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文檔簡介
課時9.1壓強(解析版)一、選擇題1.(2022·天津模擬)用120N的水平力把重30N的長方體木塊緊壓在豎直的墻壁上,如圖所示。這時木塊對墻壁的壓力為(
)
A.30N B.90N C.120N D.150N【答案】C
【解析】
用120N的水平力把重30N的木塊緊壓在豎直墻壁上,此時,木塊處于平衡狀態,受到水平方向和豎直方向的兩對平衡力的作用。
豎直方向的平衡力是地球對木塊的吸引力和向上的摩擦力;
水平方向上的平衡力是對木塊的壓力和墻壁對木塊的支撐力;
根據二力平衡的條件可以判斷墻壁受到的壓力為120N;
故ABD錯誤,C正確。
故選C。
本題考查了學生對二力平衡條件的掌握和應用;首先,我們可以判斷物體是否受力平衡;其次,可根據一個力的大小、方向,確定另一個力的大小和方向。
解答此題的關鍵是對木塊進行正確的受力分析,找準平衡力,然后根據二力平衡的條件即可得出答案。2.有些公共汽車上配備逃生錘,遇到緊急情況時,乘客可以用逃生錘打破車窗玻璃逃生。為了更容易打破玻璃,逃生錘外形應選擇圖中的(
)A. B. C. D.【答案】A
【解析】打破玻璃是為了增大壓強,增大壓強的方法:在壓力一定時,減小受力面積;在受力面積一定時,增大壓力;
在壓力一定時,減小逃生錘和玻璃的受力面積,可以增大逃生錘對玻璃的壓強,以便打破玻璃順利逃生。
故選A。
本題考查了增大壓強的方法及其應用,體現了物理知識的實用性,理解壓強公式便可找到增大壓強的方法。增大壓強的方法:在壓力一定時,減小受力面積;在受力面積一定時,增大壓力。
3.(2022·四川模擬)如圖所示的五個實例中,為了增大壓強的是(
)A.坦克裝有寬大的履帶B.書包背帶做得較寬
C.斧刃磨得鋒利D.在鐵軌下面鋪枕木【答案】C
【解析】本題考查了增大和減小壓強的方法,屬于基礎題目。A.坦克裝有寬大的履帶,是在壓力一定時,增大受力面積來減小汽車對地面的壓強,故A不符合題意;B.書包背帶很寬,是在壓力一定時,增大書包和肩膀的受力面積來減小書包對肩膀的壓強,使肩膀感到舒服,故B不符合題意;C.刃磨得很鋒利,在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強的,故C符合題意;D.鐵軌下鋪枕木,是在壓力一定時,增大鐵軌和路基的受力面積來減小鐵軌對路基的壓強,保護路基,故D不符合題意。故選C。
4.如圖所示,在“探究影響壓力作用效果的因素”的實驗中,下列說法正確的是(
)
①甲、乙兩次實驗中,小桌對海綿壓力的大小相等
②甲圖中小桌對海綿壓力作用的效果比乙圖中的明顯
③甲、乙兩次實驗,說明壓力作用的效果跟壓力的大小有關
④為了完成整個實驗,可以將乙圖中的砝碼取下來,并將看到的實驗現象和甲圖中的對比A.①② B.①②④ C.①③④ D.②③④【答案】A
【解析】本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗,主要考查控制變量法及轉換法的應用,體現了對過程和方法的考查。
①實驗中,物體對受壓面的壓力等于物體的重力,故甲、乙兩次實驗中,小桌對海綿壓力的大小相等,①正確;
②根據轉換法,甲中海綿的凹陷程度大,甲圖中小桌對海綿壓力作用的效果比乙圖中的明顯,②正確;
③甲、乙兩次實驗,受力面積不同而壓力相同,故說明壓力作用的效果跟受力面積的大小有關,③錯誤;
④為了完成整個實驗,還要研究壓力作用效果與壓力大小有關,要控制受力面積相同,故可以將乙圖中的砝碼取下來,并將看到的實驗現象和乙圖中的對比,④錯誤;
故BCD錯誤,A正確。
故選A。
5.如圖所示平放在水平地面上的磚,沿豎直方向(見圖中虛線)截去三分之一,則剩下的半塊磚與原來整塊磚相比(
)
A.對地面的壓強不變 B.對地面的壓力不變
C.磚的密度減小一半 D.磚受到地面的支持力不變【答案】A
【解析】此題主要考查學生對壓強大小比較、密度及其特性的理解和掌握。根據壓強公式和密度的特性可直接進行判斷。
沿豎直方向(見圖中虛線)截去三分之一,
即其對地面的壓力和受力面積均減小了三分之一,變為原來的三分之二,磚受到地面的支持力和磚對地面的壓力大小相等,故B、D錯誤,
