内容正文:
重难05 压强(重难专练)
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第一部分 重难考向解读
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 固体的压强
模块02 液体的压强
模块03 固体与液体的压强综合
第三部分 重难提分必刷
重●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01
固体的压强
重难考向:分析计算固体产生的压强与压力;分析计算柱体产生的压强与压力;比较柱体切割叠放后压强或压力的大小关系。
1.基础知识:压强及其计算公式、柱体计算公式p=ρgh。
2.预测命题点有:根据p=F/S计算固体产生的压强与压力;比较柱体切割叠放后压强或压力的大小关系。
模块02
液体的压强
重难考向:分析计算液体产生的压强与压力;比较柱形容器中,液体的抽取与倒入后产生的压强与压力的大小关系。
1.基础知识:压强及其计算公式、柱体计算公式p=ρgh。
2.预测命题点有:根据p=ρgh计算液体产生的压强与压力;比较柱形容器中,液体的抽取与倒入后产生的压强与压力的大小关系。
模块03
固体与液体的压强综合
重难考向:把柱体放入柱形容器中,分析计算容器中的液体产生的压强或压力;分析计算容器对水平面产生的压强或压力。
1.基础知识:压强及其计算公式、柱体计算公式p=ρgh。
2.预测命题点有:把柱体放入柱形容器中,分析计算容器中的液体产生的压强或压力。分析计算容器对水平面产生的压强或压力。
重●难●要●点●剖●析
模块01 固体的压强
要点梳理
一、密度的概念
1. 定义:物理学中,某种物质组成的物体的质量与体积之比叫做这种物质的密度,。
2. 单位:国际单位是千克/米3(kg/m3);常用单位是克/厘米3(g/cm3)。
二、压力
压力的概念: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,常用F表示。压力的大小取决于物体间的挤压程度,不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在水平面时,压力大小才等于物体的重力大小。
三、压强
1. 压强的概念:物体所受的压力大小与受力面积之比叫做压强。
2. 公式: p= 这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,包括气体、固体、液体。
3. 压强的国际单位是帕斯卡,符号是pa。
典例验知
【典例】一块未压缩的饼干,长、宽、高如图(a)所示,其质量为200g。经过高压压缩后,长、宽不变,高变为原来的。在包装前,工人还需要对压缩好的饼干进行耐压测试,以保证出厂压缩饼干的品质。
(1)求饼干被压缩后的密度ρ。
(2)在耐压测试中,工人用一块面积为的金属板正对饼干施加的压力,如图(b)所示,求金属板对饼干表面的压强p。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)饼干被压缩后质量不变,先计算压缩后的体积,再用密度公式求解。已知饼干压缩前的高度,压缩后的高度
根据体积公式V=abh,其中a是长,b是宽,h是高,则压缩后的体积为
压缩后的密度
(2)计算压强时,受力面积应为金属板与饼干的接触面积,即饼干的上表面积,而不是金属板的总面积。已知金属板对饼干的压力F=80N,饼干上表面的受力面积为
金属板对饼干表面的压强
技巧点拨
1. 压强计算题的基本步骤
计算固体压强时,一般先计算压力的大小,再结合受力面积计算压强的大小;
(1)求压力:注意当物体水平面上自由放置时,压力F=G=mg
(2)求面积:注意倍数关系。
(3)求压强:用p=F/S计算得结果。
注意各物理量的单位均采用国际单位制。
2. 叠加体压强的计算
单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用或p=ρgh计算;叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。
3. 计算题固体产生压力的方法
(1)固体对水平面压力的大小:F = pS
(2)固体对水平面压力的大小等于物体的重力大小:F=G=mg
类题夯基
1.(2025·安徽六安·三模)哈尔滨2025年第九届亚冬会冰壶比赛使用的冰壶质量为,冰壶静止在水平冰面上时底部与冰面的接触面积约为,则冰壶对冰面的压强为___________。(取)
【答案】9500
【详解】冰壶静止在水平冰面上时,冰壶对冰面的压力等于其重力,压力大小为
压强为
2.(2025·安徽淮南·一模)如图所示,用20N的水平力把重100N的木块紧压在竖直墙壁上,若木块与墙的接触面积为,墙受到的压强是________Pa。
【答案】
【详解】墙壁受到的压力等于水平推力,即,则墙受到的压强。
3.(2025·安徽芜湖·三模)如图所示,一质量为6kg、边长为10cm的正方体物块静止在水平地面上,用细线竖直向上拉物体,拉力的大小,此时物块对水平地面的压强为________Pa。(g取10N/kg)
【答案】
【详解】正方体物块的重力G=mg=6kg×10N/kg=60N
由F<G可知,物块仍然静止在水平面上,物块受到重力、支持力和拉力,由力的平衡可知,地面对物块的支持力F支=G-F=60N-20N=40N
地面对物块的支持力和物块对地面的压力是相互作用力,大小相等,对水平地面的压力F压=F支=G-F=40N
此时物块对水平地面的压强
4.(2026·安徽·二模)某款地面清洁机器人,总质量为3kg,该机器人静止时,轮子与地面的总接触面积为。机器人在水平地面运动时,所受牵引力F与速度v关系如图所示。(g取10N/kg)
(1)某一阶段该机器人在清扫地板过程中所受阻力为其总重力的0.8倍,匀速直线运动了2m,该阶段阻力做了多少功?
(2)该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大?
(3)某时刻该机器人的牵引力为50N,此时牵引力的功率为多大?
