【重难点精讲精练】2.3压强2026-2027学年浙教版科学八年级上册
2026-10-03
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内容正文:
2.3压强
重难点归纳目录
重难点01 压力与压强 1
重难点02 影响压力作用效果的因素 5
重难点03 增大或减小压强的方法 13
重难点04 液体的压强 20
重难点05 压强的计算与应用 27
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重难点01 压力与压强重难点精准练
1.某同学在如图所示的一个较大的玻璃瓶内注入水,然后将它放在水平桌面上,此时水对玻璃瓶底的压力为F1,玻璃瓶对桌面的压力为F2。然后该同学又将一个重为3 N的木球放入瓶内,木球静止后,压力F1和F2的变化情况是( )
A.F1、F2的增量均大于3 N B.F1、F2的增量均等于3 N
C.F1的增量大于3 N,F2的增量等于3 N D.F1的增量小于3 N,F2的增量大于3 N
【答案】C
【详解】木球漂浮在水中,浮力等于木球重力,即
根据阿基米德原理,排开水的重力
这个瓶子是下宽上窄的容器,放入木球后水面上升,水对瓶底增加的压力
对于下粗上细的容器,,所以水对瓶底压力的增量。玻璃瓶对桌面的压力等于瓶子、水、木球的总重力,放入木球后,增加的压力就等于木球自身重力,因此。故 C 正确,ABD错误。
故选C。
2.镇纸是中国古代传统工艺品,在书写作画时,用镇纸压住纸张防止纸张移动。制作镇纸的材料比较常见的有玉、石、钢、乌木等。镇纸放置在纸上,对纸施加的压力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】镇纸对纸施加的压力受力物体是纸,因此作用点要画在镇纸和纸的接触面上,方向垂直于纸面向下,故C正确,ABD错误。
故选C。
3.大饼是一种常见的面食。制作大饼时,先将发酵好的面团揉成厚薄均匀的饼胚,再进行烤制。如图所示,将面团揉成一张饼胚后,它对桌面的( )
A.压力不变 B.压力变小 C.压强不变 D.压强变大
【答案】A
【详解】AB.面团放在水平桌面上,对桌面的压力大小等于面团自身的重力,将面团揉成饼胚的过程中,面团的质量没有发生变化,重力不变,因此它对桌面的压力保持不变,故A正确,B错误;
CD.揉成饼胚后,面团和桌面的接触面积变大,根据压强公式,在压力不变,受力面积增大的情况下,面团对桌面的压强会变小,故CD错误。
故选A。
4.平放在水平地面上的砖沿竖直方向(如图)截去一半,则剩下的半块砖与原来整块砖相比( )
A.对地面的压力不变 B.对地面的压强不变
C.砖的密度减小一半 D.砖受到地面的支持力不变
【答案】B
【详解】ABD.平放在水平地面上的砖沿竖直方向(如图)截去一半,其对地面的压力和受力面积均减小了一半,所以砖受到地面的支持力也减半,由可知对地面的压强不变,故B符合题意,AD不符合题意;
C.密度是物质本身的一种特性,与质量和体积无关,其密度就不会改变,故C不符合题意。
故选B。
5.关于压力和压强概念的理解,下列说法正确的是 ( )
A.压强就是压力与接触面积之比
B.压力的方向总是垂直于接触面,压力大小可能比重力大
C.根据压强公式 可知,压强的大小与压力大小成正比
D.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
【答案】B
【详解】A.压强是压力与受力面积的比值,接触面积不一定是有效受力的面积,故A错误;
B.压力的方向总是垂直于接触面;当物体受到其他向下压物体的力时,压力大小可能比重力大,故B正确;
C.根据,压强大小与压力、受力面积都有关,只有在受力面积不变时,压强才与压力成正比,故C错误;
D.放在水平面上的物体,对水平面的压力大小等于重力大小,但压力是弹力,重力是地球的引力,二者性质不同,不能说 “压力就是重力”,故D错误。
故选B。
6.如图,物体A静止在水平桌面上,用一水平向右的力F将物体A匀速推上桌面的过程中,物体 A 对桌面的压力和压强的大小将( )
A.压力不变,压强变小 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大 D.压力变大,压强变小
【答案】A
【详解】将物体A匀速推上桌面的过程中,物体的重力不变,所以对桌面的压力不变;而此时与桌面的接触面积增大,根据可知,对桌面的压强变小,故BCD错误。
故选A。
7.如图所示,杯子静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.桌面对杯子的支持力与杯子对桌面的压力是一对相互作用力
B.杯子受到的支持力是杯子发生形变产生的
C.桌面对杯子的支持力与杯子对桌面的压力是一对平衡力
D.桌面受到的压力就是杯子的重力
【答案】A
【详解】AC.桌面对杯子的支持力与杯子对桌面的压力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故A正确,C错误;
B.物体受到的支持力是支撑面发生弹性形变产生的,所以杯子受到的支持力是桌面发生形变产生的,故B错误;
D.桌面受到的压力是书对桌面的弹力,其大小等于书的重力,但压力和重力是不同性质的力,施力物体和受力物体都不同,故D错误。
故选A。
8.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.根据压强公式可知,压强的大小与压力大小成正比
【答案】A
【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。
9.周末,小柯的爸爸带着小柯来到了好玩的衢州童话世界亲子乐园。他们来到了一个名为“奇幻山谷”的大型七彩滑梯前,小柯玩滑梯后:回忆起压力的相关知识,他把滑梯的坡面简化为一个斜面,如图乙,请问表示压力的方向正确的是_______,当小柯要用20牛的力搬重25牛的充气滑梯圈时(如图丙),滑梯圈对地面的压力是_______牛。
【答案】 ④ 5
【详解】[1]滑梯受到的压力垂直与滑梯向下,正确的方向是④。
[2]滑梯圈受到的重力方向竖直向下,大小为25N,小柯的拉力竖直向上,为20N,滑梯圈受到的拉力小于其重力,处于静止状态,受力平衡,此时滑梯圈受到地面的支持力
滑梯圈对地面的压力与地面对滑梯圈的支持力是一对相互作用力,大小相等,即
10.如图所示,水平桌面上的甲、乙两圆柱形容器中装有相同质量的水。水对甲、乙两容器底的压力和压强的大小关系分别是: F 甲_______F乙, p 甲_______p乙(填“>”“<”或“=”)
【答案】 = >
【详解】[1]根据题意可知, 两容器中水的质量相等,根据G=mg可知,容器中水的重力相等;甲、乙都是圆柱形容器,则水对容器底的压力等于水的重力,则F甲=F乙=G水
[2]根据图片可知,容器的底面积S甲<S乙, 根据可知,水对容器底部的压强p甲>p乙。
重难点02 影响压力作用效果的因素
1.我们在学习科学的过程中往往会用到①转换法;②类比法;③等效替代法;④控制变量法等科学方法。如图为课本实验“探究压力作用效果的相关因素”的实验程序图,其中用到的科学方法主要是( )
A.①④ B.②③ C.①② D.③④
【答案】A
【详解】探究压力作用效果的相关因素的实验中,控制其它相关因素不变,只改变其中的一个物理量,用到了控制变量法;实验中用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果,用到了转换付,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.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
【分析】海绵下陷程度相同,所以甲、乙对海绵的压强相等;结合及变形公式、进行计算.
