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暑假作业05 固体压强专题
(
目 录
01 知识积累
02 题型速练
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
二.
压力、压强的概念
(共
4
小题)
三.
区分滑动摩擦力和压强的影响因素
(共
3
小题)
(易错★)
四
.
压强公式的简单应用
(共
6
小题)
五
.
利用
p=ρgh
分析和计算柱状固体的压强(共
5
小题)
(难★)
六
.
叠加体的压强
(共5小题)
(易错★★)
七
.
切割类固体压强的计算
(共
5
小题)
(难★★★)
八
.
切割和叠加类固体压强的计算
(共6小题)
(难★★★)
九
.
改变压强的方法
(共7小题)
)
(
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
)
一、压强
1.概念:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比。(比值定义法)
2.物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。
3.公式:。F-压力;S-受力面积;p-压强
4.单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa。1Pa=1N/m2,1Pa表示的物理意义是 1m2面积上受到压力是1N。
5.变形公式:、
6.柱体的压强:
二、怎样减小或增大压强
目的
方法
实例
增大压强
压力一定时,减小受力面积
刀斧、切削工具的刀刃都磨得很薄、钉子、针
受力面积一定时,增大压力
自行车刹车时必须用力握住车闸、压路机的碾子质量很大等
增大压力的同时减小受力面积
用铁锤用力钉钉子
减小压强
压力一定时,增大受力面积
高楼大厦的墙基很宽、铁轨下铺有枕木
受力面积一定时,减小压力
现代建筑中常采用空心砖、车辆限载等
减小压力的同时增大受力面积
在冰面行走时,采用爬行并丢弃一些负重
(
题型速练
一题一思,查漏补缺,轻松迎开学
)
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
1.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中小刚是通过观察___________来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是___________。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是:当压力一定时,___________越小,压力的作用效果越明显。
(3)若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应通过比较图___________所示实验。
(4)通过甲、丁两图,小刚得出压力的作用效果与受力面积无关,小刚的结论是错误的,这是因为___________。
(5)小刚想将图丙中的海绵换成木板进行实验,你认为___________(选填“可以”“不可以”),请说明原因:___________。
【答案】(1) 海绵的形变程度 转换法
(2)受力面积
(3)甲、丙
(4)没有控制压力不变
(5) 不可以 木板硬度高,受压后形变极小,无法清晰显示压力作用效果的差异,导致实验现象不明显,难以得出结论
【详解】(1)实验中小刚是通过观察海绵的形变程度来比较压力作用效果的,海绵的形变程度越大,压力的作用效果越明显,把不便于测量的压力的作用效果转换为便于观察和测量的海绵的形变程度,这种科学探究方法是转换法。
(2)甲、乙两图实验中,木块对海绵的压力相同,甲图中海绵的受力面积较小,甲图中海绵的形变程度较大,说明甲图中压力作用效果较明显,比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应该控制受力面积相同,改变压力大小,应通过比较图甲、丙所示实验。
(4)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力不变,改变受力面积,甲、丁两图实验中,木块对海绵的压力及海绵的受力面积都不同,所以得出的结论是错误的,原因是没有控制压力不变。
(5)压力的作用效果与压力大小和受力面积有关,与其他因素无关,所以将图丙中的海绵换成木板,木块对支持面的压强不变,且木板硬度高,受压后形变极小,无法清晰显示压力作用效果的差异,导致实验现象不明显,难以得出结论,这种不可以。
2.小明同学在家用常见物体进行“探究压力作用效果影响因素”的实验,所用的水瓶均相同,操作步骤的简易示意图如图所示(A、B、E、F中水瓶装满水,C、D中水瓶未装满水)。
(1)步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的___________来比较压力的作用效果,这种实验方法叫做___________法。
(2)通过步骤A、B,说明压力的作用效果与___________大小有关;通过步骤B、C、D,说明压力的作用效果与___________大小有关,这种实验方法是___________法。
(3)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时对海绵压力的作用效果与步骤___________中的一样;
(4)步骤A中水瓶对海绵的压强和步骤F中水瓶对砖块的压强的大小关系为__________(选填“>”“<”“=”)。
【答案】(1) 凹陷程度 转换
(2) 受力面积 压力 控制变量
(3)A
(4)=
【详解】(1)步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,采用了转换法
(2)比较步骤A、B,压力相同,B中受力面积较小,海绵的凹陷程度较大,可得:压力的作用效果与受力面积大小有关。
步骤B、C、D,受力面积相同,压力逐渐减小,海绵的凹陷程度逐渐减小,可得:压力的作用效果与压力大小有关。
每次只改变一个变量,控制其他变量不变的实验方法,叫做控制变量法。
(3)将步骤 E 中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时压力为原来的2倍,受力面积也变为原来一个水瓶受力面积的2倍。根据压强公式,压力和受力面积同时扩大相同的倍数,压强不变,即对海绵压力的作用效果不变,与步骤A中的一样。
(4)比较A、F,水瓶对海绵的压力和水瓶对砖块的压力大小相同,受力面积相同,根据压强公式可知步骤A中水瓶对海绵的压强pA和步骤F中水瓶对砖块的压强pF的大小相同,即。
3.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,分别绕过橡皮泥。
(1)小欣同学在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端________来比较压力的作用效果;进一步分析可得出结论:受力面积相同时,________越大,压力的作用效果越明显;
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成________(选填“相同”或“不同”)宽度的两段,两包装带下方挂________(选填“相同”或“不同”)数量的钩码。
(3)小杰分别采用如图甲、乙所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端。其中图________所示的方法不合理,原因是________________
(4)跟笔尖接触的手指感到疼痛,是因为________发生弹性形变对手产生了力的作用。
【答案】(1) 凹陷程度 压力
(2) 不同 相同
(3) 乙 压力大小不同
(4)笔尖
【详解】(1)本实验利用转换法,通过观察橡皮泥上端的凹陷程度来直观反映压力的作用效果。
在包装带下方挂不同数量钩码改变了橡皮泥受到的压力,进而得出受力面积相同时压力越大作用效果越明显的结论。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要改变受力面积,即把包装带撕成不同宽度的两段。
根据控制变量法,在改变受力面积的同时,必须在包装带下方挂相同数量的钩码以保持压力大小不变。
