沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第3讲 固体压强(强化练习)(原卷版+解析)
展开\l "_Tc27984" 考点二 压强的影响因素及应用 PAGEREF _Tc27984 \h 4
\l "_Tc2094" 考点三 压强的计算 PAGEREF _Tc2094 \h 6
\l "_Tc22277" 考点四 压强的综合应用--重叠问题 PAGEREF _Tc22277 \h 7
\l "_Tc82" 考点五 压强的综合应用--切割问题 PAGEREF _Tc82 \h 10
考点一 压力压强概念的理解
一.选择题(共9小题)
1.下列关于压力的说法中正确的是( )
A.物体受到的重力越大,产生的压力越大
B.压力的方向总是竖直向下的
C.压力产生的效果只跟压力的大小有关
D.压力的方向总是垂直于物体的受力面
2.气凝胶是当今世界上密度最小的固体,其密度为空气密度的3倍,看上去就像凝固的烟。将一块质量为6kg的气凝胶轻轻放在水平地面上,则它对地面的压力为( )
A.0NB.40NC.50ND.60N
3.如图所示,放在水平桌面M、N上的物体P、Q,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,则可以确定( )
A.桌面M一定比桌面N粗糙
B.P对桌面的压力一定大于Q对桌面压力
C.P的速度一定大于Q的速度
D.若接触面粗糙程度相同则P的质量一定大于Q的质量
4.如下图所示,正确表示物体对接触面压力的是( )
A.B.
C.D.
5.如图所示的四种措施中,为了减小压强的是( )
A.盲道上有凸起的圆点B.坦克装有宽大的履带
C.注射器针头做得很尖D.压路机的碾子质量很大
6.关于压强、压力等物理概念,下列说法正确的是( )
A.压强就是物体所受的压力
B.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
C.压力的方向总是竖直向下
D.压强在数值上等于单位面积上的压力大小
7.若你将正在做的这一张试卷展开平铺在桌子中央,则它对桌面的压强最接近于( )
A.100帕B.1帕C.0.1帕D.0.01帕
8.在武汉抗疫期间,很多医务人员因为长时间佩戴口罩而在脸上形成了一道道较深的勒痕,产生勒痕的主要原因是( )
A.口罩的重力太大B.口罩的面积太大
C.口罩的带子太短D.口罩的带子太细
9.关于压强下列说法不正确的是( )
A.压强是表示压力作用效果的物理量
B.压强等于物体单位面积上受到的压力
C.受力面积相同,重力越大压强越大
D.压力越大、受力面积越小,压力作用效果越明显
二.填空题(共3小题)
10.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25N的长方体物块甲放在水平桌面上,另一重10N的长方体物块乙放在物块甲上,则桌面对物块甲的支持力为 N。
11.如图,两根完全相同的棉线AB和CD,A端固定在天花板上,B端悬挂一质量较大的金属球,现突然用力向下一拽D端,则先断的棉线为 。如图所示,在电梯中有个重G=100N的物体A,在电梯启动匀速上升的过程中,物体A对电梯地板的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)100N。
用5N竖直向下的力把重2N的木块紧紧压在水平地面上,地面受到的压力是 N;如果用同样大小的力把同样重的木块紧紧压在天花板上,天花板受到木块的压力是
N。
考点二 压强的影响因素及应用
一.实验探究题(共2小题)
1.如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的。
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p'的大小关系为p p′(选填”>”“<”或“=”)。
(3)实验时,小明将小桌换成木块,并将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的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 ,改进方法是 。
2.如图所示小刚为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关。小刚找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图(a)海绵平放在桌面上;图(b)海面上平放一本字典;图(c)海绵上叠放两本字典;图(d)海绵上立放一本字典;图(e)一本字典平放在桌面上。
(1)通过实验图(a)和图(b),可以得出:力能使物体发生 ;
(2)通过实验图(b)图(c),可以得出:在受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越显著;
(3)通过观察图(b)和 图后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著;
(4)设图(b)中字典对海绵的压强是pb,图(e)中字典对桌面的压强是pe,比较pb pe。(选填“>”、“<”或“=”);
(5)a、b、c、d四次实验过程中,压力的作用效果是通过 表现出来的;
(6)本实验所用的物理探究方法有 和 。
二.选择题(共4小题)
3.如图所示下列实例中属于减小压强的是( )
A.安全锤尖端B.压路机的重碾子
C.高铁轨道铺在路基上D.啄木鸟尖尖的喙
4.下列实例中,属于减小压强的是( )
A.月球车的宽大轮子B.磨得很薄的刀刃
C.啄木鸟的尖喙D.尖锐的逃生锤尖
5.如图所示的四种措施中,为了增大压强的是( )
A.滑雪板的面积较大B.铁轨铺在枕木上
C.推土机有宽大履带D.切蛋器装有细钢丝
6.注射器针头做得尖细是为了( )
A.减小压力B.增大压力C.减小压强D.增大压强
考点三 压强的计算
一.计算题(共3小题)
1.“除却君身三重雪,天下谁人配白衣”,援鄂白衣战士逆行出征,舍生忘死,获得高规格欢迎,实至名归。我国多地机场以最高规格“过水门”欢迎凯旋归来的白衣英雄,如图所示,长为33.4米的飞机完全通过水门所用的时间约为20秒。(g取10N/kg)解决下列问题:
(1)飞机完全通过水门的速度;
(2)若某白衣天使的质量为60kg,请估算该白衣天使站立时对水平机场的压强。
2.第24届冬奥会将于在北京、张家口举办,如图所示,小丽的质量为50kg,每只脚与地面的接触面积为200cm2,雪地能够承受最大压强是3.0×103Pa,g=10N/kg。
求:(1)通过计算判断小丽站立在雪地时能不能陷入雪地?