根據壓強公式P=FS=23F23S=FS可知,
6.下列說法正確的是(
)A.在壓力一定的情況下,物體的受力面積越大,產生的壓強就越大
B.在物體受力面積一定的情況下,物體受到的壓力越大,壓強就越大
C.壓強一定時,物體的受力面積越大壓力就越小
D.要減小壓強可以在增大壓力的同時減小物體的受力面積【答案】B
【解析】
A.在壓力一定的情況下,物體的受力面積越大,產生的壓強就越小,故A錯誤;
B.在物體受力面積一定的情況下,物體受到的壓力越大,壓強就越大,故B正確;
C.壓強一定時,物體的受力面積越大,壓力應該也越大,故C錯誤;
D.要減小壓強可以在增大受力面積的同時減小壓力,故D錯誤。
故選B。
7.(2022·內蒙古模擬)圖水平雪地上,穿著雪橇的芳芳總質量為70kg,沒有陷入雪地;而穿著運動鞋的小明總質量為50kg,卻深陷雪地。下列說法正確的是(
)
A.芳芳對雪地的壓力比小明的小
B.芳芳對雪地的壓力和小明的一樣
C.芳芳對雪地單位面積的壓力比小明的小
D.受力面積和壓力都不等,無法比較誰對雪地的壓強大【答案】C
【解析】解:(1)由于m芳芳總=70kg,m小明總=50kg,根據G=mg可知:G芳芳總>G小明總,
∵在水平雪地上,壓力等于重力,∴F芳芳總>F小明總;故AB錯誤;
(2)如圖,芳芳沒有陷入雪地,說明芳芳對雪地的壓力的作用效果不明顯,則芳芳對雪地單位面積的壓力比小明的小,故C正確,D錯誤。
故選:C。8.一普通中學生雙腳站立在水平地面上,他對水平地面的壓力和壓強最接近于(
)A.50N
103Pa B.50N
105Pa C.500N
104Pa【答案】C
【解析】解:
一個普通中學生的質量約為50kg,雙腳與地面的接觸面積約為500cm2=0.05m2,
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,他對水平地面的壓力:
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,故AB錯誤;
他對水平地面的壓強:
p=FS=500N0.05m2=104Pa,故C9.(2022·廣東·單元測試)水平面上的甲、乙兩物體,重力之比為2:1,受力面積之比為3:4,則它們對地面的壓強之比為(
)A.3:2 B.8:3 C.2:3 D.1:2【答案】B
【解析】本題考查了壓強之比的計算,關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等。
水平面上物體的壓力和自身的重力相等,知道重力之比和受力面積之比,根據p=FS求出對地面的壓強之比。
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,且G甲:G乙=2:1,S甲:S乙=3:4,
二、填空題10.推土機的推土鏟刃、篆刻刀的刀口做得很鋒利,破窗錘的敲擊端做成錐狀,這些都是通過____________受力面積來_____________壓強的。(兩空均選填“增大”或“減小”)【答案】減小;增大
【解析】這是一道與生活聯系非常密切的物理題,在我們日常生活中經常需要根據實際情況來增大或減小壓強,要學會學以致用,活學活用,這才是學習物理的真正意義,解答時,要注意使用控制變量法。
增大壓強的方法:在受力面積一定時,增大壓力;在壓力一定時,減小受力面積。
推土機的推土鏟刃、篆刻刀的刀口做得很鋒利,破窗錘的敲擊端做成錐狀,都是通過減小受力面積來增大壓強的。
故答案為:減小;增大。
11.(2022·重慶期中)如圖所示,用兩拇指同時壓鉛筆兩端,左手指受到鉛筆的壓力為F1、壓強為p1;右手指受到鉛筆的壓力為F2、壓強為p2;則F1______F2,p1【答案】等于;大于
【解析】解:兩拇指同時壓同一個物體鉛筆兩端,兩手指施加的力的是相同的,根據物體間力的作用是相互的,兩手指受到的壓力F1和F2就是相等的;
由圖可知,左邊手指的受力面積比較小,根據p=FS可知,左邊手指受到的壓強比較大,即p1>p2。
