内容正文:
第九章 压强和浮力(计算题30道)
1.如图所示,水壶内装入200g的水,水深10cm,水壶的底面积为15cm2,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)壶内水对壶底的压强是多少?
(2)壶内水对壶底的压力是多少?
2.如图所示,一辆四轮空洒水车质量为3t(含车上人员),水箱底面积为6m2,满载后水深1.2m,装满水后,水的质量为9t,一个轮胎与地面的接触面积为30dm2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)满载后,水对箱底的压强;
(2)满载后,洒水车对地面的压强。
3.有一水池,水深10米,则水对池底的压强是多少?(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
4.一辆主战坦克,质量为,当它静止在水平地面上时,履带与地面接触的总面积为,求:
(1)坦克受到的重力(取);
(2)坦克对地面的压强。
5.如图所示,一装水的水桶放在水平地面上。桶内水的重力是100N,水桶的底面积是,水的深度是20cm。试求:水桶底受到水的压强是多少?g取(写出必要的文字说明、所运用公式及最终结果).
6.如图所示的是我国第三艘航母“福建舰”,我国也迎来了三航母时代。其设计满载排水量达到了8.5万吨,最大吃水深度10.5m。(取10N/kg,)
(1)“福建舰”满载时受到水的浮力为多少?
(2)“福建舰”满载时最底部受到水的压强为多少?
7.在一次案件的侦破中,公安人员在海滩案发现场发现了罪犯站立时留下的清晰的脚印,经测量两只脚印总面积为。警察同时在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积为,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数为15N。根据以上数据(g取),求:
(1)垫片对地面的压强;
(2)罪犯的重力。
8.近年来,电动汽车由于相比燃油车零排放,并且节能成本低,已经成为很多家庭的代步新宠,刘老师家刚买了一辆电动汽车,如图所示,已知其质量为,当汽车匀速行驶在平直的公路上时,受到的阻力是其重力的0.2倍,求:
(1)汽车受到的重力;
(2)汽车匀速行驶在平直的公路上时,电动机提供的牵引力的大小;
(3)仔细观察电动汽车的外型,判断汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?
9.如图所示,一个底面积为20cm2、重为2N的杯子中装入1kg水放在水平桌面上,深度为10cm,求:
(1)水对杯子底部的压强;
(2)水对杯子底部的压力;
(3)杯子对桌面的压强。(g取10N/kg)
10.电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线匀速行驶了900m,用时300s。已知他和电动车的总重力为860N,轮胎和地面的总接触面积为20cm2,在此骑行过程中,求:
(1)电动车的速度;
(2)电动车对水平路面的压强。
11.有一渔民驾驶一艘动力木船在湖中打渔,发现离水面0.6m处的船板漏了一个面积是8cm2的漏洞,湖水从洞喷入船中,渔民紧急处理补好了漏洞,避免了危险。求:
(1)漏洞处湖水的压强是多少?
(2)补好漏洞至少需要多大的压力?(取g=10N/kg,湖水密度为1.0×103kg/m 3)
12.小欣元旦在外旅游时,乘坐了如图所示的四轮电动巡逻车,巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.05倍。某次巡逻时,人和车的总质量为4.0×103kg,每个轮胎与地面的接触面积为100cm2,求:
(1)巡逻车对水平地面的压强为多少?
(2)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为多少?
13.将体积为1×103m3的物体的一半浸入在水中,求:物体所受的浮力F浮。
14.我国将于2035年全面禁售燃油汽车,用电动汽车替代传统燃油汽车成为趋势。某公司最新型水陆两用电动汽车如图所示,空车质量为940kg,轮胎与地面总接触面积为400cm2,电池容量为40kW·h。假设车上只有司机一人,质量为60kg,求:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)电动汽车在地面上时对水平地面的压强是多大?
