专题:固体压强计算 - 教师版
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第二讲固体压强变化知识梳理一、柱形固体压强计算1、用p=F/S=ρgh 计算固体压强,当物体自然放置在水平面上,且底面积与水平面充分接触,此时物体对水平面产生的压力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”)物体的重力,即:F G;2、计算质地均匀的物体质量,m= ;3、计算柱形物体的体积,V= 。
二、固体切割压强判断知识点一:竖直切割柱形固体竖直切(包括切去质量、体积、厚度等),由公式可知,高度h 不变,压强保持,即压强变化量为。
知识点二:水平切割1、水平切相同高度,由公式:Δp= ,可求出压强的变化量。
若已知物体密度的大小关系,可以进一步判断压强变化量的大小关系。
由公式p′=,可判断切过之后的物体压强大小关系;2、切相同体积:①两个物体原来压强相等,水平切相同高度(或、)之后,剩余部分的压强一定是大物体的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)小物体的压强。
②两个物体原来质量(或压力)相等,沿水平切相同体积(或相同高度),剩余部分压强有种情况。
从开始切到小物体切完之前存在压强的情况。
③质量(或压力)相等,水平切去相同质量,压强的符号跟原来,即原来哪个物体的压强大,切过之后剩余部分压强还是哪个物体的大。
例题解析一、柱形固体压强计算【例1】如图所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对地面的压强()A.平放时最大B.立放时最大C.侧放时最大D.平放、立放、侧放时,一样大【例2】如图所示,两个完全相同的装满豆浆的密闭杯子,以下列四种不同的方式放在水平桌面上,若杯子上表面面积是下表面面积的 2 倍,它们对桌面的压强大小分别是p 甲、p 乙、p 丙、p 丁,则()A.p 甲<p 乙<p 丙<p 丁B.p 乙<p 甲<p 丁<p 丙C.p 乙<p 甲=p 丁<p 丙D.p 丙<p 乙<p 丁=p 甲【例3】甲、乙两个正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,甲、乙密度之比是1:2, 则甲、乙的底面积之比是()A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1【例4】如图是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。
固体压强计算专题A卷1.将一个质量为2kg,底面积为0.05m2的长方体,放到面积为8m2的水平桌面中央,则长方体对水平桌面的压强为(g=10N/kg)()A.2.5Pa B.25Pa C.40Pa D.400Pa2.图中的物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强约为()A.5Pa B.10Pa C.50Pa D.500Pa3.某同学的体重是480N,他每只脚与地面的接触面积为160cm2.这个同学站立在水平地面上时,对地面的压强为()A.1.5×104 Pa B.3.0×104 Pa C.3.0×102 Pa D.1.5×102 Pa 4.煎饼果子是北京人爱吃的一种早点。
假如摊一个煎饼用90g面糊,一个60g 的鸡蛋,在烧热的鏊子上摊成一个面积600cm2,厚度均匀的薄饼,如图所示。
此时薄饼对鏊子的压强大约为()A.2Pa B.25Pa C.200Pa D.250Pa5.把一重为20N、边长为10cm的正方体A,叠放在重为10N、边长为5cm的正方体B正上方,则A对B的压强是()A.4×103Pa B.8×103Pa C.2×103Pa D.3×103Pa 6.甲乙两物体放在水平桌面上,它们的重力之比是3:1,与桌面的接触面积之比是3:2,则甲乙两物体对桌面的压强比是()A.9:2B.1:2C.2:1D.2:97.如图所示,边长分别为5cm和10cm的正方体A和B均放在水平台面上,若A、B的质量之比为1:2,则A、B对水平台面的压强之比为()A.2:1B.1:2C.1:4D.8:18.马鞍山市民越来越热衷骑“ofo”出行,如下图所示,某广告片段中鹿晗正在水平路面上骑车时,人和车总质量为75kg,轮胎与地面总接触面积为3×10﹣3m2,则车对地面的压强p=Pa.(g=10N/kg)9.本重4N的书放在水平桌面上,它与桌面的接触面积大约为500cm2,则书对桌面的压强约为Pa,如果在书上放一只笔袋,则书对桌面的压强(选填“增大”“减小”或“不变”)10.被誉为“沙漠之舟”的骆驼质量约为400kg,脚掌总的接地面积约为8×10﹣2m2,站立在水平地面上时,对地面压强为Pa.骆驼脚掌约为马蹄掌的三倍,有利于(选填“增大”或“减小”)对地的压强。
固体压强计算(教师版)教师日期学生课程编号课型专题课题固体压强计算教学目标1.理解固体压强的计算公式2.掌握不同类型的压强计算教学重难点(考试要求C;出题频率高)1.熟练掌握固体压强的计算公式2.会针对不同类型的计算灵活运用公式教学安排版块时长1 考点汇聚10分钟2 典型例题30分钟3 考点链接20分钟4 课堂总结20分钟5 课后作业40分钟……固体压强计算为中考的必考题,属于压轴题范畴。
这类考题对学生分析问题的能力及运用数学知识解决物理问题的能力要求较高,有利于选拔优秀的学生,在近几年中考题中经常出现。
知识储备:一、涉及的物理量:柱形物体的高度(h )、面积(S )、体积(V )、密度(ρ)、重力(G )、压力(F )、压强(p )。
二、涉及的公式:p=F/S ,p=ρgh ,Δp=ΔF/S ,Δp=ρgΔh ,p=p 0+Δp ,p=p 0-Δp ,G=mg ,ρ=m/v 。
三、涉及的题型:该类题目主要的题型有求固体压强的变化范围、竖直方向施加力、水平或竖直方向切割、叠加及综合计算等。
四、解题的思路:解答这类题目,选择合适的公式对我们解题非常重要。
解题时应该找出导致压强变化的原因,对题目进行适当的分类,这样做能使错综复杂的题目条理化,给我们解题带来方便。
通常这类题目我们要分析变化前后的压强及变化的压强,即原来压强、变化压强、现在压强。
知道其中两个量即可利用公式p=p 0+Δp ,p=p 0-Δp 推导出另一个量。
公式方法1、横切:压强的变化量P ∆:①h g P ∆=∆ρ 切一定高度h ∆ ②SVP ∆=∆g ρ 切一定体积V ∆③SmgP ∆=∆ 切一定质量m ∆ 压力的变化量F ∆:①S h g F •∆=∆ρ 切一定高度h ∆②V g F ∆=∆ρ 切一定体积V ∆③mg ∆=∆F 切一定质量m ∆变化后的压强P ':P P P ∆-='0(P 0是切割前的压强)考点汇聚2、竖切:压强不变:压力的变化量F ∆:①S h g F •∆=∆ρ 切一定厚度h ∆ ②V g F ∆=∆ρ 切一定体积V ∆③mg ∆=∆F 切一定质量m ∆题型一:竖直方向施加力的计算【例1】如图所示,放置在水平地面上的两个物体A 和B 均为实心正方体,物体A 的体积为10-3米3,物体B 的边长为0.2米。
图3 甲乙学科教师辅导讲义年 级:初三 学员姓名: 辅导科目:物理 学科教师:老师授课类型复习授课内容固体压强专题讲义教学内容一、选择题1、沙滩上留有深浅相同,大小不同的两对脚印,则 ( D )。
A 大脚印的人对沙滩的压强大 B 小脚印的人对沙滩的压力大 C 大、小脚印的人对沙滩的压力相同 D 大、小脚印的人对沙滩的压强相同2.如图1所示,把质量为m 1、m 2的实心正方体铁块和铝块分别放在水平桌面上(已知ρ铁>ρ铝),它们对桌面的压强相等。
若在铁块上方沿水平方向截去一部分放在铝块上面,此时铁块对桌面的压强变化量为⊿P 1,铝块对地面的压强变化量为⊿P 2,则m 1、m 2及⊿P 1、⊿P 2的大小关系为 ( C )A .m 1>m 2;⊿P 1>⊿P 2B .m 1>m 2;⊿P 1﹤⊿P 2C .m 1﹤m 2;⊿P 1>⊿P 2D .m 1﹤m 2;⊿P 1﹤⊿P 2 3.如图3所示,放在水平地面上的均匀正方体甲、乙对地面的压力相等,若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,则剩余部分对地面的压力F 甲′和F 乙′、压强p 甲′和p 乙′的关系是 ( A ) 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'4. 水平地面上放置均匀正方体甲、乙,它们各自对水平地面的压强相等,甲的边长小于乙的边长。
现在先、后将其中一个放在另一个的上表面中央。