12.(2022·湖南模擬)周末,小紅和爸爸來到瀏陽赤馬湖的滑雪場,開始他們的滑雪之旅,小紅脫下運動鞋換上了滑雪板,這時她對地面的壓強會______(選填“增大”、“變小”或“不變”);若小紅的體重較輕,她和爸爸在水平雪地上滑行時滑板受到的摩擦力分別為F1和F2,則F1______F2(選填“>”、“<”或“=”【答案】變小
<
【解析】解:(1)由于人對水平地面的壓力等于人與鞋子的總重,當小紅脫下運動鞋換上了滑雪鞋,壓力基本上不變,而受力面積增大了,根據p=FS可知,她對地面的壓強變小了。
(2)小紅和爸爸在水平雪地上滑行時,對雪地的壓力與各自的重力相等,由于小紅的體重較輕,則小紅對雪地的壓力較小,而接觸面的粗糙程度相同,壓力越小,摩擦力越小,所以F1<F2。
故答案為:變小;<。
(1)脫下運動鞋換上了滑雪鞋,增大了受力面積,根據p=FS可比較壓強的變化。13.(2022·河南期末)在抗擊新冠肺炎疫情期間,人們需要佩戴口罩。如圖所示,用手按壓鼻夾(金屬條)可使其貼合面部,說明力可以改變物體的______;相同情況下,口罩繩帶越細,耳朵勒的越疼,這是因為在壓力一定時,受力面積越小,壓強越______。
【答案】形狀
大
【解析】解:
(1)用手按壓鼻夾(金屬條)可使其貼合面部,金屬條的形狀發生了變化,這說明力可以改變物體的形狀;
(2)相同情況下,口罩繩帶越細,耳朵勒的越疼,這是因為在壓力一定時,口罩繩帶越細受力面積越小,壓強越大。
故答案為:形狀;大。
(1)力的作用效果有兩個:改變物體的形狀和改變物體的運動狀態;
(2)增大壓強的方法:在壓力一定時,減小受力面積;在受力面積一定時,增大壓力。
本題考查了力的作用效果和增大壓強的方法,屬于基礎知識,熟記即可。
14.長方體木塊平放和側放在水平地面上時,其受力面積之比為3:1,則平放和側放時,壓力之比是_____,對地面的壓強之比是_____。【答案】1:1;1:3【解析】
本題考查了壓力和壓強的計算,關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等,是一道較為簡單的應用題。木塊平放和側放時對水平地面的壓力和自身的重力相等,重力不變,壓力不變;根據壓強公式求出兩者對地面的壓強之比;
∵木塊平放和側放時,對水平地面的壓力和自身的重力相等,
∴木塊的重力G不變時,壓力F不變,即兩種情況下對地面的壓力之比為1:1;
∵P=FS,且S平:S側=3:1,
∴P平P側=F
15.一個人站立時對水平地面的壓強為1.5×104Pa,它表示的物理意義是________;當他在水平地面上行走時,對地面的壓強為________帕。如圖所示是“自平衡電動踏板車”,當人站上踏板車后,踏板車對地面的壓強將________(選填“變大”、“不變”或“變小”)【答案】每平方米地面所受的壓力為1.5×104N【解析】
本題主要考查壓強的物理意義,是同時會根據壓強公式增大或減小壓強是解決該題的關鍵。
(1)壓強是反映壓力作用效果的物理量,1Pa表示面積為1m2的表面上所受到的壓力是1N;
壓強的計算公式是p=FS,故據公式分析判斷人在行走和站立時的壓強變化和當人站上踏板車后,踏板車對地面的壓強的變化。
壓力與受力面積之比叫做壓強,數值上等于物體在單位面積上受到的壓力,一個人站立在水平地面上的壓強為1.5×104帕,每平方米的地面所受的壓力為1.5×104N;
(2)人在水平地面上行走時兩只腳交替接觸地面,此時地面的受力面積是水平站立時的一半,根據壓強計算公式:p=FS知,當受力面積為原來的一半時,因對地面的壓強變為原來的二倍,即3×104Pa
16.如圖,重為30N的物體,被50N的水平壓力F1壓在豎直墻壁上保持靜止,物體與墻壁的接觸面積為0.01m2,則墻壁受到的壓強是______Pa,物體受到的摩擦力f1為______N;再將其置于水平桌面上,在20N的水平拉力F【答案】5000;30;0【解析】本題考查了壓強的計算和二力平衡條件、影響滑動摩擦力大小因素的應用,要注意固體可以大小和方向不變的傳遞壓力。
(1)因固體可以大小不變的傳遞壓力,
所以,墻壁受到物體的壓力F1=50N,
墻壁受到的壓強:p=F1S=50N0.01m2=5000Pa;
(2)因物體被壓在豎直墻壁上保持靜止(處于平衡狀態),豎直方向受到的重力和摩擦力是一對平衡力,
