内容正文:
第九章 《压强》练习
§9.1 压强练习
【知识回顾】
知识点一 认识压力
1.定义: 作用在物体表面的力。
2.方向: 于受力物体表面指向受力物体。
3.作用点:在被压物体的受力面上,等效作用在接触面中心。
4.大小:只有当物体独立静止在水平面上时,压力与重力大小 。
知识点二 压力和受力面积对海绵形变的影响
【探究准备】
受力面积——指的是物体间相互挤压的那部分面积;比如书对桌面压力的受力面积大小等于 (选填“书”或“桌面”)的面积。
【探究过程】
【制订计划与设计实验】
1.实验器材的组装和选取
2.制订实验方案
(1)压力作用效果的显示:通过 来显示,这种研究方法是 法。
(2)改变压力:在小桌上加钩码等重物。
(3)改变受力面积:使小桌正放和倒放。
【进行实验与收集证据】
实验操作
实验现象
如图甲所示,将小桌正放在海绵上,观察海绵的形变情况
海绵的形变情况
如图乙所示,在小桌上放一个钩码,观察海绵的形变情况
海绵的形变情况
如图丙所示,将小桌倒放在海绵上,并放一个钩码,观察海绵的形变情况
海绵的形变情况
【分析与论证】
1.比较图甲、乙可知,海绵的受力面积 , 图中海绵受到的压力大,压力作用效果明显。
2.比较图乙、丙可知,海绵受到的压力 , 图中海绵的受力面积小,压力作用效果明显。
【实验结论】
1.当受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。
2.当压力相同时, 越小,压力的作用效果越明显。
【交流与评估】
1.实验中,为什么不能用木板等较硬材料代替海绵?
2.能够比较甲、丙两图得出实验结论吗?为什么?
知识点三 理解压强
1.意义:表示压力作用效果的物理量,压强越 ,压力的作用效果越明显。
2.压强:物体所受压力的大小与受力面积之 。
3.公式: 。
4.变形公式:
(1)求压力: 。
(2)求受力面积: 。
5.单位: ,简称 ,符号 。
知识点四 知道增大和减小压强的方法
1.增大压强的方法:
(1) 压力;
(2) 受力面积。
2.减小压强的方法:
(1) 压力;
(2) 受力面积。
【精练】
1.如图所示,木块对支持面的压力示意图正确的是( )
2.如图所示,一位小朋友站在水平放置的体重计上测量体重。待示数稳定时,体重计受到人的压力( )
A.就是人受到的重力
B.方向与人受到重力的方向相反
C.大小与人的重力大小相等
D.作用点在人的重心上
3.一个普通中学生站在水平地面上,地面所受到的压力约为( )
A.50 kg B.500 kg C.50 N D.500 N
4.如图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板压力的说法正确的是( )
A.这个力的施力物体是地球
B.这个力一定等于运动员的重力
C.这个力会使跳板发生弹性形变
D.这个力会改变运动员的运动状态
5.如图所示,物体A、B间用不计重力的轻弹簧连接,A物体的重力为8 N,B物体的重力为10 N。用竖直向上大小为10 N的力F提着物体A,当A静止时,物体B对地面的压力为( )
A.10 N B.8 N C.18 N D.2 N
6.原来平整的细沙面上放上甲、乙两个质地均匀的实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲的重力一定比乙大
B.甲的密度一定比乙大
C.甲对沙子的压力可能比乙对沙子的压力小
D.无法判断甲、乙的质量大小
7.如图显示了四种高跟鞋后跟鞋底的实际尺寸。穿着行走时最容易损坏木地板的鞋跟是( )
8.在如图所示的做法中,属于增大压强的是( )
9.(多选)为了研究压力的作用效果跟哪些因素有关,老师准备了如图所示的器材:①装有沙的容器;②钩码;③用钉子做腿的小桌;④海绵;⑤木板;
⑥盛有适量水的矿泉水瓶等供同学们选择。以下四组器材中,能达到探究目的的有( )
A.①②③ B.②③⑤
C.③⑤⑥ D.④⑥
10.(多选)如图所示,置于水平地面上的立柱质量为M,有一质量为m的猴子在立柱上匀速上下运动,已知猴子静止时,受到的摩擦力为f,则有关猴子在运动过程中正确的是( )
A.猴子匀速向上运动时,支柱对地面的压力是Mg+f
B.猴子匀速向下运动时,支柱对地面的压力是Mg-mg
C.猴子匀速向上运动时,支柱对地面的压力是Mg-f
D.猴子匀速向下运动时,支柱对地面的压力是Mg+mg
11.如图所示,停在斜坡上的汽车对地面有压力作用,已知其所受重力为G,四轮与地面接触的总面积为S。压力的定义为:垂直作用在物体表面并指向物体表面的力叫作压力。那么定义中的“物体”在此指的是 (选填“汽车”或“地面”),压力的方向为图中 (选填“①”“②”“③”或“④”)所示,在此压力作用下发生形变的是 (选填“汽车”或“地面”)。
12.一个重500 N的物体静止在水平地面上,对水平地面的压力为 N;若受到100 N竖直向上的拉力后,物体对地面的压力为 N;若将此物体放在一斜面上,对斜面的压力将 (选填“大于”“等于”或“小于”)500N。
13.如图(a)所示,将重力为15 N的正方体放在水平地面上,则它对地面的压力为 N;如图(b)所示,若将正方体放置于倾角为30°的斜面上,则正方体静止时对斜面的压力将 (选填“大于”“等于”或“小于”)15 N。
