内容正文:
固体的切割、叠放问题—知识点专练(通用版)
固体的切割、叠放问题(知识点、难点)
切割、叠放物体的受力分析(考点、难点)
1.如图所示,整个装置静止在水平桌面上,其中A、B两木块叠放在一起,另一端固定在铁架台E、F上。此时,两个轻质弹簧测力计C、D水平方向施力,均为2N。下列说法正确的是( )
A.砝码受到的摩擦力大小为2N
B.地面对B的摩擦力大小为2N
C.A对B的静摩擦力的大小等于0N
D.B对A的静摩擦力的大小等于2N
2.如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力的作用下,一起向右做匀速直线运动,前进了2m,则这个过程中b对a做功为___________J;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力作用下以0.4m/s的速度一起向右做匀速直线运动了5s,则对a做功为___________J,a对b的推力的功率是___________W。
3.如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时有F=2N的两个水平拉力分别作用在A、B两个物体上,则物体B受到地面的摩擦力大小为___________N,物体A受到的摩擦力为___________N
4.如图所示,A、B两物体叠放在一起,已知GA=30N,GB=20N,在F1=10N和F2=5N的作用下,A和B一起向右做匀速直线运动,则:B受到的摩擦力为__________N,方向__________;地面给A的摩擦力,大小为__________N,方向__________。
切割、叠放物体的压强计算(考点、难点)
5.如图所示,实心均匀圆柱体甲和乙放置在水平桌面上,现在沿着如图所示的水平虚线切去部分后,使得甲乙剩余部分的高度均为h,若此时甲乙剩余部分对地面压力相等,则甲乙原先对地面的压强p甲___________p乙。(选填“大于”“等于”或“小于”)
6.甲、乙两个实心柱形物块放在相同的海绵上,乙下面的海绵凹陷程度比较深。将它们沿水平方向切去一部分后,剩余部分再次放置在海绵上,海绵的凹陷程度如图所示,则( )
A.切之前,甲的高度一定比乙小
B.切之前,甲的高度一定比乙大
C.甲、乙切去的高度可能相同
D.甲、乙切去的高度一定不同
7.如图所示,甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上,它们各自对地面的压强相等。若分别在甲、乙上方沿水平方向截去体积相等的部分,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方,则叠放后,甲、乙对地面的压力F、压强p的大小关系分别为( )
A.F甲<F乙;p甲<p乙
B.F甲<F乙;p甲>p乙
C.F甲>F乙;p甲<p乙
D.F甲>F乙;p甲>p乙
8.将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,观察到如图所示的现象。若将甲、乙沿水平方向切去相等质量后,则甲、乙剩余部分对海绵的压力F甲'、F乙'及对海绵的压强p甲'、p乙'的大小关系为( )
A.F甲'<F乙',p甲'<p乙' B.F甲'<F乙',p甲'>p乙'
C.F甲'>F乙',p甲'<p乙' D.F甲'>F乙',p甲'>p乙'
9.如图(a)、(b)所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。若甲、乙边长之比1∶2,将它们沿竖直方向切去一半,再把甲切去部分放在甲剩余部分的下方,把乙切去部分放在乙剩余部分的上方,如图(c)、(d)所示,此时它们对地面的压强相等,它们对地面的压力之比为________,原来甲、乙对地面的压强之比为_______,甲、乙两物体的密度之比为________。
10.如图所示,边长分别为2a和a的甲、乙实心正方体物块置于水平地面上,已知甲、乙对地面的压强均为p。
(1)求甲、乙对地面压力的比F甲∶F乙。
(2)现将甲水平切去0.03米的厚度,若甲剩余部分对地面的压力恰好等于乙对地面的压力,已知甲剩余部分对地面的压强变为294帕,求乙的密度ρ乙。
试卷第1页,共3页
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《固体的切割、叠放问题—知识点专练(通用版)》参考答案:
1.D
【知识点】二力平衡条件的应用、摩擦力及其产生条件、静摩擦力的大小
【详解】A.由题意知,整个装置静止在水平桌面上,则砝码在水平方向没有向左或向右运动的趋势,不受到摩擦力力的作用,故A错误;
B.整个装置静止在水平桌面上,将A和B看成一个整体,水平方向上受到两个拉力平衡,B相对地面没有运动趋势,不受到地面的摩擦力,故B错误;
CD.A处于静止,水平方向受到的向右的拉力为2N,则B对A的静摩擦力为2N,方向水平向左。B对A的静摩擦力与A对B的静摩擦力是相互作用力,所以A对B的静摩擦力大小为2N,故C错误,D正确。
故选D。
2. 0 30 3
【知识点】影响滑动摩擦力大小的因素、二力或多力平衡问题、功的计算和估算、P=W/t、P=Fv
【详解】[1]如图甲,a、b叠放在水平桌面上一起向右做匀速直线运动,a、b均处于平衡状态,二者之间没有摩擦力,没有摩擦力做功,运动过程中b对a做功为0J。
[2]如图乙,和甲图相比较,由于a、b对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,a、b受到的摩擦力不变,a、b匀速运动,二者受到的推力等于摩擦力