【答案】(1)48J;(2);(3)15W
【详解】(1)机器人总重力为
由题意可知,机器人所受的阻力为
阻力做功
(2)机器人静止在水平地面,对地面的压力等于自身重力,即
机器人静止时对水平地面的压强为
(3)由图像可知,当牵引力时,速度,此时牵引力的功率为
5.(2025·安徽合肥·三模)神舟十八号航天员在轨生活192天,完成各项任务,顺利返回地面。若返回舱的质量为3×103kg,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下用时0.4s落地。(g取10N/kg)
(1)求返回舱在这段时间内重力做功的功率;
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2,求它对水平地面的压强。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)返回舱的重力为
重力做功为
重力做功的功率为
(2)返回舱静止时对水平地面的压力为
对水平地面的压强为
6.(2026九年级下·安徽·专题练习)如图所示是我国自主研制的彩虹-9无人机于2025年3月16日首次飞行的情景。若无人机的总质量为1500kg,轮胎与水平地面接触的总面积为0.1m2。求:
(1)无人机静止在地面时,对地面的压强是多大?
(2)当无人机从地面沿竖直方向向上飞行至1000米高空时,克服重力所做的功是多少?
【答案】(1)1.5×105N;(2)1.5×107J
【详解】(1)已知无人机的质量m = 1500kg,则无人机的重力为G = mg = 1500kg × 10N/kg = 15000N
无人机对地面的压力
已知轮胎与地面的接触总面积S = 0.1m2,则无人机对地面的压强为
(2)克服重力所做的功为
7.(2025·安徽·三模)小明利用家里的生活用品测量醋的密度,在柱形容器内装适量的醋,将质量为m₁、高度为h、底面积为S的薄壁平底圆柱体小玻璃杯放在容器中,静止时小玻璃杯如图甲所示。再将另一质量为m₂的物体放置在小玻璃杯内,恰能使小玻璃杯全部浸入醋中,如图乙所示。(g为已知量)
(1)求图甲中小玻璃杯的下表面所受醋的压力;
(2)求醋的密度;
(3)实验结束后,小明将小玻璃杯倒扣在醋中,如图丙所示。不考虑小玻璃杯的杯壁的厚度,求小玻璃杯内外气压差△P。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)小玻璃杯静止时,受到的重力为m₁g和液体对杯底的支持力(即液体对杯底的压力所产生的作用力)大小相等,则杯底所受液体压力为。
(2)当放入质量为m₂的物体后,小玻璃杯恰好全部浸入醋中,此时浮力等于小玻璃杯和物体的总重力,浮力为
杯的外部体积为Sh,浮力表达式为,则醋的密度为
(3)对玻璃杯受力分析可知,受到杯内气体向上的压力F内,杯外大气向下的压力F外,及自身重力G杯,如图所示:
小玻璃杯处于静止,所以,则小玻璃杯内外压力差为
小玻璃杯内外气压差为
8.(2025·安徽马鞍山·三模)如图甲所示的龙门吊是一种门式起重机,主要由主梁和支架构成,可以提升和平移重物,图乙是其工作示意图。求:
(1)龙门吊将重物从地面提升至9m高处,用时6min,重物移动的平均速度;
(2)龙门吊用的拉力将重物从地面提升至9m高处后,再水平向左移动6m到工作台,整个过程拉力对重物做的功;
(3)已知重物的重力为G0,主梁总长为L,主梁与单个支架的接触面积为S0,主梁重力忽略不计,重物由主梁最右侧向左侧移动,当移动的距离为时,右侧支架对主梁压强p的表达式(用所给字母表示)。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)重物移动的平均速度
(2)整个过程中,拉力将重物从地面提升至9m高处做功,水平向左移动6m到工作台的过程中拉力不做功,整个过程拉力对重物做的功
(3)重物由主梁最右侧向左侧移动,当移动的距离为时,以左侧支架为支点,根据杠杆的平衡条件可得,右侧支架受到的压力
右侧支架对主梁的支持力等于右侧支架受到的压力,右侧之间对主梁的压强P的表达式
9.(2025·安徽合肥·二模)为了方便仓库转运货物,小李设置了如图所示装置,一个质量m=50kg,底面积为2500cm2的长方体物块恰能以v=0.4m/s的速度由斜面顶端沿着倾角θ=30°的斜面匀速下滑至斜面底端,然后沿水平地面减速滑行最终静止在水平地面上,已知斜面的高度为h=2m。(不计空气阻力)求:
(1)当该长方体物块最终静止在水平地面上时,对水平地面的压强;
(2)该长方体物块由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的过程中,物块所受重力做功的功率(在此过程中,忽略物块的体积大小)。
【答案】(1)2000Pa;(2)100W
【详解】(1)由题意可知,该物块的重力大小G=mg=50kg×10N/kg=500N
当该长方体物块最终静止在水平地面上时,其对水平地板的压力为F=G=500N
受力面积S=2500cm2=0.25m2
所以长方体物块对水平地面的压强为
(2)该长方体物块由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的过程中,其受到的重力所做的功为W=Gh=500N×2m=1000J
