第二单元《压强》分题型专题练习一——固体压强-2026-2027学年科学八年级上册浙教版
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内容正文:
(新教材)浙教版八上科学
《压强》分题型专题练习一
——固体压强
目录
一、压力 1
二、固体压强 2
(一)压力作用效果影响因素 2
(二)改变压强的方法 6
(三)计算题 11
一、压力
1. 作图题:如图所示,物块静止在斜面上,对斜面压力为40N,请用力的图示表示出物块对斜面的压力。
【答案】
【详解】压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点位置,方向与接触面垂直选取标度为20N,沿力的方向画一条有向线段,并且压力为标度的2倍,据此作图。
2. 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
二、固体压强
(一)压力作用效果影响因素
3. 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。
4. 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。
5. 某同学在平坦的沙滩上玩耍时,发现了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示。由此他产生了疑问:压力的作用效果与哪些因素有关呢?选用小桌子、钩码、海绵等器材进行实验,过程如图乙所示。
(1)实验中,该同学通过观察______________来比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系,可通过图中_______两次实验进行比较;
(3)如图实验,将海绵一端用木块垫起,他认为比较、也能完成实验、的探究,请判断该想法是否正确,并说明理由:____________;
(4)通过综合分析,图甲中两个脚印所对应的人的质量较大的是______________(填“较深的大脚印”或“较浅的小脚印”)。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)A、B
(3)B、C两实验中压力的大小相同,受力面积不同,因此探究的是压力的作用效果与受力面积之间的关系,而D中小桌子对海绵的压力小于小桌子和钩码的重力,于是B、D两组实验中对接触面的压力大小不同、受力面积大小也不同,不符合控制变量法要求,因此无法完成B、C实验的探究,该想法是错误的。
(4)较深的大脚印
【详解】(1)压力的作用效果不易直接观察,根据转换法,实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来确定压力作用效果的大小。
(2)探究压力的作用效果与压力大小关系的实验中需要保持受力面积大小相同,改变压力的大小,因此选择AB两实验。
(3)略
(4)根据上述实验分析可知,压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,且压力越大、受力面积越小,压力的作用效果越明显;甲图中较深的大脚丫受力面积大于较浅的小脚丫受力面积,且较深的大脚丫的压力作用效果比较浅的小脚丫明显,则说明较深的大脚丫对地面的压力大,而压力的大小与人的重力大小相等,说明较深的大脚丫的重力大,则较深的大脚丫的质量大。
6. 如图所示的探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用小桌、海绵、砝码、木板等器材设计了如图所示的实验,请你根据已学过的压强知识分析。
(1)通过比较甲、丙可得出结论:______;
(2)通过比较______二组实验,可以研究体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走时对雪地压力的作用效果;
(3)如图丁所示,小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板的压力作用效果不够明显,其原因是木板与海绵的______不同;
(4)如果图丙中小桌对海绵的压强是pb,图丁中小桌对木板的压强是pc,则pb______pc(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
【答案】 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显 乙、丙 软硬程度 等于
【详解】(1)[1]通过甲、丙两个实验可知,压力的大小相同时,受力面积不同,且受力面积越小,海绵的形变越大,所以压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(2)[2]要研究体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走时对雪地压力的作用效果,需要控制压力大小相同,受力面积不同,且接触面相同,图乙、丙符合题意。
(3)[3]在压力相同、受力面积相同时,接触面材料不同,形变大小不同,是因为海绵和木板的软硬程度不同。
(4)[4]丙、丁两图的压力相同,受力面积相同时,压强相同,所以
7. 为了探究力和运动之间的内在联系,在第三章的学习过程中我们做了很多实验。请回顾你当时做实验的情景,回答以下问题:
(1)图甲实验的探究目的是______;
(2)在做图乙实验时,若要得到压力的作用效果与受力面积的正确关系,要选择哪两组实验进行对比,预计看到的实验现象是什么?______
(3)在做图丁实验时,若要探究二力平衡是否需要在一条直线上,可以采取什么操作:______;