(2)要完成滑雪运动,小丽所穿滑雪板的总受力面积至少多少m2?
(小丽和滑雪板及装备总质量为60kg)
3.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)。
考点四 压强的综合应用--重叠问题
二.选择题(共17小题)
4.如图所示,两块相同的砖A、B(其长、宽、厚之比为4:2:1),叠放在水平地面上,若A对B的压力和压强分别为F1和P1;B对地面的压力和压强分别为F2和P2.则( )
A.F1=F2,P1=P2B.F1=F2,P1=P2;
C.F1=F2,P1=P2D.F1=F2,P1=P2
5.如图所示,体积相同、密度分别为ρA、ρB的A、B两立方体正对叠放于水平桌面上,且ρA:ρB=1:3.A对B的压强为pA,B对桌面的压强为pB.现逐渐减小A的体积,但始终保持A的形状为立方体且密度不变。在A的体积减小的过程中,pA与pB的比值( )
A.始终变大B.始终变小
C.先减小后变大D.先增大后减小
6.如图所示,正方体A、B、C重叠放在水平地面上,其质量之比和边长之比均为1:2:3,如果A对B的压强为PA,B对C的压强为pB,C对地面的压强为Pc,则pA、pB、PC之比为( )
A.1:2:3B.2:3:4C.6:3:2D.12:9:8
7.如图甲所示是A、B两种物质质量与体积的关系图象,质地均匀的实心圆柱体A、B叠放在水平地面上,已知底面积之比SA:SB=4:3,A对B的压强和B对地面的压强之比pA:pB=1:4,则它们的高度之比hA:hB为( )
A.1:2B.3:1C.1:32D.2:1
8.如图所示,两个同种材料制成的圆柱体a和b,b的横截面积是a的2倍。在甲图中,将a竖直放在水平地面上,b竖直放在a上,这时a对地面的压强与b对a的压强之比为3:1;若将a、b倒置后放在水平地面上,如图乙所示,则a对b的压强与b对地面的压强之比是( )
A.1:3B.3:2C.2:3D.4:3
9.如图所示,密度分别为ρ1、ρ2的均匀圆柱体甲、乙,其底面积分别为S1、S2,乙的高度为h。将它们放置在水平地面上,沿水平虚线将乙切去部分h0的高度后,将切下的部分放在圆柱体甲上,此时甲、乙对地面的压强相等,则圆柱体甲的高度为( )
A.
B.
C.
D.﹣
10.把同种材料制成的甲、乙、丙三个实心正方体放在水平桌面上,甲、乙、丙对桌面压强分别为p1、p2、p3,把甲、乙、丙按如图所示叠放在水平桌面上,则丙对桌面的压强为( )
A.p1+p2+p3
B.
C.
D.
11.把同种材料制成的甲、乙两个正方体,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+p2B.p12+p22
C.D.
