内容正文:
物理
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第二部分 重难题型抢分练
重难题型1 切割、叠放、翻转类
压强分析与计算
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常规切割、叠放类(2025.18)
1.正方体的重力为,的底面积为,正方体 的重力为
,的底面积为.将放在的上方, 对地面增加的压强为
_____和叠放在一起后,将沿竖直方向切掉一部分不掉落,使
对地面的压强变为,则剩下的重力为____ .
第1题图
4
【解析】将放在的上方, 对地面增加的压强:
;设切去部分的重力与 总重力的比值为,则对
地面的压力:, 与地面的接触
面积:,
对地面的压强: ,解得,
剩下的重力: .
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2.一个密度为 的实心零件,由材料相同、粗细不同的两部分圆柱体组成,
两圆柱体的高度均为 ,如图甲所示放置时,零件对水平面的压强为
,则粗、细圆柱体的底面积 _____;如图乙所示放置时,
零件对水平面的压强为_______(用字母 、、 表示).
第2题图
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【解析】设图甲中上下两圆柱体的底面积分别为和,由 可得上
下两圆柱体的质量分别为:, ,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以零件对水平面的压力:
,则图甲中零件对水平面的压强:
,解得:,则粗、细
圆柱体的底面积 ;如乙图所示放置时,两者的总重力
不变,所以零件对水平面的压力不变,则此时零件对水平地面的压强:
.
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第3题图
3.[2025柳州二模]如图,质地均匀、质量相等的实心长方体、 置于水平
地面上,底面积分别为,,高度分别为, .分
别将它们沿水平方向截取相同厚度 ,它们剩余部分对地面的压强相等,
则截取的厚度为 _ ___(用题中符号表示).若不截取相同厚度,而是
分别将它们沿水平方向截取相同体积 ,能否使它们剩余部分对地面的压
强相等?请选用一种方式填写你的答案.方式一:只填写“不能”;方式二:
能,
填写“能”,并用题中符号表示 .答:_ _____________.
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【解析】质地均匀、质量相等的实心长方体、的质量 ,则有
,故 ,质地均匀的实心长方体对
地面的压强 ,分别将它们沿水平方向截取相同厚度 ,
剩余部分对地面的压强相等,则,
解得: ;分别将它们沿水平方向截取相同体积 ,使它们剩余部分
对地面的压强相等,则 ,故 ,
解得: .
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4.如图所示,水平地面上的甲和乙均为长方体,底面积分别为 和
,高度分别为和,甲和乙的密度分别是
和,则甲物体对地面的压强为_______ ;若将甲和乙沿
水平方向分别截去相同质量后,剩余部分的压强,质量 的
取值范围为____________________取
第4题图
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【解析】物体甲的体积:,
根据 可得,物体甲的质量 ,
物体甲对地面的压力: ,物体甲对地
面的压强: ;物体乙的体积:
,根据 可得,物体乙的质量:
,由可得,
,代入数据可得:,解得,
又因为乙不能切完,,所以的取值范围为 .
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切割、叠放+图像(2023.22)
第5题图
5.将某种金属材料制成的空心的长方体工件放置在水平地面上,如图甲所
示.该工件底部是面积为 的正方形.现将该工件沿水平方向截去一部
分,剩余部分对地面的压强与截去部分的高度 之间的关系如图乙所示.
则当时,剩余部分对地面的压力为____ ;该金属材料的密度为
________取
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【解析】由图乙知,当 ,此时剩余部分对地面的压强
,剩余部分对地面的压力
;
由图乙知,当时压强变为零,
故工件截去前高度为 ,当 ,
余下 ,此时剩余部分刚好是实心,剩余部分对
地面的压强 ,剩余部分体积
,剩余部分重力,
剩余部分质量该金属材料的密度
.
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6.[2025南宁二中二模]如图甲所示,、 分别是质量分布均匀的正方体、
圆柱体,将它们置于水平桌面上.已知的密度为,现在将
沿竖直方向切去宽为的部分,并将切去部分翻转叠放在的正上方, 、
对桌面的压强随切去宽度的变化关系如图乙所示,则的高度 ____
,的重力为___取
第6题图
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【解析】竖直方向切割,由 可知,剩余部分对地面的
压强不变,由图乙可知,对水平桌面的压强,则 的高度
; 的重力
,正方体的边长为,当切
去 时,切掉的重力,设的重力为,的底面积
为,此时 对地面的压强,当切去
时, 被完全切掉,切掉重力 ,
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此时 对地面的压强 ,综上 ,即
,整理得:,解得:
.
7.[2025南宁西大附中5月模拟]水平桌面上有、 两个质地均匀的实心正
方体,的边长为.将 沿如图甲所示的竖直方向切割为两个长方体
和,如果只将放在上,此时对桌面的压强为;如果只将
放在上,此时对桌面的压强为.改变竖直切割位置,、随厚度
的变化关系如图乙所示.则的质量为___,图乙中为_______ .