(3)对比图甲和图乙的实验操作可知,图乙所示的竖直按压方法是不合理的,因为铅笔在竖直放置时受自身重力作用,导致下方手指受到的压力大于上方手指,未能控制两端受到的压力大小相同。
(4)由于力的作用是相互的,笔尖在受到手指压力而发生弹性形变时,也会对手指产生反作用力,从而使接触端感到疼痛。
4.小华同学在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验时,利用小桌、海绵、木板和砝码等器材进行了如图所示的实验。
(1)本实验是通过观察海绵的________来比较压力的作用效果,这种研究方法叫转换法。
(2)比较________两次实验,可得结论:压力的作用效果与压力大小有关。
(3)比较甲、丙两次实验,可得结论:在________相同时,受力面积越小,压力作用效果越________。(填“明显”或“不明显”)
(4)将小桌和砝码放在如图丁所示木板上,发现木板没有明显形变,你认为丙、丁两次实验中海绵受到的压强与木板受到的压强的大小关系为:________(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)凹陷程度
(2)甲、乙
(3) 压力大小 明显
(4)=
【详解】(1)本实验采用转换法,将不易观察的压力作用效果转换为容易观察的海绵凹陷程度,通过海绵凹陷程度比较压力作用效果。
(2)探究压力作用效果与压力大小的关系时,需要控制受力面积不变,改变压力大小。甲、乙两次实验受力面积相同,压力大小不同,因此选择甲、乙两次实验对比。
(3)甲、丙两次实验中,压力大小相同,受力面积不同:甲受力面积更小,海绵凹陷更明显,因此可得结论:压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)丙中海绵受到的压力、丁中木板受到的压力都等于小桌和砝码的总重力,大小相等,且两次受力面积相同,根据压强公式可知,两次压强相等,即。
二.压力、压强的概念(共4小题)
5.关于压力和压强,下列说法正确的是( )
A.物体受到的压力就是重力
B.压力一定时,压强与受力面积成正比
C.压力的方向总是垂直于接触面,压力的大小可能比重力小
D.物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
【答案】C
【详解】 A.压力是垂直作用在物体表面的力,重力是由于地球吸引产生的力,二者的施力物体不同,受力物体、方向都不一定相同,只有物体自由放置在水平面上时,压力大小才等于重力,二者不是同一个力,故A错误;
B.根据压强公式,当压力一定时,压强与受力面积成反比,而非正比,故B错误;
C.压力的方向总是垂直于受压接触面;例如放在斜面上的物体,对斜面的压力大小就小于自身重力,所以压力大小可能比重力小,故C正确;
D.压力的作用效果由压强决定,根据,只有当受力面积一定时,压力越大,压强越大,作用效果才越明显,物体的底面积不一定等于受力面积,故D错误。
故选C。
6.如图所示,一个茶壶放置在水平桌面上处于静止状态,下列关于茶壶对桌面的压力说法正确的是( )
A.茶壶是受力物体,桌面是施力物体
B.茶壶对桌面的压力就是茶壶的重力
C.桌面产生的弹力就是茶壶对桌面的压力
D.茶壶对桌面的压力方向垂直于桌面
【答案】D
【详解】A.茶壶对桌面的压力,施力物体是茶壶,受力物体是桌面,故A错误;
B.茶壶对桌面的压力是弹力,茶壶的重力是地球对茶壶的引力,二者的施力物体、受力物体和性质都不同,不能说“压力就是重力”,故B错误;
C.桌面产生的弹力是桌面对茶壶的支持力,故C错误;
D.压力的方向总是垂直于接触面指向被压物体,因此茶壶对水平桌面的压力方向垂直于桌面,故D正确。
故选D。
7.如图所示,两手指用力压住铅笔的两端使它保持静止,左侧手指所受的压力_______右侧手指所受的压力,左侧手指所受的压强_______右侧手指所受的压强。
【答案】 等于 小于
【详解】[1]铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等,由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对相互作用力,所以铅笔对手指的压力也相等。
[2]由图可知,右手指的受力面积比较小,根据压强公式可知,左侧手指所受的压强小于右侧手指所受的压强。
8.如图所示,长方体金属块重20 N,底面积为,F恒为5 N。如图乙,当金属块静止不动时,地面受到的压力___________N;在甲图中,金属块对地面的压强为___________Pa。
【答案】 25 /5000
【详解】如图乙所示,当金属块静止不动时,其对地面的压力等于金属块的重力与向下的恒力F之和,故地面受到的压力为
在甲图中,金属块受到竖直向上的恒力F作用,其对地面的压力等于自身重力减去向上的拉力,即
根据压强公式可得金属块对地面的压强为
三.区分滑动摩擦力和压强的影响因素(共3小题)
9.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上。亮亮同学用一水平力F向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面,但未离开桌面,如图乙所示。在上述推木板的过程中,木板对桌面的压力______,桌面受到木板的压强______(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 变大
【详解】水平面上,物体对支持面的压力等于自身重力,推动木板的过程中,木板的重力不变,因此它对桌面的压力不变;木板逐渐露出桌面时,与桌面的接触面积变小,根据,压力不变,受力面积减小时,压强变大。
10.如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在粗糙程度相同的水平桌面上,用水平力向右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示,在推动木板使其右端逐渐伸出桌面边缘(未掉落之前)的过程中,长木板对桌面的摩擦力将________,长木板对桌面的压力将________,长木板对桌面的压强将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 不变 变大
【详解】水平桌面上,长木板对桌面的压力等于长木板的总重力,推动过程中长木板的重力不变,因此长木板对桌面的压力不变。滑动过程中木板的压力和桌面粗糙程度均不变,因此长木板受到的摩擦力不变,长木板对桌面的摩擦力是相互作用力,大小也不变。
根据,压力不变,推动过程中长木板与桌面的受力面积变小,因此长木板对桌面的压强变大。
11.如图所示,长方形木块M静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相齐。木块与桌面间的粗糙程度不变,现用水平力向右的拉力匀速拉动木块,使木块底部的露出桌面,在拉木块的过程中( )
A.木块M对桌面的压力变小 B.木块M对桌面的压强变大
C.木块M受到桌面的摩擦力变大 D.木块M受到桌面的摩擦力变小
【答案】B
【详解】A.木块放在水平桌面上,对桌面的压力等于自身重力。在拉动过程中,木块的重力不变,所以对桌面的压力不变,故A不符合题意;
B.根据压强公式可知,压力F不变,木块底部露出桌面,受力面积S变小,压强p会变大,故B符合题意;
CD.滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关。拉动过程中,压力和接触面粗糙程度都不变,所以滑动摩擦力不变,故CD不符合题意。
故选B。
四.压强公式的简单应用(共6小题)
12.静止在同一桌面上的甲、乙两个物体的质量之比是3∶2,其中甲物体所受重力为150 N那么乙物体所受重力为____________N,若甲、乙与桌面接触部分面积之比为1∶2,那么甲乙两物体对桌面的压强之比为____________。
【答案】 100 3∶1
【详解】[1][2]已知甲、乙两物体质量之比
根据重力公式可知重力之比
所以
物体对桌面的压力等于其重力,即,所以甲、乙两物体对桌面的压力之比
已知甲、乙与桌面接触面积之比
则甲乙两物体对桌面的压强之比
13.如图所示,图钉尖的面积是,图钉帽的面积是,木块能承受的最大压强是,按压时拇指与图钉帽接触部分能将图钉帽全覆盖,当图钉进入木块瞬间,下列说法中正确的是( )
