•余姚市期末)如图所示,容器重为G1,放在水平桌面上,容器内盛有重为G2的液体。若用N1表示容器对桌面的压力,N2表示液体对容器底的压力,则N1和N2应满足( )
A.N1=G1+G2,N2=G2 B.N1>G1+G2,N2>G2
C.N1<G1+G2,N2=G2 D.N1=G1+G2,N2>G2
【解答】解:设容器内液体的深度为h,容器的底面积为S;
那么液体对容器底的压强为:P=ρgh;
液体对容器底的压力为:N2=PS=ρghS>ρgV液=G2,即 N2>G2;
容器对桌面的压力为液体和杯子的总重,即:N1=G1+G2;
故选:D。
5. (2024秋•江北区校级期中)如图所示,两手指用力压住铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.左边手指受到的压力较大,两手指受到的压强相同
B.右边手指受到的压力较大,两手指受到的压强相同
C.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大
D.两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强较大
【解答】解:
(1)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,所以这两力也相等。由此可知:两手指受到的铅笔的压力相同。
(2)由于铅笔的两端的受力相同,右边的受力面积小,由p可知右边手指受到的压强较大。
故选:D。
6. (2024秋•江北区校级期中)如图,甲、乙、丙三个质量和底面积均相同的容器,若容器中分别装入等高度的酒精、水和硫酸(液体均不溢出,ρ酒精<ρ水<ρ硫酸),三个容器底部都受到液体的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【解答】解:由题意可知,甲、乙、丙三个容器的底面积相同,且容器中分别装入等高度的酒精、水和硫酸,
因ρ酒精<ρ水<ρ硫酸,
所以,由p=ρ液gh可知,三液体对容器底部的压强关系为p酒精<p水<p硫酸,
由p的变形式F=pS可知,三个容器底部都受到液体的压力关系为F酒精<F水<F硫酸。
故选:C。
7. (2024•舟山模拟)如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F,向右缓慢地推木板,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、f 不变,p 变大
C.F 变小,p、f 变大 D.F、f 不变,p 变小
【解答】解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,用水平力F向右缓慢地推木板时,木板对桌面的压力F不变,故C错误;
因水平力F向右缓慢地推木板时,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小,
所以,由p可知,长木板对桌面的压强p变大,故AD错误;
(2)因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,
所以,水平力F向右缓慢地推木板时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变,故B正确。
故选:B。
8. (2024春•定海区期末)图像法是学习科学的有效方法,小舟同学所画图像中正确的是( )
A.图甲:小车惯性与行驶速度关系图
B.图乙:做匀速直线运动的小车,速度与时间的关系图
C.图丙:做匀速直线运动的小车,路程与时间的关系图
D.图丁:在压力一定时,压强与受力面积大小关系图
【解答】解:A、惯性是物体本身的一种属性,惯性只与物体的质量有关,物体惯性大小与运动速度无关,故A错误;
B、v﹣t图像上水平直线表示匀速直线运动,图乙表示做匀速直线运动的小车,速度与时间的关系,故B正确;
C、s﹣t图像上水平直线表示静止,而路程与时间关系图像应该是过原点的一条倾斜的直线,故C错误;
D、由可知,在压力一定时,压强与受力面积大小成反比,故D错误。
故选:B。
9. (2024春•柯桥区期末)如图所示的甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体,比较容器底受到的压强p甲和p乙,容器中的液体对底部的压力F甲和F乙的大小关系( )
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
