6.3 压力与压强 讲义-2025-2026学年沪科版(五四制 )八年级物理下册
2026-01-28
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2份
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 压力与压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 31.64 MB |
| 发布时间 | 2026-01-28 |
| 更新时间 | 2026-02-26 |
| 作者 | 爱啥自由不如学小书 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56208538.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“压力与压强”核心知识点,从压力的概念(定义、产生条件、作用点等)及与重力的区别入手,通过实验探究压力作用效果与压力、受力面积的关系,进而引出压强的定义、公式、单位,最终结合实例掌握改变压强的方法,构建完整知识支架。
该资料以科学探究为核心,设计金属块与海绵的自主实验活动,引导学生分析压力作用效果,培养科学探究能力。题型覆盖概念辨析、计算、实验等,助力学生深化物理观念,课中辅助教师实验教学,课后通过分层练习帮助学生查漏补缺,提升科学思维。
内容正文:
6.3压力与压强
一、压力
1.压力:相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力叫做压力。
2.压力产生的条件:物体间相互接触,而且有挤压作用。
3.压力作用点:在受压的物体表面。
4.压力作用效果:使物体发生形变。且压力与形变总是同时发生。
5.压力与重力的联系与区别:
二、探究压力的作用效果与哪些因素有关
自主活动
准备若干相同的立方体金属块和海绵,分别按图 6-3-5(a)(b )(c)(d)所示的四种方式摆放。
比较图 6-3-5(a)和(b)两种方式,可以发现:当受力面积相同时,压力大,海绵凹陷程度大。
比较图 6-3-5(b)和(c)两种方式,可以发现:当压力相同时,受力面积小,海绵凹陷程度大。
比较图 6-3-5(c)和(d)两种方式,并与前面实验中观察到的现象进行比较,尝试分析:当压力和受力面积都不相同时,海绵凹陷程度与压力、受力面积之间有怎样进一步的关系?
海绵凹陷程度与压力与受力面积之比有关
大量实验表明,当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。压力的作用效果可以由物体在单位面积上受到的压力来反映。
三、压强
1.压强的概念:在物理学中,把物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,用p表示。
2.公式:
如果用F表示压力(国际单位:N),S表示受力面积(国际单位:m2),则压强p(国际单位:Pa)可表示为
3.单位:牛/米2,读作牛每平方米
牛/米2的专门名称叫帕斯卡,简称帕,符号是:Pa,换算关系:1Pa=1N/m2
压强的其它单位:百帕(hPa 、千帕(KPa)、兆帕(MPa)
换算关系:1百帕=1×102帕,1千帕=1×103帕,1兆帕=1×106帕
4.压强在数值上等于物体在单位面积上受到的压力。压强越大,压力的作用效果越明显。
5.1Pa的物理意义:1平方米面积上受到的压力是1N。
6.常见压强的近似值
①平放在水平桌面上的一张A4纸对桌面的压强大约是1 Pa。由此可见,帕是一个很小的压强单位。
②图6-3-6 列出了不同情况下压强大小的近似值。
4、 改变压强
改变压强的方法:
1.减小压强:
减小压强的实例:
2.增大压强:
增大压强的实例:
题型1:压力的概念辨析
1.关于压力的说法正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直于接触面
C.压力大小总是等于物体的重力
D.任何情况压力大小都等于物体重力大小
2.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.一切物体表面受到压力时,都会发生形变
B.大小相同的压力所产生的形变效果一定相同
C.压力产生的形变效果只和受力面积有关
D.压力的大小总等于重力的大小
3.下列关于压力的说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是和物体的接触面相互垂直的
C.压力的大小总是等于物体所受的重力
D.压力的方向不一定跟接触面相垂直
4.下列选项中,物体对支持面的压力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
题型2:压力的大小
5.如图所示,物体重都是牛,作用力为牛,牛,分别求出图的A、B、C、D、E中接触面所受到的压力F.
牛 牛 牛 牛 牛
6.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。
7.正方体木块重为G,在 力F 的作用下,图甲、乙、丙中木块均处于静止状态, 则木块对接触面的压力F甲、F乙、F丙的关系是( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲<F乙=F丙 C.F甲<F乙<F丙 D.F甲>F乙>F丙
题型3:压强
8.在国际单位制中,压强单位的是( )
A.牛顿 B.米每秒 C.帕斯卡 D.米
9.压强是表示 的物理量。小明重600N,行走时对水平地面的压强为2×104Pa,物理意义是 ,当他改为坐在沙发上,对沙发的压强 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
10.压力是 作用在物体表面的力。压强的大小是由 和 决定的。一部手机平放在桌面上,对桌面的压强约为200帕,其物理意义表示 。
11.压力是 作用于物体表面并指向物体表面的力。如图所示,现用10N的水平力把物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是20cm2,墙面受到的压强是 Pa,它表示每平方米受力面积上所受的 。
12.压力是 作用于物体表面并指向物体表面的力。压强是表示压力 的物理量。如图所示,现用10N的水平力把物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是20cm²,墙面受到的压强是 Pa,它表示 面积上所受的 。
题型4:常见压强的估测
13.一张报纸对折后平放在水平桌面上时,对桌面的压强约( )
A.1帕 B.2帕 C.0.5帕 D.10帕
14.一本物理书平放在水平地面上,它对地面的压强最接近于( )
A. B. C. D.
15.一张报纸对折后平放在水平桌面上,则它对桌面的压强约为( )
A.0.5帕 B.1帕 C.2帕 D.4帕
16.人站立时,对地面的压强约为( )
A.1帕 B.100帕 C.1.5×104帕 D.3×105帕
题型5:增大或减小压强
17.下列四个生产和生活中实例,为了增大压强的是( )
A.大型运输车安装多组车轮
B.增大书包背带的宽度
C.滑雪时穿滑雪板
D.用锋利的刀切菜
18.如图所示的实例中,与刀磨得很锋利目的相同的是( )
A.“嫦娥六号”着陆架下方安装圆盘型“脚”
B.推土机履带做得很宽
C.图钉尖做得很细
D.滑雪板与雪地接触面积较大
19.动物大多有各自的求生绝活,图所示“绝活”中,能减小压强的是( )
A.啄木鸟的尖嘴 B.骆驼的巨掌
C.鹰的利爪 D.野牛的锥角
20.下列事例中属于增大压强的是( )
A.为视障人士铺设的盲道 B.穿宽大的滑雪板滑雪
C.书包背带做得很宽 D.铁轨下铺上枕木
21.压强是表示 的物理量。载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多,且轮子比普通汽车的轮子宽,这是为了通过增大 ,减小对路面的 。
题型6:压强的有关计算;求比值问题
22.一个中学生站立时对水平地面的压强约为1.5×104帕,它表示1米2受力面积上受到的压力约为 牛;当他在水平地面上行走时,对地面的压强约为 帕。当这个人平躺在床上后,对床面的压强 1.5×104帕(选填“大于”“等于”或“小于”)。
23.甲、乙两个物体放在水平桌面上,已知甲、乙两个物体的重力之比为2︰1,甲、乙两物体与桌面接触面积之比是3︰2,则两个物体对桌面的压强之比为( )
A.4︰3 B.3︰4 C.3︰1 D.1︰3
24.将质量分布均匀的长方体沿竖直方向切成A、B两块,如图所示。已知LA:LB=3:1,则A、B两块对水平面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=3:1 pA:pB=3:1 B.FA:FB=3:1 pA:pB=1:1
C.FA:FB=1:3 pA:pB=1:1 D.FA:FB=1:3 pA:pB=3:1
25.如图所示,一个均匀长方体被截成A、B两块,若LA与LB的比值为3︰2,则A、B的密度之比为 ,对水平桌面的压力之比为 ,压强之比为 。
26.如图所示,A物体叠放在B物体之上并放在水平桌面上,A物体重力为20N,底面积为200cm2,B物体重力为40N,底面积为400cm2,则A对B的压强跟B对桌面的压强之比为( )
A.1︰l B.1︰2 C.2︰l D.2︰3
题型7:比较大小问题
27.如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是相等的
B.左边手指受到的压力大于右边手指受到的压力
C.左边手指受到的压强大于右边手指受到的压强
D.以上说法都不对
28.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的变化情况是( )
A.F变小,p不变 B.F不变,p变小
C.F变小,p变大 D.F不变,p变大
题型8:规则柱体切割问题
29.如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半(阴影部分),则剩余部分对桌面压强最小的是( )
A.