A.图钉尖对木块的压力是300 N B.拇指用的力是
C.拇指受到的压强是 D.拇指受到的压强是
【答案】D
【详解】AB. 当图钉进入木块瞬间,图钉尖对木块的压强等于木块能承受的最大压强。根据压强公式 ,可得图钉尖对木块的压力:
固体传递压力,拇指对图钉的压力等于图钉尖对木块的压力,即,故A、B均错误;
CD.拇指受到的压力等于,受力面积为图钉帽的面积,因此拇指受到的压强:
故C错误,D正确。
故选 D。
14.电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点,如右图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车重为,每个轮胎和地面的接触面积为,在水平地面上做匀速直线运动时,电动汽车运动过程中受到的摩擦力为车重的0.02倍,汽车做匀速直线运动时的牵引力为______,汽车静止在地面上时,对地面的压强为______。(取)
【答案】 200
【详解】摩擦力
汽车做匀速直线运动时,牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等, 即
求静止时对地面的压强: 汽车静止在水平地面,对地面的压力等于车重,即
汽车默认有4个轮胎,总接触面积
汽车静止在地面上时,对地面的压强
15.水平桌面放置一个重力40N,底面积的实心金属块,求:
(1)金属块静止在桌面,对桌面的压力大小;
(2)金属块对水平桌面产生的压强。
【答案】(1)40N
(2)Pa
【详解】(1)金属块静止在水平桌面,对桌面的压力等于其重力
(2)金属块对水平桌面产生的压强
16.人在站立和行走时,对水平地面的压强大小不同。已知小华的质量为50kg,行走时单脚与水平地面的接触面积为0.02m2。
(1)求小华对地面的压力;
(2)求小华行走时对地面的压强;
(3)小华先测量出自己背负重物甲后的总质量,为了比较不同情况压强的大小,他站立或行走在水平沙地上,测量出自己脚印在沙地中的深度h,如下表所示;
质量(kg)
脚印在沙地中的深度h(cm)
情况一:不负重行走
50
1.0
情况二:背负重物甲
60
0.8
通过分析说明情况二中,小华背负重物甲时是行走还是站立的。
【答案】(1)500N
(2)2.5×104Pa
(3)站立
【详解】(1)水平地面上,人对地面的压力等于自身重力。小华的质量为m=50kg,小华的重力
因此小华对地面的压力
(2)小华行走时对地面的压强
(3)沙地的凹陷深度h反映了压强的大小,深度越大,压强越大。
情况一(不负重行走)的压强,对应深度h1=1.0cm。
情况二(总质量m总=60kg )的压力
假设情况二是行走(接触面积S=0.02m2),压强为
这个压强比情况一的2.5×104Pa更大,对应的凹陷深度应该比1.0cm更深,但题目中情况二的深度只有0.8cm,因此不是行走。
假设情况二是站立,双脚着地,接触面积是行走时的两倍,则站立的接触面积
压强为
这个压强比情况一的2.5×104Pa更小,对应的凹陷深度比1.0cm更浅,与题目中0.8cm相符。因此,情况二中小华是站立的。
17.如图所示,某长方体空心砖内有若干个圆柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为,且,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为。求:
(1)空心砖竖放时对水平地面的压力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
【答案】(1)15N
(2)
(3)
【详解】(1)空心砖的质量为1.5kg,空心砖的重力为
因空心砖放在水平地面上,故压力等于重力,即
(2)已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为,空心砖竖放时对水平地面的压强为
(3)设空心砖的长宽高分别为a、b、c,
压力不变,根据可知 …… ①
已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为,即 ……②
联立①②,解得空心砖的体积为
则空心砖的材料的密度为
五.利用p=ρgh分析和计算柱状固体的压强(共5小题)
18.如图所示,实心且均匀的正方体甲、乙放在水平地面上,它们对地面的压强相等;若正方体甲、乙边长之比为,则两正方体甲、乙的密度之比_______。
【答案】
【详解】根据
可知,在压强一定时,密度与高度成反比,高度之比为
则密度之比为
19.如图都是由铜做成的实心四棱柱和圆柱体,直立在水平地面上,质量之比为9:2,高度之比为2:3,则对地面的压力之比为______,对地面的压强之比为______。
【答案】 9:2 2:3
【详解】 放在水平地面上的物体,对地面的压力等于自身重力,即,因此压力比
对于实心均匀柱体,可推导出对水平地面的压强公式
两物体都是铜制作,密度ρ相同,是常量,因此压强比
20.如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙 C.m甲=m乙>m丙 D.m甲=m乙=m丙
【答案】A
【详解】AB.对于放在水平地面上的实心圆柱体,对地面的压强可推导为
结合题干和图可知:三者压强相等,高度关系为,因此可得,故A正确,故B错误;
CD.水平地面上圆柱体对地面的压力等于重力,即
三者压强相等,底面积关系为,可得压力,水平面上压力等于物体的重力,则,故CD错误。
故选A。
21.如图,高度相同的两实心铜圆柱体甲和铝圆柱体乙,放在水平桌面上。则它们对桌面的压强关系为( )
A. B. C. D.条件不足,无法确定
【答案】C
【详解】根据
已知两圆柱体高度h相同,;根据,在h相同的情况下,密度越大,压强越大。因为,所以,故选C。
22.如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积,高度,对地面的压强,圆柱体密度分别为和,对地面的压力分别为和。则________,________。
【答案】 3:1 2:1
【详解】由可得,则 对地面的压力分别为
柱状固体对地面压强
由得
六.叠加体的压强(共5小题)
23.(多选)A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比lA:lB=1:2,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是 ( )
A.F甲:F乙=1:1 B.F甲:F乙=1:2 C.P甲:P乙=2:1 D.P甲:P乙=1:4
【答案】AD
【详解】AB.水平地面上,物体对地面的压力等于总重力,甲、乙两种方式中,地面受到的压力都等于A、B的总重力,即,,因此,故A正确,B错误;
CD.正方体底面积,由得,甲对地面的受力面积,乙对地面的受力面积,根据压强公式,且,可得,故C错误,D正确。
故选AD。
24.佳佳利用两个相同的木块研究力学问题。如图甲所示,每个木块受到的重力为5N,长,宽、高分别为20cm、10cm、4cm(g取10N/kg)。
(1)甲图中木块对水平桌面的压力为___________N;
(2)在甲的基础上,对木块施加一个竖直向下的压力F1=3N。如图乙所示,则木块对水平桌面的压强为___________Pa;
(3)将木块的一个面放在水平桌面上,再在它的上表面水平叠放另一木块,如图丙所示是其中一种叠放方式。所有叠放方式中(为确保稳定性,两木块的重心连线垂直于水面桌面),佳佳计算出了多个压强值,这些压强值中,下方木块对水平桌面的压强与上方木块对下方木块的压强的差值最大为___________Pa。
【答案】(1)5
(2)400
(3)2250
【详解】(1)水平面上,物体对桌面的压力等于自身重力,单个木块重力,因此压力
(2)总压力
木块平放时,与桌面的接触面积
木块对水平桌面的压强
(3)在不同叠放方式中,上方木块对下方木块的压力始终等于一块木块的重力,即
当两块木块都平放时,压力的受力面积最大,上方木块对下方木块的压强最小,此时的压强为
在不同叠放方式中,下方木块对水平桌面的压力始终等于两块木块的重力,即
当下方木块竖放时,压力的受力面积最小,下方木块对水平桌面的压强最大,此时的压强为
则下方木块对水平桌面的压强与上方木块对下方木块的压强的差值最大为
同理,当上方木块竖放时,压力的受力面积最小,上方木块对下方木块的压强最大,此时的压强为