a、b运动的距离
对a做功为
[3]a、b匀速运动,二者受到的推力等于摩擦力为15N,a、b受到的摩擦力各为7.5N,由于a、b均处于平衡状态,a对b的推力为7.5N,a对b的推力的功率是
3. 0 2
【知识点】静摩擦力的大小、二力或多力平衡问题
【详解】[1]由于A、B两个物体处于静止状态,可以把这两个物体看成一个整体,这个整体处于平衡状态,水平方向上受力平衡,受到一个向左的拉力F,一个向右的拉力F,这两个力大小相等,方向相反,假设此时地面对B有摩擦力,那么B不会处于静止状态,这与题意不符合,所以不存在摩擦力,即此时地面对B的摩擦力为零。
[2]对A分析,A在水平方向上受水平向左的拉力F和B对A向右的静摩擦力,因为A处于静止状态,受到的这两个力是平衡力,大小相等,所以
f1=F=2N
4. 5 水平向左 15 水平向左
【知识点】滑动摩擦力的方向、同一直线上二力的合成、二力或多力平衡问题
【详解】[1]A和B一起向右做匀速直线运动,水平方向受力平衡,B受到向右的拉力为5N,则A对B的摩擦力为水平向左,大小等于拉力等于5N。
[2]以整体为研究对象,受到向右的拉力为
做匀速直线运动,水平方向受力平衡,地面给A摩擦力为15N,与拉力的合力平衡,方向水平向左。
5.小于
【知识点】利用p=ρgh的公式计算柱状固体的压强
【详解】切去之后甲、乙对地面的压力相等,甲乙在水平桌面上,甲乙对水平桌面的压力等于其重力,则甲、乙剩余部分的重力相等,由得,甲、乙剩余部分的质量也相等;由于甲、乙剩余部分的高度均为h,且
所以
由可知
由图可知,原来两柱休的高度关系为
由柱体对水平面压强
可知,原来的压强关系为
6.C
【知识点】压强公式的简单应用、利用p=ρgh的公式计算柱状固体的压强
【详解】AB.甲、乙两个实心柱形物块放在相同的海绵上,其对海绵的压强为
由图可知,将它们沿水平方向切去一部分后,剩余部分再次放置在海绵上,海绵的凹陷程度相同,即此时甲、乙对海绵的压强相等,即
由图可知,,故。沿水平方向切去一部分之前,乙下面的海绵凹陷程度比较深,即切之前,乙对海绵的压强大于甲对海绵的压强,即
由于,故切之前,甲的高度可能小于乙的高度,甲的高度也可能等于乙的高度,甲的高度也可能大于乙的高度,故AB错误,不符合题意;
CD.由题意可知,沿水平方向切去一部分之前,乙下面的海绵凹陷程度比较深,即切之前,乙对海绵的压强大于甲对海绵的压强,由公式可知
沿水平方向切去一部分后,剩余部分再次放置在海绵上,海绵的凹陷程度相同,即此时甲、乙对海绵的压强相等,即
故
即
即
由于,则甲、乙切去的高度可能相同,故C正确,符合题意,D错误,不符合题意。
故选C。
7.D
【知识点】利用p=ρgh的公式计算柱状固体的压强、压强公式的简单应用
【详解】甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上,它们各自对地面的压强相等,可知
根据
可知ρ甲<ρ乙;由图可知,S甲>S乙,故G甲>G乙,设截取的体积为V,则由m=ρV知,截取的质量Δm甲<Δm乙,由G=mg知,ΔG甲<ΔG乙,叠放之后,甲对地面的压力为
F甲=G甲+ΔG乙-ΔG甲>G甲
乙对地面的压力为
F乙=G乙+ΔG甲-ΔG乙<G乙所以F甲>F乙;由于叠放后甲对地面的压力增大,受力面积不变,所以甲对地面的压强增大;叠放后乙对地面的压力减小,受力面积不变,所以乙对地面的压强减小,所以叠放后p甲>p乙。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.A
【知识点】压强大小比较
【详解】由图可知,将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,乙物体下海绵的形变程度较大,因此乙对于海绵的压强较大,即p甲<p乙;由于乙的受力面积大,根据F=pS可知,F甲<F乙。将甲、乙沿水平方向切去相等质量后,甲、乙减小的重力相同,则对海绵减小的压力相同,即ΔF甲=ΔF乙,因此此时甲、乙剩余部分对海绵的压力F甲'<F乙';由于乙的受力面积大,根据可知,减小的压强Δp甲>Δp乙,因此甲、乙剩余部分对海绵的压强p甲'<p乙'。
故选A。
9. 1∶2 2∶1 4∶1
【知识点】压强公式的简单应用、利用密度公式进行比值计算
【详解】[1]已知甲、乙边长之比1∶2,即a甲∶a乙=1∶2,(c)图是把一半平放在地面上,另一半再立放在上面,则(c)图的受力面积为:Sc=a甲2,(d)图的受力面积为
由题可知,(c)图和(d)图中物体对地面的压强相等,即:p甲'=p乙',它们对地面的压力之比
[2]由于置于水平地面上的物体对地面的压力与物体的重力相等;所以,G甲=F甲',G乙=F乙',则
G甲∶G乙=F甲'∶F乙'=1∶2
原来甲、乙对地面的压力与物体的重力相等;则
F甲∶F乙=G甲∶G乙=1∶2
原来甲、乙对地面的受力面积分别为:Sa=a甲2,Sb=a乙2,则原来甲、乙对地面的压强之比为
[3]甲、乙体积之比
甲、乙两物体的密度之比为
10.(1)4∶1
(2)
【知识点】计算较复杂情况的固体压强、压强公式的简单应用
【详解】(1)[1]因为h甲=2a,h乙=a,所以S甲=4a2, S乙=a2, 即S甲=4S乙,则甲、乙对地面压力的比
F甲∶F乙=p甲S甲∶p乙S乙=p×4S乙∶p×S乙=4∶1
(2)[2]将甲水平切去0.03米的厚度后,因为F乙=F'甲,所以
则,根据题意有
则;因为甲、乙对地面的压强均为p,所以
解得。
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