14.如图所示是一次研学活动中某校师生乘坐的新能源四轮汽车,如果汽车和师生的总质量为1.5×104 kg,汽车四个轮胎与地面的接触总面积是
3 000 cm2,这辆汽车对地面的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
15.某同学质量为50 kg,某沼泽地能承受的压强为2×104 Pa,这位同学与水平沼泽地的接触面积至少为 m2,才不会陷入沼泽地。(g取10 N/kg)
16.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108 Pa的压强,那么“水刀”作用在0.2 mm2的面积上时,产生的压力为 N。
17.如图所示,甲图是旧时农村妇女制作布鞋鞋底的情景,从物理知识的角度来看,她们用针纳鞋底时,针尖做得很锋利是通过减小 的方式增大对布的压强;在纳鞋底时,妇女手指上戴有顶针(如图乙所示),即戴在手指上的工具,用金属或其他材料制成,上面有许多小窝儿,用来抵住针鼻儿,戴顶针是为了 (选填“减小”或“增大”)对手指的压强。
18.物理兴趣小组利用小桌、钩码及海绵探究压力的作用效果跟什么因素有关,探究过程如图所示。
【实验设计】
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果。
(2)实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是 。
【进行实验】
(3)为了探究压力的作用效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 两次实验进行比较得出结论: 。
(4)比较 两图可得出结论:压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显。
【实验延伸】
(5)如图丁所示,将海绵一端用木块垫起,仍使小桌静止。图丙中小桌对海绵压力的作用效果比图丁中更 (选填“明显”或“不明显”)一些。
【创新实验】
(6)物理兴趣小组又分别采用如图A、B所示的方法探究“压力作用效果与受力面积的关系”。图 的方法合理,因为该方法控制了 相同。写出一种生活中利用该实验结论增强压力作用效果的实例: 。
【生活实践·动手做一做】
(7)用海绵和两个完全相同的矿泉水瓶也能完成以上实验:如果想探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应该如何操作: 。
如果想探究压力的作用效果与压力大小的关系,应该如何操作: 。
19.小明放学回家看到小朋友在叠放玩具。如图1所示,物体甲和圆柱体乙置于水平地面上。查阅有关资料,得知圆柱体乙的底面积为30 cm2,高度为
20 cm,质量为1.8 kg。(g取10 N/kg)
(1)求此时乙对地面的压强。
(2)求圆柱体乙的密度。
(3)将甲叠放在乙的中央,如图2所示,此时乙对地面的压强为8.4×103 Pa,求甲的质量。
(4)图1中甲放在水平地面上时,甲对地面的压强为1.8×103 Pa,求甲的底面积。
20.如图所示是某学生背书包上学的情景。该学生质量为50 kg,书包质量为4 kg(g取10 N/kg)。求:
(1)书包受到的重力;
(2)该学生背着书包静止站在水平地面上时,学生对地面的压力;
(3)该学生背着书包静止站在水平地面上时,双脚与地面总接触面积为400 cm2,学生对地面的压强。
参考答案
【知识回顾】
知识点一 认识压力
1.定义: 垂直 作用在物体表面的力。
2.方向: 垂直 于受力物体表面指向受力物体。
3.作用点:在被压物体的受力面上,等效作用在接触面中心。
4.大小:只有当物体独立静止在水平面上时,压力与重力大小 相等 。
知识点二 压力和受力面积对海绵形变的影响
【探究准备】
受力面积——指的是物体间相互挤压的那部分面积;比如书对桌面压力的受力面积大小等于 书 (选填“书”或“桌面”)的面积。
【探究过程】
【制订计划与设计实验】
1.实验器材的组装和选取
2.制订实验方案
(1)压力作用效果的显示:通过 海绵的形变情况 来显示,这种研究方法是 转换 法。
(2)改变压力:在小桌上加钩码等重物。
(3)改变受力面积:使小桌正放和倒放。
【进行实验与收集证据】
实验操作
实验现象
如图甲所示,将小桌正放在海绵上,观察海绵的形变情况
海绵的形变情况 较小
如图乙所示,在小桌上放一个钩码,观察海绵的形变情况
海绵的形变情况 较大
如图丙所示,将小桌倒放在海绵上,并放一个钩码,观察海绵的形变情况
海绵的形变情况 很小
【分析与论证】
1.比较图甲、乙可知,海绵的受力面积 相同 , 乙 图中海绵受到的压力大,压力作用效果明显。
2.比较图乙、丙可知,海绵受到的压力 相同 , 乙 图中海绵的受力面积小,压力作用效果明显。
【实验结论】
1.当受力面积相同时, 压力 越大,压力的作用效果越明显。
2.当压力相同时, 受力面积 越小,压力的作用效果越明显。
【交流与评估】
1.实验中,为什么不能用木板等较硬材料代替海绵?
