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专题10 压力与压强(知识+考点+分层练习)--备战中考物理一轮复习考点帮(全国通用)
展开特别说明:典例是2023年的中考真题,即时检测是最新的全国各地的模拟题,好题冲关是2022年的期末考试题和2023年的模拟考试题和2023年的中考真题中经过多次筛选。知识点以挖空的形式设计,便于学生提前预习,考点通过方法总结,知识加工,便于学生理解和记忆,好题冲关分层设计,针对于不同的学生。
了解光沿直线传播的条件;了解镜面反射和漫反射的差别;了解红外线和紫外线的特点及应用;
理解光的反射定律和光的折射定律,能分析生活中是物理现象;
掌握光的反射和平面镜成像的特点;
4.了解物体的颜色,区分光的三原色和颜料三基色的差别,能正确判断生活中的色散现象;
知识点1:压力
定义:________在物体表面上的力叫压力;
产生条件:物体之间相互接触且发生相互挤压;
方向:压力的方向总是________于物体的受力面,指向受力物体的内部;
作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心;
单位:压力的单位是______,符号为N;
作图:
知识点2:影响压力的作用效果的因素
探究方法
由于压力的作用效果可能与多个因素有关,故在探究时采用______法;实验中压力的作用效果通过_________-来反映,这种研究问题的方法为______法;
探究过程:
3.实验结论:
(1)比较甲乙得出:在______一定时,______越大,压力的作用效果越明显;
(2)比较乙丙得出:在______一定时,______越小,压力的作用效果越明显;
知识点3:固体压强
定义:在物理学中,物体所受____的大小与_____之比;
意义:表示_____的物理量;
公式_____,其中p表示_____、F表示____、S表示物体的_______;
单位:
在国际单位制中,力的单位是____,受力面积的单位是_____,压强的单位是_____,它有一个专用的名称叫_______,简称____,符号是____;
增大压强方法:
①受力面积一定时______压力;②压力一定时______受力面积;③在增大压力的同时减小受力面积
减小压强方法:
①受力面积一定时,______压力;②压力一定时,______受力面积;③在减小压力的同时增大受力面积;
【提示】
(1)公式中的F是压力而不是重力;
(2)公式中的受力面积是两物体的实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积。
【答案】
知识点1
垂直作用 垂直 牛顿
知识点2
控制变量 海绵的凹陷程度 转换 受力面积 压力 压力 受力面积
知识点3
压力 受力面积 压力作用效果 p= 压强 压力 受力面积 牛 平方米 牛每平方米 帕斯卡 帕 Pa 增大 减小 减小 增大
考点一 压力
压力:表示垂直并指向被压物体的力;支持力:表示垂直并指向被支持的物体;
注意:压力和重力的区别
重力竖直向下,压力垂直并指向物体的表面;
一般情况下,压力不等于重力,只有当物体单独静止在水平面上时,此时压力和重力相等;
【典例1】(2023·四川广元·统考中考真题)如图所示,物体A静止于粗糙斜面B上,请你作出物体A对斜面B的压力F的示意图。
【答案】
【详解】垂直作用在物体表面上的力叫压力。物块对斜面的压力作用点在斜面上,方向垂直斜面向下,物块对斜面的压力F的示意图如下所示:
【即时检测1】(2023·河南焦作·统考三模)质量为m的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间,如图。在图中作出挡板对圆球的支持力和圆球对斜面的压力的示意图。
【答案】
【详解】挡板对圆球的支持力作用点在圆球的圆心上,方向垂直于挡板向右;圆球对斜面的压力作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下。从二力的作用点开始,分别沿二力的方向画一条带箭头的线段,并分别在线段末尾标上相关字母,如图所示:
【即时检测2】(2023·河南驻马店·统考三模)如图所示,足球沿斜面向上运动,画出足球对斜面压力的示意图。
【答案】
【详解】足球对斜面的压力垂直于斜面向下,从压力的作用点O起沿压力的方向作出足球对斜面压力的示意图,如图所示:
【典例2】(2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)小荣站在水平放置的体重计上测量体重。下列说法正确的是( )
A.小荣对体重计的压力就是小荣受到的重力
B.小荣对体重计的压力与她受到的支持力是一对平衡力
C.地面对体重计的支持力与体重计受到的重力是一对相互作用力
D.小荣受到的重力与体重计对她的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.压力和重力是两个不同性质的力,因此压力不是重力,故A错误;
B.小荣对体重计的压力与她受到的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.地面对体重计的支持力大小等于小荣和体重计的总重力,地面对体重计的支持力与体重计受到的重力大小不相等,不是一对相互作用力,故C错误;
D.小荣受到的重力与体重计对她的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选D。
【即时检测1】(2023·河南洛阳·统考模拟预测)如图所示,一个物体静止在斜面上,受到的重力为G、斜面对它的支持力为F、斜面对它的摩擦力为f,物体对斜面的压力为。下列分析正确的是( )
A.压力与重力G的大小相等
B.摩擦力f的大小只由压力的大小决定
C.支持力F与重力G是一对平衡力
D.支持力F与压力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.物体不在水平面上,压力小于重力G的大小,故A错误;
B.摩擦力大小与物体对斜面的压力、斜面的粗糙程度都有关,故B错误;
C.支持力F与重力G不在同一直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.支持力F与压力同时作用在相互作用的两个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
【即时检测2】(2023·江苏淮安·统考一模)如图所示,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,上手指对笔尾的压力 下手指对笔尖的压力;上手指对笔尾的压强 下手指对笔尖的压强(两空都选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 小于 小于
【详解】[1]铅笔静止时,处于平衡状态,铅笔受到竖直向下的重力、上手指对笔尾向下的压力和下手指对笔尖向上的压力,根据力的平衡条件可得,所以,即上手指对笔尾的压力小于下手指对笔尖的压力。
[2]由图可知,上手指与笔尾的接触面积大于下手指与笔尖的接触面积,即且
根据可知,上手指对笔尾的压强小于下手指对笔尖的压强。
考点二 探究影响压力的作用效果
此类题目,需注意实验的目的,探究影响压力的作用效果,即探究影响压强大小的因素;
此类实验题,必须满足控制变量法(即单一变量法),在填写实验结论时,必须满足在某一条件下的变量关系。
【典例3】(2023·宁夏·统考中考真题)某同学利用小桌、海绵、砝码等实验器材,探究“影响压力作用效果的因素”的实验,探究过程如图所示:
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
(2)对比 两图,可以探究压力作用效果与受力面积的关系。
(3)对比甲、乙两图可以得出结论:当受力面积一定时, ,压力作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例: 。
【答案】 凹陷程度
乙、丙 压力越大 压路机的碾子很重
【详解】(1)[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,采用了转换法。
(2)[2]探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,通过比较图乙、丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[3]比较图甲、乙所示的实验可知,受力面积相同,乙的压力较大,乙的压力作用效果较明显,则可得出结论:当受力面积一定时压力越大,压力的作用效果越明显。
[4]生产生活中应用当受力面积一定时压力越大,压力的作用效果越明显的例子:压路机的碾子很重是在受力面积一定时,增大压力,增大压强。
【即时检测1】(2023·河南南阳·统考三模)茫茫白雪中,体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地上行走,陷入雪中的情景不同(如图甲),根据图甲的情景,小明用一块海绵,两块规格相同的木块来探究压力的作用效果。实验过程如图乙所示。
(1)压力的作用效果是通过比较海绵的 来确定的;
(2)根据图甲的情景,小明猜想压力的作用效果与 有关;
(3)比较乙图中A、B可知,压力一定时, ,压力的作用效果越明显;
(4)高速公路上行驶的机动车要限重,可以通过比较乙图中选项 得出的结论来解释;
(5)对比乙中A、D两图,发现海绵的下陷程度相同,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是 的,理由是 。
【答案】 凹陷程度 受力面积 受力面积越小 A、C 错误 没有控制受力面积相同
【详解】(1)[1]根据转换法,压力的作用效果是通过比较海绵的凹陷程度来确定的。
(2)[2]图甲中,体重大致相同(对雪地的压力相同)的滑雪者和步行者在雪地上行走,滑雪者受力面积大,陷入雪中的深度小,小明猜想压力的作用效果与受力面积有关。
(3)[3]比较乙图中A、B压力相同,A中受力面积小,压力作用效果明显,故可知,压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[4]比较A、C实验,受力面积相同,C中压力大,压力作用效果明显,故高速公路上行驶的机动车要限重,可以通过比较乙图中选项 A、C得出的结论来解释。
(5)[5][6]研究压力作用效果与压力大小的关系时,要控制受力面积相同,对比乙中A、D两图,发现海绵的下陷程度相同,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是错误的,理由是没有控制受力面积相同。
【即时检测2】(2023·山东泰安·统考二模)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明同学利用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块进行了如图所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题:
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力的作用效果,这时用到的物理方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)比较图乙和图 可以得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)比较甲、乙两图,可以得出的结论: ,压力的作用效果越明显;
(4)物理学上将压力的作用效果叫做压强,用字母p表示,将砖块平放在平整的石板上,如图戊所示,对比图丁和图戊,两图中凹陷程度并不相同,所以p丁 p戊 (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 凹陷程度 转换法 丙 受力面积一定时,压力越大 =
【详解】(1)[1][2]图中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来反映的,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,这种科学探究方法是转换法。
(2)[3]对比乙、丙两图可知,压力大小相同,乙的受力面积小,乙图中海绵的凹陷程度大,即乙图中压力的作用效果明显,故可得出结论:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[4]比较图甲和图乙可知,受力面积相同,乙中压力大,海绵的凹陷程度大,故可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)[5]戊中海绵受到的压强,将长方体砖块放在如图戊所示的石板上,图戊中石板受到的压强,因两次实验中压力大小和受力面积都相同,则根据可知。
考点三 固体压强的简单计算
压强公式:,其中F表示压力,S表示受力面积(即两物体间的接触面积);
当质量分布均匀、形状规则的立柱性物体(长方体、圆柱体)单独放在水平面上时,此物体对水平面的压强可以利用液体压强公式进行计算;
【典例4】(2023·山东济南·统考中考真题)一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)该箱内所装酱油的密度是多少?