(4)在做图丙实验时,小明发现从开始到拉动木块的过程中弹簧测力计的示数一直在增大,且拉动瞬间的拉力大小大于后来木块做匀速运动时的拉力大小,请你帮助小明解释其中的原因:______。
【答案】 探究不同阻力对物体运动的影响 ②③;②海绵的凹陷程度比③中的更大 将塑料板扭转一个角度,使塑料板两侧绳子相互平行 最大静摩擦力大于滑动摩擦力
【详解】(1)[1]由图甲知道,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,所以,图甲实验的探究目的是:探究不同阻力对物体运动的影响。
(2)[2]若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应控制压力相同,改变受力面积的大小,所以,应通过比较图②、③所示实验,预计②海绵的凹陷程度比③中的更大,能够得到的结论是:压力相同,受力面积越大,压力作用效果越明显。
(3)[3]若要探究二力平衡是否需要在一条直线上,可以将小车转动一个角度,两个力不在同一直线上,观察松手后小车能否保持静止不动。
(4)[4]木块被拉动的过程中,首先需要克服静摩擦力,从开始到拉动木块的过程中弹簧测力计的示数一直在增大,直至到克服最大静摩擦力,木块运动状态发生变化,木块开始运动后受到的是滑动摩擦力,根据题意知道“拉动瞬间的拉力大小大于后来木块做匀速运动时的拉力大小”,说明最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
(二)改变压强的方法
8. 如图为一款多功能手杖,撑开可以当座椅,折叠后可当拐杖。
(1)该产品的坐垫设计成加大版,这样设计的目的是通过_______减小压强,从而提高舒适度。
(2)拐杖静止放置于地面时,受到地面的支持力与______为一对平衡力。
【答案】(1)增大受力面积
(2)拐杖的重力
【详解】(1)坐垫加大是为了在压力一定时,增大受力面积,从而减小压强,提升舒适度。
(2)拐杖静止在水平地面时,竖直方向上,地面对拐杖向上的支持力,和拐杖自身向下的重力满足二力平衡的条件,是一对平衡力。
9. 压强的大小与压力的大小和受力面积有关,请回答下列问题。下列实例中属于增大压强的是___________,属于减小压强的是__________。(均填字母)
A.图钉尖很尖锐 B.书包背带较宽
C.铁轨下铺设枕木 D.穿滑雪板滑雪
E.安全锤的敲击端做成锥形 F.斧头用过一段时间要磨一磨
【答案】 AEF BCD
【详解】[1][2]A.图钉尖很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
B.书包背带较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
C.铁轨下铺设枕木, 是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
D.穿滑雪板滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
E.安全锤的敲击端做成锥形 ,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
F.斧头用过一段时间要磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
综上,属于增大压强的是AEF,属于减小压强的是BCD。
10. 当身陷沼泽时,应保持冷静,避免挣扎,而是采用平卧姿势,等待救援。这是为了( )
A.减小压力 B.增大压力
C.减小受力面积 D.增大受力面积
【答案】D
【详解】AB.人自身重力不变,对沼泽的压力等于人的重力,保持不变,故AB不符合题意;
CD.站立时只有双脚接触沼泽,受力面积很小;平卧时身体大面积贴在沼泽表面,增大了受力面积,根据可知,减小了压强,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
11. 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。
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.
如图所示,物体在压力的作用下静止,物体重20N,它与竖直墙面的接触面积是,现用30N的水平压力把物体按在墙上,墙面受到的压强是________Pa,物体受到的摩擦力是________N,当水平压力增大时,墙面受到的压强________,物体受到的摩擦力________。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 20 变大 不变
【详解】[1]用30N的水平压力把物体按在墙上,与竖直墙面的接触面积是,墙面受到的压强
[2]物体被压在墙壁上处于静止状态,是平衡状态,则物体在竖直方向上受到的重力和静摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,所以摩擦力f=G=20N
[3]当压力F增大时,物体与竖直墙面的接触面积不变,由可知,墙面受到的压强变大。
[4]当压力F增大时,物体仍然处于静止状态,则物体受到的摩擦力还是等于物体的重力,所以摩擦力大小不变。
14. 《天工开物》中描述了古代劳动人民在田间割稻、脱粒等情景,如图;其中蕴含着丰富的科学知识;
【资料一】割稻——有经验的农民在割稻谷前会把镰刀口磨锋利;
【资料二】脱粒——在田地里放一个木桶,用力将稻杆击打到木桶边缘,谷粒脱落在木桶内;
【资料三】储藏——将稻谷铺开来放在阳光下暴晒,晾干后储藏;