第7题图
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【解析】由题意知,对桌面的压强,当增大时,增大,
减小,故曲线为与的关系图像,物体 的底面积
,当时,此时 对桌面的压力等于的重力即
,物体的质量
;当时,即把物体放
在 上面时,物体 对桌面的压强增加量
,
物体 的底面积
,
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只将放在上, 对桌面的压强,物
体 的重力 ,当时,物体 对桌面
的压强为,所以将放在物体 上时,物体 对桌面的压强
,当时,
,解得,所以
8.小明想制作一个合金工艺品,由、 两部分
构成,整体可以简化为如图甲所示的模型.、
是质量分布均匀的柱形物体,且、 的密度
之比,底面积之比 ,
高度相同.若沿水平方向将该模型切去高度为 的一部分,并将切去部分平移、正放在
同一水平面上.切去部分对水平面的压强为,剩余部分对水平面的压强为,其中
与切去部分的高度的关系如图乙所示,则未切之前,、 组合对水平面的压强
__________;若将两侧沿竖直方向切去一部分不掉落 ,并将切去部分竖直放在
水平面上,剩余部分对水平面的压强是切去部分对水平面压强的1.2倍,则两侧共需要
切去 的_ _(填分数).
第8题图
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【解析】由图乙可知,当切去高度 时,此时切去部分对地面
的压强:,物体全部被切去,即物体 的高度:
,由质量分布均匀的柱体的压强得, 的密度:
;物体 的高度
,由得,物体的密度:
,又因为,所以,
、 组合对水平面的压强:
;
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设切去部分占的比例为,则剩余部分的底面积为 ,由剩余部分
,
,解得,故两侧共切去的 .
复杂切割、叠放、翻转类(2024.22)
第9题图
9.[2025新疆改编]如图甲所示,一长方体红杉木材放在水平面上,上、下
表面均是边长为 的正方形,木材内部有一空心部分(图中阴影部
分),除空心部分外,其余部分的密度均为 ,木材对水平
面的压强为 .现沿图甲中虚线截去完全相同的两部分,截去的两部
分的质量之和为 ,将剩余部分放在水平面上,
如图乙所示,则剩余木材的重力为_____ ,对水
平面的压强为_______取
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第9题解图
【解析】木材对水平面的压强为 ,木材与水平面的接触面积为
,则木材对水平面的压力为
,木材的重力为 ,
现沿图甲中虚线截去完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为
,则剩余部分的重力为
;剩余部分对水平面的压力为 ,切去部分的体积为 ,切去的两部分拼在一起,得到一个新的长方体,
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该长方体的底面积为图甲中木材与水平面接触的底面积,即边长为
的正方形,高度为切除部分的高度 ,如解图所示,则切除部分的高度为
,由勾股定理可得
,则切除虚线部分后,即图 乙中,剩余部分与水平面的接触面
为长方形,该长方形的面积为 ,
则此时木材对水平面的压强为 .
10.如图甲所示,质量均匀分布的实心正方体放在水平地面上,对地面的压
强为 .现按图乙方式沿对角线将上半部分切除后,剩余部分对地面的压强
___,若将切除部分按图丙方式放置在地面上对地面的压强___ ;
若该正方体按图丁方式沿 面将右边部分切除,则剩余部分对地面的
压强___.(后两空均选填“”“”或“”)
第10题图
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【解析】设正方体的重力为,底面积为 ,正方体对地面的压力大小
,对地面的压强 ,按图乙方式沿对角线将上半部分切除
后,剩余部分对地面的压力 等于剩余部分的重力,大小为正方体重力的
一半,即 ,受力面积不变,则剩余部分对地面的压强
;按图丙放置时,切下来的部分对地面的压力
,图丙中受力面积 ,由可知,按图丙方式放
置在地面上对地面的压强 ;
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图丁中,设正方体的边长为,切去部分底面的宽为,正方体的密度为,
则切去后剩余部分的体积为 ,剩余部分对地面的压强
,图乙中,剩余部分的体积
,对地面的压强 ,由以上分析可知, .
11.[2024广西22题2分]某次加工螺母的过程中,裁出底面为正八边形的金
属柱体,其质量为,底面积为 .如图甲所示,
金属柱体放在水平地面上,其对地面的压强为__________ ;从中心挖出
和其等高、底面半径为 的圆柱体后,分别如图乙和图丙所示放在水平地
面上,对地面的压强分别为和,且,则约为___ .
已知该金属密度为,取、、
第11题图
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【解析】金属柱体放在水平地面上,对地面的压力
,其对地面的压强为
;正八边形的金属柱体的体积
,金属柱体的高 ,根据正八边
形边长和面积的关系 ,可得
,解得,根据 可知,
图乙中金属柱体对地面的压强和图甲中金属柱体对地面的压强相等,即
,由 可得,图丙中金属柱体对地面的压强
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,图丙中金属柱体与地面的接触面积
,则图丙中金属柱体对地
面的压力 ,
,则减小的重力
,则减小的质量
,从中心挖出和其等高、底面半径为 的圆柱体,则挖去圆柱体
的体积 ,则挖去圆柱体的底面积
,底面半径
.
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