【解答】解:由图知,液体的深度h甲<h乙,因为都是同一种液体,所以由p=ρgh可知乙容器底受到的压强大,即p甲<p乙;
由于两容器都是柱状容器,液体对容器底的压力等于自身的重力,而液体的质量相同,故对容器底部的压力相同,即F甲=F乙,故C正确;
故选:C。
10. (2024春•平湖市期末)小科参加“践行环保,绿色出行”的自行车环城活动(如图)。下列有关说法正确的是( )
A.以正在骑行的小石为参照物,路边的电线杆是静止的
B.坐垫较宽,是为了减小人对坐垫的压力,从而减小压强
C.车把手上的花纹是为了减小接触面积,从而增大摩擦力
D.用力捏刹车,是为了增大压力,从而增大摩擦力
【解答】解:A、以正在骑行的小石为参照物,路边的电线杆与小石之间的位置发生了变化,所以是运动的,故A错误;
B、将坐垫做的较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,但不能减小压力,故B错误;
C、车把手上的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故C错误;
D、用力捏刹车,是在接触面粗糙程度一定的情况下,增大压力,从而增大摩擦力,故D正确。
故选:D。
11. (2024春•上城区校级期中)鸡蛋是餐桌上的美食,高蛋白又廉价,以下有关鸡蛋的说法正确的是( )
A.生鸡蛋烧熟后更容易旋转,是因为惯性变小的缘故
B.手掌手指均匀握蛋很难捏碎,是因为受力面积大,所以鸡蛋受到压强小
C.鸡蛋静止摆放在水平桌面上,鸡蛋受到的支持力和鸡蛋的重力是一对相互作用力
D.把鸡蛋向碗边一撞就破了,是因为鸡蛋受到的撞击力比碗受到的撞击力更大
【解答】解:
A、生鸡蛋里面的蛋黄和蛋白是液体,转动之前处于静止状态,转动时,蛋壳虽然转动起来了,但是里面的液体却由于具有惯性要保持原来的静止状态,阻碍蛋壳的转动;熟鸡蛋里外是一体的,里面的蛋黄和蛋白不会阻碍蛋壳运动,所以更容易转动的是熟鸡蛋,故A错误;
B、根据p可知,在压力一定时,受力面积越大,压强越小,手掌用力握住熟鸡蛋,很难把蛋壳握破,这是因为手与蛋之间的接触面积大,压强小,故B正确;
C、鸡蛋静止摆放在水平桌面上,鸡蛋受到的支持力和鸡蛋的重力都作用在鸡蛋上,不是相互作用力,故C错误;
D、把鸡蛋向碗边一撞就破了,鸡蛋受到的撞击力与碗受到的撞击力是相互作用力,大小相等,故D错误。
故选:B。
12. (2024•西湖区校级模拟)甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,放置在水平桌面上。将质量不同(乙玻璃缸中的黄鸭质量大)的两只小黄鸭玩具轻轻放入其中,静止后如图所示,下列说法正确的( )
A.两个玻璃缸对水平桌面的压力相等
B.乙玻璃缸对水平桌面的压力大
C.甲玻璃缸内的水多,水对底部产生的压强大
D.乙玻璃缸内的鸭子质量大,水对底部产生的压强大
【解答】解:
AB、由于玩具鸭子漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可知:G物=F浮=G排,即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等,则整个装置的重力是相同的,对桌面的压力也是相同的,故A正确,B错误;
CD、甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,根据p=ρgh可知,水对缸底的压强相等,故CD错误。
故选:A。
13. (2023春•温州校级期中)学校要在绿面足球场上举办一场草地冰壶比赛,某学习小组想自制一款草地冰壶,请你帮助他们完善方案设计。
冰壶款式
质量/千克
底部与赛道总接触面积/厘米2
A款
1.8
300
B款
2.1
350
C款
2.4
320
(1)为了更好地制作合适的冰壶,学习小组做了市场调查,发现市面上主要有如图所示的两款冰壶。甲款底部为大理石材质,适合专业运动员在光滑的冰面上使用;乙款底部装有滚珠,则乙款更适合在粗糙的旱地赛道上使用的理由是 。
(2)学习小组用较光滑平整的塑料做底面,制得了三款冰壶,上表是它们的基本参数(表中各款冰壶与赛道的接触面材料相同)。为了尽可能降低冰壶对草皮的破坏,学习小组希望从中选出一款压强小且摩擦力小的冰壶作为比赛用具,请帮助学习小组选出最合适的一款(写出分析、计算过程) 。
(3)选出最合适的冰壶后,它在水平草地上滑行时受到的摩擦力有多大呢?请你设计简单实验进行测量(提供器材:弹簧测力计、绳子,其余材料自选) 。
【解答】解:(1)为了更好地制作合适的冰壶,学习小组做了市场调查,发现市面上主要有如图所示的两款冰壶。甲款底部为大理石材质,适合专业运动员在光滑的冰面上使用,此时摩擦力较小;乙款底部装有滚珠,是滚动摩擦,则乙款更适合在粗糙的旱地赛道上使用的,原因是压力相同的情况下,用滚动代替滑动可以减小摩擦;