请用所学的知识解释农民的上述做法(任选两个情景)________。
【答案】把镰刀口磨锋利,在压力一定时,通过减小受力面积可增大压强,故把镰刀口磨锋利是为了增大压强,容易切断稻草;用力将稻草击打到木桶边缘,原来稻粒和稻秆同时运动,当稻秆突然停止运动时,由于惯性,稻粒要保持原来运动状态继续运动,稻粒脱离稻秆;将稻谷铺开来放在阳光下暴晒,可增加蒸发的面积和提高液体的温度,来加快蒸发。
【详解】略
科学就在我们身边。
(1)月球车有很多轮子可以像骆驼宽大的脚掌一样避免陷入沙子中,它们共同的原理是______;
(2)火箭向下喷高温气体就能往高处飞行如同游泳时向后划水人就能前进一样,它们共同的原理是______。
【答案】(1)在压力一定时,增大受力面积可以减小压强
(2)物体间力的作用是相互的
【详解】(1)月球车有很多轮子可以像骆驼宽大的脚掌一样避免陷入沙子中,它们共同的原理是在压力一定时,增大受力面积可以减小压强。
(2)游泳时手和脚向后划水,人对水有一个向后的作用力,同时人可以前进,即水对人有一个向前的作用力,利用的是物体间力的作用是相互的;火箭对燃气有一个向下的作用力,而火箭升空时,燃气对火箭有一个向上的作用力,利用的是物体间力的作用是相互的。
15. 机械键盘与传统薄膜键盘相比,具有寿命长,打字手感更舒适等优点。其按键的简化结构如图所示。具体工作原理如下:
①按压键帽,键帽推动轴体向下运动,同时弹簧被压缩。
②当金属片A、B接触,便能通电发送电信号,输出相应字符。
③松开键帽,轴体会向上运动,按键恢复原位。
(1)松开键帽,轴体会向上运动,原因是___________。
(2)按压键帽至恰好输出电信号的力称为“触发压力”。现设定按键的“触发压力”为0.4 N,按键下方的弹簧长度与所受压力之间的关系如下表。则金属片AB的间距应设定为___________cm。
压力大小/N
0
0.2
0.4
0.6
0.8
弹簧长度/cm
2.00
1.90
1.80
1.70
1.60
(3)作用在皮肤上的压强大于2700 Pa时,人体会感觉不适。已知轴心的表面积约为5×10-6 m2,按键的触发压力为0.4 N,请通过计算说明为什么要在轴心上套一个键帽?( )
(4)若按键的“触发压力”太小,打字时可能误触到其他按键,影响输出字符的准确性。为解决这一问题,请你提出一种改进方法。___________
【答案】 力改变了运动状态 1 压力一定时,通过增大接触面积减小压强 若按键的“触发压力”太小,则金属片A、B不接触,为了防止影响输出字符的准确性,可以设置,A、B接触通电发送电信号,输出相应字符时,伴随有声音来提示金属片A、B接触。
【详解】(1)[1]根据题意知道“按压键帽,键帽推动轴体向下运动,同时弹簧被压缩”,此时弹簧具有向上的弹力,当松开键帽,在轴体会在弹簧弹力的作用下向上运动,是力改变了轴体的运动状态。
(2)[2]弹簧长度的变化量与所受压力的关系是
分析表格数据知道,
解得
所以,当按键的“触发压力”为0.4 N时,轴体向下运动的距离是xAB,大小是
(3)[3]按键时的压强
此时人体会感觉不适,所以需要在轴心上套一个键帽,由 知道,是在压力不变时,通过增大接触面积减小压强,使人体会感觉舒服。
(4)[4]略
(三)计算题
16.
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
17. 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)500N
(2)1100kg
【详解】(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
(2)根据可得装上货物后对水平地面的压力为
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
根据可得所装货物的质量为
18. 如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷检,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1小时能够雾化消毒液的体积。求:
水箱容积
额定雾化量
自身重力
履带总触地面积
20升
10升/小时
500牛
200平方厘米
(1)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强_____________;
(2)机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压强减小了1.2×103帕,该过程所消耗消毒液的质量。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)机器人未装消毒液时的重力,对水平地面的压力
此时对水平地面的压强
(2)由可知,消毒后机器人对地面压力的减小量
即所消耗消毒液的重力
该过程所消耗消毒液的质量
19. 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
20. 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。
21.
在九龙建材批发城采购了一批自带电子秤的平板车(图甲)。某次,工人师傅运送一批瓷砖也使用这种手推车,车上的电子秤面积为,瓷砖厚度都为1cm,分AB两种规格:规格A边长,每片质量10kg;规格B边长(图乙)。在水平地面逐片卸货的过程中,电子秤示数变化如图丙所示,则型号B的瓷砖,每片的质量为_________kg,规格A与规格B两种瓷砖的密度之比为_________,当卸掉4片瓷砖时,B对A的压强为_________Pa.
