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第8讲 压力与压强 (建议用时:25 min)
一、选择题
1.如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是 ( )
第1题图
A.增大压强
B.减小压强
C.增大压力
D.减小压力
2.
如图为搭乘“天舟八号”前往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组合而成。将其放在地球水平桌面上,如图,对桌面压强最小的是 ( )
第2题图
3.如图是用于测量汽车轮胎内气体压强的胎压计,其数值的单位是“kg/cm2”,表示1厘米2的受力面积上,所受的压力大小相当于1千克物体的重力大小。若g取10牛/千克,则“1 kg/cm2”相当于( )
第3题图
A.1×102帕
B.1×103帕
C.1×104帕
D.1×105帕
4.已知正方体金属块的质量是正方体木块质量的4倍,金属块的边长是木块边长的2倍。小亮将金属块和木块分别放置在水平木板和海绵上,观察到木板和海绵的凹陷程度如图所示。金属块对木板的压力为F金,压强为p金,木块对海绵的压力为F木,压强为p木。下列说法正确的是 ( )
第4题图
A.p金=p木 B.p金<p木 C.F金<F木 D.F金=F木
二、填空题
5.(2025温州四地联考二模)科学小组为探究影响压力作用效果的因素,利用木板、铁钉、气球等器材自制了如图所示的装置。
第5题图
(1)用双手轻压两块木板,可以看到气球两边的形变程度不一样,这是在探究压力的作用效果与 的关系。
(2)利用此装置继续探究压力作用效果与压力大小的关系,前后两次用不同大小的力按压木板,通过比较 ,可得出结论。
6.一个装满书的箱子,用图示三种不同方式提起并保持静止。
第6题图
(1)图甲中绳子对手的拉力为F甲,图乙中绳子对手的拉力为F乙。则F甲 F乙(选填“>”“<”或“=”)。
(2)图乙和图丙中,图 中提箱子的方式对手的勒痕深一些,原因是 。
三、综合题
7.(2024舟山定海区期末)现代家具越来越重视“人体力学”的设计,如图a所示电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图b、c所示。下表中数据为重500牛的人使用电脑椅时的一些参数。(g取10牛/千克)
第7题图
椅子的质量/千克
10
每个轮子的受力面积/厘米2
4
人端坐在椅子上时对座垫的受力面积/厘米2
800
人端坐在椅子上时对座垫的压力/牛
320
人向后靠时对座垫的压强/帕
2 000
(1)椅子脚上装有轮子的作用是 。
(2)没人坐在椅子上时,求椅子对地面的压力。
(3)计算人端坐在椅子上时对座垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因。
8.如图,质量分布均匀的长方体重物A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB,且SA>SB,将它们放在水平面上,它们对地面的压强相等。现水平割去上半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为pA和pB,对地面的压力分别为FA和FB,下列物理量大小比较的关系正确的是 ( )
第8题图
A.FA<FB
B.pA>pB
C.ρA>ρB
D.切割前后A、B对地面的压强均不变
9.灰泥被称为建筑用“胶”,它能将墙砖粘合在一起,密度为2.2×103千克/米3。若每块砖的厚度是7厘米,密度为2.4×103千克/米3,砖缝间建筑用胶的厚度为1厘米。为了保证安全,墙体对墙基的压强不得超过4.9×105帕,那么,该墙的高度不得超过 米。(g取10牛/千克,不考虑大气压强,计算结果保留两位小数)
第9题图
10.[数据收集]近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9厘米2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100厘米2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30千克。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10牛/千克,求:
第10题图
(1)该东北虎一只脚印的面积。
(2)该东北虎的质量。
参考答案
1.B 2.D 3.D 4.A
5.(1)受力面积 (2)气球同一侧形变的程度
6.(1)= (2)乙 乙、丙两图中,绳子对手的拉力相同,图乙中手的受力面积小,压强大,绳子对手的勒痕深
7.(1)减小摩擦
解:(2)椅子所受的重力
G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N
没人坐在椅子上时,椅子对地面的压力F=G=100 N
(3)人端坐时对座垫的压强p1===4×103 Pa
人后靠时对座垫的压强p′=2 000 Pa
因为p′<p1,压强越小,压力的作用效果越不明显,所以“后靠”时比“端坐”时舒服
8.C 【解析】设A的高度为hA,B的高度为hB,对于柱状实心物体,根据p=ρgh可得A、B对地面的压强分别为pA0=ρAghA,pB0=ρBghB,已知它们对地面的压强相等,即pA0=pB0,所以ρAghA=ρBghB;由图可知hA<hB,所以ρA>ρB,C正确;长方体A、B沿水平割去上半部分(如图中虚线所示),则hA′=hA,hB′=hB,则剩余部分对地面的压强分别为pA=ρAghA′=ρAghA=ρAghA=pA0,pB=ρBghB′=ρBghB=ρBghB=pB0,D错误;已知pA0=pB0,则pA=pB,B错误;由于SA>SB,根据F=pS可得,剩余部分对地面的压力FA>FB,A错误。
9.20.63 【解析】根据题意可知,墙体对墙基的压强由砖和砖缝间建筑用胶的总压强组成,设墙的高度为h,则ρ1gh+ρ2gh≤4.9×105 Pa,代入数据为2.4×103 kg/m3×10 N/kg×h+2.2×103 kg/m3×10 N/kg×h≤4.9×105 Pa,解得h≤20.63 m。
10.解:(1)由图乙可知,脚印占用的小方格的数量为15,因此该东北虎一个脚印的面积约为S=15×9 cm2=135 cm2
(2)容器及内部物体的总质量为30 kg时,平底容器对雪地的压力F压=G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N
平底容器对雪地的压强p===3×104 Pa
当容器下陷的深度与脚印的深度相同,则东北虎对雪地的压强与容器对雪地的压强相等,由于东北虎对雪地的压力大小等于其所受重力
故东北虎所受的重力G虎=F虎压=pS虎=p×4S=3×104 Pa×4×135×10-4 m2=1 620 N
该东北虎的质量m虎===162 kg
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