由题意可知,斜长为
物块由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的时间为
物块所受重力做功的功率为
模块02 液体的压强
要点梳理
一、液体压强的大小
液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。深度h:指液面到某点的竖直距离,而不是高度。
影响液体压强大小的因素:根据p=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和深度有关;与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
二、液体对容器底的压力与容器形状的关系
容器形状
特点
柱形
上口大
上口小
容器底所受压力与液体重力的关系
F=G液
F˂G液
F˃G液
典例验知
【典例】如图所示,完全相同的长方体薄壁密闭容器A和B,分别竖放和平放在水平地面上。两容器内分别盛有体积相等的液体甲和水,水的深度为0.1米,两液体对容器底部的压强之差为490帕。
(1)若水的质量为2千克,求水的体积V水;
(2)水对容器B底部的压强p水;
(3)将容器B竖放,此时两液体对容器底部的压强之差仍为490帕。求液体甲的密度ρ甲。
【答案】(1)2×10-3米3;(2)980帕;(3)750千克/米3
【详解】(1)水的质量为2千克,则水的体积
(2)水的深度为0.1米,则水对容器B底部的压强p水=ρ水gh水=1×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米=980帕
(3)容器B由平放到竖放,两液体对容器底部的压强差均为490帕,说明此过程中水的压强增加了980帕,即 Δp水=980帕
根据Δp水=ρ水gΔh 980帕=1×103千克/米3×9.8牛/千克×Δh
解得Δh=0.1米
液体甲和水的体积相等,则深度相等,则竖放时,液体甲和水的深度 h甲=h水=0.1米+ 0.1米=0.2米
由于两液体对容器底部的压强之差仍为490帕,即Δp1=p水1-p甲=103千克/米3×9.8牛/千克×0.2米-ρ甲×9.8牛/千克×0.2米=490帕
解得ρ甲=750千克/米3
技巧点拨
1. 分析计算液体对容器底部压力大小的方法
(1)在柱形容器中,液体对容器底的压力大小等于液体重力。在计算或讨论直柱形容器底所受压力时,一般根据F=G液体或F=pS进行计算(根据题目提供的条件选择)。
(2)在非柱形容器中,液体对容器底的压力大小不等于液体重力。在计算或讨论非柱形容器底所受压力时,一般要先计算压强p=ρgh,然后再根据F=pS计算压力。
2. 确定液体的深度h
在利用 p=ρgh计算液体压强时,确定液体的深度h最为关键。“深度”不等于“长度”,深度是指从液面到液体内研究点的竖直距离,液面是指液体与大气接触的地方,而长度可以是竖直的,也可以是倾斜的。如图所示,液柱的长度是10cm,液体的深度是8cm,要注意区分。
类题夯基
1.(2026九年级下·安徽·专题练习)如图所示,帕斯卡在一个密闭且装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子,然后在楼房的阳台上往管子里灌水,只灌了几杯水后木桶就裂开了。桶的底面积为,水管露出水面的高度为3.5m,桶的高度为0.5m,若管子灌满水,则桶底受到的压力为______N。
【答案】1600
【详解】液体压强的计算公式为,又根据压强的计算公式,因此桶底受到的压力
2.(2025·安徽淮南·二模)如图所示,水平桌面上的A、B两个相同的试管中都装有一定量的水且液面相平,两试管中的水对试管底部的压强______(填“>”“<”或“=”)。()
【答案】=
【详解】由图知,两管液面相平,故两管中水的深度h相同,根据p=ρgh可知,两管中的水对管底的压强。
3.(2025·安徽合肥·三模)我国科学家自主研制的深海潜水器——“海斗一号”如图所示。该潜水器在马里亚海沟科考时创造最大下潜深度10908m,填补了世界无人潜水器万米科考记录的空白。不考虑海水密度和该潜水器体积的变化,“海斗一号”潜水器在海面下向下潜的过程中,下列说法正确的是( )
A.浮力变小,压强不变 B.浮力不变,压强变大
C.浮力变大,压强变小 D.浮力与压强变化无法确定
【答案】B
【详解】潜水器浸没在海水里下潜的过程中,深度h增加,不考虑海水密度的变化,根据ρ=ρgh可知,潜水器受到海水压强逐渐增大;潜水器浸没在海水里下潜的过程中,排开海水的体积不变,不考虑海水密度的变化,根据F浮=ρ海水gV排可知,潜水器所受浮力不变,故B正确,符合题意,ACD错误,不符合题意。
故选B 。
模块03 固体与液体的压强综合
要点梳理
固体与液体的压强综合问题,是初中物理力学中的重点和难点,常见于中考压轴题。这类题目要求准确区分固体与液体在压力、压强计算上的不同逻辑,并能结合情境灵活运用公式。
一、固体压强:先求压力,再求压强
1. 固体压强公式:。
2. 适用原则:固体对支持面的压力通常等于其重力(在水平面上且无外力时),即F=G=mg
典型场景:容器对桌面的压强、叠放物体间的压强。
二、液体压强:先求压强,再求压力