当甲在乙的上方时,甲对乙的压强、压力为p 甲′、F 甲′;当乙在甲的上方时,乙对甲的压强、压力为p 乙′、F 乙′,则关于它们的判断正确的是 ( C ) A .p 甲′=p 乙′,F 甲′<F 乙′B .p 甲′<p 乙′,F 甲′>F 乙′C .p 甲′<p 乙′,F 甲′<F 乙′D .p 甲′=p 乙′,F 甲′>F 乙′5.如图3所示的甲、乙两实心均匀正方体分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。
固体压强的所有公式
固体压强是指物体在压力作用下单位面积上所产生的应力。
在物理学中,压强的单位通常是帕斯卡(Pa)或牛顿每平方米
(N/m²)。
固体压强的计算公式为:p = F/S其中,p代表压强,F
是压力,S是受力面积。
这个公式适用于任何形状的固体,但通常
在计算时,我们考虑的是规则形状的固体,如长方体、正方体等。
标题:固体压强的简化公式
正文:对于规则形状的固体,如长方体或正方体,压强的计算公式可以进一步简化。
如果固体是长方体,那么压强公式可以简化
为p = (F/L) × (L/S),其中F是压力,L是长方体的长度,S是
其宽度或高度。
如果固体是正方体,压强公式则为p = (F/S)的三
次方,其中F是压力,S是其边长。
这些简化公式在计算固体压强
时非常方便。
标题:固体压强的实际应用
正文:固体压强在工程、建筑、机械等多个领域都有广泛的应用。
例如,在建筑中,工程师会根据楼房的结构和载荷来计算地基
的压强需求,以确保楼房的稳定性和安全性。
在机械设计中,机器
的零部件和轴承等也需要考虑压强问题,以确保其正常工作。
此外,固体压强也与力学实验和科学研究密切相关。
标题:总结
正文:总的来说,固体压强是物理学中一个重要的概念,它描述了物体在压力作用下单位面积上的应力。
通过了解固体压强的定义式、简化公式以及实际应用,我们可以更好地理解和解决相关问题。
压强计算考点解读1、固体压强(1)定义:物体单位受力面积上所受到的压力叫做压强,反映压力的作用效果的物理量,单位帕(Pa )。
(2)公式:SFp =注意:适用于固体、液体和气体。
单位要统一使用国际单位,p :帕斯卡(Pa );F :牛顿(N );S :米2(m 2)S 是受力面积,必须是两个物体相互接触且有压力存在的那个面。
(3)柱形固体压强公式:gh p ρ= 注意:适用于柱形固体 2、液体压强(1)计算公式:gh p ρ=注意:(单位要统一国际制单位p :Pa ;ρ:kg/m 3;g :N/kg ;h :m )(2)该公式是SFp =的推导式,gh p ρ=适用于任何形状的容器中静止液体的压强,h 为深度,为液面到液体内某点的竖直距离,同时也适用于密度均匀的柱状固体的压强。
注意:求液体对容器底部压力时,题目往往会涉及到非柱状容器问题或容器中加物块问题,此时切忌将液体的重力等于压力,最好是先利用gh p ρ=算出压强,再利用F=PS 计算压力。
3、压强变化 1、 正方体压强变化(1)受力面积不变,水平切去相同的高度、体积、质量或受到竖直向上的外力。
P′=p -△p=p -ρg△h= p -ρg△v/s= p -△mg/s(2)压力不变,竖直切下相同的厚度、体积、质量后放在剩余部分的上方。
P′=F′/S=P/(1-△h/h)= P/(1-△V/V)= P/(1-△m/m)2、 柱形容器底部压强变化(1)底面积相同的柱形容器,抽取相同高度、体积、质量液体或取出一球。
P′=p-△p=p-ρg△h= p-ρg△V/s= p-△mg/s(2)底面积不同的柱形容器,倒入相同高度、体积、质量液体或浸入一球。
P′=mg/s+ρg△h=(mg+ρg△V)/s=(mg+△mg)/s知识收获常见的压强压轴问题有哪些?固体压强计算:施力、切割、叠加、切割加叠加液体压强计算:倒入、抽出、放入物体、溢出方法总结固体压强类1、固体压强问题主要集中在柱形体压强问题,非柱形体压强在小题中体现;液体压强问题主要集中在柱形容器压强问题,非柱形容器压强问题也有,但是压轴题的可能较小。
第四讲固体压强及计算专题【知识梳理】1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
3.压强公式:P=F/S ,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米2,压力F单位是:牛;受力面积:S单位是:m2注意:(1)使用该公式计算压强时,关键是找出压力F和受力面积S单位换算:1cm2=___________m2 , 1dm2=_________m2(2)特例:对于放在桌子上的直柱体(如:圆柱体、正方体、长放体等)对桌面的压强:P= (请写出推理过程)(3)压强单位Pa的认识:一张报纸平放时对桌子的压力约0.5Pa成人站立时对地面的压强约为:“二指功”对地面的压强约为:_____________4.增大压强方法 :(1)___________________________________________________;(2)___________________________________________________(3)__________________________________________________【重难点】知道压力的概念;知道压强的概念,公式及意义;知道增大压强和减小压强的方法【典型例题】1、如下图,F=5牛顿,G=10牛顿,则物体对支撑面MN的压力分别是,(A),(B),(C),(D)。
2、;3A 帕。
45、如上右图所示,物体A重30N,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5cm2。
则A对B的压强是Pa,B对桌面的压强是Pa。
6、坦克越过水平路面的壕沟时,有一个简便办法:坦克上备有气袋,遇到壕沟把气袋放下去,给气袋充满气,坦克通过壕沟就像走平地一样。
设坦克的质量为4×104kg,履带着地的总面积为5m2,当坦克的前一半履带压在气袋上时,坦克对气袋的压强是(坦克前后是对称的,g为10N/kg)。
7、为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,小明在家里找到了一块海绵(如沙发垫)、一个方凳、一个铁锤(或其他重物),进行如下实验:①将凳腿朝下放在海绵上,如图A;②在凳上加一铁锤,如图B;③将凳面改为朝下放在海绵上,并加上铁锤,如图C,根据小明的作法及图中实验现象,回答下列问题:(1)实验中为什么选用海绵而不是其它像木板之类的材料?(2)实验中“压力的作用效果”如何体现?(3)由图A和B可得结论:(4)由图B和C可得结论:【经典练习】一选择题1、如图所示,用两食指同时压铅笔两端,左手指受到的压力为F1,压强为P1,右手指受到的压力为F2,压强为P2,下列说法正确的是()A.F1<F2 B.F l>F2 C.P1<P2D.P1>P22、一位同学在结冰的冰面上行走,突然发现脚下的冰即将破裂,那么他应采取的措施是()A、赶快向岸边跑B、立即改成单脚站立C、就地伏在冰面上慢慢向岸边爬行D、站立不动3、某一成年人站在水平地面上时,对地面的压强约是()A、102帕B、104帕C、106帕D、108帕4、运动员穿上钉鞋赛跑时,脚对钉鞋的压强为p1,鞋钉对跑道的压强为p2,则()A.p1< p2B.p1> p2C.p1= p2D.条件不足,无法判断5、如图所示,a、b是两个不同的实心圆柱体,其中的a高度小于b,a的底面积大于b,而他们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是()A因为a的高度比较小,所以a的密度大B因为a的质量比较大,所以a的密度大C因为a的底面比较大,所以a的密度小D因为a的体积比较大,所以a的密度小6、甲、乙两个实心均匀正方体物块放在水平地面上,它们的质量相等,密度关系是ρ甲>ρ乙,当在甲、乙两物块上,分别放重为G1、G2的物体或分别施加竖直向上的力F1、F2(F1、F2均小于物块重力)时,甲、乙两物块对水平地面的压强相等,则G1和G2和F1与F2的大小关系是()A. G1>G2, F1>F2B.G1>G2 , F1<F2C.G1<G2 , F1<F2D.G1<G2, F1>F27、砌墙时,随着墙体高度的增加,地基受到的压力会逐渐增大。