【详解】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小于乙,由的变形式可知,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大小相等可知,甲的重力较小,故A错误;
B.正方体对水平面的压强为
由图两者,则,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,由可知,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。
3.小东同学用一瓶装满纯净水的瓶子和放在桌面上的海绵做实验,研究“影响压力作用效果的因素”。如图所示,他将瓶子依次正放和倒放于海绵上。
(1)正放时瓶子对海绵的压强为p1,倒放时瓶子对海绵的压强为p2,则p1_______ p2(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)要使瓶子正放时对海绵的压强与倒放时相同,请提出一种简单的方法 _________________ 。
【答案】(1)小于
(2)倒放的瓶子中倒出适量的水(合理即可)。
【详解】(1)瓶子正放和倒放在海绵上时,对海绵的压力都等于瓶子和水的总重力,压力大小相等;但倒放时瓶盖的受力面积远小于正放时瓶底的受力面积,根据压强公式,压力相同时,受力面积越小,压强越大,因此正放的压强p1小于倒放的压强p2。
(2)图中受力面积不再改变的情况下,要使瓶子正放时对海绵的压强与倒放时相同,可增大正放时的压力或减小倒放时的压力,如正放的瓶子上加一定的重物或倒放的瓶子中倒出适量的水。
4.矿泉水瓶常用于开展各类科学实验。
(1)如图甲,用力捏矿泉水瓶,瓶身会变扁,说明力能改变物体的______;
(2)如图乙,用力水平推矿泉水瓶下部,瓶子滑动;用同样大小的力水平推上部,瓶子倾倒,说明力的作用效果与力的______有关;
(3)将同一矿泉水瓶先后按图丙所示放置在同一块海绵上,出现如图现象,说明压力的作用效果与______有关。
【答案】(1)形状
(2)作用点
(3)受力面积
【详解】(1)力能够改变物体的形状和运动状态。用力捏矿泉水瓶,瓶身会变扁,说明力能改变物体的形状。
(2)如图乙,用力水平推矿泉水瓶下部,瓶子滑动,用同样大小的力水平推上部,瓶子倾倒。力的作用点不同,作用效果不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
(3)将同一矿泉水瓶先后按图丙所示放置在同一块海绵上,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
5.如图所示为探究固体压强时的情景,图甲中,两手指间水平挤压铅笔,按笔尖的手指较疼,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越_______(填“明显”或“不明显”)。铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是一对_______(填“相互作用力”或“平衡力”)。若将铅笔按如图乙所示竖直放置,_______(填“能”或“不能”)得出以上结论。
【答案】 明显 平衡力 不能
【详解】铅笔水平挤压在两手指间,按笔尖的手指较疼,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显(即压强越大)。
铅笔静止时,两手指对铅笔的压力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上,是一对平衡力。
若将铅笔如上图竖直放置,因铅笔受重力的作用,故笔的下端对手指的压力大一些,没有控制压力大小相同,因此不能得出压力的作用效果与受力面积大小的关系。
6.如图所示是小华同学利用海绵和木块探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)分析比较甲、乙两图所示现象,实验探究影响压力作用效果的因素________。
(2)下列实例没有应用题(1)的结论的是( )(填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬的尖喙
(3)在水平书架上竖直并排放着10本书,若取走4本,则剩下的书对书架的压力________(填“变小”,“变大”或“不变”)。
【答案】(1)受力面积
(2)C
(3)变小
【详解】(1)分析比较甲、乙两图知,压力相同,受力面积不同,故实验探究影响压力作用效果的因素是受力面积。
(2)由甲、乙两图知,乙中受力面积小(甲中受力面积大),压力作用效果明显(压力作用效果不明显),故得出的结论是:压力相同时,受力面积越小(大),压力的作用效果越明显(不明显)。
A.菜刀要经常磨一磨,通过减小受力面积增大压力的作用效果,故A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.汽车限重,通过减小压力大小减小压力的作用效果,故C不符合题意;
D.啄木鸟有个坚硬的喙,通过减小受力面积增大压力的作用效果,故D符合题意。
故选C。
(3)水平面上物体的压力和自身的重力相等,取走4本书后,书的总重力减小,所以剩下的书对书架的压力减小。
7.为了探究浮力的产生原因,某兴趣小组设计了如图甲所示的仪器。实验时,使插有软管的一侧向上,将正方体部分竖直浸没在盛满水的水槽中,观察浸入水中的容器四面橡皮膜的变化,实验现象如图乙所示。通过直观的实验现象,该组同学得出浮力产生的原因是液体对物体上下表面存在压力差的结论。
(1)装置甲通过____________来判断压力的大小。
(2)通过乙图可知,最终浮力的方向为____________;插软管的目的是____________。
(3)该组同学改进的实验仪器如图丙所示,请结合“浮力成因模型评价表”,说明跟甲相比,丙有什么优点?答:____________。
“浮力成因模型”评价表(节选)
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
能合理体现浮力的产生原因,且误差较小。
能合理体现浮力的产生原因。
不能合理体现浮力的产生原因。
指标二
便携,使用时操作简便,且现象明显。
便携,使用时操作简便。
不便携,使用时操作不简便。
【答案】(1)橡皮膜的凹陷程度
(2) 竖直向上 使正方体内部与外界大气相通(平衡内外气压,消除装置内部气压对橡皮膜形变的干扰)
(3)丙装置误差更小,能更好体现浮力产生的原因;同时操作简便,实验现象更加明显。
【详解】(1)压力大小无法直接观察。橡皮膜受到液体压力会向内凹陷;压力越大,橡皮膜凹陷程度越大,所以依靠橡皮膜凹陷程度反映受到压力大小。
(2)①液体对物体下表面向上压力大于上表面向下压力,压力差就是浮力,浮力方向总是竖直向上。
②如果没有软管,正方体密闭,浸入水时内部空气被压缩,内部气压变大,会影响橡皮膜凹陷;软管连通外界大气,让盒内气压始终等于大气压,橡皮膜形变只由外部水的压力决定,实验才准确。
(3)对照评价表 “优秀” 等级:指标一优秀:合理体现浮力产生原因,误差较小;指标二优秀:便携、操作简便,现象明显。丙是改进装置,对比甲,减小实验误差,现象更清晰,便于观察上下表面压力差。
8.为探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,小科利用三本完全相同的字典和海绵进行了如图所示的实验。请回答下列问题:
(1)实验时,通过观察____________来比较字典对海绵压力的作用效果,这种实验方法叫作____________。
(2)分析(b)、(c)两图,可以得出的结论是____________。
(3)通过实验(b)和(d)对比,得到的结论可以解释以下现象中的____________(填序号,可多选)。
①书包的背带做得又宽又大
②压路机的碾子很重更易压平路面
③图钉的顶尖比较尖锐而钉帽比较大
④把刀磨得越锋利切菜就越容易
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 转换法
(2)在受力面积相同时,压力越大,其作用效果越明显
(3)①③④
【详解】(1)压力的作用效果无法直接肉眼量化观察,实验中通过海绵被压后的凹陷程度来间接体现压力作用效果,这种将不易观察的物理量转换为易观察的现象的实验方法叫做转换法。
(2)对比(b)、(c)两图:两图中字典与海绵的接触面积相同,即受力面积相同;(c)图是两本字典、(b)图是一本字典,(c)的压力更大,海绵凹陷程度更深,因此得出结论:在受力面积相同时,压力越大,其作用效果越明显。
(3)对比(b)、(d)两图:两图都只有1本字典,压力大小相同,但(d)图字典竖直放置、受力面积远小于(b)图,海绵凹陷程度更大,可得出结论:压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显,压力作用效果与受力面积有关;
①书包宽背带是通过增大受力面积减小压力作用效果,故①符合题意;
②碾子很重是通过增大压力增强压力作用效果,故②不符合题意;
③图钉顶尖尖锐是在压力相同时减小受力面积,增大压力作用效果,钉帽宽大是通过增大受力面积减小压力作用效果,故③符合题意;
