2.3 压强(重难点专练)科学新教材浙教版八年级上册
2026-08-28
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摘要:
**基本信息**
以“概念-公式-应用”为主线,系统构建压强知识体系,通过分层题型实现从基础理解到综合应用的突破,培养科学思维与探究实践能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|压力 压强|10题(含实验探究、计算)|定义公式法(p=F/S)、控制变量法分析影响因素|压力定义→压强公式推导→压力与重力关系→实验验证|
|增大或减小压强的方法|5题(生活应用)|压力/受力面积控制法,结合实例判断|压强公式→方法归纳(增大/减小两类)→生活场景应用|
|液体压强|10题(含推导、计算)|公式法(p=ρgh)、不规则容器压力计算(先p后F)|液体压强公式推导→深度与密度影响→容器形状对压力的影响|
内容正文:
2.3 压强
题型01 人的感觉
题型02 皮肤的感觉
题型03 鼻和嗅觉
题型04 舌和味觉
▌题型01 压力 压强
1.压力:垂直于物体接触面,由于发生形变产生的力。
压力的方向:压力方向与弹力方向一致,垂直于接触面。
物体压力与重力的关系
2.压强
(1)定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强=压力/受力面积 (P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位, 常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103Pa )、兆帕(106Pa )。
1.在探究“压强与哪些因素有关”的实验中,小明利用如图所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验。
(1)通过比较小桌在海绵表面的 反映小桌对海绵压强的大小;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论: 。
(3)此后小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板压痕的深浅比图(a)中对海绵的压痕深浅小,如图(c)所示。比较图(a)、(c),能否得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论? ,为什么? 。
2.2025年春晚舞台上,多台武术机器人整齐划一完成劈叉、腾空、站立等高难度动作,惊艳全场。下列关于机器人表演时的分析,说法正确的是( )
A.机器人双脚站立比单脚站立时,对舞台的压强更小
B.机器人竖直向上腾空跳起时,在空中上升过程中,受到向上的推力大于重力
C.机器人静止站立在水平舞台上时,它受到的重力和支持力是一对相互作用力
D.机器人劈叉张开双腿静止时,不受平衡力作用
3.如图所示,取完全相同的砖块1块、2块、3块分别竖放、平放、竖放在水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙和p丙(已知底面积2S甲<S乙),则( )
A.p甲=p丙>p乙 B.p甲=p乙=p丙
C.p甲>p乙>p丙 D.p甲<p乙<p丙
4.如图所示,物体A在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置。在此过程中,A对桌面的压力以及A对桌面的压强分别如何变化( )
A.变大,不变 B.不变,变小 C.变大,变大 D.不变,不变
5.小科将三本完全相同的书分别按甲、乙两种方式放在水平桌面上(如图所示)。下列分析正确的是( )
A.两种方式中书对桌面的压强相等
B.甲方式中取走一本书,剩余书对桌面的压强将变小
C.乙方式中取走一本书,剩余书对桌面的压强将变小
D.甲、乙对比,可以探究压力的作用效果与受力面积的关系
6.两个由同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一倒放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的不同液体,如图所示。它们分别在水平拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,液体对容器底部的压强分别为p1和p2。相关关系中,正确的是( )
A.p1>p2、F1=F2 B.p1=p2、F1=F2
C.p1>p2、F1>F2 D.p1<p2、F1>F2
7.如图所示,由铁制成的的实心立方体、长方体和圆柱体均放在水平地面上,其高度从左到右依次增大,质量从左至右依次减小,它们对地面的压强依次为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
A.p1=p2=p3 B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
8.大人双脚站立对地的压强为p1,小孩双脚站立对地的压强为p2,下列说法正确的是( )
A.大人行走时对地的压强一定为2p1
B.小孩行走时对地的压强可能大于2p2
C.大人背着小孩双脚站立对地的压强为p1+p2
D.大人背着小孩双脚站立对地的压强为p1p2
9.随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中,如图所示,这是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为500千克。已知每个轮胎与地面的接触面积均为100平方厘米,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重力的0.1倍。求:
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力。
(2)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105帕时求货物的质量。
10.“十一”国庆节,小王同学一家去某公园游玩,看到如图所示的新型太阳能电动观光车。该车的整车质量为500kg。请你思考并回答下列问题:
(1)该车的重力是多少?