(2)这箱酱油对地面的压强是多少?
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)酱油的体积
该箱内所装酱油的密度
(2)酱油的重力
因为放在水平地面上,所以对水平地面的压力
F=G=120N
受力面积
S=60cm×20cm=1200cm2=0.12m2
这箱酱油对地面的压强
答:(1)该箱内所装酱油的密度是;
(2)这箱酱油对地面的压强是1000Pa。
【即时检测1】(2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测)共享单车,既节能减排,减少对大气污染,又给城市市民提供了方便,缓解了城市交通压力,赤峰市近两年又推出了带助力的共享单车,其相关参数见表,质量为70kg的爸爸骑共享单车去上班,爸爸在某段平直路面上匀速骑行600m,用时2min,爸爸匀速骑车时的功率为150W。(g=10N/kg)求:
(1)爸爸骑行速度是多少?爸爸匀速骑车时,人和车受到的阻力为多少?
(2)爸爸在匀速骑行过程中,单车对水平地面的压强是多少?
【答案】(1)5m/s,30N;(2)4.5×105Pa
【详解】解:(1)根据可得,爸爸骑行速度为
由
可得,爸爸匀速骑车时的动力为
因爸爸匀速骑车时处于平衡状态,动力与人和车受到的阻力是一对平衡力,所以,人和车受到的阻力为
f=F=30N
(2)爸爸在匀速骑行过程中,单车对水平地面的压力为
单车对水平地面的压强为
答:(1)爸爸骑行速度是5m/s;爸爸匀速骑车时,人和车受到的阻力为30N;
(2)爸爸在匀速骑行过程中,单车对水平地面的压强是4.5×105Pa。
【即时检测2】(2023·江西吉安·统考模拟预测)自动驾驶是近年来比较热门的话题,自动驾驶技术也已应用到很多汽车上。如图所示,这是某款无人驾驶物流配送车,空车质量为300kg。每个车轮与地面的接触面积为50cm2。设计最高时速为15km/h,可实现到用户手中的最后五公里配送。(g取10N/kg)
(1)求无人驾驶物流配送车空车静止在水平路面上时对路面的压强。
(2)求无人驾驶物流配送车以最高时速行驶5km需要的时间。
(3)无人驾驶物流配送车是由纯电驱动,使用电取代汽油在环保上有哪些优势?请写出两条。
【答案】(1)1.5×105Pa;(2)20min;(3)见解析
【详解】解:(1)物流配送车受到的重力为
G=mg=300kg×10N/kg=3000N
物流配送车受到的压力等于自身的重力
F=G=3000N
物流配送车对水平路面的压强
(2)物流配送车以最高时速行驶5km需要的时间
(3)使用电取代汽油可以减少汽车尾气的排放;电动车的声音比汽油发动机的声音小。
答:(1)无人驾驶物流配送车空车静止在水平路面上时对路面的压强为1.5×105Pa;
(2)无人驾驶物流配送车以最高时速行驶5km需要的时间为20min;
(3)使用电取代汽油在环保上的优势:可以减少汽车尾气的排放,电动车的声音比汽油发动机的声音小。
考点四 叠加体压强的计算
叠加体问题,需要注意两物体间的的受力面积(及接触面积),其压力的大小等于物体的重力,也可以利用公式F=Ps进行计算。
【典例5】(2023·广西·统考中考真题)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则B的密度为 ,A的重力为 N(g取10N/kg)
【答案】 0.6×103 6
【详解】[1]质量分布均匀的实心正方体置于水平桌面上,对水平桌面的压强
由图乙可知,截取前有pB=6×102Pa,B的高度是10cm,B的密度为
[2]由图乙可知,当B截取2cm时,B剩余部分对桌面的压强
此时将截取的B物体叠放在A上,对桌面的压强也是480Pa,即
①
B的重力
由图乙可知,B放到A上面对水平桌面的压强是8×102Pa,即
②
由①和②得到,GA=6N
【即时检测1】(2023·新疆和田·统考二模)某容器由底面积不同、高度均为h的两个空心薄壁圆柱形玻璃粘合而成,两圆柱形玻璃内部连通,薄壁容器质量可以忽略。如图甲放置时,容器内部水的高度为,容器对地面的压强为p甲,水对容器底部的压强为pA。现将容器倒置,如图乙所示(内部水位未画出),容器对地面的压强为p乙,水对容器底部的压强为pB以下关系正确的是( )
A.若p甲∶p乙=1∶2,则pA∶pB=1∶3
B.若p甲∶p乙=2∶3,则pA∶pB=1∶2
C.若p甲∶p乙=1∶4,则pA∶pB=2∶5
D.若p甲∶p乙=2∶5,则pA∶pB=1∶3
【答案】C
【详解】容器对地面的压力等于容器和水的总重力G,则容器对地面的压强之比
由图甲到图乙,水的体积不变,若水没有进入A容器,则水的体积
得
水对容器底的压强之比
A.若,则,
水对容器底的压强之比,故A错误;
B.若,则,
水对容器底的压强之比,故B错误;
若,则,
假设水不进入A,则深度为
因为B的深度为h,则溢入A的体积为
A中水的深度
乙中水的深度
水对容器底的压强之比,故C正确;
D.若,则,
因为B的深度为h,则溢入A的体积为
A中水的深度
乙中水的深度
水对容器底的压强之比,故D错误。
故选C。
【即时检测2】(2023·广西梧州·统考二模)如图甲所示,边长10cm的均匀正方体,重为90N,放在水平桌面中央,正方体的密度为 ,沿水平方向切下一部分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1.2倍,如图乙、丙所示,再将b沿水平方向截取高度叠放在a的上表面,如图丁所示,此时a对桌面的压强为 Pa。
【答案】 9×103 2.4×104
【详解】[1]均匀正方体的体积为
正方体的质量为
正方体的密度为
[2]沿水平方向切下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的倍,则①
柱状固体对水平地面的压强②
且将正方体切去一部分后密度不变,则由①②可得,
设a的宽度为,则
则a、b两部分的重力之比
已知最初正方体的重力为90N,所以
又因为
所以
再将b沿水平方向截高度叠放在a的上表面,如图丁,a的底面积为,此时a对桌面的压强为
【即时检测3】(2023·广西·九年级校联考专题练习)如图a所示,质量为4kg的实心正方体放置在水平地面上,该正方体的棱长为10cm,则它对地面的压强p= Pa,如图b所示,沿竖直方向切去厚度为ΔL=4cm的部分甲,剩余部分为乙,然后将甲水平旋转90度后,叠放在乙的上表面的中央,如图c所示,此时甲对乙的压强和乙对地面的压强分别为p甲、p乙,则p甲∶p乙= 。
【答案】 4000 1∶1
【详解】[1]由题意可知,正方体的棱长为L=10cm=0.1m
则正方体的底面积为S=(0.1m)2=0.01m2
由受力分析可知,正方体对地面的压力F等于正方体的重力G,即
F=G=mg=4kg×10N/kg=40N
由可得,正方体对地面的压强为
[2]由题意可得,甲部分的重力为
甲部分对乙的压力为F甲=G甲=16N
甲部分与乙部分的接触面积为S甲=ΔL×(L-ΔL)=4cm×(10cm-4cm)=24cm2=2.4×10-3m2
由可得,甲对乙的压强为
乙对地面的压力为F乙=G=40N
乙与地面之间的接触面积为S乙=L×(L-ΔL)=10cm×(10cm-4cm)=60cm2=6×10-3m2
则乙对地面的压强为
故可得甲对乙的压强和乙对地面的压强之比为
一、选择题
1.如图,公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行,关于人在水平路面上骑行时,以下说法正确的是( )
A.人和自行车都受到路面的摩擦力作用
B.自行车对地面的压力等于自行车的重力
C.人受到的重力与自行车对人的支持力是一对平衡力
D.自行车受到路面的支持力和自行车的重力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.人在水平路面上骑车时,自行车压在路面上,自行车受到路面的摩擦力,人此时不受路面的摩擦力;故A错误;