考点五 压强的综合应用--切割问题
12.如图所示,质量均匀分布的实心正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙分别对地面的压强相等,甲的边长大于乙的边长,则下列说法不正确的是( )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲对地面的压力大于乙对地面的压力
C.将甲、乙沿水平方向切去相同的厚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
D.将甲、乙分别沿竖直方向切去相同体积后叠放在各自剩余部分上,甲对地面的压强大于乙对地面的压强
13.如图所示,将一块砖侧放在水平地面上,若沿中线竖直截去一半,则剩下半块砖,其密度、对地面的压力、对地面的压强与原来整块砖相比较有( )
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
14.两个完全相同的正方体均匀物块;分别沿各自虚线切割掉一半,将剩余部分a和b按照图示位置摆放在同一水平面上,比较两物块对水平面的压强( )
A.a比较大B.b比较大C.一样大D.无法判断
15.均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向切去部分后,如图所示,甲、乙剩余部分的高度和质量均相等。下列关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲、p乙大小的判断。正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙,p甲>p乙B.ρ甲=ρ乙,p甲<p乙
C.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙D.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙
16.如图(1)所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,对水平桌面的压力F甲>F乙,为使甲、乙对水平地面的压强相等,在甲、乙上方中央分别叠放圆柱体A、B,如图(2)所示。则A、B的质量mA、mB和A对甲的压强pA、B对乙的压强pB的关系是( )
A.mA<mB,pA>pBB.mA<mB,pA<pB
C.mA>mB,pA>pBD.mA>mB,pA<pB
17.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。若沿竖直方向切去相同的质量(切去后甲乙都有剩余),并将切去部分分别叠放在对方剩余部分上方,则甲、乙对地面压力的变化量△F甲、△F乙和压强变化量△p甲、△p乙的关系是( )
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
18.如图所示,底面积为S甲<S乙的甲、乙两个实心圆柱体,已知它们的高度h甲<h乙,且对水平桌面的压力F甲>F乙。若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同质量,剩余部分对桌面的压强分别为p甲、p乙,则截去部分的高度△h甲、△h乙的关系是( )
A.△h甲>△h乙,p甲>p乙B.△h甲>△h乙,p甲<p乙
C.△h甲<△h乙,p甲>p乙D.△h甲<△h乙,p甲<p乙
19.如图所示,甲、乙为两个实心正方体,它们对水平地面的压强相等。若沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的部分,然后将切去部分叠放在自身剩余部分上,这时它们对水平地面的压力为F甲和F乙、压强为p甲和p乙,则( )
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
20.高度、材料相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,它们的大小如图所示。它们对桌面的压力分别为FA、FB,压强分别为pA、pB.关于它们的大小关系,正确的是( )
A.FA<FB pA<pBB.FA>FB pA=pB
C.FA>FB pA>pBD.FA>FB pA<pB
八年级下物理讲义+强化训练(新沪科版)
第3讲 固体压强
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc14333" 考点一 压力压强概念的理解 PAGEREF _Tc14333 \h 1
\l "_Tc27984" 考点二 压强的影响因素及应用 PAGEREF _Tc27984 \h 6
\l "_Tc2094" 考点三 压强的计算 PAGEREF _Tc2094 \h 10
\l "_Tc22277" 考点四 压强的综合应用--重叠问题 PAGEREF _Tc22277 \h 12
\l "_Tc82" 考点五 压强的综合应用--切割问题 PAGEREF _Tc82 \h 18
考点一 压力压强概念的理解
一.选择题(共9小题)
1.下列关于压力的说法中正确的是( )
A.物体受到的重力越大,产生的压力越大
B.压力的方向总是竖直向下的
C.压力产生的效果只跟压力的大小有关
D.压力的方向总是垂直于物体的受力面
【解答】解:A、若压力不是由于重力引起,压力大小与重力大小无关,故A错误;
BD、压力方向总是垂直于被压物体表面,例如压在竖直面上的物体,压力沿水平方向,故B错误,D正确;
C、压力产生的效果与压力大小和受力面积大小有关,故C错误。
故选:D。
2.气凝胶是当今世界上密度最小的固体,其密度为空气密度的3倍,看上去就像凝固的烟。将一块质量为6kg的气凝胶轻轻放在水平地面上,则它对地面的压力为( )
A.0NB.40NC.50ND.60N
【解答】解:硅气凝胶的重力为G=mg=6kg×10N/kg=60N,
设空气的密度为ρ空气,则硅气凝胶的密度为3ρ空气,
由ρ=可得,硅气凝胶的体积V==,
受到空气的浮力不能忽略,F浮=ρV排g=ρ空气×()×10N/kg=20N,
压力F=G﹣F浮=60N﹣20N=40N。
故选:B。
3.如图所示,放在水平桌面M、N上的物体P、Q,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,则可以确定( )
A.桌面M一定比桌面N粗糙
B.P对桌面的压力一定大于Q对桌面压力
C.P的速度一定大于Q的速度
D.若接触面粗糙程度相同则P的质量一定大于Q的质量
【解答】解:(1)物体P、Q分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,根据二力平衡条件得,物体P、Q受到的摩擦力分别是5N、3N.P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力。摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,P受到的摩擦力大,可能是因为桌面M比桌面N粗糙造成的;可能是P的质量大,重力大,对桌面的压力大造成的。故AB错误,D正确。