(2)若当质量为60kg的人驾驶该电动观光车在平直公路上匀速行驶时,电动观光车受到的阻力为总重的0.2倍,则匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(3)60kg的人驾驶该观光车静止在水平路面上,车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则该观光车此时对地面的压强是多少?
▌题型02 增大或减小压强的方法
1.增大压强的方法:增大压力(受力面积一定时),减小受力面积(压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
2.减小压强的方法:减小压力(受力面积一定时),增大受力面积(压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
11.如图所示是市场上的一种“逍遥椅”,关于它的说法,不符合物理规律的是( )
A.躺者用脚蹬地,椅子就向后晃动,说明力的作用是相互的
B.躺者用脚蹬地,椅子就向后晃动,说明力能改变物体运动状态
C.椅子晃动速度越来越小,说明椅子受到的阻力越来越大
D.使用这种椅子,地面上容易留下压痕,是由于压强较大
12.下列关于自行车结构及使用说法正确的是( )
A.自行车转弯时受到平衡力的作用
B.增大座垫面积能减小对人的压强
C.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
D.把手的花纹是为了增大接触面积,从而增大摩擦力
13.在准备科技节“力学知识应用展板”时,杭十三整理关于摩擦力和压强的实例。下列说法正确的是( )
A.气垫船是通过减小接触面的粗糙程度,减小摩擦
B.手上涂防滑粉是通过增大压力,增大摩擦
C.书包的背带是通过增大受力面积,减小压强
D.压路机的碾子是通过增大受力面积,减小压强
14.越来越多的运动爱好者喜爱骑行,下列说法中正确的是( )
A.扁平的坐垫可以增大臀部所受的压强
B.踏板上凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
C.骑行者受到的重力和坐垫对骑行者的支持力是一对相互作用力
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
15.为了说明骑电动车要戴安全头盔的重要性,小科同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲,乙分别固定在垫有海绵的基座上。在鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用相同的力分别敲击(如图所示)。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列叙述不正确的是( )
A.要提高实验的可靠性,还需多次实验
B.敲击时鸡蛋甲上部受到的压强比乙小
C.垫有海绵的基座可以减小受力面积
D.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
▌题型03 液体压强
1.液体压强的计算公式:
如图所示,圆柱形容器中液体密度为ρ,深度为h,容器底面积为S,则液体体积V=Sh,质量m=ρV=ρSh,重力G=mg=ρShg。液体对容器底部的压力F=G,则容器底部受到的液体的压强
p====ρgh
p=ρgh即为液体内部的压强公式。
2.不规则容器液体压强的计算:
在甲图的情况下(容器是柱形),液体对容器底部的压力才等于液体的重力;而乙图中,液体对容器底部的压力小于液体的重力;丙图中,液体对容器底部的压力大于液体的重力。对乙、丙两种情况,要算液体对容器底部的压力,应先利用p=ρhg算出容器底部所受的压强,再利用公式F=pS(S是容器的底面积)算出容器底部受到的液体的压力。
16.小安取一个空心的正方体橡皮块A,并将其完全浸没在水,下列情形符合实际现象的是( )
A. B.
C. D.
17.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①液体的密度:ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④容器对桌面的压力:F'甲=F′乙
A.只有①和② B.只有①和③ C.只有②和③ D.只有②和④
18.题图是我们常见的图像,这种图像如果在横、纵坐标加上适当的物理量及单位,可以用来描述物理量之间的关系,以下选项与此图不符的是( )
A.同种液体中,液体内部的压强与深度的关系
B.弹性限度内,弹簧的长度与弹簧所受拉力的关系
C.15℃时,声音在空气中传播距离与时间的关系
D.粗糙程度一定时,滑动摩擦力大小与压力的关系
19.研究影响液体内部压强大小的因素时,某同学认为图甲方案没有控制水在水平方向上的运动时间相等。提出如图乙的实验改进方案。下列说法中正确的是( )
A.图甲中d是从a孔喷出水的落点
B.图乙中a、b孔喷出水的落点与孔的水平距离相等
C.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的深度有关
D.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的密度有关
20.为了研究液体内部压强的特点,小刚将两个完全相同的压强计进行了改进,当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内密度分别为ρ1和ρ2的两种液体中,当两探头所处的深度相同时,U形管中的位置如图所示,左侧探头受到液体压强 右侧探头受到液体压强。此时ρ1 ρ2,(均选填“>”“<”或“=”),若使U形管中的液面再次相平,应 (选填“增大”、“减小”)甲容器中的探头在液体中的深度。
21.学习“液体压强”时,老师展示了如图所示的实验,观察到Sa小于Sb,下课后,小科用同一个矿泉水瓶,将它垫高后做了同样的实验。
(1)在其他条件都不变时,小科将木板向右移到图中虚线位置,A、B孔中的水流落在虚线处木板上的最远距离用Sa′和Sb′,则Sa′和Sb′的大小关系是Sa′大于Sb′。
(2)小科观察到的实验现象是否合理? ,请说出你的理由 。
22.五一放假期间,小科一家去野生动物园游玩,在路上汽车车胎扎到了钉子,导致车胎严重漏气需要换上备胎。小科爸爸利用千斤顶轻轻松松地将重达1500kg的汽车抬起。小科很好奇:能否自己做一个简易的千斤顶呢?