压强计算题一.固体压强1.如图所示.质量为l200kg的小轿车,四个轮胎与地面的总接触面积为0.08m2.(g取10N/kg)求:(1)小轿车受到的重力是多少?(2)小轿车静止在水平地面时,对地面的压强是多少?2.在高速公路上,一些司机为了降低运营成本,肆意超载,带来极大的危害.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强就控制在7×105Pa以内.有一辆自重2019kg的6轮汽车,已知该车在某次实际运营中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.(g 取10N/kg)求:(1)这辆汽车对地面的压强是多少?是否超过行业标准?(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨?3.一辆汽车驶过润扬大桥,交警示意停车,该车司机反应时间为0.5s,反应距离为12.5m,查得该车总质量为10t.车轮与地面总接触面积为0.12 m2,按照规定,该车速度不得超过100km/h,对地面的压强应在7×105Pa以内,请通过计算说明该车被拦下的原因是什么?4.一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上匀速行使.有关数据如下表.(1)在行使过程中,车对地面的压力是多大?(2)自行车从一块面积为2cm2的小石块上驶过,自行车的外轮胎会否扎破?通过计算判断.5.某动物保护组织在我国西南边陲云南寻找国家重点保护动物野牛时,采集到了野牛在水平沙地上站立时留下的脚印石蜡模型.经测量该石蜡模型的平均厚度为2cm,质量为450g;对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2×105Pa.已知石蜡的密度ρ蜡=0.9×103kg/m3,取g=10N/kg,试求:(1)这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积.(2)这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力.(3)这头野牛的质量.6.在一次刑事案件的侦破中,公安人员在海滩案发现场发现了罪犯走过时留下的清晰的脚印后,立即用石蜡浇注了如图所示的鞋模.经测量该鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g;又经测试脚印在该海滩达到同样深度的压强为1.5×104Pa,求罪犯的体重是多少kg.(ρ蜡=0.9×103kg/m3,g=10N/kg)7.质量是20t的坦克,每条履带与地面的接触面积是2m2,每条履带的宽度是0.4m,求:(1)坦克所受的重力是多大?(2)坦克在平路上行驶时对地面的压强是多大?(3)如果坦克垂直通过一条宽度是0.5m的壕沟,当坦克位于壕沟的正上方时,坦克对地面的压强是多大?(g=10N/kg)8.坦克越过壕沟时,有一个简便办法:坦克上备有气袋,遇到壕沟时把气袋放下去,给气袋充气后,坦克通过壕沟就像走平地一样.设坦克的质量为4×104kg,履带着地面积为5m2.当坦克的前一半履带压在气袋上时,坦克对气袋的压强是多少?(设坦克前后是对称的)9.为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖.如图所示,质量3.6kg的某空心砖,规格为20cm×15cm×10cm,砖的实心部分占总体积的60%.求:(1)该砖块材料的密度;(2)生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料多少?(3)一块同规格的空心砖和实心砖,以相同方式放在水平地面上,对地面的压强最多相差多少?10.在青海玉树灾重建中,村民住房重建所用砖的承压是必须考虑的一个重要指标.用砖砌墙修房时,考虑各种因素砌墙的最大实际高度只能是最大理论高度的30%.玉树县村民在住房重建中,使用的是一种长方体实心砖,这种砖长为0.24m,宽为0.12m,高为0.05m,重为36N,所能承受的最大压强是5×105Pa.(g取10N/kg)求:(1)每块砖质量是多少千克?(2)砖块的密度是多少?(3)用这种砖来修房砌墙,墙实际最高可以砌多高?11.质量为76千克的滑雪运动员,其脚下的每块雪板长2米、宽0.1米,重12牛,求运动员站立时,水平雪面受到的压强.(取g=10N/kg)12.如图所示正方体A的边长0.1米,质量2千克,正方体B边长0.2米,质量16千克,B叠放在A的正中央.求:①B对A的压强;②A对水平地面的压强.13.一块砖长、宽、厚分别是20cm、10cm、5cm,质量是2kg.当砖以不同的方式放在水平地面上时,砖对水平地面的最大压强和最小压强分别是多大?(取g=10N/kg)14.某纪念碑质量是100t,立在一块基石上,基石高1m,它的密度为2×103kg/m3,如果地面受到压强不能超过6.68×104Pa,基石的底面积至少是多少?15.冬天河面结冰,冰层能承受的最大压强为2×104Pa,一个质量为40kg的小孩一只脚的面积为160cm2,他能不能步行通过冰面?16.将质量为 2.7Kg的正方体铝块放在1m2的水平桌面中央,铝块对桌面的压强为多大?(g=10N/Kg,ρ铝=2.7g/cm3)17.如图所示,水平桌面上放着A、B、C三个木块,它们的密度均为ρ,高度均为h,对桌面的压强分别用pA、pB、pC表示.A为圆柱体,B、C均为圆台形,A、B、C的上、下横截面积分别为:S、S;S′、S;S、S′;已知S>S′.(1)证明:pA=ρgh.(2)猜想:pA、pB、pC大小顺序关系(直接写出结果,不需推导)(3)描述固体物块对支持面压强可用ρgh计算的前提条件.18.如图(甲)是一个深度很浅的皮碗,如图(乙)是将皮碗压向水平的天花板,挤出皮碗下的全部空气,在大气压的作用下,皮碗像吸盘一样“平贴”在天花板上.皮碗的吸附面积为10cm2,皮碗中心引出的细线可悬挂一个物体在空中.(不计细线和皮碗的重力,大气压取1×105Pa,g取10N/kg)(1)要想吸盘不脱落,所挂物体的重力不得超过多少?(2)设细线下挂一边长为10cm、质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落(物体底面保持水平),剪断细线后物块落在水平地面上无反弹和翻滚,从触地时开始计时,物块对地面的压强随时间变化的关系如图(丙)(接触面积一直是正方体的底面积),压强减至p x时便保持不变,求t=0时物块对地面的压力和t=0.1s时px为多少.二.液体压强1.如图所示,小倩同学提了11kg的水给树苗浇水,已知桶自身重为1kg,桶的底面积是5×10-2m2(桶的厚度不计),桶中水深h为20cm,提水时手的受力面积为0.8×10-3m2.求:(1)水对桶底的压力和压强各是多大?(2)提水时手受到的压强多大?2.如图所示,质量是2kg的平底水桶底面积为800cm2,放在水平地面上,桶内装有50cm深、体积是45dm3的水.小萍同学用竖直向上的力F提水桶,但是没有提起来.这时水对桶底的压强和桶对地面的压强相等.求:(1)桶内水的质量是多少?(2)小萍同学提水桶的力F多大?(g=10N/kg)3.某大楼每相邻两层水龙头间隔3m,若第二层水龙头中的水的压强为1.97×105Pa,则第七层楼水龙头中的水压强是多少?水塔中水面到底楼的高度为多少?(设水龙头到地面的高度为0.8m)4.如图所示,水塔与自来水管组成连通器,若水塔内水面高度h1=18m,五楼住户水龙头出水口高度h2=13m,四楼住户水龙头出水口高度h3=10m,水龙头出水口直径为2cm.求:(1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是多少?(2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少?(g取10N/kg)5.如图所示,一块密度为1.5×103千克/米3、厚度为0.05米的正方形物块放置在水平地面上,底面积为2×10-2米2的轻质薄壁柱形容器置于物块中央,且容器内注有4×10-3米3的水.求:(1)求水对容器底部的压力F水.(2)若要使物块对水平地面的压强是水对容器底部压强的一半,求物块的边长a.6.图中平底茶壶的质量是0.4kg,壶底面积是4×10-3m2.内盛0.6kg的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为1m2的水平桌面中央(g=10N/kg).试求:(1)水对茶壶底部产生的压强;(2)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力;(3)茶壶对桌面的压强.(g=10N/kg)7.随着电热水器的不断改进,右图所示的电热水壶深受人们的喜爱.它的容积为2L,壶身和底座的总质量是1.2kg,底座与水平桌面的接触面积为250cm2,装满水后水深16cm.求:(1)装满水后水的质量;(2)装满水后水对电热水壶底部的压强;(3)装满水后桌面受到的压强.8.如图所示,置于水平桌面上的容器装有某种液体.