人教版八年级下册9.1 压强课后作业题
展开(练习3 压强计算专题练习)
姓名: 学校: 老师:
一、选择题(共12小题):
1.两个质地均匀的正方体分别放在水平桌面上,它们的重力之比是1:2,与桌面的接触面积之比是2:1,那么桌面所受的压强之比是( )
A.1:1B.2:1C.1:4D.1:2
2.两个正方体物体分别放在水平地面上,已知它们质量相同,体积之比是8:1.这两个物体对地面的压强之比是( )
A.8:1B.1:8C.1:4D.1:2
3.如图所示,边长为0.1m、密度为5×103kg/m3的实心正方体物块,放在面积为1m2的水平桌面中央,现将竖直向上的拉力20N作用在物体上,下列说法错误的是( )
A.物体受到的合力为0N
B.物体受到的重力是50N
C.物体对桌面的压强是30Pa
D.桌面对物体的支持力为30N
4.如图所示A、B两个正方体放在水平地面上,己知两物体的边长之比是LA:LB=2:1,重力之比为GA:GB=3:2,则A对地面的压强与B对地面的压强之比为( )
A.3:8B.3:1
C.2:3D.3:4
5.如图所示,正方体A、B叠放在水平面上,A、B边长之比为1:2,若A对B的压强与B对水平面的压强相等,则A、B的密度之比为( )
A.3:8
B.3:4
C.8:3
D.4:3
6.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=5:4,底面积之比S甲:S乙=6:5,对水平地面的压强之比p甲:p乙=2:3,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙的质量之比是4:5
B.甲、乙的高度之比是8:15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的质量后,剩余部分对地面的压强不可能相等
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
7.如图所示,是ab两种物质m﹣V的关系图象,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是( )
A.a、b的密度之比为4:1
B.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4:1
C.a、b的密度之比为2:1
D.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2:1
8.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=2:3,底面积之S甲:S乙=3:4,对水平地面的压强之比p甲:p乙=8:5,下列有关甲、乙的说法正确的是( )
A.甲、乙的重力之比是1:2
B.甲、乙的体积之比是16:5
C.甲、乙的高度之比是5:12
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强
9.如图所示,A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强为p1,若取走A,B对地面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,若A、B的边长之比为LA:LB=2:3,则下列说法正确的是( )
A.A、B的体积之比VA:VB=4:9
B.A、B的密度之比ρA:ρB=16:27
C.A、B的质量之比mA:mB=1:2
D.A、B的物重之比GA:GB=2:5
10.如图所示,把用ρ=1.0×103kg/m3的复合材料制成边长分别为2m和3m的甲、乙两实心均匀正方体放在水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙;把G1=2×104N的物体放在甲上,G2=3×104N的物体放在乙上,此时甲、乙对地面的压强分别为p甲′、p乙′,则下列结果正确的是( )
A.p甲:p乙=2:3,p甲′:p乙′=3:4
B.p甲:p乙=2:3,p甲′:p乙′=4:3
C.p甲:p乙=3:2,p甲′:p乙′=3:4
D.p甲:p乙=3:2,p甲′:p乙′=4:3
11.如图所示,A、B是由同种材料制成的实心圆柱体,A高度是B的3倍,按如图1所示方式放置在水平地面时,A对地面与B对A的压强之比为3:1;若将A、B倒置后仍然放在水平地面上(如图2所示),则此时A对B的压强与B对地面的压强之比为( )
A.1:3B.1:2C.4:1D.1:1
12.如图所示,两个密度均匀质量相等的圆柱体A、B,底面积之比为SA:SB=2:3.若将A的上方水平截去一段叠放在B的正上方后,A剩余部分对水平面的压强恰好等于此时B对水平面的压强,A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,A截去的高度与A原高度之比△h:h,A、B的密度之比ρA:ρB,则( )
A.△h:h=1:3 ρA:ρB=3:2B.△h:h=1:5 ρA:ρB=10:9
C.△h:h=1:3 ρA:ρB=1:2D.△h:h=1:5 ρA:ρB=9:10
二、计算题(共23小题):
13.为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人的质量为120kg,车轮与地面的接触面积为6×10﹣3m2.求:
(1)机器人所受的重力;
(2)机器人对地面的压强。
14.为了倡导绿色出行,盐城市投放了大量的共享自行车。小明的质量为50kg,车的重力为100N,每个轮胎与地面接触面积为0.01m2,小明在水平路面上骑车。求:
(1)小明的重力;
(2)自行车对地面的压力;
(3)自行车对地面的压强。
15.如图所示,双轮电动平衡车质量为10kg,沿平直的路面行驶5min,通过的路程为900m。驾驶人员的质量是50kg,轮胎与地面的总接触面积为2.5×10﹣3m2,g取10N/kg。则平衡车(行驶过程中)
(1)行驶的速度是多少?
(2)受到的重力是多少?
(3)对地面的压强是多少?
16.松果电动共享车也登陆商河。物理刘老师租用共享电动车外出家访,人车总质量为80kg,电动车轮胎与地面总接触面积为0.005m2.这辆车从学校出发,沿平直公路以5m/s的速度匀速行驶了10min到达小明家。取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)小明家距离学校的路程是多少?
(2)人和车的总重力是多少?
(3)这辆共享车对地面的压强多大?
17.如图所示,一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶,它所受的阻力为3500N,此时汽车的动力是车重的0.1倍,车轮胎与地面接触的总面积约为0.4m2,求:
(1)汽车的动力是多少?
(2)地面对汽车的支持力是多少?
(3)汽车对地面的压强是多少?
18.在寒冷的冬天,某封冻的江河冰面能承受的最大压强是2×104Pa,在冰面上行驶的雪橇质量是200kg,它与冰面的接触面积是0.5m2.(g=10N/kg)求:
(1)雪橇受到的重力是多少?
(2)雪橇对冰面的压强是多少?
(3)在保证安全的情况下,雪橇上最多能装多少千克的物体?
19.如图所示,铅笔的质量为6g,铅笔尾端的面积是4×10﹣4m2,笔尖面积是5×10﹣7m2,从两端相向压住铅笔时,笔尾对手指的压强是1×103Pa.(取g=10N/kg)求:
(1)铅笔受到的重力;
(2)笔尾对手指的压力;
(3)笔尖对另外一个手指的压强。
20.某正方体质量是16kg,边长0.2m。(g取10N/kg)
(1)求该正方体受到的重力是多少?
(2)该正方体放在水平面上时,如图A所示,求正方体对水平面的压强是多大?
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,如图B所示,求此正方体对水平面的压强是多大?
21.渣土车因为超载、随意抛撒垃圾、乱闯红灯等行为一度被社会广泛诟病。继限制渣土车过江政策后,2016年2月,武汉渣土车、砂石料车“双车”整治拉开序幕。首批运输企业与改装企业签订协议,计划在4月1日前,全部恢复“真身”且加装“加密”系统,利用智能化管理,车辆达标才能上路。看到信息后,小方找到了某品牌渣土车的相关资料,如图为3轴10轮“渣土车”,空车质量为12t,假设每只轮胎与地面的接触面积恒为0.02m2,则:
(1)该车空载时对水平路面的压力为多少N?
(2)武汉市主干道规定车辆对地面的压强不得超过1.5×106Pa,该车最多能装载多少吨的渣土才允许上路?(g=10N/kg)。
22.“业余侦探”小星发现两个并拢的“可疑”鞋印。为了估测那个人的体重,小星在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓如图所示,图中每个小方格的面积是5cm2.测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的都不算。为了测量压强,他在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是15N.根据以上数据,(g取10N/kg)。试求:
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的质量。
23.置于水平地面上的物体A、B如图所示,A质量为2.5kg,底面积为0.01m2,B重55N,底面积为200cm2,求:
(1)物体A的重力;
(2)物体A对B的压强;
(3)物体B对水平地面的压强。
24.如图,边长为10cm、密度为5×103kg/m3的正方体金属块,放在面积为1m2的水平桌面上,用弹簧测力计向上拉金属块,当弹簧测力计的示数为10N时,求:
(1)金属块受到的重力;
(2)金属块对桌面的压力;
(3)金属块对桌面产生的压强。
25.正方体物块A的边长为10cm,正方体物块B的边长为20cm,现将物块A放在水平地面上,物块B叠放在物块A的正上方,如图所示。已知物块A的密度为2×103kg/m3,物块B的重力是80N,g取10N/kg。求:
(1)物块A的重力GA;
(2)物块A对地面的压强pA。
26.如图所示,质量为0.25kg,边长为5cm的正方体A和质量为2kg、边长为10cm的正方体B叠放在水平地面上。求:
(1)B对A的压力;
(2)A对地面的压强。
27.如图所示,水平桌面上放有两个由相同材料制成的立方体A和立方体B,边长分别为2cm和1cm,材料的密度为8.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)立方体A的重力,以及它对桌面产生的压强;
(2)当将立方体B叠放于立方体A上时,桌面受到的压强增加了多少。
28.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为2×10﹣2m2,质量为16kg,乙的体积为1×10﹣3m3.求:
(1)甲对地面的压强是多少Pa?
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为p1,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为p2,已知p2=4p1,求乙的密度是多少Kg/m3?