【探寻千斤顶原理】
(1)如图甲所示为用60N的水平推力去压图钉,石灰墙的墙面受到的压强较大,很快就出现了裂缝。已知图钉尖端的面积是0.3mm2,则墙面受到的压强是 Pa。
(2)那么液体是否也有类似的效果呢?小科查阅资料发现,1648年帕斯卡在阳台上仅用几杯水通过细管就能将楼下密闭的木桶压裂(如图乙所示)。从液体压强的角度解释,木桶被压裂开的原因是 。小科进一步查阅后发现了液体传压的特点:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。
【初建千斤顶演示模型】
(3)小科组装了如图丙所示的千斤顶模型,用来实现通过较小力来产生较大力的效果。若在B端用500N的力去抬起放置在A端1500kg的汽车,则大小活塞的面积之比是 。(g取10N/kg)
(4)使用中,小科发现千斤顶太重了很难搬动,指的是千斤顶的 (“重力”或“质量”)。
23.如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中放入一个铁球
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
24.如图所示,铁桶的重力为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入2.5kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强。
(2)水对桶底的压力。
(3)桶对水平台面的压强。
25.如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10﹣3m3,液体的深为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103Pa.(g取10N/kg)求:
(1)液体的密度。
(2)液体对容器底的压力。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
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2.3 压强
题型01 人的感觉
题型02 皮肤的感觉
题型03 鼻和嗅觉
题型04 舌和味觉
▌题型01 压力 压强
1.压力:垂直于物体接触面,由于发生形变产生的力。
压力的方向:压力方向与弹力方向一致,垂直于接触面。
物体压力与重力的关系
2.压强
(1)定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强=压力/受力面积 (P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位, 常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103Pa )、兆帕(106Pa )。
1.在探究“压强与哪些因素有关”的实验中,小明利用如图所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验。
(1)通过比较小桌在海绵表面的 反映小桌对海绵压强的大小;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论: 。
(3)此后小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板压痕的深浅比图(a)中对海绵的压痕深浅小,如图(c)所示。比较图(a)、(c),能否得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论? ,为什么? 。
【答案】(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;(3)不能;因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【解答】(1)实验中,通过比较小桌在海绵表面的凹陷程度反映小桌对海绵压强的大小,属转换法。
(2)比较(a)、(b)两个实验,压力相同,接触面积小,海绵表面的凹陷程度大,故可得出结论:压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大。
(3)比较图(a)、(c),不能得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论,这是因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。不遵循控制变量法。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;(3)不能;因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
2.2025年春晚舞台上,多台武术机器人整齐划一完成劈叉、腾空、站立等高难度动作,惊艳全场。下列关于机器人表演时的分析,说法正确的是( )
A.机器人双脚站立比单脚站立时,对舞台的压强更小
B.机器人竖直向上腾空跳起时,在空中上升过程中,受到向上的推力大于重力
C.机器人静止站立在水平舞台上时,它受到的重力和支持力是一对相互作用力
D.机器人劈叉张开双腿静止时,不受平衡力作用
【答案】A
【解答】解:A.机器人双脚站立比单脚站立时,压力相同,受力面积更大,根据可知机器人双脚站立时对舞台的压强更小,故A正确;