所以,物體受到的摩擦力f1=G=30N;
(3)物體在水平面上做勻速直線運動時處于平衡狀態,受到的摩擦力和拉力是一對平衡力,
所以,此時物體受到的摩擦力f2=F2=20N,
三、作圖題17.(2022·福建模擬)圖中物體A靜止在斜面上,請作出物體A受到的重力和斜面受到的壓力的示意圖;
【答案】解:
過物體重心畫帶箭頭的線段,方向豎直向下,符號為G;
在斜面上選取物體與接觸面的中點為壓力的作用點,過壓力作用點畫垂直于斜面、帶箭頭的線段,符號為F;如圖所示:
【解析】重力是物體受到的力,因此根據規則物體的重心在物體的幾何中心,重力的方向總是豎直向下的,過物體的重心表示出重力的方向即可;
壓力是接觸面受到的力,因此壓力的作用點在接觸面上,即物體與接觸面的中點;然后根據壓力的方向垂直于受力面,并過壓力作用點表示出壓力的方向即可。
本題的關鍵是確定壓力和重力的作用點和方向,并會用力的圖示表示力的三要素。注意物體對斜面的壓力要小于物體所受重力。
18.(2022·山東模擬)在圖中畫出掛在豎直墻上小球所受的重G和小球對墻壁的壓力F示意圖。
【答案】解:重力的方向豎直向下,作用點在小球的重心,由重心作豎直向下的有向線段,即為小球重力G;
壓力的作用點是球與墻壁的接觸點,過作用點作垂直于墻壁,并指向墻里面的有向線段,即為壓力F示意圖。如圖所示:
【解析】重力的方向豎直向下,作用點在物體的重心上;壓力是垂直作用在物體表面的力。據此畫圖。
本題考查力的示意圖的作圖,關鍵是確定壓力的作用點和方向。
四、實驗探究題19.(2022·廣西期中)如圖所示,在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關”的實驗中,小聰將廢棄的礦泉瓶裝上水后分別放在海綿和磚塊上進行實驗。
(1)實驗時,是通過觀察______來比較瓶對海綿的壓力作用效果的。
(2)要探究壓力的作用效果與受力面積的關系,可以選用______兩次實驗(只填序號)。
(3)通過分析比較圖中C、D、E三次實驗。得出受力面積相同時,壓力的作用效果與______有關的結論。
(4)同組的小麗認為不能通過A、B兩次實驗來比較壓力作用效果與壓力大小的關系,理由是______。【答案】(1)海綿的凹陷程度;(2)B、C;(3)壓力大小;(4)受壓面材料不同。【解析】解:(1)實驗時,是通過觀察海綿的凹陷程度比較壓力作用效果。
(2)根據控制變量法,要探究壓力的作用效果與受力面積的關系,要控制壓力大小相同,只改變受力面積大小,可以選用BC兩次實驗;
(3)圖中C、D、E三次實驗,受力面積相同,C中壓力最大,作用效果最明顯,故可得出,在受力面積一定時,壓力越小,壓力的作用效果越不明顯;
(4)不能通過A、B兩次實驗來比較壓力作用效果與壓力大小的關系,理由是受壓面材料不同。
故答案為:(1)海綿的凹陷程度;(2)B、C;(3)壓力大小;(4)受壓面材料不同。
(1)本實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,采用了轉換法;
(2)壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,實驗時應采用控制變量法,
即探究壓力的作用效果與壓力大小的關系時應控制受力面積的大小不變,
探究壓力的作用效果與受力面積時應控制壓力的大小不變。據此分析回答。
(3)分析圖中相同的量和不同的量,分析得出壓力作用效果與變化量的關系;
(4)根據受壓面的凹陷程度來比較壓力作用效果,受壓面的材料相同,且形變明顯。
本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗,主要考查控制變量法及轉換法的應用。
20.(2022·廣東期中)小強同學利用小桌,海綿及肥皂“探究影響壓力的作用效果的因素”,實驗探究過程如圖所示。
(1)小強通過觀察海綿的______來比較壓力的作用效果,這里用的科學方法是______。
(2)分析比較甲、乙兩圖中的實驗現象,可以得到的結論:______。