(2)学习小组用较光滑平整的塑料做底面,制得了三款冰壶,上表是它们的基本参数(表中各款冰壶与赛道的接触面材料相同)。为了尽可能降低冰壶对草皮的破坏,学习小组希望从中选出一款压强小且摩擦力小的冰壶作为比赛用具,
A款,压力F=G=mg=1.8kg×10N/kg=18N,S=300cm2=0.03m2;
压强p600Pa;
B款,压力F=G'=m'g=2.1kg×10N/kg=21N,S'=350cm2=0.035m2;
压强p'600Pa;
C款,压力F''=G''=m''g=2.4kg×10N/kg=24N,S=320cm2=0.032m2;
压强p''750Pa;
压强较小的是AB,但A压力小,摩擦力小,故选:A。
(3)选出最合适的冰壶后,根据二力平衡,用绳子绑着A款冰壶,用弹簧测力计拉着冰壶在水平草地上匀速直线滑行时,读出弹簧测力计的示数F,即摩擦力大小。
故答案为:(1)压力相同的情况下,用滚动代替滑动可以减小摩擦;(2)A款,见解答;(3)用绳子绑着A款冰壶,用弹簧测力计拉着冰壶在水平草地上匀速直线滑行时,读出弹簧测力计的示数F,即摩擦力大小。
14. (2024秋•宁波校级期中)如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水继容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,目的是 ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(3)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
【解答】解:(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,是为了增大接触面粗糙程度来增大摩擦;
洒水车对水面地面的压强p,其中压力F等于洒水车本身的重力加水箱中水的重力,洒水车洒水作业过程中,水的重力减少,车对水平地面的压力减小,故洒水车对水平地面的压强变小;
(2)储水罐装满水时水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg;
储水罐装满水时水的重力:G水=m水g=8×103kg×10N/kg=8×104N;
车自身的质量:m车=4t=4×103kg;
车自身的重力:G车=m车g=4×103kg×10N/kg=4×104N;
车和水的总重:G总=G车+G水=4×104N+8×104N=1.2×105N;
洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力:F=G总=1.2×105N;
与地面的接触面积:S=6×1×103cm2=0.6m2;
对地面的压强:p2×105Pa;
(4)洒水车受到的阻力:f阻=0.05G总=0.05×1.2×105N=6×103N;
洒水车匀速行驶,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力:F牵引=f阻=6×103N;
故答案为:(1)增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力;变小;
(2)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为2×105Pa;
(3)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引时6×103N。
15. (2024秋•海曙区校级期中)带着移居火星生活,实现人类真正走出地球的梦想,“天问一号”火星探测器于2020年7月23日发射,历时10个月,于2021年5月15日成功在火星着陆。中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家!
(1)探测器软着陆是最难的,需要经历减速、悬停、着陆等阶段,期间探测器不断向下喷气,在9分钟内从2万多千米/小时的超高速,减速到零。如图为探测器悬停阶段,与其重力相平衡的力的施力物体是 。
(2)科学家还发现,跟地球上一样,在其他星球上,物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。下表为不同星球上g的大小。如果将体积为100cm3,密度为0.8g/cm3的物体带到火星上,则它在火星上受到的重力为多少牛?