29.如图1,小明将密度不同的甲、乙两实心柱体放置在水平桌面上进行搭建积木游戏。甲由若干个相同的小柱体叠加构成(忽略叠加缝隙),甲、乙底面积之比S甲:S乙=1:4,甲柱体由上至下逐块取下小柱体并搭放在乙柱体中央,两柱体对桌面压强p随甲柱体减少的高度h的变化关系图线如图2,求:
(1)还未开始搭建时,甲、乙柱体对桌面的压力比F甲:F乙;
(2)搭积木全过程,乙柱体对桌面压强增加量的最大值;
(3)搭积木过程中,甲、乙柱体对桌面压强相等时的压强值。
30.如图所示,两个均匀的实心正方体甲和乙放置在水平地面上,甲的质量为6kg,边长为0.1m。求:
(1)甲的密度ρ甲。
(2)甲对水平地面的压强p甲。
(3)若甲、乙对水平地面的压强相等,且密度之比为2:1,将甲水平切去一半后,将切去部分叠放到乙的上方中央,再将甲剩余部分立放在水平地面上,则甲剩余部分对水平地面的压强p甲′与乙对水平地面压强变化量△p乙比值。
31.如图所示,棱长分别为0.2米和0.1米的实心立方体A、B放置在水平地面上,物体A、B的质量均为8千克。求:
(1)物体A的密度ρA。
(2)物体B对水平地面的压强pB。
(3)小明设想在A、B两物体中选择某一物体沿竖直或水平方向截取一定质量△m,并将截取部分△m置于对方的上表面,使此时它们对水平地面的压强pA′=pB′,上述做法是否都可行?请说明理由。请写出满足pA′=pB′时的截取和放置方式,并计算出△m。
32.如图所示,水平地面上放置了甲、乙两个质量均匀的长方体物块,甲物块的底面积为100cm2,乙物块的底面积是甲的2倍。甲物块高15cm,乙物块高12cm;甲的密度为0.6g/cm3,ρ甲:ρ乙=3:5.(g取10N/kg)
(1)求乙的质量。
(2)现将甲物块叠放在乙物块上方,求乙物块对水平地面的压强。
(3)若将乙物块沿水平方向切下一部分,切下的部分放在甲物块上,此时甲、乙物块对水平面的压强相等,求切去的厚度应该是多少厘米?
33.如图所示为一个质地均匀的正方体铝块,放在水平桌面上(如图甲),已知正方体铝块的边长为0.3m,铝的密度为2.7×103kg/m3,求:
(1)铝块对水平桌面的压强;
(2)如图乙所示将铝块沿EB方向切除后,余下铝块对桌面的压强为6750Pa,其中CE:ED=1:2,然后将铝块倒置放在水平桌面上(如图丙),它对桌面的压强为多少?
34.甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体,放置在水平桌面上。分别沿水平方向切去上部分,剩余部分对桌面的压强p与切去部分高度h的关系如图所示,已知甲的密度为4×103kg/m3。求:
(1)圆柱体甲的高度为多少cm?
(2)当切去部分高度为5cm时,圆柱体乙剩余部分对桌面的压强为多少Pa?
(3)当切去部分高度为h0时,圆柱体甲、乙剩余部分对桌面的压强均为p0,p0的值为多少Pa?
35.如图所示,在水平地面上有两个由同种材料制成的均匀正方体金属块甲和乙,其密度为1.8×103kg/m3,它们的边长之比为1:3,甲的边长为0.2m。求:
(1)甲的重力?
(2)甲对地面的压强?
(3)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切去重力为多少?(g取10N/kg)
人教版 八年级物理下册 第9章《压强》
第1节 压强
(练习3 压强计算专题练习)
姓名: 学校: 老师:
一、选择题(共12小题):
1.两个质地均匀的正方体分别放在水平桌面上,它们的重力之比是1:2,与桌面的接触面积之比是2:1,那么桌面所受的压强之比是( )
A.1:1B.2:1C.1:4D.1:2
【答案】C
【解析】已知两个物体的重力大小关系、与水平桌面的接触面积(受力面积)之间的大小关系,而物体对水平面的压力和自身的重力相等,可得压力大小关系,再利用p=FS求对桌面的压强之比。
解:因为物体放在水平桌面上时,对桌面的压力F=G,
所以两个物体对桌面的压力之比:F1:F2=G1:G2=1:2,
受力面积之比S1:S2=2:1,
则两物体对桌面的压强之比:p1:p2=F1S1:F2S2=12:21=1:4.
故选:C。
2.两个正方体物体分别放在水平地面上,已知它们质量相同,体积之比是8:1.这两个物体对地面的压强之比是( )
A.8:1B.1:8C.1:4D.1:2
【答案】C
【解析】已知两正方体物体的体积之比,根据V=a3可知边长之比,进一步求出底面积之比,已知两个物体的质量相等,则可知对地面的压力之比,根据p=FS可求出它们对地面的压强之比。
解:已知两正方体物体的体积之比是8:1,由V=a3可知,它们的边长之比为a1:a2=2:1,
由S=a2可知,它们的底面积之比为S1:S2=4:1,
由于两个物体的质量相等,所以两物体的重力相等,
又因为物体放在水平地面上时,水平地面受到的压力等于重力,所以压力之比为F1:F2=1:1,
由p=FS可得,两物体对地面的压强之比:p1:p2=F1S1:F2S2=F1F2×S2S1=11×14=14。
故选:C。
3.如图所示,边长为0.1m、密度为5×103kg/m3的实心正方体物块,放在面积为1m2的水平桌面中央,现将竖直向上的拉力20N作用在物体上,下列说法错误的是( )
A.物体受到的合力为0N B.物体受到的重力是50N
C.物体对桌面的压强是30Pa D.桌面对物体的支持力为30N
【答案】C
【解析】由密度公式的变形公式求出物体的质量,然后求出它对桌面的压力,应用压强公式求出它对桌面的压强;最后根据物体所处的状态求出它受到的合力。
解:A、由于物体静止,处于平衡状态,则它所受到的合力为0N,故A正确;
B、因为ρ=mV,所以物体的质量m=ρV=5×103kg/m3×(0.1m)3=5kg,
物体所受的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N,故B正确;
CD、对物体受力分析可知,物体受竖直向下的重力和竖直向上的拉力、桌面对物体的支持力,
因为物体静止,所以由力的平衡条件可得,物体受到的支持力:
F支=G﹣F=50N﹣20N=30N,
因为支持力与物体对桌面的压力为作用力与反作用力,所以物体对桌面的压力F=30N,
物体对桌面的压强:p=FS=30N0.1m×0.1m=3000Pa,故C错误,D正确。
故选:C。
4.如图所示A、B两个正方体放在水平地面上,己知两物体的边长之比是LA:LB=2:1,重力之比为GA:GB=3:2,则A对地面的压强与B对地面的压强之比为( )
A.3:8B.3:1C.2:3D.3:4
【答案】A
【解析】物体放置水平地面上,压力等于其重力,由边长之比可得受力面积之比,然后根据p=FS分析即可。
解:LA:LB=2:1,所以SA:SB=4:1;
因为在水平地面,所以F=G,则FA:FB=GA:GB=3:2;
所以pA:pB=FASA:FBSB=FASA×SBFB=32×14=38=3:8。
故选:A。
5.如图所示,正方体A、B叠放在水平面上,A、B边长之比为1:2,若A对B的压强与B对水平面的压强相等,则A、B的密度之比为( )
A.3:8B.3:4C.8:3D.4:3
【答案】C
【解析】①已知正方体边长之比,可以得到底面积之比和体积之比;
②根据A对B的压强与B对水平地面的压强相等,可推出A对B的压力和B对地面的压力之比;进而推出A对B的压力。
③物体对水平面的压力等于其本身重力,据此利用p=FS、G=mg、ρ=mV计算密度之比。
解:因为A、B边长之比为:aAaB=12,
所以A、B面积之比为:SASB=(aAaB)2=(12)2=14,
则体积之比为:VAVB=(aAaB)3=(12)3=18。
由题知,A对B的压强与B对水平地面的压强相等,即pA=pB,
根据p=FS可得,FASA=FBSB,则A对B的压力和B对地面的压力之比为FAFB=SASB=14,
所以A对B的压力为13,
此时压力等于其本身重力,所以GAGB=mAgmBg=13,即ρAVAgρBVBg=13,
所以ρAρB=83。故选:C。
6.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=5:4,底面积之比S甲:S乙=6:5,对水平地面的压强之比p甲:p乙=2:3,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙的质量之比是4:5
B.甲、乙的高度之比是8:15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的质量后,剩余部分对地面的压强不可能相等
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
【答案】D
【解析】(1)知道压强之比、受力面积之比,利用F=pS可得甲、乙对水平地面的压力之比;因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,即F=G,可求甲、乙两物体的重力之比,再根据G=mg可求甲、乙的质量之比;
(2)质量均匀的长方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,知道压强之比、密度之比,可求甲、乙的高度之比;
(3)由于物体对水平面的压力和自身的重力相等,物体对地面的压强p=FS=GS=mgS,切去相同质量时,剩余部分对地面的压强p甲′=G甲−△mgS甲,p乙′=G乙−△mgS乙,而G甲:G乙=4:5,S甲:S乙=6:5,若剩余部分对地面的压强相等,p甲′=p乙′,据此可求切去质量与乙的质量大小关系,据此判断是否可行;
(4)物体对地面的压强p=ρgh,则切去相同的高度后,两者压强的变化量分别为△p甲′=ρ甲g△h,△p乙′=ρ乙g△h,已知它们的密度之比ρ甲:ρ乙=5:4,则:ρ甲>ρ乙,可知△p甲′>△p乙′,已知原来甲乙对水平地面的压强之比p甲:p乙=2:3,则:p甲<p乙,由于剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p.据此确定剩余部分对地面的压强是否相等。
解:A、由p=FS可得,甲、乙对水平地面的压力之比:F甲F乙=p甲S甲p乙S乙=2×63×5=45,
因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,F=G,