当下方木块平放时,压力的受力面积最大,下方木块对水平桌面的压强最小,此时的压强为
则下方木块对水平桌面的压强与上方砖对下方木块的压强的差值最大为
综上所述,下方木块对水平桌面的压强与上方木块对下方木块的压强的差值最大为2250Pa。
25.在水平地面上放着a、b两个长方体木块,如图甲所示,它们底面积之比为3:4,对地面的压强分别为现把a叠放在b上后,如图乙所示,此时b对地面的压强为,则pb与之比是( )
A.2:3 B.1:2 C.3:4 D.9:8
【答案】A
【分析】因为水平地面上的长方体对地面的压力等于自身重力,所以可利用压强公式,结合已知的底面积和压强之比,推导出a、b的重力之比。分别确定图甲中b对地面的压力和图乙中b对地面的压力,再结合b的底面积不变,利用压强公式求出与的比值。
【详解】水平地面上,物体对地面的压力等于自身重力,即,由题意可知,可得两木块的重力之比为
即……①
木块b单独放置时,对地面的压强为……②
将a叠放在b上后,b对地面的总压力为,受力面积仍为,因此此时b对地面的压强为……③
联立①②③解得
即,故选A。
26.均匀实心正方体甲、乙,分别放在水平地面上,对地面的压强分别为和,如图所示,将它们叠放在水平地面上,乙对地面的压强为p,已知甲、乙边长之比,。下列说法中( )
①甲、乙的重力之比为3∶1
②甲、乙对地面的压强
③甲、乙的密度之比为9∶8
④甲对乙的压力与乙对地面的压力之比为1∶3
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有③④正确 D.只有②④正确
【答案】B
【详解】甲、乙底面积比,体积比
①原来乙对地面压强,叠放后乙对地面总压强,由,得
解得,因此①错误;
②原来甲对地面压强 ,因此甲、乙对地面的压强比为
即,因此②正确;
③由,得,因此甲、乙的密度之比为
即,因此③正确;
④甲对乙的压力等于甲的重力 ,乙对地面的压力等于总重力,因此甲对乙的压力与乙对地面的压力之比为
即比值为,因此④错误。
综上,只有②③正确,故选B。
27.把同种材料制成的甲、乙两个实心正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为和。把甲放在乙的上面,如图所示,则乙对桌面的压强为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设正方体甲边长为L1,乙为L2,甲、乙密度均为ρ,由题意可知,甲、乙对桌面的压强分别为,
则甲、乙对桌面的压力分别为,
因为甲、乙对桌面的压力等于自身重力,则甲放在乙的上面时,整体对桌面的压力
由可得此时乙对桌面的压强
七.切割类固体压强的计算(共5小题)
28.如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的直径等于B的边长,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下质量相等的部分,此时剩余部分对地面的压强和压力分别为 、 、 、,则( )
A. B. C. D.切去部分的面积
【答案】D
【详解】B.均匀实心圆柱体A和正方体B高度相同,设为h,A的直径等于B的边长,设为a,则圆柱体A的底面积
正方体B的底面积,故
它们对水平地面的压强相等,根据均匀柱体压强公式可知,
故B不符合题意;
A.均匀柱体竖直切割后,剩余部分的密度和高度不变,根据均匀柱体压强公式可知,剩余部分的压强仍满足,故A不符合题意;
C.由可得,原来的压力,因为,且,故。切去质量相等的部分,即切去的压力相等,则剩余压力,,故,故C不符合题意;
D.切去的质量,因为、、h都相等,所以,故D符合题意。
故选D。
29.如图所示,实心均匀的正方体甲、乙对水平地面的压强均为,若沿竖直方向切去甲的一半,沿水平方向切去乙的一半,它们剩余部分对地面的压强分别为和,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对于放在水平地面的实心均匀柱体,对地面的压强可推导为
甲沿竖直方向切去一半后,密度不变,高度不变,根据,剩余部分对地面的压强 ;也可通过推导,压力变为原来的,底面积也变为原来的,压强不变。
乙沿水平方向切去一半后,底面积不变,压力变为原来的,根据,剩余压强
可得
故选D。
30.如图所示,质量相等的实心均匀圆柱体甲、乙置于水平桌面上。现经过以下几种变化,使得变化后的甲、乙对桌面的压强可能相等,下列方案中可行的有( )
A.甲、乙都沿水平方向切去相同高度
B.甲、乙都沿水平方向切去相同质量
C.甲、乙都沿竖直方向切去相同体积
D.甲、乙都沿竖直方向切去各自一半体积
【答案】A
【详解】A.由题可知质量相等的实心均匀圆柱体甲、乙置于水平桌面上,乙的体积小于甲的体积,由可知,甲的密度小于乙的密度,由柱体压强公式,当甲、乙都沿水平方向切去相同高度Δh,甲剩余高度比乙大,但甲的密度比乙小,所以剩余部分对水平桌面的压强可能相等,故A符合题意;
B.甲、乙都沿水平方向切去相同质量Δm,则剩余部分质量相等,剩余部分对水平桌面的压力相等,而甲的底面积大于乙的底面积,由压强公式可知,甲对水平桌面的压强一定比乙小,故B不符合题意;
CD.未切前甲、乙质量相等,对水平桌面的压力相等,而甲的底面积大于乙的底面积,所以甲对水平桌面的压强比乙小,又根据柱体压强公式,无论沿竖直方向切去多少,甲剩余部分对水平桌面的压强与未切前相同,乙对水平桌面的压强也与未切前相同,即甲剩余部分对水平桌面的压强比乙剩余部分对水平桌面的压强小,故CD不符合题意。
故选A。
31.如图所示,质量分布均匀的物体A、B放在水平地面上,高度相同,A的底面积大于B的底面积,A对地面的压力等于B对地面的压力。若在两物体上部沿水平方向切去相同的厚度,mA'、mB'分别表示A、B剩余部分的质量,pA'、pB'分别表示剩余部分对地面的压强。下列判断正确的是( )
A.mA'>mB',pA'>pB' B.mA'=mB',pA'<pB'
C.mA'=mB',pA'>pB' D.mA'>mB',pA'<pB'
【答案】B
【详解】由题知,A、B对地面的压力,物体对水平地面的压力与物体的重力相等,因此 ,即;A、B高度h相同,底面积,由体积,可得。由可得,。因切去的厚度Δh相同,则剩余厚度Δh'相同。由柱体压强公式可知,剩余部分对水平地面的压强,,因,则;剩余质量,,因为,即,约去hg得。因此,即。故选B。
32.(多选)如图,长方体甲、乙()置于水平地面上,其质量和密度分别为和,和,它们对地面的压强相等。若将其沿对角线(虚线)切去斜上方的部分,剩余部分对地面的压力和压强分别为、,、,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】A.水平地面上,物体对地面压力,原压强相等,,因此原总压力,又,可得,故A正确;
B.长方体对水平地面压强可推导为,原压强相等,且,根据,相等时越大越小,因此,故B正确;
C.沿对角线切去一半后,剩余部分重力是原来的,因此甲剩余压力,乙剩余压力,结合,得,故C错误;
D.切后剩余部分底面积不变,仍等于原底面积,剩余压强
已知原压强,因此,故D正确。
故选ABD。
八.切割和叠加类固体压强的计算(共6小题)
33.如图所示,A、B两个实心均匀的正方体分别放在水平地面上,此时A、B对地面的压强相等,它们的边长之比为1:3,A的边长为10cm,B的密度为2g/cm3,则B对地面的压强为__________ Pa;若将B沿水平方向切割一部分叠放在A的正上方,要使此时A、B对地面的压强满足pA=6pB,则B切去部分的重力为________ N。
【答案】 6×103 180
【详解】对于放在水平地面的均匀实心正方体,对地面的压强可推导为
已知B的边长
B的密度
代入公式得
原压强,A的底面积
B的底面积
原压力等于重力,因此原总重力
设切去部分的重力为,切割后: A对地面压强
剩余B对地面压强
根据条件,代入数值得
化简计算得
34.(多选)如图Ⅰ所示,放在水平桌面上的实心均匀圆柱体甲、乙由同种材料制成,高度均为h0,质量分别为m甲、m乙,且m甲:m乙=2:3,甲、乙对桌面的压强分别为p甲、p乙。若在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,如图Ⅱ所示,此时甲′、乙′对桌面的压强分别为、,则下列比例关系正确的是( )
A.p甲:p乙=2:3
B.S甲:S乙=2:3
C.