④刀磨锋利是在压力相同时减小受力面积,增大压力作用效果,让切菜更省力,故④符合题意。
故选①③④。
9.小舟要探究压力的作用效果与什么因素有关,进行了以下实验。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方。把包装带撕成不同宽度的两段,各自绕过橡皮泥并首尾相接,在连接处挂上相同数量的钩码。小舟通过观察橡皮泥的________,来反映压力的作用效果,初步分析可得出结论:________;
(2)小舟想继续探究压力的作用效果与压力大小的关系,应将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成相同宽度的两段,在下方挂________(选填“相同”或“不同”),数量的钩码,观察橡皮泥的变化;
(3)若要使实验结论更具有说服力,还可以________,重复上述实验。
【答案】(1) 凹陷程度 压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
(2)不同
(3)换用不同宽度的包装带
【详解】(1)[1]实验过程中,压力的作用效果不易直接观察,小舟通过观察橡皮泥凹陷程度来比较压力作用效果的,运用了转换法。
[2]由实验可知,压力大小相同,包装带宽度不相同,橡皮泥的形变不相同且越窄的包装带,橡皮泥形变越厉害,故可得出结论:在压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)要探究压力作用效果与压力大小的关系,应使受力面积相同,压力大小不相同,故应把包装带撕成相同宽度的两段,两包装带下方挂不同数量的钩码,观察橡皮泥的变化。
(3)若要使实验结论更具有说服力,应换用不同宽度的包装带,进行多次实验,得出普遍规律。
10.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图甲、乙所示的实验。
(1)实验中观察______来判断压力的作用效果;
(2)甲、乙所示的实验能够得到的结论是______;
(3)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______(选填“丙”或“丁”)所示实验;
(4)本实验用到的科学探究方法有______。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)丁
(4)控制变量法(和转换法)
【详解】(1)实验中观察受压物体海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果。
(2)甲、乙所示的实验中受力面积相同,甲图中压力大,压力作用效果明显,故能够得到的结论是:在受力面积相同时,压力越大(小),压力的作用效果越明显(不明显)。
(3)若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,要控制压力大小相同,只改变受力面积大小,但注意要使用同一材料的受压物体,故应再作图丁所示实验,通过比较甲丁实验得出结论。
(4)通过受压物体的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时采用控制变量法。本实验用到的科学探究方法有:控制变量法、转换法。
重难点03 增大或减小压强的方法
1.我国计划实施的载人登月任务中,月球着陆器需在松软月壤上平稳着陆。其四条着陆腿的末端均设计有巨大的圆形“足垫”,其主要目的是( )
A.增大受力面积,增大压强 B.增大受力面积,减小压强
C.减小受力面积,增大压强 D.减小受力面积,减小压强
【答案】B
【详解】压力不变时,受力面积越大,压强越小;受力面积越小,压强越大。着陆器对月面的压力基本不变,足垫增大接触面积,降低压强,防止着陆器陷进松软月壤,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图所示,完全相同的容器中装有等质量的不同液体,甲容器的液面高于乙容器的液面,甲容器底部受到液体的压强为,乙容器底部受到液体的压强为,甲容器对地面的压强为,乙容器对地面的压强为,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】完全相同的容器中装有等质量的不同液体,甲容器的液面高于乙容器的液面,甲的体积大,根据知,甲的液体密度小,由于柱形容器的液体压力等于液体的重力,将图中补充为柱形,补充的体积相等,而甲的密度小,补充的质量小,重力小,故总质量是甲小,因而甲的液体的压力较小,由于底面积相等,根据知,甲的压强小,故;
根据水平面上的压力等于容器的总重力,容器和液体的质量相等,重力相等,故对地面的压力相等,根据知,对地面的压强相等,即。
故选B。
3.一质地均匀的长方体木块放在水平地面上(如图甲),现将木块斜切去一部分,剩余部分木块(如图乙)对地面的压强为800Pa;将图乙中的木块倒置后(如图丙),木块对地面的压强为1200Pa。则图甲中木块对水平地面的压强为( )
A.900Pa B.960Pa C.1000Pa D.1100Pa
【答案】B
【详解】设图乙、图丙中木块与地面的接触面积分别为。由于木块质地均匀,斜切后剩余部分的平均横截面积为两底面积的平均值。图甲中完整木块对地面的压强记为,则可得
故选B。
4.将一瓶装满水的矿泉水瓶,先倒立放置在水平桌面上(如图甲),再将其侧放(如图乙)。两次放置时,瓶子对桌面的压力分别为F1、F2,水对瓶盖的压强分别为p1、p2,其中关系描述正确的是( )
A.、 B.、
C.、 D.、
【答案】B
【详解】CD.由图可知,无论倒放还是侧放,瓶子对桌面的压力都等于瓶子的重力,即,故CD错误;
AB.瓶子倒放在水平桌面上瓶中水的深度大于瓶子侧放在水平桌面上瓶中水的深度,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强大于侧放时水对瓶盖的压强,即p1>p2,故A错误,B正确。
故选B。
5.如图所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压强相比较( )
A.平放时最大 B.立放时最大
C.侧放时最大 D.平放、立放、侧放时一样大
【答案】B
【详解】同一块砖的重力是一定的,不论砖平放、立放,还是侧放时对水平地面上压力都等于砖的重力,是相等的;根据压强的计算公式,在压力一定时,受力面积越小,压强越大。立放时,地面的受力面积是最小的,压强是最大的。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积。现将甲和乙分别沿水平方向切去同样高度的一段,剩余部分对水平面的压强相等。则原来甲、乙两物体对水平面的压强、的大小关系为( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】C
【详解】高度相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,分别沿水平方向切去同样高度的一段,剩余部分高度相等。剩余部分对水平面的压强相等,根据柱体压强公式,两个柱体的密度。原来甲、乙两柱体高度相等,又知道密度相等,所以,原来甲、乙两物体对水平面的压强的大小关系为。故ABD不符合题意,C符合题意,故选C。
7.如图所示,水平地面上放置着甲、乙两个外形完全和同的长方体均匀实心物块,其中各边长关系为a∶b∶c=3∶5∶4,已知两物块的密度关系为2ρ甲=ρ乙,物块甲对地面的压强为p1,物块乙对地面的压强为p2;若将两物块均向右翻转90°,两物块对地面的压强变化量为和,则( )
A.p1∶p2=2∶3,∶=1∶2 B.p1∶p2=2∶3,∶=2∶1
C.p1∶p2=3∶2,∶=1∶2 D.p1∶p2=3∶2,∶=2∶1
【答案】A
【详解】已知各边长关系为a∶b∶c=3∶5∶4,两物块的密度关系为2ρ甲=ρ乙,物体对水平面的压力等于自身重力,根据
可得
将两物块均向右翻转90°,两物块对地面的压强变化量
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上。沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分。剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】当沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分,由公式m=ρV可知,剩下的b部分的质量为原来的,由G=mg可知,b部分的重力变为原来的,因此四种分割方法中,剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压力相等;由图可知,B图中剩下的b部分与地面的接触面积最大(即受力面积最大),由可知,B图中剩下的b部分对水平地面产生的压强最小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.小余和同学们一起玩“抛瓶倒立”的游戏,将放置于桌面上的水瓶抛起后,使得瓶盖端倒立于桌面,如甲图所示,其中瓶内液面变化如乙图所示。在瓶子倒立后,瓶内的液体对容器底部压强________(填“变大”、“变小”或“不变”),压力________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 变小
