内容正文:
浙教版(2024)科学八年级上册2.3 压强(第1课时)重难点培优练习
知识点一、压力的作用效果
1、定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力
2、压力产生的条件:只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力
3、方向:压力的方向垂直于受力物体的表面即垂直于受力面且指向被压物体。
4、大小:压力并非都由重力产生,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关
· 影响压力作用效果的因素
甲 乙 丙
比较甲组和乙组,结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
比较乙组和丙组,结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
· 压强:单位面积受到的压力
公式——通常用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,那么P=
变形公式:F = pS S=
单位——国际单位制中,压强的单位是“帕斯卡”,简称帕(Pa)。1Pa = 1N/m2
物理意义——压强是表示压力作用效果的物理量
【注】对压强单位的认识
一张对折的报纸平铺在水平桌面上时,对桌面的压强约为1Pa
一块平放的砖对水平地面的压强约为103Pa
坦克的履带对水平地面的压强约为105Pa
成年人站立在水平地面上对地面的压强约为1.5×104Pa
· 对压强计算公式的理解
公式P= 无论对于固体、液体还是气体产生的压强都普遍适用
公式中的受力面积S是指两个物体相互接触的那部分面积,而不一定是受压物体的表面积
应用公式P= 计算时,力的单位要用N,面积的单位要用 m²,压强的单位要用Pa
知识点二、增大或减小压强的方法
增大压强的方法
减小压强的方法
保持受力面积不变,增大压力
保持受力面积不变,减小压力
保持压力不变,减小受力面积
保持压力不变,增大受力面积
同时增大压力和减小受力面积
同时减小压力和增大受力面积
题型一、压力的作用效果
例1:在探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验时,某同学做了如图所示的实验,关于实验过程及方法下面说法中正确的是( )
A.比较甲、乙两图的现象说明压力的作用效果与受力面积有关
B.乙图中小桌所受重力与海绵对小桌的支持力是一对平衡力
C.实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的大小
D.本实验采用了控制变量法和转换法
例2:如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平拉力F的作用下,沿直线向右匀速运动(不掉落),在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强不变
B.M对桌面的压力变小,摩擦力变小,压强不变
C.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强变大
D.M对桌面的压力变大,摩擦力变大,压强变大
例3:如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A.B.C.D.
例4:如图所示,一个均质正方体放在水平桌面上,对桌面的压强为p,若沿图中虚线部分将其分为a、b两块,并将它们左右分开一小段距离,它们对桌面的压强分别为pa、pb,则下列说法正确的是( )
A.pa>pb>p B.pa>p>pb
C.p<pa<pb D.以上答案都不对
例5:如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得出的图像,用上述两种物质分别做成甲、乙两个实心正方体,甲的边长是乙的2倍,把它们放在水平地面上,甲、乙两物体对水平地面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=1:8 B.p甲:p乙=1:4
C.p甲:p乙=1:2 D.p甲:p乙=1:1
例6:已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为ρA和ρB,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(图1),B对地面的压强为P1,若把B叠放在A上面(图2),B对A的压强为P2,若P1:P2=1:2,g取10N/Kg,则ρA:ρB=_______________;若A的重力为5N,则图1中B对地面的压力为____________N。
例7:如图所示,为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,小金利用三本完全相同的字典和海绵进行了如图所示的实验。回答下列问题。
(1)实验时,通过观察 来比较字典对海绵的压力的作用效果,这种实验方法叫作转换法。
(2)对比(b)、(c)两图可知:当受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)对比(d)、(e)两图,小金提出一个错误的观点,认为压力的作用效果与受力面积大小无关。我们判断其观点错误的理由是 。
(4)通过实验(b)和(d)对比,得到的结论可以解释以下现象的有 。(填序号)
①书包的背带为何做得又宽又大 ②压路机的碾子很重更易压平路面
③用大木锤敲刀背来切冰冻硬肉 ④用切蛋器上的细钢丝来切蛋
例8:小文在研究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
(1)在研究压力的作用效果与受力面积的关系时,用如图1中甲、乙所示的两种方法进行实验,用手指凹陷程度反映压力的作用效果,其中哪个方案不合理,原因是什么? 。
(2)改用正确的方法后得出实验结论,以下实例中应用此结论的是 (选填字母)。
A.载重汽车要限重
B.书包要用宽的背带
C.鞋底要粗糙有条纹
(3)小文同学利用图2器材进一步研究。比较丙、丁两图所示实验,能够得到的结论是 ;
(4)他又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图己所示。他发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
例9:宇树H1人形机器人是国内首款能跑的全尺寸通用人形机器人,其整机质量为47kg,双脚与地面的接触总面积为0.04m2。该机器人在水平地面上匀速推动一辆500N的小车时,小车与地面的摩擦力约为车重的0.1倍。请根据以上信息,完成下列计算:
(1)机器人的重力;
(2)机器人双脚站立时,对地面的压强;
(3)机器人对小车的推力。
例10:如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,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p1、p2、p3,且p1:p2:p3=2:3:6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50cm2,求:
(1)空心砖的重力;
(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。
例11:如图所示,甲、乙两个均匀正方体放在水平地面上,已知甲的密度为1000kg/m3,边长是0.1米。沿水平或竖直方向将甲、乙各切去一半的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、乙对地面压强的变化如表所示。
压强的变化量(Pa)
甲
0
乙
250
(1)甲的质量为 千克;
(2)甲是沿 方向切去的;
(3)切掉一半之前,甲对地面的压强为多少帕?
(4)正方体乙的边长为多少厘米?
经典练习
1. 物理现象无处不在,如图中的情景对应的物理知识正确的是( )
A.图甲:把刻刀磨锋利——压力越大压力作用效果越明显
B.图乙:北极熊爬行过冰面——增大与冰面间的摩擦力
C.图丙:高铁站的安全白线——流体流速越大压强越小
D.图丁:铅笔被水“折断”——属于光的反射现象
2. 关于压力和压强概念的理解,下列说法正确的是( )
A.压强就是压力与受力面积之比
B.放在水平面上的物体,物体越重,压力越大,所以对水平面的压力就是重力
C.压力的方向与重力的方向相同,总是竖直向下的
D.根据压强公式p=F/S可知,压强的大小与压力大小成正比
3. 大象是陆地上现有体重最大的动物,一头成年大象的体重约为6000kg,每只脚掌的面积为0.06m2,这头大象站立在水平地面上时对地面的压强约为( )
A.1×105Pa B.1×106Pa
C.2.5×105Pa D.2.5×106Pa
4. 如图所示,轻质细绳将物体A,B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为100N D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
5.
如图所示,水平桌面上有一质量分布均匀的木板,右端与桌边相齐,在水平力的作用下,沿直线向右匀速离开桌边。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.对桌面的压强不变 B.对桌面的压力变大
C.桌面对的摩擦力不变 D.拉力变小
第5题图 第6题图 第7题图 第8题图
6. 我们知道,一对作用力与反作用力总是大小相等,方向相反。如图所示,重15N的长方体物块甲放在水平桌面上,另一重5N的长方体物块乙放在物块甲上。则下列说法正确的是( )
A.物块乙所受的合力为10N B.物块乙对物块甲的压力为15N
C.桌面受到物块甲的压力为15N D.桌面对物块甲的支持力为20N
7. 如图所示,两个底面积和高都相同的容器甲和乙放在水平桌面上,注满质量相等的不同液体,甲容器底部受到液体的压力为F1,乙容器底部受到液体的压力为F2,则( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
8. 如图所示,甲、乙两正方体放在海绵上,海绵下陷程度相同,以下说法正确的是( )
A.甲、乙重力相等
B.甲的密度大于乙的密度
C.把甲放在乙上和把乙放在甲上海绵下陷程度相同
D.把乙竖直截去一定的宽度后,乙下陷程度变大
9. 如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力大小相等
②甲、乙两次实验中,乙图中小桌对海绵压力作用的效果比甲图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④甲、乙两次实验,可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果
A.①② B.①②④ C.①③④ D.③④
10. 太极拳是国家级非物质文化遗产。一位太极拳爱好者在打拳过程中出现甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是( )
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
11. 如图所示,10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p。当取走右边的4本书后,其余6本书不动,则书架受到书的压力和压强是( )
A.压力为,压强为 B.压力为,压强为
C.压力为,压强为 D.压力为,压强为
12. 家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2,车重1.2×104N。驾驶员及乘客共重3×103N。在水平地面上小轿车对地面的压强是( )
A.3.00×105Pa B.3.75×105Pa C.1.20×106Pa D.1.50×106Pa
13.