D.
【答案】BD
【详解】AB.因水平面上物体对水平面的压力和自身的重力相等, 所以,实心均匀圆柱体对水平桌面的压强
因圆柱体甲、乙由同种材料制成,其密度相同,高度均为 ,所以A 、 B 对桌面的压强相等,即
因为 ,根据 可得
故A 错误, B 正确;
CD.截去前,甲对水平桌面的压强为
在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h ,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央, 此时甲'、乙'对桌面的压强分别为
因为 ,则。所以
故 C 错误, D 正确。
故选BD。
35.如图甲所示,有A、B两个实心正方体放置在水平地面上,A的边长为0.4m。将B沿水平方向切去厚度为的部分,并将切去的部分叠放在A的上方中央。叠放后A对地面的压强与B剩余的压强随切去厚度的图像如图乙所示,由图像可知,物体A的密度为________kg/m3,物体B的质量为________kg。
【答案】 10.8
【详解】切去B的厚度越大,B剩余部分对地面的压强越小,因此下降的图线对应B剩余的压强,上升图线对应A对地面的压强。
当时B压强降为0,说明B的原边长,当时,A、B初始对地面的压强均为,已知A边长
水平地面上实心正方体对地面的压强可推导为
因此
同理可得B的密度
B的体积
因此B的质量
36.(多选)如图所示,两个密度均匀、质量相等的圆柱体A、B,底面积之比,若将A的上方水平截去一段叠放在B的正上方后,A剩余部分对水平面的压强恰好等于此时B对水平地面的压强,A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,则( )
A.截取前A、B对水平面的压强之比
B.A、B对地面压强的变化量
C.A、B的密度之比
D.A截去的高度与A原高度之比
【答案】BD
【详解】已知条件:两个均匀圆柱体质量相等 ,底面积之比 ,水平地面上压力等于重力。
A.截取前对地面的压力,由压强公式 得:
故A 错误;
B.设A截去部分的重力为,A对地面压强减少量,B对地面压强增加量
因此:
故B 正确;
D.设A原高度为,截去高度为,均匀圆柱体质量与高度成正比,故截去质量。 由题意,A剩余部分对地面压强等于B对地面压强代入、,化简得: ,因此
故D正确;
C.由题意,A剩余高度等于叠放后B的总高度:A剩余高度,叠放后B总高度为,因此:
密度
因此密度比
即,故C错误。
故选BD。
37.(多选)一段地质样品由底面积分别为300cm²和240cm²的圆柱体A、B组成,其中A高为10cm。将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲所示。传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.切割前,B对A的压力为72N
B.圆柱体B的密度大小为2.5g/cm³
C.当时,传感器受到压力与切割前之比为
D.当时,圆柱体A对传感器的压强为2000Pa
【答案】BD
【详解】已知条件整理:,,
由图乙得:切割前,总切去高度时压强为0,因此总高度,B在上A在下,可得B的高度
切割前总压力等于总重力:
即。
由于图乙是直线,压强随切去高度均匀变化,说明斜率恒定,推导得:,即。逐一分析选项:
AB.切割前B对A的压力等于B的重力,,代入得:
则
不是,故A错误,B正确;
C.,切去的重力
剩余压力,压力比
故C错误;
D. 刚好将B全部切去,剩余完整的A,
压强
故D正确。
故选BD。
38.如图甲、乙所示,实心正方体A和长方体B放置在水平地面上,物体A的密度为,棱长为0.2 m;物体B的质量为9 kg,物体B的底面积为0.02 m2,高为0.3 m,求:
(1)物体B的密度;
(2)将物体A叠放在物体B的正上方,如图丙所示,则物体A对物体B的压强;
(3)若将物体B沿竖直方向截去一部分并直接叠在物体A正上方后,B剩余部分对水平地面的压强恰好等于A对水平地面压强,求B截去的重力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)B的质量为9 kg,物体B的体积
物体B的密度为
(2)物体A的体积
物体A的密度为,则A的质量为
A的重力为
物体A叠放在物体B的正上方,物体A对物体B的压强为
(3)B是柱形,它对支持面的压强为
即柱形物体对支持面的压强大小只与物体的密度和高度有关,故将物体B沿竖直方向截去一部分,则剩余部分对水平地面的压强与原来相等。B对水平面的压强为
设B截去的重力为G,将物体B截去的部分并直接叠在物体A正上方后,A对地面的压强为
由于叠放后压强等于B对水平面的压强,所以得
解得。
九.改变压强的方法(共7小题)
39.下列图片中展示的措施是通过增大受力面积来减小压强的是( )
A.刀刃磨得很薄 B.用力按图钉
C.载重卡车有多个轮子 D.切蛋器的细钢丝
【答案】C
【详解】 A.刀刃磨得很薄,是在压力一定时减小受力面积,压强增大,故A错误;
B.用力按图钉,是在受力面积一定时增大压力,压强增大,故B错误;
C.载重卡车对地面的压力等于自身重力,保持不变,安装多个轮子增大了轮胎与地面的总受力面积,受力面积增大,压强减小,是通过增大受力面积减小压强,故C正确;
D.切蛋器的细钢丝,是在压力一定时减小受力面积,压强增大,故D错误。
故选C。
40.在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是( )
A.坦克通过履带与地面接触
B.单钢轮压路机有较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
【答案】B