所以甲、乙两物体的重力之比:G甲:G乙=F甲:F乙=4:5,
由G=mg可得,甲、乙的质量之比:m甲:m乙=G甲:G乙=4:5,故A正确;
B、质量均匀的长方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,
甲、乙的高度之比:h甲:h乙=p甲ρ甲g:p乙ρ乙g=25×g:34×g=8:15,故B正确;
C、因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,物体对地面的压强:p=FS=GS=mgS,
切去相同质量时,剩余部分对地面的压强:p甲′=G甲−△mgS甲,p乙′=G乙−△mgS乙,
因为G甲:G乙=4:5,S甲:S乙=6:5,
所以G甲=45G乙,S甲=65S乙,
若剩余部分对地面的压强相等,p甲′=p乙′,
则:G甲−△mgS甲=G乙−△mgS乙,45G乙−△mg65S乙=G乙−△mgS乙,
45G乙﹣△mg=65G乙−65×△mg,
解得:△mg=2G乙,
△m=2m乙,即要使剩余部分的压强相等,减去部分的质量为乙的质量的2倍,这是不可能的,故C正确;
D、由于水平面上的柱状物体对地面的压强可以利用p=ρgh比较,则切去相同的高度后,两者压强的变化量分别为:
△p甲′=ρ甲g△h,△p乙′=ρ乙g△h,
已知它们的密度之比ρ甲:ρ乙=5:4,则:ρ甲>ρ乙,
所以,△p甲′>△p乙′,
已知原来甲乙对水平地面的压强之比:p甲:p乙=2:3,则:p甲<p乙,
由于剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p.所以剩余部分对地面的压强不可能相等,故D错误;
故选:D。
7.如图所示,是ab两种物质m﹣V的关系图象,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是( )
A.a、b的密度之比为4:1
B.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4:1
C.a、b的密度之比为2:1
D.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2:1
【答案】B
【解析】(1)由图象可知,当m=80g时,甲、乙两物体的体积,利用密度公式求a、b两种物质的密度,进而求出密度之比;
(2)用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,知道了密度关系,可求体积之比,再利用V=L3求正方体的边长之比,根据正方体对水平地面的压强
p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρLg求压强之比。
解:AC、由图象可知,当m=80g时,V甲=5cm3、V乙=40cm3,
a、b两种物质的密度为:ρa=mV甲=80g5cm3=16g/cm3,ρb=mV乙=80g40cm3=2g/cm3,
a、b的密度之比:ρa:ρb=16g/cm3:2g/cm3=8:1,故A、C错误;
BD、用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,其体积之比:
V甲:V乙=mρa:mρb=ρb:ρa=1:8,
由V=L3可得正方体的边长之比:L甲:L乙=1:2,
因为正方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρLg,
所以,甲乙两物体对水平地面的压强之比:p甲p乙=ρaL甲gρbL乙g=8×1×g1×2×g=41,故B正确、D错误。
故选:B。
8.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=2:3,底面积之S甲:S乙=3:4,对水平地面的压强之比p甲:p乙=8:5,下列有关甲、乙的说法正确的是( )
A.甲、乙的重力之比是1:2
B.甲、乙的体积之比是16:5
C.甲、乙的高度之比是5:12
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强
【答案】D
【解析】(1)知道压强之比、受力面积之比,利用p=FS求甲、乙对水平地面的压力之比;由于水平面上物体的压力等于自身重力,可得甲、乙物体的重力之比,再利用G=mg求甲、乙质量之比;
(2)求出了质量之比,知道密度之比,利用ρ=mV求甲、乙的体积之比;
(3)求出了体积之比,知道底面积之比,利用V=Sh求甲、乙长方体的高度之比;
(4)长方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,据此求将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度△h后,甲、乙压强的变化量,知道ρ甲:ρ乙=2:3,即ρ甲<ρ乙,可求得△p甲<△p乙,知道对水平地面的压强之比p甲:p乙=8:5,即p甲>p乙,可得甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强。
解:A、由p=FS可得甲、乙对水平地面的压力之比:F甲F乙=p甲S甲p乙S乙=8×35×4=65,
因为水平面上物体的压力等于自身重力,
所以甲、乙物体的重力之比:G甲:G乙=F甲:F乙=6:5,
由G=mg可得甲、乙质量之比:m甲:m乙=G甲:G乙=6:5,故A错误;
B、由ρ=mV可得甲、乙的体积之比:V甲:V乙=m甲ρ甲:m乙ρ乙=62:53=9:5,故B错误;
C、由V=Sh可得甲、乙长方体的高度之比:
h甲:h乙=V甲S甲:V乙S乙=93:54=12:5,故C错误;
D、长方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,
将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度△h后,甲、乙压强的变化量:
△p甲=ρ甲g△h,△p乙=ρ乙g△h,
因为ρ甲:ρ乙=2:3,即ρ甲<ρ乙,所以△p甲<△p乙,
因为对水平地面的压强之比p甲:p乙=8:5,即p甲>p乙,
剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p。
所以甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强,故D正确。
故选:D。
9.如图所示,A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强为p1,若取走A,B对地面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,若A、B的边长之比为LA:LB=2:3,则下列说法正确的是( )
A.A、B的体积之比VA:VB=4:9 B.A、B的密度之比ρA:ρB=16:27
C.A、B的质量之比mA:mB=1:2 D.A、B的物重之比GA:GB=2:5
【答案】C
【解析】已知A、B的边长之比可求体积之比,在水平地面上压力等于物体自身的重力,根据公式p=FS可求压强之比,进一步求出重力之比和质量之比,再利用密度公式求出密度之比。
解:A、B的体积之比VAVB=(LA)3(LB)3=2333=827,故A错误;
A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强p1=GA+GBSB,
取走A,B对地面的压强为p2=GBSB,
所以p1p2=GA+GBSBGBSB=GA+GBGB=32,
整理可得:GAGB=12,所以mAmB=12,故C正确、D错误;
密度之比:ρAρB=mAVAmBVB=mAmB×VBVA=12×278=2716,故B错误。
故选:C。
10.如图所示,把用ρ=1.0×103kg/m3的复合材料制成边长分别为2m和3m的甲、乙两实心均匀正方体放在水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙;把G1=2×104N的物体放在甲上,G2=3×104N的物体放在乙上,此时甲、乙对地面的压强分别为p甲′、p乙′,则下列结果正确的是( )
A.p甲:p乙=2:3,p甲′:p乙′=3:4
B.p甲:p乙=2:3,p甲′:p乙′=4:3
C.p甲:p乙=3:2,p甲′:p乙′=3:4
D.p甲:p乙=3:2,p甲′:p乙′=4:3
【答案】A
【解析】(1)实心均匀正方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,据此求出甲、乙对地面的压强;
(2)根据G=mg=ρVg=ρL3g求出甲、乙两实心均匀正方体的重力,根据S=L2求出甲、乙的底面积,正方体上方叠放物体时,正方体对地面的压力等于正方体和叠放物体重力之和,根据p=FS求出此时甲、乙对地面的压强,然后得出答案。
解:(1)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,实心均匀正方体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,
则甲、乙对地面的压强之比p甲:p乙=ρgL甲:ρgL乙=L甲:L乙=2m:3m=2:3,故CD错误;
(2)由G=mg=ρVg=ρL3g可得,甲、乙两实心均匀正方体的重力分别为:
G甲=ρL甲3g=1.0×103kg/m3×(2m)3×10N/kg=8×104N,
G乙=ρL乙3g=1.0×103kg/m3×(3m)3×10N/kg=2.7×105N,
甲、乙的底面积分别为:
S甲=L甲2=(2m)2=4m2,S乙=L乙2=(3m)2=9m2,
此时甲、乙对地面的压强分别为:
p甲′=G甲+G1S甲=8×104N+2×104N4m2=2.5×104Pa,p乙′=G乙+G2S乙=2.7×105N+3×104N9m2=103×104Pa,
则p甲′:p乙′=2.5×104Pa:103×104Pa=3:4,故A正确、B错误。
故选:A。
11.如图所示,A、B是由同种材料制成的实心圆柱体,A高度是B的3倍,按如图1所示方式放置在水平地面时,A对地面与B对A的压强之比为3:1;若将A、B倒置后仍然放在水平地面上(如图2所示),则此时A对B的压强与B对地面的压强之比为( )