【详解】①瓶子正放时,底部宽大;倒立后瓶盖端朝下,容器下部变窄,液体深度h变大(总液体体积不变,窄口一侧液面更高)。液体密度ρ不变,g为定值,由可知:深度h增大,液体对容器底部的压强变大。
②正放时:容器下宽上窄,液体对底部的压力(侧壁会分担一部分液体重力);倒立后:容器下窄上宽,液体对底部的压力(侧壁会承接一部分液体重力);液体总重力G液不变,因此倒立后瓶底受到液体的压力变小。
10.一个未装满水的密闭容器,分别正立、倒立在水平桌面上,如图所示。请完成下列空格:
(1)图甲时,液体对容器底部的压力为F1,压强为p1;图乙时,液体对容器底部的压力为F2,压强为p2,则F1 ___________ F2 , p1________p2。
(2)若用大小分别为Fa和Fb推密闭容器在同一水平面上做匀速直线运动,则Fa ______Fb。
(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】(1) 大于 小于
(2)等于
【详解】(1)甲正立时液面高度为h1,乙倒立时液面高度为h2,由容器形状可知;液体密度和g不变,由可知,
图甲(正立)容器“上窄下宽”,液体对底部的压力F1不仅包含液体重力,还因侧壁对液体的支持力传递,F1大于液体重力;图乙(倒立)容器“上宽下窄”,液体对底部的压力F2因侧壁承担了部分液体重力,F2小于液体重力;因此
(2)容器做匀速直线运动时,推力与摩擦力是一对平衡力(大小相等);摩擦力的大小取决于压力大小和接触面粗糙程度:容器总重力不变,对水平面的压力不变;水平面的粗糙程度也不变,因此正立、倒立时的摩擦力;由于推力与摩擦力平衡,即,,故
11.如图所示是小华同学利用海绵和木块探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)分析比较甲、乙两图所示现象,实验探究影响压力作用效果的因素________。
(2)下列实例没有应用题(1)的结论的是( )(填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬的尖喙
(3)在水平书架上竖直并排放着10本书,若取走4本,则剩下的书对书架的压力________(填“变小”,“变大”或“不变”)。
【答案】(1)受力面积
(2)C
(3)变小
【详解】(1)分析比较甲、乙两图知,压力相同,受力面积不同,故实验探究影响压力作用效果的因素是受力面积。
(2)由甲、乙两图知,乙中受力面积小(甲中受力面积大),压力作用效果明显(压力作用效果不明显),故得出的结论是:压力相同时,受力面积越小(大),压力的作用效果越明显(不明显)。
A.菜刀要经常磨一磨,通过减小受力面积增大压力的作用效果,故A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.汽车限重,通过减小压力大小减小压力的作用效果,故C不符合题意;
D.啄木鸟有个坚硬的喙,通过减小受力面积增大压力的作用效果,故D符合题意。
故选C。
(3)水平面上物体的压力和自身的重力相等,取走4本书后,书的总重力减小,所以剩下的书对书架的压力减小。
12.如图所示,一块长方体橡皮,重0.6牛,当侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积为20平方厘米,它对桌面的压强为_______帕。若沿 ab方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压强_______。(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 300 不变
【详解】[1]未切之前,橡皮对桌面的压力F等于橡皮受到的重力等于0.6N,根据压强公式可得,
[2] 沿ab方向竖直向下切去一块后,根据柱体压强公式可知,密度不变,高度不变,则压强不变。
13.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在面积为的水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为________Pa;如图所示,若沿水平方向裁下一部分a竖放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的倍,则剩余部分b的高度为________cm。
【答案】 5×103 8
【详解】[1]边长12cm的均匀正方体,重为G=72N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的受力面积S=0.0144m2,压强为
[2]如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则
剩余部分b的高度为8cm。
重难点04 液体的压强
1.小科取一个正方体框架A,表面覆盖橡皮膜,使其完全浸没在水中,下列橡皮膜的凹陷情形符合实际现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】液体内部向各个方向都有压强。在同种液体中,压强随深度的增加而增大在同一深度,液体向各个方向的压强相等,所以将正方体完全浸没在水中后,其四面都会向内凹陷,且左右两面由于深度相同且比上表面大,所以凹陷程度相同且比上表面凹陷程度大,下表面深度最大,凹陷程度最大,故选D。
2.如图所示,两只容器分别盛有相同高度的酒精和水,在A、B、C三点处,液体产生的压强( )
A.ABC三处一样 B.C处最大
C.B处最大 D.A处最大
【答案】B
【详解】由图可知,A、B、C三点,液体的深度关系
因为水的密度大于酒精的密度,所以由可知三处液体产生的压强关系
即C处液体产生的压强最大。
故选B。
3.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。瓶底的面积是30cm2,瓶盖的面积是10cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。以下选项正确的为( )
A.倒立放置与正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力不相等
B.倒立放置时瓶盖受到水的压强1000Pa
C.倒立放置时瓶盖所受到水的压力为13N
D.倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3000Pa
【答案】D
【详解】A.因为物体对水平桌面的压力和自身的重力相等,所以倒立放置与正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力相等,故A错误;
B.由图中可知,倒立放置时瓶盖受到水的压强为,故B错误;
C.由可得,倒立放置时瓶盖所受到水的压力为,故C错误;
D.由图可知,矿泉水瓶内水的体积为
由可得水的质量为
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力为
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为,故D正确。
故选D。
4.如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,上下底面积之比为1∶2,此时水对容器底的压力为F,压强为p;当容器倒置在水平桌面时,水对容器底部的压力和压强分别为( )
A.F;2p B.F;p C.0.5F;p D.0.5F;2p
【答案】C
【详解】由于密闭容器装满水,则由p=ρgh可知,容器倒置之后液体对容器底部压强不变,又由F=pS可知,当压强不变时,压力与受力面积成正比;已知容器上下底面积之比为1∶2,故倒置后水对容器底部压力为
所以倒置后水对容器底部的压力和压强分别为0.5F、p,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.如图所示的甲、乙两个容器,由一细管相通,细管中间有一开关K。先把开关关上,在两容器中装不同量的水,甲中水面比乙中水面高,然后将甲容器的上口密封。打开开关K后,下列判断正确的是( )
A.甲中的水不能往乙中流,水面高度都不变
B.甲中的水能往乙中流,直到乙的水面比甲中的水面高出一些为止
C.甲中的水能往乙中流,直到两容器中的水面相平为止
D.甲中的水能往乙中流一些,但甲的水面一定比乙的高
【答案】D
【详解】A.因为甲容器底部水压大于乙容器底部水压,所以甲中的水会往乙中流,A错误。
B.乙的水面不会比甲中的水面高出一些,因为甲容器内空气压强的存在,最终甲水面会高于乙水面,B错误。
C.由于甲容器上口密封,不符合连通器条件,两容器水面不会相平,C错误。
D.甲中的水能往乙中流一些,且因为甲容器内空气压强变化,最终甲的水面一定比乙的高,D正确。
故选D。
6.两个完全相同的细颈瓶(ab以上粗细均匀,截面和底面相同),如图所示放置于水平桌面上,甲瓶装水,乙瓶装等质量的盐水,液面全部超过ab而且都未溢出,则两瓶底受到液体的压强之间的关系是( )
A. B. C. D.不能确定