一根均匀的长方体细长直棒重1.5N,下底面积为20cm2,将它放在水平桌面上,并有的长度露出桌面外,如上图所示,则直棒对桌面的压强为________Pa。
14. 如图一木块的质量为m,密度为ρ,平放在水平的桌面上,对桌面的压强为p,若沿虚线虚线切除1/2,留下的1/2的质量是 ,密度是 ,对桌面的压强为 。
15. 如图是表示甲、乙两种物质“质量与体积关系”的图象。由图可知,甲乙物质的密度比即ρ甲:ρ乙= 。用这两种物质分别做成A、B两个质量相等的实心正方体,把它们放在水平地面上,A、B两物体对水平地面的压强之比pA:pB= 。
第15题图 第16题图 第18题图
16. 已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为pA和pB,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(如图甲所示),B对地面的压强为p1,若把B叠放在A上面(如图乙所示),B对A的压强为p2,若p1:p2=1:2,g=10N/kg,则ρA:ρB= ;若A的重力为5N,则甲图中B对地面的压力为 N。
17. 体积相等的甲、乙两块砖,三条棱长之比为1∶2∶3,它们密度之比为2∶1,将甲砖竖放在乙砖上,乙砖平放在水平地面上,则甲砖对乙砖的压强与乙砖对地面的压强之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶3 D.6∶1
18. 如图二块同样大小和质量相等的砖,长是宽的2倍,把它们互相垂直放置,设砖对地面的压强为p1,上面一块砖对下面一块砖的压强为p2,则( )
A.p1>p2 B.p1=p2 C.p1<p2 D.无法确定
19. 如图所示,将一块砖侧放在水平面上,若沿对角线去掉上面的一半,则剩下的半块砖的密度、对地面的压力、压强与原来整块砖相比( )
A.密度不变,压力减半,压强减半 B.密度减半、压力减半、压强减半
C.密度减半、压力减半、压强不变 D.密度不变,压力减半,压强不变
20. 如图,水平桌面上有质量相等的均匀正方体重物A、B,边长分别为a和b,且a>b,下列操作使剩下部分对桌面压强可能相等的是( )
A.沿水平方向切去相等的厚度 B.沿水平方向切去相等的质量
C.沿竖直方向切去相等的厚度 D.沿竖直方向切去相等的质量
21. 有甲、乙两个正方体分别放在水平桌面上,已知甲的密度大于乙的密度,在甲和乙两块正方体上分别水平截去高度相同的两块,剩下部分对水平桌面的压强是相等的。问原来两块正方体对桌面的压强( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法判断
22. 三个体重、体型相似的人叠成两层静态造型,这是新昌的一种非物质文化遗产——叠罗汉,如图所示。假如每个人体重均为G,每只鞋的底面积均为S,则地面上每只脚对水平地面的压强为( )
A. B. C. D.
23. 将一均匀长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿着虚线切开拿走上一半,则长方体的密度、长方体对桌面的压力及压强的变化是 ( )
A.密度不变,压强不变,压力减小 B.密度减小,压强减小,压力减小
C.密度不变,压强减小,压力减小 D.密度不变,压强不变,压力不变
24. 一个均匀的木块,按图所示放在水平桌面上,若沿虚线切去一半,将其放在另一半木块的上面,此时地面受到的压强是原来的( )
A.1倍 B.2倍
C.1/2 D.1/4
25. 下图所示,几块完全相同的砖水平摆放在地面上。甲是两块水平叠放,乙是一块水平放置,丙是两块并排水平放置,则下列说法中,正确的是( )
A.甲、乙、丙砖对地面的压强一样大
B.图甲的砖对地面的压强最大,丙次之,乙最小
C.图甲和图丙的砖对地面的压强一样大,都是图乙的两倍
D.图乙和图丙的砖对地面的压强一样大,都是图甲的一半
26.
如图所示,密度为ρ、厚度为d、边长为L的均匀正方形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的光滑程度不变,现用水平力向右推薄板使其运动,在推薄板的过程中薄板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.p、F、f均不变
B.p大小由ρdg增大为ρdg,F不变、f变大
C. F大小由ρL2dg减小为ρL2dg,p不变、f变小
D. p大小由ρdg增大为ρdg,F、f不变
27. 如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是h甲>h乙。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,下列说法中( )
①F甲>F乙 ②F甲=F乙 ③p甲>p乙 ④p甲<p乙
A. 只有①④正确 B. 只有①③正确 C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
28. 两块规格都是 “5cm×10cm×20cm” 的相同长方体钢材 a 和 b,互相垂直地叠放在水平桌面上(如图所示)。若 a 对 b 的压强和压力分别用pa和Fa表示,b 对桌面的压强和压力分别用pb和Fb表示。则( )
A. pa=pb;Fa=Fb B. pa=pb;Fa=
C. pa=;Fa= D. pa=2pb;Fa=
29. 如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的棱长小于乙的棱长。甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
B.若甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
C.若甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
D.若甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
30. 如图所示,长方体的长宽高之比为3:1:1,现将9个这样的长方体在水平面上叠放成一个正方体,在结构稳定的情况下,抽走其中的一块后,其对地面的最大压强和最小压强之比为( )
A.3:2 B.9:8
C.1:1 D.8:6
31. 一只封闭的小箱子,自重为G,内有一只重为G0的小蜜蜂,箱子放在水平地面上。则关于箱子对地面的压力的说法正确的是( )
A.若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行,箱子对地面的压力等于G
B.若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行,箱子对地面的压力大于G+G0
C.若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行,箱子对地面的压力小于G+G0
D.若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行,箱子对地面的压力等于G+G0
32. 如图甲所示,一质地均匀的长方体木块放在水平地面上。现将木块斜切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时木块对地面的压强为600Pa;如图丙所示将图乙中的木块倒置后,此时木块对地面的压强为1000Pa。则图甲中木块对水平地面的压强为( )
A.750Pa B.800Pa C.850Pa D.900Pa
33. 如图,一块长方体橡皮放置在水平桌面上,它对桌面的压力是由 发生形变产生的;若沿ab竖直向下切去右边,则此橡皮剩余部分对桌面的压 ,压强 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
34. 有四个完全相同的均匀正方体木块放在水平桌上,现将甲、乙、丙截去完全相同的两个小正方体(图中阴影部分)后,它们对桌面的压强分别为p甲、p乙、p丙和p丁,则( )
A.p丁>p甲=p乙=p丙 B.p乙>p丙>p丁>p甲
C.p乙>p丙=p丁=p甲 D.p乙>p甲>p丙>p丁
35. 如图所示,a、b是两个不同的实心圆柱体,其中的a高度小于b,a的底面积大于b,而他们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是( )
A.因为a的高度比较小,所以a的密度大 B.因为a的质量比较大,所以a的密度大
C.因为a的底面比较大,所以a的密度小 D.因为a的体积比较大,所以a的密度小
36. 如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的边长小于乙的边长。甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2( )
A.如甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
B.如甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
C.如甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
D.如甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
37. 已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为ρA和ρB,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(如图甲所示),B对地面的压强为p1,若把B叠放在A上面(如图乙所示),B对A的压强为p2。若p1:p2=1:2,则ρA:ρB为( )
A.3:2 B.1:3
C.2:9 D.9:4
38. 把同种材料制成的甲、乙两个正立方体放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p1和p2。如图所示,把甲放在乙的上面,则乙对桌面的压强为( )
A.p1+p2 B.
C. D.
39. 某实心正立方体金属块的质量是m,边长是a,则金属块的密度ρ= (用m、a表示).取6个这样的金属块,分别以如图的甲、乙两种方式放置在水平地面上,则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲:F乙= ,压强之比P甲:P乙= 。
40. 为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为40厘米2,瓶盖面积为8厘米2,并将瓶子装满550毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)正放时水对瓶底的压力为F1,倒放时水对瓶盖的压力为F2。则F1 F2(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
第40题图 第41题图 第42题图
41. 如图,实心正方体A、B的材质与表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B叠放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右匀速直线运动,甲、乙两种情况对地面的压强p甲:p乙= ,水平推力F甲:F乙= 。
42. 叠人塔是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技,目前世界纪录为9层人塔。图示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重力、脚底与地面的接触面积均相等,下面两层五人的背部均呈水平状态,上面人的脚均踩在下面人背的正中间,则最底层三人从左到右对地面的压强之比为( )
A.1:2:1 B.2:1:2
C.7:10:7 D.10:7:10
43.
如图所示,同种材料制成的实心圆柱体和放在水平地面上,高度之比为,底面积之比,它们对地面的压力和压强分别是、和、,则下列正确的是( )
A., B.,
C., D.,
44. 小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,用海绵、砝码、小方桌做了如图甲、乙的实验。
(1)本实验是通过观察 来了解压力作用效果的大小,通过甲乙实验能够得到的结论是 ;
(2)若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应再做图 (填“丙”或“丁”)所示实验。
45.
在人流大的网红步行街,经常能看到无人环卫清扫车,它不仅清扫效率高、安全性强,同时还能降低运营成本,减少环境污染。如图是一辆5G无人环卫车,其质量为460kg,车与地面的总接触面积为200cm2在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的。
(1)该车未装垃圾时,对水平路面的压强是多大?
(2)该车在水平路面上沿直线匀速行驶时,牵引力大小为多少?
46. AG600水陆两栖飞机,被誉为国之重器,AG600主要用于森林灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落。最大巡航速度可以达到500km/h,AG600空载时质量为30t,最多可储水10t,停在停机坪时靠3个小轮即可支撑,每个轮子的受力面积仅为0.01m2。
求:(1)以最大巡航速度前往1000公里之外的海难事发地所需要的时间。
(2)满载时,飞机的总重力。
(3)飞机空载静止于水平地面上时,对水平地面的压强。
47. 芭蕾舞演员体重为475N,每只脚掌面积为150cm2,表演时足尖与地面的接触面积为9.5cm2;大象的体重为6×104N,每只脚掌面积为600cm2,求:
(1)芭蕾舞演员足尖着地表演时和大象四只脚着地站立时,各自对地的压强?
(2)芭蕾舞演员和大象能否在封冻的河面上行走?封冻河面能承受的最大压强为3.4×104Pa.