A.1:3B.1:2C.4:1D.1:1
【答案】D
【解析】在水平地面上,压力等于物体重,设圆柱体A、B的横截面积为SA、SB,高为hA、hB,可求出圆柱体A、B的重;则甲图中B对A的压力等于B的重,A对地面的压力等于A和B的总重;乙图中A对B的压力等于A的重,B对地面的压力等于A和B的总重;又知道高度的大小关系,根据压强公式分析判断。
解:设圆柱体A、B的横截面积为SA、SB,高为hA、hB,
两圆柱体由同种材料制成,设其密度为ρ,
则由重力公式和密度公式可得,圆柱体A、B的重分别为:GA=ρgSAhA,GB=ρgSBhB,
在甲图中,A对地面的压强:p1=F1SA=GA+GBSA,
B对A的压强:p2=F2SA=GBSA,
因p1:p2=3:1,
所以,p1p2=GA+GBSAGBSA=GA+GBGB=31,
解得:GA=2GB,
则ρgSAhA=2ρgSBhB,已知hA=3hB,所以可得SB=32SA;
在乙图中,A对B的压强:p1′=F1′SA=GASA,
B对地面的压强:p2′=F2′SB=GA+GBSB=GA+12GA32SA=GASA,
所以,p1′:p2′=GASA:GASA=1:1。
故选:D。
12.如图所示,两个密度均匀质量相等的圆柱体A、B,底面积之比为SA:SB=2:3.若将A的上方水平截去一段叠放在B的正上方后,A剩余部分对水平面的压强恰好等于此时B对水平面的压强,A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,A截去的高度与A原高度之比△h:h,A、B的密度之比ρA:ρB,则( )
A.△h:h=1:3 ρA:ρB=3:2B.△h:h=1:5 ρA:ρB=10:9
C.△h:h=1:3 ρA:ρB=1:2D.△h:h=1:5 ρA:ρB=9:10
【答案】D
【解析】(1)两个密度均匀质量相等圆柱体A、B,根据m=ρV=ρSh可知,密度和横截面积相同时,截去部分的质量和长度成正比,据此得出圆柱体A截去部分的质量,剩余部分的质量,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等得出A剩余部分和此时B对水平地面的压力之比,根据p=FS结合A剩余部分对水平面的压强恰好等于此时B对水平地面的压强得出等式即可求出△hh的值;
(2)根据A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同得出B的高度,根据V=Sh求出体积之比,利用ρ=mV求出A、B的密度之比。
解:(1)设两个密度均匀质量相等圆柱体A、B的质量为m,
则圆柱体A截去部分的质量△m=△hhm,剩余部分的质量(1−△hh)m,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,A剩余部分和此时B对水平地面的压力之比:
FA:FB=(1−△hh)mg:(1+△hh)mg=(1−△hh):(1+△hh),
因A剩余部分对水平面的压强恰好等于此时B对水平地面的压强,
所以,由p=FS可得:FASA=FBSB,则FAFB=SASB,即1−△hh1+△hh=23,
解得:△hh=15;
(2)因A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,所以,B的高度h′=35h,
由V=Sh可得,A和B的体积之比:VAVB=SAhSBh′=23×hh′=23×h35h=109,
由ρ=mV可得,A、B的密度之比:ρAρB=mVAmVB=VBVA=910。
故选:D。
二、计算题(共23小题):
13.为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人的质量为120kg,车轮与地面的接触面积为6×10﹣3m2.求:
(1)机器人所受的重力;
(2)机器人对地面的压强。
【答案】(1)机器人所受的重力为1200N;(2)机器人对地面的压强为2×105Pa。
【解析】(1)知道机器人的质量,根据G=mg求出其所受的重力;
(2)机器人对地面的压力和自身的重力相等,根据p=FS求出机器人对地面的压强。
解:(1)机器人所受的重力:
G机器人=m机器人g=120kg×10N/kg=1200N;
(2)机器人对地面的压力:
F=G机器人=1200N,
机器人对地面的压强:p=FS=1200N6×10−3m2=2×105Pa。
答:(1)机器人所受的重力为1200N;(2)机器人对地面的压强为2×105Pa。
14.为了倡导绿色出行,盐城市投放了大量的共享自行车。小明的质量为50kg,车的重力为100N,每个轮胎与地面接触面积为0.01m2,小明在水平路面上骑车。求:
(1)小明的重力;
(2)自行车对地面的压力;
(3)自行车对地面的压强。
【答案】(1)小明所受重力为500N;(2)自行车对地面的压力为600N;
(3)自行车对地面的压强为3×104Pa。
【解析】(1)利用G=mg计算小明所受重力;
(2)(3)利用G=mg计算自行车受到的重力,则自行车对地面的压等于人与车的总重力,然后根据压强公式求出自行车对地面的压强。
解:(1)小明所受重力:G人=m人g=50kg×10N/kg=500N;
(2)骑行时,自行车对地面的压力:F=G总=G车+G人 =100N+500N=600N,
(3)自行车对地面的压强:p=FS=600N2×0.01m2=3×104Pa。
答:(1)小明所受重力为500N;(2)自行车对地面的压力为600N;
(3)自行车对地面的压强为3×104Pa。
15.如图所示,双轮电动平衡车质量为10kg,沿平直的路面行驶5min,通过的路程为900m。驾驶人员的质量是50kg,轮胎与地面的总接触面积为2.5×10﹣3m2,g取10N/kg。则平衡车(行驶过程中)
(1)行驶的速度是多少?
(2)受到的重力是多少?
(3)对地面的压强是多少?
【答案】(1)平衡车行驶的速度是 3m/s;(2)平衡车受到的重力是100N;
(3)平衡车对地面的压强是 2.4×105Pa。
【解析】(1)知道平衡车行驶的路程和时间,根据v=st求出其速度;
(2)知道平衡车的质量,根据G=mg求出其受到的重力;
(3)根据G=mg求出驾驶人员受到的重力,平衡车对地面的压力等于人和车的重力之和,根据p=FS求出对地面的压强。
解:(1)平衡车行驶的速度:v=st=900m5×60s=3m/s;
(2)平衡车受到的重力:G车=m车g=10kg×10N/kg=100N;
(3)驾驶人员受到的重力:G人=m人g=50kg×10N/kg=500N,
平衡车对地面的压力:F=G车+G人=100N+500N=600N,
平衡车对地面的压强:p=FS=600N2.5×10−3m2=2.4×105Pa。
答:(1)平衡车行驶的速度是 3m/s;(2)平衡车受到的重力是100N;
(3)平衡车对地面的压强是 2.4×105Pa。
16.松果电动共享车也登陆商河。物理刘老师租用共享电动车外出家访,人车总质量为80kg,电动车轮胎与地面总接触面积为0.005m2.这辆车从学校出发,沿平直公路以5m/s的速度匀速行驶了10min到达小明家。取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)小明家距离学校的路程是多少?
(2)人和车的总重力是多少?
(3)这辆共享车对地面的压强多大?
【答案】(1)小明家距离学校的路程是3000m;(2)人和车的总重力是800N;
(3)这辆共享车对地面的压强是1.6×105Pa。
【解析】(1)已知速度与运动时间,由速度公式的变形公式可以求出小明家距离学校的路程;
(2)根据G=mg算出人和车的总重力;
(3)这辆共享车对地面的等于其重力,由公式p=FS可以这辆共享车对地面的压强。
解:(1)由v=st可得,小明家距离学校的路程:s=vt=5m/s×10×60s=3000m;
(2)人和车的总重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N;
(3)这辆共享车对地面的压力:F=G=800N,
这辆共享车对地面的压强:p=FS=800N0.005m2=1.6×105Pa。
答:(1)小明家距离学校的路程是3000m;(2)人和车的总重力是800N;
(3)这辆共享车对地面的压强是1.6×105Pa。
17.如图所示,一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶,它所受的阻力为3500N,此时汽车的动力是车重的0.1倍,车轮胎与地面接触的总面积约为0.4m2,求:
(1)汽车的动力是多少?
(2)地面对汽车的支持力是多少?
(3)汽车对地面的压强是多少?
【答案】(1)汽车的动力是3500N;(2)地面对汽车的支持力是3500N;
(3)汽车对地面的压强是87500Pa。
【解析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)根据动力和重力的关系求出重力,然后根据二力平衡的条件求出支持力;
(3)根据二力平衡的条件求出压力,根据p=FS求出压强。
解:(1)一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶,则汽车受平衡力的作用;
所以,水平方向上的阻力和动力是一对平衡力,大小相等,故汽车所受的动力F=f=3500N;
(2)由题意可知F=0.1G,
则汽车的总重力为:G=10F=10×3500N=35000N;
汽车在平直的公路上匀速向前行驶,受力平衡,在竖直方向上受到的支持力和重力是一对平衡力,大小相等,故地面对汽车的支持力为35000N。
(3)汽车对地面的压力F压=G=35000N;
则压强p=F压S=35000N0.4m2=87500Pa。
答:(1)汽车的动力是3500N;(2)地面对汽车的支持力是3500N;
(3)汽车对地面的压强是87500Pa。
18.在寒冷的冬天,某封冻的江河冰面能承受的最大压强是2×104Pa,在冰面上行驶的雪橇质量是200kg,它与冰面的接触面积是0.5m2.(g=10N/kg)求:
(1)雪橇受到的重力是多少?