(3)比較圖______和______實驗可知,壓力一定時,______越小,壓力的作用效果越大,這里應用的科學方法是______。
(4)如圖丁,小強將肥皂沿豎直方向切成大小不同的兩塊,發現無論是大塊還是小塊肥皂對海綿的作用效果與之前一樣,他經過分析、論證得到的結論是:壓力的作用效果與受力面積無關。你認為小強的方法是:______(選填“正確”或“錯誤”),理由是:______。
(5)此實驗______(選填“能”或“不能”)用硬紙板代替海綿,原因是______。
(6)在物理學中,用______來表示壓力的作用效果。【答案】(1)凹陷程度;轉換法;(2)受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越明顯;(3)乙;丙;受力面積;控制變量法;(4)錯誤;沒有控制壓力保持不變;(5)不能;硬紙板的形變不明顯;(6)壓強。【解析】解:(1)通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果,海綿凹陷程度大,壓力作用效果越明顯;通過海綿的凹陷程度反映作用效果,是轉換法;
(2)甲、乙兩圖,受力面積大小相同,壓力越大,海綿的凹陷程度越大,壓力作用效果越明顯,所以可得當受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越明顯;
(3)圖乙和圖丙,壓力大小相同,受力面積不同,海綿的凹陷程度不同,壓力作用效果不同,可得在壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;用到了控制變量法;
(4)小強將肥皂沿豎直方向切成大小不同的兩塊,壓力變化,受力面積同時也發生變化,得出壓力作用效果跟受力面積的關系,這個實驗沒有控制壓力大小不同,就探究壓力作用效果跟受力面積的關系是錯誤的;
(5)用硬紙板代替海綿,由于硬紙板的形變不明顯,不容易探究壓力的作用效果;
(6)在物理學中,表示壓力的作用效果的物理量是壓強。
故答案為:(1)凹陷程度;轉換法;(2)受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越明顯;(3)乙;丙;受力面積;控制變量法;(4)錯誤;沒有控制壓力保持不變;(5)不能;硬紙板的形變不明顯;(6)壓強。
(1)壓力作用效果用物體形變大小來反映,用到的是轉換法;
(2)分析甲乙,得出壓力作用效果與壓力大小的關系;
(3)分析比較壓力相同受力面積的不同的圖示;探究壓力作用效果與受力面積的關系,需使壓力大小相同,受力面積不同,用控制變量法;
(4)一個物理量受多個因素的影響,探究該物理量跟其中一個因素的關系時,必須控制其它因素不變;
(5)實驗中,應用轉換法來反映壓力的作用效果,所以作用效果應明顯;
(6)壓強表示壓力的作用效果。
本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗,主要考查控制變量法及轉換法的應用,體現了對過程和方法的考查。
五、計算題21.在某次活動中,一輛校車與所載學生的總質量為9000kg,在一段平直路面勻速行駛,車輪與地面的接觸總面積為0.15m2,此時校車受到的阻力是車重的0.05倍.求此時
(1)校車對地面的壓力和壓強;
(2)校車發動機提供的水平牽引力.(g=10N/kg)【答案】解:(1)因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以校車對地面的壓力:
F=G=mg=9000kg×10N/kg=9×104N,
校車對地面的壓強:
p=FS=9×104N0.15m2=6×105Pa;
(2)因校車在一段平直路面勻速行駛時處于平衡狀態,發動機提供的水平牽引力和受到的阻力是一對平衡力,
所以,校車發動機提供的水平牽引力:
F牽引【解析】(1)根據G=mg求出校車的總重力即為校車對地面的壓力,根據F=G=mg求出其大小,又知道車輪與地面的接觸總面積,根據p=FS求出校車對地面的壓強;
(2)校車在一段平直路面勻速行駛時處于平衡狀態,發動機提供的水平牽引力和受到的阻力是一對平衡力,二力大小相等,根據F=f=0.05G求出其大小.