B.人骑在自行车上,自行车对地面的压力等于人和自行车的总重力;故B错误;
C.人受到的重力与自行车对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上,它们是一对平衡力;故C正确;
D.自行车受到路面的支持力大小等于人和自行车的总重力,这个支持力大于自行车的重力,所以它们不是一对平衡力;故D错误。
故选C。
2.父子两人并肩在沙滩上行走,他们在沙地上留下的脚印大小不同(鞋底面积),但深浅相同。则他们对沙地的压力F大小及压强p大小关系为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】留下的脚印深浅相同,说明他们对沙滩的压力效果相同,也就是压强相等,即,由得,因为,所以他们对沙地的压力。
故选D。
3.如图,一空茶杯静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力,是由于茶杯发生形变产生的
B.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力是平衡力
C.茶杯正放与倒放时,对桌面的压力是不同的
D.桌面对茶杯的支持力与茶杯所受重力是相互作用力
【答案】A
【详解】A.茶杯放在桌面上时,桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,茶杯对桌面产生了向下的弹力,故A正确;
B.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.茶杯正放与倒放时,对桌面的压力等于茶杯的重力,茶杯的重力不变,对桌面的压力不变,故C错误;
D.桌面对茶杯的支持力与茶杯所受重力作用在同一个物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
4.如图甲所示,一块长木板A放在水平桌面上。现用一水平力F,向右缓慢的推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中,木板对桌面的压力、压强的变化情况是( )
A.A对桌面的压强不变B.A对桌面的压力不变
C.A对桌面的压力不断变小D.A对桌面的压强不断变小
【答案】B
【详解】水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F压不变,且向右缓慢地推木板的过程中,受力面积变小,根据知,木板对桌面的压强变大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.一名女生站在地上手拿一瓶未开封的矿泉水,其中涉及的物理量估测合理的是( )
A.矿泉水的重力为50NB.矿泉水对手的压力50N
C.女生的重力为500ND.女生对地面的压强为50Pa
【答案】C
【详解】A.一瓶矿泉水的质量约500g=0.5kg,重力约,故A不符合题意;
B.矿泉水瓶静止在手中,手对矿泉水瓶的支持力等于瓶的重力,为5N,手对矿泉水瓶的支持力和矿泉水瓶对手的压力是相互作用的力,也为5N,故B不符合题意;
C.中学生的质量约50kg,重力约,故C符合题意;
D.根据压力,计算对地面的压强为,故D不符合题意。
故选C。
6.如图所示,两个完全相同的实心圆台形物体一正一反放置在同一水平桌面上,它们分别在水平拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,它们对桌面的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是( )
A.p1>p2,F1=F2B.p1>p2,F1
【答案】A
【详解】CD.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,两个完全相同的实心圆台形物体对桌面的压力相等,因圆台正放时的底面积小于倒放时的底面积,所以,由可知,它们对桌面的压强关系为p1>p2,故CD错误;
AB.因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与其它因素无关,所以,两容器运动时受到的滑动摩擦力相等,又因物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,所以,两容器分别在水平拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动时,则有F1=F2=f,故A正确,B错误。
故选A。
7.如图甲所示,质量分布均匀的长方体放在水平桌面上,对桌面压强为p;如图乙,将长方体沿虚线切成质量相等的两部分;如图丙,将切开后的a、b、c、d单独放在桌面上,则它们对桌面的压强分别用pa、pb、pc、pd表示,下列关系一定不正确的是( )
A.pa<pB.pb=pcC.pc<paD.pd>2pb
【答案】C
【详解】A.因为a、b为长方体,它们对桌面的压强为
由于a的高度小于b的高度,所以pa<pb=p,故A正确,不符合题意;
B.当c的底面积等于总底面积的一半时,pb=pc,故B可能正确,不符合题意;
C.当c的压强最小时,底面积等于总底面积,压力为总压力的一半,此时pa=pc
底面积小于总底面积时pc>pa,故C一定不正确,符合题意;
D.当d的底面积非常小时,pd>2pb,故D可能正确,不符合题意。
故选C。
8.用力F沿水平方向把物体从甲位置推到乙位置,F大小随时间变化的图像如图丙所示,物体移动的速度随时间变化图像如图丁所示,下列说法中正确的是( )
A.物体做匀速直线运动B.物体受到摩擦力为3N
C.物体受到的合力是0D.物体从甲到乙位置对支持面的压强变小
【答案】C
【详解】A.由图丁的图像可以知道,在内,物体速度为零,物体处于静止状态,故A错误;
BC.由图丁的图像可知,在内物体处于匀速直线运动状态,由平衡条件可知,物体所受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力,即,平衡力的合力为零, 由图丙的图像可知,在内,推力,物体所受到的摩擦力
由图丁的图像可知,在内,物体做加速运动,物体与水平地面之间的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小由接触面的粗糙程度,物体与地面间的压力决定,在内与内,物体与接触面的粗糙程度,物体与地面间的压力相同,因此物体受到摩擦力仍为2N,故B错误,C正确;
D.物体从甲到乙位置时物体对支撑面的压力不变,受力面积变小,由知物体对支持面的压强变大,故D错误。
故选C。
9.如图所示为高度相同的实心铁质圆柱体。已知两圆柱底面积之比为,则它们对桌面压强之比为
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】甲、乙两个铁质圆柱体,其高度相同,材料(即密度)相同;根据压强定义式
在高度和密度相同的条件下,其对桌面的压强相等,即压强之比为;故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的直径等于B的边长,它们对水平地面的压强相等.现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分,并将切下部分叠放在对方剩余部分的上方,此时它们对地面的压强分别为pA′、pB′,则
A.pA′可能大于pB′B.pA′一定大于pB′
C.pA′一定小于pB′D.pA′一定等于pB′
【答案】B
【详解】设圆柱体A的直径为r,高度为h,正方形的变长为L.由题知r=L.AB对地面的压强相等即PA=PB,即=gL,即,得h=L.
A的面积为SA==,B的面积为SB=,可得SA,竖直切下底面积相等的部分为S,则剩下的面积SA剩SB剩,则切下的A和B的重为GA切=Sh ,GB切=SL.则=,剩下的A和B对地面的压强仍相等,即ρAh=ρBL.所以,所以.,故B正确.ACD错误.