(2)雪橇对冰面的压强是多少?
(3)在保证安全的情况下,雪橇上最多能装多少千克的物体?
【答案】(1)雪橇受到的重力是2×103N;(2)雪橇对冰面的压强是4×103Pa;
(3)在保证安全的情况下,雪橇上最多能装800千克的物体。
【解析】(1)根据G=mg求出雪橇重力的大小;
(2)雪橇对冰面的压力和自身的重力相等,根据F=G求出其大小,根据p=FS求出雪橇对冰面的压强;
(3)根据F=pS求出冰面所能承受的最大压力即为雪橇与所载货物的总重力,进一步求出能载货物的重力,根据G=mg求出雪橇最多能装载货物的质量。
解:(1)雪橇受到的重力为:G=mg=200kg×10N/kg=2×103N;
(2)因为在水平面上压力等于重力,
所以雪橇对冰面的压力:F=G=2×103N,
雪橇对冰面的压强:p=FS=2×103N0.5m2=4×103Pa;
(3)由p=FS可得,冰面所能承受的最大压力:
F大=p大S=2×104Pa×0.5m2=1×104N,
即雪橇与所载货物的总重力:G总=F大=1×104N,
能载货物的重力:G货=G总﹣G=1×104N﹣2×103N=8×103N,
雪橇最多能装载货物的质量:m货=G货g=8×103N10N/kg=800kg。
答:(1)雪橇受到的重力是2×103N;(2)雪橇对冰面的压强是4×103Pa;
(3)在保证安全的情况下,雪橇上最多能装800千克的物体。
19.如图所示,铅笔的质量为6g,铅笔尾端的面积是4×10﹣4m2,笔尖面积是5×10﹣7m2,从两端相向压住铅笔时,笔尾对手指的压强是1×103Pa.(取g=10N/kg)求:
(1)铅笔受到的重力;
(2)笔尾对手指的压力;
(3)笔尖对另外一个手指的压强。
【答案】(1)铅笔受到的重力为0.06N;(2)笔尾对手指的压力为0.4N;
(3)笔尖对另外一个手指的压强为8×105Pa。
【解析】(1)根据重力的公式G=mg,代入数值可求重力;
(2)根据压强的定义式p=FS代入数值可求笔尾对手指的压力;
(3)压强与压力和受力面积有关。
解:(1)质量m=6g=0.006kg,
铅笔重力为:G=mg=0.006kg×10N/kg=0.06N;
(2)铅笔尾端面积是:S=4×10﹣4m2,笔尾对手指的压强p=1×103Pa,
根据p=FS知,
笔尾对手指的压力为:F=pS=1×103Pa×4×10﹣4m2=0.4N;
(3)从两端相向压住铅笔时,笔尖对手的力与笔尾对手指的压力相等,为0.4N,
则笔尖对另外一个手指的压强为:
p′=FS′=0.4N5×10−7m2=8×105Pa。
答:(1)铅笔受到的重力为0.06N;(2)笔尾对手指的压力为0.4N;
(3)笔尖对另外一个手指的压强为8×105Pa。
20.某正方体质量是16kg,边长0.2m。(g取10N/kg)
(1)求该正方体受到的重力是多少?
(2)该正方体放在水平面上时,如图A所示,求正方体对水平面的压强是多大?
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,如图B所示,求此正方体对水平面的压强是多大?
【答案】(1)该正方体受到的重力是160N;
(2)该正方体放在水平面上时,对水平面的压强是4000Pa;
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,正方体对水平面的压强是3000Pa。
【解析】(1)知道正方体的质量,根据G=mg求出该正方体受到的重力;
(2)该正方体放在水平面上时,对地面的压力和自身的重力相等,根据S=L2求出正方体的底面积即为此时的受力面积,根据p=FS求出正方体对水平面的压强;
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,正方体对水平面的压力等于自身的重力减去拉力,根据p=FS求出正方体对水平面的压强。
解:(1)该正方体受到的重力:G=mg=16kg×10N/kg=160N;
(2)该正方体放在水平面上时,对地面的压力:F压=G=160N,
受力面积:S=L2=(0.2m)2=0.04m2,
正方体对水平面的压强:p=F压S=160N0.04m2=4000Pa;
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,正方体对水平面的压力:
F压′=G﹣F=160N﹣40N=120N,
此正方体对水平面的压强:p′=F压′S=120N0.04m2=3000Pa。
答:(1)该正方体受到的重力是160N;
(2)该正方体放在水平面上时,对水平面的压强是4000Pa;
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,正方体对水平面的压强是3000Pa。
21.渣土车因为超载、随意抛撒垃圾、乱闯红灯等行为一度被社会广泛诟病。继限制渣土车过江政策后,2016年2月,武汉渣土车、砂石料车“双车”整治拉开序幕。首批运输企业与改装企业签订协议,计划在4月1日前,全部恢复“真身”且加装“加密”系统,利用智能化管理,车辆达标才能上路。看到信息后,小方找到了某品牌渣土车的相关资料,如图为3轴10轮“渣土车”,空车质量为12t,假设每只轮胎与地面的接触面积恒为0.02m2,则:
(1)该车空载时对水平路面的压力为多少N?
(2)武汉市主干道规定车辆对地面的压强不得超过1.5×106Pa,该车最多能装载多少吨的渣土才允许上路?(g=10N/kg)。
【答案】(1)该车空载时对水平路面的压力为1.2×105N;
(2)武汉市主干道规定车辆对地面的压强不得超过1.5×106Pa,该车最多能装载18吨的渣土才允许上路。
【解析】(1)根据G=mg求出空载车的重力,在水平地面上的物体对地面的压力等于其重力;根据p=FS求出该车空载对地面的最大压力;
(2)由p=FS得该车装载渣土后对地面的最大压力,从而得出该车最大载重,根据G=mg求出该车最多能装载多少吨的渣土才允许上路。
解:(1)空车质量为12t,该车空载时对水平路面的压力为:
F=G=mg=12000kg×10N/kg=1.2×105N;
(2)由p=FS得该车装载渣土后对地面的最大压力:
F大=pS=1.5×106Pa×10×0.02m2=3×105N,
该车最多能装载:G′=3×105N﹣1.2×105N=1.8×105N;
m′=G′g=1.8×105N10N/kg=1.8×104kg=18t,
即该车最多能装载18吨的渣土才允许上路。
答:(1)该车空载时对水平路面的压力为1.2×105N;
(2)武汉市主干道规定车辆对地面的压强不得超过1.5×106Pa,该车最多能装载18吨的渣土才允许上路。
22.“业余侦探”小星发现两个并拢的“可疑”鞋印。为了估测那个人的体重,小星在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓如图所示,图中每个小方格的面积是5cm2.测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的都不算。为了测量压强,他在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是15N.根据以上数据,(g取10N/kg)。试求:
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的质量。
【答案】(1)垫片对地面的压强为1.5×104Pa;(2)“可疑”人的质量为42kg。
【解析】(1)已知垫片对地面的压力和与地面接触的面积,根据公式p=FS可求垫片对地面的压强;
(2)已知每个方格的面积,从图中可以数出方格的个数,从而求出两只脚与地面的接触面积,根据公式F=pS可求人对地面的压力,人对地面的压力等于自身的重力,从而求出人的质量。
解:(1)垫片对地面的压强:p=F1S1=15N10×10−4m2=1.5×104Pa;
(2)两只脚的触地面积:S2=2×28×5×10﹣4m2=2.8×10﹣2m2,
人对地面的压力:F2=pS2=1.5×104Pa×2.8×10﹣2m2=420N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由G=mg得,“可疑”人的质量:m=Gg=F2g=420N10N/kg=42kg。
答:(1)垫片对地面的压强为1.5×104Pa;(2)“可疑”人的质量为42kg。
23.置于水平地面上的物体A、B如图所示,A质量为2.5kg,底面积为0.01m2,B重55N,底面积为200cm2,求:
(1)物体A的重力;
(2)物体A对B的压强;
(3)物体B对水平地面的压强。
【答案】(1)物体A的重力为25N;(2)物体A对B的压强为2500Pa;
(3)物体B对水平地面的压强为4000Pa。
【解析】(1)根据G=mg求出A的重力;
(2)A对B的压力等于A的重力,受力面积为A的底面积,利用p=FS求出A对B的压强;