48. 在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立脚印,我公安人员立即用蜡浇注了如图所示的鞋模,测得蜡鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g,又经测试达到同样深度脚印需压强为,试求罪犯的体重?(ρ蜡=0.9×10³kg/m³,g=10N/kg,写出带公式的计算过程)
题型二、增大或减小压强的方法
例1:与救援人员铺设木板帮助小明和小红走出泥潭时改变压强的方法相同的是( )
A.推土机土铲锋利 B.破窗锤前端很尖 C.篆刻刀很锋利 D.火车轨道下铺枕木
例2:我国科研团队计划利用月壤砖在月球表面建造基地,2024年11月,“月壤砖”已搭乘天舟八号货运飞船前往中国空间站,到太空中进行暴露实验“月壤砖”的主要成分是模拟月壤,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖的三倍以上。为了减小单块月壤砖对松软月面的压强,下列方法中可行的是( )
A.将月壤砖竖向分成两半 B.将月壤砖由竖放改为平放
C.选用密度更大的材料制作月壤砖D.通过高温烧结提高月壤砖硬度
经典练习
1. 全球气候变暖危及北极熊生存,聪明的北极熊学会了智慧出行。在通过薄冰时,它趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,如图所示。北极熊采用这种姿势是为了( )
A.增大摩擦 B.减小摩擦 C.增大压强 D.减小压强
2. 下列的各种措施中,属于增大压强的是( )
A.切果器的刀片很薄 B.滑雪板的面积宽大
C.骆驼的脚掌宽大 D.大货车有很多车轮
3. 如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板。可有效( )
A.增大自身的重力 B.增大对雪地压力 C.减小对雪地压强 D.减小雪地摩擦力
4. 公共自行车是城市绿色出行的重要交通工具。我市近日新投放了亲子公共自行车(如图),下列说法错误的是( )
A.绑带能避免惯性带来的伤害 B.坐垫中的海绵能增大压强
C.车身选用铝合金能减小重力 D.轮胎上刻有花纹能增大摩擦
5. 小宁的科学书快要掉下了,如图所示。他不慌不忙地用手在书的外边施加一个推力,把书推回到桌面上。在书本移动过程中,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压强不断变小 B.书受到桌面的摩擦力不断变大
C.书移动的速度一定不断变大 D.书对桌面的压力不断变小
6.2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月球背面南极-艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,图是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。嫦娥六号着落架下方安装圆盘型“脚”,其目的是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
浙教版(2024)科学八年级上册2.3 压强(第1课时)重难点培优练习
知识点一、压力的作用效果
1、定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力
2、压力产生的条件:只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力
3、方向:压力的方向垂直于受力物体的表面即垂直于受力面且指向被压物体。
4、大小:压力并非都由重力产生,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关
· 影响压力作用效果的因素
甲 乙 丙
比较甲组和乙组,结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
比较乙组和丙组,结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
· 压强:单位面积受到的压力
公式——通常用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,那么P=
变形公式:F = pS S=
单位——国际单位制中,压强的单位是“帕斯卡”,简称帕(Pa)。1Pa = 1N/m2
物理意义——压强是表示压力作用效果的物理量
【注】对压强单位的认识
一张对折的报纸平铺在水平桌面上时,对桌面的压强约为1Pa
一块平放的砖对水平地面的压强约为103Pa
坦克的履带对水平地面的压强约为105Pa
成年人站立在水平地面上对地面的压强约为1.5×104Pa
· 对压强计算公式的理解
公式P= 无论对于固体、液体还是气体产生的压强都普遍适用
公式中的受力面积S是指两个物体相互接触的那部分面积,而不一定是受压物体的表面积
应用公式P= 计算时,力的单位要用N,面积的单位要用 m²,压强的单位要用Pa
知识点二、增大或减小压强的方法
增大压强的方法
减小压强的方法
保持受力面积不变,增大压力
保持受力面积不变,减小压力
保持压力不变,减小受力面积
保持压力不变,增大受力面积
同时增大压力和减小受力面积
同时减小压力和增大受力面积
题型一、压力的作用效果
例1:在探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验时,某同学做了如图所示的实验,关于实验过程及方法下面说法中正确的是( )
A.比较甲、乙两图的现象说明压力的作用效果与受力面积有关
B.乙图中小桌所受重力与海绵对小桌的支持力是一对平衡力
C.实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的大小
D.本实验采用了控制变量法和转换法
【答案】D
【解答】解:A、比较甲、乙两图,受力面积相同,乙中压力大,压力的作用效果明显,故说明压力的作用效果与压力大小有关;故A错误;
B、甲图中小桌静止时,海绵对小桌的支持力等于小桌重力与砝码重力的和,要大于小桌的重力,不符合二力平衡的条件,故B错误;
C、根据转换法,实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,故C错误;
D、本实验采用了控制变量法和转换法,故D正确。
故选:D。
例2:如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平拉力F的作用下,沿直线向右匀速运动(不掉落),在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强不变
B.M对桌面的压力变小,摩擦力变小,压强不变
C.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强变大
D.M对桌面的压力变大,摩擦力变大,压强变大
【答案】C
【解答】解:
AB、木板被拉出一小段距离的过程中,对桌面的压力等于木板重力,大小不变;
但在这一过程中,受力面积逐渐减小,由p=可得,对桌面的压强逐渐增大,A、B错误;
CD、因为压力和接触面的粗糙程度都不变,故摩擦力不变,故C正确,D错误。
故选:C。
例3:如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B.C. D.
【答案】B
【解答】解:据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;
故选:B。
例4:如图所示,一个均质正方体放在水平桌面上,对桌面的压强为p,若沿图中虚线部分将其分为a、b两块,并将它们左右分开一小段距离,它们对桌面的压强分别为pa、pb,则下列说法正确的是( )
A.pa>pb>p B.pa>p>pb
C.p<pa<pb D.以上答案都不对
【答案】B
【解答】解:压强公式p=ρgh也适用于计算质量分布均匀柱状固体的压强,设该正方体的棱长为h,
则当其放在水平桌面上,对桌面的压强p=ρgh;
沿图甲中虚线部分将其分为a、b两块时,设两块的底面积分别为Sa、Sb,
如图乙,a可以看做是由长方体OABE和多边形OEF组成,设OEF所受重力为ΔG,a对桌面的压强分别为pa=ρgh+,
如图丙,如果把b看做是由长方体OEDC,它则少了OEF部分,则b对桌面的压强分别为pb=ρgh-,
所以它们对桌面的压强pa>p>pb,故B正确。
故选:B。
例5:如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得出的图像,用上述两种物质分别做成甲、乙两个实心正方体,甲的边长是乙的2倍,把它们放在水平地面上,甲、乙两物体对水平地面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=1:8 B.p甲:p乙=1:4
C.p甲:p乙=1:2 D.p甲:p乙=1:1
【答案】C
【解答】解:由图像数据可得,甲、乙两物质的密度分别是:
ρ甲===2g/cm3,ρ乙===8g/cm3,
因此甲、乙两物体的密度之比ρ甲:ρ乙=2g/ cm3:8g/ cm3=1:4。
因为甲的边长是乙的2倍,所以甲、乙边长之比为h甲:h乙=2:1,
因为正方体对水平地面的压强p====ρgh,
所以压强之比:
p甲:p乙=ρ甲gh甲:ρ乙g h乙=ρ甲h甲:ρ乙h乙=(1×2):(4×1)=1:2。
故选:C。
例6:已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为ρA和ρB,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(图1),B对地面的压强为P1,若把B叠放在A上面(图2),B对A的压强为P2,若P1:P2=1:2,g取10N/Kg,则ρA:ρB=_______________;若A的重力为5N,则图1中B对地面的压力为____________N。
【答案】9:4 15
【解析】两个实心圆柱体A、B的体积之比,因而水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由可得,图1中B对地面的压力,B对地面的压强;图2中B对A的压力,B对A的压强,则,解得,即;,由可得质量之比,由可得重力之比,因为,所以,图1中B对地面的压力。
例7:如图所示,为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,小金利用三本完全相同的字典和海绵进行了如图所示的实验。回答下列问题。
(1)实验时,通过观察 来比较字典对海绵的压力的作用效果,这种实验方法叫作转换法。
(2)对比(b)、(c)两图可知:当受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)对比(d)、(e)两图,小金提出一个错误的观点,认为压力的作用效果与受力面积大小无关。我们判断其观点错误的理由是 。
(4)通过实验(b)和(d)对比,得到的结论可以解释以下现象的有 。(填序号)
①书包的背带为何做得又宽又大
②压路机的碾子很重更易压平路面
③用大木锤敲刀背来切冰冻硬肉
④用切蛋器上的细钢丝来切蛋
【答案】(1)海绵的凹陷程度;(2)压力;(3)没有控制压力相同;(4)①④。
【解答】解:(1)实验中采用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来比较字典对海绵的压力作用效果;