星球
月球
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
g值大小
1.62
3.60
8.50
9.80
3.76
22.9
9.05
8.30
1.00
(3)着陆后,“祝融号”火星车从着陆器中驶出。已知火星车质量为240kg,共有6个车轮,若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10﹣3m2求“祝融号”对火星水平平整表面的压强。
【解答】解:(1)探测器悬停时,受到平衡力的作用,一个重力另一个水喷出去的气体对探测器的反作用力,它们是一对平衡力,故与其重力平衡的力施力物体是喷出去的气体;
(2)物体的质量m=Vρ=100cm3×0.8g/cm3=80g=0.08kg'
物体在火星上受到的重力G=mg=0.08kg×3.76N/kg=0.3008N;
(3)火星车的重力G1=m1g=240kg×3.76N/kg=902.4N,
祝融号对火星水平平整表面的压力F=G1=902.4N,
祝融号对火星水平平整表面的压强p2.256×105Pa;
故答案为:(1)喷出的气体;(2)在火星上受到的重力为0.3008N;(3)祝融号对火星水平平整表面的压强2.256×105Pa。
【链接中考】
16. (2023•杭州)澳洲沙漠里的魔蜥,头部有两个尖锐的刺,能在受到天敌攻击时保护自己,其原理是:刺的尖端 很小,能在防卫时产生很大的压强。魔蜥很多时候靠喝露水获得水分,沙漠空气中的水蒸气会在魔蜥冰冷的体表上 (填写物态变化名称)形成露水,露水通过魔蜥体表的沟槽流进其口中。
【解答】解:澳洲沙漠里的魔蜥,头部有两个尖锐的刺,能在受到天敌攻击时保护自己,因为刺的尖端受力面积很小,产生很大的压强;
沙漠空气中的水蒸气会在魔蜥冰冷的体表上液化形成露水。
故答案为:受力面积;液化。
17. (2023•浙江)甬舟铁路建成后将结束我市未通铁路的历史。2023年4月,甬舟铁路金塘海底隧道正式开工,是世界上最长的海底高铁隧道(如图)。
(1)目前从大桥通行两地约半小时。海底隧道建成后,全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花多少时间?
(2)海底隧道建设时需考虑海水压力的影响。据测算该隧道受到水的最大压强约为8.5×105帕,则隧道1米2需要承受水产生的最大压力为多少牛?
【解答】解:(1)根据速度公式v可得,
通过隧道需花时间t0.08h;
(2)根据压强公式p可得,
隧道1米2需要承受水产生的最大压力F=pS=8.5×105Pa×1m²=8.5×105N。
答:(1)通过隧道只需花时间0.08h;
(2)隧道1米2需要承受水产生的最大压力为8.5×105N。
18. (2023•衢州)2022年10月31日,我国组建完成的“天宫”空间站,是当今世界上第二个在轨实验室。航天员可乘坐飞船往返地球和空间站,开展科学实验。
(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出 性。
(2)神舟飞船返回舱结构呈钟形,稳定性好。返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧更是比背着大气层的一侧产生更多的热量,通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱 ,从而避免舱体受损。
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这个过程中返回舱受到的阻力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2,求此时返回舱对地面的压强。
【解答】解:(1)在空间站生长的水稻,在微重力环境中,由于没有受到竖直向下的重力,它不会像在地球上生长那样表现出向心性,所以会呈现“生长方向杂乱”的现象;
(2)由于返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧比背着大气层的一侧产生更多的热量,所以自转有利于返回舱各个面受热均匀,从而避免一侧产生热量过多,温度过高,舱体受损;
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这说明返回舱和降落伞受到的阻力大于返回舱和降落伞受到的总重力;
(4)返回舱的重力为:
G=mg=8000kg×10N/kg=80000Pa,
返回舱对地面的压力为:
F=G=80000N,
返回舱对地面的压强为:
p16000Pa。
故答案为:(1)向地;(2)受热均匀;(3)大于;(4)返回舱对地面的压强为16000Pa。
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第3节 压强
第4节 空间探索
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 压力的作用效果 1
题型2 增大或减小压强的方法 3
题型3 液体压强 5
题型4 火箭的工作原理 7