(2)物体受到的滑动摩擦力大小跟物体的运动速度无关,无法确定物体的运动速度,故C错误。
故选:D。
4.如下图所示,正确表示物体对接触面压力的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:放在水平面和斜面上的物体,对水平面和斜面有压力作用,其作用点在接触面上,方向是垂直接触面,并指向接触面。
故选:C。
5.如图所示的四种措施中,为了减小压强的是( )
A.盲道上有凸起的圆点B.坦克装有宽大的履带
C.注射器针头做得很尖D.压路机的碾子质量很大
【解答】解:A、盲道上有凸起的圆点,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A错误;
B、坦克装有宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B正确;
C、注射器针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C错误;
D、压路机的碾子质量很大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。故D错误。
故选:B。
6.关于压强、压力等物理概念,下列说法正确的是( )
A.压强就是物体所受的压力
B.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
C.压力的方向总是竖直向下
D.压强在数值上等于单位面积上的压力大小
【解答】解:A、压强是物体单位面积上受到的压力,故A错误;
B、物体对接触面的压力施力物体是物体,受力物体是接触面;而物体所受的重力施力物体是地球,受力物体是物体,这是两个完全不同的力,故B错误;
C、压力的方向总是垂直于物体的支撑面,所以压力的方向并不一定是竖直向下的,故C错误;
D、压强在数值上等于单位面积上的压力大小,故D正确。
故选:D。
7.若你将正在做的这一张试卷展开平铺在桌子中央,则它对桌面的压强最接近于( )
A.100帕B.1帕C.0.1帕D.0.01帕
【解答】解:一张试卷的质量约为10g,长约为0.4m,宽约为0.3m,
试卷放在水平桌面的中央,对桌面的压力:
F=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N,
试卷与桌面的接触面积:
S=0.4m×0.3m=0.12m2,
它对水平桌面的压强:
p==≈0.83Pa,与B选项最为接近。
故选:B。
8.在武汉抗疫期间,很多医务人员因为长时间佩戴口罩而在脸上形成了一道道较深的勒痕,产生勒痕的主要原因是( )
A.口罩的重力太大B.口罩的面积太大
C.口罩的带子太短D.口罩的带子太细
【解答】解:医务人员长时间佩戴口罩时脸上勒痕较深,是因为人脸受到的带子的压强较大。
根据生活常识可知,口罩的带子太细,减小了受力面积,在压力一定时,增大了对人脸的压强,从而导致医务人员因为长时间佩戴口罩而在脸上形成了一道道较深的勒痕。
口罩的重力太大、口罩的面积太大、口罩的带子太细短,不符合实际情况或不是主要原因,故ABC错误,D正确。
故选:D。
9.关于压强下列说法不正确的是( )
A.压强是表示压力作用效果的物理量
B.压强等于物体单位面积上受到的压力
C.受力面积相同,重力越大压强越大
D.压力越大、受力面积越小,压力作用效果越明显
【解答】解:A、物理学中用压强表示压力的作用效果,故正确;
B、物体单位面积上受到的压力叫压强,故正确;
C、受力面积相同,压力越大,压强越大,但重力不是压力,故C错误;
D、由p=,可知压力越大、受力面积越小,压强越大,压力作用效果越明显,故正确。
故选:C。
二.填空题(共3小题)
10.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25N的长方体物块甲放在水平桌面上,另一重10N的长方体物块乙放在物块甲上,则桌面对物块甲的支持力为 35 N。
【解答】解:桌面是水平的,则甲对桌面的压力F压=G甲+G乙=25N+10N=35N,
甲对桌面的压力和桌面对甲的支持力是一对相互作用力,则桌面对物块甲的支持力为F支=F压=35N。
故答案为:35。
11.如图,两根完全相同的棉线AB和CD,A端固定在天花板上,B端悬挂一质量较大的金属球,现突然用力向下一拽D端,则先断的棉线为 CD 。如图所示,在电梯中有个重G=100N的物体A,在电梯启动匀速上升的过程中,物体A对电梯地板的压力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)100N。
【解答】解:(1)任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质,金属球也不例外,金属球将保持原来静止的状态,现突然用力向下一拽D端,CD断了,AB还没有反应过来,即AB还将保持原来的静止状态不变,因此,先断的棉线为CD;
(2)当电梯匀速上升时,物体A处于平衡状态,受力平衡,所以物体A对电梯底板的压力等于其重力,即等于100N。
故答案为:CD;等于。
12.用5N竖直向下的力把重2N的木块紧紧压在水平地面上,地面受到的压力是 7 N;如果用同样大小的力把同样重的木块紧紧压在天花板上,天花板受到木块的压力是 3 N。
【解答】解:当木块放在地面上时,木块受竖直向下的重力、压力和竖直向上的支持力而处于静止状态,由力的合成可知:
支持力F1=G+F=5N+2N=7N,
因支持力与木块对地面的压力为作用力与反作用力,故地面受压力也为7N;
当木块压在天花板上时,受竖直向下的重力、竖直向上的压力及天花板对木块竖直向下的压力而处于静止状态,由力的合成可知:
天花板对木块竖直向下的压力F2=F﹣G=5N﹣2N=3N,
因天花板受到木块的压力与木块受天花板的压力为作用力与反作用力,故天花板受压力为3N。
故答案为:7;3。
考点二 压强的影响因素及应用
一.实验探究题(共2小题)
1.如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 海绵的凹陷程度 来比较压力作用效果的。
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p'的大小关系为p = p′(选填”>”“<”或“=”)。
(3)实验时,小明将小桌换成木块,并将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的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 没有控制压力的大小相同 ,改进方法是 把切下的部分放在剩余木块的上方 。
【解答】解:
(1)根据转换法,本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的;