【详解】A.坦克的履带增大了与地面的接触面积,在压力一定时,增大受力面积减小压强,故A不符合题意;
B.单钢轮压路机较重的前轮,在受力面积一定时,通过增大对地面的压力增大压强,故B符合题意;
C.滑雪板增大与雪地的接触面积,压力一定时,增大受力面积减小压强,避免陷入雪中,故C不符合题意;
D.背包较宽的背带增大了受力面积,压力一定时,增大受力面积减小对肩膀的压强,故D不符合题意。
故选B。
41.家用菜刀刀刃磨得很薄,是通过________的方式增大压强;书包宽大的背带能减小肩膀受到的压强,若书包总重力不变,背带受力面积越大,肩膀受到的压力______(选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】 减小受力面积 不变
【详解】[1] 根据压强公式,在压力一定时,减小受力面积,可增大压强。家用菜刀刀刃磨薄,正是通过减小受力面积的方式来增大压强。
[2] 书包对肩膀的压力等于书包的总重力,当书包总重力不变时,无论背带受力面积如何变化,肩膀受到的压力始终等于书包总重力,因此压力不变。
42.如图所示,滑雪爱好者小红穿上滑雪板后同样双脚站立对雪地的压强会________,若小红抬起右脚时,他对地面的压强将________(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”);滑雪手杖下端很尖,这是通过________的方法增大压强。
【答案】 变小 变大 减小受力面积
【详解】压强公式为 ,压强大小与压力大小、受力面积有关:穿上滑雪板后双脚站立,小红对雪地的压力等于自身重力,压力不变,受力面积变大,因此压强变小。抬起右脚后,小红对地面的压力仍然等于自身重力不变,受力面积变为原来的一半,因此压强变大。滑雪手杖下端很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大压强。
43.如图所示,生活中人们发现将A、B两个核桃放在一起捏比单独捏一个核桃更容易捏破,这是通过________的方法增大了压强;挤压时,核桃A对B的力与核桃B对A的力是一对________力(选填“平衡”或“相互作用”);捏的时候发现核桃A被捏破,B还完好,此时核桃A对B的压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)核桃B对A的压强。
【答案】 减小受力面积 相互作用 等于
【详解】【小题1】[1]当单独捏一个核桃时,手与核桃的接触面积相对较大;而当把A、B两个核桃放在一起捏时,两个核桃之间相互挤压的接触面积(受力面积)非常小。在手施加的总压力一定的情况下,减小受力面积可以显著增大压强。因此,将两个核桃放在一起更容易捏破,是通过减小受力面积的方法增大了压强。
[2]挤压时,核桃A对B施加了一个作用力,同时核桃B也对核桃A施加了一个反作用力。这两个力发生在两个不同的物体(核桃A和核桃B)之间,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。根据物理学定义,这是一对相互作用力。
[3]捏的时候发现核桃A被捏破,B还完好。这说明核桃A的壳比较脆弱,承受压强的能力较差。由于核桃A对B的作用力与核桃B对A的作用力是一对相互作用力,它们的大小是相等的。同时,两个核桃相互挤压的接触面积是相同的。根据压强公式 ,在压力相等、受力面积相同的情况下,核桃A对B的压强与核桃B对A的压强是相等的。
44.在“璞玉雕刻”前,雕刻师傅往往会将刻刀磨得非常锋利,这是通过______(选填“增大”或“减小”)受力面积从而______(选填“增大”或“减小”)压强;在雕刻时,雕刻师傅往往需要用力进行雕刻,这是通过增大______从而增大压强。
【答案】 减小 增大 压力
【详解】增大压强的方法有两种:减小受力面积和增大压力。刻刀磨锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;雕刻时用力雕刻,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
45.如图所示是中国古代科技著作《天工开物》中描述的古代劳动人民在田间割稻、脱粒等情景。请根据步骤完成下面小题。
步骤一:准备工作
割稻前,有经验的劳动人民会把镰刀口磨锋利,是为了_________压强;
步骤二:脱粒,如图甲所示,用底面积较大的木桶装稻谷,是为了_________压强;
步骤三:装运谷粒,如图乙所示,劳动人民用扁担把谷粒挑回家,若扁担和谷物的总质量为36kg,扁担与肩膀的接触面积为20cm2,则肩膀受到的压强为_________Pa(g取10N/kg);
【答案】 增大 减小
【详解】有经验的农民会把镰刀口磨锋利,这是通过减小受力面积来增大压强;用底面积较大的木桶装稻谷,这是通过增大受力面积来减小压强。
肩膀受到的压力等于扁担和谷物的总重力,即
则肩膀受到的压强为
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暑假作业05 固体压强专题
(
目 录
01 知识积累
02 题型速练
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
二.
压力、压强的概念
(共
4
小题)
三.
区分滑动摩擦力和压强的影响因素
(共
3
小题)
(易错★)
四
.
压强公式的简单应用
(共
6
小题)
五
.
利用
p=ρgh
分析和计算柱状固体的压强(共
5
小题)
(难★)
六
.
叠加体的压强
(共5小题)
(易错★★)
七
.
切割类固体压强的计算
(共
5
小题)
(难★★★)
八
.
切割和叠加类固体压强的计算
(共6小题)
(难★★★)
九
.