【能力培优练】 11
【链接中考】 16
【重难题型讲解】
题型1 压力的作用效果
一、压力的作用效果
1. 压力
1) 定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力
2) 压力产生的条件:只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力
3) 方向:压力的方向与受力物体的表面即支撑面垂直且指向被压物体
4) 大小:压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关
2. 影响压力作用效果的因素
1) 比较1组和2组,结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
2) 比较2组和3组,结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
二、压强
1. 定义:单位面积受到的压力叫压强
2. 公式:通常用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,那么
3. 单位:国际单位制中,压强的单位是“帕斯卡”,简称帕(Pa)。
4. 物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量
5. 对压强计算公式的理解
1) 公式无论对于固体、液体还是气体产生的压强都普遍适用
2) 公式中的受力面积S是指两个物体相互接触的那部分面积,而并不一定是受压物体的表面积
3) 应用公式计算时,力的单位要用牛,面积的单位要用平方米,压强的单位要用帕
【典例1-1】(2024秋•鄞州区校级期末)缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力变小 B.压力变大 C.压强变小 D.压强变大
跟踪训练1(2024秋•鄞州区校级期末)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的,将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1:p2:p3=2:3:6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50cm2,求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
跟踪训练2(2024秋•宁波校级月考)某科技小组用如图所示装置探究“物体处于平衡状态时支持力跟拉力的关系”。他们将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个边长为10cm、质量为1.6kg的正方体合金块放置在电子秤托盘中央,合金块系有细线,用数字测力计沿竖直方向向上拉合金块,下列判断正确的是(g取10N/kg)( )
A.合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对平衡力
B.当数字测力计拉力为4N时,合金块在两个力的作用下平衡
C.当数字测力计拉力为4N时,合金块受到电子秤的支持力为20N
D.当数字测力计拉力为14.5N时,合金块对电子秤产生的压强为1.5×102Pa
题型2 增大或减小压强的方法
1. 增大压强的方法
1) 保持受力面积不变,增大压力
2) 保持压力不变,减小受力面积
3) 同时增大压力和减小受力面积
2. 减小压强的方法
1) 保持受力面积不变,减小压力
2) 保持压力不变,增大受力面积
3) 同时减小压力和增大受力面积
【典例2-1】(2024秋•余姚市期中)为了说明骑电动车要戴安全头盔的重要性,小科同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲,乙分别固定在垫有海绵的基座上。在鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用相同的力分别敲击(如图所示)。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列叙述不正确的是( )
A.要提高实验的可靠性,还需多次实验
B.敲击时鸡蛋甲上部受到的压强比乙小
C.垫有海绵的基座可以减小受力面积
D.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
跟踪训练1 (2024秋•海曙区校级期中)新型膨胀式安全带(如图)紧缚力达到一定的值,藏在安全带里的气囊就会快速充气,迅速形成气囊袋,对驾乘人员起到更好的保护作用。下列关于膨胀式安全带说法正确的是( )
A.该安全带会使人的惯性减小
B.该安全带可以使人所承受的力减小
C.当车加速时,该安全带就会自动充气
D.该安全带充气后增大与人体的接触面积,减小压强,可避免人员被勒伤
跟踪训练2 (2024•余姚市校级四模)下列描述中错误的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力