答:木板等较硬材料形变量较小,不易观察。
2.能够比较甲、丙两图得出实验结论吗?为什么?
答:不能。因为甲、丙两图中压力大小、受力面积大小都不相同,没有控制变量。
知识点三 理解压强
1.意义:表示压力作用效果的物理量,压强越 大 ,压力的作用效果越明显。
2.压强:物体所受压力的大小与受力面积之 比 。
3.公式: p= 。
4.变形公式:
(1)求压力: F=pS 。
(2)求受力面积: S= 。
5.单位: 帕斯卡 ,简称 帕 ,符号 Pa 。
知识点四 知道增大和减小压强的方法
1.增大压强的方法:
(1) 增大 压力;
(2) 减小 受力面积。
2.减小压强的方法:
(1) 减小 压力;
(2) 增大 受力面积。
【精练】
1.如图所示,木块对支持面的压力示意图正确的是(C)
2.如图所示,一位小朋友站在水平放置的体重计上测量体重。待示数稳定时,体重计受到人的压力(C)
A.就是人受到的重力
B.方向与人受到重力的方向相反
C.大小与人的重力大小相等
D.作用点在人的重心上
3.一个普通中学生站在水平地面上,地面所受到的压力约为(D)
A.50 kg B.500 kg C.50 N D.500 N
4.如图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板压力的说法正确的是(C)
A.这个力的施力物体是地球
B.这个力一定等于运动员的重力
C.这个力会使跳板发生弹性形变
D.这个力会改变运动员的运动状态
5.如图所示,物体A、B间用不计重力的轻弹簧连接,A物体的重力为8 N,B物体的重力为10 N。用竖直向上大小为10 N的力F提着物体A,当A静止时,物体B对地面的压力为(B)
A.10 N B.8 N C.18 N D.2 N
6.原来平整的细沙面上放上甲、乙两个质地均匀的实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则下列说法正确的是(A)
A.甲的重力一定比乙大
B.甲的密度一定比乙大
C.甲对沙子的压力可能比乙对沙子的压力小
D.无法判断甲、乙的质量大小
7.如图显示了四种高跟鞋后跟鞋底的实际尺寸。穿着行走时最容易损坏木地板的鞋跟是(B)
8.在如图所示的做法中,属于增大压强的是(B)
9.(多选)为了研究压力的作用效果跟哪些因素有关,老师准备了如图所示的器材:
①装有沙的容器;
②钩码;
③用钉子做腿的小桌;
④海绵;
⑤木板;
⑥盛有适量水的矿泉水瓶等供同学们选择。以下四组器材中,能达到探究目的的有( A、D )
A.①②③ B.②③⑤
C.③⑤⑥ D.④⑥
10.(多选)如图所示,置于水平地面上的立柱质量为M,有一质量为m的猴子在立柱上匀速上下运动,已知猴子静止时,受到的摩擦力为f,则有关猴子在运动过程中正确的是( A、D )
A.猴子匀速向上运动时,支柱对地面的压力是Mg+f
B.猴子匀速向下运动时,支柱对地面的压力是Mg-mg
C.猴子匀速向上运动时,支柱对地面的压力是Mg-f
D.猴子匀速向下运动时,支柱对地面的压力是Mg+mg
11.如图所示,停在斜坡上的汽车对地面有压力作用,已知其所受重力为G,四轮与地面接触的总面积为S。压力的定义为:垂直作用在物体表面并指向物体表面的力叫作压力。那么定义中的“物体”在此指的是 地面 (选填“汽车”或“地面”),压力的方向为图中 ② (选填“①”“②”“③”或“④”)所示,在此压力作用下发生形变的是 地面 (选填“汽车”或“地面”)。
12.一个重500 N的物体静止在水平地面上,对水平地面的压力为 500 N;若受到100 N竖直向上的拉力后,物体对地面的压力为 400 N;若将此物体放在一斜面上,对斜面的压力将 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)500N。
13.如图(a)所示,将重力为15 N的正方体放在水平地面上,则它对地面的压力为 15 N;如图(b)所示,若将正方体放置于倾角为30°的斜面上,则正方体静止时对斜面的压力将 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)15 N。
14.如图所示是一次研学活动中某校师生乘坐的新能源四轮汽车,如果汽车和师生的总质量为1.5×104 kg,汽车四个轮胎与地面的接触总面积是
3 000 cm2,这辆汽车对地面的压强为 5×105 Pa。(g取10 N/kg)