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,与图丙相比,因压力大小和受力面积都相同,则根据p=可知,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p=p′;
(3)研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力大小一定,实验时,小明将小桌换成木块,并将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,则压力大小不同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力的大小相同,改进的方法是把切下的部分放在剩余木块的上方。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)=;(3)没有控制压力的大小相同;把切下的部分放在剩余木块的上方。
2.如图所示小刚为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关。小刚找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图(a)海绵平放在桌面上;图(b)海面上平放一本字典;图(c)海绵上叠放两本字典;图(d)海绵上立放一本字典;图(e)一本字典平放在桌面上。
(1)通过实验图(a)和图(b),可以得出:力能使物体发生 形变 ;
(2)通过实验图(b)图(c),可以得出:在受力面积一定时, 压力 越大,压力的作用效果越显著;
(3)通过观察图(b)和 d 图后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著;
(4)设图(b)中字典对海绵的压强是pb,图(e)中字典对桌面的压强是pe,比较pb > pe。(选填“>”、“<”或“=”);
(5)a、b、c、d四次实验过程中,压力的作用效果是通过 海绵的凹陷程度 表现出来的;
(6)本实验所用的物理探究方法有 控制变量法 和 转换法 。
【解答】解:(1)通过实验图(a)和图(b),可以得出:力能使物体发生形变;
(2)通过实验图(b)图(c)可以看出,受力面积相同,压力不同,故可以得出:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著;
(3)研究压力作用效果与受力面积的关系时,要控制压力相同,因此,通过观察图(b)和(d)图后可得出:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著;
(4)设图(b)中字典对海绵的压强是pb,图(e)中字典对桌面的压强是pe,因受压物质不同,不能直接根据物质的凹陷程度分析;根据p=,因压力相同,而(b)中受力面积小,故pb>pe;
(5)a、b、c、d四次实验过程中,压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度表现出来的;
(6)本实验所用的物理探究方法有控制变量法和转换法。
故答案为:(1)形变;(2)压力;(3)d;(4)>;(5)海绵的凹陷程度;(6)控制变量法;转换法。
二.选择题(共4小题)
3.如图所示下列实例中属于减小压强的是( )
A.安全锤尖端B.压路机的重碾子
C.高铁轨道铺在路基上D.啄木鸟尖尖的喙
【解答】解:A、安全锤尖端通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B、压路机的重碾子是通过增大压力来增大压强,故B错误;
C、高铁轨道铺在路基上是通过增大受力面积来减小压强,故C正确;
D、啄木鸟尖尖的喙是通过减小受力面积来增大压强,故D错误。
故选:C。
4.下列实例中,属于减小压强的是( )
A.月球车的宽大轮子B.磨得很薄的刀刃
C.啄木鸟的尖喙D.尖锐的逃生锤尖
【解答】解:A、月球车的宽大轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意;
B、磨得很薄的刀刃,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C、啄木鸟的尖喙,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D、尖锐的逃生锤尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选:A。
5.如图所示的四种措施中,为了增大压强的是( )
A.滑雪板的面积较大B.铁轨铺在枕木上
C.推土机有宽大履带D.切蛋器装有细钢丝
【解答】解:
A、滑雪时穿上滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不合题意;
B、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不合题意;
C、推土机有宽大履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意;
D、切蛋器装有细钢丝,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D符合题意。
故选:D。
6.注射器针头做得尖细是为了( )
A.减小压力B.增大压力C.减小压强D.增大压强
【解答】解:注射器的针头做得很尖细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D正确,ABC错误。
故选:D。
考点三 压强的计算
一.计算题(共3小题)
1.“除却君身三重雪,天下谁人配白衣”,援鄂白衣战士逆行出征,舍生忘死,获得高规格欢迎,实至名归。我国多地机场以最高规格“过水门”欢迎凯旋归来的白衣英雄,如图所示,长为33.4米的飞机完全通过水门所用的时间约为20秒。(g取10N/kg)解决下列问题:
(1)飞机完全通过水门的速度;
(2)若某白衣天使的质量为60kg,请估算该白衣天使站立时对水平机场的压强。
【解答】解:(1)飞机完全通过水门的速度:v===1.67m/s;
(2)白衣天使站立在水平地面上时,地面的受力面积约为300cm2,
对地面的压力:F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
对水平地面的压强:p===2×104Pa。
答:(1)飞机完全通过水门的速度为1.67m/s;
(2)白衣天使站立时对水平机场的压强为2×104Pa。
2.第24届冬奥会将于在北京、张家口举办,如图所示,小丽的质量为50kg,每只脚与地面的接触面积为200cm2,雪地能够承受最大压强是3.0×103Pa,g=10N/kg。
求:(1)通过计算判断小丽站立在雪地时能不能陷入雪地?
(2)要完成滑雪运动,小丽所穿滑雪板的总受力面积至少多少m2?