B.
C.
D.
30.如图所示,在水平桌面上放着两个外形完全相同的实心均匀长方体甲和乙,它们的密度之比为2:3,则它们所受重力之比为 ,对桌面的压强之比为 。若沿图示方向切开后,留下阴影部分,则甲对地面的压强将 ,乙对地面的压强将 。(后两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)
31.甲乙两个完全相同的长方体,长宽高之比为3∶2∶1,平放在水平地面上,若分别沿如图的对角线切成两块,拿走其中一块(乙取走下面的一块),则最终甲乙余下部分对地面压力之比为 ,对地面压强之比为 。
题型9:条件假设问题;动态问题分析
32.均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲的密度比乙小,若它们对地面的压强分别为p甲、p乙,质量分别为m甲、m乙,则下列关系中,不可能的是( )
A.p甲>p乙,m甲<m乙 B.p甲>p乙,m甲>m乙
C.p甲=p乙,m甲>m乙 D.p甲<p乙,m甲=m乙
33.如图所示,放置在水平地面上的均匀实心正方体甲、乙对地面的压力相等,若在两正方体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,则剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′的大小关系是 ( )
A.p甲一定小于p乙
B.p甲可能小于p乙
C.p甲一定等于p乙
D.p甲一定大于p乙
34.高度相同的两均匀柱体甲、乙,分别置于高度差为h的A、B两个水平面上,如图所示,它们对水平面的压强p甲大于p乙。若沿图中水平虚线方向切去部分后,则甲、乙剩余部分对A、B水平面的压强p甲′、p乙′的关系是( )
A.p甲′可能等于p乙′ B.p甲′可能大于p乙′
C.p甲′一定小于p乙′ D.p甲′一定大于p乙′
35.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.,
题型10:作图题
36.如图所示,一个足球静止在水平地面上,请画出它对地面压力的示意图。
37.重为6牛的正方体A、放于水平地面上,请在图中用力的示意图画出地面受到的压力F。
38.图中物体对斜面压力大小为2N,请画出压力的示意图。
题型11:计算题
39.一名中学生的质量为50kg,每只脚接触地面的面积为,求当他站立时。()
(1)人对水平地面的压力F。
(2)人对水平地面的压强p。
40.有一头大象的质量为4×103千克,每只脚掌接触地面的面积为5×102米2,如图,当它四足着地站立时。求:
① 大象对水平的地面的压力F;
② 大象对水平地面的压强p。
41.如图所示,均匀实心圆柱体A静止在水平地面上。
(1)若A的质量为1千克,求A对地面的压力FA;
(2)若A的密度为2×103千克/米3,高0.1米,求A对地面的压强pA。
42.一质量为2 kg的砖块,放在水平地面上,砖块的长、宽、高如图所示。求:(g取9.8 N/kg)
(1)该砖的密度;
(2)该砖对地面产生的最大压强。
43.“智能平衡车”是一种新型的代步工具,如图所示,其车身质量约为10千克,重力为600牛的学生使用该“平衡车”在小区内行驶时,轮胎与地面的总接触面积为0.01米2,求:该学生使用“平衡车”在小区内行驶时,
①“平衡车”对地面的压力F;
②“平衡车”对地面的压强p。
44.小南在跳远运动时,看到自己在沙地上留下了深浅不同的脚印,于是打算用课上学习的知识估算自己的体重。他缓慢站在一个较平整的沙面上再慢慢离开,然后他用刻度尺测量了自己留下的脚印大约3cm深,然后他将自己的一只鞋放在方格纸上描绘出的形状如图所示,已知每个方格都是边长为2cm的正方形,通过数出鞋底覆盖的方格数(不满半格的不计,超过半格的计一格)可以估算自己鞋底的面积。回到教室后他查阅了相关资料,在松软沙地上形成3cm的凹陷大概需要的压强.请帮助小南估算自己的体重。(g取10N/kg)
45.如图所示,实心均匀柱体A、B置于水平地面上,已知A的密度为2×103kg/m3,高度为0.2m。
(1)若柱体A的体积为2×10-3m3,求柱体A的质量mA;
(2)求柱体A对地面的压强pA;
(3)若B=3A,hA=2hB,沿水平方向将A和B截去相同的厚度∆h后,它们剩余部分对地面的压强pA和pB相等,求出截去的厚度∆h。
题型12:实验题
46.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察 来比较压力作用效果的,此处用的实验方法是 。
(2)图中 两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是 。
47.某同学根据已学知识猜想圆柱体对水平面的压力作用效果可能与圆柱体的材料,底面积有关,该同学选用若干个高度相同,不同材料组成的实心柱体竖直放置在同一水平细沙面上进行了三组实验,实验现象如图所示,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同。(ρ铜>ρ铁>ρ铝)
①分析图(a)或(b)或(c),你认为该同学想研究圆柱体对水平面的压力作用效果与 的关系,从现象及相关条件可归纳得出的初步结论是: 。
②分析图(a)和(b)和(c),从现象及相关条件可知: 。
48.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是: 。小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,忽略受力面积的变化,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (选填“>”、“<”或“=”);
49.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)将装有水的矿泉水瓶放在海绵上,通过观察 来比较压力的作用效果,这种研究方法也应用于 实验中(填A或B);
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律
B.用悬挂的乒乓球靠近振动的音叉,用乒乓球运动来探究声音产生的原因
(2)通过B、C两个图所示的实验现象可得出:当受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)实验时,将图A中的矿泉水瓶放到石块上,如图D所示,在A、D两种情况中矿泉水瓶产生的压强pA pD(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
50.为了研究压力作用效果跟哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一细沙面上,进行三组实验,并记录有关数据如表一、表二、表三所示,实验时,他仔细观察细沙的凹陷程度,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。
表1 (第一组实验) 表2 (第二组实验) 表3(第三组实验)
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
1
6.0
10
4
3.0
10
7
3.0
20
2
9.0
15
5
4.5
15
8
4.5
30
3
12
20
6
6.0
20
9
6.0
40
(1)分析比较实验序号1与4(或2与5,或3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是 。
(2)分析比较实验序号 及观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越显著。
(3)请再进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出的结论是:
A.分析比较表一或表二或表三及观察到的现象可得出 。
B.分析比较表一和表二和表三及观察到的现象可得出 。
一、单选题
1.下列各单位中,压强的单位是( )
A.N B.kg C. D.Pa
2.将物理课本放在桌面上,则如图中可表示桌面受到压力的示意图的是( )
A. B.
C. D.
3.以下是公交车上与压强有关的设计,其中为了增大压强的是( )
A.宽大的轮子 B.凹型的座位
C.宽厚的拉环 D.锥形逃生锤
4.一个均匀的木块,如图放在水平桌面上。若沿虚线切去一半,将其放在上边,此时地面受到的压强是原来的( )
A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.倍
5.水平地面上有长、宽、高,密度的长方体砖块,其两种放置方式,如图所示。。下列说法正确的是( )
A.砖块的质量
B.两种放置方式砖块对水平地面的压力不同
C.竖放时砖块对地面的压强,水平切去一半后,砖块对地面压强不变
D.平放时砖块对地面的压强,竖直切去一半后,砖块对地面压强不变
6.如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积,现将甲和乙分别沿水平方向切去比例和,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为,对地面的压强变化量为,则一定成立的是( )
A.若则 B.若则
C.若则 D.若则
二、填空题
7.压强是表示压力作用效果的物理量。一名中学生站在地面上对地面的压强约为2×104帕,其物理意义是 ;走路时他对地面的压强约为 帕。
8.如图所示,放在水平地面上的物体A重10 N,它的长、宽、高分别为4 cm、2 cm、2 cm,用大小为5 N、水平向右的力F作用在物体A上,则地面所受到的压强为 Pa,墙面所受到的压强为 Pa.