1. 压强公式:p=ρgh,压力计算:F=pS=ρghS
2. 适用原则:液体压强只与液体密度和深度有关,与容器形状、液体总质量无关。液体对容器底部的压力不一定等于液体重力(如锥形容器)。
例如,水对杯底的压强只取决于水深和水的密度,先用p=ρgh计算压强,再用F=pS求压力。
三、典型例题思路(不展开计算)
假设一个底面积为S的容器中盛有水,水深h,容器质量m容。
1. 水对杯底的压强:p水=ρ水gh
2. 水对杯底的压力:F水=p水S
3. 容器对桌面的压力:F固=(m水+m容器)g
4. 容器对桌面的压强:p固=F固/S。
四、固体与液体压强综合分析
项目
固体压强
液体压强
定义
物体所受的压力大小与
受力面积之比
液体由于重力和流动性,在内部某点产生的各向同性压强
基本公式
p=ρgh
适用条件
任意形状固体,需明确
压力与受力面积
仅适用于静止、均匀液体,且h为该点到液面的竖直深度
特殊公式
仅当为密度均匀的直柱体(圆柱、长方体、棱柱)且水平放置时,可推导为p=ρ固gh
无例外,始终适用 p=ρgh
影响因素
压力大小、受力面积
液体密度、深度;
与容器形状、液体总量无关
典例验知
【典例】航行在江边的船只,若突然遇到退潮,船只可能会搁浅。如图(a)所示,小明为研究其中的原因,将盛有水的轻质薄壁柱形容器置于水平桌面中央,轻轻横放入一质地均匀的长方体木块。木块在水中漂浮,此时水的深度为0.2m。将容器内的水逐渐抽出,木块仍旧漂浮。直到水面下降到一定高度时,木块底部恰好与容器底部接触,此时木块对容器底部的压力恰好为0N,如图(b)所示。继续抽水,木块沉底,如图(c)所示。
(1)通过实验,结合所学知识推理出船只搁浅的原因是( )
A.江边的水太少,能产生的浮力也很小
B.水位下降,船浸入水中的体积减小,受到的浮力减小
C.水位下降,导致船的重力变大
(2)已知容器的底面积为2×10-2 m2。木块的质量为1.2kg,底面积为1×10-2 m2。
①求水的深度为0.2m时,水对容器底部的压强p水。
②图(c)中容器中剩余水的深度为0.1米,求容器对桌面的压强p容。
③图(b)中水的深度恰为木块高度的,求木块的密度ρ木。
【答案】(1)B;(1)1960Pa 1078Pa 0.6×103kg/m3
【详解】(1)A.船只搁浅的原因是浮力没有足够大,不能漂浮,而浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的多少无关,故A不符合题意;
B.因为水位下降,船浸入水中的体积减小,受到的浮力减小,故B符合题意;
C.水位下降,船的重力不变,故C错误。
故选B。
(2)水的深度为0.2m时,水对容器底的压强为
图(c)容器中剩余水的深度为0.1m,水的质量为
压力等于木块与水的总重力,故
压强为
图(b)中木块对容器底部的压力恰好为0,说明刚好漂浮,浮力等于重力,水的深度恰为木块高度h的,即,由阿基米德原理和
可得,,化简可得
技巧点拨
综合题型解题三步法
1. 定对象
明确是求“液体对容器底”的压强,还是“容器对桌面”的压强。
液体 → 用p=ρgh计算;
容器 → 用p=F/S,其中F=G总。
2. 分顺序
液体压强:先算p=ρgh,再算F液=p液S。
固体压强:先算F固= G总,再算p固=F总/S。
3. 辨变化(常见于加物、注液、切割等情境):
液体压强的变化量: △p=ρg△h △h=△V/S容
容器对地面压强变化:△p=△F/S=△G/S,即与加入物体重力相关。
类题夯基
1.(2025·安徽·二模)如图,两只完全相同的饮料杯放在水平桌面上,两饮料杯内装有体积相同的两种饮料(未满),此时两饮料对杯底的压强大小相等,下列说法正确的是( )
A.甲杯对水平桌面的压强一定大于乙杯对水平桌面的压强
B.乙杯对水平桌面的压强一定大于甲杯对水平桌面的压强
C.甲杯内饮料对杯底的压力大于乙杯内饮料对杯底的压力
D.乙杯内饮料对杯底的压力大于甲杯内饮料对杯底的压力
【答案】D
【详解】AB.由图可知,甲杯中饮料的深度较大,h甲>h乙,两饮料对杯底的压强大小相等,即p甲=p乙,根据p=ρgh可知ρ甲<ρ乙
根据G=mg=ρgV可知G甲<G乙
由于水平桌面放置两个完全相同的饮料杯,则压力F=G液+G杯,所以桌面受到的压力F甲<F乙
由于饮料杯的底面积S甲<S乙,根据可知:甲、乙两杯对桌面的压强大小关系不确定。故AB错误;
CD.两饮料对杯底的压强大小相等,即p甲=p乙,饮料杯的底面积S甲<S乙,根据可知:乙杯内饮料对杯底的压力大于甲杯内饮料对杯底的压力。故C错误,D正确。
故选D。
2.(2025·安徽·模拟预测)如图所示,将水槽平放,用细线的一端系住金属块,另一端系在塑料容器底部中央,塑料容器中装若干砝码;然后将金属块水平放在水槽底部,并将金属块与水槽底部相连的四周用橡皮泥密封,以防止水进入金属块与水槽底部之间;再向水槽中缓慢加水,塑料容器水平漂浮在水面并随水位升高,直到细线刚好拉直时停止加水,此时细线上没有受到拉力。若从塑料容器中取出砝码时,塑料容器开始上升,金属块刚好能与水槽底分离(不计细线长度变化,不计金属块与橡皮泥间的摩擦,不考虑大气压)而上升。假设塑料容器在上升过程中始终保持水平。金属块高,质量,水槽中水位高,水的密度。
求:
(1)停止加水,未取出砝码时,金属块上表面受到水的压强是多少?