(小丽和滑雪板及装备总质量为60kg)
【解答】解:
(1)小丽站立在雪地时对雪地的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
站立在雪地时与雪地的接触面积S=2×200cm2=400cm2=0.04m2,
小丽站立时对雪地的压强p===1.25×104Pa;
因为1.25×104Pa>3×103Pa,所以小丽能陷入雪地;
(2)要完成滑雪运动时的总压力F总=G总=m总g=60kg×10N/kg=600N,
由p=可得,要完成滑雪运动,小丽所穿滑雪板的总受力面积至少是:
S最小===0.2m2。
答:(1)通过计算可知,小丽站立在雪地时陷入雪地;
(2)要完成滑雪运动,小丽所穿滑雪板的总受力面积至少0.2m2。
3.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)。
【解答】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=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′===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。
考点四 压强的综合应用--重叠问题
二.选择题(共17小题)
4.如图所示,两块相同的砖A、B(其长、宽、厚之比为4:2:1),叠放在水平地面上,若A对B的压力和压强分别为F1和P1;B对地面的压力和压强分别为F2和P2.则( )
A.F1=F2,P1=P2B.F1=F2,P1=P2;
C.F1=F2,P1=P2D.F1=F2,P1=P2
【解答】解:A对B的压力F1=G;B对地面的压力F2=G+G=2G;
A对B的压强P1===;B对地面的压强P2===;
故选:C。
5.如图所示,体积相同、密度分别为ρA、ρB的A、B两立方体正对叠放于水平桌面上,且ρA:ρB=1:3.A对B的压强为pA,B对桌面的压强为pB.现逐渐减小A的体积,但始终保持A的形状为立方体且密度不变。在A的体积减小的过程中,pA与pB的比值( )
A.始终变大B.始终变小
C.先减小后变大D.先增大后减小
【解答】解:设A立方体的边长为a,B立方体的边长为b,A立方体的密度为ρ,则B立方体的密度为3ρ,
则A对B的压强为pA=ρga,
B对桌面的压强为pB=3ρgb+,
所以=,
当a=b时,=,
当a=b时,=,
当a=b时,=,
当a=b时,=,
所以,在A的体积减小的过程中,pA与pB的比值始终变小。
故选:B。
6.如图所示,正方体A、B、C重叠放在水平地面上,其质量之比和边长之比均为1:2:3,如果A对B的压强为PA,B对C的压强为pB,C对地面的压强为Pc,则pA、pB、PC之比为( )
A.1:2:3B.2:3:4C.6:3:2D.12:9:8
【解答】解:(1)∵G=mg,且mA:mB:mC=1:2:3,
∴GA:GB:GC=mA:mB:mC=1:2:3;
∵S=L2,且LA:LB:LC=1:2:3,
∴SA:SB:SC=1:4:9。
(2)设GA=1N,则GB=2N,GC=3N;SA=1m2,则SB=4m2,SC=9m2。
∵P==,
∴PA:PB:PC=::=::=1::=12:9:8。
故选:D。
7.如图甲所示是A、B两种物质质量与体积的关系图象,质地均匀的实心圆柱体A、B叠放在水平地面上,已知底面积之比SA:SB=4:3,A对B的压强和B对地面的压强之比pA:pB=1:4,则它们的高度之比hA:hB为( )
A.1:2B.3:1C.1:32D.2:1
【解答】解:
(1)由图可知,当B的体积为1cm3时,质量为8g,所以B的密度为8g/cm3;当A的体积为4cm3时,质量为4g,所以A的密度为1g/cm3;所以ρA:ρB=1g/cm3:8g/cm3=1:8;
(2)实心圆柱体A、B的质量为:
mA=ρAVA=ρASAhA,mB=ρBVB=ρBSBhB,
因为p===,
所以A对B的压强和B对地面的压强之比:
pA:pB=:==,
解得:
3mA=mB,
即:3ρASAhA=ρBSBhB,
==××=2:1。
故选:D。
8.如图所示,两个同种材料制成的圆柱体a和b,b的横截面积是a的2倍。在甲图中,将a竖直放在水平地面上,b竖直放在a上,这时a对地面的压强与b对a的压强之比为3:1;若将a、b倒置后放在水平地面上,如图乙所示,则a对b的压强与b对地面的压强之比是( )
A.1:3B.3:2C.2:3D.4:3
【解答】解:设圆柱体a、b的横截面积为Sa、Sb,Sb=2Sa
在甲图中,
a对地面的压强:p1==,
b对a的压强:p2==,
由题可知p1:p2=3:1,
即::=,可得:=+1=,
所以,=;
在乙图中,
a对b的压强:p1′==,
b对地面的压强:p2′==,
则p1′:p2′=:=×=×=,故D正确。
故选:D。
9.如图所示,密度分别为ρ1、ρ2的均匀圆柱体甲、乙,其底面积分别为S1、S2,乙的高度为h。将它们放置在水平地面上,沿水平虚线将乙切去部分h0的高度后,将切下的部分放在圆柱体甲上,此时甲、乙对地面的压强相等,则圆柱体甲的高度为( )
A.
B.
C.
D.﹣
【解答】解:
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,圆柱体对水平地面的压强:
p======ρgh,
则甲圆柱体的重力:
G甲=F甲=p甲S甲=ρ1gh甲S1,
沿水平虚线将乙切去部分h0的高度后,切去部分的重力:
△G乙=△F乙=△p乙S乙=ρ2gh0S2,
将切下的部分放在圆柱体甲上后,甲对水平地面的压强:
p甲′===,
圆柱体乙剩余部分对水平地面的压强:
p乙′=ρ2g(h﹣h0),
因此时甲、乙对地面的压强相等,即p甲′=p乙′,
所以,=ρ2g(h﹣h0),
整理可得:h甲=。
故选:C。
10.把同种材料制成的甲、乙、丙三个实心正方体放在水平桌面上,甲、乙、丙对桌面压强分别为p1、p2、p3,把甲、乙、丙按如图所示叠放在水平桌面上,则丙对桌面的压强为( )
A.p1+p2+p3
B.