【答案】A
【详解】由题知道,截面和底面相同,容器底部受到的液体压力=柱形容器中液体的总重力,如下图:
根据
容器相同,两侧部分体积相等,由知道,两侧盐水质量大于两侧水的质量,由于瓶中装的水和盐水质量相等,所以柱形水的质量大于柱形盐水的质量,柱形水的重力大于柱形盐水的重力,则容器底受到液体压力
由 知道,底面积大小相等,所以
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.小妍将一根两端开口的玻璃管下端蒙上橡皮膜,如图甲。
(1)将此玻璃管放入盛有水的烧杯中,如图乙,发现橡皮膜向上凸,此现象说明____________________。
(2)继续向下压玻璃管,则橡皮膜向上凸的程度会__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。将玻璃管置于深度为h处,如图丙,向管内注入液体至图丁所示位置,此时橡皮膜的形状正好是平面。由此推测管内注入的液体可能是__________(填字母)。
A.浓盐水 B.酒精 C.蒸馏水
【答案】(1)液体内部存在向上的压强
(2) 变大 B
【详解】(1)将玻璃管放入盛水的烧杯中,橡皮膜向上凸,是因为水对橡皮膜有向上的压力,此现象说明液体内部存在向上的压强。
(2)继续向下压玻璃管时,橡皮膜在水中的深度增加,根据液体压强特点可知,水对橡皮膜向上的压强增大,压力作用效果更明显,橡皮膜向上凸的程度会变大。
当橡皮膜形状正好是平面时,说明橡皮膜上下表面受到的压强相等,即,即,如图丁所示,,所以,即玻璃管内液体密度小于水的密度,故选B。
8.课本中关于“液体对容器底部产生压强”有这样一个活动:如图甲所示,在一段粗管的下端蒙上橡皮膜,并将水注入管内约1/3处,观察橡皮膜的形状变化,再将水注入管内约2/3处,再次观察橡皮膜的形状变化,两次变化比较后得出相应结论。请回答下列问题:
(1)小金直观看到,水深度在增加,橡皮膜向下凹陷程度在__________(选填“增加”“减小”或“不变”),说明液体深度是影响液体对容器底部压强大小的因素。
(2)小敏则提出了质疑,在上述操作过程中,水的质量也在增加,那为什么不说是液体质量对液体压强产生影响呢?老师肯定了小敏的想法,并指导小敏设计了如图乙所示装置,用隔板将容器分成左右两侧,隔板中间圆孔用薄橡皮膜封闭。
①往装置乙两侧加入深度__________(选填“相同”或“不相同”)的水至橡皮膜上方,可以解答小敏的质疑。
②往装置两侧分别加入密度为、的两种液体,液面如图丙所示。小敏根据橡皮膜的凹凸情况得出一定大于,请根据图丙中现象说明原因_______。
【答案】(1)增加
(2) 相同 橡皮膜没有形变,说明左右压强相等,而橡皮膜左侧液体的深度较小,根据液体压强公式可知,h1<h2,所以。
【详解】(1)因为液体压强与液体深度有关,在液体密度相同时,深度越大,压强越大。当水深度增加时,对橡皮膜产生的压强增大,所以橡皮膜向下凹陷程度增加。
(2)①要解答小敏关于液体质量对液体压强影响的质疑,需控制液体深度相同,改变液体质量,观察橡皮膜的情况,所以往装置乙两侧加入深度相同的水至橡皮膜上方。
②橡皮膜没有形变,说明左右压强相等,而橡皮膜左侧液体的深度较小,根据液体压强公式可知,深度越小,液体密度越大,所以。
9.受水型水钟是根据水流变化规律发明的一种计时工具。
(1)给水钟甲标记刻度:每隔一分钟在受水容器上画一条刻度线。那么,刻度线的间距____________。(选填“均匀”“上密下疏”或“下密上疏”)
(2)水钟乙设置了进水口和溢水口,主要是为了保持____________不变。
(3)测量发现,水钟乙受水容器上的刻度间距太密。为了便于观察,要将刻度间距适当调大,在保持水钟乙其他装置不变的情况下,可以将受水容器更换为____________的。(选填“更粗”或“更细”)
【答案】(1)上密下疏
(2)滴水的速度
(3)更细
【详解】(1)随着泄水容器中的水不断流出,容器内水位逐渐降低,滴水孔处的水压强会逐渐减小,单位时间内流出的水量也会随之变少。但受水容器中,相同时间内新增的水量对应的水位上升高度,会随着泄水速度变慢而逐渐变小,因此后续(上方)的刻度间距会更密集,最终刻度线的间距呈现上密下疏的特点。
(2)水钟乙设置了进水口持续补水,同时溢水口可以把多余的水排出,这样就能让泄水容器内的水位始终保持固定高度,最终实现滴水的速度(或泄水容器内的水位、水流速度)保持不变,让计时更均匀准确。
(3)在单位时间流入受水容器的水量固定时,受水容器的横截面积越小,相同体积的水带来的水位上升高度就越大,刻度间距也就越大。因此要调大刻度间距,需要更换为更细的受水容器。
10.实验小组同学在探究影响液体内部压强大小因素时,利用如下实验装置进行研究。
(1)实验前先如图甲所示,轻轻按压橡皮膜,若_________,则说明装置气密性良好;
(2)根据_________两图,可推知液体内部压强和密度的关系;
(3)若U形管内墨水密度大于水的密度,则丙图中H_________(填“>”“<”或“=”)h2。
【答案】(1)若U形管两边液柱高度差变化明显
(2)丙、丁
(3)>
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,用手轻轻按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,即装置气密性良好。
(2)根据控制变量法,探究液体内部压强和密度的关系时,要控制深度相同,改变液体密度。丙、丁两图中,金属盒在液体中的深度相同,液体分别为水和盐水(密度不同),所以根据丙、丁两图,可推知液体内部压强和密度的关系。
(3)根据液体内部压强公式,在丙图中,金属盒受到水的压强等于U形管中墨水产生的压强,即,因为,所以
重难点05 压强的计算与应用
1.两个完全相同的圆台形密闭容器甲和乙,自重均为1kg,内部均装满质量为5kg的同种液体。甲、乙两容器底面积分别为、,均静止于水平桌面上(如图所示)。取。
(1)装满液体的甲容器总重力为多少?
(2)甲容器对水平桌面的压强为多少?
(3)已知甲容器中液体对底部压强为,则乙容器中液体对容器底部的压力为多少?
【答案】(1)60N
(2)
(3)60N
【详解】(1)装满液体的甲容器总重力
(2)甲容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,甲容器对水平桌面的压强为
(3)甲容器中液体对底部压强为,甲、乙两容器中液体的深度相同,密度相同,由可知,甲乙两容器中液体对容器底部的压强相等,即,乙容器中液体对容器底部的压力
2.如图甲所示,水平放置的长方体容器里有一个边长为10厘米的立方体物块M,M与容器底部不密合。以5克/秒的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。
(1)物块M的密度比水的密度______(选填“大”或“小”)。
(2)当时,物块M受到的浮力为多少牛?______。
(3)当时,容器底部受到水的压力为多少牛?______。
【答案】(1)小
(2)8N
(3)15N
【详解】(1)以5g/s的恒定水流向容器内注水,由图像可知:前40s水的深度变化较快,40s以后水的深度变化较慢,由于8cm小于立方体物体的边长,所以水深8cm时物块没有全部浸没,物体M处于漂浮状态,由浮沉条件可知,物块M的密度比水的密度小。
(2)立方体物块的边长为
当时,物块M受到的浮力为
(3)当时,容器中的水深为12cm,容器底部受到水的压强
注入水的质量
容器的底面积
容器底部受到水的压力
3.在首届世界人形机器人运动会的100米短跑项目中,“天工Ultra”机器人以21.50秒的成绩夺得短跑冠军,其身高约1.8米、体重为55kg,穿着的运动鞋单只底面积为250。跑步时受到的摩擦力为其重力的0.2倍,g取10N/kg。求:
(1)拟人形态:机器人跑步时也需要穿上鞋子,鞋底防滑纹路可以通过______来增大摩擦力。
(2)机器人跑步时受到的摩擦力大小。
(3)跑步时,机器人对地面的压强大小。
【答案】(1)增大接触面的粗糙程度
(2)110N
(3)
【详解】(1)增大摩擦力的两种常见方式为增大压力、增大接触面粗糙程度,鞋底的防滑纹路是在压力不变的前提下,让鞋底接触面变得更粗糙,以此增大摩擦力,防止打滑。
(2)机器人的重力
跑步时受到的摩擦力为其重力的0.2倍,则摩擦力
(3)跑步时,机器人单脚着地,对地面的压力等于其重力,即
单只鞋底面积
机器人对地面的压强
4.2024年,“嫦娥六号”月球探测器精准着陆月球背面,其所搭载的“玉兔二号”月球车顺利驶出着陆器,开启月球采样探索之旅,这一壮举标志着中国月球探测事业又迈出了坚实的一步。
(1)如图甲“嫦娥六号”在太空中靠自身的发动机喷射气体,实现变轨、姿态调整等精细动作,从力的作用效果分析,说明力能改变物体的________。
(2)若在月面看到“嫦娥六号”一直竖直向下喷气,某一段运动轨迹如图乙所示,相同时间内“嫦娥六号”在空中依次经过了1、2、3三个位置,其受到向上的推力________(选填“大于”“小于”或“等于”)自身的重力。
(3)“玉兔二号”月球车在地球上测得总重力为1350牛,月球表面重力约为地球的,假设月球车每个轮子与月球表面接触面积为50厘米,共有6个轮子。求月球车对某处水平平整月球表面的压强大约是多少帕?