(2)停止加水,未取出砝码时,金属块下表面受到支持力是多少?(以上均用所给字母代数式表示)
(3)已知金属块高,质量,取出砝码,水槽中水位高。则金属块的密度是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据题意,停止加水时,水槽中水位高为H,金属块高为h。因此,金属块上表面所处的深度为,根据液体压强公式可知,金属块上表面受到水的压强为
(2)在初始状态下(未取出砝码),金属块静止在水槽底部,处于平衡状态。它受到三个竖直方向的力竖直向下的重力、水对上表面竖直向下的压力、水槽底部对它竖直向上的支持力,根据力的平衡条件,有;当从塑料容器中取出质量为的砝码时,金属块刚好能与水槽底分离。此时,支持力恰好减为0,细线对金属块产生一个竖直向上的拉力T。金属块仍处于平衡状态,受力为:竖直向下的重力、水对上表面竖直向下的压力、细线竖直向上的拉力T,根据力的平衡条件,有;对比两个状态的平衡方程可知,初始状态下的支持力大小等于临界状态下的拉力T,即。对塑料容器而言,取出质量为的砝码后,容器及其剩余砝码所受浮力的增加量提供了大小为T的拉力,这个拉力恰好能将金属块提起。因此,拉力T的大小等于被取出的砝码所受的重力,即,所以,金属块下表面受到的支持力为
(3)若金属块的底面积为S,在金属块刚好被拉离水槽底部的临界状态时,有,即
即
解得。金属块的体积为
金属块的密度
3.(2025·安徽合肥·二模)小任同学设计了一个测量海水深度的装置,其内部电路如图甲所示,为压敏电阻,阻值随所受压力的变化关系如图乙所示,电源电压保持不变;将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质绝缘盒中,将其放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为的面承受海水压力:(设)求:
(1)当的阻值为时,电流表的示数;
(2)若将装有此压敏电阻的绝缘盒放入水下深处,则此时电流表的示数为多少;(结果保留一位小数)
(3)若电流表的量程为,则此装置可以测量的最大海水深度为多少。
【答案】(1)0.3A;(2)0.3A;(3)500m
【详解】(1)由图甲得,定值电阻R1、压敏电阻R2串联,电流表测量电路电流。当的阻值为时,电流表的示数为
(2)若将装有此压敏电阻的绝缘盒放入水下深处,压敏电阻R2受到水的压强为
由得,压敏电阻R2受到水的压力为
由图乙得,此时的阻值为20Ω,则此时电流表的示数为
(3)若电流表的量程为,当电流表的示数为0.6A时,电路电阻最小,压敏电阻R2阻值最小,由图乙得,此时压敏电阻R2受到的压力最大,由得,此时压敏电阻R2在水中深度最深。由欧姆定律得,此时电路电阻为
由串联电路 特点得,此时压敏电阻R2的阻值为
由图乙得,此时压敏电阻R2受到的压力10×104N,由得,此装置可以测量的最大海水深度为
4.(2025·安徽六安·一模)如图所示,一只口小底大的杯子放在水平桌面上,里面装了6cm深的水,水重2N,杯子下面的底面积是。求
(1)水对杯子底部的压力;
(2)判断杯中水除了受到重力和杯子的底部对水的支持力,是否还受到其他的力,如果有,求出这个力的大小和方向;如果没有,说明原因。(g取10N/kg,)
【答案】(1)3N;(2)1N,竖直向下
【详解】(1)水对杯子底部的压强
水对杯子底部的压力
(2)因为力的作用是相互的,杯子底部对水的支持力
方向竖直向上;又因为水的重力G=2N,方向竖直向下,所以杯中水还受到一个杯子侧壁施加的竖直向下的压力
5.(2025·安徽·二模)某同学在一底面积为S的圆柱形容器内盛有适量的水,水面漂浮着一个小容器,如图甲所示,现把密度为的金属块放在小容器中,如图乙所示,此时水面上升的高度为h。最后把这个金属块从小容器中取出放入水中如图丙所示,请解答下列问题:
(1)画出乙图中金属块在小容器中的受力示意图;
(2)求金属块受到的重力;
(3)求金属块拿出前与放入水中后圆柱形容器底部所受水的压强变化量。
【答案】(1);(2)ρ水gSh;(3)
【详解】(1)金属块静止在小容器中,处于平衡状态。它受到两个力的作用:地球施加的竖直向下的重力G,以及小容器底部施加的竖直向上的支持力F支。根据二力平衡的条件,这两个力大小相等、方向相反,作用在同一直线上,如图所示:
(2)从图甲到图乙,将金属块放入小容器中,系统(小容器+金属块)仍然漂浮。根据漂浮条件,增加的浮力等于增加的重力,即金属块的重力 G金= ΔF浮。
根据阿基米德原理,增加的浮力等于增加排开水的重力。水面上升了h,所以,增加的浮力为ΔF浮 = ρ水gΔV排 = ρ水gSh
则金属块的重力为G金 = ρ水gSh
(3)金属块的体积
金属块放入水中后,水面下降高度
圆柱形容器底部所受水的压强变化量
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重难05 压强(重难专练)
内容导航
第一部分 重难考向解读
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 固体的压强
模块02 液体的压强
模块03 固体与液体的压强综合
第三部分 重难提分必刷
重●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01