15.如图所示,飞艇装满货物后,悬浮在空气中,此时飞艇与货物总重为2×104N,求飞艇此时在空气中受到浮力大小。
16.2020 年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号总质量为35.7吨,不考虑海水密度的变化,ρ海水=1.02×103kg/m3,g取10N/kg。则:
(1)“奋斗者”号下潜到多少m时,仪表显示潜水器受到海水的压强为7.14×107Pa;
(2)“奋斗者”号完成任务后,漂浮在海面上,排开水的体积;
(3)“奋斗者”号下潜深度达万米,在深海中不是通过排出仓内水减小自身重力实现上浮,而是通过抛掉压载铁减小自身重力实现上浮,请你说明理由。
17.如图所示,圆柱体甲的质量为3.6千克,高为0.2米,密度为1.8×103千克/米3。
(1)求甲的体积;
(2)求甲竖直放置时对水平桌面的压强;
(3)现有一薄壁圆柱形容器乙,质量为0.8千克。在容器乙中倒入某种液体,将甲竖直放入其中,并分别测出甲放入前后容器对水平桌面的压强p容、液体对容器底部的压强p液,如下表所示。
放入物体前
放入物体后
p容(帕)
1960
2940
p液(帕)
1568
1568
(a)求容器的底面积;
(b)求液体密度的最小值。
18.“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,取决于桶壁上最短的那块木板。现有一木桶,如图所示,桶底底面积,当桶装足够多的水时,(忽略圆桶外壁和底部的厚度,,)求:
(1)桶底受到水的压强;
(2)桶底受到水的压力。
19.春节将至,小明把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他将一个底面积为,重10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底所有的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面,此时桶底距水面的深度为15cm。(不考虑捞出过程中带出的水,)求:
(1)所有的鹅卵石捞出放置在桶内时,水对桶底的压强;
(2)桶内鹅卵石的质量。
20.如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,每个车轮与沙滩接触的面积为,卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,(g取)求:
(1)求小车的平均速度;
(2)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕。
21.一只重3N,底面积为0.02m2的平底薄壁容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,容器内所盛的酒重9N,容器高为17cm,容器中酒深为14cm.。(g=10N/kg,ρ酒=0.8×103kg/m3)求:
(1)容器底受到酒的压强。
(2)容器底受到酒的压力。
(3)桌面受到盛酒容器的压强。
22.如图所示,水平桌面上放置一个重5N、底面积为100cm2的容器,容器左上端封闭,右上端开口,内部盛满酒精,酒精的重力是14N,ρ酒精=0.8×10³kg/m³,g取10Nkg。求:
(1)A点受到酒精的压强;
(2)酒精对容器底部的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
23.如图所示,一个边长为10cm、重4N的正方体木块,放置于的水平桌面上。将重2N的水倒入一个锥形瓶中,瓶重1N,底面积为,水深度为5cm,将锥形瓶放在木块上。(g取10N/kg,),求:
(1)水对瓶底的压强;
(2)锥形瓶对木块的压强;
(3)木块对桌面的压强。
24.如图所示,平底茶壶的质量为400g,底面积为50cm2,内盛0.6kg的水,水深10cm,放置在面积1m2的水平桌面中央,求:
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压强。
25.在图(a)中,小阳同学使用钢绳拉着石料从水面上方以恒定的速度下降,直至其全部浸入水中;图(b);若不计水的阻力,g取10N/kg。求:
(1)石料的重力;
(2)石料完全浸没在水中时受到的浮力;
(3)石料的体积;
(4)石料的密度。
26.小明的质量为50kg,他每只鞋底与地面的接触面积为200cm2,求:
(1)小明单脚站立时,他对地面的压力;
(2)小明行走时,他对地面的压强。