22.(2022·江蘇月考)平底茶杯放在水平桌面上,茶杯質量為300g,茶杯的底面積是25cm2,茶杯內裝有200cm3的水(g=10N/kg)。求:
(1)茶杯的重力。
(2)茶杯內水的質量。
(3【答案】解:
(1)茶杯的重力:G杯=mg=0.3kg×l0N/kg=3N;
(2)由ρ=mV可得,茶杯內水的質量:m水=ρV=1.0g/cm3×200cm3=200g=0.2kg;
(3)茶杯內水的重力:G水=m水g=0.2kg×10N/kg=2N,
茶杯對桌面的壓力:F=G水+G杯=2N+3N=5N,
茶杯對桌面的壓強:p=FS【解析】(1)已知茶杯的質量,利用G=mg可求得其重力;
(2)知道水的體積,根據m=ρV求出水的質量;
(3)茶杯對桌面的壓力等于茶杯和水的重力之和,根據F=G=mg求出其大小,再根據p=FS求出茶杯對桌面的壓強。一、選擇題1.將8個完全相同的正方形物體分兩部分疊放在水平地面上,如圖甲、乙所示,它們對地面的壓強之比p甲:p乙等于(
)
A.5:3 B.5:2 C.10:9 D.3:2【答案】C
【解析】解:
設每個正方體的重力為G,底面積為S,甲乙兩圖中正方體對水平地面的壓力等于其總重,
甲圖中對地面的壓力:F甲=5G,受力面積:S甲=3S;
乙圖中對地面的壓力:F乙=3G,受力面積:S乙=2S;
根據p=FS可得,它們對地面的壓強之比:
p甲:p乙=F2.一密度為ρ的鋼制軸承,由粗細不同的兩部分圓柱體構成,粗細圓柱體的高度均為2h,如圖甲所示放置時,軸承對水平面的壓強為3ρgh,圖乙所示放置時,軸承對水平面的壓強為(
)A.4ρgh B.5ρgh C.6ρgh D.8ρgh【答案】C
【解析】解:設上下部分的橫截面積分別為S1和S2,由ρ=mV可得,上下兩部分的質量:
m上=ρV上=ρS1×2?,m下=ρV下=ρS2×2?,
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,F=G上+G下=m上g+m3.(2022·重慶期中)如圖所示是放在水平地面上的兩個實心長方體A、B,已知體積VA<VB,與地面的接觸面積SA>SB,對地面的壓強pA.A的密度一定小于B的密度 B.A的密度可能等于B的密度
C.A的質量一定大于B的質量 D.A的質量可能等于B的質量【答案】C
【解析】
本題主要考查了壓強的公式。物體在水平面上壓力等于重力,根據壓強公式以及受力面積的關系可以知道壓力的關系,進而可得出質量的關系;由質量和體積的關系可得出密度的關系。
本題關鍵是利用壓強和密度公式來進行定性的分析。熟練掌握公式是基礎。
物體對水平桌面的壓強:p=FS=GS=mgS=ρVgS?=ρS?gS=ρ?g;
∵VA<VB,SA>SB,∴?A<4.(2022·山東·單元測試)如圖所示,兩個質量相等的實心均勻正方體A、B靜止放置在水平地面上,A的邊長小于B的邊長。下列說法正確的是(
)
A.A、B對水平地面的壓強pA<pB
B.若均沿豎直方向截去一半,則剩余部分對水平地面的壓強pA<pB【答案】D
【解析】解:A、兩個實心均勻正方體A、B靜止放置在水平地面上,質量相等,則重力相等,對地面的壓力相等,即FA=FB;A的邊長小于B的邊長,則A的底面積小于B的底面積,即SA<SB,根據p=FS可知,A、B對水平地面的壓強關系為pA>pB.故A錯誤;
B、若均沿豎直方向截去一半,A、B對地面的壓力變為12FA、12FB,受力面積變為12SA、12SB,又FA=FB,SA<SB,根據p=FS可知,剩余部分對水平地面的壓強pA>pB.故B錯誤;
C、若均沿水平方向截去一半,A、B對地面的壓力變為12FA、12FB,受力面積不變,仍為SA5.高度、材料相同的實心長方體A和B放在水平桌面上,它們的大小如圖所示。它們對桌面的壓力分別為FA、FB,壓強分別為pA、pBA.FA<FB
pA<pB B.FA>FB
p【答案】B
【解析】解:
從圖中可以看出,VA>VB,而A和B的材料相同,即密度相同,根據公式G=mg=ρVg可知,GA>GB,