(3)B对水平地面的压力等于A、B的总重力,受力面积为B的底面积,利用p=FS求出物体B对水平地面的压强。
解:(1)物体A的重力:GA=mAg=2.5kg×10N/kg=25N;
(2)A对B的压力:F=GA=25N,
物体A对B的压强:p=FS=25N0.01m2=2500Pa;
(3)B对水平地面的压力:F′=GA+GB=25N+55N=80N,
物体B对水平地面的压强:p′=F′S′=80N200×10−4m2=4000Pa。
答:(1)物体A的重力为25N;(2)物体A对B的压强为2500Pa;
(3)物体B对水平地面的压强为4000Pa。
24.如图,边长为10cm、密度为5×103kg/m3的正方体金属块,放在面积为1m2的水平桌面上,用弹簧测力计向上拉金属块,当弹簧测力计的示数为10N时,求:
(1)金属块受到的重力;
(2)金属块对桌面的压力;
(3)金属块对桌面产生的压强。
【答案】(1)金属块受到的重力为49N;(2)金属块对桌面的压力39N;
(3)金属块对桌面产生的压强为3.9×103Pa。
【解析】(1)知道正方体金属块的边长可求体积,根据密度公式求出金属块的质量,再根据G=mg求出金属块的重力;
(2)对静止金属块受力分析可知,受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力,根据力的平衡条件求出支持力的大小,再根据相互作用力的关系求出压力的大小;受力面积和接触面积相等,根据压强公式求出金属块对桌面的压强。
解:(1)V=a3=(0.1m)3=10﹣3m3,
根据ρ=mV可得,金属块的质量:m=ρV=5×103kg/m3×0.001m3=5kg,
金属块的重力:G=mg=5kg×9.8N/kg=49N;
(2)对静止金属块受力分析可知,受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力,
则F支持=G﹣F拉=49N﹣10N=39N,
桌面对金属块的支持力和金属块对桌面的压力是一对相互作用力,
则金属块对桌面的压力:F=F支持=39N;
(3)受力面积:S=a2=(0.1m)2=10﹣2m2,
金属块对桌面产生的压强:p=Fs=39N10−2m2=3.9×103Pa。
答:(1)金属块受到的重力为49N;(2)金属块对桌面的压力39N;
(3)金属块对桌面产生的压强为3.9×103Pa。
25.正方体物块A的边长为10cm,正方体物块B的边长为20cm,现将物块A放在水平地面上,物块B叠放在物块A的正上方,如图所示。已知物块A的密度为2×103kg/m3,物块B的重力是80N,g取10N/kg。求:
(1)物块A的重力GA;
(2)物块A对地面的压强pA。
【答案】(1)物块A的重力为20N;(2)物块A对地面的压强为1×104Pa。
【解析】(1)知道正方体物块A的边长,可求其体积,利用ρ=mV求物体A的质量,再利用G=mg求物块A的重力;
(2)两物块叠放后,物块A对地面的压力等于A和B的总重力,受力面积等于A的底面积,再利用p=FS求物块A对地面的压强。
解:(1)物块A的体积:
VA=(0.1m)3=0.001m3,
由ρ=mV可得物体A的质量:mA=ρAVA=2×103kg/m3×0.001m3=2kg;
物块A的重力:GA=mAg=2kg×10N/kg=20N;
(2)两物块叠放后,物块A对地面的压力:FA=GA+GB=20N+80N=100N,
受力面积SA=(0.1m)2=0.01m2,
物块A对地面的压强:pA=FASA=100N0.01m2=1×104Pa。
答:(1)物块A的重力为20N;(2)物块A对地面的压强为1×104Pa。
26.如图所示,质量为0.25kg,边长为5cm的正方体A和质量为2kg、边长为10cm的正方体B叠放在水平地面上。求:
(1)B对A的压力;
(2)A对地面的压强。
【答案】(1)B对A的压力为20N。(2)A对水平地面的压强为9×103Pa。
【解析】(1)B对A的压力大小等于B的重力,根据G=mg求出;
(2)A对水平桌面的压力等于AB的重力之和,受力面积为A的底面积,根据p=FS求出A对水平桌面的压强。
解:(1)B对A的压力:F=GB=mBg=2kg×10N/kg=20N;
(2)A的底面积:SA=(5cm)2=25cm2=0.0025m2,
A的重力:GA=mAg=0.25kg×10N/kg=2.5N,
A对水平桌面的压力:FA=GA+GB=2.5N+20N=22.5N,
A对水平桌面的压强:p=FASA=×103Pa。
答:(1)B对A的压力为20N。(2)A对水平地面的压强为9×103Pa。
27.如图所示,水平桌面上放有两个由相同材料制成的立方体A和立方体B,边长分别为2cm和1cm,材料的密度为8.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)立方体A的重力,以及它对桌面产生的压强;
(2)当将立方体B叠放于立方体A上时,桌面受到的压强增加了多少。
【答案】(1)立方体A的重力为0.64N,它对桌面产生的压强为1600Pa;
(2)当将立方体B叠放于立方体A上时,桌面受到的压强增加了200Pa。
【解析】(1)已知A的边长,求出A的体积和A的底面积,由质量与重力的关系及密度公式可求出立方体A的重力;它对桌面产生的压力即为自身重力,由p=FS可得出它对桌面产生的压强;
(2)已知B的边长,得出B的体积,得出立方体B的重力,将立方体B叠放于立方体A上时,受力面积不变,增加的即B的重力,根据由p=FS可得出桌面受到的压强增加值。
解:(1)A的边长为2cm,A的体积为:VA=(0.02m)3=8×10﹣6m3,
A的底面积:SA=(0.02m)2=4×10﹣4m2;
由质量与重力的关系及ρ=mV可知立方体A的重力为
GA=mAg=ρgVA=8×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣6m3=0.64N,
它对桌面产生的压力即为自身重力,由压强公式可知:
pA=FS=GASA=0.64N4×10−4m2=1600Pa;
(2)B的边长分别为1cm,B的体积为:VB=(0.01m)3=1×10﹣6m3,
立方体B的重力为:
GB=mBg=ρVBg=8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣6m3=0.08N,
将立方体B叠放于立方体A上时,受力面积不变,则增加的压强为:
△p=GBSA=0.08N4×10−4m2=200Pa。
答:(1)立方体A的重力为0.64N,它对桌面产生的压强为1600Pa;
(2)当将立方体B叠放于立方体A上时,桌面受到的压强增加了200Pa。
28.如图所示,均匀实心正方体甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为2×10﹣2m2,质量为16kg,乙的体积为1×10﹣3m3.求:
(1)甲对地面的压强是多少Pa?
(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为p1,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为p2,已知p2=4p1,求乙的密度是多少Kg/m3?
【答案】(1)甲对地面的压强是8×103Pa;(2)乙的密度是4×103kg/m3。
【解析】(1)甲对地面的压力等于自身的重力,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于甲的底面积,根据p=FS求出甲对地面的压强;
(2)将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压力等于乙的重力,受力面积为乙的底面积;将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压力等于甲的重力,受力面积为乙的底面积,根据p=FS求出两者的压强,利用压强关系得出乙的质量,利用ρ=mV求出乙的密度。
解:(1)甲对地面的压力:F甲=G甲=m甲g=16kg×10N/kg=160N,
甲对地面的压强:p甲=F甲S甲=160N2×10−2m2=8×103Pa;
(2)将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强:p1=F乙S乙=G乙S乙=m乙gS乙,
将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强:p2=F甲S乙=G甲S乙=m甲gS乙,
由p2=4p1可得,m甲gS乙=4m乙gS乙,
则乙的质量:m乙=14m甲=14×16kg=4kg,
乙的密度:ρ乙=m乙V乙=4kg1×10−3m3=4×103kg/m3。