【答案】(1)运动状态
(2)等于
(3)
【详解】(1)力的作用效果有两种:改变物体的形状、改变物体的运动状态。嫦娥六号喷射气体实现变轨、调整姿态,自身的运动方向发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态。
(2)由图乙可知,嫦娥六号在相同时间内向下运动的距离相同,说明它在向下做匀速直线运动,处于平衡状态,因此向上的推力等于其自身受到的重力。
(3)月球车在月球上的重力
月球车在水平月面,对月面压力
总接触面积
月球车对某处水平平整月球表面的压强
5.喝茶是中国人延续数千年的文化传承,而茶壶是饮茶的必备器具。学习压强知识后,小黄对家中的茶壶进行了相关研究。测得的数据如表格所示,请你接着他的研究完成如下任务()。
质量m/kg
0.6
容积V/mL
1000
底面积
100
(1)请画出空茶壶对桌面压力的图示________。
(2)空茶壶静止放在水平桌面上时,与茶壶所受的重力为一对平衡力的是________。
(3)求茶壶装满水时对桌面的压强________。
【答案】(1)
(2)桌面对茶壶的支持力
(3)茶壶装满水后,水的体积等于茶壶的容积,根据密度公式可得水的质量
茶壶装满水后对桌面的压力等于茶壶和水的总重力
将茶壶底面积换算为平方米,根据压强公式可得茶壶装满水时对桌面的压强
【详解】(1)空茶壶对水平桌面的压力作用在桌面上,方向垂直桌面向下;空茶壶静止时,压力大小等于茶壶的重力,即6N,按此作图。
(2)空茶壶静止在水平桌面上,茶壶受到竖直向下的重力和桌面对茶壶竖直向上的支持力,二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,因此是一对平衡力。
(3)茶壶装满水后,水的体积等于茶壶的容积,根据密度公式可得水的质量
茶壶装满水后对桌面的压力等于茶壶和水的总重力
将茶壶底面积换算为平方米,根据压强公式可得茶壶装满水时对桌面的压强
6.一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水罐容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)洒水车的轮胎宽大且有“凹凸不平”的花纹,目的是_______。
(2)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
【答案】(1)增大摩擦
(2)
(3)
【详解】(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。
(2)储水罐容积
水的质量
水的重力
车的质量
车的重力
车和水的总重
洒水车受到的阻力
洒水车匀速行驶,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力
(3)洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力
与地面的接触面积
对地面的压强
7.如图所示,质量为4kg、底面积为的长方体木块放置在水平地面上,现将盛有体积水的轻质薄壁圆柱形容器放在木块的中央,已知圆柱形容器的底面积为 ,(), 求:
(1)容器内水对容器底的压强_______。
(2)木块对地面的压强。
(3)现有一实心小球浸没在该圆柱形容器内的水中(容器足够高),此时水对容器底部压强的增加量为,木块对地面压强的增加量为,若:=10:7,则实心小球的密度为____________。
【答案】(1)3000Pa
(2)
(3)
【详解】(1)圆柱形容器中水的重力为
则容器内水对容器底的压强
(2)木块重力为
则木块对地面的压强
(3)设实心小球的体积为V,质量为m,将实心小球放在水中,水面升高的高度
则水对容器底部压强的增加量
木块对地面压力的增加量
则木块对地面压强的增加量
若:=10:7
则有
可得小球的质量
则实心小球的密
8.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器A、B分别置于高度差为h的两个水平面上,A中盛有深度为16h的液体甲,B中盛有深度为19h、体积为 的液体乙 。 问:
(1)水平面对容器B的支持力FB的大小
(2)若在图示水平面MN处两种液体的压强相等,先从两容器中分别抽出高均为△h的液体后,容器对各自水平面的压强为和pB,请通过计算比较pA和pB的大小关系及其对应△h的取值范围。
【答案】(1)40N
(2)若,有;若,有;若,有
【详解】(1)容器中乙液体的质量
容器中乙液体的重力
水平面对容器B的支持力
(2)因为图示水平面MN处两种液体的压强相等,则有
即
则甲乙液体的密度之比
抽出高均为△h的液体后,A、B容器对各自水平面的压强为和pB可表示为
、
则有
则当,有,即,解得
因为,所以此时有
当,有,即,解得
当,有,即,解得
因为,所以此时有
综上所述:
若,有
若,有
若,有
9.如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为 容器放在水平桌面上,桌面面积为。求:
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对桌面的压强。
【答案】(1)6.5×103Pa
(2)100N
(3)6×103Pa
【详解】(1)A点的深度
水对A点的压强
(2)水对容器底的压强
水对容器底的压力
(3)容器对桌面的压力
容器底对桌面的压强
$2.3压强
重难点归纳目录
重难点01 压力与压强 1
重难点02 影响压力作用效果的因素 3
重难点03 增大或减小压强的方法 7
重难点04 液体的压强 11
重难点05 压强的计算与应用 14
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重难点01 压力与压强重难点精准练
1.某同学在如图所示的一个较大的玻璃瓶内注入水,然后将它放在水平桌面上,此时水对玻璃瓶底的压力为F1,玻璃瓶对桌面的压力为F2。然后该同学又将一个重为3 N的木球放入瓶内,木球静止后,压力F1和F2的变化情况是( )
A.F1、F2的增量均大于3 N B.F1、F2的增量均等于3 N
C.F1的增量大于3 N,F2的增量等于3 N D.F1的增量小于3 N,F2的增量大于3 N
2.镇纸是中国古代传统工艺品,在书写作画时,用镇纸压住纸张防止纸张移动。制作镇纸的材料比较常见的有玉、石、钢、乌木等。镇纸放置在纸上,对纸施加的压力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
3.大饼是一种常见的面食。制作大饼时,先将发酵好的面团揉成厚薄均匀的饼胚,再进行烤制。如图所示,将面团揉成一张饼胚后,它对桌面的( )
A.压力不变 B.压力变小 C.压强不变 D.压强变大
4.平放在水平地面上的砖沿竖直方向(如图)截去一半,则剩下的半块砖与原来整块砖相比( )
A.对地面的压力不变 B.对地面的压强不变
C.砖的密度减小一半 D.砖受到地面的支持力不变
5.关于压力和压强概念的理解,下列说法正确的是 ( )
A.压强就是压力与接触面积之比
B.压力的方向总是垂直于接触面,压力大小可能比重力大
C.根据压强公式 可知,压强的大小与压力大小成正比
D.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
6.如图,物体A静止在水平桌面上,用一水平向右的力F将物体A匀速推上桌面的过程中,物体 A 对桌面的压力和压强的大小将( )
A.压力不变,压强变小 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大 D.压力变大,压强变小
7.如图所示,杯子静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.桌面对杯子的支持力与杯子对桌面的压力是一对相互作用力
B.杯子受到的支持力是杯子发生形变产生的
C.桌面对杯子的支持力与杯子对桌面的压力是一对平衡力
D.桌面受到的压力就是杯子的重力
8.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.根据压强公式可知,压强的大小与压力大小成正比
9.周末,小柯的爸爸带着小柯来到了好玩的衢州童话世界亲子乐园。他们来到了一个名为“奇幻山谷”的大型七彩滑梯前,小柯玩滑梯后:回忆起压力的相关知识,他把滑梯的坡面简化为一个斜面,如图乙,请问表示压力的方向正确的是_______,当小柯要用20牛的力搬重25牛的充气滑梯圈时(如图丙),滑梯圈对地面的压力是_______牛。