固体的压强
重难考向:分析计算固体产生的压强与压力;分析计算柱体产生的压强与压力;比较柱体切割叠放后压强或压力的大小关系。
1.基础知识:压强及其计算公式、柱体计算公式p=ρgh。
2.预测命题点有:根据p=F/S计算固体产生的压强与压力;比较柱体切割叠放后压强或压力的大小关系。
模块02
液体的压强
重难考向:分析计算液体产生的压强与压力;比较柱形容器中,液体的抽取与倒入后产生的压强与压力的大小关系。
1.基础知识:压强及其计算公式、柱体计算公式p=ρgh。
2.预测命题点有:根据p=ρgh计算液体产生的压强与压力;比较柱形容器中,液体的抽取与倒入后产生的压强与压力的大小关系。
模块03
固体与液体的压强综合
重难考向:把柱体放入柱形容器中,分析计算容器中的液体产生的压强或压力;分析计算容器对水平面产生的压强或压力。
1.基础知识:压强及其计算公式、柱体计算公式p=ρgh。
2.预测命题点有:把柱体放入柱形容器中,分析计算容器中的液体产生的压强或压力。分析计算容器对水平面产生的压强或压力。
重●难●要●点●剖●析
模块01 固体的压强
要点梳理
一、密度的概念
1. 定义:物理学中,某种物质组成的物体的质量与体积之比叫做这种物质的密度,。
2. 单位:国际单位是千克/米3(kg/m3);常用单位是克/厘米3(g/cm3)。
二、压力
压力的概念: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,常用F表示。压力的大小取决于物体间的挤压程度,不一定等于重力的大小。只有当物体自由静止在水平面时,压力大小才等于物体的重力大小。
三、压强
1. 压强的概念:物体所受的压力大小与受力面积之比叫做压强。
2. 公式: p= 这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,包括气体、固体、液体。
3. 压强的国际单位是帕斯卡,符号是pa。
典例验知
【典例】一块未压缩的饼干,长、宽、高如图(a)所示,其质量为200g。经过高压压缩后,长、宽不变,高变为原来的。在包装前,工人还需要对压缩好的饼干进行耐压测试,以保证出厂压缩饼干的品质。
(1)求饼干被压缩后的密度ρ。
(2)在耐压测试中,工人用一块面积为的金属板正对饼干施加的压力,如图(b)所示,求金属板对饼干表面的压强p。
技巧点拨
1. 压强计算题的基本步骤
计算固体压强时,一般先计算压力的大小,再结合受力面积计算压强的大小;
(1)求压力:注意当物体水平面上自由放置时,压力F=G=mg
(2)求面积:注意倍数关系。
(3)求压强:用p=F/S计算得结果。
注意各物理量的单位均采用国际单位制。
2. 叠加体压强的计算
单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用或p=ρgh计算;叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。
3. 计算题固体产生压力的方法
(1)固体对水平面压力的大小:F = pS
(2)固体对水平面压力的大小等于物体的重力大小:F=G=mg
类题夯基
1.(2025·安徽六安·三模)哈尔滨2025年第九届亚冬会冰壶比赛使用的冰壶质量为,冰壶静止在水平冰面上时底部与冰面的接触面积约为,则冰壶对冰面的压强为___________。(取)
2.(2025·安徽淮南·一模)如图所示,用20N的水平力把重100N的木块紧压在竖直墙壁上,若木块与墙的接触面积为,墙受到的压强是________Pa。
3.(2025·安徽芜湖·三模)如图所示,一质量为6kg、边长为10cm的正方体物块静止在水平地面上,用细线竖直向上拉物体,拉力的大小,此时物块对水平地面的压强为________Pa。(g取10N/kg)
4.(2026·安徽·二模)某款地面清洁机器人,总质量为3kg,该机器人静止时,轮子与地面的总接触面积为。机器人在水平地面运动时,所受牵引力F与速度v关系如图所示。(g取10N/kg)
(1)某一阶段该机器人在清扫地板过程中所受阻力为其总重力的0.8倍,匀速直线运动了2m,该阶段阻力做了多少功?
(2)该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大?
(3)某时刻该机器人的牵引力为50N,此时牵引力的功率为多大?
5.(2025·安徽合肥·三模)神舟十八号航天员在轨生活192天,完成各项任务,顺利返回地面。若返回舱的质量为3×103kg,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下用时0.4s落地。(g取10N/kg)
(1)求返回舱在这段时间内重力做功的功率;
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2,求它对水平地面的压强。
6.(2026九年级下·安徽·专题练习)如图所示是我国自主研制的彩虹-9无人机于2025年3月16日首次飞行的情景。若无人机的总质量为1500kg,轮胎与水平地面接触的总面积为0.1m2。求:
(1)无人机静止在地面时,对地面的压强是多大?
(2)当无人机从地面沿竖直方向向上飞行至1000米高空时,克服重力所做的功是多少?