(2)根据控制变量法的思想,观察受力面积相同但压力不同的图B和C可知:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)(d)、(e)两图,没有控制物体间压力相同,所得结论:压力作用效果与受力面积无关是错误的;
(4)通过实验(b)和(d)对比,可知当压力相同时受力面积越小,压力作用效果越明显。
①书包的背带为何做得又宽又大,增大受力面积,减小压强,故①符合题意;
②压路机的碾子很重更易压平路面,增大压力,增大压强,故②不合题意;
③用大木锤敲刀背来切冰冻硬肉,增大压力,增大压强,故③不合题意;
④用切蛋器上的细钢丝来切蛋,减小受力面积,增大压强,故④符合题意。
故选:①④。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)压力;(3)没有控制压力相同;(4)①④。
例8:小文在研究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
(1)在研究压力的作用效果与受力面积的关系时,用如图1中甲、乙所示的两种方法进行实验,用手指凹陷程度反映压力的作用效果,其中哪个方案不合理,原因是什么? 。
(2)改用正确的方法后得出实验结论,以下实例中应用此结论的是 (选填字母)。
A.载重汽车要限重
B.书包要用宽的背带
C.鞋底要粗糙有条纹
(3)小文同学利用图2器材进一步研究。比较丙、丁两图所示实验,能够得到的结论是 ;
(4)他又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图己所示。他发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
【答案】(1)乙;没有控制压力不变;(2)B;(3)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;(4)没有控制物体间压力相同。
【解答】解:(1)根据转换法,小科用手指凹陷程反映压力的作用效果,这种物理研究方法叫做转换法;
探究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力相同,而乙中,由于铅笔的重力作用,下面手指受到的作用力较大,故两手指受到的压力不同,设计的乙方案不合理,该方法未控制压力相等;
(2)在压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显,说明是减小了压强;
A.载重汽车要限重,通过减小压力减小压力的作用效果,故A不符合题意;
B.书包要用宽的背带,通过增大受力面积减小压力的作用效果,故B符合题意;
C.鞋底要粗糙有条纹,是增大接触面的粗糙程度,增大滑动摩擦,故C不符合题意;
选B;
(3)由丙、丁两图所示实验可知,受力面积相同而压力不同,压力作用效果不同,压力越大,压力作用效果越明显,由此可得:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(4)将物体A沿竖直方向切成大小不同的两块,没有控制物体间压力相同,所得结论:压力作用效果与受力面积无关是错误的。
故答案为:(1)乙;没有控制压力不变;(2)B;(3)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;(4)没有控制物体间压力相同。
例9:宇树H1人形机器人是国内首款能跑的全尺寸通用人形机器人,其整机质量为47kg,双脚与地面的接触总面积为0.04m2。该机器人在水平地面上匀速推动一辆500N的小车时,小车与地面的摩擦力约为车重的0.1倍。请根据以上信息,完成下列计算:
(1)机器人的重力;
(2)机器人双脚站立时,对地面的压强;
(3)机器人对小车的推力。
【答案】(1)解:根据题意可知,机器人的质量为47kg,则机器人的重力G= mg=47kg×10N/ kg=470N。
(2)解:机器人对地面的压力等于重力,即F=G=470N,
则机器人对地面的压强:。
(3)解:因为小车做匀速直线运动,因此机器人对小车的推力和小车受到的摩擦力为一对平衡力。
那么机器人对小车的推力F=f=0.1G=0.1×500N=50N 。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;重力的大小;压强的大小及其计算
【解析】(1)根据G=mg计算机器人的重力;
(2)机器人对地面的压力等于重力,即F=G,再根据公式计算它对地面的压强;
(3)首先根据f=0.1G计算机器人受到的阻力,然后根据平衡力的知识计算机器人对小车的推力。
例10:如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,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p1、p2、p3,且p1:p2:p3=2:3:6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50cm2,求:
(1)空心砖的重力;
(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)空心砖的重力为15N;(2)空心砖竖放时对水平地面的压强为3000Pa;(3)空心砖的材料的密度为2g/cm3。
【解答】解:(1)G=mg=1.5kg×10N/kg=15N。
(2)空心砖放在水平地面上,压力F=G=15N,接触面积S=50cm2=5×10-3m2;
压强p=。
(3)根据压强公式可知,空心砖平放、侧放、竖放于水平地面上时,物体对地面压力相等,接触面积之比等于压强的反比,故三个面积之比为=3:2:1;竖放时面积为50cm2,则侧放面积为100cm2,平放面积为150cm2,但平放时底面有的面积是空心孔,故整个底面(含空心孔)的面积为150cm2=200cm2,整个砖块(含空心孔)的体积为V=abc== cm3=1000cm3
空心部分占了,故材料部分体积为1000cm3×=750cm3;
空心砖块材料的密度为:2g/cm3。
答:(1)空心砖的重力为15N;(2)空心砖竖放时对水平地面的压强为3000Pa;(3)空心砖的材料的密度为2g/cm3。
例11:如图所示,甲、乙两个均匀正方体放在水平地面上,已知甲的密度为1000kg/m3,边长是0.1米。沿水平或竖直方向将甲、乙各切去一半的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、乙对地面压强的变化如表所示。
压强的变化量(Pa)
甲
0
乙
250
(1)甲的质量为 千克;
(2)甲是沿 方向切去的;
(3)切掉一半之前,甲对地面的压强为多少帕?
(4)正方体乙的边长为多少厘米?
【答案】1;水平;1000Pa;20cm
【解析】(1)已知甲的边长求出甲的体积,利用密度计算公式求得甲的质量;
(2)结合分类分析;
(3)根据压强公式p=ρgh可知甲对地面的压强;
(4)先求得甲切掉一半体积的质量,甲切掉一半体积的质量和乙切掉一半体积的质量相等,结合乙的压强的变化量是250Pa及压强的公式得到乙压强的变化量,据此求出正方体乙的边长。
【解答】(1)根据题意可知,甲的体积为V=L3=(0.1m)3=0.001m3,
则甲的质量为。
答:甲的质量为1千克。
(2)根据表格数据可知,甲对地面压强的变化量是零,即甲对地面的压强不变不变。根据可知,甲对地面压力不变,甲的底面积不变,那么应该是乙切掉的部分叠放在甲上面,所以沿水平方向切甲。
答:甲是沿水平方向切去的。
(3)上下粗细一致的柱体,对水平地面的压强,
切掉一半之前,甲为正方体,则
甲对地面的压强为。
答:切掉一半之前,甲对地面的压强为1000Pa。
(4)甲切掉一半体积的质量和乙切割一半体积的质量相等,
如果水平方向切乙,乙的底面积不变,将甲切掉部分叠放在乙上面,压力不变,
由可知乙对地面的压强不变,所以沿竖直方向切乙,
由前面解答可知,甲切掉一半体积的质量和乙切割一半体积的质量相等,
所以原来 甲、乙的质量相等,即
切割前乙对地面的压力,受力面积为S乙 ,
将乙沿竖直方向切去一半的体积,并将甲切去的一半叠放在乙剩余部分的上方,
此时乙对地面压力为;
受力面积为,由表中数据可知,乙的压强的变化量是250Pa,
由压强的公式可得乙压强的变化量为;
则原来乙的底面积为,
正方体乙的边长为。
答:正方体乙的边长为20cm。
49. 物理现象无处不在,如图中的情景对应的物理知识正确的是( )
A.图甲:把刻刀磨锋利——压力越大压力作用效果越明显
B.图乙:北极熊爬行过冰面——增大与冰面间的摩擦力
C.图丙:高铁站的安全白线——流体流速越大压强越小
D.图丁:铅笔被水“折断”——属于光的反射现象
【详解】A.图甲:把刻刀磨锋利--压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,故A错误;
B.图乙:北极熊爬行过冰面一一压力一定时,受力面积越大,压力作用效果越不明显,故B错误;
C.图丙:高铁站的安全白线--流体流速越大压强越小,因此要站在安全线以内,故C正确;D.图丁:铅笔被水“折断”--属于光的折射现象,故D错误。故选C。
50. 关于压力和压强概念的理解,下列说法正确的是( )
A.压强就是压力与受力面积之比
B.放在水平面上的物体,物体越重,压力越大,所以对水平面的压力就是重力
C.压力的方向与重力的方向相同,总是竖直向下的
D.根据压强公式p=F/S可知,压强的大小与压力大小成正比
【详解】A.压强等于物体受到的压力与受力面积之比,或者说压强等于单位面积上的压力,故A正确
B.压力是垂直作用在物体表面上的力,重力是地球附近物体由于地球吸引受到的力,所以压力不是重力,物体的重力大,压力不一定大,故B错误;
C.压力是垂直压在物体表面上的力,压力的方向与接触面垂直,不一定是竖直向下的,故C错误;
D.压强指压力的作用效果,压强的大小与压力大小和受力面积大小有关,受力面积相同时,压强的大小与压力大小成正比,故D错误。故选A。
51. 大象是陆地上现有体重最大的动物,一头成年大象的体重约为6000kg,每只脚掌的面积为0.06m2,这头大象站立在水平地面上时对地面的压强约为( )
A.1×105Pa B.1×106Pa C.2.5×105Pa D.2.5×106Pa
【解答】解:大象站立在水平地面上时对地面的压力:
F=G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N,
则对地面的压强约为:
p2.5×105Pa,
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
52. 如图所示,轻质细绳将物体A,B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
【解答】解:(1)物体A由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的10N的拉力,
因弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的力是一对平衡力,
所以,B也对弹簧测力计施加了一个10N的拉力,则弹簧测力计的示数F=10N,故AB错误;
(2)B受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这三个力是平衡力,
所以,物体B受到的支持力:
F支持=GB﹣F=100N﹣10N=90N,
因支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,
所以,B物体对支撑面的压力:
F压=F支持=90N,故C错误;
B对地面的压强:
p2.25×103Pa,故D正确。
故选:D。
53.