10.如图所示,水平桌面上的甲、乙两圆柱形容器中装有相同质量的水。水对甲、乙两容器底的压力和压强的大小关系分别是: F 甲_______F乙, p 甲_______p乙(填“>”“<”或“=”)
重难点02 影响压力作用效果的因素
1.我们在学习科学的过程中往往会用到①转换法;②类比法;③等效替代法;④控制变量法等科学方法。如图为课本实验“探究压力作用效果的相关因素”的实验程序图,其中用到的科学方法主要是( )
A.①④ B.②③ C.①② D.③④
2.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
3.小东同学用一瓶装满纯净水的瓶子和放在桌面上的海绵做实验,研究“影响压力作用效果的因素”。如图所示,他将瓶子依次正放和倒放于海绵上。
(1)正放时瓶子对海绵的压强为p1,倒放时瓶子对海绵的压强为p2,则p1_______ p2(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)要使瓶子正放时对海绵的压强与倒放时相同,请提出一种简单的方法 _________________ 。
4.矿泉水瓶常用于开展各类科学实验。
(1)如图甲,用力捏矿泉水瓶,瓶身会变扁,说明力能改变物体的______;
(2)如图乙,用力水平推矿泉水瓶下部,瓶子滑动;用同样大小的力水平推上部,瓶子倾倒,说明力的作用效果与力的______有关;
(3)将同一矿泉水瓶先后按图丙所示放置在同一块海绵上,出现如图现象,说明压力的作用效果与______有关。
5.如图所示为探究固体压强时的情景,图甲中,两手指间水平挤压铅笔,按笔尖的手指较疼,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越_______(填“明显”或“不明显”)。铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是一对_______(填“相互作用力”或“平衡力”)。若将铅笔按如图乙所示竖直放置,_______(填“能”或“不能”)得出以上结论。
6.如图所示是小华同学利用海绵和木块探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)分析比较甲、乙两图所示现象,实验探究影响压力作用效果的因素________。
(2)下列实例没有应用题(1)的结论的是( )(填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬的尖喙
(3)在水平书架上竖直并排放着10本书,若取走4本,则剩下的书对书架的压力________(填“变小”,“变大”或“不变”)。
7.为了探究浮力的产生原因,某兴趣小组设计了如图甲所示的仪器。实验时,使插有软管的一侧向上,将正方体部分竖直浸没在盛满水的水槽中,观察浸入水中的容器四面橡皮膜的变化,实验现象如图乙所示。通过直观的实验现象,该组同学得出浮力产生的原因是液体对物体上下表面存在压力差的结论。
(1)装置甲通过____________来判断压力的大小。
(2)通过乙图可知,最终浮力的方向为____________;插软管的目的是____________。
(3)该组同学改进的实验仪器如图丙所示,请结合“浮力成因模型评价表”,说明跟甲相比,丙有什么优点?答:____________。
“浮力成因模型”评价表(节选)
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
能合理体现浮力的产生原因,且误差较小。
能合理体现浮力的产生原因。
不能合理体现浮力的产生原因。
指标二
便携,使用时操作简便,且现象明显。
便携,使用时操作简便。
不便携,使用时操作不简便。
8.为探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,小科利用三本完全相同的字典和海绵进行了如图所示的实验。请回答下列问题:
(1)实验时,通过观察____________来比较字典对海绵压力的作用效果,这种实验方法叫作____________。
(2)分析(b)、(c)两图,可以得出的结论是____________。
(3)通过实验(b)和(d)对比,得到的结论可以解释以下现象中的____________(填序号,可多选)。
①书包的背带做得又宽又大
②压路机的碾子很重更易压平路面
③图钉的顶尖比较尖锐而钉帽比较大
④把刀磨得越锋利切菜就越容易
9.小舟要探究压力的作用效果与什么因素有关,进行了以下实验。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方。把包装带撕成不同宽度的两段,各自绕过橡皮泥并首尾相接,在连接处挂上相同数量的钩码。小舟通过观察橡皮泥的________,来反映压力的作用效果,初步分析可得出结论:________;
(2)小舟想继续探究压力的作用效果与压力大小的关系,应将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成相同宽度的两段,在下方挂________(选填“相同”或“不同”),数量的钩码,观察橡皮泥的变化;
(3)若要使实验结论更具有说服力,还可以________,重复上述实验。
10.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图甲、乙所示的实验。
(1)实验中观察______来判断压力的作用效果;
(2)甲、乙所示的实验能够得到的结论是______;
(3)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______(选填“丙”或“丁”)所示实验;
(4)本实验用到的科学探究方法有______。
重难点03 增大或减小压强的方法
1.我国计划实施的载人登月任务中,月球着陆器需在松软月壤上平稳着陆。其四条着陆腿的末端均设计有巨大的圆形“足垫”,其主要目的是( )
A.增大受力面积,增大压强 B.增大受力面积,减小压强
C.减小受力面积,增大压强 D.减小受力面积,减小压强
2.如图所示,完全相同的容器中装有等质量的不同液体,甲容器的液面高于乙容器的液面,甲容器底部受到液体的压强为,乙容器底部受到液体的压强为,甲容器对地面的压强为,乙容器对地面的压强为,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
3.一质地均匀的长方体木块放在水平地面上(如图甲),现将木块斜切去一部分,剩余部分木块(如图乙)对地面的压强为800Pa;将图乙中的木块倒置后(如图丙),木块对地面的压强为1200Pa。则图甲中木块对水平地面的压强为( )
A.900Pa B.960Pa C.1000Pa D.1100Pa
4.将一瓶装满水的矿泉水瓶,先倒立放置在水平桌面上(如图甲),再将其侧放(如图乙)。两次放置时,瓶子对桌面的压力分别为F1、F2,水对瓶盖的压强分别为p1、p2,其中关系描述正确的是( )
A.、 B.、
C.、 D.、
5.如图所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压强相比较( )
A.平放时最大 B.立放时最大
C.侧放时最大 D.平放、立放、侧放时一样大
6.如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积。现将甲和乙分别沿水平方向切去同样高度的一段,剩余部分对水平面的压强相等。则原来甲、乙两物体对水平面的压强、的大小关系为( )
A. B. C. D.无法确定
7.如图所示,水平地面上放置着甲、乙两个外形完全和同的长方体均匀实心物块,其中各边长关系为a∶b∶c=3∶5∶4,已知两物块的密度关系为2ρ甲=ρ乙,物块甲对地面的压强为p1,物块乙对地面的压强为p2;若将两物块均向右翻转90°,两物块对地面的压强变化量为和,则( )
A.p1∶p2=2∶3,∶=1∶2 B.p1∶p2=2∶3,∶=2∶1
C.p1∶p2=3∶2,∶=1∶2 D.p1∶p2=3∶2,∶=2∶1
8.一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上。沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分。剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强最小的是( )