C.
D.
【解答】解:正方体对水平地面的压强:p======ρgh,;
设正方体的密度为ρ,边长分别为L甲、L乙和L丙,则
L甲=,L乙=,L丙=,
把甲、乙、丙按如图所示叠放在水平桌面上,则丙对地面的压强:
p======。
故选:C。
11.把同种材料制成的甲、乙两个正方体,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+p2B.p12+p22
C.D.
【解答】解:设两正方体的密度为ρ,边长分别为L甲和L乙,
甲对桌面的压强为:p1===ρgL甲,
∴L甲=,
同理,L乙=,
当把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压强为:
p===。
故选:C。
考点五 压强的综合应用--切割问题
12.如图所示,质量均匀分布的实心正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙分别对地面的压强相等,甲的边长大于乙的边长,则下列说法不正确的是( )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲对地面的压力大于乙对地面的压力
C.将甲、乙沿水平方向切去相同的厚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
D.将甲、乙分别沿竖直方向切去相同体积后叠放在各自剩余部分上,甲对地面的压强大于乙对地面的压强
【解答】解:A.甲、乙静止于水平地面上,由p=ρgh可知,甲对地面的压强为p甲=ρ甲gh甲,乙对地面的压强为p乙=ρ乙gh乙。由题可知,为p甲=p乙,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,因h甲>h乙,则ρ甲<ρ乙,故A正确。
B.由h甲>h乙、S=h2可知,S甲>S乙。由甲、乙对地面的压强相等及公式p=可知,甲对地面的压力大于乙对地面的压力,故B正确。
C.将甲、乙沿水平方向切去相同的厚度,由A知甲的密度小于乙的密度,根据p=ρgh知甲切去部分的压强小于乙切去部分的压强,故甲剩余部分的压强大于乙剩余部分的压强,故C正确。
D.设切去的体积为V,则甲的底面面积变为△S甲=h甲(h甲﹣),则甲的底面面积变为△S乙=h乙(h乙﹣)。将切除部分叠加在各自剩余部分后,甲、乙对地面的压力均不变。由公式p=、p=ρgh可得,叠加后甲对地面的压强为△p甲==,同理可知叠加后乙对地面的压强为△p乙=。则===<1,则叠加后,甲对地面压强小于乙对地面的压强,故D错误。
故选:D。
13.如图所示,将一块砖侧放在水平地面上,若沿中线竖直截去一半,则剩下半块砖,其密度、对地面的压力、对地面的压强与原来整块砖相比较有( )
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
【解答】解:(1)∵密度是物质的一种特性,不随质量、体积的改变而改变,
∴沿中线竖直截去一半后,剩余半块砖的密度不变;
(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,受力面积减半,
∵p=,
∴剩余半块砖对地面的压强等于原来整块砖对地面的压强。
故选:D。
14.两个完全相同的正方体均匀物块;分别沿各自虚线切割掉一半,将剩余部分a和b按照图示位置摆放在同一水平面上,比较两物块对水平面的压强( )
A.a比较大B.b比较大C.一样大D.无法判断
【解答】解:
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,即F=G,
由图a,如果沿水平方向切去一半后,剩余部分的重力减半即为G,受力面积不变即为S,
由b图,如果沿对角线切去一半后,剩余部分的重力减半即为G,物块为正方体,所以b比a受力面积大,即b中受力面积大于S,
由p=可知,a对水平地面的压强大。
故选:A。
15.均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向切去部分后,如图所示,甲、乙剩余部分的高度和质量均相等。下列关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲、p乙大小的判断。正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙,p甲>p乙B.ρ甲=ρ乙,p甲<p乙
C.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙D.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙
【解答】解:(1)由图可知,沿水平方向切去部分后,剩余部分体积V甲<V乙;
又已知剩余部分质量m甲=m乙;
根据密度公式ρ=知,ρ甲>ρ乙;
(2)设正方体甲、乙边长分别为L甲,L乙;
剩余部分均为长方体,且剩余部分的质量m甲=m乙;
根据m=ρV和长方体体积公式可得:m甲=ρ甲L甲2h剩=m乙=ρ乙L乙2h剩;
则可得ρ甲gL甲2=ρ乙gL乙2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p======ρgh,
所以,切去前甲、乙对地面压强分别为:p甲=ρ甲gL甲,p乙=ρ乙gL乙;
由图知L乙>L甲,即 >1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①可得 =>1,
所以ρ甲gL甲>ρ乙gL乙;
即p甲>p乙;
故选:C。