B.机器人竖直向上腾空跳起时,在空中上升过程中,只受到重力和空气阻力,不受推力,故B错误;
C.机器人静止站立在水平舞台上时,它受到的重力和支持力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故C错误;
D.机器人劈叉张开双腿静止时,处于平衡状态,受平衡力的作用,故D错误。
故选:A。
3.如图所示,取完全相同的砖块1块、2块、3块分别竖放、平放、竖放在水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙和p丙(已知底面积2S甲<S乙),则( )
A.p甲=p丙>p乙 B.p甲=p乙=p丙
C.p甲>p乙>p丙 D.p甲<p乙<p丙
【答案】A
【解答】解:
已知3块砖完全相同,设长方体砖块的长、宽、高分别为a、b、h,
则1块砖竖放时对水平地面的压强p甲,
2块砖平放时对水平地面的压强p乙,
3块砖竖放时对水平地面的压强p丙,
由于2S甲<S乙,2bh<ab,所以ha,
所以,它们对地面的压强关系为:p甲=p丙>p乙。
故选:A。
4.如图所示,物体A在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置。在此过程中,A对桌面的压力以及A对桌面的压强分别如何变化( )
A.变大,不变 B.不变,变小 C.变大,变大 D.不变,不变
【答案】B
【解答】解:物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,物体A的重力不变,则A对桌面的压力不变;
从甲图到乙图的过程中,物体A与桌面的受力面积变大,根据可知,A对桌面的压强变小;故B正确、ACD错误。
故选:B。
5.小科将三本完全相同的书分别按甲、乙两种方式放在水平桌面上(如图所示)。下列分析正确的是( )
A.两种方式中书对桌面的压强相等
B.甲方式中取走一本书,剩余书对桌面的压强将变小
C.乙方式中取走一本书,剩余书对桌面的压强将变小
D.甲、乙对比,可以探究压力的作用效果与受力面积的关系
【答案】CD
【解答】解:A、甲、乙两种放置方法对书架的压力相等,甲图中书架的受力面积小于乙图中书架的受力面积,由p知,乙图中对书架的压强要小,故A错误;
B、根据pρgh知图甲中取走1本书后,密度不变,高度不变,剩余书对桌面的压强不变,故B错误;
C、乙方式中取走一本书,剩余书对桌面的压力变小,受力面积不变,根据p知剩余书对桌面的压强将变小,故C正确;
D、甲、乙对比,压力大小相同,受力面积不同,可以探究压力的作用效果与受力面积的关系,故D正确。
故选:CD。
6.两个由同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一倒放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的不同液体,如图所示。它们分别在水平拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,液体对容器底部的压强分别为p1和p2。相关关系中,正确的是( )
A.p1>p2、F1=F2 B.p1=p2、F1=F2
C.p1>p2、F1>F2 D.p1<p2、F1>F2
【答案】A
【解答】解:容器内装有质量和深度均相同的不同液体,由图可知,V1<V2,
根据ρ可知,两种液体的密度ρ1>ρ2;
由p=ρ液gh可知,容器底部受到液体的压强p1>p2;
容器质量相同,内装液体的质量相同,则容器对桌面的压力相等,
又因为容器材料相同,放置在同一水平桌面上,即接触面的粗糙程度相同,
所以容器与桌面间的摩擦力相等,
在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,
所以拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即:F1=F2。
由上分析知,BCD错误,A 正确。
故选:A。
7.如图所示,由铁制成的的实心立方体、长方体和圆柱体均放在水平地面上,其高度从左到右依次增大,质量从左至右依次减小,它们对地面的压强依次为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
A.p1=p2=p3 B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
【答案】B
【解答】解:放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,且h1<h2<h3,
所以,根据pρgh可知,它们对地面的压强关系为:p1<p2<p3,故B正确。
故选:B。
8.大人双脚站立对地的压强为p1,小孩双脚站立对地的压强为p2,下列说法正确的是( )
A.大人行走时对地的压强一定为2p1
B.小孩行走时对地的压强可能大于2p2
C.大人背着小孩双脚站立对地的压强为p1+p2
D.大人背着小孩双脚站立对地的压强为p1p2
【答案】B
【解答】解:A、大人双脚站立对地的压强为p1,如果行走时单脚接触地面,受力面积变为一半,压强变为2倍,故为2p1,但实际走路过程中行走时单脚着地的受力面积不一定严格等于双脚站立时的面积的一半,因此不能说一定为2p1,故A错误;
B、小孩行走时,如果行走时单脚接触地面,受力面积变为一半,但实际走路过程中行走时单脚着地的受力面积不一定严格等于双脚站立时的面积的一半,因此不能说一定为2p2,也可能大于2p2,故B正确;