9.如图,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p,若将它们按图乙叠放,则此时物体A对物体B的压强为 ;若按图丙将A物体平移出,则此时它们对桌面的压强为 。
10.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幼虎的质量,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4cm2,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)。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为0.01m2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50kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,求:
(1)实验时容器下陷的深度与脚印的深度相同,其目的是 。
(2)该东北虎一只脚印的面积为 cm2;
(3)(计算)该东北幼虎的质量m。
三、计算题
11.如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,甲的质量为5kg、底面积为0.02m2,乙的质量为7.5kg。
(1)求甲对水平地面的压力F甲。
(2)求甲对水平地面的压强p甲。
(3)若将它们顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量Δp甲为7350Pa,求乙对地面的压强变化量Δp乙。
12.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为米,质量为20千克,乙的体积为米。求:
(1)甲对地面的压强;
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为,已知。求乙的密度。
(3)当甲、乙分别平放在水平地面上时,若乙的质量为8千克,要使乙对地压强不大于甲对地压强,请计算乙应当沿水平方向切去的高度h的范围。
四、实验题
13.某小组同学为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,他们用相同形状的长方体A 、B 以不同方式放在同一水平沙面上,进行了三次实验。长方体A 、B的重力大小不同,各侧面的面积分别为5厘米2、10厘米2、20厘米2。实验中, 他们在长方体A 、B 上表面的中央放置若干个重力大小均为1牛的物体,作为施加的力F 。实验数据分别如表一、表二所示。实验中,他们仔细观察沙面的凹陷程度,发现放同一长方体的沙面凹陷程度相同,而放不同长方体的沙面凹陷程度却不相同,且第一组凹陷程度较小,第二组凹陷程度较大。
表一(第一组)
实验序号
A重力 G(牛)
力F(牛)
压力(牛)
受力面积( 厘 米 2)
1
1
1
2
5
2
1
3
4
10
3
1
7
8
20
表二(第二组)
实验序号
B重力 G(牛)
力F(牛)
压力(牛)
受力面积(厘 米 2)
4
2
2
4
5
5
2
6
8
10
6
2
14
16
20
(1)分析比较实验序号1与4(或2与5或3与6)的后2列数据和观察到的现象,可得出的初步结论是: ;
(2)分析比较实验序号 的后2列数据和观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
(3)请进一步综合分析表一、表二中的数据及观察到的现象并归纳得出结论。
(a) 分析比较表一或表二中的数据和观察到的现象可得出的结论是: ;
(b) 分析比较表一和表二中的数据和观察到的现象可得出的结论是: 。
14.为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。
表一
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
1
12
10
2
18
15
3
24
20
表二
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
4
6
10
5
9
15
6
12
20
表三
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
7
6
20
8
9
30
9
12
40
(1)分析比较实验序号 等数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。
(2)分析比较实验序号4与7(或5与8、或1与6与9)等数据及观察到的现象,可得出的初步结论是: 。
(3)请进一步综合分析表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,你可以得出的结论是:
(a) 。
(b) 。
(4)甲、乙两位同学进一步综合分析了表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并分析归纳得出结论。
甲同学的结论是:当受力面积与压力的比值相同时,压力的作用效果相同;当受力面积与压力的比值越小,压力的作用效果越显著。乙同学的结论是:当压力与受力面积的比值相同时,压力的作用效果相同;当压力与受力面积的比值越大,压力的作用效果越显著。
请判断,甲同学的结论 ,乙同学的结论 。(均选填 “错误”、“不完整”或“正确”)
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6.3压力与压强
一、压力
1.压力:相互挤压且发生形变的两个物体之间所产生的垂直指向接触面的力叫做压力。
2.压力产生的条件:物体间相互接触,而且有挤压作用。
3.压力作用点:在受压的物体表面。
4.压力作用效果:使物体发生形变。且压力与形变总是同时发生。
5.压力与重力的联系与区别:
二、探究压力的作用效果与哪些因素有关
自主活动
准备若干相同的立方体金属块和海绵,分别按图 6-3-5(a)(b )(c)(d)所示的四种方式摆放。
比较图 6-3-5(a)和(b)两种方式,可以发现:当受力面积相同时,压力大,海绵凹陷程度大。
比较图 6-3-5(b)和(c)两种方式,可以发现:当压力相同时,受力面积小,海绵凹陷程度大。
比较图 6-3-5(c)和(d)两种方式,并与前面实验中观察到的现象进行比较,尝试分析:当压力和受力面积都不相同时,海绵凹陷程度与压力、受力面积之间有怎样进一步的关系?
海绵凹陷程度与压力与受力面积之比有关
大量实验表明,当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。压力的作用效果可以由物体在单位面积上受到的压力来反映。
三、压强
1.压强的概念:在物理学中,把物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,用p表示。
2.公式:
如果用F表示压力(国际单位:N),S表示受力面积(国际单位:m2),则压强p(国际单位:Pa)可表示为
3.单位:牛/米2,读作牛每平方米
牛/米2的专门名称叫帕斯卡,简称帕,符号是:Pa,换算关系:1Pa=1N/m2
压强的其它单位:百帕(hPa 、千帕(KPa)、兆帕(MPa)
换算关系:1百帕=1×102帕,1千帕=1×103帕,1兆帕=1×106帕
4.压强在数值上等于物体在单位面积上受到的压力。压强越大,压力的作用效果越明显。
5.1Pa的物理意义:1平方米面积上受到的压力是1N。
6.常见压强的近似值
①平放在水平桌面上的一张A4纸对桌面的压强大约是1 Pa。由此可见,帕是一个很小的压强单位。
②图6-3-6 列出了不同情况下压强大小的近似值。
4、 改变压强
改变压强的方法:
1.减小压强:
减小压强的实例:
2.增大压强:
增大压强的实例:
题型1:压力的概念辨析
1.关于压力的说法正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直于接触面
C.压力大小总是等于物体的重力
D.任何情况压力大小都等于物体重力大小
【答案】B
【详解】AB.压力的方向总是垂直于接触面的,如斜面上的物体对斜面的压力垂直于斜面,并非竖直向下,故A错误,B正确;
CD.只有当物体放在水平面上且不受其他外力时,压力大小才等于重力,如斜面上的物体,压力小于重力,故CD错误。
故选B。
2.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.一切物体表面受到压力时,都会发生形变
B.大小相同的压力所产生的形变效果一定相同
C.压力产生的形变效果只和受力面积有关
D.压力的大小总等于重力的大小
【答案】A
【详解】A.一切物体表面受到压力时,都会发生形变,形变量大小可能不同,说明力可以改变物体的形状,故A正确;
B.压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,大小相同的压力如果受力面积不同,所产生的形变效果一定不同,故B错误;
C.压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,故C错误;
D.压力的大小不一定等于重力的大小,如:放在斜面上的物体,压力小于重力,故D错误。
故选A。
3.下列关于压力的说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是和物体的接触面相互垂直的
C.压力的大小总是等于物体所受的重力
D.压力的方向不一定跟接触面相垂直
【答案】B
【详解】ABD.压力的方向总是和物体的接触面相互垂直的,不总是竖直向下的,故AD错误,B正确;
C.物体放在水平面上时,且压力是由物体重力产生的时候,压力大小才等于物体重力,故C错误。
故选B。
4.下列选项中,物体对支持面的压力的示意图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】AB.物体对支持面压力的作用点在支持面上,图中作用点在重心处,是错误的,故AB错误;
C.压力的作用点在斜面上,从作用点起,垂直斜面画线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向,故C正确;
D.物体对支持面压力的作用点在支持面上,方向垂直于支持面指向被压物体,图中作用点和力的方向是错误的,故D错误。
故选C。
题型2:压力的大小
5.如图所示,物体重都是
牛,作用力为
牛,
牛,分别求出图的A、B、C、D、E中接触面所受到的压力F.
牛
牛
牛
牛
牛
【答案】 50 60 110 10 10
【详解】[1]接触面受到压力大小等于物体的重力大小,即FA=G=50N;
[2]接触面受到压力等于水平压力F1,即FB=F1=60N;
[3]接触面受到压力等于物体的重力和竖直方向的压力F1之和,即
FC=G+F1=50N+60N=110N;
[4]接触面受到压力等于竖直方向的压力F1和物体的重力之差,即
FD= F1- G=60N-50N=10N;
[5]接触面受到压力等于物体的重力和竖直方向的拉力F2之差,即
FE=G-F2=50N-40N=10N.