11.(多选)如图所示,两个实心的均匀正方体A、B静止放置在水平地面上,已知A的边长小于B的边长。它们对水平地面的压强相等。则下列说法不正确的是( )
A.若均沿竖直方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强pA<pB
B.若均沿水平方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强pA<pB
C.若均沿图中所示虚线截去上面的一半,则剩余部分对水平地面的压强pA=pB
D.若将A叠放在B的正上方,则B对水平面的压强是原来的二倍
【答案】ABD
【详解】A.柱形物体对支持面的压力大小等于重力F=G
对支持面的压强大小p======gh
即柱形物体对支持面的压强大小只与物体的密度和高度有关,若均沿竖直方向截取一半,物体的密度和高度不变,则剩余部分对水平地面的压强与原来相等,所以它们对水平地面的压强仍相等,故A错误,符合题意;
B.若均沿水平方向截取一半,物体的高度减小一半,则剩余部分对水平地面的压强均为原来压强的一半,所以它们对水平地面的压强仍相等,故B错误,符合题意;
C.若均沿图中所示虚线截去上面的一半,重力减小一半,压力减小一半,受力面积不变,根据p=可知,剩余部分对水平地面的压强均为原来的一半,而原来它们对水平地面的压强相等,所以此时剩余部分对水平地面的压强仍相等,故C正确;不符合题意;
D.原来它们对水平地面的压强相等,由图知,SASB
根据G=F=pS,GAGB
若将A叠放在B的正上方,则B对水平面的压力为=GA+GB2GB
此时B对水平面的压强==2=2pB,故D错误,符合题意。
故选ABD。
二、填空题
12.城市里修建高楼时要先用钢筋水泥浇铸很宽的“基脚”,这是为了通过增大 来减小大楼对地面的压强;在修筑墙体时一般采用空心砖,它不仅可以起到隔热、隔音的作用,还可以通过减小 来减小大楼对地面的压强。
【答案】 受力面积 压力
【详解】[1]修建高楼时,之所以要先用钢筋水泥浇铸很厚的“基脚”,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小大楼对地面的压强。
[2]之所以在修筑墙体时用空心砖,是在受力面积一定的情况下,通过减小压力来减小大楼对地面的压强。
13.第 24 届冬季奥运会在北京和张家口举行,其中滑雪要用到护目镜、滑雪板、雪枝、手套等装备。滑雪板宽大的底部可以 ( 选填“增大”或“减小” ) 运动员对地面的压强。滑雪手套掌心处的颗粒是为了增加手与滑雪杖间的 ( 选填“压强”或“摩擦” ) 。
【答案】 减小 摩擦
【详解】[1]滑雪板做得宽大,在压力一定时,通过增大受力面积可以减小运动员对雪面的压强。
[2]滑雪手套掌心处的颗粒是为了增加手与滑雪杖间的粗糙程度,是通过增大接触面的粗糙程度而增加摩擦。
14.如图所示是常见食用油桶的提手和桶盖,提手处设计成弯曲形状,贴合手形是为了减小对手的 ;桶盖边缘有较多的竖直条纹是为了增大 ,便于扭动瓶盖。
【答案】 压强 摩擦力
【详解】[1]提手处设计成弯曲形状,贴合手形是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
[2]桶盖边缘有较多的竖直条纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,便于扭动瓶盖。
15.如图是我国古代劳动人民运送巨木的情景,他们利用横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。支架下端垫底面积较大的石块是为了减小 ,垫上圆木是为了减小 。
【答案】 压强 摩擦力
【详解】[1]支架下端垫底面积较大的石块,增大了与地面的接触面积,根据公式可知,在压力一定时,可以减小对地面的压强。
[2]垫上圆木,变滑动摩擦为滚动摩擦,可以减小摩擦力。
16.如图甲所示,将砖块放在海绵上,砖块受到的弹力是由 发生形变产生的,比较图甲和图乙可知,压强与 有关。如图丙所示,两食指同时挤压铅笔的两端,右边食指较疼,这是因为右边手的 较小,因此受到的压强较大。
【答案】 海绵 压力 受力面积
【详解】[1][2][3]砖块受到的弹力是由海绵发生形变产生的;比较图甲和图乙可知,受力面积相等,图乙中压力较大,海绵的形变量也较大,因此压强也较大,所以说明压强与压力有关;两食指同时挤压铅笔的两端,右边食指较疼,这是因为右手的受力面积小,根据压强公式可知,在压力相等的情况下,受力面积越小压强越大。
17.安阳水冶烧饼远近闻名,如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的压力 ,压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 变小
【详解】[1][2]从揉团到压扁过程中,其质量不变,重力不变,则对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据可知,对桌面的压强变小。
三、实验题
18.小新和小罗利用物体A、B和海绵探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)该实验是用海绵的 来显示压力的作用效果的;
(2)通过甲、乙两次实验,得出结论:当 一定时, ,压力的作用效果越明显;
(3)为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,小新和小罗分别进行了实验探究;
①小新通过甲、丙两次实验,得出结论:当 一定时, ,压力的作用效果越明显;
②小罗将物体B沿竖直方向切成a、b两部分,如图丁所示,分别比较a、b对海绵压力的作用效果,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关;
③ (选填“小新”或“小罗”)得出的结论不正确,理由是 。
【答案】 凹陷程度 受力面积 压力越大 压力 受力面积越小 小罗 没有控制压力相等
【详解】(1)[1]实验时通过观察海绵的凹陷程度显示压力作用的效果,这叫转换法。
(2)[2][3]比较甲、乙两图可知,受力面积相同,压力不同,且乙图的压力较大,海绵的凹陷程度较大,则可得压力的作用效果与压力大小有关,即受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)①[4][5]甲、丙两次实验,压力相同,受力面积不同,丙的受力面积较小,压力作用效果较明显,可得出结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
③[6][7]研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变; 故小罗的结论不正确。
四、计算题
19.如图所示,质量为1600kg的小轿车,四个轮子的轮胎与地面的总接触面积为0.08m2(g取10N/kg)。求小轿车静止时:
(1)小轿车对地面的压力是多少?
(2)小轿车对地面的压强是多少?
【答案】(1)1.6×104N;(2)2×105Pa
【详解】解:(1)小轿车对地面的压力F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N
(2)小轿车对地面的压强
答:(1)小轿车对地面的压力是1.6×104N;
(2)小轿车对地面的压强是2×105Pa。
20.国家制定车辆对地面的压强要控制在7×105Pa以内。一辆坦克的质量为20t,两条履带与水平地面的接触面积为4m2。(g取10N/kg)求
(1)坦克对路面的压力是多少?
(2)坦克对路面的压强是多少?是否超过国家制定标准?
【答案】(1)2×105N;(2)5×104Pa,没有超过国家制定标准
【详解】解:(1)坦克对路面的压力F=G=mg=20×1000kg×10N/kg=2×105N
(2)坦克对路面的压强
所以,没有超过国家制定标准。
答:(1)坦克对路面的压力是2×105N;
(2)坦克对路面的压强是5×104Pa;没有超过国家制定标准。
21.水平地面上的正方体物块B的边长为0.2m、重为50N。将底面积为0.01m2,重为20N的物块A放在B上,如图(甲)所示。
(1)A对B的压强是多少?
