内容正文:
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第九章 压 强
专题四 固体压强的相关计算
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类型1 应用类计算
1. (江西中考)某同学将40本纸质作业本送交到教师办公室,并整齐紧密叠放在水平桌面上。这摞作业本与桌面的接触面积S为4.8×10-2 m2,总质量m为4.8 kg,总体积V为6.0×10-3 m3,g取10 N/kg。假设作业本每张纸密度相同。求:
(1)这摞作业本所受的重力G;
(2)这摞作业本对桌面的压强p;
(3)这摞作业本纸张的密度ρ。
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(1)48 N (2)1 000 Pa (3)0.8×103 kg/m3
解析:(1)这摞作业本的总质量m=4.8 kg,这摞作业本所受的重力G=mg=
4.8 kg×10 N/kg=48 N。
(2)这摞作业本对水平桌面的压力等于这摞作业本的重力,即F=G=48 N;桌面的受力面积等于这摞作业本与桌面的接触面积,即S=4.8×10-2 m2;这摞作业本对桌面的压强p===1000 Pa。
(3)这摞作业本纸张的密度ρ===0.8×103 kg/m3。
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2. (唐山期中)一辆四轮汽车的质量为1.2 t,在水平路面上运动的过程中,受到的阻力是车重的。(g取10 N/kg)问:
(1)汽车做匀速直线运动时,汽车的牵引力是多少?
(2)汽车每个车轮与路面的接触面积为0.02 m2,当汽车空车静止时,它对路面的压强是多少?
(3)某路面能承受的最大压强为8×105 Pa,该汽车在该路面行驶时,车上人和物的总质量不能超过多少吨?
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(1)600 N (2)1.5×105 Pa (3)5.2 t
解析:(1)汽车运动时受到的阻力f=G=mg=×1.2×103 kg×10 N/kg=600 N,汽车做匀速直线运动时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以牵引力F=f=600 N。
(2)当汽车空车静止时,汽车对水平路面的压力F压=G=mg=1.2×103 kg×10 N/kg=1.2×104 N,汽车对路面的压强p===1.5×105 Pa。
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(3)该汽车对路面的最大压力F大=p′S=8×105 Pa×4×0.02 m2=6.4×104 N,因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以由G=mg可得,车、车上人和物的最大总质量m大=== =6.4×103 kg=6.4 t,则车上人和物的最大总质量m′=m大-m=6.4 t-1.2 t=5.2 t。
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类型2 叠加、切割问题
考向1 叠加类
3. 将12个完全相同的正方体物块分两部分叠放在水平地面上,如图甲、乙所示,它们对地面的压强之比p甲∶p乙等于 ( )
A. 4∶3 B. 7∶5
C. 3∶2 D. 21∶20
D
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4. 如图所示,两个实心正方体A、B,密度之比为8∶1、体积之比为1∶8,按甲、乙两种不同的方式叠放在水平地面上,下列说法正确的是 ( )
A. 图甲中A对B的压力小于图乙中B对A的压力
B. 图甲中A对B的压强小于图乙中B对A的压强
C. 图甲、乙中地面受到的压力之比为2∶1
D. 图甲、乙中地面受到的压强之比为1∶4
D
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5. 有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高为5 cm、底面积为20 cm2,B的高为8 cm、底面积为50 cm2、密度为3.0 g/cm3。(g取10 N/kg)
(1)若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强p1=1.0×103 Pa,则A的重力GA=_______N;B对桌面的压强p2=_______Pa。
(2)若按图丙的方式放置时,B对A的压强
p3=_______Pa,A对桌面的压强p4=_______Pa。
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2.4×103
6×103
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考向2 切割类
6. 如图所示,实心均匀正方体A、B放置于水平地面上,对水平地面的压力相等。现沿竖直方向分别截去相同宽度后,剩余部分对地面的压强分别为pA和pB,则 ( )
A. pA一定小于pB B. pA一定等于pB
C. pA一定大于pB D. pA可能大于pB
A
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7. (保定莲池期中)如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水平地面的压强关系是 ( )
A. p甲<p乙 B. p甲>p乙
C. p甲=p乙 D. 无法判断
B
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8. 如图所示,棱长为0.1 m的正方体木块放在水平地面上,重力为4 N,木块对地面的压力是________N。若将图甲所示的阴影部分切掉,剩余部分不动,这时剩余部分对地面的压力为________N,压强为________Pa;若将图乙所示的阴影部分切掉,剩余部分不动,这时剩余部分对地面的压力为_______N,压强为_______Pa。
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400
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200
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9. (沧州期中)棱长为12 cm的均匀正方体,所受重力为72 N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为________Pa;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为________cm。
5×103
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10. (唐山模拟改编)如图甲所示,实心正方体金属块M,棱长为10 cm、质量为8 kg,静置于水平台面上,从金属块底面竖直向上掏挖出一个重为20 N的长方体Q,将Q的ABCD面朝下平放在水平台面上,对台面的压强为pQ;剩余部分N如图乙所示放置,对台面的压强为pN,恰好pQ=pN。金属块的密度为_______kg/m3;金属块M对台面的压强为_______Pa;长方体Q与水平台面接触的面积为_________m2。(g取10 N/kg)
8×103
8 000
2.5×10-3
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考向3 叠加、切割的综合
11. 如图所示,水平地面上放有棱长之比为1∶2的正方体A和B,其密度之比为ρA∶ρB=3∶1,则A、B对地面的压强之比为________。若A对地面的压强为p0,现将A沿水平方向切去一部分,使A剩余部分对地面的压强为p,并将切下的部分叠放在B上,叠放后B对地面的压强也为p。则p∶p0=________。
3∶2
11∶15
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12. (石家庄40中期中)如图甲所示,两个密度均匀的实心圆柱体A、B置于水平桌面上,其中A的高度为0.1 m、底面积为1×10-3 m2,B的重力为4 N、底面积为4×10-3 m2。现从A的上部沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,A、B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示。(g取10 N/kg)求:
(1)截取前圆柱体A对桌面的压力;
(2)圆柱体A的密度;
(3)图乙中a的值。
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(1)2 N (2)2×103 kg/m3 (3)0.04 m
解析:(1)由题图乙可知,截取前即h=0时,圆柱体A对桌面的压强为2 000 Pa,由p=可知,截取前A对桌面的压力FA=pSA=2 000 Pa×1×10−3 m2=2 N。
(2)由p=ρgh可知,圆柱体A的密度
ρA===2×103 kg/m3。
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(3)当h=a时,A、B对桌面的压强相等。由p==可得,=,又GA=FA=2 N,GA切=GA,GA剩=GA,
则=,代入数据得,=,解得a=0.04 m。
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