6.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
【详解】(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
7.正方体木块重为G,在 力F 的作用下,图甲、乙、丙中木块均处于静止状态, 则木块对接触面的压力F甲、F乙、F丙的关系是( )
A.F甲=F乙=F丙
B.F甲<F乙=F丙
C.F甲<F乙<F丙
D.F甲>F乙>F丙
【答案】C
【详解】甲图中则木块对接触面的压力为
,乙图中木块对接触面的压力为
,丙图中则木块对接触面的压力为
,故F甲<F乙<F丙。
故选C。
题型3:压强
8.在国际单位制中,压强单位的是( )
A.牛顿
B.米每秒
C.帕斯卡
D.米
【答案】C
【详解】A.为了纪念牛顿,用他的名字作为力的单位,故A不符合题意;
B.米每秒是速度的单位,故B不符合题意;
C.为了纪念帕斯卡,用他的名字作为压强的单位,所以在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa,故C符合题意;
D.米是长度的单位,故D不符合题意。
故选C。
9.压强是表示 的物理量。小明重600N,行走时对水平地面的压强为2×104Pa,物理意义是 ,当他改为坐在沙发上,对沙发的压强 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 压力产生的作用效果 每平方米受力面积上受到小明的压力为2×104N 变小
【详解】[1]由压强的概念可知压强是描述压力产生的作用效果的物理量。
[2]由压强的定义可知小明行走时对水平地面的压强为2×104Pa的物理意义是每平方米的受力面积上受到的压力为2×104N
[3]当小明坐在沙发上时,压力不变,但是受力面积增大,所以对沙发的压强变小。
10.压力是 作用在物体表面的力。压强的大小是由 和 决定的。一部手机平放在桌面上,对桌面的压强约为200帕,其物理意义表示 。
【答案】 垂直 压力 受力面积 见解析
【详解】[1][2][3]垂直作用在物体表面上的力叫做压力,压力的方向垂直于接触面指向其内部,影响压强大小的因素是压力和受力面积的大小。
[4]压强是单位面积上物体受到的压力,一部手机平放在桌面上,对桌面的压强约为200帕,表示一平方米面积上受到的压力为200N。
11.压力是 作用于物体表面并指向物体表面的力。如图所示,现用10N的水平力把物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是20cm2,墙面受到的压强是 Pa,它表示每平方米受力面积上所受的 。
【答案】 垂直 5000 压力是5000N
【详解】[1]根据压力的定义可知,压力是垂直作用于物体表面并指向物体表面的力。
[2][3]由题意可得,受力面积为
,则墙面受到的压强为
它表示的物理意义是每平方米受力面积上所受的压力大小是5000N。
12.压力是 作用于物体表面并指向物体表面的力。压强是表示压力 的物理量。如图所示,现用10N的水平力把物体按在墙上,物体与竖直墙面的接触面积是20cm²,墙面受到的压强是 Pa,它表示 面积上所受的 。
【答案】 垂直 作用效果 5000 每平方米 压力是5000N
【详解】[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][4]墙面受到的压强
压强等于每平方米受力面积上物体所受的压力,它表示每平方米受力面积上所受的压力是5000N。
题型4:常见压强的估测
13.一张报纸对折后平放在水平桌面上时,对桌面的压强约( )
A.1帕
B.2帕
C.0.5帕
D.10帕
【答案】B
【详解】一张报纸的质量约80g,长1m,宽0.8m,报纸对折后平放水平桌面上,对桌面的压力
受力面积
对桌面的压强
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
14.一本物理书平放在水平地面上,它对地面的压强最接近于( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】物理书的质量约为150g,对地面的压力为
物理书平放时,长约0.25m、宽约0.2m,面积
它对地面的压强约为
,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
15.一张报纸对折后平放在水平桌面上,则它对桌面的压强约为( )
A.0.5帕
B.1帕
C.2帕
D.4帕
【答案】C
【详解】根据教材中所提供的数据知道,一张报纸平放在水平桌面上,报纸对桌面的压强约为1帕;若把这张报纸对折后再平放在水平桌面上,报纸对桌面的压力不变,受力面积减小一半,由
知道,报纸对桌面的压强变为原来的2倍,即2帕,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
16.人站立时,对地面的压强约为( )
A.1帕
B.100帕
C.1.5×104帕
D.3×105帕
【答案】C
【详解】正常成年人的质量约为60kg,站立时对水平地面的压力等于其重力大小,压力为
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
地面的受力面积约为0.04m2,对地面的压强约为
故选C。
题型5:增大或减小压强
17.下列四个生产和生活中实例,为了增大压强的是( )
A.大型运输车安装多组车轮
B.增大书包背带的宽度
C.滑雪时穿滑雪板
D.用锋利的刀切菜
【答案】D
【详解】压强的大小与压力和受力面积有关,根据压强公式
可知,增大压强的方法有:在压力一定时,减小受力面积;或者在受力面积一定时,增大压力。
A.大型运输车安装多组车轮,是在车和货物对地面压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,以保护路面,故A不符合题意;
B.增大书包背带的宽度,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,以使肩膀更舒适,故B不符合题意;
C.滑雪时穿滑雪板,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,以防止人陷入雪中,故C不符合题意;
D.用锋利的刀切菜,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,以便轻松切开蔬菜,故D符合题意。
故选D。
18.如图所示的实例中,与刀磨得很锋利目的相同的是( )
A.“嫦娥六号”着陆架下方安装圆盘型“脚”
B.推土机履带做得很宽
C.图钉尖做得很细
D.滑雪板与雪地接触面积较大
【答案】C
【详解】刀磨得很锋利目的是减小受力面积增大压强;
A.“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”,是增大受力面积减小压强,故A不符合题意;
B.推土机履带做得很宽,是增大受力面积减小压强,故B不符合题意;
C.图钉尖做得很细,是减小受力面积增大压强,故C符合题意;
D.滑雪板与雪地接触面积较大,是增大受力面积减小压强,故D不符合题意。
故选C。
19.动物大多有各自的求生绝活,图所示“绝活”中,能减小压强的是( )
A.啄木鸟的尖嘴
B.骆驼的巨掌
C.鹰的利爪
D.野牛的锥角
【答案】B
【详解】本题考查改变压强大小的方法。根据压强公式
可知,在压力F一定的情况下,可以通过改变受力面积S的大小来改变压强p的大小。
A.啄木鸟的尖嘴,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意。
B.骆驼的巨掌,是在骆驼的重力一定时,即在压力一定时,通过增大脚掌与地面的受力面积来减小对地面的压强,故B符合题意。
C.鹰的利爪,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意。
D.野牛的锥角,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B 。
20.下列事例中属于增大压强的是( )
A.为视障人士铺设的盲道
B.穿宽大的滑雪板滑雪
C.书包背带做得很宽
D.铁轨下铺上枕木
【答案】A
【详解】A.为关怀视障人士铺设的盲道,表面有不同形状的凸起,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.穿宽大的滑雪板滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.书包背带做得很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.铁轨下铺上枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
21.压强是表示 的物理量。载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多,且轮子比普通汽车的轮子宽,这是为了通过增大 ,减小对路面的 。
【答案】
压力作用效果
受力面积
压强
【详解】[1]压强是表示压力作用效果的物理量,其定义为压力与受力面积的比值,反映压力的作用效果。
[2][3]载重汽车通过增加轮子数量和宽度,可以增大受力面积,根据公式