27.电动自行车是一种便捷的交通工具,以其便捷性,经济性的优势越来越成为生活中的不可缺少的工具。为了探索生活中的物理规律,李明对自己家里的电动自行车进行了研究。经过查阅电动自行车说明书李明了解到电动自行车总质量50kg,电池电压48V,电机额定功率220W,最高限速25km/h。李明测量每个轮胎与地面接触面积为25cm。查阅相关资料电动自行车在平直道路行驶时所受阻力约为总重力的0.015倍。李明哥哥体重70kg,当李明哥哥骑车速度为18km/h在平直道路上匀速直线行驶。
(1)求电动自行车对地面压强;
(2)电动自行车牵引力大小。
28.如图(a)所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器甲内盛有深的水,空薄壁柱形容器乙内装着质量为,体积为的正方体丙漂浮在容器中内的水面上。甲容器的底面积为,乙容器的底面积为。求:
(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度;
(3)如图(b)所示,现将柱体丙轻轻地从乙容器内拿出放在水平地面上,乙容器仍漂浮在水面上。求丙拿出前后,水对甲容器底部压强的变化量与丙对地面压强的比值。
29.如图所示,水平桌面上放置下端用毛细管连通的A、B两容器,底面积分别为和阀门K打开前,A容器内竖直放置一底面积为高为0.2m的长方体物块,物块对A容器底部的压强为pA,B容器内盛有0.2m深的水。求:
(1)阀门K打开前,水对B容器底部的压强pB;
(2)阀门K打开前,当pB=2pA时,物块的密度;
(3)阀门K打开后,水从B容器进入A容器,刚好使物块漂浮时,水对A容器底的压强。
30.如图甲所示,体积为的实心均匀正方体A,自由放置在底面积为、高为的薄壁柱形容器中,容器重力为;高为的长方体B通过一轻质硬杆悬挂于手中保持静止,杆对物体的拉力为,此时A与B相距。现往容器中注入某种液体,当液体深度为时,杆对物体的拉力变为,如图乙,此时液体对容器底的压强为。求:
(1)液体的密度;
(2)容器对桌面的压力增加了多少;
(3)若在乙图的基础上将硬杆向下移动,B刚好浸入一半,求此时容器对桌面的压强为多少。
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第9章 压强和浮力(计算题30道)
1.如图所示,水壶内装入200g的水,水深10cm,水壶的底面积为15cm2,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)壶内水对壶底的压强是多少?
(2)壶内水对壶底的压力是多少?
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)壶内水的深度为
壶内水对壶底的压强是
(2)壶内水对壶底的压力为
答:(1)壶内水对壶底的压强是;
(2)壶内水对壶底的压力是15N。
2.如图所示,一辆四轮空洒水车质量为3t(含车上人员),水箱底面积为6m2,满载后水深1.2m,装满水后,水的质量为9t,一个轮胎与地面的接触面积为30dm2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)满载后,水对箱底的压强;
(2)满载后,洒水车对地面的压强。
【答案】(1)1.2×104Pa
(2)1×105Pa
【详解】(1)由题意可知,水箱满载后水深,根据液体压强公式可得,对箱底的压强。
(2)满载后洒水车的总重力为,洒水车对地面的压力,根据压强公式可得,满载后洒水车对地面的压强为。
3.有一水池,水深10米,则水对池底的压强是多少?(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】105Pa
【详解】解:根据可知,水对池底的压强为
答:水对池底的压强是105Pa。
4.一辆主战坦克,质量为,当它静止在水平地面上时,履带与地面接触的总面积为,求:
(1)坦克受到的重力(取);
(2)坦克对地面的压强。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)坦克受到的重力
(2)坦克对地面的压强
答:(1)坦克受到的重力;
(2)坦克对地面的压强。
5.如图所示,一装水的水桶放在水平地面上。桶内水的重力是100N,水桶的底面积是,水的深度是20cm。试求:水桶底受到水的压强是多少?g取(写出必要的文字说明、所运用公式及最终结果).
【答案】2000Pa
【详解】解:根据可知,水桶底受到水的压强为
答:水桶底受到水的压强为2000Pa。
6.如图所示的是我国第三艘航母“福建舰”,我国也迎来了三航母时代。其设计满载排水量达到了8.5万吨,最大吃水深度10.5m。(取10N/kg,)
(1)“福建舰”满载时受到水的浮力为多少?
