第18讲 压强 液体压强 新版初中物理竞赛补充基础版讲练

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第18讲  压强 液体压强18.1 学习提要    18.1.1 压力和压强1、压力垂直作用在物体表面并指向表面的力叫做压力。压力的方向总是垂直于受力面。2、压力的形变效果一切物体表面受到压力时，都会发生形变。大小相同的压力所产生的形变效果却并不一定相同。压力产生的形变效果不仅跟压力的大小有关，还跟受力面积的大小有关。3、压强物理学上把物体单位面积上受到的压力叫做压强，某个面上受到的压力跟该受力面积的比值就等于该面受到的压强。压强的定义式为p=F/S。压强表示了压力的作用效果。压强的国际单位是帕（Pa）。帕是一个很小的单位，一张报纸平摊在水平桌面上，对桌面的压强大约是1Pa。4、改变压强的方法在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，减小受力面积可以增大压强。在受力面积一定时，增大压力可以增大压强，减小压力可以减小压强。 18.1.2 液体内部压强1、探究液体内部压强规律（1）现象：把食品保鲜袋套在手上，伸入盛水容器中，手会感到明显的压力。（2）U形管压强计：U形管压强计在实验室和生活中有着广泛的应用。如图18-1所示，A是U形玻璃管；B是液体（水）；C是带橡皮膜的金属盒；D是软橡皮管。（3）用U形管压强计可以研究液体内部压强。根据U形管两侧管内液体的高度差大小，可比较橡皮膜所受到的液体压强的大小。2、液体内部压强规律液体内部存在着向各个方向的压强。在同种液体内部，深度越大，该处压强也越大；在同一深度处，各个方向上的压强相等。在不同液体内部同一深度处，密度大的液体产生的压强大。液体内部的压强取决于液体的密度和液体的深度。液体内部压强的计算公式为p=ρgh。式中ρ是液体的密度，单位是kg/m3；g=9.8N/kg；深度h为液面向下到某处的竖直距离。液体对容器底部的压力不一定等于容器中液体的重力G液。只有当容器为柱状（圆柱体、长方体等），即满足V=Sh时，F=pS=ρghS=ρgV=G液。3、帕斯卡定律加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。实验表明，帕斯卡定律同样适用于密闭气体。用于测量液体或气体内部压强的压强计就是利用了帕斯卡定律。4、连通器几个底部相通、上部开口的容器组成了连通器。U形管是一种最简单的连通器。在连通器内注入同一种液体，在液体不流动时，连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上。在生活和生产中存在不少连通器，如相连通的大江、湖泊、河流构成的水网，实际上就是一个天然的连通器。 18.2 难点释疑压力和压强的辨析1、定义的不同根据压力的定义，垂直作用在物体表面并指向表面的力叫压力。根据压强的定义，物体单位面积上受到的压力叫做压强。所以压强跟压力及受力面积都有关。2、关于方向压力有方向，压力的方向总是和物体的受力面相垂直；压强没有方向。3、单位的不同压力的单位是N；压强的单位是Pa。 18.3 例题精析18.3.1 压力和压强例1 关于压力的概念，下列说法中正确的是（   ）A、压力的方向总是竖直向下的B、压力的大小总是等于物体受到的重力C、压力的方向总是和物体的接触面相垂直D、压力的方向不一定和物体的接触面像垂直  例2 关于压强的大小，下列说法中正确的是（   ）A、只跟压力有关                      B、只跟受力面积有关C、跟压力及受力面积都有关            D、跟压力及受力面积都无关  18.3.2 压力的图示例3 如图18~2（a）所示，斜面上的物体对斜面的压力为6N，请在途中用力的图示法画出斜面受到物体的压力；如图18-2（b）所示，用5N的水平方向的力将一个重力为3N的木块压在竖直的墙壁上，用力的图示法作出墙面受到的压力。  17.3.3 压强大小的简单比较例4 如图18-3所示，三个用同种材料制成的实心圆柱体A、B、C放在水平桌面上。它们的高度相同，但底面积不同，且SA>SB>SC，则它们对桌面压强的大小关系为（  ） A、pA>pB>pCB、pA=pB=pCC、pA<pB<pCD、无法判断  18.3.4 压强的计算例5 滑雪的人的质量为60kg，两只脚上的滑雪板每块长2m、宽0.1m，每块滑雪板的重力为40N，滑雪的人和滑雪板对水平雪地的压强为多大？ 例6 质量为0.975kg的正方体铁块（ρ铁=7.8×103kg/m3）放在面积为1m2的水平桌面的中央。求（1）铁块的体积；（2）铁块对桌面的压强。  18.3.5 液体压强的比较例7 如图18-4所示，两只圆柱形容器A、B，它们的容积相等，但高度和底面积都不相等，A和B都盛满水且放在水平桌面上，下列关于两容器底面受到水的压强p和压力F的比较中，正确的是（   ）A、pA>pB，FA=FBB、pA<pB，FA<FBC、pA=pB，FA=FBD、pA<pB，FA=FB  18.3.6 液体压强的计算例8 底面积为0.03m2的薄壁容器放在水平桌面上，自重为2N，其内装有重力为10N的水，水面离底面高度为30cm，求（1）水对容器底面的压强；（2）水对容器底面的压力；（3）容器对水平桌面的压力；（4）容器对水平桌面的压强。  18.4强化训练A卷1、         作用在物体表面上并指向表面的力叫做压力。