(2)将A取下,并给B施加竖直向上的拉力F,使B对地面的压强为1000Pa,如图(乙)所示,求拉力F的大小。
【答案】(1)2000Pa;(2)10N
【详解】解:(1)A对B的压力等于A的重力,A对B的压强为
(2)B对地面的压力为
对B的拉力F大小为
答:(1)A对B的压强为2000Pa。
(2)对B向上的拉力为10N。
一、选择题
1.一本初二物理教科书质量相当于4个鸡蛋,平放在水平桌面上对桌面的压强大约为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】两个鸡蛋的重力为1N,4个鸡蛋的重力就为2N,则一本初二物理教科书的重力为2N,物理课本长约25cm、宽约18cm,平放在水平桌面上与桌面的接触面积为
物理课本在水平桌面上对桌面的压强大约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.人走在松软的土地上,我们会发现,体重重的人比体重轻的人压下去的脚印深;而同样体重的两个人,穿着高跟鞋的比穿平跟鞋的压下去的脚印深。根据这些现象,大家提出了以下四个问题,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.压力大小是否与体重有关
B.压力的作用效果与压力大小有什么关系
C.压力的作用效果与受力面积有什么关系
D.压力的作用效果与哪些因素有关
【答案】D
【详解】由题意可知,一个大人和一个孩子在松软的地面走过,留下了大小和深浅不同的脚印,这里变量主要有两个,一是大人和孩子对地面的压力不同,二是两个人脚掌的大小不同,即受力面积不同,他们都会影响压力的作用效果,所以最有探究价值且易于探究的科学问题是压力的作用效果与哪些因素有关,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.如图 是“免钉”晾衣杆,通过调节长度可以紧紧地“撑”在两墙之间,达到“免钉”目的。下列说法正确的是( )
A.晾衣杆受到的摩擦力大于杆和衣服的总重
B.晾衣杆受到的摩擦力方向竖直向下
C.衣服挂上后,晾衣杆对墙的压力变大
D.衣服取下后,晾衣杆受到的摩擦力变小
【答案】D
【详解】AB.挂满衣服的晾衣竿静止不动,处于平衡状态,在竖直方向上,挂满衣服的晾衣竿受到的竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力是一对平衡力,所以大小相等、方向相反,故摩擦力的方向竖直向上,其大小等于挂满衣服的晾衣竿的重力,故AB错误;
C.衣服挂上后,晾衣杆对墙的压力不变,故 C错误;
D.衣服取下后,重力减小,晾衣竿受到的竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力是一对平衡力,所以大小相等,摩擦力变小,故D正确。
故选D。
4.如图所示,质量分布均匀的物体平放在水平地面上,物体对地面的压强为;若沿图中的虚线AB竖直切去右边的部分,左边剩余部分对地面的压强为,则、的大小关系是( )
A.B.C.D.无法确定
【答案】B
【详解】假设底边长a,厚度b,高度,则物体的体积
底面积为,物体的质量
重力
放在水平地面上的压力
对地面的压强
从表达式看出,压强与密度和高有关,与底边长无关,当沿图中的虚线AB竖直切去右边的部分,左边剩余部分的高度和密度不变,则对地面的压强为不变,即,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.目前我国新冠疫苗接种已经达亿剂次.据了解疫苗需在2~8℃的冰箱中保存。下列说法正确的是( )
A.利用注射器注射疫苗时利用了大气压强
B.用酒精对皮肤消毒,因酒精升华吸热使皮肤感觉凉爽
C.注射疫苗时选用的注射器针尖较细是为了增大压强
D.打开冰箱时看到周围有“白雾”,这是由于水蒸气吸热汽化形成的
【答案】C
【详解】A.利用注射器注射疫苗时是由于活塞受到推力的作用,不是利用大气压,故A错误;
B.皮肤感到凉爽,是因为酒精汽化吸热使皮肤降温,故B错误;
C.注射器的针尖做得很细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D.打开冰箱门时冒出一团“白雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴聚合而成,故D错误。
故选C。
6.如图所示放在水平地面上的质量分布均匀的长方体物块甲、乙,密度分别是ρ甲、ρ乙,底面积分别是S甲、S乙,已知S甲>S乙,它们对地面的压强相等,现在沿图中对角线虚线切去斜上方的部分,则剩余部分对地面的压力分别为下F甲、F乙;压强分别为p甲、p乙;下列说法正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙B.p甲>p甲
C.F甲
【详解】A.由题意知甲、乙对地面的压强相等,由图知,根据
知,故A正确;
BCD.由于甲、乙对地面的压强相等,且,根据知,沿图中对角线虚线切去斜上方的部分,甲、乙的重力变为原来的一半,甲、乙对桌面的压力也变为原来的一半,所以;由于受力面积不变,压力变为原来的一半,由知甲、乙对地面的压强变为原来的一半,由于原来压强相同,所以现在的压强仍然相等,即,故BCD错误。
故选A。
7.如图是一个质量均匀的木块放在水平地面上的主视图,现在沿虚线方向将木块锯成A和B两部分(不计锯末质量),B的上底面和下底面的面积之比为3:2,A对地面的压强为360Pa,则B对地面的压强为( )
A.450PaB.480PaC.520PaD.580Pa
【答案】A
【详解】设A和B的高度为,B的下表面面积为,上表面的面积为,则B对地面压强为
A为质量均匀的长方体,对地面的压强满足,即,则B与A对地面压强之比为
所以A对地面的压强为360Pa,则B对地面的压强为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(多选)一本长为L、质量为m的字典A放在水平桌面上,字典A右端与桌边相齐(如图所示)。在字典的右端施一水平拉力F使字典匀速向右端缓慢地离开桌边,在字典A移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.字典A受到的摩擦力变小B.字典对桌面的压力变小
C.字典A对桌面的压强变大D.拉力F大小不变
【答案】CD
【详解】AD.滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,在字典的右端施一水平力F使字典A右端缓慢地离开桌边的过程中,因压力大小和接触面的粗糙程度不变,则A受到的摩擦力不变,由于字典匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以拉力F大小不变,故A错误,D正确;
BD.放在水平桌面上的字典A对桌面的压力等于字典A的重力,因为字典A的重力不变,所以在这一过程中,字典A对桌面的压力也不变,受力面积逐渐减小,由可知字典A对桌面的压强逐渐增大,故B错误,C正确。
故选CD。
9.(多选)如图所示,放在水平地面上的均匀圆柱体A、B高度相等,当在两物体上部沿水平方向分别截去相同的体积后,发现A、B剩余部分对地面的压力恰好相等。下列判断正确的是( )
A.A的密度大于B的密度
B.A截去的高度小于B截去的高度
C.A剩余部分对地面的压强大于B剩余部分对地面的压强
D.截去之前A对水平地面的压强小于B对水平地面的压强
【答案】BD
【详解】AB.由题图可知,A的底面积大于B的底面积,即SA>SB,当在两物体上部沿水平方向分别截去相同的体积后,由V=Sh可得,A截去的高度小于B截去的高度;截去之前,A的体积大于B的体积,因A、B截去的体积相同,故可知A、B剩余部分的体积关系为VA剩>VB剩,在水平面上,物体对地面的压力等于物体的重力,因A、B剩余部分对地面的压力相等,根据,知,即A的密度小于B的密度,故A错误,B正确;
C.因A剩余部分对地面的压力FA剩等于B剩余部分对地面的压力FB剩,且A的底面积SA大于B的底面积SB,由可得,A剩余部分对地面的压强小于B剩余部分对地面的压强,故C错误;
D.由受力分析可知,物体对水平地面的压力等于物体的重力,由题意可知,A截去的部分的体积VA截等于B截去的部分的体积VB截,则由,可得,因,则圆柱体A截去部分的重力GA截小于圆柱体B截去部分的重力GB截,又因A、B剩余部分对地面的压力相等,即A、B剩余部分的重力相等,故截去之前,圆柱体A的重力GA小于圆柱体B的重力GB,则截去之前A对水平地面的压力小于B对水平地面的压力,且A的底面积SA大于B的底面积SB,由可得,截去之前A对水平地面的压强小于B对水平地面的压强,故D正确。
故选BD。
10.(多选)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,如图甲所示。B边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为pA,则以下分析正确的是( )
A.B的重力是200NB.B的底面积为100cm2
C.A切去一半后,pA=200PaD.L=2.5cm时,pA∶pB=16∶21
【答案】AD
【详解】AB.由乙图可知,L的最大值为10cm,所以正方体A的边长为LA=10cm=0.1m