A. B.
C. D.
9.小余和同学们一起玩“抛瓶倒立”的游戏,将放置于桌面上的水瓶抛起后,使得瓶盖端倒立于桌面,如甲图所示,其中瓶内液面变化如乙图所示。在瓶子倒立后,瓶内的液体对容器底部压强________(填“变大”、“变小”或“不变”),压力________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.一个未装满水的密闭容器,分别正立、倒立在水平桌面上,如图所示。请完成下列空格:
(1)图甲时,液体对容器底部的压力为F1,压强为p1;图乙时,液体对容器底部的压力为F2,压强为p2,则F1 ___________ F2 , p1________p2。
(2)若用大小分别为Fa和Fb推密闭容器在同一水平面上做匀速直线运动,则Fa ______Fb。
(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
11.如图所示是小华同学利用海绵和木块探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)分析比较甲、乙两图所示现象,实验探究影响压力作用效果的因素________。
(2)下列实例没有应用题(1)的结论的是( )(填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬的尖喙
(3)在水平书架上竖直并排放着10本书,若取走4本,则剩下的书对书架的压力________(填“变小”,“变大”或“不变”)。
12.如图所示,一块长方体橡皮,重0.6牛,当侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积为20平方厘米,它对桌面的压强为_______帕。若沿 ab方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压强_______。(填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在面积为的水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为________Pa;如图所示,若沿水平方向裁下一部分a竖放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的倍,则剩余部分b的高度为________cm。
重难点04 液体的压强
1.小科取一个正方体框架A,表面覆盖橡皮膜,使其完全浸没在水中,下列橡皮膜的凹陷情形符合实际现象的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,两只容器分别盛有相同高度的酒精和水,在A、B、C三点处,液体产生的压强( )
A.ABC三处一样 B.C处最大
C.B处最大 D.A处最大
3.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。瓶底的面积是30cm2,瓶盖的面积是10cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。以下选项正确的为( )
A.倒立放置与正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力不相等
B.倒立放置时瓶盖受到水的压强1000Pa
C.倒立放置时瓶盖所受到水的压力为13N
D.倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3000Pa
4.如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,上下底面积之比为1∶2,此时水对容器底的压力为F,压强为p;当容器倒置在水平桌面时,水对容器底部的压力和压强分别为( )
A.F;2p B.F;p C.0.5F;p D.0.5F;2p
5.如图所示的甲、乙两个容器,由一细管相通,细管中间有一开关K。先把开关关上,在两容器中装不同量的水,甲中水面比乙中水面高,然后将甲容器的上口密封。打开开关K后,下列判断正确的是( )
A.甲中的水不能往乙中流,水面高度都不变
B.甲中的水能往乙中流,直到乙的水面比甲中的水面高出一些为止
C.甲中的水能往乙中流,直到两容器中的水面相平为止
D.甲中的水能往乙中流一些,但甲的水面一定比乙的高
6.两个完全相同的细颈瓶(ab以上粗细均匀,截面和底面相同),如图所示放置于水平桌面上,甲瓶装水,乙瓶装等质量的盐水,液面全部超过ab而且都未溢出,则两瓶底受到液体的压强之间的关系是( )
A. B. C. D.不能确定
7.小妍将一根两端开口的玻璃管下端蒙上橡皮膜,如图甲。
(1)将此玻璃管放入盛有水的烧杯中,如图乙,发现橡皮膜向上凸,此现象说明____________________。
(2)继续向下压玻璃管,则橡皮膜向上凸的程度会__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。将玻璃管置于深度为h处,如图丙,向管内注入液体至图丁所示位置,此时橡皮膜的形状正好是平面。由此推测管内注入的液体可能是__________(填字母)。
A.浓盐水 B.酒精 C.蒸馏水
8.课本中关于“液体对容器底部产生压强”有这样一个活动:如图甲所示,在一段粗管的下端蒙上橡皮膜,并将水注入管内约1/3处,观察橡皮膜的形状变化,再将水注入管内约2/3处,再次观察橡皮膜的形状变化,两次变化比较后得出相应结论。请回答下列问题:
(1)小金直观看到,水深度在增加,橡皮膜向下凹陷程度在__________(选填“增加”“减小”或“不变”),说明液体深度是影响液体对容器底部压强大小的因素。
(2)小敏则提出了质疑,在上述操作过程中,水的质量也在增加,那为什么不说是液体质量对液体压强产生影响呢?老师肯定了小敏的想法,并指导小敏设计了如图乙所示装置,用隔板将容器分成左右两侧,隔板中间圆孔用薄橡皮膜封闭。
①往装置乙两侧加入深度__________(选填“相同”或“不相同”)的水至橡皮膜上方,可以解答小敏的质疑。
②往装置两侧分别加入密度为、的两种液体,液面如图丙所示。小敏根据橡皮膜的凹凸情况得出一定大于,请根据图丙中现象说明原因_______。
9.受水型水钟是根据水流变化规律发明的一种计时工具。
(1)给水钟甲标记刻度:每隔一分钟在受水容器上画一条刻度线。那么,刻度线的间距____________。(选填“均匀”“上密下疏”或“下密上疏”)
(2)水钟乙设置了进水口和溢水口,主要是为了保持____________不变。
(3)测量发现,水钟乙受水容器上的刻度间距太密。为了便于观察,要将刻度间距适当调大,在保持水钟乙其他装置不变的情况下,可以将受水容器更换为____________的。(选填“更粗”或“更细”)
10.实验小组同学在探究影响液体内部压强大小因素时,利用如下实验装置进行研究。
(1)实验前先如图甲所示,轻轻按压橡皮膜,若_________,则说明装置气密性良好;
(2)根据_________两图,可推知液体内部压强和密度的关系;
(3)若U形管内墨水密度大于水的密度,则丙图中H_________(填“>”“<”或“=”)h2。
重难点05 压强的计算与应用
1.两个完全相同的圆台形密闭容器甲和乙,自重均为1kg,内部均装满质量为5kg的同种液体。甲、乙两容器底面积分别为、,均静止于水平桌面上(如图所示)。取。
(1)装满液体的甲容器总重力为多少?
(2)甲容器对水平桌面的压强为多少?
(3)已知甲容器中液体对底部压强为,则乙容器中液体对容器底部的压力为多少?
2.如图甲所示,水平放置的长方体容器里有一个边长为10厘米的立方体物块M,M与容器底部不密合。以5克/秒的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。
(1)物块M的密度比水的密度______(选填“大”或“小”)。
(2)当时,物块M受到的浮力为多少牛?______。
(3)当时,容器底部受到水的压力为多少牛?______。
3.在首届世界人形机器人运动会的100米短跑项目中,“天工Ultra”机器人以21.50秒的成绩夺得短跑冠军,其身高约1.8米、体重为55kg,穿着的运动鞋单只底面积为250。跑步时受到的摩擦力为其重力的0.2倍,g取10N/kg。求:
(1)拟人形态:机器人跑步时也需要穿上鞋子,鞋底防滑纹路可以通过______来增大摩擦力。
(2)机器人跑步时受到的摩擦力大小。
(3)跑步时,机器人对地面的压强大小。
4.2024年,“嫦娥六号”月球探测器精准着陆月球背面,其所搭载的“玉兔二号”月球车顺利驶出着陆器,开启月球采样探索之旅,这一壮举标志着中国月球探测事业又迈出了坚实的一步。
(1)如图甲“嫦娥六号”在太空中靠自身的发动机喷射气体,实现变轨、姿态调整等精细动作,从力的作用效果分析,说明力能改变物体的________。
(2)若在月面看到“嫦娥六号”一直竖直向下喷气,某一段运动轨迹如图乙所示,相同时间内“嫦娥六号”在空中依次经过了1、2、3三个位置,其受到向上的推力________(选填“大于”“小于”或“等于”)自身的重力。
(3)“玉兔二号”月球车在地球上测得总重力为1350牛,月球表面重力约为地球的,假设月球车每个轮子与月球表面接触面积为50厘米,共有6个轮子。求月球车对某处水平平整月球表面的压强大约是多少帕?
5.喝茶是中国人延续数千年的文化传承,而茶壶是饮茶的必备器具。学习压强知识后,小黄对家中的茶壶进行了相关研究。测得的数据如表格所示,请你接着他的研究完成如下任务()。
质量m/kg
0.6
容积V/mL
1000
底面积
100
(1)请画出空茶壶对桌面压力的图示________。
(2)空茶壶静止放在水平桌面上时,与茶壶所受的重力为一对平衡力的是________。
(3)求茶壶装满水时对桌面的压强________。
6.一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t
4
储水罐容积V/L
8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2
1×103
车轮个数
6
(1)洒水车的轮胎宽大且有“凹凸不平”的花纹,目的是_______。
(2)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
7.如图所示,质量为4kg、底面积为的长方体木块放置在水平地面上,现将盛有体积水的轻质薄壁圆柱形容器放在木块的中央,已知圆柱形容器的底面积为 ,(), 求:
(1)容器内水对容器底的压强_______。
(2)木块对地面的压强。
(3)现有一实心小球浸没在该圆柱形容器内的水中(容器足够高),此时水对容器底部压强的增加量为,木块对地面压强的增加量为,若:=10:7,则实心小球的密度为____________。
8.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器A、B分别置于高度差为h的两个水平面上,A中盛有深度为16h的液体甲,B中盛有深度为19h、体积为 的液体乙 。 问:
(1)水平面对容器B的支持力FB的大小
(2)若在图示水平面MN处两种液体的压强相等,先从两容器中分别抽出高均为△h的液体后,容器对各自水平面的压强为和pB,请通过计算比较pA和pB的大小关系及其对应△h的取值范围。
9.如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为 容器放在水平桌面上,桌面面积为。求:
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对桌面的压强。
$
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