如图所示,水平桌面上有一质量分布均匀的木板,右端与桌边相齐,在水平力的作用下,沿直线向右匀速离开桌边。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.对桌面的压强不变 B.对桌面的压力变大
C.桌面对的摩擦力不变 D.拉力变小
【答案】C
【解析】
AB.木板M沿直线向右匀速离开桌边过程中,由于桌面仍然支撑木板,因此木板M对桌面的压力大小等于木板M的重力不变,但受力面积变小,根据可知,木板M对桌面的压强会变大,故AB错误;
CD.木板M沿直线向右匀速运动的过程中,木板M对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,木板M处于平衡状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,因此拉力大小不变,故C正确,D错误。
54. 我们知道,一对作用力与反作用力总是大小相等,方向相反。如图所示,重15N的长方体物块甲放在水平桌面上,另一重5N的长方体物块乙放在物块甲上。则下列说法正确的是( )
A.物块乙所受的合力为10N
B.物块乙对物块甲的压力为15N
C.桌面受到物块甲的压力为15N
D.桌面对物块甲的支持力为20N
【答案】D
【解答】解:A、物块乙静止,处于平衡状态,受到平衡力的作用,故所受的合力为0N.故A错误;
B、物块乙对物块甲的压力等于物块乙的重力,为5N.故B错误;
C、桌面受到物块甲的压力等于物块甲乙的重力之和,即5N+15N=20N.故C错误;
D、由C知,桌面受到物块甲的压力为20N,而桌面对物块甲的支持力与桌面受到物块甲的压力是一对相互作用力,故大小为20N,故D正确。
故选:D。
55. 如图所示,两个底面积和高都相同的容器甲和乙放在水平桌面上,注满质量相等的不同液体,甲容器底部受到液体的压力为F1,乙容器底部受到液体的压力为F2,则( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
【答案】C
【解答】解:由图可知,V甲液>V乙液,两液体质量相等,
由ρ=可得,ρ甲<ρ乙,
已知两容器高度相同,注满质量相等的不同液体,
由p=ρgh可知,甲容器底部受到液体的压强p1<p2,
又知道两个底面积相同的容器甲和乙放在水平桌面上,
由p=可得,F=pS,则两容器底部受到液体的压力为F1<F2。
故选:C。
56. 如图所示,甲、乙两正方体放在海绵上,海绵下陷程度相同,以下说法正确的是( )
A.甲、乙重力相等
B.甲的密度大于乙的密度
C.把甲放在乙上和把乙放在甲上海绵下陷程度相同
D.把乙竖直截去一定的宽度后,乙下陷程度变大
【答案】B
【解答】解:由图可知,甲、乙两正方体放在海绵上时海绵的凹陷程度相同,则甲、乙对海绵的压强相等。
A.图中甲对海绵产生压强的受力面积(甲底面积)小于乙,由p=的变形式F=pS可知,甲对海绵的压力较小,
由水平面上物体的压力和自身的重力相等可知,甲的重力较小,故A错误;
B.正方体对水平面的压强p======ρgh,由图两者h甲<h乙,则ρ甲>ρ乙,即甲的密度大于乙,故B正确;
C.把甲放在乙上和把乙放在甲上时两者的重力相等,对海绵的压力相等,而甲的底面积小(受力面积小),
由p=可知,乙放在甲上对海绵压强的压强大,即海绵凹陷程度大,故C错误;
D.把乙竖直截去一定的宽度后,由p=ρgh可知,乙剩余部分对海绵产生的压强不变,乙下陷程度不变,故D错误。
故选:B。
57. 如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力大小相等
②甲、乙两次实验中,乙图中小桌对海绵压力作用的效果比甲图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④甲、乙两次实验,可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果
A.①② B.①②④ C.①③④ D.③④
【答案】C
【解答】解:①甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力大小等于重力大小,故小桌对海绵的压力大小相等,故①正确;
②根据转换法,甲图中海绵的凹陷程度大,故甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显,故②错误;
③甲、乙两次实验中压力相同,甲中受力面积小,压力作用效果明显,故说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关,故③正确;
④根据转换法,甲、乙两次实验,可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果,故④正确。
故选:C。
58. 太极拳是国家级非物质文化遗产。一位太极拳爱好者在打拳过程中出现甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是( )
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
【答案】C
【解答】解:人对地面的压力等于自身重力的大小,且同一个人的重力一定,所以两图中人对地面的压力大小相等,故AB错误;
由图可知,甲图中人与地面的接触面积小于乙图中人与地面的接触面积,且压力大小相等,根据p=可知甲图中人对地面的压强比乙图中的大,故C正确,D错误。
故选:C。
59. 如图所示,10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p。当取走右边的4本书后,其余6本书不动,则书架受到书的压力和压强是( )
A.压力为,压强为 B.压力为,压强为
C.压力为,压强为 D.压力为,压强为
【答案】C
60. 家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2,车重1.2×104N。驾驶员及乘客共重3×103N。在水平地面上小轿车对地面的压强是( )
A.3.00×105Pa B.3.75×105Pa C.1.20×106Pa D.1.50×106Pa
【答案】B
【解析】汽车、驾驶员及乘客共重:G=1.2×104N+3×103N=1.5×104N;汽车静止在水平地面上时对地面的压力:F压=G=1.5×104N;地面的受力面积:S=4×0.01m2=0.04m2;汽车对水平地面的压强:p=𝐹/𝑆=1.5×104𝑁/0.04𝑚2 =3.75×105Pa;故选:B。
61.
一根均匀的长方体细长直棒重1.5N,下底面积为20cm2,将它放在水平桌面上,并有的长度露出桌面外,如上图所示,则直棒对桌面的压强为________Pa。
【答案】1000
【解析】直棒对桌面的压力:F压=G=1.5N;有的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强:p=F压/S=
62. 如图一木块的质量为m,密度为ρ,平放在水平的桌面上,对桌面的压强为p,若沿虚线虚线切除1/2,留下的1/2的质量是 ,密度是 ,对桌面的压强为 。
变 3.
答案:m/2;ρ;p
解析:质量减半,密度不变,压强 p=(F/2)/(S/2)=F/S=p。
63. 如图是表示甲、乙两种物质“质量与体积关系”的图象。由图可知,甲乙物质的密度比即ρ甲:ρ乙= 。用这两种物质分别做成A、B两个质量相等的实心正方体,把它们放在水平地面上,A、B两物体对水平地面的压强之比pA:pB= 。
【解答】解:(1)由图可知,当m甲=12g时V甲=2cm3,当m乙=3g时V乙=4cm3,
则甲、乙两种物质的密度分别为:ρ甲6g/cm3,ρ乙0.75g/cm3,
则甲、乙物质的密度比为:;
(2)质量相等的A、B两个实心正方体的体积之比:,
由V=L3可得,两正方体的棱长之比:,
A、B两正方体的底面积之比:()2=()2,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,两物体对水平地面的压强之比:。
故答案为:8:1;4:1。
64. 已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为pA和pB,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(如图甲所示),B对地面的压强为p1,若把B叠放在A上面(如图乙所示),B对A的压强为p2,若p1:p2=1:2,g=10N/kg,则ρA:ρB= ;若A的重力为5N,则甲图中B对地面的压力为 N。
【解答】解:两个实心圆柱体A、B的体积之比:
,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由G=mg=ρVg可得,图甲中B对地面的压力:
FB=ρAVAg+ρBVBg=ρAVBg+ρBVBg=(ρA+ρB)VBg,
B对地面的压强:
p1;
图乙中B对A的压力:
FAB=GB=mBg=ρBVBg,
B对A的压强:
p2,
则,
解得:;
(2)ρA:ρB=9:4,VA:VB=2:9,
由m=ρV可得质量之比:
mA:mB1:2,
由G=mg可得重力之比:
GA:GB=mAg:mBg=mA:mB=1:2,
因为GA=5N,所以GB=10N,
甲图中B对地面的压力:
FB=GA+GB=5N+10N=15N。
故答案为:9:4;15。
65. 体积相等的甲、乙两块砖,三条棱长之比为1∶2∶3,它们密度之比为2∶1,将甲砖竖放在乙砖上,乙砖平放在水平地面上,则甲砖对乙砖的压强与乙砖对地面的压强之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶3 D.6∶1
变 1.
答案:D
解析:甲对乙的压强 p1=ρ 甲 g×3h=2ρ×g×3h=6ρgh;乙对地面的压强 p2=(ρ 甲 Vg+ρ 乙 Vg)/6h²=(2ρVg+ρVg)/6h²=ρVg/2h²,因 V=6h³,故 p2=ρ×6h³g/2h²=3ρgh,p1:p2=2:1,D 正确。
66. 如图二块同样大小和质量相等的砖,长是宽的2倍,把它们互相垂直放置,设砖对地面的压强为p1,上面一块砖对下面一块砖的压强为p2,则( )
A.p1>p2 B.p1=p2 C.p1<p2 D.无法确定
变 2.