【答案】 5 5000
【详解】 由图丙可知,初始总瓷砖质量为800kg,总共有100片瓷砖;由图乙可知,B瓷砖在A的上方,所以卸货前40片为B瓷砖,剩余片为规格A瓷砖。 设B每片质量为,列总质量方程
解得瓷砖B每片质量为。
瓷砖A的底面积
瓷砖B的底面积
根据密度公式推导密度之比
卸货从最上层开始,前40片卸掉的都是B,卸掉4片后,剩余B的数量为片。 B对A的压力等于剩余B的总重力
B与A的接触面积等于单块B的底面积,根据压强公式此时B对A的压强
22.
如图甲所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长,下面部分也为正方体形状,边长,容器总质量。容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积,下表面与容器底面距离,上表面与容器口距离。现往容器内加水,设水的质量为M,已知。
(1)当时,求此时容器对水平地面的压强。
(2)当时,求出水对容器底部的压力F随M变化的关系式,并在图乙中做出F-M图像。
【答案】(1)300Pa
(2)
当水的质量时,液体对容器底的压力等于水的重力
当水质量时,关系式
【详解】(1)当时,水的体积为
而长方体下表面与容器底面之间的体积为
水面还没有到达物体的下表面,即水面还没有到达长方体的下表面,此时水可看作柱体;容器对水平地面的压力
容器的底面积
此时容器对水平地面的压强为
(2)当水面恰好达到物体下表面时,水的体积
水的质量
当水的质量时,液体对容器底的压力等于水的重力
是一个正比例函数,作出图像;
长方体浸入下长方体的体积为
当注入的水时,恰好把下面的正方体注满,此时水的深度为6cm,此时水对容器底的压力
水质量时,关系式
它是一个一次函数,图像是一条直线。
所以水对容器底部的压力F随M变化的关系式为:当水的质量时,液体对容器底的压力等于水的重力
当水质量时,关系式
所以图像如下图所示:
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《压强》分题型专题练习一
——固体压强
目录
一、压力 1
二、固体压强 1
(一)压力作用效果影响因素 1
(二)改变压强的方法 4
(三)计算题 6
一、压力
1. 作图题:如图所示,物块静止在斜面上,对斜面压力为40N,请用力的图示表示出物块对斜面的压力。
2. 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。
二、固体压强
(一)压力作用效果影响因素
3. 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
4. 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。
5. 某同学在平坦的沙滩上玩耍时,发现了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示。由此他产生了疑问:压力的作用效果与哪些因素有关呢?选用小桌子、钩码、海绵等器材进行实验,过程如图乙所示。
(1)实验中,该同学通过观察______________来比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系,可通过图中_______两次实验进行比较;
(3)如图实验,将海绵一端用木块垫起,他认为比较、也能完成实验、的探究,请判断该想法是否正确,并说明理由:____________;
(4)通过综合分析,图甲中两个脚印所对应的人的质量较大的是______________(填“较深的大脚印”或“较浅的小脚印”)。
6. 如图所示的探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用小桌、海绵、砝码、木板等器材设计了如图所示的实验,请你根据已学过的压强知识分析。
(1)通过比较甲、丙可得出结论:______;
(2)通过比较______二组实验,可以研究体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走时对雪地压力的作用效果;
(3)如图丁所示,小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板的压力作用效果不够明显,其原因是木板与海绵的______不同;
(4)如果图丙中小桌对海绵的压强是pb,图丁中小桌对木板的压强是pc,则pb______pc(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
7. 为了探究力和运动之间的内在联系,在第三章的学习过程中我们做了很多实验。请回顾你当时做实验的情景,回答以下问题:
(1)图甲实验的探究目的是______;
(2)在做图乙实验时,若要得到压力的作用效果与受力面积的正确关系,要选择哪两组实验进行对比,预计看到的实验现象是什么?______
(3)在做图丁实验时,若要探究二力平衡是否需要在一条直线上,可以采取什么操作:______;
(4)在做图丙实验时,小明发现从开始到拉动木块的过程中弹簧测力计的示数一直在增大,且拉动瞬间的拉力大小大于后来木块做匀速运动时的拉力大小,请你帮助小明解释其中的原因:______。
(二)改变压强的方法
8. 如图为一款多功能手杖,撑开可以当座椅,折叠后可当拐杖。
(1)该产品的坐垫设计成加大版,这样设计的目的是通过_______减小压强,从而提高舒适度。
(2)拐杖静止放置于地面时,受到地面的支持力与______为一对平衡力。
9. 压强的大小与压力的大小和受力面积有关,请回答下列问题。下列实例中属于增大压强的是___________,属于减小压强的是__________。(均填字母)
A.图钉尖很尖锐 B.书包背带较宽
C.铁轨下铺设枕木 D.穿滑雪板滑雪
E.安全锤的敲击端做成锥形 F.斧头用过一段时间要磨一磨
10. 当身陷沼泽时,应保持冷静,避免挣扎,而是采用平卧姿势,等待救援。这是为了( )
A.减小压力 B.增大压力
C.减小受力面积 D.增大受力面积
11. 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
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.