改变压强的方法
(共7小题)
)
(
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
)
一、压强
1.概念:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比。(比值定义法)
2.物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。
3.公式:。F-压力;S-受力面积;p-压强
4.单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa。1Pa=1N/m2,1Pa表示的物理意义是 1m2面积上受到压力是1N。
5.变形公式:、
6.柱体的压强:
二、怎样减小或增大压强
目的
方法
实例
增大压强
压力一定时,减小受力面积
刀斧、切削工具的刀刃都磨得很薄、钉子、针
受力面积一定时,增大压力
自行车刹车时必须用力握住车闸、压路机的碾子质量很大等
增大压力的同时减小受力面积
用铁锤用力钉钉子
减小压强
压力一定时,增大受力面积
高楼大厦的墙基很宽、铁轨下铺有枕木
受力面积一定时,减小压力
现代建筑中常采用空心砖、车辆限载等
减小压力的同时增大受力面积
在冰面行走时,采用爬行并丢弃一些负重
(
题型速练
一题一思,查漏补缺,轻松迎开学
)
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
1.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中小刚是通过观察___________来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是___________。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是:当压力一定时,___________越小,压力的作用效果越明显。
(3)若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应通过比较图___________所示实验。
(4)通过甲、丁两图,小刚得出压力的作用效果与受力面积无关,小刚的结论是错误的,这是因为___________。
(5)小刚想将图丙中的海绵换成木板进行实验,你认为___________(选填“可以”“不可以”),请说明原因:___________。
2.小明同学在家用常见物体进行“探究压力作用效果影响因素”的实验,所用的水瓶均相同,操作步骤的简易示意图如图所示(A、B、E、F中水瓶装满水,C、D中水瓶未装满水)。
(1)步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的___________来比较压力的作用效果,这种实验方法叫做___________法。
(2)通过步骤A、B,说明压力的作用效果与___________大小有关;通过步骤B、C、D,说明压力的作用效果与___________大小有关,这种实验方法是___________法。
(3)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时对海绵压力的作用效果与步骤___________中的一样;
(4)步骤A中水瓶对海绵的压强和步骤F中水瓶对砖块的压强的大小关系为__________(选填“>”“<”“=”)。
3.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,分别绕过橡皮泥。
(1)小欣同学在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端________来比较压力的作用效果;进一步分析可得出结论:受力面积相同时,________越大,压力的作用效果越明显;
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成________(选填“相同”或“不同”)宽度的两段,两包装带下方挂________(选填“相同”或“不同”)数量的钩码。
(3)小杰分别采用如图甲、乙所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端。其中图________所示的方法不合理,原因是________________
(4)跟笔尖接触的手指感到疼痛,是因为________发生弹性形变对手产生了力的作用。
4.小华同学在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验时,利用小桌、海绵、木板和砝码等器材进行了如图所示的实验。
(1)本实验是通过观察海绵的________来比较压力的作用效果,这种研究方法叫转换法。
(2)比较________两次实验,可得结论:压力的作用效果与压力大小有关。
(3)比较甲、丙两次实验,可得结论:在________相同时,受力面积越小,压力作用效果越________。(填“明显”或“不明显”)
(4)将小桌和砝码放在如图丁所示木板上,发现木板没有明显形变,你认为丙、丁两次实验中海绵受到的压强与木板受到的压强的大小关系为:________(选填“>”“<”或“=”)。
二.压力、压强的概念(共4小题)
5.关于压力和压强,下列说法正确的是( )
A.物体受到的压力就是重力
B.压力一定时,压强与受力面积成正比
C.压力的方向总是垂直于接触面,压力的大小可能比重力小
D.物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
6.如图所示,一个茶壶放置在水平桌面上处于静止状态,下列关于茶壶对桌面的压力说法正确的是( )
A.茶壶是受力物体,桌面是施力物体
B.茶壶对桌面的压力就是茶壶的重力
C.桌面产生的弹力就是茶壶对桌面的压力
D.茶壶对桌面的压力方向垂直于桌面
7.如图所示,两手指用力压住铅笔的两端使它保持静止,左侧手指所受的压力_______右侧手指所受的压力,左侧手指所受的压强_______右侧手指所受的压强。
8.如图所示,长方体金属块重20 N,底面积为,F恒为5 N。如图乙,当金属块静止不动时,地面受到的压力___________N;在甲图中,金属块对地面的压强为___________Pa。
三.区分滑动摩擦力和压强的影响因素(共3小题)
9.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上。亮亮同学用一水平力F向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面,但未离开桌面,如图乙所示。在上述推木板的过程中,木板对桌面的压力______,桌面受到木板的压强______(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在粗糙程度相同的水平桌面上,用水平力向右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示,在推动木板使其右端逐渐伸出桌面边缘(未掉落之前)的过程中,长木板对桌面的摩擦力将________,长木板对桌面的压力将________,长木板对桌面的压强将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.如图所示,长方形木块M静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相齐。木块与桌面间的粗糙程度不变,现用水平力向右的拉力匀速拉动木块,使木块底部的露出桌面,在拉木块的过程中( )
A.木块M对桌面的压力变小 B.木块M对桌面的压强变大
C.木块M受到桌面的摩擦力变大 D.木块M受到桌面的摩擦力变小
四.压强公式的简单应用(共6小题)
12.静止在同一桌面上的甲、乙两个物体的质量之比是3∶2,其中甲物体所受重力为150 N那么乙物体所受重力为____________N,若甲、乙与桌面接触部分面积之比为1∶2,那么甲乙两物体对桌面的压强之比为____________。
13.如图所示,图钉尖的面积是,图钉帽的面积是,木块能承受的最大压强是,按压时拇指与图钉帽接触部分能将图钉帽全覆盖,当图钉进入木块瞬间,下列说法中正确的是( )
A.图钉尖对木块的压力是300 N B.拇指用的力是
C.拇指受到的压强是 D.拇指受到的压强是
14.电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点,如右图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车重为,每个轮胎和地面的接触面积为,在水平地面上做匀速直线运动时,电动汽车运动过程中受到的摩擦力为车重的0.02倍,汽车做匀速直线运动时的牵引力为______,汽车静止在地面上时,对地面的压强为______。(取)
15.水平桌面放置一个重力40N,底面积的实心金属块,求:
(1)金属块静止在桌面,对桌面的压力大小;
(2)金属块对水平桌面产生的压强。
16.人在站立和行走时,对水平地面的压强大小不同。已知小华的质量为50kg,行走时单脚与水平地面的接触面积为0.02m2。
(1)求小华对地面的压力;
(2)求小华行走时对地面的压强;
(3)小华先测量出自己背负重物甲后的总质量,为了比较不同情况压强的大小,他站立或行走在水平沙地上,测量出自己脚印在沙地中的深度h,如下表所示;
质量(kg)
脚印在沙地中的深度h(cm)
情况一:不负重行走
50
1.0
情况二:背负重物甲
60
0.8
通过分析说明情况二中,小华背负重物甲时是行走还是站立的。
17.如图所示,某长方体空心砖内有若干个圆柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为,且,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为。求:
(1)空心砖竖放时对水平地面的压力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
五.利用p=ρgh分析和计算柱状固体的压强(共5小题)
18.如图所示,实心且均匀的正方体甲、乙放在水平地面上,它们对地面的压强相等;若正方体甲、乙边长之比为,则两正方体甲、乙的密度之比_______。
19.如图都是由铜做成的实心四棱柱和圆柱体,直立在水平地面上,质量之比为9:2,高度之比为2:3,则对地面的压力之比为______,对地面的压强之比为______。
20.如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙 C.m甲=m乙>m丙 D.m甲=m乙=m丙
21.如图,高度相同的两实心铜圆柱体甲和铝圆柱体乙,放在水平桌面上。则它们对桌面的压强关系为( )
A. B. C. D.条件不足,无法确定
22.如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积,高度,对地面的压强,圆柱体密度分别为和,对地面的压力分别为和。则________,________。
六.叠加体的压强(共5小题)
23.(多选)A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比lA:lB=1:2,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是 ( )
A.F甲:F乙=1:1 B.F甲:F乙=1:2 C.P甲:P乙=2:1 D.P甲:P乙=1:4
24.佳佳利用两个相同的木块研究力学问题。如图甲所示,每个木块受到的重力为5N,长,宽、高分别为20cm、10cm、4cm(g取10N/kg)。
(1)甲图中木块对水平桌面的压力为___________N;
(2)在甲的基础上,对木块施加一个竖直向下的压力F1=3N。如图乙所示,则木块对水平桌面的压强为___________Pa;
(3)将木块的一个面放在水平桌面上,再在它的上表面水平叠放另一木块,如图丙所示是其中一种叠放方式。所有叠放方式中(为确保稳定性,两木块的重心连线垂直于水面桌面),佳佳计算出了多个压强值,这些压强值中,下方木块对水平桌面的压强与上方木块对下方木块的压强的差值最大为___________Pa。
25.在水平地面上放着a、b两个长方体木块,如图甲所示,它们底面积之比为3:4,对地面的压强分别为现把a叠放在b上后,如图乙所示,此时b对地面的压强为,则pb与之比是( )
A.2:3 B.1:2 C.3:4 D.9:8
26.均匀实心正方体甲、乙,分别放在水平地面上,对地面的压强分别为和,如图所示,将它们叠放在水平地面上,乙对地面的压强为p,已知甲、乙边长之比,。下列说法中( )
①甲、乙的重力之比为3∶1
②甲、乙对地面的压强
③甲、乙的密度之比为9∶8
④甲对乙的压力与乙对地面的压力之比为1∶3
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有③④正确 D.只有②④正确
27.把同种材料制成的甲、乙两个实心正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为和。把甲放在乙的上面,如图所示,则乙对桌面的压强为( )