(2)“福建舰”满载时最底部受到水的压强为多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据阿基米德原理,“福建舰”满载时受到的浮力为
(2)舰底深处受到的海水压强为
7.在一次案件的侦破中,公安人员在海滩案发现场发现了罪犯站立时留下的清晰的脚印,经测量两只脚印总面积为。警察同时在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积为,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数为15N。根据以上数据(g取),求:
(1)垫片对地面的压强;
(2)罪犯的重力。
【答案】(1)1.5×104Pa
(2)600N
【解析】【小题1】垫片与地面接触的面积为
垫片对地面的压强为
【小题2】垫片下陷的深度与鞋印的深度相同,受到的压强相同,即
脚印受力总面积为
罪犯站在水平地面上,受到的重力等于压力
8.近年来,电动汽车由于相比燃油车零排放,并且节能成本低,已经成为很多家庭的代步新宠,刘老师家刚买了一辆电动汽车,如图所示,已知其质量为,当汽车匀速行驶在平直的公路上时,受到的阻力是其重力的0.2倍,求:
(1)汽车受到的重力;
(2)汽车匀速行驶在平直的公路上时,电动机提供的牵引力的大小;
(3)仔细观察电动汽车的外型,判断汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【详解】(1)由重力公式可得汽车受到的重力
(2)因为汽车在平直路面上匀速行驶,所以汽车处于平衡状态,故牵引力等于阻力,即
(3)根据小汽车的外形可知,当小汽车高速行驶时,汽车上方的空气流速大于下方的空气流速,所以上方的压强小于下方的压强,从而产生向上的压力差,减小了对地面的压力,故小汽车在水平路面静止时对地面的压力更大。
9.如图所示,一个底面积为20cm2、重为2N的杯子中装入1kg水放在水平桌面上,深度为10cm,求:
(1)水对杯子底部的压强;
(2)水对杯子底部的压力;
(3)杯子对桌面的压强。(g取10N/kg)
【答案】(1)1000Pa;(2)2N;(3)6000Pa
【详解】解:(1)水对杯子底部的压强为
(2)水对杯子底部的压力为
(3)杯子对桌面的压力为
所以杯子对桌面的压强为
答:(1)水对杯子底部的压强为1000Pa;
(2)水对杯子底部的压力为2N;
(3)杯子对桌面的压强为6000Pa。
10.电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线匀速行驶了900m,用时300s。已知他和电动车的总重力为860N,轮胎和地面的总接触面积为20cm2,在此骑行过程中,求:
(1)电动车的速度;
(2)电动车对水平路面的压强。
【答案】(1)3m/s;(2)4.3×105Pa
【详解】解:(1)电动车的速度为
(2)电动车对水平路面的压力
F=G=860N
轮胎和地面的总接触面积为
S=20cm2=2×10-3m2
电动车对水平路面的压强
答:(1)电动车的速度为3m/s;
(2)电动车对水平路面的压强为4.3×105Pa。
11.有一渔民驾驶一艘动力木船在湖中打渔,发现离水面0.6m处的船板漏了一个面积是8cm2的漏洞,湖水从洞喷入船中,渔民紧急处理补好了漏洞,避免了危险。求:
(1)漏洞处湖水的压强是多少?
(2)补好漏洞至少需要多大的压力?(取g=10N/kg,湖水密度为1.0×103kg/m 3)
【答案】(1)6×103Pa
(2)4.8N
【详解】(1)漏洞处湖水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×0.6m=6×103Pa
(2)由得,补好漏洞至少需要的压力为
F=pS=6×103Pa×8×10-4m2 =4.8N
12.小欣元旦在外旅游时,乘坐了如图所示的四轮电动巡逻车,巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.05倍。某次巡逻时,人和车的总质量为4.0×103kg,每个轮胎与地面的接触面积为100cm2,求:
(1)巡逻车对水平地面的压强为多少?