液体的体积为2.0×10-3m3,液体的深为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10-3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103pa.求:(1)液体的密度.(2)距容器底高为0.2m处A点的液体压强.(3)这个装着液体的容器对桌面的压强.(g取10N/kg)(4)液体对容器底的压力.9.如图,底面积为100cm2,重10N的容器放在水平桌面上,容器内有重50N的水,水深40cm.求:(1)容器中A点的处的压强为多少?(2)水对容器底的压力为多少?(3)容器对水平桌面的压力为多少?对水平桌面的压强为多少?10.三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,其船闸是世界上最大的,如图所示.现有一艘轮船从水位是150m的上游进入首级闸室,当首级闸室的水位降到128m时,轮船就可以进入下一级闸室了.若首级人字闸门每扇门都是一个高40m、宽20m、厚3m的长方体实心钢门.求:(1)一扇首级人字闸门的质量是多少?(2)轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减少了多少?11.在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa.(1)求玻璃杯的质量.(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,求水的深度.(3)通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图中a、b、c的哪一种?(g=10N/kg,杯壁的厚度可忽略)12.构建理想模型是初中阶段我们学到的一种物理方法.在探究液体内某一深度的压强大小时,可以构建一个“液柱”模型.在图所示的容器中从液体表面向下截取一段“液柱”,设这个液柱的深度为h,液面的面积为S,液体密度为ρ,请同学们推导出液体的压强公式.13.如图所示,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10-4m2;某同学将容量为1L,装满水后水深为18cm的塑料水杯放在课桌的桌面上.(不计塑料水杯的质量,g取10N/kg)求:(1)水对杯底的压强;(2)课桌对地面的压强.14.某市区准备兴建一栋高100m的高层建筑,请你用所学的知识解决建筑工中的几个问题(1)墙体是用空心砖砌成,请从物理学角度说明使用空心砖有哪些主要优点?(限举2例)(2)完成此建筑需要浇筑钢筋混凝土2.8×104m3(ρ=2.5×103kg/m3),还需要其他材料5×107kg.求此建筑物的总质量及其对地面的压力.(g=10N/10kg).(3)若要从地面向房顶提供自来水,加压设备至少需要给水施加多大的压强?15.底面积分别为4×10-2m2和1×10-2m2的甲、乙两个容器分别盛有相同深度的酒精和水,如图所示,通过测量得到甲容器内酒精的体积为2×10-2m3.(酒精的密度为0.8×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)甲容器内酒精的质量m.(2)乙容器底部受到的水的压强p.(3)某同学在两容器中分别抽去相同体积的液体后,使剩余部分的液体对甲、乙容器底部的压强相等,那么在两容器中分别抽去液体的体积为多少?16.感冒需要输液,图为输液示意图,输液时有时会发生回血(血液倒流入输液管)现象,正常情况下输液瓶中的液体至少要产生8×103Pa的压强才能保证输液正常进行.(1)药瓶瓶口插有两根管子.其中C管的作用是利用使药液从A管中顺利流出;若要提高输液速度,除了调节调节器外,还有一个简便的方法就是:.(2)请你计算一下输液瓶中的药液至少要高出扎针的手多高才行?(g=10N/kg;忽略输液管中气体柱产生的影响;药液的密度约为水的密度)(3)请你分析为什么会发生回血现象?怎样才能不回血?17.如图所示,连通器粗管直径是细管直径的4倍,现在连通器中注入水银,待水银稳定后再向细管中注入70cm高的水(注入水后细管中仍有水银).求:粗管中水银面上升多少?细管中水银面下降多少?三.大气压强1.高压锅盖直径为24cm,限压阀出气口横截面积是10mm2,限压阀质量是100g,在1标准大气压(近似为105Pa)下使用时,(1)锅内气体能达到的最大压强是多大?(2)锅盖内外两表面的压力差的最大值是多大?(3)若经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续使用,原来的限压阀还能不能继续使用?若不能,应该在配一个质量为多大的限压阀?2.注射器的针筒质量为60g.光滑且不漏气的活塞质量为40g.将出液孔堵住,使空气封闭在筒内,用力F竖直向上拉住活塞,针筒不会掉下来,如图所示.求:(1)力F的大小是多少?(2)如果活塞横截面积为6cm2,外部大气压为1×105Pa,封闭在筒内的气体压强是多大?3.2019年6月“蛟龙号”载人潜水器挑战7000m的海深.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)(1)1个标准大气压约等于1×105Pa,多高水柱产生的压强相当于1个标准大气压?(2)请用水的密度代替海水的密度进行近似计算:“蛟龙号”下潜到7000m深度时,受到海水的压强相当于多少个标准大气压?此时“蛟龙号”1cm2的表面上将承受多大的海水压力?4.如图为大型玻璃厂用两个吸盘来搬运玻璃板的示意图,先把吸盘压在玻璃板上,抽气后能使吸盘和玻璃板紧紧连在-起,这样就可以把它们提起来、若玻璃板底面积S=1m2,厚d=8×10-3m2,密度ρ=2.5×103kg/m3,大气压强p=1.0×105Pa,吸盘与玻璃板之间抽成真空(取g=10N/kg).求:(1)玻璃板的质量是多少?(2)玻璃板所受重力是多大?(3)两个吸盘与玻璃板之间的接触(相对)面积至少是多大?5.高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的.图为水的沸点跟气压的关系图象.已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为84g.请你通过计算并对照图来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少℃?(g取10N/kg,大气压值取1.0×105Pa)6.高压锅是利用锅内气体压强大于1个标准大气压(约1×105Pa),从而提高锅内液体沸点进行工作的.如图所示的高压锅,其锅内设计的最大气压为2个标准大气压,此时水的沸点为120℃.如果限压阀的横截面积为6mm2,则(g取10N/kg)(1)画出减压配重物体在锅内气压为2个标准大气压时的受力图.(2)锅内气体对减压配重物体向上的最大压力是多少牛?(3)限压阀上面的减压配重物体的质量不能超过多少克?7.一颗图钉尖的面积是5×10-8m2,图钉帽的面积是0.5×10-4m2,手指对图钉的压力为20N,求:(1)图钉尖对墙面产生的压强;(2)图钉尖对墙面产生的压强相当于多少米深处水所产生的压强;(3)在一标准大气压下图钉帽受到大气的压力.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,p0=1.0×105Pa)。
固体压强和液体压强计算专题一、固体压强计算1、小雨体重450N,如果他每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2,则她站立时对地面的压强是多少?2、如图所示,一个方桌重75N,桌上放有一台质量为20kg的电视机,桌子每只脚与水平地面的接触面积为25cm2,求桌子对地面的压强。
3、如图所示,物体A重30N,物体A的底面积为10cm2,物体B为一正方体,边长为2cm,对地面的压强为3×104Pa.则(1)A对地的压强是多少Pa?(2)B对地面压力是多少N;(3)如果把A重叠在B上起来,则B对地面的压强是多大?4、如图甲所示,边长20cm,重20N的正方体B放在水平地面上,重12N的正方体A叠放在B上.求:(1)正方体B对地面的压强.(画出正方体B所受力的示意图)(2)如图乙,将正方体A取下,用8N的力向上提正方体B,此时B对地面的压强有多大?5、圆柱体A 的体积是8dm³,密度为5g/cm³。
B 是边长为4dm 的正方体。
如图叠放时,A对B的压强是1×104Pa,地面受到的压强是1.25×104Pa。
求:(1)物体A的质量。
(2)物体A的高度。
(3)物体B的密度。
6、一立方体A边长为0.2m,密度为2×103kg/m3,静止放在水平地面上。
小明用竖直向上的力F提A时,A对地面的压强为1500Pa(不计绳重和摩擦)求:F为多少N?(请写出解题思路、并画出物体A受力的示意图)。