压力产生的效果跟         和          有关。2、                                               叫做压强。用300N的压力作用在2m2的面积上，产生的压强是      帕，它的意思是                         。3、在松软的泥地上垫一块木板行走就不会陷下去，这是因为垫了木板后可以增大             ，减小               。4、把一块砖平放、侧放、竖放在水平地面上，这三种放法对地面的压力          （选填“相等”或“不相等”），     放时压强最大，     放时压强最小。5、按图18-5试一试，两指面凹陷程度是           （选填“相同”或“不相同”）的。这表明                                   。6、一块砖的长、宽、厚分别为20cm、10cm、5cm，质量为1.5kg，将它平放在水平地面上，它对地面的压强等于         Pa；如果将它沿竖直方向截去一半，并把截下的半块砖叠放在剩下的半块砖上，这时砖对地面的压强等于          Pa。7、一边长20cm的正方体放在水平地面上，正方体的密度是2.7×103kg/m3，则它对地面的压强是        Pa；如果在正方体的上表面竖直向下打穿一个底面积为100cm3的圆柱形的孔，则余下部分对地面的压强是          Pa。8、如图18-6所示，木块G放在水平桌面上，若在木块上加4N的压力，使木块对桌面的压强变为原来压强的1.5倍，则木块重        N。9、一合金圆柱体高2m，竖直放在水平地面上，测得它对地面的压强为1.568×105Pa，则该合金的密度为            kg/m3。10、甲、乙两个实心正方体，质量相等。甲的密度大于乙的密度，将两个正方体都放在水平桌面中央（底面积均不超过桌面），它们对桌面的压力F甲         F乙，对桌面的压强p甲      p乙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。11、如图18-7所示，已知重为25N的物体静止放置在水平面上，用力的图示法画出物体对地面的压力。12、如图18-8所示，已知在斜面上处于平衡状态的物体重20N，它对斜面的压力为15N，用力的图示法画出它对斜面的压力。13、如图所示18-9所示，A物体处在墙角，受到的水平推力为10N，受到的重力为8N，试用力的图示法画出物体A对竖直墙壁和水平地面的压力。14、如图18-10所示，放置在水平地面上的物体A重18N，受到竖直向上的拉力为6N，用力的图示法画出物体A对地面的压力。15、关于重力和压力的说法，下列叙述正确的是（   ）A、压力总是由重力产生的B、压力和重力是作用在用一物体上的一对平衡力C、压力的大小可能等于重力的大小D、压力是竖直作用在物体表面上的力16、关于压强的概念，下列说法正确的是（   ）A、压强就是压力的强弱              B、压力很大时，压强不一定打C、压力很小时，压强一定不大        D、只要受力面积很小，压强一定大17、在讨论压强大小的条件时，正确的说法是（    ）A、物体受到的重力越大，产生的压强越大B、物体的受力面积越大，产生的压强就越小C、物体所受的压力越大，受力面积越小，产生的压强越大D、以上三种说法都可以18、用20N的水平力把重力为10N的木块紧压在竖直的墙壁上，这时木块对墙壁的压力是（   ）A、10N          B、15N           C、20N           D、30N19、重力为100N的长方体放在水平地面上，与地面的接触面积为0.1m2，现用一个大小为20N的力竖直作用在物体中央，则物体对地面的压强（   ）A、一定是1200Pa                   B、可能是1000PaC、可能是800Pa                    D、可能是200Pa20、几块完全相同的砖，如图18-11所示放在水平地面上，对地面的压强（   ）A、图（a）和图（b）一样           B、图（b）和图（c）一样B、图（a）和图（c）一样           D、图（a）、图（b）和图（c）都一样21、有一密度均匀的长方体钢铁，被截成A、B两块，如图18-12所示。已知LA：LB=2:1，则它们对水平桌面的压力和压强之比为（   ）A、FA：FB=2:1，pA：pB=2:1             B、FA：FB=1:2，pA：pB=1:1C、FA：FB=1:2，pA：pB=2:1             D、FA：FB=2:1，pA：pB=1:122、甲、乙两个长方体的形状大小相同，各自的边长之比都是1:2:3，甲的密度是乙的3倍。将甲长方体平放在水平地面上，乙长方体竖放在水平地面上，比较它们对地面的压强，则（    ）A、甲对地面压强大                     B、乙对地面压强大C、甲、乙对地面压强相同               D、条件不足，无法比较23、一名初中学生的质量为45kg，他每只脚接触地面的面积为1.5×10-2m2。当该学生行走时，求：（1）水平地面受到的压力F；（2）学生对水平地面的压强p。B卷1、在水平桌面上放有两个体积相等的圆柱体，它们的高度之比是1:2，密度之比是2:3，则它们所受重力之比是         ，对桌面的压强之比是          。