答案:C
解析:p1=2mg/(2a×a)=mg/a²;p2=mg/(a×a/2)=2mg/a²,故 p1<p2,C 正确。
67. 如图所示,将一块砖侧放在水平面上,若沿对角线去掉上面的一半,则剩下的半块砖的密度、对地面的压力、压强与原来整块砖相比( )
A.密度不变,压力减半,压强减半
B.密度减半、压力减半、压强减半
C.密度减半、压力减半、压强不变
D.密度不变,压力减半,压强不变
【答案】A
【分析】(1)密度是物质的一种特性,对于确定的某种物质,它的密度不随质量、体积的改变而改变;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,沿中线竖直截去一半时质量减半,重力减半,压力减半,受力面积不变,根据压强公式判断对地面压强的变化。
【解答】解:(1)因为密度是物质的一种特性,不随质量、体积的改变而改变,
所以沿对角线去掉一半后,剩余半块砖的密度不变;
(2)因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,
沿对角线去掉一半时,质量减半,重力减半,压力减半,受力面积不变,
由p=知,剩余半块砖对地面的压强等于原来整块砖对地面的压强的一半。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对密度的特性和压强公式的掌握和应用,分析好截去一半后剩余半块砖的变化是关键。
68. 如图,水平桌面上有质量相等的均匀正方体重物A、B,边长分别为a和b,且a>b,下列操作使剩下部分对桌面压强可能相等的是( )
A.沿水平方向切去相等的厚度
B.沿水平方向切去相等的质量
C.沿竖直方向切去相等的厚度
D.沿竖直方向切去相等的质量
【答案】A
【分析】A、B为质量均匀的正方体,对水平地面的压力相等,由图可知底面积关系,根据p=得出对水平地面的压强关系;根据ρ=可知,两物体密度的关系;
(1)均匀的正方体对水平地面的压强P====ρgh,据此分析沿竖直方向切去相等的质量或厚度后对水平地面的压强关系。
(2)沿水平方向切去相等的厚度,根据p=ρgh得出剩余部分对水平面的压强,然后结合原来压强关系、密度关系得出剩余部分的压强关系;
(3)若沿水平方向切去相同质量,则剩余部分的质量也相等,即剩余部分的重力相等;由p=分析沿水平方向切去相等的质量后对水平地面的压强关系。
【解答】解:A、B为质量均匀的正方体,根据F=G=mg可知,A、B对水平地面的压力相等,边长分别为a和b,且a>b,则底面积SA>SB,体积VA>VB,根据p=可得,pA<pB;由ρ=可可知,两物体密度ρA<ρB;
CD、因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以均匀的正方体对水平地面的压强P====ρgh,沿竖直方向切去相等的厚度或质量后,剩余部分的密度和高度不变,所以对水平地面的压强不变,仍为pA<pB,故CD错误;
A、沿水平方向切去相等的厚度,剩余部分对水平面的压强p=ρg(h﹣Δh)=ρgh﹣ρgΔh,原来B对水平面的压强大,B的密度大,对地面压强的减少量大,则pA可能大于pB,pA也可能等于pB,pA还可能定小于pB,故A正确;
B、若沿水平方向切去相同质量,则剩余部分的质量也相等,即剩余部分的重力相等;又因为SA>SB,由p=可知,pA<pB,故B错误。
故选:A。
【点评】本题考查了压强大小的比较,灵活的应用公式p=和p=ρgh(适用于实心柱体对支撑面的压强)是关键。
69. 有甲、乙两个正方体分别放在水平桌面上,已知甲的密度大于乙的密度,在甲和乙两块正方体上分别水平截去高度相同的两块,剩下部分对水平桌面的压强是相等的。问原来两块正方体对桌面的压强( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法判断
【答案】A
【分析】此题涉及横切问题,由于两个物体都是规则的实心柱状物体,可利用公式 P====ρghh,根据该公式分析比较。
【解答】解:设甲、乙两个正方体现在高度为:h′甲和h′乙,
∵P====ρgh,
而剩下部分对水平桌面的压强相等,
∵p′甲=ρ甲gh′甲,p′乙=ρ乙gh′乙,
∴ρ甲gh′甲=ρ乙gh′乙,
又∵ρ甲>ρ乙,
∴h′甲<h′乙,
而甲、乙两块正方体水平截去的高度相同为h,
∴截取部分的压强关系为:ρ甲gh>ρ乙gh,
因此ρ甲gh′甲+ρ甲gh>ρ乙gh′乙+ρ乙gh,
由此可知:p甲>p乙
故选:A。
【点评】此题是典型的柱状固体的压强问题,要根据已知条件,灵活选用压强计算式p=和p=ρgh(适用于实心柱体对支撑面的压强)进行分析解答。
70. 三个体重、体型相似的人叠成两层静态造型,这是新昌的一种非物质文化遗产——叠罗汉,如图所示。假如每个人体重均为G,每只鞋的底面积均为S,则地面上每只脚对水平地面的压强为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】把三个人看做整体,地面上两人对水平地面的压力等于三人重力之和,又知道人站立时两脚平均用力,则每只脚对水平地面的压力等于总重力的,利用p=求出地面上两人中的每只脚对水平地面的压强。
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,地面上两人对水平地面的总压力:F总=G总=3G,
又因人站立时两脚平均用力,地面上是四只脚着地,所以,每只脚对水平地面的压力:F=F总=×3G=,
地面上两人中的每只脚对水平地面的压强:p===。
故选:A。
【点评】本题考查了压强的计算,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
71. 将一均匀长方体放在水平桌面上,如图所示,若沿着虚线切开拿走上一半,则长方体的密度、长方体对桌面的压力及压强的变化是 ( )
A.密度不变,压强不变,压力减小 B.密度减小,压强减小,压力减小
C.密度不变,压强减小,压力减小 D.密度不变,压强不变,压力不变
答案:C
解析:密度不变,压力减半,受力面积不变,压强减半,C 正确。
72. 一个均匀的木块,按图所示放在水平桌面上,若沿虚线切去一半,将其放在另一半木块的上面,此时地面受到的压强是原来的( )
A.1倍 B.2倍 C.1/2 D.1/4
答案:A
解析:压力和受力面积同时减半,压强不变,A 正确。
73. 下图所示,几块完全相同的砖水平摆放在地面上。甲是两块水平叠放,乙是一块水平放置,丙是两块并排水平放置,则下列说法中,正确的是
A.甲、乙、丙砖对地面的压强一样大
B.图甲的砖对地面的压强最大,丙次之,乙最小
C.图甲和图丙的砖对地面的压强一样大,都是图乙的两倍
D.图乙和图丙的砖对地面的压强一样大,都是图甲的一半
答案:C
解析:甲、丙压力为乙的 2 倍,受力面积与乙相同,故甲、丙压强为乙的 2 倍,C 正确。
74.
如图所示,密度为ρ、厚度为d、边长为L的均匀正方形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的光滑程度不变,现用水平力向右推薄板使其运动,在推薄板的过程中薄板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是
A.p、F、f均不变
B.p大小由ρdg增大为ρdg,F不变、f变大
C. F大小由ρL2dg减小为ρL2dg,p不变、f变小
D. p大小由ρdg增大为ρdg,F、f不变
答案:D
解析:压力 F = 重力不变,受力面积减小,压强增大,摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,不变,D 正确。
75. 如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是h甲>h乙。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,下列说法中( )
①F甲>F乙 ②F甲=F乙 ③p甲>p乙 ④p甲<p乙
A. 只有①④正确 B. 只有①③正确 C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
【答案】B
【解析】甲、乙两个质地均匀的正方体分别放在水平地面上,水平地面受到的压力等于甲、乙正方体的重力,则水平地面受到的压强,甲、乙对地面的压强相等,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,因为h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙,若在甲、乙正方体的上部沿水平方向分别截去相同高度,甲剩余部分对水平地面的压强为p甲=ρ甲g =ρ甲gh甲-ρ甲gh,乙剩余部分对水平地面的压强为p乙=ρ乙g =ρ乙gh乙-ρ乙gh,因为ρ甲<ρ乙,所以ρ甲gh<ρ乙gh,又因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,所以ρ甲gh甲-ρ甲gh>ρ乙gh乙-ρ乙gh,即p甲>p乙。甲剩余部分对水平地面的压力为F甲=p甲S甲,乙剩余部分对水平地面的压力为F乙=p乙S乙,因为p甲>p乙、S甲>S乙,所以F甲>F乙。故①③正确,故选B。
76. 两块规格都是 “5cm×10cm×20cm” 的相同长方体钢材 a 和 b,互相垂直地叠放在水平桌面上(如图所示)。若 a 对 b 的压强和压力分别用pa和Fa表示,b 对桌面的压强和压力分别用pb和Fb表示。则( )
A. pa=pb;Fa=Fb B. pa=pb;Fa=
C. pa=;Fa= D. pa=2pb;Fa=
【答案】B
【解析】a对b的压力Fa=Ga,b对桌面的压力Fb=Ga+Gb,由题可知,Ga=Gb,所以,Fa=1/2Fb;a与b之间的受力面积Sa=10cm×10cm=100cm²,b与桌面之间的受力面积Sb=10cm×20cm=200cm²,所以Sb=2Sa,a对b的压强pa=Fa/Sa,b对桌面的压强pb=Fb/Sb=2Fa/2Sa=pa。故选B。
77. 如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的棱长小于乙的棱长。甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
B. 若甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
C. 若甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
D. 若甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
【答案】C
【解析】设甲的棱长为a,乙的棱长为b,S甲=a²,S乙=b²,由题意知a<b,则S甲<S乙。
如果甲、乙的密度相等,则p₁=ρga,p₂=ρgb,p₂>p₁,
将甲放到乙上,乙对地面的压强p₂'=;
可知p₂'>p₂>p₁,
将乙放到甲上,甲对地面的压强p₁'=;
因为a<b,所以>ρgb=p₂,可知p₁'>p₁+p₂>p₂;
故A、B错误。如果甲、乙的质量相等,p₁=mg/S甲,p₂=mg/S乙,p₁>p₂,将甲放到乙上,
乙对地面的压强p₂'=,因为S甲<S乙,如果S乙=2S甲,则p₂'==p₁;
将乙放到甲上,甲对地面的压强p₁'=>2p₁>p₂;故C正确,D错误。故选C。
78. 如图所示,长方体的长宽高之比为3:1:1,现将9个这样的长方体在水平面上叠放成一个正方体,在结构稳定的情况下,抽走其中的一块后,其对地面的最大压强和最小压强之比为( )
A.3:2 B.9:8 C.1:1 D.8:6
【答案】A
【解答】解:由题意知,不管从哪里任意抽取一块,剩余长方体的重力之和都相等,
因为静止在水平面上的物体对水平面的压力大小等于其自身重力大小,所以对地面的压力都相等,
从最下层抽取一块,此时压强最大,从上面两层任意抽取一块,此时压强最小,
已知长方体的长宽高之比为3:1:1,
故最大受力面积和最小受力面积之比为3:2,
由p=可得,最大和最小压强之比为3:2。
故选:A。
79. 一只封闭的小箱子,自重为G,内有一只重为G0的小蜜蜂,箱子放在水平地面上。则关于箱子对地面的压力的说法正确的是( )
A.若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行,箱子对地面的压力等于G
B.若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行,箱子对地面的压力大于G+G0
C.若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行,箱子对地面的压力小于G+G0