CD、大人背着小孩双脚站立对地的压力等于二者的重力,即pp1,由于大人的脚底面积比小孩大,故小于p1+p2,故CD错误;
故选:B。
9.随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中,如图所示,这是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为500千克。已知每个轮胎与地面的接触面积均为100平方厘米,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重力的0.1倍。求:
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力。
(2)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105帕时求货物的质量。
【答案】(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力为500N;
(2)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105帕时,货物的质量为1100kg。
【解答】解:(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶,根据二力平衡可知,牵引力等于阻力,即F=f=0.1G=0.1mg=0.1×500kg×10N/kg=500N;
(2)根据可得装上货物后对水平地面的压力为:
F=pS=4×105Pa×4×100×10﹣4m2=16000N;由于物体对水平面的压力和自身的重力相等,则所装货物的重力为:
G0=G总﹣G=F﹣G=F﹣mg=16000N﹣500kg×10N/kg=11000N;
根据G=mg可得所装货物的质量为:
m01100kg。
答:(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力为500N;
(2)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105帕时,货物的质量为1100kg。
10.“十一”国庆节,小王同学一家去某公园游玩,看到如图所示的新型太阳能电动观光车。该车的整车质量为500kg。请你思考并回答下列问题:
(1)该车的重力是多少?
(2)若当质量为60kg的人驾驶该电动观光车在平直公路上匀速行驶时,电动观光车受到的阻力为总重的0.2倍,则匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(3)60kg的人驾驶该观光车静止在水平路面上,车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则该观光车此时对地面的压强是多少?
【答案】(1)该车的重力是5000N;
(2)电动观光车匀速行驶时所受的牵引力是1120N;
(3)该观光车此时对地面的压强是1.12×105Pa。
【解答】解:(1)观光车的重力为:G车=m车g=500kg×10N/kg=5000N;
(2)人的重力为:G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,
观光车和人的总重力为:G总=G车+G人=5000N+600N=5600N,
观光车匀速行驶时处于平衡状态,所受车的牵引力和阻力为平衡力,二者大小相等,且该车行驶所受阻力是其总重的0.2倍,车的牵引力为:
F=f=0.2G=0.2×5600N=1120N;
(3)观光车静止时对水平地面的压力为:F压=G总=m总g=5600N,
该观光车此时对地面的压强为:p1.12×105Pa。
答:(1)该车的重力是5000N;
(2)电动观光车匀速行驶时所受的牵引力是1120N;
(3)该观光车此时对地面的压强是1.12×105Pa。
▌题型02 增大或减小压强的方法
1.增大压强的方法:增大压力(受力面积一定时),减小受力面积(压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
2.减小压强的方法:减小压力(受力面积一定时),增大受力面积(压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
11.如图所示是市场上的一种“逍遥椅”,关于它的说法,不符合物理规律的是( )
A.躺者用脚蹬地,椅子就向后晃动,说明力的作用是相互的
B.躺者用脚蹬地,椅子就向后晃动,说明力能改变物体运动状态
C.椅子晃动速度越来越小,说明椅子受到的阻力越来越大
D.使用这种椅子,地面上容易留下压痕,是由于压强较大
【答案】C
【解答】解:A、躺者用脚蹬地时,椅子会受到地对它的向后的作用力,所以会向后晃动,着就说明力的作用是相互的,故A正确;
B、躺者用脚蹬地,椅子在力的作用下晃动,改变了运动状态,说明力能改变物体运动状态,故B正确;
C、椅子晃动速度越来越小,说明椅子的运动状态在改变,是受到阻力作用的结果,阻力大小与速度无关,故C错误;
D、使用这种椅子,地面受力面积较小,压强变大,在地面上容易留下压痕,正是压强较大缘故,故D正确。
故选:C。
12.下列关于自行车结构及使用说法正确的是( )
A.自行车转弯时受到平衡力的作用
B.增大座垫面积能减小对人的压强
C.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
D.把手的花纹是为了增大接触面积,从而增大摩擦力
【答案】B