而物體放在水平桌面上,物體對水平桌面的壓力等于物體的重力,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,根據公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρS?gS=ρg?可知,它們對地面的壓強相等,即pA=pB。
故選:B。
物體放在水平桌面上,物體對水平桌面的壓力等于物體的重力。首先判斷實心長方體A6.如圖甲所示,一塊長木板放在水平桌面上。現用一水平力F1,向右緩慢的推木板,使其一部分露出桌面如圖乙所示,在推木板的過程中,木板對桌面的壓力F、壓強p和摩擦力f的變化情況是(
)A.F、p不變,f變大 B.F、f不變,p變小
C.F變小,p、f變大 D.F、f不變,p變大【答案】D
【解析】本題考查了壓強大小的比較和影響滑動摩擦力大小的因素,關鍵是會分析向右緩慢地推木板的過程中變化的量和不變的量。∵水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
∴向右緩慢地推木板的過程中,木板對桌面的壓力F不變,
∵p=F∴木板對桌面的壓強p變大;
∵向右緩慢地推木板的過程中,壓力和接觸面的粗糙程度不變,
∴摩擦力f不變。
故選D。
7.(2022·江蘇月考)如圖所示,放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都是由鐵制成的實心物體,其高度從左到右逐步增大,對地面的壓強分別為P1、P2和P3,則下列關系正確的是(
)
A.P1=P2=P3 B.P【答案】C
【解析】此題考查壓強的大小比較,用液體壓強公式計算柱形固體的壓強大小,可以使計算簡潔方便,要求同學們作為一條物理規律,熟練掌握,靈活運用。
對于柱形固體,其壓強大小可以用p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρS?gS=ρg?。
因為放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都屬于柱形固體,都是由鐵制成的實心物體,即密度相同;
8.(2022·上海期中)如圖所示,質量相等的甲、乙兩個實心均勻圓柱體放置在水平地面上。現沿水平虛線切去部分后,使甲、乙剩余部分的高度相等,則它們剩余部分對地面壓強p甲、p乙和壓力F甲、F乙的關系是(
)A.p甲<p乙,F甲<F乙 B.p甲<p乙,F【答案】A
【解析】本題主要考查了有關壓強和壓力的大小比較,關鍵能夠利用好圖示,得出切去部分與剩下部分的比例關系。圓柱體放置地面時,對地面的壓力等于物體重力,根據壓強公式p=?FS?來判斷壓強大小關系。
由圖知,切去后甲切去部分與甲整體的比例大于乙切去部分與乙整體的比例,所以剩余部分占整體的比例甲的小于乙的比例,由于甲、乙兩個均勻圓柱體質量相等,所以甲剩余部分的重力小于乙剩余部分的重力;由于甲、乙兩個均勻圓柱體放置在水平地面上對地面的壓力與重力相等,所以剩余部分對地面壓力F甲<F乙;
由圖知,甲的底面積大于乙的底面積,由p=?
二、填空題9.如圖,物體與墻的接觸面積為0.2m2,某人用200N的力將重為300N的物體壓在墻上處于靜止狀態,則物體對墻的壓力為______N,物體對墻的壓強為______Pa,物體受到墻對它的摩擦力為______N。【答案】200;1000;300【解析】本題考查壓力、壓強和摩擦力的計算,難點是知道壓力指的是垂直作用在物體表面上的力。
物體對墻的壓力等于物體垂直作用在墻上的力;根據公式P=FS可求物體對墻的壓強;物體受到墻對它的摩擦力方向向上,大小等于物體的重力。
物體對墻的壓力為200N;
物體對墻的壓強為P=FS=200N0.2m2=1000Pa;
物體受到墻對它的摩擦力
10.(2022·湖北期中)如圖,質地均勻的長方體重7N,放在水平桌面上,它與桌面的接觸面積為0.01?m2,則它對桌面的壓強為________Pa;豎直切除該物體右邊的陰影部分,剩余部分對桌面的壓強會_______(填“變小”“不變”或“變大”).