可知,当压力F一定时,通过增大受力面积S会减小载重汽车对路面的压强。
题型6:压强的有关计算;求比值问题
22.一个中学生站立时对水平地面的压强约为1.5×104帕,它表示1米2受力面积上受到的压力约为 牛;当他在水平地面上行走时,对地面的压强约为 帕。当这个人平躺在床上后,对床面的压强 1.5×104帕(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 1.5×104 3×104 小于
【详解】[1]单位面积上受到的压力是压强,所以压强为1.5×104帕,表示每平方米受力面积上所受的压力为1.5×104N。
[2]该同学开始行走与站在水平地面上时对地面的压力相等(等于自身重力),所以他站立在地面双脚着地时,受力面积等于两只脚的面积大小,行走时受力面积等于一只脚的面积大小,根据
可知,压强会变为原来的2倍,即为
。
[3]当这个人平躺在床上后,压力不变,受力面积大于双脚的面积,根据
可知,对床面的压强小于1.5×104帕。
23.甲、乙两个物体放在水平桌面上,已知甲、乙两个物体的重力之比为2︰1,甲、乙两物体与桌面接触面积之比是3︰2,则两个物体对桌面的压强之比为( )
A.4︰3
B.3︰4
C.3︰1
D.1︰3
【答案】A
【详解】由题意可知
G甲︰G乙=2︰1
S甲︰S乙=3︰2
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由
可得,两个物体对桌面的压强之比
故选A。
24.将质量分布均匀的长方体沿竖直方向切成A、B两块,如图所示。已知LA:LB=3:1,则A、B两块对水平面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=3:1 pA:pB=3:1
B.FA:FB=3:1 pA:pB=1:1
C.FA:FB=1:3 pA:pB=1:1
D.FA:FB=1:3 pA:pB=3:1
【答案】B
【详解】密度均匀的长方体铜块对桌面的压强为
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
因为
由题意可知受力面积之比为
根据F=pS可知,压力之比
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
25.如图所示,一个均匀长方体被截成A、B两块,若LA与LB的比值为3︰2,则A、B的密度之比为 ,对水平桌面的压力之比为 ,压强之比为 。
【答案】 1∶1 3∶2 1∶1
【详解】[1]密度是物质本身的一种特性,不会随物质质量和体积的变化而变化。一个均匀长方体被截成A、B两块,A、B的密度相等,故A、B的密度之比为1∶1。
[2]因为是均匀长方体,若LA与LB的比值为3︰2,则其重力之比为3︰2,对水平桌面的压力之比为3︰2。
[3]均匀长方体,二者高度和密度相同,由
可知二者对水平桌面的压强相等,故压强之比为1︰1。
26.如图所示,A物体叠放在B物体之上并放在水平桌面上,A物体重力为20N,底面积为200cm2,B物体重力为40N,底面积为400cm2,则A对B的压强跟B对桌面的压强之比为( )
A.1︰l
B.1︰2
C.2︰l
D.2︰3
【答案】D
【详解】A对B的压强为
B对桌面的压强
压强之比为
故选D。
题型7:比较大小问题
27.如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是相等的
B.左边手指受到的压力大于右边手指受到的压力
C.左边手指受到的压强大于右边手指受到的压强
D.以上说法都不对
【答案】A
【详解】ABD.铅笔处于静止状态,两手指对铅笔的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力大小相等;由于力的作用是相互的,铅笔给两个手的压力大小相等,故A正确,BD错误;
C.由于两手指受到的压力相等,左手指的受力面积大于右手指的受力面积,由
可知,左边手指受到的压强小于右边手指受到的压强,故C错误。
故选A。
28.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的变化情况是( )
A.F变小,p不变
B.F不变,p变小
C.F变小,p变大
D.F不变,p变大
【答案】D
【详解】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,始终等于木板自身的重力。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,即受力面积变小,由
可知,木板对桌面的压强p变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
题型8:规则柱体切割问题
29.如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半(阴影部分),则剩余部分对桌面压强最小的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.切去一半时,对地面压力减小一半,受力面积也减小但减小不超过一半,根据
压强比原来小,但比
倍压强大,故A不符合题意;
B.沿竖直切一半时,根据
压强不变,故B不符合题意;
C.切去一半时,对地面压力减小一半,受力面积减小超过一半,根据
剩下部分对地压强比原来压强大,故C不符合题意;
D.切去一半时,对地面压力减小一半,受力面积不变,压强为原来一半,四图中最小,故D符合题意。
故选D。
30.如图所示,在水平桌面上放着两个外形完全相同的实心均匀长方体甲和乙,它们的密度之比为2:3,则它们所受重力之比为 ,对桌面的压强之比为 。若沿图示方向切开后,留下阴影部分,则甲对地面的压强将 ,乙对地面的压强将 。(后两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】 2:3 2:3 不变 变大
【详解】[1]已知甲、乙两物体的体积相同,根据
可知,它们所受重力之比与密度之比相等,则它们所受重力之比为
[2]据图可知甲乙两物体的底面积相同,根据
可知,对桌面的压强之比等于所受重力之比为
。
[3]若沿图示方向切开后,留下阴影部分,甲的压力和受力面积按相同比减小,则压强的大小不变。
[4]乙对地面的压力变为原来的一半,受力面积减小的大于原面积的一半,根据
可知,对地面的压强将变大。
31.甲乙两个完全相同的长方体,长宽高之比为3∶2∶1,平放在水平地面上,若分别沿如图的对角线切成两块,拿走其中一块(乙取走下面的一块),则最终甲乙余下部分对地面压力之比为 ,对地面压强之比为 。
【答案】 1∶1 2∶1
【详解】[1]在水平面上,压力的大小等于重力的大小,两物体沿对角线切成两半,则两物体的重力都减小一半,甲乙又是两个完全相同的长方体,则切完拿走的余下部分对地面压力之比为1∶1。
[2]由公式
可知,余下部分甲和乙的压力相等,接触面积甲变为原来的一半,乙不变,所以接触面积甲和乙之比为1∶2,故对地面压强甲和乙之比为2∶1。
题型9:条件假设问题;动态问题分析
32.均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲的密度比乙小,若它们对地面的压强分别为p甲、p乙,质量分别为m甲、m乙,则下列关系中,不可能的是( )
A.p甲>p乙,m甲<m乙
B.p甲>p乙,m甲>m乙
C.p甲=p乙,m甲>m乙
D.p甲<p乙,m甲=m乙
【答案】A
【详解】由题可知,
令
(n>1)
均匀正方体甲、乙置于水平地面上,则
AB.由
可知,
若p甲>p乙
则
因为n>1
所以
由
可知
因为n>1,可得
m甲
m乙
故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.若 p甲=p乙
可知
因为n>1
所以
由
可知
因为n>1,可得
m甲
m乙
故C正确,不符合题意;
D.若p甲<p乙
则
因为n>1
所以
由
可知
因为n>1,可得
大小关系无法确定,两物体的质量无法确定,均有可能,故D正确,不符合题意。
故选A。
33.如图所示,放置在水平地面上的均匀实心正方体甲、乙对地面的压力相等,若在两正方体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,则剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′的大小关系是 ( )
A.p甲(一定小于p乙(
B.p甲(可能小于p乙(
C.p甲(一定等于p乙(
D.p甲(一定大于p乙(
【答案】D
【详解】放在水平地面上的均匀实心正方体对地面的压力相等,甲乙的重力相等,由G=mg可知甲乙的质量相等,根据图可知甲的体积小于乙的体积,由
可知,甲的密度大于乙的密度;若在两正方体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,由p=ρhg可得
p甲′>p乙′
故选D。
34.高度相同的两均匀柱体甲、乙,分别置于高度差为h的A、B两个水平面上,如图所示,它们对水平面的压强p甲大于p乙。若沿图中水平虚线方向切去部分后,则甲、乙剩余部分对A、B水平面的压强p甲′、p乙′的关系是( )
A.p甲′可能等于p乙′
B.p甲′可能大于p乙′
C.p甲′一定小于p乙′
D.p甲′一定大于p乙′
【答案】D