(2)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为多少?
【答案】(1)1×106Pa;(2)2000N
【详解】解:(1)巡逻车对水平地面的压强为
(2)巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.05倍,巡逻车在水平路面上匀速行驶时,牵引力和阻力是平衡力,巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为
答:(1)巡逻车对水平地面的压强为1×106Pa;
(2)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为2000N。
13.将体积为1×103m3的物体的一半浸入在水中,求:物体所受的浮力F浮。
【答案】5×106N
【详解】由题可知物体排开液体的体积
由阿基米德原理公式可得物体所受的浮力
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×102m3=5×106N
14.我国将于2035年全面禁售燃油汽车,用电动汽车替代传统燃油汽车成为趋势。某公司最新型水陆两用电动汽车如图所示,空车质量为940kg,轮胎与地面总接触面积为400cm2,电池容量为40kW·h。假设车上只有司机一人,质量为60kg,求:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)电动汽车在地面上时对水平地面的压强是多大?
【答案】2.5×105Pa
【详解】解:电动汽车在地面上时对水平地面的压力
F=G总=(m车+m人)g=(940kg+60kg)×10N/kg=104N
对水平地面的压强
答:电动汽车在地面上时对水平地面的压强是2.5×105Pa。
15.如图所示,飞艇装满货物后,悬浮在空气中,此时飞艇与货物总重为2×104N,求飞艇此时在空气中受到浮力大小。
【答案】
【详解】飞艇装满货物后,悬浮在空气中,飞机受力平衡,浮力等于重力,即
16.2020 年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号总质量为35.7吨,不考虑海水密度的变化,ρ海水=1.02×103kg/m3,g取10N/kg。则:
(1)“奋斗者”号下潜到多少m时,仪表显示潜水器受到海水的压强为7.14×107Pa;
(2)“奋斗者”号完成任务后,漂浮在海面上,排开水的体积;
(3)“奋斗者”号下潜深度达万米,在深海中不是通过排出仓内水减小自身重力实现上浮,而是通过抛掉压载铁减小自身重力实现上浮,请你说明理由。
【答案】(1);(2);(3)见解析
【详解】解:(1)由p=ρgh可知,“奋斗者”号下潜的深度
(2)“奋斗者”号漂浮在海面上,受到的浮力等于它的总重力
则排开水的体积为
(3)因“奋斗者”号在深海中受到的海水的压强很大,舱内的海水需要很大的压强才能排出,故在深海中不是通过排出仓内水减小自身重力实现上浮,而是通过抛掉压载铁减小自身重力实现上浮。
答:
(1)“奋斗者”号下潜到7000m时,仪表显示潜水器受到海水的压强为7.14×107Pa;
(2)“奋斗者”号完成任务后,漂浮在海面上,排开水的体积为35m3;
(3)因“奋斗者”号在深海中受到的海水的压强很大,舱内的海水需要很大的压强才能排出,故在深海中不是通过排出仓内水减小自身重力实现上浮,而是通过抛掉压载铁减小自身重力实现上浮。
17.如图所示,圆柱体甲的质量为3.6千克,高为0.2米,密度为1.8×103千克/米3。
(1)求甲的体积;
(2)求甲竖直放置时对水平桌面的压强;
(3)现有一薄壁圆柱形容器乙,质量为0.8千克。在容器乙中倒入某种液体,将甲竖直放入其中,并分别测出甲放入前后容器对水平桌面的压强p容、液体对容器底部的压强p液,如下表所示。
放入物体前
放入物体后
p容(帕)
1960
2940
p液(帕)
1568
1568
(a)求容器的底面积;
(b)求液体密度的最小值。
【答案】(1)2×103米3
(2)3528帕
(3)(a)0.02m2;(b)0.8×103千克/米3