D.图丁,高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
题型3 液体压强
1. 液体压强产生的原因:由于液体受到重力作用,并且具有流动性,因此,液体内部向各个方向都有压强
2. 液体压强的特点
1) 液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强
2) 液体的压强随深度的增加而增大
3) 在同一深度,液体向各个方向的压强相等
4) 不同液体的压强还跟液体的密度有关。在同一深度,液体的密度越大,该处的压强也越大
3. 液体压强的公式
式中p为液体的压强,ρ为液体的密度,g = 9.8 N/kg,h为液体的深度
4. 两公式的区别与联系
1) 是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体,还是气体都是适用的
2) 是通过公式推导出来的,只适合于计算液体和特殊固体的压强,推导过程如下:
【典例3-1】(2025•鹿城区二模)如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
跟踪训练1 (2025春•浙江月考)学习“液体压强”时,老师展示了如图所示的实验,观察到Sa小于Sb,下课后,小科用同一个矿泉水瓶,将它垫高后做了同样的实验。
(1)在其他条件都不变时,小科将木板向右移到图中虚线位置,A、B孔中的水流落在虚线处木板上的最远距离用Sa′和Sb′,则Sa′和Sb′的大小关系是Sa′大于Sb′。
(2)小科观察到的实验现象是否合理? ,请说出你的理由 。
跟踪训练2 (2024春•西湖区期末)如图所示,两只容器分别盛有相同高度的浓盐水和水,在①、②、③三点处,液体产生的压强( )
A.①处最大 B.②处最大
C.③处最大 D.①②③三处一样大
题型4 火箭的工作原理
一、飞驰的气球
1.如图所示,把吸管穿在细绳上,把细绳拉紧,并用胶带把气球粘在吸管上。
2.把气球吹大,用手捏紧气球的吹气口。
3.将另一只手放在吹气口的右方,松开吹气口,观察气球的运动情况,感受气球喷出的空气所产生的力。
4.重复步骤2和3。
5.分析气球运动的动力来源。
二、火箭的原理
实验表明,推动气球向前运动的动力来自气球内向后喷出的气体。因为物体间力的作用是相互的,气球给其内部的气体施加一个作用力使之向后喷出的同时、喷出的气体也给气球施加一个反作用力,这个反作用力推动气球前进
火箭的工作原理与气球非常相似,它也是借助释放气体的反作用力向前运动。由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体,这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时,就会产生一个反作用力,这个反作用力推动火箭向前运动
一枚火箭携带的燃料有限,燃料耗尽后燃料仓变空。空的燃料仓若不被扔掉,就会成为火箭后续飞行的负担:如果把火箭中变空的燃料仓分离出来扔掉,可以使火箭飞得更高、更远。为此,科学家研制出多级火箭。
【典例1-1】(2024秋•浙江月考)某校项目化实验小组利用可乐瓶等材料制作水火箭(如图甲),并进行飞行高度测试,水火箭的结构如图乙所示。将水火箭竖立于地面,用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,水向下喷出,水火箭就接近竖直向上飞。
(1)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度。可以转换为测量 来间接反映这个高度。该实验需要的测量工具是 。
(2)如图丙所示,小组同学用频闪照相机拍下了水火箭从A处起飞,到C处达到最高点,照相机每隔0.2s曝光一次,从拍摄的照片可以看出,水火箭运动情况是 (选填“匀速直线运动”或“变速直线运动”)。
(3)以下是水火箭的部分评价量表
评价指标
优秀
合格
待改进
功能性
火箭能顺利升空,在空中的上升时间t≥6s
火箭能顺利升空,在空中的上升时间3s≤t≤6s
火箭能顺利升空,在空中的
上升时间t<3s或不能升空
图丁是小组同学实验时水火箭的速度和在空中的上升时间的关系,请结合评价量表的功能性指标,对该水火箭评价并说明理由 。
跟踪训练1(2024•杭州模拟)小高将制作好的水火箭竖直立于地面如图甲所示,用打气筒向瓶内打气,瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。如图乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像(不考虑空气阻力,t1时刻水火箭中的水恰好喷完)下列说法正确的是( )
A.t2与t3时刻机械能的大小相等
B.图乙中水火箭达到最高点的时刻是t1
C.水火箭发射后受到平衡力的时刻是t2
D.水火箭向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力小于水对它向上的作用力