如图所示,物体在压力的作用下静止,物体重20N,它与竖直墙面的接触面积是,现用30N的水平压力把物体按在墙上,墙面受到的压强是________Pa,物体受到的摩擦力是________N,当水平压力增大时,墙面受到的压强________,物体受到的摩擦力________。(填“变大”“变小”或“不变”)
14. 《天工开物》中描述了古代劳动人民在田间割稻、脱粒等情景,如图;其中蕴含着丰富的科学知识;
【资料一】割稻——有经验的农民在割稻谷前会把镰刀口磨锋利;
【资料二】脱粒——在田地里放一个木桶,用力将稻杆击打到木桶边缘,谷粒脱落在木桶内;
【资料三】储藏——将稻谷铺开来放在阳光下暴晒,晾干后储藏;
请用所学的知识解释农民的上述做法(任选两个情景)________。
科学就在我们身边。
(1)月球车有很多轮子可以像骆驼宽大的脚掌一样避免陷入沙子中,它们共同的原理是______;
(2)火箭向下喷高温气体就能往高处飞行如同游泳时向后划水人就能前进一样,它们共同的原理是______。
15. 机械键盘与传统薄膜键盘相比,具有寿命长,打字手感更舒适等优点。其按键的简化结构如图所示。具体工作原理如下:
①按压键帽,键帽推动轴体向下运动,同时弹簧被压缩。
②当金属片A、B接触,便能通电发送电信号,输出相应字符。
③松开键帽,轴体会向上运动,按键恢复原位。
(1)松开键帽,轴体会向上运动,原因是___________。
(2)按压键帽至恰好输出电信号的力称为“触发压力”。现设定按键的“触发压力”为0.4 N,按键下方的弹簧长度与所受压力之间的关系如下表。则金属片AB的间距应设定为___________cm。
压力大小/N
0
0.2
0.4
0.6
0.8
弹簧长度/cm
2.00
1.90
1.80
1.70
1.60
(3)作用在皮肤上的压强大于2700 Pa时,人体会感觉不适。已知轴心的表面积约为5×10-6 m2,按键的触发压力为0.4 N,请通过计算说明为什么要在轴心上套一个键帽?( )
(4)若按键的“触发压力”太小,打字时可能误触到其他按键,影响输出字符的准确性。为解决这一问题,请你提出一种改进方法。___________
(三)计算题
16.
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________。
17. 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。
18. 如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷检,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1小时能够雾化消毒液的体积。求:
水箱容积
额定雾化量
自身重力
履带总触地面积
20升
10升/小时
500牛
200平方厘米
(1)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强_____________;
(2)机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压强减小了1.2×103帕,该过程所消耗消毒液的质量。
19. 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?
20. 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
21.
在九龙建材批发城采购了一批自带电子秤的平板车(图甲)。某次,工人师傅运送一批瓷砖也使用这种手推车,车上的电子秤面积为,瓷砖厚度都为1cm,分AB两种规格:规格A边长,每片质量10kg;规格B边长(图乙)。在水平地面逐片卸货的过程中,电子秤示数变化如图丙所示,则型号B的瓷砖,每片的质量为_________kg,规格A与规格B两种瓷砖的密度之比为_________,当卸掉4片瓷砖时,B对A的压强为_________Pa.
22.
如图甲所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长,下面部分也为正方体形状,边长,容器总质量。容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积,下表面与容器底面距离,上表面与容器口距离。现往容器内加水,设水的质量为M,已知。
(1)当时,求此时容器对水平地面的压强。
(2)当时,求出水对容器底部的压力F随M变化的关系式,并在图乙中做出F-M图像。
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