7、用大小为10N的拉力竖直向上提一个密度为2.7×103kg/m3,边长为0.1m的正方体,但未提起(如图所示)则此时它对地面的压强P为多少?(请画出正方体的受力示意图)二、液体压强计算1、如图所示,一个装有酒精的容器放置在水平桌面上,(ρ酒精=0.8×103kg/m3),则:(1)a点所受的压强大小为?(2)b点所受的压强大小为?2、潜水员潜到三峡水库20m深处,若他的身体表面积为2m2,他受到水的压力多大?3、如图所示,放在水平地面的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水的深度h1=8cm,其顶部的面积为0.1m2,顶部到底部的高度h2=6cm,则水对容器顶部的压力为多少?4、一艘轮船在深20m的河水中,船底距河底5m,在船底有一个面积为4×10-4m2的小阀门,求:(1)船底受到水的压强多大?(2)小阀门受到水的压力多大?5、一个柱状容器甲,装有某种液体深度为20cm(如图),甲容器底面积为10cm2,容器底受到液体压强为3×103Pa。
压强固体压强1掌握压强的定义,公式单位2掌握压强的计算方法,会解决综合问题1压力:如图1-1所示,垂直作用在物体表面的力叫压力。
注意:(1)垂直向下和竖直向下的区别(2)重力和压力大小的关系2.压力的作用效果:使物体发生形变影响压力作用效果的因素{压力,受力面积}3.压强:表示压力作用效果的物理量(1)定义:(2)公式:P=F/S (3)单位:N/m2 Pa(4)知道改变压强大小的方法,并能举例说明。
(5)记住常见物体产生的压强,如一普通的中学生站在地面上时对地面产生的压强大约为10000Pa;一张纸平放在桌面上时对桌面产生的压强大约为1Pa。
4.改变压强的方法(1)增大压强的方法:①受力面积不变时,增大压力②压力不变时,减小受力面积③增大压力的同时减小受力面积(2)减小压强的方法:①受力面积不变时,减小压力②压力不变时,增大受力面积③减小压力的同时增大受力面积.题型一:受力分析图例题1.如图1-3所示,一物体重10N,放在斜面上时,对斜面产生的压力为8N。
试用力的图示法画出物体对斜面的压力。
解析:压力的方向是垂直斜面并指向斜面的,避免出现将作用点画在物体重心上,或将压力的方向画成竖直向下;注意画出垂直符号。
注意此时的压力的大小并不等于重力的大小.答案:正确图示如图1-3所示。
题型二:压力,压强比例问题例题2.在水平桌面上放着两个体积相等的圆柱体,他们的高度之比是1:2 ,密度之比是2:3,则他们所受重力之比是____;对桌面的的压强之比是_____.解析:考察了压强的基本知识。
P=ρhg及P=F/S的应用。
因两物体均为圆柱体,先利用P=ρhg求得它们对水平桌面的压强之比为1:3;再利用P=F/S求得压力之比为2:3。
答案:2:3 ,1:3例题3.分别用铜、铁、铝三种金属制成质量相等的A、B、C三个实心正方体,把它们平放在水平地面上,则它们对地面的压强为P A、P B、P C的大小关系为()A. V 最大B.P B最大C.P C最大D.P A=P B=P C解析:考察了密度、压强的基本知识。
专题10 固体和液体压强计算(教师版)一、目标要求二、知识点解析考点一、压强1.压强(1)定义:在物理学中,物体所受________与________之比叫做压强.(2)物理意义:表示压力作用效果的物理量.(3)公式: p表示压强,单位是 .F表示压力,单位是 .S表示受力面积,单位是 .(4)单位:国际单位制中,压强的单位是)______,简称帕,符号是Pa,1 Pa=________N/m2.考点二、液体的压强1.液体压强的计算公式公式:________ p表示压强,单位是Pa .ρ表示密度,单位是________h表示液体深度,单位是________.三、考查方向1.固体压强计算典例一:(2020春•盐城期末)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。
2.液体压强计算典例二:(2020春•岳阳期中)如图所示,铁桶重为30N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入5kg的水,水深15cm,平放在水平桌面上,求:(g取10N/kg)(1)水对桶底的压强;(2)水对桶底的压力;(3)水平桌面受到桶的压强。
四、模拟训练一、基础练习1.用1N的力压铅笔尖,铅笔另一头压在竖直的墙壁上,则:(1)铅笔对墙壁的压力为多大?(2)手指与铅笔尖的接触面积为0.5mm2,手指受到的压强为多大?(3)铅笔尾部与墙壁的接触面面积为0.4cm2,木板受到的压强为多大?2.封冻的江河冰面能承受的最大压强是4×104 Pa,在冰面上行驶的雪橇质量是200kg,它与冰面的接触面积是0.4m2.在保证安全的情况下,雪橇上最多能装多少千克的货物?(g=10N/kg)3.一个质量为60kg的人,若仰躺在硬板床上产生的压强是6×103(Pa),躺在“席梦思”床上,身体与床的接触面积为0.3m 2.请你通过计算说明:为什么睡在“席梦思”床上更舒服。
压强变化量问题FpS=FpS∆∆=叠加问题1.题型特点: 如右图所示2.此类型题目解题方法:①先要求出:?A BG G=:?A BS S=②再确定研究面:图(1)中, B对A的压强: BBBGpS=; A对地的压强: A BAAG GpS+=图(2)中, A对B的压强: 'AABGpS=; B对地的压强: 'A BBBG GpS+=知识导航知识互联网固体压强压力减半,受力面积不变, 压强减半压力减半,受力面积减半, 压强不变BAGpS∆=.【例1】 查漏补缺之固体压力压强篇:1. 物理学中把 在物体表面上的力叫做压力. 压力的方向总是 于接触面且指向被压物体的内部, 压力的作用效果与 和 有关.2. 物体 上受到的 叫做压强. 压强是表示 的物理量, 压强的定义式是 , 运算时必须统一成国际单位, 即压力的单位用 , 接触面的面积单位用 , 压强的单位是 .3. 增大压强的方法是 压力或 受力面积; 反之, 可以 压力或 受力面积的方法来减小压强.【答案】 1. 垂直作用 垂直 压力大小 受力面积大小2. 单位面积 压力 压力作用效果 Fp S牛顿(N) 平方米(m 2) 帕斯卡(Pa) 3. 增大 减小 减小 增大【例2】 关于压力和压强, 下列说法正确的是 ( )A. 压力越大, 压强越大B. 压力方向总是与所受重力方向一致C. 压强是物体表面上受到的压力D. 压力一定时, 受力面积越大, 压强越小【答案】 D夯实基础模块一: 压力与压强【例3】 重10N 边长为5cm 的正方形磁铁吸附在铁板上, 磁铁与铁板间的吸引为15N.(1) 把它按图甲那样竖直放置, 磁铁对铁板的压强是Pa; (2) 按图乙那样水平放置, 磁铁(在上)对铁板的压强是 Pa; (3) 按图丙那样水平放置, 磁铁(在下)对铁板的压强是 Pa. 请画出甲、乙、丙三个图中磁铁对铁板压力的示意图.【答案】 6×103Pa; 410Pa ; 2×103Pa ; 示意图略【例4】 (2013 东城二模) 如图所示是我国自主研发的极地漫游机器人, 重为5000N, 装有四条三角形履带, 每条履带与水平地面的接触面积约为1000cm 2. 机器人耗时3h 在南极冰面上完成了30km 的自主行走. 下面选项正确的是 ( )A. 机器人在冰面上自主行走的平均速度为10m/ sB. 机器人静止时对水平冰面的压强为1.25×104PaC. 机器人使用履带可以增大对冰雪地面的压强D. 机器人使用履带可以减小与冰雪地面的摩擦【答案】 B【例5】 质量相同的三个正方体块, A 为铜块, B 为铁块, C 为铝块, ρ铜 >ρ铁 >ρ铝 , 把它们放在水平桌面上, 对桌面的压强 ( )A. p A = p B = p CB. p A < p B < p CC. p A > p B > p CD. 无法判断【答案】 C解析: A B C V V V <<, A B C h h h <<, A B C S S S <<, A B C p p p >>【例6】 A 、B 两正方体实心金属块放在水平地面上, 它们的边长之比为1:3, 对地面的压强之比为2:3, 则金属的密度之比是 ( )A. 4:9B. 9:4C. 1:2D. 2:1【答案】D【例7】 把一块砖平放在水平地面上, 它对地面产生的压强为p , 若把8块同样的砖按图所示放在水平地面上, 则它们对地面产生的压强为 ( ) A. 8p B. 4p C. 2p D. (1/2)p【答案】C【例8】 如图所示, 甲、乙两个密度均匀的实心圆柱体放在水平桌面上, 高度h h <乙甲, 横截面积S S <乙甲, 但它们对桌面的压强刚好相等, 下列判断正确的是 ( ) A. 甲的密度小, 重力也小 B. 甲的密度小, 而重力大 C. 