A. B.
C. D.
七.切割类固体压强的计算(共5小题)
28.如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的直径等于B的边长,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下质量相等的部分,此时剩余部分对地面的压强和压力分别为 、 、 、,则( )
A. B. C. D.切去部分的面积
29.如图所示,实心均匀的正方体甲、乙对水平地面的压强均为,若沿竖直方向切去甲的一半,沿水平方向切去乙的一半,它们剩余部分对地面的压强分别为和,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
30.如图所示,质量相等的实心均匀圆柱体甲、乙置于水平桌面上。现经过以下几种变化,使得变化后的甲、乙对桌面的压强可能相等,下列方案中可行的有( )
A.甲、乙都沿水平方向切去相同高度
B.甲、乙都沿水平方向切去相同质量
C.甲、乙都沿竖直方向切去相同体积
D.甲、乙都沿竖直方向切去各自一半体积
31.如图所示,质量分布均匀的物体A、B放在水平地面上,高度相同,A的底面积大于B的底面积,A对地面的压力等于B对地面的压力。若在两物体上部沿水平方向切去相同的厚度,mA'、mB'分别表示A、B剩余部分的质量,pA'、pB'分别表示剩余部分对地面的压强。下列判断正确的是( )
A.mA'>mB',pA'>pB' B.mA'=mB',pA'<pB'
C.mA'=mB',pA'>pB' D.mA'>mB',pA'<pB'
32.(多选)如图,长方体甲、乙()置于水平地面上,其质量和密度分别为和,和,它们对地面的压强相等。若将其沿对角线(虚线)切去斜上方的部分,剩余部分对地面的压力和压强分别为、,、,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
八.切割和叠加类固体压强的计算(共6小题)
33.如图所示,A、B两个实心均匀的正方体分别放在水平地面上,此时A、B对地面的压强相等,它们的边长之比为1:3,A的边长为10cm,B的密度为2g/cm3,则B对地面的压强为__________ Pa;若将B沿水平方向切割一部分叠放在A的正上方,要使此时A、B对地面的压强满足pA=6pB,则B切去部分的重力为________ N。
34.(多选)如图Ⅰ所示,放在水平桌面上的实心均匀圆柱体甲、乙由同种材料制成,高度均为h0,质量分别为m甲、m乙,且m甲:m乙=2:3,甲、乙对桌面的压强分别为p甲、p乙。若在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度h,并将所截去的部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,如图Ⅱ所示,此时甲′、乙′对桌面的压强分别为、,则下列比例关系正确的是( )
A.p甲:p乙=2:3
B.S甲:S乙=2:3
C.
D.
35.如图甲所示,有A、B两个实心正方体放置在水平地面上,A的边长为0.4m。将B沿水平方向切去厚度为的部分,并将切去的部分叠放在A的上方中央。叠放后A对地面的压强与B剩余的压强随切去厚度的图像如图乙所示,由图像可知,物体A的密度为________kg/m3,物体B的质量为________kg。
36.(多选)如图所示,两个密度均匀、质量相等的圆柱体A、B,底面积之比,若将A的上方水平截去一段叠放在B的正上方后,A剩余部分对水平面的压强恰好等于此时B对水平地面的压强,A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,则( )
A.截取前A、B对水平面的压强之比
B.A、B对地面压强的变化量
C.A、B的密度之比
D.A截去的高度与A原高度之比
37.(多选)一段地质样品由底面积分别为300cm²和240cm²的圆柱体A、B组成,其中A高为10cm。将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲所示。传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.切割前,B对A的压力为72N
B.圆柱体B的密度大小为2.5g/cm³
C.当时,传感器受到压力与切割前之比为
D.当时,圆柱体A对传感器的压强为2000Pa
38.如图甲、乙所示,实心正方体A和长方体B放置在水平地面上,物体A的密度为,棱长为0.2 m;物体B的质量为9 kg,物体B的底面积为0.02 m2,高为0.3 m,求:
(1)物体B的密度;
(2)将物体A叠放在物体B的正上方,如图丙所示,则物体A对物体B的压强;
(3)若将物体B沿竖直方向截去一部分并直接叠在物体A正上方后,B剩余部分对水平地面的压强恰好等于A对水平地面压强,求B截去的重力。
九.改变压强的方法(共7小题)
39.下列图片中展示的措施是通过增大受力面积来减小压强的是( )
A.刀刃磨得很薄 B.用力按图钉
C.载重卡车有多个轮子 D.切蛋器的细钢丝
40.在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是( )
A.坦克通过履带与地面接触
B.单钢轮压路机有较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
41.家用菜刀刀刃磨得很薄,是通过________的方式增大压强;书包宽大的背带能减小肩膀受到的压强,若书包总重力不变,背带受力面积越大,肩膀受到的压力______(选填“变大”“变小”“不变”)。
42.如图所示,滑雪爱好者小红穿上滑雪板后同样双脚站立对雪地的压强会________,若小红抬起右脚时,他对地面的压强将________(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”);滑雪手杖下端很尖,这是通过________的方法增大压强。
43.如图所示,生活中人们发现将A、B两个核桃放在一起捏比单独捏一个核桃更容易捏破,这是通过________的方法增大了压强;挤压时,核桃A对B的力与核桃B对A的力是一对________力(选填“平衡”或“相互作用”);捏的时候发现核桃A被捏破,B还完好,此时核桃A对B的压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)核桃B对A的压强。
44.在“璞玉雕刻”前,雕刻师傅往往会将刻刀磨得非常锋利,这是通过______(选填“增大”或“减小”)受力面积从而______(选填“增大”或“减小”)压强;在雕刻时,雕刻师傅往往需要用力进行雕刻,这是通过增大______从而增大压强。
45.如图所示是中国古代科技著作《天工开物》中描述的古代劳动人民在田间割稻、脱粒等情景。请根据步骤完成下面小题。
步骤一:准备工作
割稻前,有经验的劳动人民会把镰刀口磨锋利,是为了_________压强;
步骤二:脱粒,如图甲所示,用底面积较大的木桶装稻谷,是为了_________压强;
步骤三:装运谷粒,如图乙所示,劳动人民用扁担把谷粒挑回家,若扁担和谷物的总质量为36kg,扁担与肩膀的接触面积为20cm2,则肩膀受到的压强为_________Pa(g取10N/kg);
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