答:(1)甲对地面的压强是8×103Pa;(2)乙的密度是4×103kg/m3。
29.如图1,小明将密度不同的甲、乙两实心柱体放置在水平桌面上进行搭建积木游戏。甲由若干个相同的小柱体叠加构成(忽略叠加缝隙),甲、乙底面积之比S甲:S乙=1:4,甲柱体由上至下逐块取下小柱体并搭放在乙柱体中央,两柱体对桌面压强p随甲柱体减少的高度h的变化关系图线如图2,求:
(1)还未开始搭建时,甲、乙柱体对桌面的压力比F甲:F乙;
(2)搭积木全过程,乙柱体对桌面压强增加量的最大值;
(3)搭积木过程中,甲、乙柱体对桌面压强相等时的压强值。
【答案】(1)还未开始搭建时,甲、乙柱体对桌面的压力比为1:2;
(2)搭积木全过程,乙柱体对桌面压强增加量的最大值为150Pa;
(3)搭积木过程中,甲、乙柱体对桌面压强相等时的压强值为360Pa。
【解析】(1)根据图2可知,h=0时,甲乙对桌面的压强,利用压强的变形公式求出甲乙对桌面的压力之比;
(2)当甲中的积木全部叠加在乙上面时,乙对桌面的压强增加量最大,根据△p=△FS求出桌面压强的增加量;
(3)先表示出甲乙对桌面压力的变化量,然后根据p=FS表示出甲乙对桌面的压强,根据压强相等求出减少的高度,进一步求出压强相等时的压强值。
解:(1)由图2可知,h=0时,p甲=600Pa,p乙=300Pa,
由p=FS可得甲、乙柱体对桌面的压力比:F甲F乙=p甲S甲p乙S乙=600Pa300Pa×14=12;
(2)在搭积木的过程中,甲对地面的压强不断减小,乙对地面的压强不断增大,
甲中积木的总重力G甲总=F甲=p甲S甲,
当甲中的积木全部叠加在乙上面时,乙对桌面的压强增加量最大,
搭积木全过程,乙柱体对桌面压强增加量的最大值:
△p乙=△FS乙=G甲总S乙=p甲S甲S乙=600Pa×14=150Pa;
(3)根据图2可知,甲的最大高度为10cm,甲柱体对桌面压强p随甲柱体减少的高度h成一次函数关系,
设甲减小的高度为h,则甲减小的压力:△F=h10cmF甲,
已知S甲:S乙=1:4,甲、乙柱体对桌面压强相等时,p甲′=p乙′,
所以有F甲−△FS甲=F乙+△FS乙,
则p甲−△FS甲=p乙+△FS乙,
即p甲−h10cmF甲S甲=p乙+h10cmF甲4S甲,
整理可得p甲×(1−h10cm)=p乙+14×p甲×h10cm,
代入数据有:600Pa×(1−h10cm)=300Pa+14×600Pa×h10cm,
解得h=4cm,
故p甲′=p甲−△FS甲=p甲−h10cmF甲S甲=600Pa×(1−4cm10cm)=360Pa。
答:(1)还未开始搭建时,甲、乙柱体对桌面的压力比为1:2;
(2)搭积木全过程,乙柱体对桌面压强增加量的最大值为150Pa;
(3)搭积木过程中,甲、乙柱体对桌面压强相等时的压强值为360Pa。
30.如图所示,两个均匀的实心正方体甲和乙放置在水平地面上,甲的质量为6kg,边长为0.1m。求:
(1)甲的密度ρ甲。
(2)甲对水平地面的压强p甲。
(3)若甲、乙对水平地面的压强相等,且密度之比为2:1,将甲水平切去一半后,将切去部分叠放到乙的上方中央,再将甲剩余部分立放在水平地面上,则甲剩余部分对水平地面的压强p甲′与乙对水平地面压强变化量△p乙比值。
【答案】(1)甲的密度为6×103kg/m3;(2)甲对水平地面的压强为6000Pa;
(3)甲剩余部分对水平地面的压强p甲′与乙对水平地面压强变化量△p乙比值为8。
【解析】(1)知道甲的边长可求体积,又知道甲的质量,根据ρ=mV求出甲的密度;
(2)甲对水平地面的压强和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,利用p=FS求出甲对水平地面的压强;
(3)均匀实心正方体对水平地面的压强为p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,根据甲、乙对水平地面的压强相等和密度之比为2:1求出边长之比,将甲水平切去一半后,将切去部分叠放到乙的上方中央,再将甲剩余部分立放在水平地面上,甲剩余部分对水平地面的压强不变,乙对水平地面压力的增加量等于甲重力的一半,根据p=FS求出乙对水平地面压强变化量,然后求出答案。
解:(1)甲的密度:ρ甲=m甲V甲=6kg(0.1m)3=6×103kg/m3;
(2)甲对水平地面的压力:F甲=G甲=m甲g=6kg×10N/kg=60N,
甲对水平地面的压强:p甲=F甲S甲=60N(0.1m)2=6000Pa;
(3)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,均匀实心正方体对水平地面的压强:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,
因甲、乙对水平地面的压强相等,且密度之比为2:1,
所以,L甲L乙=p甲ρ甲gp乙ρ乙g=ρ乙ρ甲=12,
将甲水平切去一半后,将切去部分叠放到乙的上方中央,再将甲剩余部分立放在水平地面上,
则甲剩余部分的密度和高度不变,对水平地面的压强p甲′=p甲=ρ甲gL甲,
乙对水平地面压力的增加量△F=12G甲=12m甲g=12ρ甲L甲3g,
乙对水平地面压强变化量△p乙=△FS乙=12ρ甲L甲3gL乙2,
则p甲′△p乙=ρ甲gL甲12ρ甲L甲3gL乙2=2(L乙L甲)2=2×(21)2=8。
答:(1)甲的密度为6×103kg/m3;(2)甲对水平地面的压强为6000Pa;
(3)甲剩余部分对水平地面的压强p甲′与乙对水平地面压强变化量△p乙比值为8。
31.如图所示,棱长分别为0.2米和0.1米的实心立方体A、B放置在水平地面上,物体A、B的质量均为8千克。求:
(1)物体A的密度ρA。
(2)物体B对水平地面的压强pB。
(3)小明设想在A、B两物体中选择某一物体沿竖直或水平方向截取一定质量△m,并将截取部分△m置于对方的上表面,使此时它们对水平地面的压强pA′=pB′,上述做法是否都可行?请说明理由。请写出满足pA′=pB′时的截取和放置方式,并计算出△m。
【答案】(1)物体A的密度ρA为1×103kg/m3;(2)物体B对水平地面的压强pB为7840Pa;
(3)小明在B物体上方沿水平方向截取4.8kg,并将截取部分置于A的上表面时,它们对水平地面的压强pA′=pB′。
【解析】(1)知道实心立方体A的质量和边长,根据ρ=mV和V=L3求出物体A的密度;
(2)物体B对水平地面的压力和自身的重力相等,根据p=FS求出物体B对水平地面的压强;
(3)根据p=FS求出物体A对水平地面的压强,比较物体A和物体B对水平地面的压强关系判断出截取的物体,根据p=FS表示出沿水平方向截取后两者的压强,利用pA′=pB′得出等式即可求出截取物体的质量;若沿竖直方向截取,根据p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh可知B剩余部分对水平地面的压强不变,根据pA′=pB′得出等式求出截取的质量,然后与B的质量相比较判断出此种情况不可能。
解:(1)物体A的密度ρA=mAVA=8kg(0.2m)3=1×103kg/m3;
(2)因物体B对水平地面的压力和自身的重力相等,
所以,物体B对水平地面的压强pB=FBSB=GBSB=mBgSB=8kg×9.8N/kg(0.1m)2=7840Pa;
(3)物体A对水平地面的压强pA=FASA=GASA=mAgSA=8kg×9.8N/kg(0.2m)2=1960Pa,
由pA<pB可知,应从B上截取;
若沿水平方向截取,则pA′=FA′SA=(m+△m)gSA,pB′=FB′SB=(m−△m)gSB,
由pA′=pB′可得,(m+△m)gSA=(m−△m)gSB,即(8kg+△m)×g(0.2m)2=(8kg−△m)×g(0.1m)2,:
解得:△m=4.8kg;
若沿竖直方向截取,由p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh可知,B剩余部分对水平地面的压强不变,
则由pA′=pB′可得,FA′SA=FBSB,即(m+△m)gSA=mgSB,(8kg+△m)×g(0.2m)2=8kg×g(0.1m)2,
解得:△m=24kg>8kg,所以不可行。
答:(1)物体A的密度ρA为1×103kg/m3;(2)物体B对水平地面的压强pB为7840Pa;
(3)小明在B物体上方沿水平方向截取4.8kg,并将截取部分置于A的上表面时,它们对水平地面的压强pA′=pB′。
32.如图所示,水平地面上放置了甲、乙两个质量均匀的长方体物块,甲物块的底面积为100cm2,乙物块的底面积是甲的2倍。甲物块高15cm,乙物块高12cm;甲的密度为0.6g/cm3,ρ甲:ρ乙=3:5.(g取10N/kg)
(1)求乙的质量。
(2)现将甲物块叠放在乙物块上方,求乙物块对水平地面的压强。
(3)若将乙物块沿水平方向切下一部分,切下的部分放在甲物块上,此时甲、乙物块对水平面的压强相等,求切去的厚度应该是多少厘米?