D.若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行,箱子对地面的压力等于G+G0
【答案】D
【解答】解:蜜蜂匀速飞行,木箱静止,因此木箱与蜜蜂组成的系统处于平衡状态,它们受竖直向下的重力G+G0,地面对箱子的支持力F,
由平衡条件得:F=G+G0.箱子对地面的压力F′与地面对箱子的支持力F是作用力与反作用力,
所以F′=F=G+G0,故ABC错误,D正确;
故选:D。
80. 如图甲所示,一质地均匀的长方体木块放在水平地面上。现将木块斜切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时木块对地面的压强为600Pa;如图丙所示将图乙中的木块倒置后,此时木块对地面的压强为1000Pa。则图甲中木块对水平地面的压强为( )
A.750Pa B.800Pa C.850Pa D.900Pa
【答案】A
【解答】解:设图乙中砖块重力为G,底面积为S1,图丙中砖块底面积为S2,
由F=pS可知,图乙中砖块对地面压力:F1=p1S1=600Pa×S1
图丙中砖块对地面压力:F2=p2S2=1000Pa×S2
又因为图乙、丙中为同一砖块且均水平自然放置,砖块对地面压力:F1=F2=G1,
即:600Pa×S1=1000Pa×S2
解得:S2=S1,
将乙、丙两图组装为一长方体,则F总=2G,S总=S1+S2=S1,
组合长方体砖块对地面的压强:p===1.25×600Pa=750Pa,
均匀柱形固体对水平地面的压强p=ρgh,
由于图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以图甲中砖块对地面的压强p'=p=750Pa。
故选:A。
81. 如图,一块长方体橡皮放置在水平桌面上,它对桌面的压力是由
发生形变产生的;若沿ab竖直向下切去右边,则此橡皮剩余部分对桌面的压 ,压强 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】橡皮;变小;不变
【解答】解:长方体橡皮对桌面的压力是由橡皮发生形变产生的;
沿ab竖直向下切去右边,橡皮的重力变小,对桌面的压力变小;
根据公式p=====ρgh可知,橡皮密度不变,高度不变,所以对桌面的压强也不变。
故答案为:橡皮;变小;不变。
82. 有四个完全相同的均匀正方体木块放在水平桌上,现将甲、乙、丙截去完全相同的两个小正方体(图中阴影部分)后,它们对桌面的压强分别为p甲、p乙、p丙和p丁,则( )
A.p丁>p甲=p乙=p丙 B.p乙>p丙>p丁>p甲
C.p乙>p丙=p丁=p甲 D.p乙>p甲>p丙>p丁
【答案】B
【解答】解:对于甲和丁,对桌面的压力:F甲<F丁,S甲=S丁,
因p=,
故p甲<p丁;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
对于甲、乙、丙,对桌面的压力:F甲=F乙=F丙,S甲>S丙>S乙,
因p=,故p甲<p丙<p乙;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
对于丙和丁:
若将丙的左边露出部分切掉,得出丙′,如下所示:
因p====ρgh,
故p丙′=p丁;
根据p=,F丙>F丙′,S丙=S丙′,
所以,p丙>p丙′;
p丙>p丙′=p丁;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③得出:
p乙>p丙>p丁>p甲。
故选:B。
83. 如图所示,a、b是两个不同的实心圆柱体,其中的a高度小于b,a的底面积大于b,而他们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是( )
A.因为a的高度比较小,所以a的密度大
B.因为a的质量比较大,所以a的密度大
C.因为a的底面比较大,所以a的密度小
D.因为a的体积比较大,所以a的密度小
【答案】A
【分析】①实心圆柱体放在水平桌面上,对桌面的压力F=G=mg=ρgsh;再利用P=表示出圆柱体对桌面的压强;由题知ha<hb和Pa=Pb判断a、b密度的关系。
②根据F=PS和Sa>Sb判断a、b的质量大小关系。
【解答】解:实心圆柱体对水平桌面的压强:
P====ρgh;
∵ha<hb,Pa=Pb,
∴ρa>ρb
∵G=F=PS,Sa>Sb
∴Ga>Gb
∵G=mg,
∴ma>mb。
故选:A。
84. 如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的边长小于乙的边长。甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2( )
A.如甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
B.如甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
C.如甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
D.如甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
【答案】C
【分析】均匀实心正方体物块对水平地面的压强P====ρgh,即P=ρgh.由P=ρgh及P=分析解答此题。
【解答】解:1、设甲的边长为a,乙的边长为b,由题意知a<b;S甲=a2,S乙=b2,则S甲<S乙。
2、如果甲、乙的密度相等,则P1=ρga,P2=ρgb,P2>P1。
①将甲放到乙上,乙对地面的压强P2'===+ρgb=+P2>P2>P1。
②将乙放到甲上,甲对地面的压强P1'===ρga+=P1+>P1+P2>P2,
由于a<b,所以>ρgb=P2,所以P1'>P2;
3、如果甲、乙的质量相等,P1=,P2=,P1>P2。
①将甲放到乙上,乙对地面的压强P2'=,因为S甲<S乙,如果S乙=2S甲,则P2'====P1,
②将乙放到甲上,甲对地面的压强P1'==2P1>P2。
由以上分析可知,A、B、D错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了固体对地面压强的大小比较,分析量大,较复杂,是一道难题,应注意总结解题思路及方法。
85. 已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为ρA和ρB,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(如图甲所示),B对地面的压强为p1,若把B叠放在A上面(如图乙所示),B对A的压强为p2。若p1:p2=1:2,则ρA:ρB为( )
A.3:2 B.1:3 C.2:9 D.9:4
【答案】D
【分析】知道两个实心圆柱体A、B的底面积之比和高度之比,根据V=Sh求出体积之比,水平面上物体的压力和自身的重力相等,图甲中B对地面的压力等于A和B的重力之和,根据p=求出B对地面的压强;图乙中B对A的压力等于B的重力,受力面积为A的底面积,根据p=求出B对A的压强,利用p1:p2=1:2求出ρA与ρB的比值。
【解答】解:两个实心圆柱体A、B的体积之比:
==×=×=,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由G=mg=ρVg可得,图甲中B对地面的压力:
FB=ρAVAg+ρBVBg=ρA×VBg+ρBVBg=(ρA+ρB)VBg,
B对地面的压强:
p1==;
图乙中B对A的压力:
FAB=GB=mBg=ρBVBg,
B对A的压强:
p2==,
则==×=×=,
解得:=。
故选D。
86. 把同种材料制成的甲、乙两个正立方体放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p1和p2。如图所示,把甲放在乙的上面,则乙对桌面的压强为( )
A.p1+p2 B.
C. D.
【解答】解:将质量分布均匀的正方体放在水平桌面上对桌面产生压强:
pρgh;
设甲正方体的棱长为a,乙正方体的棱长为b,把同种材料制成的甲、乙两个正立方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p1和p2,则甲、乙的压强可表示为:
p1=ρga,p2=ρgb,
甲、乙的边长可表示为:a,b,
现在把甲放在乙的上面,则甲、乙对桌面的压力为:F总=ρga3+ρgb3=(a3+b3)ρg
=()3ρg+()3ρg,
乙与桌面的接触面积为:S乙=b2=()2,
则乙对桌面的压强为:
p乙。
故选:C。
87. 某实心正立方体金属块的质量是m,边长是a,则金属块的密度ρ= (用m、a表示).取6个这样的金属块,分别以如图的甲、乙两种方式放置在水平地面上,则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲:F乙= ,压强之比P甲:P乙= 。
答案:m/a³;1:1;1:2
解析:密度 ρ=m/V=m/a³;压力均为 6mg,压力比 1:1;甲受力面积为 3a²,乙为 6a²,压强比 2:1。
88. 为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为40厘米2,瓶盖面积为8厘米2,并将瓶子装满550毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)正放时水对瓶底的压力为F1,倒放时水对瓶盖的压力为F2。则F1 F2(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
【解答】解:(1)瓶中装满水,将瓶子竖直倒置,水的密度ρ、水的深度h不变,
由液体压强公式p=ρgh可知,瓶子正放时对海绵的压强与瓶子倒放时对海绵的压强相等,
所以p1=p2;
由于S1>S2,由F=pS知F1>F2;
(2)V=550mL=550×10﹣6m3
这瓶水的质量为:m=ρV=1×103kg/m3×550×10﹣6m3=0.55kg。
这瓶水重为:G=mg=0.55kg×10N/kg=5.5N;
物体放在水平面上,则F=G=5.5N。
瓶子正放时对海绵的压强为:
p11375Pa;
要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,
由p得:倒放时水的重力G′=F′=pS′=1375Pa×8×10﹣4m2=1.1N,
倒出的水的重力ΔG=G﹣G′=5.5N﹣1.1N=4.4N,
则由G=mg得:Δm0.44kg,
由m=ρV得V4.4×10﹣4m3=0.44×103cm3=440mL。
故答案为:大于;440。
89. 如图,实心正方体A、B的材质与表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B叠放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右匀速直线运动,甲、乙两种情况对地面的压强p甲:p乙= ,水平推力F甲:F乙= 。
【解答】解:因实心正方体A、B的材质相同,即密度相同,
所以,由m=ρV=ρL3可得,它们的边长之比:
,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,甲、乙两种情况对地面的压强之比:
()2=()2;
因两种情况下整体对地面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,
所以,整体受到的滑动摩擦力f相同,
因物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的推力和滑动摩擦力是一对平衡力,
所以,F甲=F乙=f,即F甲:F乙=1:1。
故答案为:4:1; 1:1。
90. 叠人塔是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技,目前世界纪录为9层人塔。图示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重力、脚底与地面的接触面积均相等,下面两层五人的背部均呈水平状态,上面人的脚均踩在下面人背的正中间,则最底层三人从左到右对地面的压强之比为( )
A.1:2:1 B.2:1:2 C.7:10:7 D.10:7:10
【答案】C
【解析】设每人重力为G,由于每个人的重力相等,则左、右两人对地面的压力等于1.75G,中间人对地面的压力是2.5G,每个人的脚底与地面的接触面积均相等,由可得,最底层三人从左到右对地面的压强之比为7∶10∶7,故C符合题意,ABD不符合题意。
91.