甲的密度大, 重力也大D. 甲的密度大, 而重力小【答案】 D p =ρgh 的应用【例9】 (2012房山二模) 当物体对水平面压力一定时, 物体对水平面的压强随受力面积变化规律的图像如图所示, 根据图像得出, 压强随受力面积变化的表达式: .【答案】 ()32310Pa m /p S =⋅×实验专区【例10】 (2012石景山一模) 小明在研究“压强与压力的关系”时, 记录的实验数据如下表所示.请你对表格中的数据进行分析, 归纳出压强与压力之间的关系式:.【答案】 5Pa/N p F =⋅()【例11】 某同学(利用小桌、砝码、海绵)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时, 如图所示,请仔细观察并回答下列问题:(1) 该实验是通过来 显示压力的作用效果;(2) 分析比较图 和图 的实验现象可得出: 受力面积一定时, 压力越大, 压力的作用效果越明显;(3) 分析比较乙、丙的实验现象可得出: ; (4) 进一步综合分析实验现象可得出: 压力的作用效果跟 和 两个因素有关.【答案】 (1) 海绵凹陷程度; (2) 甲; 乙;(3) 压力一定时, 受力面积越小, 压力的作用效果越明显; (4) 受力面积; 压力大小.【例12】 (2012西城二模) 小东利用图所示装置, 探究压力的作用效果. 其中A 和B 是作为支架的木块, C 为弹性很好的钢板尺. M 表示形状相同、质量不同的金属块. 小东在实验中发现, 随着金属块M 的质量变大, 钢板尺C 的弯曲程度也变大. 于是小东得出结论: “在受力面积一定时, 物体M 的重力越大, 钢板尺C 的弯曲程度就越大. ”请你利用现有器材, 重新设计实验证明小东的结论不正确.请你简述(1) 实验步骤; (2) 实验现象; (3) 实验分析与结论.【答案】 (1) 实验步骤: 保持物体M 的质量不变, 把钢板尺C 的一端逐渐抬高.(2) 实验现象: 可以观察到钢板尺C 的弯曲程度逐渐变小.(3) 实验分析与结论: 金属块M 的质量(重力)没有变化, 钢板尺C 的弯曲程度发生了变化. 这就可以说明小东的结论不正确.F /N 10 20 30 40 50 60 S /m 2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 p /P a 50100150200250300A B C M【例13】(2012房山一模) 某校物理小组想通过实验证明: “压强一定时, 压力与受力面积成正比”的结论, 他们从实验室找来了如下器材: 托盘天平一架(含砝码) , 刻度尺, 底面积已知且不同的平底试管六只, 足量的沙子, 装有适量水的大水槽, 抹布. 请你帮忙设计实验, 并写出主要实验步骤并设计实验记录表格.【答案】(1) 将天平置于水平桌面上, 调节天平平衡;(2) 将底面积为S1的平底试管装入适量的沙子, 放入装有适量水的大水槽中, 使试管能竖直地漂浮, 用刻度尺测试管浸在水中的深度h, 取出试管, 擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m1并将数据记录在表格中;……(1分)(3) 将底面积为S2的平底试管装入适量的沙子, 放入装有适量水的大水槽中, 使试管能竖直地漂浮, 用刻度尺测试管浸在水中的深度仍为h, 取出试管, 擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m2并将数据记录在表格中; ………(1分)(4) 仿照步骤(3), 再做四次实验, 完成对m3……m6的测量, 并将数据记录在表格中. ……(1分)(5) 应用G mg算出试管及沙子的总重力, 即压力F的大小, 并将数据记录在表格中.(1分)数据记录表格如下: ………(1分)S/m 2m/kgF/N【例14】小旭同学有一块长方体蛋糕, 现在他有几种切法, 请判断他的几种切法切后蛋糕对水平桌面的压强变化情况.【答案】不变; 变小为12; 变小为12; 变小; 不变夯实基础模块二: 固体压强变化量问题【例15】 (2012 朝阳二模) 有一正方体放在水平地面上, 对地面的压强为p , 若沿如图所示的虚线方向切成a 、b 两部分, 将它们仍放在水平地面上, 不发生倾倒, 对地面的压强分别为p a 、p b , 则 ( )A. p a =p p b =pB. p a <p p b >pC. p a <p p b <pD. p a >p p b <p【答案】 D【例16】 如图所示, 质量相同的实心均匀正方体甲、乙分别放置在水平地面上. 若沿水平方向切去某一厚度, 使甲、乙对地面的压力相同, 则此时它们对地面的压强p 甲 、p 乙和切去的厚度h 甲、h 乙的关系是 ( )A. p 甲>p 乙, h 甲=h 乙B. p 甲<p 乙, h 甲>h 乙C. p 甲<p 乙, h 甲=h 乙D. p 甲<p 乙, h 甲<h 乙【答案】B【例17】 (2013 朝阳一模) 如图所示, 甲、乙两个均匀实心正方体分别放置在水平地面上, 且它们各自对地面的压强相等. 若分别在两个正方体的上部, 沿水平方向截去相同高度后, 则甲、乙的剩余部分对地面的压强p 以及剩余部分质量m 的大小关系为 ( )A. p 甲<p 乙 m 甲<m 乙B. p 甲>p 乙 m 甲>m 乙C. p 甲<p 乙 m 甲>m 乙D. p 甲>p 乙 m 甲=m 乙【答案】 B甲乙甲乙a b【例18】 甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上, 它们对水平地面产生的压强相等, 已知>>ρρρ甲乙丙. 如果沿水平方向分别在甲、乙、丙三个正方体上部切去一块, 使三个正方体剩余的部分对水平地面产生的压强仍然相等, 则切去部分的质量关系为 ( ) A. m m m >>乙切甲切切丙B. m m m ==甲乙切切切丙C. m m m <<甲乙切切切丙D. 不能确定【答案】 C【解析】p gh ρ=, h h h ∴<<甲乙丙, S <S <S 甲乙丙.p p p ∆=∆=∆甲乙丙,F F F S S S ∆∆∆==甲丙乙甲乙丙所以F F F ∆<∆<∆甲乙丙, m m m <<甲乙切切切丙【例19】 甲、乙、丙三个质量相同的实心正方体分别放在水平地面上, 它们对水平地面的压强关系是p p p 乙甲丙<<, 若分别在三个正方体上表面中央施加竖直向下的力, 使三个正方体对水平地面的压强相同, 则力F 甲、F 乙、F 丙的大小关系是 ( )A. F F F 乙甲丙<<B. F F F ==乙甲丙C. F F F 乙甲丙>>D. 以上都有可能【答案】 C【解析】 解法一: 质量相等的实心正方体放在水平地上对地面的压力相等, p p p 乙甲丙<<,由Fp S=知S S S 乙甲丙>>. 若施加压力后G F p S +'=甲甲甲,G F p S +'=乙乙乙,G F p S +'=丙丙丙,若p p p '''乙甲丙==, 由以上三式知F F F 乙甲丙>>. 解法二: F p S ∆=, F F F S S S >>甲丙乙甲乙丙且S S S 乙甲丙>>, 所以F F F 乙甲丙>>能力提升AB【例20】 (2011 密云一模) 如图所示, 圆柱体A 和圆柱体B 放在水平地面上.圆柱体A 对地面的压强为рA , 圆柱体B 对地面的压强为рB . 圆柱体A 的密度为ρA , 圆柱体B 的密度为ρB . 圆柱体A 的底面积为S A , 圆柱体B 的底面积为S B . 圆柱体A 的质量为m A , 圆柱体B 的质量为m B . 圆柱体A 的高度为h A , 圆柱体B 的高度为h B . 已知:рA : рB =6:5; ρA : ρB =4:5; S A :S B =5:8. 则下列计算结果正确的是 ( )A. 两圆柱体的质量之比是m A :m B =4:3B. 两圆柱体的高度之比是h A :h B =2:3C. 如果将圆柱体A 水平切去A 41h , 则两圆柱体对地面压强相等 D. 如果从两个圆柱体上部各水平切去A 32m . 圆柱体A 对地面的压强为рA ´, 圆柱体B对地面的压强为рB ´. 则рA ´:рB ´=4:5【答案】 D☆ 教师引导题目: 有A 、B 两个正方体, 它们的边长之比为2: 1, 密度之比为3: 4. 将它们如图所示叠放在水平地面上, 此时A 对B 的压强与B 对地面的压强之比为________.【答案】 6:7【例21】 如图a 所示, 两个实心长方体A 、B 叠放在一起后, 放在水平地面上, 已知它们的密度之比:2:1A B ρρ=, 底面积之比:1:4A B S S =, 它们的高度之比:2:3A B h h =, B 对地面的压强为B p , 若把B 叠放在A 的上面如图b 所示, B 对A 的压强为'B p . 