【详解】(1)甲的体积
(2)甲竖直放置时对水平桌面的压力
甲的底面积
甲竖直放置时对水平桌面的压强
(3)(a)放入物体前,液体对容器底部的压强
①
容器乙对水平桌面的压强
②
由②-①可得
则
(b)由表格数据可知,放入物体前后液体对容器底部的压强不变,则原来液体充满容器,甲放入前后容器对水平桌面的压强不同是由于甲的重力和排开液体重力不同造成的,所以,放入物体前后有
整理可得
当时,液体的密度最小,则
18.“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,取决于桶壁上最短的那块木板。现有一木桶,如图所示,桶底底面积,当桶装足够多的水时,(忽略圆桶外壁和底部的厚度,,)求:
(1)桶底受到水的压强;
(2)桶底受到水的压力。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)由图可知,当桶装足够多的水时,h=0.2m,此时桶底受到水的压强为
(2)桶底底面积为,故桶底受到水的压力为
答:(1)桶底受到水的压强为;
(2)桶底受到水的压力为。
19.春节将至,小明把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他将一个底面积为,重10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底所有的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面,此时桶底距水面的深度为15cm。(不考虑捞出过程中带出的水,)求:
(1)所有的鹅卵石捞出放置在桶内时,水对桶底的压强;
(2)桶内鹅卵石的质量。
【答案】(1)
(2)5kg
【详解】(1)深度h=15cm水对桶底的压强
(2)水桶漂浮,上表面不受压强,由浮力产生原因知,受到水的浮力
整个桶在水中处于漂浮状态故
桶内鹅卵石的重力
桶内鹅卵石的质量
20.如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,每个车轮与沙滩接触的面积为,卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,(g取)求:
(1)求小车的平均速度;
(2)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)小车的平均速度
(2)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上,对沙滩的压力等于自身的重力为
对水平沙滩的压强
21.一只重3N,底面积为0.02m2的平底薄壁容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,容器内所盛的酒重9N,容器高为17cm,容器中酒深为14cm.。(g=10N/kg,ρ酒=0.8×103kg/m3)求:
(1)容器底受到酒的压强。
(2)容器底受到酒的压力。
(3)桌面受到盛酒容器的压强。
【答案】(1)1120Pa;(2)22.4N;(3)600Pa
【详解】解:(1)容器内酒的深度
h=14cm=0.14m
容器底受到酒的压强
P=ρ酒gh酒=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.14m=1120Pa
(2)由得,容器底受到酒的压力
F=pS=1120Pa×0.02m2=22.4N
(3)桌面受到盛酒容器的压力
F′=G=3N+9N=12N
面积为0.02m2的平底容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,两物体实际接触的面积为S′=0.02m2,即为受力面积,盛酒容器的压强
答:(1)容器底受到酒的压强为1120Pa;
(2)容器底受到酒的压力为22.4N;
(3)桌面受到盛酒容器的压强为600Pa。
22.如图所示,水平桌面上放置一个重5N、底面积为100cm2的容器,容器左上端封闭,右上端开口,内部盛满酒精,酒精的重力是14N,ρ酒精=0.8×10³kg/m³,g取10Nkg。求:
(1)A点受到酒精的压强;
(2)酒精对容器底部的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
【答案】(1);(2)24N;(3)
【详解】解:(1)酒精对A点的压强为
(2)酒精对容器底部的压强为
酒精对容器底部的压力为
(3)容器对水平桌面的压力为
容器对水平桌面的压强为
答:(1)A点受到酒精的压强是;
(2)酒精对容器底部的压力是24N;
(3)容器对水平桌面的压强是。
23.如图所示,一个边长为10cm、重4N的正方体木块,放置于的水平桌面上。将重2N的水倒入一个锥形瓶中,瓶重1N,底面积为,水深度为5cm,将锥形瓶放在木块上。(g取10N/kg,),求:
(1)水对瓶底的压强;
(2)锥形瓶对木块的压强;
(3)木块对桌面的压强。
【答案】(1)500Pa;(2)600Pa;(3)700Pa
【详解】解:(1)水深度为
则水对瓶底的压强为
(2)锥形瓶对木块的压力为
锥形瓶与木块的接触面积为
锥形瓶对木块的压强为
(3)木块与桌面的接触面积为
木块对桌面的压力为
木块对桌面的压强为
答:(1)水对瓶底的压强为500Pa;
(2)锥形瓶对木块的压强为600Pa;
(3)木块对桌面的压强为700Pa。
24.如图所示,平底茶壶的质量为400g,底面积为50cm2,内盛0.6kg的水,水深10cm,放置在面积1m2的水平桌面中央,求:
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压强。
【答案】(1)5N;(2)2000Pa
【详解】解:(1)水对茶壶底部的压强为
水对茶壶底部的压力为
(2)茶壶对桌面的压力为
茶壶对桌面的压强为
答:(1)水对茶壶底部的压力为5N;
(2)茶壶对桌面的压强为2000Pa。
25.在图(a)中,小阳同学使用钢绳拉着石料从水面上方以恒定的速度下降,直至其全部浸入水中;图(b);若不计水的阻力,g取10N/kg。求:
(1)石料的重力;
(2)石料完全浸没在水中时受到的浮力;
(3)石料的体积;
(4)石料的密度。
【答案】(1)1400N
(2)500N
(3)0.05m3
(4)2.8×103kg/m3
【详解】(1)石料在水面以上时不受浮力,拉力等于石料重力,由图(b)可知,石料的重力为
(2)由图(b)可知,石料浸没水中时,拉力为900N,由称重法可知,此时石料所受浮力为
(3)石料浸没在水中,根据得,石料体积为
(4)根据G=mg可得,石料质量为
则石料的密度为
26.小明的质量为50kg,他每只鞋底与地面的接触面积为200cm2,求:
(1)小明单脚站立时,他对地面的压力;
(2)小明行走时,他对地面的压强。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)小明单脚站立时,他对地面的压力为
(2)小明行走时,与地面的接触面积等于一只鞋底与地面的接触面积,即为受力面积;所以他对地面的压强为
答:(1)小明单脚站立时,他对地面的压力为;
(2)小明行走时,他对地面的压强为。
27.电动自行车是一种便捷的交通工具,以其便捷性,经济性的优势越来越成为生活中的不可缺少的工具。为了探索生活中的物理规律,李明对自己家里的电动自行车进行了研究。经过查阅电动自行车说明书李明了解到电动自行车总质量50kg,电池电压48V,电机额定功率220W,最高限速25km/h。李明测量每个轮胎与地面接触面积为25cm。查阅相关资料电动自行车在平直道路行驶时所受阻力约为总重力的0.015倍。李明哥哥体重70kg,当李明哥哥骑车速度为18km/h在平直道路上匀速直线行驶。
(1)求电动自行车对地面压强;
(2)电动自行车牵引力大小。
【答案】(1);(2)18N
【详解】解:(1)电动自行车行驶时,对地面的压力
轮胎与地面接触的总面积为
电动自行车对地面压强
(2)根据题意知道,受到的阻力
由于电动车在平直公路上行驶,当电动车匀速直线行驶时阻力与牵引力是一对平衡力,所以
答:(1)电动自行车对地面压强为;
(2)电动自行车牵引力大小为18N。