如图所示,同种材料制成的实心圆柱体和放在水平地面上,高度之比为,底面积之比,它们对地面的压力和压强分别是、和、,则下列正确的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】B
【解析】实心圆柱体A和B材料相同,根据
可得它们对地面的压强之比为
它们对地面的压力之比为
92. 小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,用海绵、砝码、小方桌做了如图甲、乙的实验。
(1)本实验是通过观察 来了解压力作用效果的大小,通过甲乙实验能够得到的结论是 ;
(2)若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应再做图 (填“丙”或“丁”)所示实验。
【答案】(1)海绵的凹陷程度;当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;(2)丁。
【详解】[1]实验中运用转换法,通过观察海绵额凹陷程度来表示压力的作用效果。[2]甲、乙两实验中,受力面积相同,压力的大小不同,且压力越大,海绵的凹陷程越大,即压力的作用效果越明显,因此可得结论为:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”的实验中,需要控制压力相同,受力面积不同,且为了便于观察和比较,受压面的材料也相同,而且要选择容易发生形变的物体,因此应选择丁实验。
93.
在人流大的网红步行街,经常能看到无人环卫清扫车,它不仅清扫效率高、安全性强,同时还能降低运营成本,减少环境污染。如图是一辆5G无人环卫车,其质量为460kg,车与地面的总接触面积为200cm2在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的。
(1)该车未装垃圾时,对水平路面的压强是多大?
(2)该车在水平路面上沿直线匀速行驶时,牵引力大小为多少?
【解答】解:(1)无人环卫车的重力:G=mg=460kg×10N/kg=4600N,
静止时对水平路面的压力为:F=G=4600N,
静止时对水平路面的压强为:p2.3×105Pa;
(2)无人环卫车匀速行驶受到的阻力为:fG4600N=2300N,
由于无人环卫车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,则牵引力F牵=f=2300N。
答:(1)该车未装垃圾时,对水平路面的压强是2.3×105Pa;
(2)该车在水平路面上沿直线匀速行驶时,牵引力大小为2300N。
94. AG600水陆两栖飞机,被誉为国之重器,AG600主要用于森林灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落。最大巡航速度可以达到500km/h,AG600空载时质量为30t,最多可储水10t,停在停机坪时靠3个小轮即可支撑,每个轮子的受力面积仅为0.01m2。
求:(1)以最大巡航速度前往1000公里之外的海难事发地所需要的时间。
(2)满载时,飞机的总重力。
(3)飞机空载静止于水平地面上时,对水平地面的压强。
【解答】解:(1)飞机以最大巡航速度前往1000公里之外的海难事发地来回需要的时间为:
t;
(2)满载时的飞机的总重力G=(m空载+m水)g=(30×103kg+10×103kg)×10N/kg=4×105N
(3)空载静止于水平地面上时,对水平地面的压强为:
p1×107Pa。
答:(1)以最大巡航速度前往1000公里之外的海难事发地来回需要2小时;
(2)满载时的飞机的总重力是4×105N;
(3)空载静止于水平地面上时,对水平地面的压强为1×107Pa。
95. 芭蕾舞演员体重为475N,每只脚掌面积为150cm2,表演时足尖与地面的接触面积为9.5cm2;大象的体重为6×104N,每只脚掌面积为600cm2,求:
(1)芭蕾舞演员足尖着地表演时和大象四只脚着地站立时,各自对地的压强?
(2)芭蕾舞演员和大象能否在封冻的河面上行走?封冻河面能承受的最大压强为3.4×104Pa.
答案:
(1) 芭蕾舞演员压强 p1=475N/(0.001m²)=4.75×10⁵Pa;大象压强 p2=60000N/(0.2m²×4)=7.5×10⁴Pa。
(2) 芭蕾舞演员压强超过封冻河面承受值,不能行走;大象压强小于承受值,可以行走。
96. 在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立脚印,我公安人员立即用蜡浇注了如图所示的鞋模,测得蜡鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g,又经测试达到同样深度脚印需压强为,试求罪犯的体重?(ρ蜡=0.9×10³kg/m³,g=10N/kg,写出带公式的计算过程)
答案:750N
解析:蜡鞋模体积 V=m/ρ=0.675kg/(0.9×10³kg/m³)=7.5×10⁻⁴m³,底面积 S=V/h=7.5×10⁻⁴m³/0.03m=0.025m²,罪犯体重 G=F=p×2S=1.5×10⁴Pa×2×0.025m²=750N。
题型二、增大或减小压强的方法
例1:与救援人员铺设木板帮助小明和小红走出泥潭时改变压强的方法相同的是( )
A.推土机土铲锋利 B.破窗锤前端很尖 C.篆刻刀很锋利 D.火车轨道下铺枕木
【答案】D
【解析】救援人员铺设木板走出泥潭是通过增大受力面积来减小压强的;ABC.推土机土铲锋利、破窗锤前端很尖、篆刻刀很锋利都是通过减小受力面积来增大压强的,故ABC不符合题意;D.火车轨道下铺枕木是通过增大受力面积来减小压强的,故D符合题意。
例2:我国科研团队计划利用月壤砖在月球表面建造基地,2024年11月,“月壤砖”已搭乘天舟八号货运飞船前往中国空间站,到太空中进行暴露实验“月壤砖”的主要成分是模拟月壤,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖的三倍以上。为了减小单块月壤砖对松软月面的压强,下列方法中可行的是( )
A.将月壤砖竖向分成两半
B.将月壤砖由竖放改为平放
C.选用密度更大的材料制作月壤砖
D.通过高温烧结提高月壤砖硬度
【答案】B
【解答】解:A.将月壤砖竖向分成两半,压力减半,受力面积也减半。根据p=,p1=,p2===p1;压强不变,故A错误。
B.将月壤砖由竖放改为平放,压力不变,受力面积增大。由p=可知,F不变,S增大,压强p减小,故B正确。
C.选用密度更大的材料制作月壤砖,根据F=G=mg=ρVg,在体积不变时,密度增大,压力增大,而受力面积不变;由p= 可知,S不变,F增大,压强增大,故C错误。
D.通过高温烧结提高月壤砖硬度,月壤砖的重力不变即对月面压力不变,受力面积也不变;根据p=,压强不变,故D错误。
故选:B。
6. 全球气候变暖危及北极熊生存,聪明的北极熊学会了智慧出行。在通过薄冰时,它趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,如图所示。北极熊采用这种姿势是为了( )
A.增大摩擦 B.减小摩擦 C.增大压强 D.减小压强
【答案】D
【解答】解:北极熊通过薄冰时采用趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行是为了增大受力面积,减小对薄冰的压强,保证顺利通过。
故选:D。
7. 如图所示的各种措施中,属于增大压强的是( )
A.切果器的刀片很薄 B.滑雪板的面积宽大
C.骆驼的脚掌宽大 D.大货车有很多车轮
【详解】A.切果器的刀片很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A符合题意;B.滑雪板的面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不符合题意;C.骆驼的脚掌宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不符合题意;D.大货车有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不符合题意。故选A。
8. 如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板。可有效( )
A.增大自身的重力 B.增大对雪地压力 C.减小对雪地压强 D.减小雪地摩擦力
【详解】滑雪运动员之所以穿着有较大底面积的滑雪板,是为了减小压力的作用效果,即减小压强,是在压力不变的情况下通过增大受力面积的形式来减小压强,与重力、压力、和摩擦力无关,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
9. 公共自行车是城市绿色出行的重要交通工具。我市近日新投放了亲子公共自行车(如图),下列说法错误的是( )
A.绑带能避免惯性带来的伤害 B.坐垫中的海绵能增大压强
C.车身选用铝合金能减小重力 D.轮胎上刻有花纹能增大摩擦
【答案】B
【解析】A.当自行车突然停止时,后方座位上的小孩由于惯性会向前运动,绑带能够阻值小孩向前,可以避免惯性带来的伤害,故A正确,不符合题意;
B.坐垫中的海绵通过增大受力面积来减小压强,故B错误,符合题意;
C.铝合金的密度小,在体积一定的前提下,质量小,重力小,故C正确,不符合题意;
D.轮胎上刻有花纹通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D正确,不符合题意。
10. 小宁的科学书快要掉下了,如图所示。他不慌不忙地用手在书的外边施加一个推力,把书推回到桌面上。在书本移动过程中,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压强不断变小
B.书受到桌面的摩擦力不断变大
C.书移动的速度一定不断变大
D.书对桌面的压力不断变小
【答案】A
【解析】AD.放在水平桌面上的书对桌面的压力来自于自身的重力,此时压力和重力相等,因为书的重力不变,所以在这一过程中,书对桌面的压力也不变;在压力不变的情况下,随着书被缓慢推上课桌,受力面积逐渐增大,因此由公式p=F/S可知,书对桌面的压强逐渐减小,故A正确、D错误;
B.书受到桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,故B错误;
C.如果推力不变,且推动过程中摩擦力不变,书可能匀速运动,故C错误。
6.2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月球背面南极-艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,图是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。嫦娥六号着落架下方安装圆盘型“脚”,其目的是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
【答案】C
【解析】嫦娥六号着落架下方安装圆盘型“脚”,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对月球表面压强。故选C。
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