图a 中A 放在B 的正中央, 图b 中A 的上表面仍位于B 的下表面的正中央, 则':B B p p 为 ( )A. 1: 2B. 4: 1C. 3: 2D. 1: 3【答案】 D夯实基础模块三: 叠加问题【例22】 如图所示, 两个正方体金属块A 、B 叠放在水平地面上, 金属块B 对地面的压强为p 1.若取走金属块A, 金属块B 对地面的压强为p 2 , 边长之比 L A :L B = 2:3 , 已知 p 1:p 2=3:2 , 则金属块A 与金属块B的密度之比为.【答案】 27:16【例23】 把同种材料制成的甲、乙两个正方体, 各自单独放在水平桌面上, 甲、乙对桌面的压强分别为p 1和p 2, 如图所示, 把甲放在乙的上面, 则乙对桌面的压强为 .【答案】 331222p p p +☆ 教师备选题目: 把甲、乙两个正方体各自单独放在水平桌面上, 甲、乙两种材料密度:2:1ρρ=乙甲. 甲、乙对桌面的压强分别为1p 和2p , 如图所示, 把甲放在乙的上面, 则乙对桌面的压强为 .【答案】 33122244p p p +能力提升【例24】(2010丰台) 如图所示, 甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上, 甲的边长小于乙的边长. 甲对地面的压强为p1, 乙对地面的压强为p2.则()A. 如甲、乙密度相等, 将甲放到乙上, 乙对地面的压强有可能变为p1B. 如甲、乙密度相等, 将乙放到甲上, 甲对地面的压强有可能变为p2C. 如甲、乙质量相等, 将甲放到乙上, 乙对地面的压强有可能变为p1D. 如甲、乙质量相等, 将乙放到甲上, 甲对地面的压强有可能变为p2【答案】C此题偏难, 需要综合考虑固体压强pρgh=,FpS∆∆=, 易错选B.【例25】物体重力为1200N, 人重500N, 当重物单独放在地面上时对地的压强为4310Pa⨯, 当人用乙图装置, 竭尽全力向下拉绳子时, 重物对地面的压强大小为多少? (不计绳子重力及绳子与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦力)(10N/kgg=)【答案】1GpS=, 211200N0.04m30000PaGSp===4221200N00N1.7510Pa0.04mG FpS-===⨯拉-5夯实基础模块四: 多状态固体压强计算【例26】 如甲图所示, 有一个质量为1kg 的水桶放在水平地面上, 里面装有质量为6kg 的水, 此时水桶对地面的压强为37.010Pa ⨯. 有一名质量为50kg 的中学生单独站在地面上时对地的压强为41.2510Pa ⨯; 现在他用50N 的力竖直向上提拉水桶(如乙图所示), 请问此时中学生双脚对地的压强为多少? 水桶对地的压强为多少? (10N/kg g =)【答案】 241500N0.04m 1.2510Pam g S P ===⨯人人人 2500N+50N13750Pa0.04m G F p S +===人拉人2人23170N0.01m 7.010Pa m m g S P +===⨯水桶桶桶() 3270N 50N210Pa 0.01mm m g F p S +-===⨯水桶拉桶2桶()-【例27】 老伯单独站在地面上的时候对地压强为0p , 如图甲所示; 当他手里提着一只大乌龟站在地面上时, 他对地的压强为1p , 如图乙所示; 当他手里提着小乌龟站在地面上时, 他对地的压强为2p , 如图丙所示.(1) 大乌龟与小乌龟重力之比为多少?(2) 一位老伯体重为0G , 求大乌龟重力为多少?【答案】 1020G p p G p p --大小=; 100()p p G G p -大=能力提升【例28】如图所示, 实心均匀正方体A、B放置在水平地面上, 受到的重力均为64N, A的边长为0.2m, B的边长为0.3m.(1) 求正方体A对水平地面的压强(2) 求正方体A、B的密度之比ρA:ρB(3) 若正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的厚度h后.A、B剩余部分对水平地面的压强P A'和P B'.请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h的取值范围.【答案】(1) 1600Pa(2)AB 27 8ρρ=(3) 当h<0.16m时, p A'>p B'; 当h>0.16m时, p A'<p B'; 当h=0.16m时, p A'=p B'【解析】(1) AAA 1600PaFpS==(2)AA ABBB278mVmVρρ==(3) 设切去高度为H时, p A'=p B'即ρA g(0.2-H)=ρB g(0.3-H)解得H=3/19≈0.16m当h<0.16m时, p A'>p B'当h>0.16m时, p A'<p B'当h=0.16m时, p A'=p B'模块五: 思考题 (选讲)实战演练【练1】一位中学生双脚站立时, 他对水平地面的压强值最接近于()A. 102PaB. 103PaC. 104PaD. 105Pa【答案】C【练2】如图所示, a、b两个不同的实心圆柱体放在水平地面上, 它们对地面的压强相等, 则下列判断正确的是( )A. a的密度大, 受的重力大B. a的密度小, 受的重力小C. a的密度小, 受的重力大D. a的密度大, 受的重力小【答案】A p=ρgh的应用【练3】如图所示, 两个完全相同的装满豆浆的密闭杯子, 以下列四种不同的方式放在水平桌面上, 若杯子上表面面积是下表面面积的2倍, 它们对桌面的压强大小分别是p甲、p乙、)p丙、p丁, 则(A. p甲<p乙<p丙<p丁B. p乙<p甲<p丁<p丙C. p乙<p甲=p丁<p丙D. p丙<p乙<p丁=p甲【答案】C【练4】 如图所示, 甲、乙、丙是三个完全相同的圆柱体竖放在水平地面上, 若把乙、丙中的阴影部分切除后, 甲、乙、丙对水平地面的压强大小关系正确的是 ( )A. P P P ==乙甲丙B. P P P <<乙甲丙C. P P P =<乙甲丙D. P P P <=乙甲丙【答案】C【练5】 如图所示, 质地均匀的实心圆柱体A 、B 叠放在水平地面上, 已知他们的密度之比ρA : ρB =1: 3, 底面积之比S A : S B =4: 3, A 对B 的压强和B 对地面的压强之比p A : p B =1: 2, 则他们的高度之比h A : h B 为 ( ) A. 9: 4 B. 3: 2 C. 3: 1 D. 9: 2【答案】 A【练6】 一个如图所示长、宽、高分别为L 1、L 2、L 3的长方体铁块放在水平桌面上. 铁块的密度为ρ, 当用大小为F 的力竖直向上(力的作用线通过重心), 提这个物体时, 铁块静止不动. 此时铁块对地面的压强大小是.【答案】12312gL L L FL L ρ-【练7】 在探究压力的作用效果与哪些因素有关时, 某同学作了如图所示的三个实验, 通过观察三次实验时泡沫塑料 , 显示压力作用的效果. 比较 两图所示实验, 说明受力面积相同时, 压力越大, 压力作用效果越明显; 比较 两图所示实验, 说明压力相同时, 受力面积越小, 压力作用效果越明显.【答案】 被压下的深浅程度(或形变大小); A 、C; A 、B。
北辰教育学科老师辅导讲义后,A、B剩余部分对水平地面的压强为BA当V =0.0051米3,p 'A =p 'B当0.0051米3<V≤0.008米3,p 'A <p 'B3分【变式训练】如图所示,边长分别为a 、b 的实心正方体甲、乙放在同一水平地面上,它们对地面的压强均为p ,求:(1)甲对地面的压力; (2)甲的密度;(3)若在两正方体上部沿水平方向切去体积均为V 的部分后,两正方体对地面压强的变化量之比Δp 甲:Δp 乙(要求计算结果均用题中出现的字母表示)。
【难度】★★【答案】(1)F 甲=pS 甲=pa 2 (2)ρ甲=p/gh 甲=p/ga(3)Δp 甲=ΔF 甲/S 甲=pV/a 3;Δp 乙=ΔF 乙/S 乙=pV/b 3;Δp 甲:Δp 乙=b 3:a 3【例3】如图所示,边长分别为0.1米和0.2米的实心正方体A 、B 放置在水平地面上,物体A 、B 的质量都为6千克。
求:①物体A 的密度ρA 。
②物体B 对水平地面的压强p B 。
③小华设想在两物体中选择某一物体沿竖直方向截去一定厚度L 、并置于另一物体上部后使二者对水平地面的压强相同,请通过计算分析小华的设想是否有可能实现,若有可能,求出L 的值;若没有可能,说明理由。
【难度】★★【答案】①V A =0.1m×0.1m×0.1m=0.001m 3,ρA ===6×103kg/m 3,②∵在水平地面上,∴B 对地面的压力:F B =G B =m B g=6kg×9.8N/kg=58.8N ;B 对地面的压强:p B ===1470Pa ;③p A ===5880Pa ,∵p A >p B ,∴将A 沿竖直方向切,∵p=====ρgh ,∴沿竖直方向切A ,对水平地面的压强不变,仍为5880Pa ,若将A 全部放到B 的上方,B 对水平地面的压强:p B ′====2940Pa ,还是小于5880Pa ,所以没有可能。