【解答】解:A、自行车转弯时方向不断改变,处于非平衡状态,因此受到非平衡力的作用,故A错误;
B、自行车的座垫做得较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对臀部的压强。故B正确;
C、下坡时自行车速度越来越大是因为动能不断增大,质量是惯性大小的唯一量度,自行车的质量不变,惯性不变,故C错误;
D、把手的花纹表面做得凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故D错误。
故选:B。
13.在准备科技节“力学知识应用展板”时,杭十三整理关于摩擦力和压强的实例。下列说法正确的是( )
A.气垫船是通过减小接触面的粗糙程度,减小摩擦
B.手上涂防滑粉是通过增大压力,增大摩擦
C.书包的背带是通过增大受力面积,减小压强
D.压路机的碾子是通过增大受力面积,减小压强
【答案】C
【解答】解:A、气垫船是通过使接触面脱离来减小摩擦的,故A错误;
B、手上涂防滑粉是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B错误;
C、书包的背带比较宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C正确;
D、压路机的碾子很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故D错误。
故选:C。
14.越来越多的运动爱好者喜爱骑行,下列说法中正确的是( )
A.扁平的坐垫可以增大臀部所受的压强
B.踏板上凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
C.骑行者受到的重力和坐垫对骑行者的支持力是一对相互作用力
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解答】解:A、扁平的车座,在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故A错误;
B、轮胎上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B正确;
C、骑行者受到的重力和坐垫对骑行者的支持力是作用在同一物体上的两个力,不是一对相互作用力,故C错误;
D、自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
15.为了说明骑电动车要戴安全头盔的重要性,小科同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲,乙分别固定在垫有海绵的基座上。在鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用相同的力分别敲击(如图所示)。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列叙述不正确的是( )
A.要提高实验的可靠性,还需多次实验
B.敲击时鸡蛋甲上部受到的压强比乙小
C.垫有海绵的基座可以减小受力面积
D.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
【答案】C
【解答】解:A.为了使实验更具有普遍性,可以通过多次实验来寻找普遍规律,所以要提高实验的可靠性还需多次实验,故A正确;
BC.放上海绵基座后,鸡蛋上方的受力面积增大了,在压力一定时,鸡蛋受到的压强减小了,所以敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙小,故B正确、C错误;
D.鸡蛋乙被敲碎,说明力能改变物体的形状,故D正确。
故选:C。
▌题型03 液体压强
1.液体压强的计算公式:
如图所示,圆柱形容器中液体密度为ρ,深度为h,容器底面积为S,则液体体积V=Sh,质量m=ρV=ρSh,重力G=mg=ρShg。液体对容器底部的压力F=G,则容器底部受到的液体的压强
p====ρgh
p=ρgh即为液体内部的压强公式。
2.不规则容器液体压强的计算:
在甲图的情况下(容器是柱形),液体对容器底部的压力才等于液体的重力;而乙图中,液体对容器底部的压力小于液体的重力;丙图中,液体对容器底部的压力大于液体的重力。对乙、丙两种情况,要算液体对容器底部的压力,应先利用p=ρhg算出容器底部所受的压强,再利用公式F=pS(S是容器的底面积)算出容器底部受到的液体的压力。
16.小安取一个空心的正方体橡皮块A,并将其完全浸没在水,下列情形符合实际现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:取一个空心的正方体橡皮块A,并将其完全浸没在水时,根据液体压强特点可知,同种液体,相同深度处压强相等;液体压强随着深度得而增大。因此四个侧面受到水的压强相等,凹陷程度相同;上底面所处的深度较小,受到的压强较小,小于四个侧面受到的压强,凹陷程度最小;下底面所处深度最深,受到的压强最大,凹陷程度最大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
17.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①液体的密度:ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④容器对桌面的压力:F'甲=F′乙
A.只有①和② B.只有①和③ C.只有②和③ D.只有②和④