跟踪训练2将制作好的水火箭竖直立于地面如图甲所示。用打气筒向瓶内打气,瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。如图是水火箭发射后的速度随时间变化的图象(不考虑空气阻力,t1时刻水火箭中的水恰好喷完)
(1)图乙中水火箭达到最高点的时刻是 ,水火箭发射后受到平衡力的时刻是 (均选填“t1”或“t2”或“t3”)。
(2)t2与t3时刻机械能的大小关系是t2 t3(选填“>”或“=”或“<”)。
【能力培优练】
1. (2024秋•宁波期末)如图所示一个重为G1的杯子中装有重为G2的水,静止在水平桌面上。水对杯底的压力为N1杯子对桌面的压力为N2桌子对杯子的支持力为N3则下列判断正确的是( )
A.N1=G2
B.G1+G2>N2
C.N1与N3是一对平衡力
D.N2与N3是一对相互作用力
2. (2024秋•慈溪市期末)如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a,b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出
B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a,b两孔都有水射出
D.a,b两孔都没有水射出
3. (2024秋•海曙区期末)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙,F甲<F乙 B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
4. (2024秋•余姚市期末)如图所示,容器重为G1,放在水平桌面上,容器内盛有重为G2的液体。若用N1表示容器对桌面的压力,N2表示液体对容器底的压力,则N1和N2应满足( )
A.N1=G1+G2,N2=G2 B.N1>G1+G2,N2>G2
C.N1<G1+G2,N2=G2 D.N1=G1+G2,N2>G2
5. (2024秋•江北区校级期中)如图所示,两手指用力压住铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.左边手指受到的压力较大,两手指受到的压强相同
B.右边手指受到的压力较大,两手指受到的压强相同
C.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大
D.两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强较大
6. (2024秋•江北区校级期中)如图,甲、乙、丙三个质量和底面积均相同的容器,若容器中分别装入等高度的酒精、水和硫酸(液体均不溢出,ρ酒精<ρ水<ρ硫酸),三个容器底部都受到液体的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
7. (2024•舟山模拟)如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F,向右缓慢地推木板,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、f 不变,p 变大
C.F 变小,p、f 变大 D.F、f 不变,p 变小
8. (2024春•定海区期末)图像法是学习科学的有效方法,小舟同学所画图像中正确的是( )
A.图甲:小车惯性与行驶速度关系图
B.图乙:做匀速直线运动的小车,速度与时间的关系图
C.图丙:做匀速直线运动的小车,路程与时间的关系图
D.图丁:在压力一定时,压强与受力面积大小关系图
9. (2024春•柯桥区期末)如图所示的甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体,比较容器底受到的压强p甲和p乙,容器中的液体对底部的压力F甲和F乙的大小关系( )
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
10. (2024春•平湖市期末)小科参加“践行环保,绿色出行”的自行车环城活动(如图)。下列有关说法正确的是( )
A.以正在骑行的小石为参照物,路边的电线杆是静止的
B.坐垫较宽,是为了减小人对坐垫的压力,从而减小压强
C.车把手上的花纹是为了减小接触面积,从而增大摩擦力
D.用力捏刹车,是为了增大压力,从而增大摩擦力
11. (2024春•上城区校级期中)鸡蛋是餐桌上的美食,高蛋白又廉价,以下有关鸡蛋的说法正确的是( )
A.生鸡蛋烧熟后更容易旋转,是因为惯性变小的缘故
B.手掌手指均匀握蛋很难捏碎,是因为受力面积大,所以鸡蛋受到压强小
C.鸡蛋静止摆放在水平桌面上,鸡蛋受到的支持力和鸡蛋的重力是一对相互作用力
D.把鸡蛋向碗边一撞就破了,是因为鸡蛋受到的撞击力比碗受到的撞击力更大
12. (2024•西湖区校级模拟)甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,放置在水平桌面上。将质量不同(乙玻璃缸中的黄鸭质量大)的两只小黄鸭玩具轻轻放入其中,静止后如图所示,下列说法正确的( )
A.两个玻璃缸对水平桌面的压力相等
B.乙玻璃缸对水平桌面的压力大