【变式训练】如图所示,实心均匀正方体A 、B 放置在水平地面上,它们的高度分别为0.2米和0.1米,A 的密度为2×103千克/米3,B 质量为1千克。
求:①A 的质量; ②B 对水平地面的压强;③若在正方体A 、B 上沿竖直方向按相同比例n 截下一部分,并将截下的部分分别叠放在对方剩余部分上,这时A 、B 剩余部分对水平地面的压强为p A ′、p B ′,请通过计算比较它们的大小关系及其对应的比例n 的取值范围。
【难度】★★【答案】①m A =ρA V A =2×103千克/米3×(0.2米)3=16千克 ②F B =G B =m B g=1千克×9.8牛/千克=9.8牛 p B =F B /S B =9.8牛/(0.1m )2=980帕③,若p A '=p B ',F A ′/S A ′=F B ′/S B ′,,,n=0.16若p A '>p B ',则0<n <0.16 若p A '<p B ',则0.16<n <1【例4】如图所示,甲、乙两个正方体分别放置在水平地面上,它们各自对地面的压强相等,大小均为p 。
甲的质量为5千克,边长为0.1米。
乙的边长为0.05米。
求: (1)甲的密度ρ甲;(2)甲对地面的压力F 甲和压强p ;(3)若将甲、乙中的一个物体叠放到另一个物体上表面的中央后,两物体对地面的压强为p ′,则跟原先甲对地面的压强p 相比,小华同学在下表中提出了三种不同的设想。
(a )请你判断,设想Ⅰ是________的,设想Ⅱ是________的,设想Ⅲ是_______的。
(均选填“可能”或“不可能”)设想 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 内容p′=2pp′>2pp′<2pABBA(b )请选择一个可能的设想,计算出相应的压强p ′。
【难度】★★【答案】(1)甲物体的体积为V=L 甲3=(0.1m )3=0.001m 3,甲物体的密度为ρ甲===5×103kg/m 3;(2)甲对地面的压力为F 甲=G 甲=m 甲g=5kg×9.8N/kg=49N , 受力面积为S=L 甲2=(0.1m )2=0.01m 2,对地面的压强为p===4.9×103Pa ;(3)乙物体对地压强的受力面积为S 乙=L 乙2=(0.05m )2=0.0025m 2, 乙物体的重力为G 乙=F 乙=pS 乙=4.9×103Pa×0.0025m 2=12.25N ,乙物体叠放在甲物体上时,对地面的压强为p'===6125Pa <2p ,甲物体叠放在乙物体上时,对地面的压强为p'===2.45?104Pa >2p ,故设想Ⅰ不可能,设想Ⅱ可能,设想Ⅲ可能。
【变式训练】如图所示,放置在水平地面上的两个物体A 和B 均为实心正方体,物体A 的体积为10-3米3,物体B 的边长为0.2米。
物体A 的密度为2×103千克/米3,物体B 的质量为10千克。
(g 取10N/kg ) 求:(1)物体A 的质量m A 。
(2)物体B 对水平地面的压强p B 。
(3)在保持物体A 、B 原有放置方式不变的情况下,只在竖直方向上施加一个多大的力可以让两物体对地面压强相等?【难度】★★【答案】(1)根据密度公式的变形,(2)B 物体对地面的压力B 物体对地面的压强(3)A 物体对地面的压力A物体对地面的压强如果使A物体对地面的压强与B物体相等,则A物体对地面的压力需要对A施加竖直向下的力,大小为如果使B物体对地面的压强与A物体相等,则B物体对地面的压力需要对B施加竖直向上的力,大小为巩固训练1、如图(a)所示,实心正方体A、B放置在水平地面上,受到的重力分别为20牛和60牛,A的边长为0.2米,B的边长为0.3米。
①求正方体A对水平地面的压力F A。
②求正方体B对水平地面的压强p B。
③若在正方体A、B上分别放置与A、B底面积相等、材料相同的的长方体物块C,和物块D,如图(b)所示,如果它们的高度h相等,正方体A和B对水平地面的压强分别为p A′和p B′。
请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h的取值范围。
【难度】★★【答案】①∵水平面上物体的压力和自身的重力相等,∴F A=G A=20N,F B=G B=60N;②正方体B对水平地面的压强:p B==≈666.67Pa;③A、B物体的密度之比ρA:ρB=:=:=:=9:8,当A、B两者放入物体C、D后对地面的压强相等时,则:ρA g(h+0.2m)=ρB g(h+0.3m),解得:h=0.6m,即此时p A′=p B′;当0<h<0.6m时p A′<p B′;当h>0.6m时p A′>p B′。
AB2、某实心均匀圆柱体放置在水平地面上,其质量为20千克、体积为8×10-3米3、底面积为4×10-2米2。
①求圆柱体的密度ρ;②求圆柱体对水平地面的压强p ;③水平面上还有A 、B 两个圆柱体(相关数据如表所示),请将其中_____(选填“A ”或“B ”)圆柱体竖直叠放在另一个圆柱体的上部中央,使上圆柱体对下圆柱体的压强最大。
求出此最大压强p 最大。
【难度】★【答案】①②F=G=mg=20千克×9.8牛/千克=196牛③A3、如图所示,边长分别为0.2米和0.3米的实心正方体A 、B 放置在水平地面上,物体A 的密度为2×103千克/米3,物体B 的质量为13.5千克。
求:(1)物体B 的密度。
(2)物体A 对水平地面的压强。
(3)若在正方体A 、B 上沿水平方向分别截去相同的体积V 后,A 、B 剩余部分对水平地面的压强为p A '和p B ',请通过计算比较它们的大小关系及其对应的V 的取值范围。
【难度】★★【答案】①ρB =m B /V B =13.5kg/(27×10-3m 3)=0.5×103kg/m 3②p A =F A /S A =ρA gh A =2×103kg/m 3×9.8N/kg×0.2m =3920Pa ③若p A ′=p B ′,F A ′/S A =F B ′/S B ρA g (V A -V )/S A =ρB g (V B -V )/S B2×103kg/m 3×(8×10-3m 3-V )/0.04m 2=0.5×103kg/m 3×(27×10-3m 3-V )/0.09m 2V =5.625×10-3米3,即此时p A ′=p B ′若p A ′>p B ′,V <5.625×10-3m 3 若p A ′<p B ′,V >5.625×10-3m 3圆柱体 底面积 质量 A S 5m B5Sm【答案】①物体A 的体积:V A =L A 3=(0.2m )3=0.008m 3,则物体A 的密度:ρA ===0.25×103kg/m 3;②物体B 的体积:V B =L B 3=(0.1m )3=0.001m 3, 物体B 的质量:m B =ρB V B =1×103kg/m 3×0.001m 3=1kg , 则物体B 的重力:G B =m B g=1kg×9.8N/kg=9.8N ;③正方体对水平地面的压强:p======ρLg ,当在两正方体上部沿水平方向切去体积均为ΔV 的部分后减小的高度之比:====()2=()2=,两正方体对地面压强的变化量之比:==×=×=。
6、如图甲所示,实心均匀正方体A ,B 放置在水平地面上,A 的边长为0.2米,B 的边长为0.3米,A 的密度为3000千克/米,B 的密度为2000千克/米。
①求正方体A 的质量;②求正方体B 对水平地面的压强; ③若正方体A 、B 在底部中间挖去厚度为0.1米,底面积为S 的相同柱形后,如图乙所示,A 、B 剩余部分对水平地面的压强p A ′和p B ′。
则p A ′、p B ′(选填“能”或“不能”)相等,请通过计算说明。
【难度】★★【答案】(1)V A =0.2米×0.2米×0.2米=0.008米3 m A =ρA V A =3000千克/米3×0.008米3=24千克(2)p B =ρB gh B =2000千克/米3×9.8牛/千克×0.3米=5880帕 (3)不能p A′=(24千克-0.1S×3000千克/米3)g/(0.04米2-S )ABAB(甲)(乙)p B′=(54千克-0.1S×2000千克/米3)g/(0.09米2-S)p A′=p B′S=0或-0.011米2所以,A、B剩余部分对水平地面的压强不能相等(其它合理解答均可以)7、金属实心圆柱体甲的密度为2.0×103千克/米3,体积为10(3米3;底面积为2×10(2米2的薄壁圆柱形容器乙放在水平地面上,容器内盛有水,水深0.2米。