28.如图(a)所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器甲内盛有深的水,空薄壁柱形容器乙内装着质量为,体积为的正方体丙漂浮在容器中内的水面上。甲容器的底面积为,乙容器的底面积为。求:
(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度;
(3)如图(b)所示,现将柱体丙轻轻地从乙容器内拿出放在水平地面上,乙容器仍漂浮在水面上。求丙拿出前后,水对甲容器底部压强的变化量与丙对地面压强的比值。
【答案】(1)3×103Pa
(2)2×103kg/m3
(3)1:5
【详解】(1)已知容器甲内盛有深的水,则水对甲容器底部的压强为
(2)柱体丙的密度为
(3)丙拿出前后,水对容器底部的压力减小了
水对甲容器底部压强的变化量为
已知丙是正方体,体积为,则底面积为,丙对地面压强为
水对甲容器底部压强的变化量与丙对地面压强的比值为
29.如图所示,水平桌面上放置下端用毛细管连通的A、B两容器,底面积分别为和阀门K打开前,A容器内竖直放置一底面积为高为0.2m的长方体物块,物块对A容器底部的压强为pA,B容器内盛有0.2m深的水。求:
(1)阀门K打开前,水对B容器底部的压强pB;
(2)阀门K打开前,当pB=2pA时,物块的密度;
(3)阀门K打开后,水从B容器进入A容器,刚好使物块漂浮时,水对A容器底的压强。
【答案】(1)2×103Pa
(2)0.5×103kg/m3
(3)1×103Pa
【详解】(1)阀门K打开前,水对B容器底部的压强为
(2)由题意知pB=2pA,则
物块所受的重力为
物块的体积为
物块的密度为
(3)物块刚好漂浮时,刚好对A底部无压力,但还是与底部接触,则物块排开水的体积为
物块浸入的深度为
水对A容器底的压强为
30.如图甲所示,体积为的实心均匀正方体A,自由放置在底面积为、高为的薄壁柱形容器中,容器重力为;高为的长方体B通过一轻质硬杆悬挂于手中保持静止,杆对物体的拉力为,此时A与B相距。现往容器中注入某种液体,当液体深度为时,杆对物体的拉力变为,如图乙,此时液体对容器底的压强为。求:
(1)液体的密度;
(2)容器对桌面的压力增加了多少;
(3)若在乙图的基础上将硬杆向下移动,B刚好浸入一半,求此时容器对桌面的压强为多少。
【答案】(1)1×103kg/m3;(2);(3)
【详解】解:(1)液体的密度
(2)已知A与B相距距离为H=7cm,则由乙图可知:当从甲图到乙图物体A升高H后,物体A被液体浸没的深度
h浸=h-H=14cm-7cm=7cm=0.07m
物体A是体积为1000cm3的实心均匀正方体,故其边长为
l==10cm=0.1m
A的底面积
SA=0.1m×0.1m=0.01m2
所以物体A在乙中排开液体的体积
V浸=SAh浸=0.01m2×0.07m=7×10-4m3=700cm3
乙容器中液体的体积
V液=V总-V浸=S容h-V浸=300cm2×14cm-700cm3=3500cm3
乙容器中液体的质量
m液=ρ液V液=1×103kg/m3×3500×10-6m3=3.5kg
乙中液体的重力
G液=m液g=3.5kg×10N/kg=35N
由题意知物体B的重力为25N,但在乙图中拉力变成了21N,由此可知物体A对物体B的支持力为4N,所以B对A的压力也为4N,即F压=4N,,从甲图到乙图,容器对桌面的压力其增大值等于液体的重力与B对A的压力之和,即
ΔF=G液+F压=35N+4N=39N
(3)将硬杆向下移动4cm,B刚好浸入一半,A全部浸入液体中,B浸入的深度
hB==6cm
A和B整体浸入的深度
Δh浸=hB+hA上=6cm+(10cm-7cm)=9cm
水面上升的距离
此时水深
=0.19m
容器对桌面的压力
F=G总=G容+G'=G容+ρ液Vg=G容+ρ液S容H'g=3N+1×103kg/m×300×10-4m2×0.19m×10N/kg=3N+57N=60N
此时容器对桌面的压强为
答:(1)液体的密度是1×103kg/m3;
(2)容器对桌面的压力增加了39N;
(3)若在乙图的基础上将硬杆向下移动,B刚好浸入一半,求此时容器对桌面的压强为2000Pa。
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