【详解】均匀柱体对地面的压强p=ρgh,甲、乙物体的高度h′相同,因为p甲大于p乙,即ρ甲gh′大于ρ乙gh′,所以ρ甲大于ρ乙,从图中丙中可知沿虚线方向切去部分后,剩下的高度大小甲物体的高度比乙物体高大h,由均匀柱体对地面的压强p=ρgh,甲物体的密度大,剩下的高度大,所以剩余部分对水平面的压强p甲′大于p乙′,故ABC错误,D正确。
故选D。
35.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
【详解】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,结合甲的边长较小,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。
题型10:作图题
36.如图所示,一个足球静止在水平地面上,请画出它对地面压力的示意图。
【答案】
【详解】压力属于弹力,作用点在受力物体的接触面上,方向垂直接触面并指向受压物体。压力F的作用点在接触面的中央,过作用点作垂直于水平地面并指向水平面的力F,如图所示:
37.重为6牛的正方体A、放于水平地面上,请在图中用力的示意图画出地面受到的压力F。
【答案】
【详解】正方体放在水平地面上,对地面压力大小等于物体重力6N,作用点在A与地面接触的中点处,方向竖直向下,据此画出压力的示意图如图所示:
38.图中物体对斜面压力大小为2N,请画出压力的示意图。
【答案】
【详解】压力的方向垂直于接触面,指向受力物体,作用点在接触面上,物体对斜面压力的示意图如图所示:
题型11:计算题
39.一名中学生的质量为50kg,每只脚接触地面的面积为
,求当他站立时。(
)
(1)人对水平地面的压力F。
(2)人对水平地面的压强p。
【答案】(1)490N
(2)
【详解】(1)由题意,人站立于水平地面,人对水平地面的压力等于人的重力。则人对水平地面的压力
(2)单脚面积
,双脚与地面接触总面积为
人对水平地面的压强
40.有一头大象的质量为4×103千克,每只脚掌接触地面的面积为5×102米2,如图,当它四足着地站立时。求:
① 大象对水平的地面的压力F;
② 大象对水平地面的压强p。
【答案】①3.92×104牛;②1.96×105帕
【详解】解:①如图,当它四足着地站立时,压力大小和重力大小相等,所以大象对水平的地面的压力F
F=G=mg=4(103千克(9.8牛/千克=3.92×104牛
②由题意可得,当它四足着地站立,则受力面积是
S=4×5×10(2米2= 0.2米2
大象对水平地面的压强p
答:① 大象对水平的地面的压力F是3.92×104牛;
② 大象对水平地面的压强p是1.96×105帕。
41.如图所示,均匀实心圆柱体A静止在水平地面上。
(1)若A的质量为1千克,求A对地面的压力FA;
(2)若A的密度为2×103千克/米3,高0.1米,求A对地面的压强pA。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)A对地面的压力为
(2)A对地面的压强
42.一质量为2 kg的砖块,放在水平地面上,砖块的长、宽、高如图所示。求:(g取9.8 N/kg)
(1)该砖的密度;
(2)该砖对地面产生的最大压强。
【答案】(1)2×103kg/m3
(2)3.92×103Pa
【详解】(1)砖的体积
砖块的密度
(2)该砖块对地面的压力一定,要使砖对地面产生的压强最大,则砖与地面的接触面积要最小,即把砖竖立起来。最大压强
43.“智能平衡车”是一种新型的代步工具,如图所示,其车身质量约为10千克,重力为600牛的学生使用该“平衡车”在小区内行驶时,轮胎与地面的总接触面积为0.01米2,求:该学生使用“平衡车”在小区内行驶时,
①“平衡车”对地面的压力F;
②“平衡车”对地面的压强p。
【答案】①700N;②7×104Pa
【详解】解:①平衡车的重力
G车=m车g=10kg×10N/kg=100N
“平衡车”对地面的压力
F=G车+G学生=100N+600N=700N
②“平衡车”对地面的压强
答:①“平衡车”对地面的压力F为700N;
②“平衡车”对地面的压强p为7×104Pa。
44.小南在跳远运动时,看到自己在沙地上留下了深浅不同的脚印,于是打算用课上学习的知识估算自己的体重。他缓慢站在一个较平整的沙面上再慢慢离开,然后他用刻度尺测量了自己留下的脚印大约3cm深,然后他将自己的一只鞋放在方格纸上描绘出的形状如图所示,已知每个方格都是边长为2cm的正方形,通过数出鞋底覆盖的方格数(不满半格的不计,超过半格的计一格)可以估算自己鞋底的面积。回到教室后他查阅了相关资料,在松软沙地上形成3cm的凹陷大概需要
的压强.请帮助小南估算自己的体重。(g取10N/kg)
【答案】67.2kg
【详解】通过数出鞋底覆盖的方格数为28个格,一只鞋底的面积
脚印大约3cm深,形成3cm的凹陷大概需要
的压强
由
得,小南对水平地面的压力
小南的重力
小南的体重
45.如图所示,实心均匀柱体A、B置于水平地面上,已知A的密度为2×103kg/m3,高度为0.2m。
(1)若柱体A的体积为2×10-3m3,求柱体A的质量mA;
(2)求柱体A对地面的压强pA;
(3)若
B=3
A,hA=2hB,沿水平方向将A和B截去相同的厚度∆h后,它们剩余部分对地面的压强pA和pB相等,求出截去的厚度∆h。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)柱体A的质量
(2)柱体A对地面的压强
(3)它们剩余部分对地面的压强pA和pB相等,结合(2)中的分析可知
解得
题型12:实验题
46.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察 来比较压力作用效果的,此处用的实验方法是 。
(2)图中 两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是 。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 转换法
(2)乙、丙
(3)在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
【详解】(1)[1][2]在这个实验中,压力作用效果不容易直接观察和测量,而海绵受力后会发生凹陷,通过观察海绵的凹陷程度就可以比较压力作用效果。这种将不易观察的压力作用效果转换为容易观察的海绵凹陷程度的方法就是转换法。
(2)观察可知,乙、丙两次实验中,小桌上放置的砝码数量相同,即压力大小相同,但是小桌与海绵的接触面积不同,乙图中小桌桌脚接触海绵,受力面积小,丙图中小桌桌面接触海绵,受力面积大,所以乙、丙两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)观察可知,甲、乙两次实验中,小桌与海绵的接触面积相同,都是桌脚接触海绵,但是乙图中小桌上多放了一个砝码,压力更大,同时乙图中海绵的凹陷程度比甲图更深。这表明在受力面积一定时,压力越大,海绵的凹陷程度越深,即压力的作用效果越明显。
47.某同学根据已学知识猜想圆柱体对水平面的压力作用效果可能与圆柱体的材料,底面积有关,该同学选用若干个高度相同,不同材料组成的实心柱体竖直放置在同一水平细沙面上进行了三组实验,实验现象如图所示,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同。(ρ铜>ρ铁>ρ铝)
①分析图(a)或(b)或(c),你认为该同学想研究圆柱体对水平面的压力作用效果与 的关系,从现象及相关条件可归纳得出的初步结论是: 。
②分析图(a)和(b)和(c),从现象及相关条件可知: 。
【答案】 圆柱体底面积 当圆柱体高度和材料相同时,圆柱体对水平面的压力作用效果与圆柱体底面积无关 高度相同的圆柱体,材料密度越大,圆柱体对水平面的压力作用效果越显著
【详解】①[1][2]分析图(a)或(b)或(c),圆柱体的材料和高度都相同,只有底面积不同,因此探究的是压力作用效果与圆柱体底面积大小的关系,由实验现象可得结论:当圆柱体高度和材料相同时,圆柱体对水平面的压力作用效果与圆柱体底面积无关。
②[3]分析图(a)和(b)和(c),圆柱体的高度相同,材料的密度不同,因此探究的是压力作用效果与材料密度的关系,由实验现象可以看出:压力的作用效果和材料密度有关,高度相同时,材料的密度越大,压力的作用效果越显著。
48.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是: 。小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,忽略受力面积的变化,则图丙中海绵受到的压强
和图丁中木板受到的压强
的大小关系为
(选填“>”、“<”或“=”);
【答案】(1)凹陷程度
(2) 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 乙、丙
(3) =
【详解】(1)实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种研究方法称为转换法。
(2)[1]比较甲、乙两图,受力面积相同,乙中压力大,压力的作用效果明显,故初步得出的结论是在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