正方体B的边长是A的2倍,则B的边长为LB=20cm=0.2m
B的底面积为SB=LB×LB=20cm×20cm=400cm2=0.04m2
当L=0时,B对地面的压强为5000Pa,物体对地面的压力FB等于自身重力GB,由可得,B的重力为GB=FB=pSB=5000Pa×400×10-4m2=200N,故A正确,B错误;
C.当L=10cm时,B对地面的压强为6000Pa,根据压强公式可得
带入数值得,GA=p′SB-GB=6000Pa×0.04m2-200N=40N
A切去一半后,A对地面的压强为,故C错误;
D.A沿竖直方向切,压力和面积成相同倍数减小,由可知,压强不变,即当L=2.5cm时,A对地面的压强为pA=4000Pa,叠放后,B对地面的压强为
则,故D正确。
故选AD。
二、填空题
11.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、乙对地面的压强相等,甲的边长大于乙的边长。则甲的密度 乙的密度;若将甲、乙分别沿竖直方向切去相同体积后,甲对地面的压强 乙对地面的压强。(选填“”、“”或“”)
【答案】 < =
【详解】[1]质量均匀分布的实心正方体置于水平地面上时,对地面的压强为
则甲对地面的压强为
乙对地面的压强为
根据题意知道,p甲=p乙,即
因甲的边长大于乙的边长,即,则
[2]将甲、乙分别沿竖直方向切去相同体积后,每个柱形物体的密度和高度都不变,根据p=ρgh知道,剩余部分对地面的压强不变,则此时甲对地面的压强仍然等于乙对地面的压强。
12.如图,小明通过观察气球的 来衡量压力的作用效果,由他看到的现象得出的结论是:当压力相同时, ,压力作用的效果越明显。
【答案】 凹陷程度 受力面积越小
【详解】[1]图中,通过观察气球的凹陷程度来反映压力的作用效果,凹陷程度越大,压力作用效果越明显。
[2]由图可知,分别用手掌和手指对气球施加相同的力,手指的面积较小,气球在手指力的作用下凹陷程度较大,因此可以说明,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
13.如图所示,在足够长的水平面上,小明用30N的水平推力推着箱子做匀速直线运动,6s内运动的路程为3m,箱子的运动速度是 m/s;他将水平推力增大到35N时,箱子受到的摩擦力大小是 N(不计空气阻力),地面所受的压强 (选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】 0.5 30 不变
【详解】[1]箱子的运动速度为
[2]当水平推力为30N时,箱子恰好做匀速直线运动,处于平衡状态,则摩擦力与推力大小相等,此时箱子受到的滑动摩擦力为30N;当水平推力增大到35N时,箱子做加速直线运动,而此时,压力和接触面的粗糙程度没有变,则箱子受到的摩擦力不变,仍为30N。
[3]因压力和接触面积不变,由可知地面所受的压强不变。
14.2022年2月8日,北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛,谷爱凌凭借188.25分的高分,获得金牌。如图所示为谷爱凌滑雪时的情景,脚下的滑雪板宽大是为了 ;谷爱凌在斜坡上由静止滑下后速度越来越快,说明力可以改变物体的 。
【答案】 减小压强 运动状态
【详解】[1]运动员穿的滑雪板很宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
[2]谷爱凌由静止滑下后速度越来越快是由于她受到竖直向下的重力的作用,说明力可以改变物体的运动状态。
15.观察刚泡好的一杯茶,从侧壁看到的茶叶比实际的大,这是由于装水的茶杯相当于 ;用手转动茶杯,发现浮着的茶叶几乎不动,其原因是 ;若茶杯与桌面的接触面积是,茶水和杯子的总重是6N,则茶杯对水平桌面的压强是 Pa。
【答案】 凸透镜 茶叶和水具有惯性 2000
【详解】[1]从侧壁看到的茶叶比实际的大,这是由于装水的茶杯相当于凸透镜,茶叶处在凸透镜的焦点以内,能成正立、放大的虚像。
[2]用手转动茶杯,而水和茶叶有惯性,还要保持原来的静止状态,浮着茶叶几乎不动。
[3]茶杯与桌面的接触面积
茶杯对水平桌面的压力
茶杯对水平桌面的压强:
16.如图所示,同一物体按照甲、乙两种方式置于水平桌面上,若将物体的阴影部分切去,则剩余物体对桌面的压强 (填>、<或=)。
【答案】>
【详解】[1]G为物体的重力,S为物体的底面积;甲中,物体对桌面的压力F等于重力G
物体对桌面的压强
------①
即柱体对桌面的压强大小只与柱体的密度和高度有关,若将物体的阴影部分切去,则物体对桌面的压强的保持不变;
乙中,切去前,物体对桌面的压力等于重力G,设此时受力面积为,由图知,,原来的压强
将物体的阴影部分切去,密度高度均不变,对桌面的压强,由①式得,故,则乙物体对桌面的压强的变小,故。
17.如图所示,边长为0.1m的正方体木块放在水平桌面中央,已知木块密度为0.5×103kg/m3,木块质量为 kg,它对桌面的压强为 Pa。木块在大小为1.5N的水平向右的拉力作用下从A点匀速直线运动到B点,它所受摩擦力为 。(g 取10N/kg)
【答案】 0.5 500 1.5N
【详解】[1]木块质量为
[2]木块放在水平桌面上,它对桌面的压力等于自身重力,它对桌面的压强为
[3]木块做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向上拉力与摩擦力平衡,二者大小相等,故摩擦力为1.5N。
三、实验题
18.小明是一个建筑爱好者,他被图甲所示的我国南极泰山科考站主楼的外形设计所吸引。他认为这种多棱柱的结构设计可能是为了更好地承受南极冰雪的压力。那么主楼能承受的最大压力可能与哪些因素有关呢?如图乙所示,小明将打印纸剪成大小相等的四部分,然后分别做成如图丙所示的两组正多棱柱进行模拟探究。实验中g取10N/kg。
(1)分析图丙所示的设计方案,推测小明可能认为多棱柱能承受的最大压力与“棱数和棱高”有关,与棱柱的 (填“质量”或“底面积”)无关;
(2)为了比较棱柱能承受的最大压力,小明将棱柱放在水平桌面上,把圆台形小桶轻轻放在棱柱上,如图丁。为使棱柱受力均匀,放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 ,缓缓向小桶中加水至棱柱变形,用天平测量出此时小桶和水的总质量m;
(3)换用不同的棱柱,多次实验,收集部分数据记录在下表。棱柱高b的测量数据如图乙所示,第2次实验的总质量m如图戊所示,将数据补录入表格。
(4)比较实验序号1和5、2和6、4和8三组数据,可得初步结论: ;
(5)分析实验数据规律,可推算第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为 N,进一步推理分析可知:同等条件下,圆柱体所能承受的压力更 。
【答案】 底面积 对齐 10.50 217 当多棱柱的边数相同时,多棱柱的高度越大,承受的压力越小 4.08 大
【详解】(1)[1]为了防止南极暴风雪的掩埋,科考站的建筑特点是架空离地。泰山站的多棱柱设计就是为了能够支撑住科考站的压力。多棱柱能承受的最大压力与棱数和棱高有关,与底面积无关。
(2)[2]为使棱柱受力均匀,放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线对齐,这样能使棱柱受力均匀。
(3)[3]图乙刻度尺的读数为10.50厘米。
[4]天平的读数等于砝码的质量加游码的示数,因此图戊天平读数217克。
(4)[5]从图中数据分析,当多棱柱的边数相同时,多棱柱的高度越大,能承受的压力越小。
(5)[6][7]从图中分析第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为408克。因此第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为F=G=mg=408×10-3kg×10N/kg=4.08N
进一步推理当边数无限增大时,圆柱体的承受力更大。
四、计算题
19.在战“疫”特殊时期,无人机是防疫的重要设备,人们利用无人机进行喷雾消杀作业,无人机自身重150N,脚架和水平地面接触面积为10-2m2,若无人机以2m/s的平均速度飞行1.2×10-3m,求:
(1)无人机飞行的时间;
(2)无人机空载并静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)无人机最大升力为250 N,无人机最大装载的消毒液的质量。
【答案】(1)600s;(2)1.5×104Pa;(3)10kg
【详解】解:(1)由得无人机飞行的时间
(2)无人机对地面的压力大小
压强为
(3)无人机最大装载消毒液的重力
由得无人机最大装载的消毒液的质量是
(1)无人机飞行的时间600s;
(2)无人机空载并静止在水平地面上时,对地面的压强1.5×104Pa;
(3)无人机最大升力为250 N,无人机最大装载的消毒液的质量10kg。
20.A、B两正方体,重分别为50N和100N,A的边长为10cm,B的边长为20cm,如图甲、乙放置在水平桌面上,问:
(1)甲、乙两图中桌面受到的压力之比F甲:F乙多大?