【答案】D
【解答】解:①由图可知甲液体的体积小于乙液体的体积,两种液体的质量相等,根据ρ可知,两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙,故①错误;
②两种液体的深度相等,ρ甲>ρ乙,根据p=ρ液gh可知,液体对两容器底部的压强关系为p甲>p乙,故②正确;
③p甲>p乙,两容器的底面相同,根据F=pS可知,液体对两容器底部的压力关系为F甲>F乙,故③错误;
④容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,两容器的质量相同,容器内液体质量相同,根据F=G总=m总g可知,两容器的总重力相等,则两容器内对桌面的压力相等,故④正确。
故选:D。
18.题图是我们常见的图像,这种图像如果在横、纵坐标加上适当的物理量及单位,可以用来描述物理量之间的关系,以下选项与此图不符的是( )
A.同种液体中,液体内部的压强与深度的关系
B.弹性限度内,弹簧的长度与弹簧所受拉力的关系
C.15℃时,声音在空气中传播距离与时间的关系
D.粗糙程度一定时,滑动摩擦力大小与压力的关系
【答案】B
【解答】解:分析图像可知,纵坐标和横坐标表示的物理量之间成正比关系;
A.同种液体中,液体密度ρ一定,g为重力常数,由液体压强公式p=ρgh可知,压强p与深度h成正比,故A不符合题意;
B.在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,不是长度与弹簧所受拉力成正比,故B符合题意;
C.15℃时声音在空气中的传播速度为340m/s,传播距离s=vt,传播的距离与时间成正比,故C不符合题意;
D.滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。在接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力成正比,故D不符合题意。
故选:B。
19.研究影响液体内部压强大小的因素时,某同学认为图甲方案没有控制水在水平方向上的运动时间相等。提出如图乙的实验改进方案。下列说法中正确的是( )
A.图甲中d是从a孔喷出水的落点
B.图乙中a、b孔喷出水的落点与孔的水平距离相等
C.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的深度有关
D.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的密度有关
【答案】C
【解答】解:A、图可知,a处液体的深度比b处液体的深度小,由液体压强的特点可知,a处液体的压强小于b处液体的压强,因此a孔喷出水的距离小于b孔喷出水的距离,即d是从b孔喷出水的落点,c是从a孔喷出水的落点,故A错误;
B、图乙中a、b孔喷出水的水平速度不同,落点与孔的水平距离不同,故B错误;
CD、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故C正确、D错误。
故选:C。
20.为了研究液体内部压强的特点,小刚将两个完全相同的压强计进行了改进,当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内密度分别为ρ1和ρ2的两种液体中,当两探头所处的深度相同时,U形管中的位置如图所示,左侧探头受到液体压强 右侧探头受到液体压强。此时ρ1 ρ2,(均选填“>”“<”或“=”),若使U形管中的液面再次相平,应 (选填“增大”、“减小”)甲容器中的探头在液体中的深度。
【答案】>;>;减小
【解答】解:读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,根据p=ρgh可以判断甲液体的密度更大,即ρ1>ρ2;
若使U形管中的液面再次相平,应增大乙中的压强或减小甲中的压强,根据p=ρgh可知,应减小甲容器中的探头在液体中的深度或增大乙容器中的探头在液体中的深度。
故答案为:>;>;减小。
21.学习“液体压强”时,老师展示了如图所示的实验,观察到Sa小于Sb,下课后,小科用同一个矿泉水瓶,将它垫高后做了同样的实验。
(1)在其他条件都不变时,小科将木板向右移到图中虚线位置,A、B孔中的水流落在虚线处木板上的最远距离用Sa′和Sb′,则Sa′和Sb′的大小关系是Sa′大于Sb′。
(2)小科观察到的实验现象是否合理? ,请说出你的理由 。
【答案】(2)不合理;没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究液体压强与深度关系。
【解答】解:根据题意,其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,左侧仍在瓶子下方;根据图中木板与水流轨迹的交点可知,水流落在虚线处木板上的最远距离sa′大于sb′;
根据转换法知,通过喷射的距离显示速度,必须控制下落的时间相同,由于图中下落高度不同,下落的时间不同,则不能通过喷射距离显示速度,间接显示液体压强的大小,故小科观察到的实验现象不合理。
故答案为:(2)不合理;没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究液体压强与深度关系。
22.五一放假期间,小科一家去野生动物园游玩,在路上汽车车胎扎到了钉子,导致车胎严重漏气需要换上备胎。小科爸爸利用千斤顶轻轻松松地将重达1500kg的汽车抬起。小科很好奇:能否自己做一个简易的千斤顶呢?