16.如图(1)所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,对水平桌面的压力F甲>F乙,为使甲、乙对水平地面的压强相等,在甲、乙上方中央分别叠放圆柱体A、B,如图(2)所示。则A、B的质量mA、mB和A对甲的压强pA、B对乙的压强pB的关系是( )
A.mA<mB,pA>pBB.mA<mB,pA<pB
C.mA>mB,pA>pBD.mA>mB,pA<pB
【解答】解:从图中可知,甲的底面积小于乙的底面积,即S甲<S乙,因F甲>F乙,
根据p=可知甲乙对水平桌面的压强p甲>p乙,
为使甲、乙对水平地面的压强相等,可知甲乙对地面压力的增加量△F甲<△F乙,
即GA<GB,根据G=mg可知mA<mB;
根据甲乙对水平桌面的压强p甲>p乙可知,为使甲、乙对水平地面的压强相等,
甲乙对地面的压强增加量△p甲<△p乙,
且△p甲===pA,△p乙===pB,
故pA<pB。
故选:B。
17.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。若沿竖直方向切去相同的质量(切去后甲乙都有剩余),并将切去部分分别叠放在对方剩余部分上方,则甲、乙对地面压力的变化量△F甲、△F乙和压强变化量△p甲、△p乙的关系是( )
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
【解答】解:(1)水平地面上放置的物体,对地面的压力等于重力;
若沿竖直方向切去相同的质量,并将切去部分分别叠放在对方剩余部分上方,甲、乙对地面的压力分别等于甲、乙的重力,因此甲乙对地面的压力仍等于自身重力,即甲乙对地面压力的变化量均为零,故△F甲=△F乙;
(2)因为甲、乙对地面的压强相等,所以由p======ρgh可得:
p甲:p乙=ρ甲gh甲:ρ乙gh乙=1:1,即=;
设甲切去部分的底面积为S甲′,乙切去部分的底面积为S乙′
由m=ρV=ρSh可得,ρ甲S甲′h甲=ρ乙S乙′h乙,即==×=1:1,
则S甲﹣S甲′>S乙﹣S乙′,
则△p甲=;
△p乙=;
又因为G甲切=G乙切,所以△p甲<△p乙。
故选:B。
18.如图所示,底面积为S甲<S乙的甲、乙两个实心圆柱体,已知它们的高度h甲<h乙,且对水平桌面的压力F甲>F乙。若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同质量,剩余部分对桌面的压强分别为p甲、p乙,则截去部分的高度△h甲、△h乙的关系是( )
A.△h甲>△h乙,p甲>p乙B.△h甲>△h乙,p甲<p乙
C.△h甲<△h乙,p甲>p乙D.△h甲<△h乙,p甲<p乙
【解答】解:(1)由题知,原来它们对水平地面的压力F甲>F乙,
根据F=G=mg可得m甲>m乙,都截去相同得质量m',m甲﹣m'>m乙﹣m',所以△F甲>△F乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
由于p=,剩余部分对桌面的压强分别为p甲=,p乙=,
已知S甲<S乙,根据①可得p甲>p乙;
(2)由于ρ=,所以m=ρV,V=Sh,
所以可得ρ甲S甲h甲>ρ乙S乙h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
已知h甲<h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
由②③可得ρ甲S甲>ρ乙S乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
都截去相同的质量m',m'=ρ甲V甲’=ρ乙V乙’,即ρ甲S甲△h甲=ρ乙S乙△h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤,
由④得△h甲<△h乙。
故选:C。
19.如图所示,甲、乙为两个实心正方体,它们对水平地面的压强相等。若沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的部分,然后将切去部分叠放在自身剩余部分上,这时它们对水平地面的压力为F甲和F乙、压强为p甲和p乙,则( )
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
【解答】解:将甲、乙两个实心正方体切去并叠加后,其对水平地面的压力等于自身的重力,重力不变,则压力相等,乙的受力面积大,根据F=pS可知,则F甲<F乙;
甲、乙被切去并叠加后,本身的重力不变,则对水平表面的压力不变,由于受力面积减小了,则压强都变大;
设它们的增大压强分别为△p甲、△p乙,由p=可得,
△p甲=﹣=•=p甲原•;
△p乙=﹣=•=p乙原•。
因为p甲原=p乙原,而(h甲﹣h)<(h乙﹣h),
则p甲原•>p乙原•,即△p甲>△p乙,所以p甲>p乙。
故选:A。
20.高度、材料相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,它们的大小如图所示。它们对桌面的压力分别为FA、FB,压强分别为pA、pB.关于它们的大小关系,正确的是( )
A.FA<FB pA<pBB.FA>FB pA=pB
C.FA>FB pA>pBD.FA>FB pA<pB
【解答】解:
从图中可以看出,VA>VB,而A和B的材料相同,即密度相同,根据公式G=mg=ρVg可知,GA>GB,
而物体放在水平桌面上,物体对水平桌面的压力等于物体的重力,所以FA>FB。
A和B的密度相同,g是常量,而A和B的高度相同,根据公式p======ρgh可知,它们对地面的压强相等,即pA=pB。
故选:B。
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