【答案】(1)乙的质量为2.4kg;(2)乙物块对水平地面的压强为1650Pa;
(3)若将乙物块沿水平方向切下1cm,切下的部分放在甲物块上时,甲、乙物块对水平面的压强相等。
【解析】(1)根据题意求出乙的高度、乙的密度、乙的底面积,利用V=Sh求出乙的体积,利用ρ=mV求出乙的质量;
(2)根据V甲=S甲h甲算出甲的体积,由ρ=mV算出甲物体的质量,由F=G总=(m甲+m乙)g算出现将甲物块叠放在乙物块上方对地面的压力,由p=FS乙算出乙物块对水平地面的压强;
(3)将乙物块沿水平方向切下部分的高度为h′,切下的部分放在甲物块上,根据G=mg=ρVg=ρShg表示出切去部分的重力,此时甲物块对水平面上的压力等于甲的重力加上乙切去部分的重力,根据p=FS求出此时甲物块对水平面的压强,根据p=ρgh表示出乙物块对水平面的压强,利用此时甲、乙物块对水平面的压强相等得出等式即可求出乙切去的高度。
解:(1)由题意可得,乙的高度h乙=12cm,
因为ρ甲:ρ乙=3:5。
所以乙的密度为:ρ乙=53ρ甲=53×0.6g/cm3=1.0g/cm3,
乙的底面积为:S乙=2S甲=2×100cm2=200cm2,
则乙的体积为:V乙=S乙h乙=200cm2×12cm=2400cm3,
由ρ=mV可得,
乙的质量为:m乙=ρ乙V乙=1.0g/cm3×2400cm3=2400g=2.4kg;
(2)甲的体积为:
V甲=S甲h甲=100cm2×15cm=1500cm3,
由ρ=mV可得,
甲的质量为:m甲=ρ甲V甲=0.6g/cm3×1500cm3=900g=0.9kg;
现将甲物块叠放在乙物块上方,
对地面的压力为:F=G总=(m甲+m乙)g=(2.4kg+0.9kg)×10N/kg=33N,
乙物块对水平地面的压强为:p=FS乙=33N200×10−4m2=1650Pa;
(3)将乙物块沿水平方向切下部分的高度为h′,切下的部分放在甲物块上,
则切去部分的重力:
△G乙=△m乙g=ρ乙△V乙g=ρ乙S乙h′g,
此时甲物块对水平面上的压力:
F甲=G甲+△G乙=ρ甲S甲h甲g+ρ乙S乙h′g,
此时甲物块对水平面的压强:
p甲′=F甲S甲=ρ甲S甲gh甲+ρ乙gh′S乙S甲=ρ甲gh甲+S乙S甲ρ乙gh′=35ρ乙gh甲+2ρ乙gh′
此时乙物块对水平面的压强:
p乙′=ρ乙g(h乙﹣h′),
因此时甲、乙物块对水平面的压强相等,
所以,35ρ乙gh甲+2ρ乙gh′=ρ乙g(h乙﹣h′),
解得:h′=115(5h乙﹣3h甲)=115×(5×12cm﹣3×15cm)=1cm。
答:(1)乙的质量为2.4kg;(2)乙物块对水平地面的压强为1650Pa;
(3)若将乙物块沿水平方向切下1cm,切下的部分放在甲物块上时,甲、乙物块对水平面的压强相等。
33.如图所示为一个质地均匀的正方体铝块,放在水平桌面上(如图甲),已知正方体铝块的边长为0.3m,铝的密度为2.7×103kg/m3,求:
(1)铝块对水平桌面的压强;
(2)如图乙所示将铝块沿EB方向切除后,余下铝块对桌面的压强为6750Pa,其中CE:ED=1:2,然后将铝块倒置放在水平桌面上(如图丙),它对桌面的压强为多少?
【答案】(1)铝块对水平桌面的压强为8100Pa;
(2)如图乙所示将铝块沿EB方向切除后,余下铝块对桌面的压强为6750Pa,其中CE:ED=1:2,然后将铝块倒置放在水平桌面上(如图丙),它对桌面的压强为10125Pa。
【解析】(1)由于铝块是正方体且压力等于其重力,根据p=FS=GS=mgS=ρVgSρSghS=ρgh算出铝块对水平桌面的压强;
(2)乙图中余下铝块对桌面的压强为6750Pa,且CE:ED=1:2,乙丙两图中余下铝块对桌面的压力大小相等,据此结合压强公式列等式,可算出丙图对桌面的压强。
解:(1)质地均匀的正方体铝块,放在水平桌面上,且压力等于其重力,
则铝块对水平桌面的压强:
p=FS=GS=mgS=ρVgSρSghS=ρgh=2.7×103 kg/m3×10N/kg×0.3m=8100 Pa;
(2)如图乙所示将铝块沿EB方向切除后,再将铝块倒置放在水平桌面上,
则余下铝块对桌面的压力大小相等,
由p=FS可得p1S1=p2S2,
因为CE:ED=1:2,
所以DE:CD=DE:AB=2:3,
又因为底面的长一定,
所以乙丙两图中的底面积之比为S1:S2=3:2,
则丙图对水平桌面的压强为:p2=p1S1S2=6750Pa×32=10125 Pa。
答:(1)铝块对水平桌面的压强为8100Pa;
(2)如图乙所示将铝块沿EB方向切除后,余下铝块对桌面的压强为6750Pa,其中CE:ED=1:2,然后将铝块倒置放在水平桌面上(如图丙),它对桌面的压强为10125Pa。
34.甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体,放置在水平桌面上。分别沿水平方向切去上部分,剩余部分对桌面的压强p与切去部分高度h的关系如图所示,已知甲的密度为4×103kg/m3。求:
(1)圆柱体甲的高度为多少cm?
(2)当切去部分高度为5cm时,圆柱体乙剩余部分对桌面的压强为多少Pa?
(3)当切去部分高度为h0时,圆柱体甲、乙剩余部分对桌面的压强均为p0,p0的值为多少Pa?
【答案】(1)圆柱体甲的高度为20cm;
(2)当切去部分高度为5cm时,圆柱体乙剩余部分对桌面的压强为5000Pa;
(3)p0的值为4000Pa。
【解析】(1)由图像可知,开始时甲对水平桌面的压强,根据均匀实心圆柱体对水平桌面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh求出圆柱体甲的高度;
(2)由图像可知,开始时乙对水平桌面的压强和高度,根据p=ρgh求出圆柱体乙的密度,再利用p=ρgh求出切去高度为5cm时,圆柱体乙剩余部分对桌面的压强;
(3)利用p甲=p乙和p=ρgh求出h0的值,再利用p=ρgh求出p0的值。
解:(1)由图像可知,开始时甲对水平桌面的压强p甲=8000Pa,
因均匀实心圆柱体对水平桌面的压强:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,所以,圆柱体甲的高度:h甲=p甲ρ甲g=8000Pa4.0×103kg/m3×10N/kg=0.2m=20cm;
(2)由图像可知,开始时乙对水平桌面的压强p乙=6000Pa,其高度h乙=30cm=0.3m,
由p=ρgh可得圆柱体乙的密度:ρ乙=p乙gh乙=6000Pa10N/kg×0.3m=2.0×103kg/m3,
当切去部分高度为5cm时,圆柱体乙剩余部分对桌面的压强:p乙′=ρ乙g(h乙﹣h)=2.0×103kg/m3×10N/kg×(0.3m﹣5×10﹣2m)=5000Pa;
(3)由图像可知,当切去部分高度为h0时,p甲′=p乙′,
由p=ρgh可得:ρ甲g(h甲﹣h0)=ρ乙g(h乙﹣h0)
4.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m﹣h0)=2.0×103kg/m3×10N/kg×(0.3m﹣h0)
h0=0.1m,
则p0=ρ甲g(h甲﹣h0)=4.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m﹣0.1m)=4000Pa。
答:(1)圆柱体甲的高度为20cm;
(2)当切去部分高度为5cm时,圆柱体乙剩余部分对桌面的压强为5000Pa;
(3)p0的值为4000Pa。
35.如图所示,在水平地面上有两个由同种材料制成的均匀正方体金属块甲和乙,其密度为1.8×103kg/m3,它们的边长之比为1:3,甲的边长为0.2m。求:
(1)甲的重力?
(2)甲对地面的压强?
(3)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切去重力为多少?(g取10N/kg)
【答案】(1)甲的重力为144N;(2)甲对地面的压强为3600Pa;
(3)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切去重力为288N。
【解析】(1)根据V=L3求出甲的体积,利用ρ=mV求出甲的质量,再利用G=mg求出甲的重力;
(2)根据S=L2求出甲的底面积,甲对地面的压力和自身的重力相等,利用p=FS求出甲对地面的压强;
(3)均匀正方体对水平面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,据此判断乙沿竖直方向切割一部分后,剩余部分对地面的压强变化并求出其大小,乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方后,甲、乙对地面的压强相等,根据F=pS求出此时甲对地面的压力,然后求出乙正方体切去重力。
解:(1)甲的体积:V甲=L甲3=(0.2m)3=8×10﹣3m3,
由ρ=mV可得,甲的质量:m甲=ρ甲V甲=1.8×103kg/m3×8×10﹣3m3=14.4kg,
则甲的重力:G甲=m甲g=14.4kg×10N/kg=144N;
(2)甲的底面积:S甲=L甲2=(0.2m)2=4×10﹣2m2,
甲对地面的压力:F甲=G甲=144N,
甲对地面的压强:p甲=F甲S甲=144N4×10−2m2=3600Pa;
(3)均匀正方体对水平面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,
因乙沿竖直方向切割一部分后,剩余部分的密度和高度不变,
所以,剩余部分对地面的压强:
p乙=ρgL乙=ρg×3L甲=1.8×103kg/m3×10N/kg×3×0.2m=10800Pa,
又因乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方后,甲、乙对地面的压强相等,
所以,此时甲对地面的压力:
F甲′=p甲′S甲=p乙S甲=10800Pa×4×10﹣2m2=432N,
则乙正方体切去重力:
△G乙=G总﹣G甲=F甲′﹣G甲=432N﹣144N=288N。
答:(1)甲的重力为144N;(2)甲对地面的压强为3600Pa;
(3)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切去重力为288N。题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
12
0
0
0
23
35
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
12
0
0
0
23
35
初中物理人教版八年级下册9.1 压强测试题: 这是一份初中物理人教版八年级下册9.1 压强测试题,共69页。试卷主要包含了同一物体切割,不同物体,综合提升练习等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级下册第九章 压强9.1 压强随堂练习题: 这是一份初中物理人教版八年级下册第九章 压强9.1 压强随堂练习题,共50页。试卷主要包含了选择题,填空题,计算题等内容,欢迎下载使用。
初中人教版9.1 压强精品课时训练: 这是一份初中人教版9.1 压强精品课时训练,文件包含91压强练习3压强计算专题练习解析版docx、91压强练习3压强计算专题练习原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共64页, 欢迎下载使用。