C.甲玻璃缸内的水多,水对底部产生的压强大
D.乙玻璃缸内的鸭子质量大,水对底部产生的压强大
13. (2023春•温州校级期中)学校要在绿面足球场上举办一场草地冰壶比赛,某学习小组想自制一款草地冰壶,请你帮助他们完善方案设计。
冰壶款式
质量/千克
底部与赛道总接触面积/厘米2
A款
1.8
300
B款
2.1
350
C款
2.4
320
(1)为了更好地制作合适的冰壶,学习小组做了市场调查,发现市面上主要有如图所示的两款冰壶。甲款底部为大理石材质,适合专业运动员在光滑的冰面上使用;乙款底部装有滚珠,则乙款更适合在粗糙的旱地赛道上使用的理由是 。
(2)学习小组用较光滑平整的塑料做底面,制得了三款冰壶,上表是它们的基本参数(表中各款冰壶与赛道的接触面材料相同)。为了尽可能降低冰壶对草皮的破坏,学习小组希望从中选出一款压强小且摩擦力小的冰壶作为比赛用具,请帮助学习小组选出最合适的一款(写出分析、计算过程) 。
(3)选出最合适的冰壶后,它在水平草地上滑行时受到的摩擦力有多大呢?请你设计简单实验进行测量(提供器材:弹簧测力计、绳子,其余材料自选) 。
14. (2024秋•宁波校级期中)如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水继容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,目的是 ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(3)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
15. (2024秋•海曙区校级期中)带着移居火星生活,实现人类真正走出地球的梦想,“天问一号”火星探测器于2020年7月23日发射,历时10个月,于2021年5月15日成功在火星着陆。中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家!
(1)探测器软着陆是最难的,需要经历减速、悬停、着陆等阶段,期间探测器不断向下喷气,在9分钟内从2万多千米/小时的超高速,减速到零。如图为探测器悬停阶段,与其重力相平衡的力的施力物体是 。
(2)科学家还发现,跟地球上一样,在其他星球上,物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。下表为不同星球上g的大小。如果将体积为100cm3,密度为0.8g/cm3的物体带到火星上,则它在火星上受到的重力为多少牛?
星球
月球
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
g值大小
1.62
3.60
8.50
9.80
3.76
22.9
9.05
8.30
1.00
(3)着陆后,“祝融号”火星车从着陆器中驶出。已知火星车质量为240kg,共有6个车轮,若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10﹣3m2求“祝融号”对火星水平平整表面的压强。
【链接中考】
16. (2023•杭州)澳洲沙漠里的魔蜥,头部有两个尖锐的刺,能在受到天敌攻击时保护自己,其原理是:刺的尖端 很小,能在防卫时产生很大的压强。魔蜥很多时候靠喝露水获得水分,沙漠空气中的水蒸气会在魔蜥冰冷的体表上 (填写物态变化名称)形成露水,露水通过魔蜥体表的沟槽流进其口中。
17. (2023•浙江)甬舟铁路建成后将结束我市未通铁路的历史。2023年4月,甬舟铁路金塘海底隧道正式开工,是世界上最长的海底高铁隧道(如图)。
(1)目前从大桥通行两地约半小时。海底隧道建成后,全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花多少时间?
(2)海底隧道建设时需考虑海水压力的影响。据测算该隧道受到水的最大压强约为8.5×105帕,则隧道1米2需要承受水产生的最大压力为多少牛?
18. (2023•衢州)2022年10月31日,我国组建完成的“天宫”空间站,是当今世界上第二个在轨实验室。航天员可乘坐飞船往返地球和空间站,开展科学实验。
(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出 性。
(2)神舟飞船返回舱结构呈钟形,稳定性好。返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧更是比背着大气层的一侧产生更多的热量,通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱 ,从而避免舱体受损。
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这个过程中返回舱受到的阻力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2,求此时返回舱对地面的压强。
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