7.(2025·安徽·三模)小明利用家里的生活用品测量醋的密度,在柱形容器内装适量的醋,将质量为m₁、高度为h、底面积为S的薄壁平底圆柱体小玻璃杯放在容器中,静止时小玻璃杯如图甲所示。再将另一质量为m₂的物体放置在小玻璃杯内,恰能使小玻璃杯全部浸入醋中,如图乙所示。(g为已知量)
(1)求图甲中小玻璃杯的下表面所受醋的压力;
(2)求醋的密度;
(3)实验结束后,小明将小玻璃杯倒扣在醋中,如图丙所示。不考虑小玻璃杯的杯壁的厚度,求小玻璃杯内外气压差△P。
8.(2025·安徽马鞍山·三模)如图甲所示的龙门吊是一种门式起重机,主要由主梁和支架构成,可以提升和平移重物,图乙是其工作示意图。求:
(1)龙门吊将重物从地面提升至9m高处,用时6min,重物移动的平均速度;
(2)龙门吊用的拉力将重物从地面提升至9m高处后,再水平向左移动6m到工作台,整个过程拉力对重物做的功;
(3)已知重物的重力为G0,主梁总长为L,主梁与单个支架的接触面积为S0,主梁重力忽略不计,重物由主梁最右侧向左侧移动,当移动的距离为时,右侧支架对主梁压强p的表达式(用所给字母表示)。
9.(2025·安徽合肥·二模)为了方便仓库转运货物,小李设置了如图所示装置,一个质量m=50kg,底面积为2500cm2的长方体物块恰能以v=0.4m/s的速度由斜面顶端沿着倾角θ=30°的斜面匀速下滑至斜面底端,然后沿水平地面减速滑行最终静止在水平地面上,已知斜面的高度为h=2m。(不计空气阻力)求:
(1)当该长方体物块最终静止在水平地面上时,对水平地面的压强;
(2)该长方体物块由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的过程中,物块所受重力做功的功率(在此过程中,忽略物块的体积大小)。
模块02 液体的压强
要点梳理
一、液体压强的大小
液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。深度h:指液面到某点的竖直距离,而不是高度。
影响液体压强大小的因素:根据p=ρgh可知:液体内部压强只跟液体密度和深度有关;与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
二、液体对容器底的压力与容器形状的关系
容器形状
特点
柱形
上口大
上口小
容器底所受压力与液体重力的关系
F=G液
F˂G液
F˃G液
典例验知
【典例】如图所示,完全相同的长方体薄壁密闭容器A和B,分别竖放和平放在水平地面上。两容器内分别盛有体积相等的液体甲和水,水的深度为0.1米,两液体对容器底部的压强之差为490帕。
(1)若水的质量为2千克,求水的体积V水;
(2)水对容器B底部的压强p水;
(3)将容器B竖放,此时两液体对容器底部的压强之差仍为490帕。求液体甲的密度ρ甲。
技巧点拨
1. 分析计算液体对容器底部压力大小的方法
(1)在柱形容器中,液体对容器底的压力大小等于液体重力。在计算或讨论直柱形容器底所受压力时,一般根据F=G液体或F=pS进行计算(根据题目提供的条件选择)。
(2)在非柱形容器中,液体对容器底的压力大小不等于液体重力。在计算或讨论非柱形容器底所受压力时,一般要先计算压强p=ρgh,然后再根据F=pS计算压力。
2. 确定液体的深度h
在利用 p=ρgh计算液体压强时,确定液体的深度h最为关键。“深度”不等于“长度”,深度是指从液面到液体内研究点的竖直距离,液面是指液体与大气接触的地方,而长度可以是竖直的,也可以是倾斜的。如图所示,液柱的长度是10cm,液体的深度是8cm,要注意区分。
类题夯基
1.(2026九年级下·安徽·专题练习)如图所示,帕斯卡在一个密闭且装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子,然后在楼房的阳台上往管子里灌水,只灌了几杯水后木桶就裂开了。桶的底面积为,水管露出水面的高度为3.5m,桶的高度为0.5m,若管子灌满水,则桶底受到的压力为______N。
2.(2025·安徽淮南·二模)如图所示,水平桌面上的A、B两个相同的试管中都装有一定量的水且液面相平,两试管中的水对试管底部的压强______(填“>”“<”或“=”)。()
3.(2025·安徽合肥·三模)我国科学家自主研制的深海潜水器——“海斗一号”如图所示。该潜水器在马里亚海沟科考时创造最大下潜深度10908m,填补了世界无人潜水器万米科考记录的空白。不考虑海水密度和该潜水器体积的变化,“海斗一号”潜水器在海面下向下潜的过程中,下列说法正确的是( )
A.浮力变小,压强不变 B.浮力不变,压强变大
C.浮力变大,压强变小 D.浮力与压强变化无法确定
模块03 固体与液体的压强综合
要点梳理
固体与液体的压强综合问题,是初中物理力学中的重点和难点,常见于中考压轴题。这类题目要求准确区分固体与液体在压力、压强计算上的不同逻辑,并能结合情境灵活运用公式。
一、固体压强:先求压力,再求压强
1. 固体压强公式:。
2. 适用原则:固体对支持面的压力通常等于其重力(在水平面上且无外力时),即F=G=mg
典型场景:容器对桌面的压强、叠放物体间的压强。
二、液体压强:先求压强,再求压力
1. 压强公式:p=ρgh,压力计算:F=pS=ρghS
2. 适用原则:液体压强只与液体密度和深度有关,与容器形状、液体总质量无关。液体对容器底部的压力不一定等于液体重力(如锥形容器)。
例如,水对杯底的压强只取决于水深和水的密度,先用p=ρgh计算压强,再用F=pS求压力。