2、将水倒满如图18-13所示的容器后，A、B、C三个橡皮膜向外凸出，说明液体对容器         有压强的作用；其中     处橡皮膜凸出的程度最大，由此可以说明液体的压强随                    的增大而增大；若将此容器中换装入相同深度的酒精后，A、B、C三个橡皮膜凸出的程度都比原来       ，这说明液体的压强还与液体的        有关。3、如图18-14所示，容器里装有密度为800kg/m3的液体，液体在图中A点的压强pA=          。在与A点同一水平面上的B点的压强pB=         ，液体对容器底部的压强p=         ，液体对容器底部的压力        液体受到的重力。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。4、U形管压强计是研究液体            的主要工具，如果U形管内两液面的高度差越大，则表示金属盒橡皮膜处液体的压强          ；若压强计的金属盒放入液体内部的某一深度，只改变橡皮膜的方向，这时U形管两边液体的高度差将              ，这说明同一深度液体向各个方向             。5、下列各种事例中，属于增大压强的是（    ）A、铁路上的钢轨铺在枕木上                B、房屋的墙基砌得比墙宽C、坦克上装有两条履带                    D、刀刃磨得很锋利6、仓库的长方体围墙对地面有压力和压强，现因该围墙太薄太低，故把它加厚、加高为原来的2倍。这样围墙对地面的压力和压强与原来比较，则有（   ）A、压力是原来的2倍，压强是原来的2倍B、压力是原来的4倍，压强是原来的2倍C、压力不变，压强不变D、压力是原来的4倍，压强不变7、两个用同一材料制成的均匀圆柱体，高度相同，它们的质量之比为3:2，现把它们都竖直放在水平面上，则它们对地面的压强之比为（   ）A、3:2          B、1:3         C、1:1        D、条件不足，无法比较8、甲、乙两个物体放在水平桌面上，它们对桌面的压力之比是2:1，与桌面的接触面积之比是3:4，则它们对桌面的压强之比是（    ）A、2:3            B、3:5              C、8:3           D、3:19、如图18-15所示，两个完全相同的铁块都放在桌面上，但A与桌面的接触面积较大，先比较A、B对桌面的压力和压强的大小，下列判断正确的是（   ）A、A对桌面的压力大，A对桌面的压强也较大B、B对桌面的压力大，B对桌面的压强较小C、A和B对桌面的压力一样大，但A对桌面的压强较大D、A和B对桌面的压力一样大，但A对桌面的压强较小10、一长方体形的砖块，长、宽、高之比为1:4:8，若把它按不同方位放置于水平地面时，它对地面所产生的压强的最小值与最大值之比为（   ）A、1:8          B、1:4            C、1:2           D、1:1611、将平底杯子放在桌面上，杯子对桌面的压强为p1，若将杯子倒扣在桌面上，杯子对桌面的压强为p2，则有（   ）A、p1>p2        B、p1=p2          C、p1<p2         D、无法比较12、缝衣针的针尖做得很尖，目的是（   ）A、为了增大压力                   B、为了增大接触面积C、为了使车行驶得平稳             D、为了减小轮子与地面的摩擦13、大型载重平板汽车，装有许多轮子，这样做的主要目的是（   ）A、为了减小对地面的压力           B、为了减小对地面的压强C、为了使车行驶得平稳             D、为了减小轮子与地面的摩擦14、如图18-16所示，两个立方体A、B对水平地面的压强相同，则以下判断正确的是（   ）A、A的高度大，因而A的密度大B、B的高度小，因而B的密度大C、A与B的密度应该相等D、条件不足，无法比较它们的密度15、下列说法中不正确的是（   ）A、在同一深度，液体密度越大时，压强越大B、在同一种液体内部，深度越大时，压强越大C、由于液体有重力才产生了压强，所以向下的压强在同一深度大于向上的压强D、在同一深度，液体向各个方向的压强相等16、计算压强的公式有p=F/S和p=ρgh，关于这两个公式的适用范围，下面说法中正确的是（   ）A、两式都是普遍适用于固体、液体和气体B、p=F/S普遍适用于固体、液体和气体，但p=ρgh一般适用于液体C、p=F/S只适用于固体，p=ρgh一般适用于液体D、p=F/S只适用于固体，p=ρgh普遍适用于固体、液体和气体17、三个相同的量筒里装有相同体积的水，用细绳拴着质量相等的实心铝块、铜块、铁块，分别浸没在各量筒的水中，不触及量筒底部，水没有溢出，则水对量筒底部的压强（已知ρ铜>ρ铁>ρ铝）（   ）A、放铜块的最大                 B、放铁块的最大C、放铝块的最大                 D、三个一样大18、假设某冰面能够承受的最大压强是9×104Pa，求：（1）一名质量为60kg的学生站在冰面上，他每只脚接触冰面的面积是1.5×10-2m2，冰会破裂吗？（2）冰橇质量是30kg，跟冰面的接触面积是1.5×10-1m2，冰橇上载重多少千克时会发生危险？      19、一长方体合金块质量为30kg，底面积为4×10-2m2.把它放于水平桌面上时，有1/4的面积伸出桌面，求：（1）合金对水平桌面的压力；（2）合金块对水平桌面的压强。