(2)图甲中A受到的压强p甲为多少?
(3)图乙中桌面受到的压强p桌为多少?
【答案】(1)1∶1;(2)1×104Pa;(3)3750Pa
【详解】解:(1)甲对水平桌面的压力为F甲=GA+GB=50N+100N=150N
乙对水平桌面的压力为F乙=GA+GB=50N+100N=150N
所以F甲=F乙,即F甲:F乙=1∶1。
(2)图甲中A受到的压力FA=GB=100N
受力面积S甲=LA2=(10cm)2=100cm2=0.01m2
A受到的压强
(3)由(1)知,图乙中桌面受到的压力F乙=150N,桌面的受力面积等于B的底面积,即S乙=SB=(20cm)2=400cm2=0.04m2
图乙中桌面受到的压强
答:(1)甲、乙图中桌面受到的压力之比F甲:F乙为1∶1;
(2)图甲中A受到的压强p甲为1×104Pa;
(3)图乙中桌面受到的压强p桌为3750Pa。
21.如图所示是某电动叉车抬升石材的情景。电动叉车将0.5m3的石材匀速提升至最大起升高度,用时30s,其项目参数如表,石材的密度为2.8×103kg/ m3,g取10N/kg,则
(1)石材所受的重力;
(2)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。
【答案】(1)1.4×104 N;(2)9×104 Pa
【详解】解:(1)根据,可得石材的质量
石材的重力为
(2)由题意可知,空载叉车静止时,其对地面的压力与受到的重力大小相等,空载叉车对地面的压力为
空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为
答:(1)石材所受的重力为;
(2)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为。
22.A、B两个实心正方体如图甲所示叠放在水平地面上,A的边长为20cm。沿水平方向切去厚度为h的部分,并将切去的部分平放在地面上,切去后A对地面的压强p1和切去的部分对地面的压强p2(若B切完后,再切A,则切去A的部分叠放在B的上面)随切去厚度h的变化关系图像如图乙所示。求:
(1)A和B的总重力;
(2)B的密度;
(3)切的过程中,当p1=p2时,切去的厚度h0的值。
【答案】(1)340N;(2)2×103kg/m3;(3)13cm
【详解】解:(1)由图乙可知,切去高度为0时,B还在A的上面,此时它们对地面的压强为8500Pa,而A的边长为20cm,则由压强的变形公式F=pS可得它们对地面的压力为
因为A、B两个实心正方体叠放的物体放在水平地面上,所以它们对地面的压力大小等于它们的总重力,则A和B的总重力G总=F=340N
(2)由图乙可知,切去高度为10cm时,刚好将B完全切掉,即B的边长为LB=10cm=0.1m
此时B对地面的压强p2为2000Pa,根据压强的变形公式F=pS可知此时B对地面的压力为
因为B在水平地面上,则压力大小等于自身重力,则GB=FB=20N
B的质量为
B的密度为
(3)A的重力为GA=G总﹣GB=340N﹣20N=320N
由题知AB的底面积SA=(20cm)2=400cm2,
SB=(10cm)2=100cm2
SA=4SB
而此时压强相等,即p1=p2
根据压强公式F=pS可得对地面的压力关系,F1=4F2
即GA﹣G切=4(GB+G切)
解得G切=48N,根据,G切∶GA=hA切∶hA
得到48N∶320N=hA切∶20cm
解得hA切=3cm,所以,切去的厚度为h0=hA切+LB=3cm+10m=13cm
答:(1)A和B的总重力为340N;
(2)B的密度为2×103kg/m3;
(3)切的过程中,当p1=p2时,切去的厚度h0的值为13cm。
1.(2023·四川巴中·统考中考真题)质量相等且分布均匀的A、B两个立方体,A的边长为B的一半,如图甲、乙所示静置在水平地面上。若甲图中A对B的压强为p1,B对地面的压强为p2;乙图中B对A的压强为p3,A对地面的压强为p4。则下列计算结果均正确的是( )
①p1 :p2=2:1 ②p3 :p4=4:1 ③p1 :p3=1:2 ④p2 :p4=1:4
A.①②B.②③C.③④D.①④
【答案】D
【详解】由题意可知,A、B两个立方体质量相等,则二者的重力也相等,即GA=GB;设A的边长为l,底面积为l2,则B的边长为2l,底面积为4l2。由可知,甲图中A对B的压强
甲图中B对地面的压强
乙图中B对A的压强
乙图中A对地面的压强
则
所以②③错误,①④正确,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(2023·四川德阳·统考中考真题)下列体育项目中的一些现象,运用物理知识解释错误的是( )
A.拔河运动中甲队赢得乙队,但双方的相互作用力是一样大的
B.运动员投出篮球后,手对篮球不产生力的作用
C.足球比赛中,前锋运动员将足球踢向球门,说明力可以改变足球的运动状态
D.滑冰运动员在比赛中穿与冰面接触面积小的冰鞋,减小了对冰面的压强
【答案】D
【详解】A.拔河运动中,力的作用是相互的,双方的相互作用力大小相等、方向相反、在一条直线上,作用在两个物体上,与地面之间摩擦力较大的一方不容易移动,会获胜,故A正确,不符合题意;
B.运动员投出篮球后,手与篮球不接触,不产生力的作用,故B正确,不符合题意;
C.足球比赛中,前锋运动员将足球踢向球门,足球的运动状态发生改变,说明力可以改变足球的运动状态,故C正确,不符合题意;
D.滑冰运动员在比赛中穿与冰面接触面积小的冰鞋,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2023·湖北恩施·统考中考真题)如图所示,每块砖的质量相等,长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm,以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小,正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】每块砖的质量相等,由G=mg得到每块砖的重力相等,三种方式对地面的压力都等于3块砖的总重力,所以压力相等,甲图中,受力面积S甲=40cm×3×10cm=1200cm2
乙图中,受力面积S乙=40cm×10cm=400cm2
丙图中,受力面积S丙=40cm×20cm=800cm2
三种方式受力面积大小关系S甲>S丙>S乙
由可知地面受到压强大小关系为p乙>p丙>p甲
故选D。
4.(2023·福建·统考中考真题)如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m,下列判断正确的是( )
A.长木板的底面积为0.25m2
B.当时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C.当时,木板对桌面的压力为9N
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
【答案】B
【详解】A.木板的长度伸出桌面时停止运动,由图乙可知,木板伸长的长度为
0.30m-0.10m=0.20m
木板的长度l=0.20m×4=0.80m
长木板的底面积为S=0.80m×0.25m=0.2m2,故A错误;
B.由图乙可知,木板没有伸出桌面对桌面的压强是30Pa,木板对桌面的压力
F=pS=30Pa×0.2m2=6N
当时,受力面积为S1=(0.80m-0.26m+0.10m)×0.25m=0.16m2
木板对桌面的压强为,故B正确;
CD.移动过程中,木板对桌面的压力等于重力,重力不变,压力不变,当时,木板对桌面的压力不变,压力大小是6N,故CD错误。
故选B。
5.(2023·湖南岳阳·统考中考真题)一个装满书的箱子,用图示三种不同方式提起并保持静止。甲图中绳子对手的拉力为F甲,乙图中绳子对手的拉力为F乙。以下说法正确的是( )
A.F甲>F乙
B.F甲
D.比较乙、丙两图,丙图中绳子对手的勒痕更深一些
【答案】C
【详解】AB.由题意知,一个装满书的箱子,用图示三种不同方式提起并保持静止,此时箱子都受力平衡,因此拉力等于总重力,即
F甲=F乙=F丙=G总
故AB错误;
CD.由上述可知,手受到的压力相同,受力面积越小,压力的作用效果越明显,即绳子对手的勒痕更深一些,乙图中受力面积更小,因此乙图中绳子对手的勒痕更深一些,故C正确,D错误。
故选C。