[2]乙、丙两实验中,压力相同,丙中受力面积大,压力作用效果不明显,坦克对地面的压力不变的履带面积比较大,是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的,故应通过比较乙、丙两组实验所得结论进行解释。
(3)如图丁所示,若将有砝码的小桌放在木板上,比较图丁与图丙可知,压力相同,受力面积的大小相同,根据
可知,小桌对木板和海绵的压强相同。
49.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)将装有水的矿泉水瓶放在海绵上,通过观察 来比较压力的作用效果,这种研究方法也应用于 实验中(填A或B);
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律
B.用悬挂的乒乓球靠近振动的音叉,用乒乓球运动来探究声音产生的原因
(2)通过B、C两个图所示的实验现象可得出:当受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)实验时,将图A中的矿泉水瓶放到石块上,如图D所示,在A、D两种情况中矿泉水瓶产生的压强pA pD(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 B
(2)压力
(3)等于
【详解】(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,采用了转换法。
A.在两支完全相同的蜡烛研究平面镜成像的规律,采用了等效替代法,故A不符合题意;
B.用悬挂的乒乓球靠近振动的音叉,用乒乓球的运动来探究声音产生的条件,采用了转换法,故B符合题意。
故选B。
(2)通过B、C两个图所示的实验可知,受力面积相同,压力越大,海绵的形变程度越大,可得出:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)将图A中的矿泉水瓶放到石块上,如图D所示,在A、D两种情况中矿泉水瓶对接触面的压力相同,受力面积相同,根据
可知,产生的压强pA=pD。
50.为了研究压力作用效果跟哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一细沙面上,进行三组实验,并记录有关数据如表一、表二、表三所示,实验时,他仔细观察细沙的凹陷程度,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。
表1 (第一组实验) 表2 (第二组实验) 表3(第三组实验)
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
1
6.0
10
4
3.0
10
7
3.0
20
2
9.0
15
5
4.5
15
8
4.5
30
3
12
20
6
6.0
20
9
6.0
40
(1)分析比较实验序号1与4(或2与5,或3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是 。
(2)分析比较实验序号 及观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越显著。
(3)请再进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出的结论是:
A.分析比较表一或表二或表三及观察到的现象可得出 。
B.分析比较表一和表二和表三及观察到的现象可得出 。
【答案】(1)当受力面积相等时,压力越大,压力作用效果越显著
(2)1、6、9
(3) 若压力与受力面积的比值相同,则压力的作用效果相同 若压力与受力面积的比值越大,则压力作用效果越显著。
【详解】(1)由1与4(或2与5,或3与6)中数据得,当受力面积相等时,压力越大,沙子的凹陷程度越大,可得结论:当受力面积相等时,压力越大,压力作用效果越显著。
(2)由与6与9(或4与7,或5与8)数据得,当压力相等时,受力面积越小,沙子的凹陷程度越大,可得出的初步结论是:当压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越显著。
(3)[1]由表格中数据得,压力与受力面积的比值相同,沙子的凹陷程度相同,可得:压力与受力面积的比值相同,则压力的作用效果相同。
[2]由表格中数据得,压力与受力面积的比值越大,沙子的凹陷程度越大,可得:压力与受力面积的比值越大,则压力作用效果越显著。
一、单选题
1.下列各单位中,压强的单位是( )
A.N
B.kg
C.
D.Pa
【答案】D
【详解】压强是反映压力的作用效果的物理,根据定义,压强等于压力与受力面积的比,压强的基本单位为Pa。故D符合题意;ABC不符合题意。
故选 D。
2.将物理课本放在桌面上,则如图中可表示桌面受到压力的示意图的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.图中的力作用在课本上,不是桌面受到压力的示意图,故A不符合题意;
B.图中的力作用在桌面上,方向指向桌面,是课本对桌面的压力,故B符合题意;
C.图中的力作用在课本上,方向指向课本,是桌面对课本的支持力,故C不符合题意;
D.图中的力作用在课本上,不是桌面受到压力的示意图,故D不符合题意。
故选B。
3.以下是公交车上与压强有关的设计,其中为了增大压强的是( )
A.宽大的轮子
B.凹型的座位
C.宽厚的拉环
D.锥形逃生锤
【答案】D
【详解】A.宽大的轮子,增大了车与地面的接触面积,增大了受力面积,可以减小压强,故A不符合题意;
B.凹型的座位,增大了臀部与座位的接触面积,增大了受力面积,可以减小压强,故B不符合题意;
C.宽厚的拉环,增大了手与拉环的接触面积,增大了受力面积,可以减小压强,故C不符合题意;
D.锥形逃生锤,减小了逃生锤与玻璃的接触面积,减小了受力面积,可以增大压强,故D符合题意。
故选D。
4.一个均匀的木块,如图放在水平桌面上。若沿虚线切去一半,将其放在上边,此时地面受到的压强是原来的( )
A.1倍
B.2倍
C.4倍
D.
倍
【答案】B
【分析】物体对水平桌面的压力和自身的重力相等,根据题意求出物体与桌面的接触面积即为受力面积,根据公式
可知该物体对桌面的压强。
【详解】物体对水平桌面的压力和自身的重力相等,沿着虚线切去一半,将其放在上边,压力大小保持不变,受力面积减小为原来的一半,根据公式
可知,压强变为原来的2倍,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【点评】本题考查压强公式的运用,属于基础题。
5.水平地面上有长
、宽
、高
,密度
的长方体砖块,其两种放置方式,如图所示。
。下列说法正确的是( )
A.砖块的质量
B.两种放置方式砖块对水平地面的压力不同
C.竖放时砖块对地面的压强
,水平切去一半后,砖块对地面压强不变
D.平放时砖块对地面的压强
,竖直切去一半后,砖块对地面压强不变
【答案】D
【详解】A.砖块的体积为
,砖块的质量为
,故A错误;
B.图中两种放置方式,砖块对水平地面的压力都等于自身重力,故砖块对水平地面的压力相同,故B错误;
C.由图可知,竖放时受力面积的大小为
砖块对地面的压强为
水平切去一半后,砖块对地面的压力减半,受力面积不变,根据
可知,砖块对地面的压强减半,故C错误;
D.由图可知,平放时受力面积的大小为
砖块对地面的压强为
竖直切去一半后,压力和受力面积同时减半,由
可知,砖块对地面的压强不变,故D正确。
故选D。
6.如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积
,现将甲和乙分别沿水平方向切去比例
和
,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为
,对地面的压强变化量为
,则一定成立的是( )
A.若
则
B.若
则
C.若
则
D.若
则
【答案】A
【详解】AB.实心圆柱体甲、乙质量和高度均相同,若n1>n2,则甲切去部分质量更大,重力更大,所以将切去部分叠放到对方剩余部分的上方后,甲对地面的压力减小、乙对地面的压力增加,但压力的变化量相同ΔF甲=ΔF乙,则F甲<F乙;底面积S甲<S乙,对地面的压强变化量为
,所以∆p甲>∆p乙,故A符合题意,B不符合题意;
CD.实心圆柱体甲、乙质量和高度均相同,若n1=n2,则甲、乙切去部分质量一样大,重力一样大,所以将切去部分叠放到对方剩余部分的上方后,ΔF甲=ΔF乙=0,则F甲=F乙;底面积S甲<S乙,对地面的压强变化量为
,所以∆p甲=∆p乙=0,故CD不符合题意。
故选A。
二、填空题
7.压强是表示压力作用效果的物理量。一名中学生站在地面上对地面的压强约为2×104帕,其物理意义是 ;走路时他对地面的压强约为 帕。
【答案】 见解析 4×104
【详解】[1]压强约为2×104帕,表示每平方米面积上受到的压力为2×104N。
[2]走路时他对地面的压力不变,受力面积减小一半,由
可知,他对地面的压强增大2倍,走路时他对地面的压强约为
2×2×104Pa=4×104Pa
8.如图所示,放在水平地面上的物体A重10 N,它的长、宽、高分别为4 cm、2 cm、2 cm,用大小为5 N、水平向右的力F作用在物体A上,则地面所受到的压强为 Pa,墙面所受到的压强为 Pa.
【答案】 1.25×104 1.25×104
【分析】根据公式p=
计算地面受到的压强;已知物体与墙壁之间的接触面积,利用p=
可求得此时物体对墙壁的压强.