【探寻千斤顶原理】
(1)如图甲所示为用60N的水平推力去压图钉,石灰墙的墙面受到的压强较大,很快就出现了裂缝。已知图钉尖端的面积是0.3mm2,则墙面受到的压强是 Pa。
(2)那么液体是否也有类似的效果呢?小科查阅资料发现,1648年帕斯卡在阳台上仅用几杯水通过细管就能将楼下密闭的木桶压裂(如图乙所示)。从液体压强的角度解释,木桶被压裂开的原因是 。小科进一步查阅后发现了液体传压的特点:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。
【初建千斤顶演示模型】
(3)小科组装了如图丙所示的千斤顶模型,用来实现通过较小力来产生较大力的效果。若在B端用500N的力去抬起放置在A端1500kg的汽车,则大小活塞的面积之比是 。(g取10N/kg)
(4)使用中,小科发现千斤顶太重了很难搬动,指的是千斤顶的 (“重力”或“质量”)。
【答案】(1)2×108;
(2)由p=ρgh可知,水的密度一定时,水的深度增加,水对桶的压强增大,当水对木桶的压强超过木桶能够承受压强的上限时,木桶裂开;
(3)30:1;
(4)重力。
【解答】解:(1)因为固体能够传递压力,
所以钉帽受到的压力:F1=60N,墙壁受到的压力F2=60N;
墙壁受到的压强:p22×108Pa;
(2)由p=ρgh可知,水的密度一定时,水的深度增加,水对桶的压强增大,当水对木桶的压强超过木桶能够承受压强的上限时,木桶裂开;
(3)由题意可知,B受到的压力FB=500N,
A端受到的压力大小等于汽车的重力,
由题知左、右两个活塞受到压强相等,即pA=pB,由p得大小活塞的面积比值为:;
即大小活塞的面积之比SA:SB=30:1;
(4)“太重了很难搬动”指的是千斤顶受到的重力较大(重力是阻碍搬动的力),而质量是物体所含物质的多少,不直接描述“难搬动”的感受。
故答案为:(1)2×108;
(2)由p=ρgh可知,水的密度一定时,水的深度增加,水对桶的压强增大,当水对木桶的压强超过木桶能够承受压强的上限时,木桶裂开;
(3)30:1;
(4)重力。
23.如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中放入一个铁球
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
【答案】B
【解答】解:A.将水换成等体积酒精,则液面的深度相同,酒精的密度小于水的密度,橡皮膜所处的深度不变,根据p=ρgh可知,压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故A不符合题意;
B.往容器中放入一个铁球,橡皮膜所处的深度增加,根据p=ρgh可知,压强会变大,橡皮膜凸起程度变大,故B符合题意;
C.换成横截面积更大的容器,液体的体积不变,根据V=Sh可知,液面深度会减小,根据p=ρgh可知,压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故C不符合题意;
D.转动容器使侧孔朝左,橡皮膜所处的深度不变,液体密度不变,则压强不变,橡皮膜凸起程度不变,故D不符合题意。
故选:B。
24.如图所示,铁桶的重力为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入2.5kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强。
(2)水对桶底的压力。
(3)桶对水平台面的压强。
【答案】(1)水对桶底的压强为1500Pa;
(2)水对桶底的压力为15N;
(3)桶对水平台面的压强为4500Pa。
【解答】解:(1)水对桶底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)由p可得桶底受到水的压力:
F=pS=1500Pa×100×10﹣4m2=15N;
(3)桶里水的重力:
G水=m水g=2.5kg×10N/kg=25N,
台面受到桶的压力:
F′=G桶+G水=20N+25N=45N,
桶对水平台面的压强:
p′4500Pa。
答:(1)水对桶底的压强为1500Pa;
(2)水对桶底的压力为15N;
(3)桶对水平台面的压强为4500Pa。
25.如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10﹣3m3,液体的深为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103Pa.(g取10N/kg)求:
(1)液体的密度。
(2)液体对容器底的压力。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由液体压强公式p=ρgh变形得:
液体的密度:ρ1000kg/m3;
(2)由p可得,液体对容器底的压力:
F=pS=5×103Pa×2×10﹣3m2=10N;
(3)由ρ可得,容器内液体的质量:
m液=ρV=1000kg/m3×2.0×10﹣3m3=2kg;
液体的重力为:
G液=m液g=2kg×10N/kg=20N;
容器对桌面的压力为:
F′=G容+G液=20N+20N=40N;
容器对桌面的压强为:
p′2×104Pa;
答:(1)液体的密度为1000kg/m3。
(2)液体对容器底的压力为10N。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强为2×104Pa。
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