6.(2023·四川广安·统考中考真题)一个未装满饮料的密闭瓶子、正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为,瓶子对桌面的压强为;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为,瓶子对桌面的压强为。则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】(1)如图所示,下部分是圆柱形状,甲图中饮料对瓶底的压力大小等于饮料的重力;乙图中饮料对瓶盖的压力等于以瓶盖面积为底面积,饮料高度为高的等体积饮料的重力,故乙图中饮料对瓶盖的压力小于饮料的重力;所以可以判断甲图中饮料对瓶底压力较大,即。
(2)把瓶子和瓶内的饮料视为一个整体,无论是正放还是倒放,瓶子对桌面的压力相等。如图可知,当瓶子正放时受力面积较大,倒放时受力面积较小,根据可知,受力面积小的压强大,即。
综上可知,题目四个选项中只有C选项是同时满足,,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.(2023·四川达州·统考中考真题)如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的边长之比L甲∶L乙=1∶2,质量之比m甲∶m乙=2∶3,甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙,下列计算正确的是( )
A.ρ甲∶ρ乙=8∶3B.ρ甲∶ρ乙=3∶4
C.p甲∶p乙=2∶3D.p甲∶p乙=8∶3
【答案】D
【详解】AB.由题意可知,甲、乙是两个正方体物块,且边长之比
L甲∶L乙=1∶2
所以根据V=L3可得,两物块的体积之比为
甲、乙两物块的密度之比为,故AB错误;
CD.甲、乙对地面的压力等于重力,压力之比
由题意可知,甲、乙是两个正方体物块,且边长之比L甲∶L乙=1∶2
所以根据S=L2可得,两物块的底面积之比为
再根据可得,甲、乙两物块对地面的压强之比为,故C错误,D正确。
故选D。
8.(多选)(2023·湖南怀化·统考中考真题)把装满水的矿泉水瓶从正立变为倒立下列物理量大小改变的是( )
A.桌面的受力面积大小B.矿泉水瓶的重力大小
C.矿泉水瓶对桌面的压力大小D.矿泉水瓶对桌面的压强大小
【答案】AD
【详解】A.如图,因为瓶底的面积大于瓶盖的面积,所以把矿泉水瓶从正立变为倒立后,桌面的受力面积变小了,故A符合题意;
B.矿泉水瓶从正立放置变为倒立放置,质量没有变化,根据可知,质量不变则重力不变,故B不符合题意;
C.由题可知,矿泉水瓶对桌面的压力始终等于矿泉水瓶和瓶内水的总重力,矿泉水瓶从正立放置变为倒立放置,其总重力不变,则矿泉水瓶对桌面的压力大小不变,故C不符合题意;
D.矿泉水瓶从正立放置变为倒立放置,矿泉水瓶对桌面的压力大小不变,根据可知,压力相等时,受力面积小的压强大,所以矿泉水瓶从正立变为倒立的过程中,矿泉水瓶对桌面的压强变大,故D符合题意。
故选AD。
9.(2023·山东威海·统考中考真题)如图是中医的制药工具药碾子,其由底部的碾槽和边缘较薄的圆形碾盘组成。若想提高每一次的碾压效果,可以怎样改进工具,请写出两种方法: , 。
【答案】 增大碾盘的质量 增加碾槽两端高度
【详解】[1][2]若想提高每一次的碾压效果,即增大压强,根据可知,在受力面积一定时,可以增大压力,所以可以增大碾盘的质量。为了减少外溢,提高碾压效果,可以增加碾槽两端高度。
10.(2022·广西贵港·统考中考真题)如图所示,水平地面上放置A、B两个质地均匀的长方体物块,高度之比hA∶hB=5∶3,底面积之比SA∶SB=1∶3,它们对地面的压强之比pA∶pB=5∶3,则它们的密度之比ρA∶ρB= 。若从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,并将截取部分叠放在B的正中央,A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则截取部分与A物块原有高度之比h∶hA= 。
【答案】 1∶1 3∶10
【详解】[1]长方体物块放在水平地面上对地面的压强
它们的密度之比
[2]从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,A剩余部分对地面的压强
pA剩=ρAg(hA-h)
叠放后B对地面的压强
A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则
11.(2023·江苏徐州·统考中考真题)如图所示,请画出水坝上O点受到水的压力F的示意图。
【答案】
【详解】水对F点的压力是垂直于坝面向下的,作用在O点,作图如下:
12.(2023·湖南衡阳·统考中考真题)如图所示是北京冬奥会中国女子冰壶比赛时的情景。冰壶由花岗岩凿磨而成,质量为20kg,体积为,停在冰面上时冰壶与冰面的接触面积为0.02m2。某次比赛中,投掷手将冰壶推出,冰壶在12s内向前滑行了18m。求:
(1)冰壶在滑行过程中的平均速度;
(2)冰壶的密度;
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压强。
【答案】(1)1.5m/s;(2)2.5×103kg/m3;(3)1×104Pa
【详解】解:(1)冰壶在滑行过程中的平均速度
(2)冰壶的密度
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
冰壶停在冰面上时对冰面的压强
答:(1)冰壶在滑行过程中的平均速度是1.5m/s;
(2)冰壶的密度是2.5×103kg/m3;
(3)冰壶停在水平冰面上时,冰壶对冰面的压强是1×104Pa。
13.(2022·内蒙古呼和浩特·中考真题)如左图所示,是呼和浩特市在疫情防控期间,消毒车为街道喷洒消毒液的情景。图中消毒车净重10t,装有10m3消毒液,此时车轮与地面的总接触面积为0.5m2,右图是消毒车运动的s﹣t图。已知消毒液的密度为1.01×103kg/m3,求:
(1)10min内消毒车的平均速度;消毒液的质量;
(2)喷洒前,消毒液质量和消毒车对水平地面的压强。
【答案】(1)24km/h,1.01×104kg;(2)1.01×104kg,4.02×105Pa
【详解】解:(1)由图得,消毒车10min运动的路程为4km,平均速度为
由得,消毒液的质量得
(2)喷洒前,消毒液的体积为10m3,质量为1.01×104kg。
消毒车对水平地面的压力
消毒车对水平地面的压强
答:(1)10min内消毒车的平均速度24km/h;消毒液的质量1.01×104kg;
(2)喷洒前,消毒液质量1.01×104kg,消毒车对水平地面的压强4.02×105Pa。
知识点
考点
好题冲关
压力
压力及其理解(2典例+4即时检测)
基础过关(21)
影响压力的作用效果
探究影响压力的作用效果(1典例+2即时检测)
能力提升(22)
固体压强
固体压强的简单计算(1典例+2即时检测)
真题感悟(13题)
叠加图压强的计算(1典例+4即时检测)
压力
重力
车架材料
碳纤维
车架材料体积/cm3
2500
整车质量/kg
20
车轮与地面接触总面积/cm2
20
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
多棱柱的高度/cm
a=14.85
b=
多棱柱的棱数
三
四
六
八
三
四
六
八
小桶和水的总质量m/g
185
281
345
243
298
518
项目
参数
额定载重/kg
1500
最大起升高度/m
3
空载行驶速度/(km/h)
5
空载重力/N
7200
轮胎接地总面积/m2
0.08
专题13 浮力基础(知识+考点+分层练习)--备战中考物理一轮复习考点帮(全国通用): 这是一份专题13 浮力基础(知识+考点+分层练习)--备战中考物理一轮复习考点帮(全国通用),文件包含专题13浮力基础原卷版docx、专题13浮力基础解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共84页, 欢迎下载使用。
专题11 液体压强(知识+考点+分层练习)--备战中考物理一轮复习考点帮(全国通用): 这是一份专题11 液体压强(知识+考点+分层练习)--备战中考物理一轮复习考点帮(全国通用),文件包含专题11液体压强原卷版docx、专题11液体压强解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共93页, 欢迎下载使用。
专题09 力学基础(知识+考点+分层练习)--备战中考物理一轮复习考点帮(全国通用): 这是一份专题09 力学基础(知识+考点+分层练习)--备战中考物理一轮复习考点帮(全国通用),文件包含专题09力学基础原卷版docx、专题09力学基础解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共87页, 欢迎下载使用。