【详解】地面所受到的压强为:p=
=
=
=1.25×104Pa;
墙面所受到的压强为:p=
=
=1.25×104Pa;
9.如图,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p,若将它们按图乙叠放,则此时物体A对物体B的压强为 ;若按图丙将A物体平移出
,则此时它们对桌面的压强为 。
【答案】 p 2p
【详解】[1][2]设正方体重力为G,底面积为S,由题意可知
根据压强公式可知,此时A对B的压强为
如图丙所示时,他们对桌面的压强为
10.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幼虎的质量,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4cm2,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)。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为0.01m2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50kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,求:
(1)实验时容器下陷的深度与脚印的深度相同,其目的是 。
(2)该东北虎一只脚印的面积为 cm2;
(3)(计算)该东北幼虎的质量m。
【答案】(1)使容器和老虎对雪地的压强相同
(2)60
(3)120kg
【详解】(1)压强的大小与压力和受力面积有关,当压力作用效果相同时,压强相等。实验时容器下陷的深度与脚印的深度相同,说明其对雪地的压强与东北虎对雪地的压强相等,所以,实验时容器下陷的深度与脚印的深度相同,其目的是使容器对雪地的压强等于东北虎对雪地的压强。
(2)如图乙所示,图中每个小方格的面积均为4cm2,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)是15格。该东北虎一只脚印的面积S=15×4cm2=60cm2
(3)容器及内部物体的总重力 G=m物g=50kg×10N/kg=500N
因为容器放在水平雪地上,所以容器对雪地的压力F=G=500N,容器底面积S容=0.01m2,根据压强公式
,可得容器对雪地的压强
由于容器对雪地的压强等于东北虎对雪地的压强,所以东北虎对雪地的压强
东北虎有四只脚,则东北虎与雪地的接触面积S虎=4×60cm2=240cm2=0.024m2
根据F=pS,可得东北虎对雪地的压力F虎=p虎S虎=5×104Pa×0.024m2=1200N
因为东北虎对雪地的压力等于东北虎的重力,即G虎=F虎=1200N
该东北幼虎的质量
三、计算题
11.如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,甲的质量为5kg、底面积为0.02m2,乙的质量为7.5kg。
(1)求甲对水平地面的压力F甲。
(2)求甲对水平地面的压强p甲。
(3)若将它们顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量Δp甲为7350Pa,求乙对地面的压强变化量Δp乙。
【答案】【小题1】49N 【小题2】2.45×103Pa 【小题3】11025 Pa
【解析】【小题1】根据公式G=mg得
甲对水平地面的压力
【小题2】甲对水平地面的压强
【小题3】根据公式
得,甲对地面的压强变化量7350Pa,由图可知,受力面积减小,压力不变,压强应变大,因此顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强
此时的受力面积为
甲乙是形状、体积相同的长方体,只有质量不同,乙的重力为
乙对水平地面的压力
乙按图中顺时针旋转90°后,乙对地面的压强
旋转前,乙对地面的压强是
所以乙对地面的压强变化量
12.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为
米
,质量为20千克,乙的体积为
米
。求:
(1)甲对地面的压强
;
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为
,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为
,已知
。求乙的密度。
(3)当甲、乙分别平放在水平地面上时,若乙的质量为8千克,要使乙对地压强不大于甲对地压强,请计算乙应当沿水平方向切去的高度h的范围。
【答案】(1)4900Pa
(2)
(3)
【详解】(1)甲对水平面的压力等于重力,即
甲对地面的压强为
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为
,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为
又
则乙的密度为
(3)根据题意可知
又
则
即有
可得
所以
四、实验题
13.某小组同学为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,他们用相同形状的长方体A 、B 以不同方式放在同一水平沙面上,进行了三次实验。长方体A 、B的重力大小不同,各侧面的面积分别为5厘米2、10厘米2、20厘米2。实验中, 他们在长方体A 、B 上表面的中央放置若干个重力大小均为1牛的物体,作为施加的力F 。实验数据分别如表一、表二所示。实验中,他们仔细观察沙面的凹陷程度,发现放同一长方体的沙面凹陷程度相同,而放不同长方体的沙面凹陷程度却不相同,且第一组凹陷程度较小,第二组凹陷程度较大。
表一(第一组)
实验序号
A重力 G(牛)
力F(牛)
压力(牛)
受力面积( 厘 米 2)
1
1
1
2
5
2
1
3
4
10
3
1
7
8
20
表二(第二组)
实验序号
B重力 G(牛)
力F(牛)
压力(牛)
受力面积(厘 米 2)
4
2
2
4
5
5
2
6
8
10
6
2
14
16
20
(1)分析比较实验序号1与4(或2与5或3与6)的后2列数据和观察到的现象,可得出的初步结论是: ;
(2)分析比较实验序号 的后2列数据和观察到的现象,可得出的初步结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
(3)请进一步综合分析表一、表二中的数据及观察到的现象并归纳得出结论。
(a) 分析比较表一或表二中的数据和观察到的现象可得出的结论是: ;
(b) 分析比较表一和表二中的数据和观察到的现象可得出的结论是: 。
【答案】(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(2)2与4
(3) 当压力与受力面积的比值相同时,压力的作用效果相同 当压力与受力面积的比值越大时,压力的作用效果越明显
【详解】(1)分析比较实验序号1与4(或2与5或3与6)的后2列数据可以看出压力不同,受力面积相同,观察到的现象是第一组凹陷程度较小,第二组凹陷程度较大,可得出的初步结论是受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)根据结论可知,数据为压力相同,受力面积不同,故分析比较实验序号2与4(或3与5)的后2列数据和观察到的现象。
(3)[1]表一或表二中的数据可以看出,同一长方体,压力与受力面积的比值相同,观察到的现象是凹陷程度相同,可得出的结论是当压力与受力面积的比值相同时,压力的作用效果相同。
[2]表一和表二中的数据可以看出,不同长方体,压力与受力面积的比值不同,观察到的现象是凹陷程度不相同,压力与受力面积的比值越大,凹陷程度越大,可得出的结论是当压力与受力面积的比值越大时,压力的作用效果越明显。
14.为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。
表一
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
1
12
10
2
18
15
3
24
20
表二
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
4
6
10
5
9
15
6
12
20
表三
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
7
6
20
8
9
30
9
12
40
(1)分析比较实验序号 等数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。
(2)分析比较实验序号4与7(或5与8、或1与6与9)等数据及观察到的现象,可得出的初步结论是: 。
(3)请进一步综合分析表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,你可以得出的结论是:
(a) 。
(b) 。
(4)甲、乙两位同学进一步综合分析了表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并分析归纳得出结论。
甲同学的结论是:当受力面积与压力的比值相同时,压力的作用效果相同;当受力面积与压力的比值越小,压力的作用效果越显著。乙同学的结论是:当压力与受力面积的比值相同时,压力的作用效果相同;当压力与受力面积的比值越大,压力的作用效果越显著。
请判断,甲同学的结论 ,乙同学的结论 。(均选填 “错误”、“不完整”或“正确”)
【答案】 1与4(或2与5、或3与6与7) 在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著 压力和受力面积的比值相同,压力的作用效果相同 压力和受力面积的比值越大,压力的作用效果越显著 正确 正确
【详解】(1)[1]得出的结论是:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著,应控制受力面积相同,改变压力大小来得出,故应分析比较的实验序号是:1与4(或2与5、或3与6与7)。
(2)[2]比较实验序号4与7(或5与8、或1与6与9)等数据,发现各组压力相同,受力面积不同,且受力面积大的沙面凹陷程度小,故得出的结论是:在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
(3)[3]单独分析表一(或表二、或表三)中的数据及现象,可看出,三次实验中压力和受力面积比值相同,沙面的凹陷程度也相同,故可得出结论:压力和受力面积的比值相同,压力的作用效果相同。
[4]对表一、表二、表三进行综合比较,可看出,压力和受力面积比值越大的,沙面的凹陷程度越大,故可得出结论:压力和受力面积的比值越大,压力的作用效果越显著。
(4)[5][6]甲乙两位同采用了不同的比较方法,两物理量作比的顺序正好相反,结论也正好相反,结合以上分析可知,两位同学的结论都是正确的。
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