15.某同学质量为50 kg,某沼泽地能承受的压强为2×104 Pa,这位同学与水平沼泽地的接触面积至少为 2.5×10-2(或0.025) m2,才不会陷入沼泽地。(g取10 N/kg)
16.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108 Pa的压强,那么“水刀”作用在0.2 mm2的面积上时,产生的压力为 20 N。
17.如图所示,甲图是旧时农村妇女制作布鞋鞋底的情景,从物理知识的角度来看,她们用针纳鞋底时,针尖做得很锋利是通过减小 受力面积 的方式增大对布的压强;在纳鞋底时,妇女手指上戴有顶针(如图乙所示),即戴在手指上的工具,用金属或其他材料制成,上面有许多小窝儿,用来抵住针鼻儿,戴顶针是为了 减小 (选填“减小”或“增大”)对手指的压强。
18.物理兴趣小组利用小桌、钩码及海绵探究压力的作用效果跟什么因素有关,探究过程如图所示。
【实验设计】
(1)实验中通过观察 海绵的形变情况 来比较压力的作用效果。
(2)实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是 海绵受力容易发生形变 。
【进行实验】
(3)为了探究压力的作用效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 甲、乙 两次实验进行比较得出结论: 在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 。
(4)比较 乙、丙 两图可得出结论:压力一定时, 受力面积 越小,压力的作用效果越明显。
【实验延伸】
(5)如图丁所示,将海绵一端用木块垫起,仍使小桌静止。图丙中小桌对海绵压力的作用效果比图丁中更 明显 (选填“明显”或“不明显”)一些。
【创新实验】
(6)物理兴趣小组又分别采用如图A、B所示的方法探究“压力作用效果与受力面积的关系”。图 A 的方法合理,因为该方法控制了 压力 相同。写出一种生活中利用该实验结论增强压力作用效果的实例: 针头很尖 。
【生活实践·动手做一做】
(7)用海绵和两个完全相同的矿泉水瓶也能完成以上实验:如果想探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应该如何操作: 分别让装满水的矿泉水瓶正立和倒立在海绵上 。
如果想探究压力的作用效果与压力大小的关系,应该如何操作: 让矿泉水瓶分别装满水和装半瓶水正立放在海绵上 。
19.乙置于水平地面上。查阅有关资料,得知圆柱体乙的底面积为30 cm2,高度为
20 cm,质量为1.8 kg。(g取10 N/kg)
(1)求此时乙对地面的压强。
(2)求圆柱体乙的密度。
(3)将甲叠放在乙的中央,如图2所示,此时乙对地面的压强为8.4×103 Pa,求甲的质量。
(4)图1中甲放在水平地面上时,甲对地面的压强为1.8×103 Pa,求甲的底面积。
【解答】(1)规范解题。
(2)注意公式p=和p=ρgh的灵活动用。
解:(1)图1中,乙对地面的压力F乙=G乙=m乙g=1.8 kg×10 N/kg=18 N,
乙对地面的压强
p乙===6×103 Pa。
(2)乙对水平地面的压强p======ρgh,则
乙的密度为ρ乙===3×103 kg/m3。
(3)如图2所示,将甲叠放在乙的中央,由p=可得,此时乙对地面的压力F乙'=
p乙'S乙=8.4×103 Pa×30×10-4 m2=25.2 N,
因物体对水平面的压力等于物体的重力,则F乙'=G甲+G乙,
所以甲的重力
G甲=F乙'-G乙=25.2 N-18 N=7.2 N,
由G=mg可得,甲的质量m甲===0.72 kg。
(4)甲的底面积为S甲====40 cm2。
20.如图所示是某学生背书包上学的情景。该学生质量为50 kg,书包质量为4 kg(g取10 N/kg)。求:
(1)书包受到的重力;
(2)该学生背着书包静止站在水平地面上时,学生对地面的压力;
(3)该学生背着书包静止站在水平地面上时,双脚与地面总接触面积为400 cm2,学生对地面的压强。
解:(1)书包的重力为G书包=m书包g=4 kg×10 N/kg=40 N
(2)学生背着书包静止站在水平地面上时,对地面的压力为F=G总=m总g=(50 kg+
4 kg)×10 N/kg=540 N
(3)地面的受力面积为S=400 cm2=0.04 m2
学生对地面的压强为p===1.35×104 Pa
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