三、典型例题思路(不展开计算)
假设一个底面积为S的容器中盛有水,水深h,容器质量m容。
1. 水对杯底的压强:p水=ρ水gh
2. 水对杯底的压力:F水=p水S
3. 容器对桌面的压力:F固=(m水+m容器)g
4. 容器对桌面的压强:p固=F固/S。
四、固体与液体压强综合分析
项目
固体压强
液体压强
定义
物体所受的压力大小与
受力面积之比
液体由于重力和流动性,在内部某点产生的各向同性压强
基本公式
p=ρgh
适用条件
任意形状固体,需明确
压力与受力面积
仅适用于静止、均匀液体,且h为该点到液面的竖直深度
特殊公式
仅当为密度均匀的直柱体(圆柱、长方体、棱柱)且水平放置时,可推导为p=ρ固gh
无例外,始终适用 p=ρgh
影响因素
压力大小、受力面积
液体密度、深度;
与容器形状、液体总量无关
典例验知
【典例】航行在江边的船只,若突然遇到退潮,船只可能会搁浅。如图(a)所示,小明为研究其中的原因,将盛有水的轻质薄壁柱形容器置于水平桌面中央,轻轻横放入一质地均匀的长方体木块。木块在水中漂浮,此时水的深度为0.2m。将容器内的水逐渐抽出,木块仍旧漂浮。直到水面下降到一定高度时,木块底部恰好与容器底部接触,此时木块对容器底部的压力恰好为0N,如图(b)所示。继续抽水,木块沉底,如图(c)所示。
(1)通过实验,结合所学知识推理出船只搁浅的原因是( )
A.江边的水太少,能产生的浮力也很小
B.水位下降,船浸入水中的体积减小,受到的浮力减小
C.水位下降,导致船的重力变大
(2)已知容器的底面积为2×10-2 m2。木块的质量为1.2kg,底面积为1×10-2 m2。
①求水的深度为0.2m时,水对容器底部的压强p水。
②图(c)中容器中剩余水的深度为0.1米,求容器对桌面的压强p容。
③图(b)中水的深度恰为木块高度的,求木块的密度ρ木。
技巧点拨
综合题型解题三步法
1. 定对象
明确是求“液体对容器底”的压强,还是“容器对桌面”的压强。
液体 → 用p=ρgh计算;
容器 → 用p=F/S,其中F=G总。
2. 分顺序
液体压强:先算p=ρgh,再算F液=p液S。
固体压强:先算F固= G总,再算p固=F总/S。
3. 辨变化(常见于加物、注液、切割等情境):
液体压强的变化量: △p=ρg△h △h=△V/S容
容器对地面压强变化:△p=△F/S=△G/S,即与加入物体重力相关。
类题夯基
1.(2025·安徽·二模)如图,两只完全相同的饮料杯放在水平桌面上,两饮料杯内装有体积相同的两种饮料(未满),此时两饮料对杯底的压强大小相等,下列说法正确的是( )
A.甲杯对水平桌面的压强一定大于乙杯对水平桌面的压强
B.乙杯对水平桌面的压强一定大于甲杯对水平桌面的压强
C.甲杯内饮料对杯底的压力大于乙杯内饮料对杯底的压力
D.乙杯内饮料对杯底的压力大于甲杯内饮料对杯底的压力
2.(2025·安徽·模拟预测)如图所示,将水槽平放,用细线的一端系住金属块,另一端系在塑料容器底部中央,塑料容器中装若干砝码;然后将金属块水平放在水槽底部,并将金属块与水槽底部相连的四周用橡皮泥密封,以防止水进入金属块与水槽底部之间;再向水槽中缓慢加水,塑料容器水平漂浮在水面并随水位升高,直到细线刚好拉直时停止加水,此时细线上没有受到拉力。若从塑料容器中取出砝码时,塑料容器开始上升,金属块刚好能与水槽底分离(不计细线长度变化,不计金属块与橡皮泥间的摩擦,不考虑大气压)而上升。假设塑料容器在上升过程中始终保持水平。金属块高,质量,水槽中水位高,水的密度。
求:
(1)停止加水,未取出砝码时,金属块上表面受到水的压强是多少?
(2)停止加水,未取出砝码时,金属块下表面受到支持力是多少?(以上均用所给字母代数式表示)
(3)已知金属块高,质量,取出砝码,水槽中水位高。则金属块的密度是多少?
3.(2025·安徽合肥·二模)小任同学设计了一个测量海水深度的装置,其内部电路如图甲所示,为压敏电阻,阻值随所受压力的变化关系如图乙所示,电源电压保持不变;将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质绝缘盒中,将其放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为的面承受海水压力:(设)求:
(1)当的阻值为时,电流表的示数;
(2)若将装有此压敏电阻的绝缘盒放入水下深处,则此时电流表的示数为多少;(结果保留一位小数)
(3)若电流表的量程为,则此装置可以测量的最大海水深度为多少。
4.(2025·安徽六安·一模)如图所示,一只口小底大的杯子放在水平桌面上,里面装了6cm深的水,水重2N,杯子下面的底面积是。求
(1)水对杯子底部的压力;
(2)判断杯中水除了受到重力和杯子的底部对水的支持力,是否还受到其他的力,如果有,求出这个力的大小和方向;如果没有,说明原因。(g取10N/kg,)
5.(2025·安徽·二模)某同学在一底面积为S的圆柱形容器内盛有适量的水,水面漂浮着一个小容器,如图甲所示,现把密度为的金属块放在小容器中,如图乙所示,此时水面上升的高度为h。最后把这个金属块从小容器中取出放入水中如图丙所示,请解答下列问题:
(1)画出乙图中金属块在小容器中的受力示意图;
(2)求金属块受到的重力;
(3)求金属块拿出前与放入水中后圆柱形容器底部所受水的压强变化量。
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