【答案】700;變小
【解析】本題主要考查了固體壓強的計算及大小分析,解決此題的關鍵是利用好公式p=FS,將兩次壓強的大小均與GS比較。
(1)該物體對桌面的壓力和自身的重力相等,根據題意求出物體與桌面的接觸面積即為受力面積,根據p=FS求出該物體對桌面的壓強;
(2)將陰影部分切除,根據p=FS可知剩余部分對桌面的壓強變化。
長方體對桌面的壓力為:F=G=7N;
長方體對桌面的壓強為:p=FS=7N0.01m2=700Pa;
設長方體的底面積為S,與桌面的接觸面積為S′,沒切除時,長方體對桌面的壓強:p=GS′,因為S′<S,所以GS′>GS
①
當豎直切除該物體右邊的陰影部分,設剩余部分的重力為11.如圖所示,邊長為0.1m的正方體金屬塊恰有一半放在面積為1m2的水平桌面上,金屬塊的密度為5×103kg/m3,當金屬塊對桌面的壓強為4×103Pa【答案】20;30【解析】解:
(1)金屬塊產生壓強的受力面積:
S=12L2=12×(0.1m)2=5×10?3m2,
由p=FS可得,金屬塊對桌面的壓力:
F壓=pS=4×103Pa×5×10?3m2=20N;
(2)由G=mg和ρ=mV可得,金屬塊的重力:
G=mg=ρVg=ρL3g=5×103kg/12.如圖所示,有兩組同樣的磚,A組一塊,B組兩塊。每塊磚平放時的長:寬:高為4:2:1。A組磚對地面的壓力和壓強分別為FA和pA,B組磚對地面的壓力和壓強分別為FB和pB;則FA
FB,pA
pB(均填“>”“=【答案】<;=
【解析】
本題考查比較壓力的大小和比較壓強的大小。
物體放在水平地面上對地面的壓力大小等于重力大小;形狀規則的固體(長方體、圓柱體、正方體)對水平地面的壓強可以用p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρS?gS=ρg?比較壓強大小。
有兩組同樣的磚,A組一塊,B組兩塊。每塊磚平放時對地面的壓力等于磚的重力大小,因為GA<GB,所以FA<FB13.如圖甲所示的長方體,底面積為1m2,放在水平桌面上,重力為7.8×104N,它對桌面的壓力是______N,若沿如圖乙所示的虛線去掉一半,其余部分不動,這時它對桌面的壓強是______【答案】7.8×104;【解析】解:因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,甲中長方體對桌面的壓力F=G=7.8×104N,
若沿如圖乙所示的虛線去掉一半,其余部分不動,
則剩余部分的質量減半,對地面的壓力減半,受力面積也減半,
所以,剩余部分對桌面的壓強:
p=12F12S=FS=7.8×14.如圖,實心正方體A、B的材質與表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B疊放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右勻速直線運動,甲、乙兩種情況對地面的壓強p甲:p乙=______,水平推力F【答案】4:1;1:1【解析】解:因實心正方體A、B的材質相同,即密度相同,
所以,由m=ρV=ρL3可得,它們的邊長之比:
LALB=3mAρmBρ=3mAmB=318=12,
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,甲、乙兩種情況對地面的壓強之比:
p甲p乙=GA+GBSAGA+GBSB=SBS15.如圖(a)所示,同種材料制成的甲、乙兩個正立方體,放在水平桌面上,甲、乙兩物體對桌面的壓強分別為40Pa和20Pa,則對桌面壓力較大的為______(選填“甲”或“乙”),如果把乙放在的甲上面,如圖(b)所示,則乙對甲的壓強大小為______帕,甲對桌面的壓強大小為______帕。【答案】甲;20;45【解析】解:(1)由圖可知,S甲>S乙,且p甲=40Pa,p乙=20Pa,即p甲>p乙,
由F=pS可知,F甲>F乙,即對桌面壓力較大的為甲;
(2)因水平面物體的壓力和自身的重力相等,
所以,乙對甲的壓力和乙對地面的壓力均等于乙的重力,
由S甲>S乙可知,乙與甲的接觸面積和乙與地面的接觸面積均等于乙的底面積(即受力面積相等),
所以,由p=FS可知,乙對甲的壓強等于乙對地面的壓強,即乙對甲的壓強大小為20Pa;
(3)正立方體對水平地面的壓強:
p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,
因p甲=40Pa、p乙=20Pa且同種材料的密度相同可知,L甲=2L乙,
由G=mg=ρVg=ρL3g可知兩正方體的重力:G三、作圖題16.如圖所示,重5N的物塊(O點為重心)靜止在斜面上,請作出物塊受到的重力G和它對斜面的壓力F的示意圖。【答案】解:從過物體的重心作帶箭頭的線段,方向豎直向下,符號為G,大小為5N;
在斜面上選取物體與接觸面的中點為壓力的作用點,過壓力作用點畫垂直于斜面、帶箭頭的線段,符號為F,如圖所示;
【解析】重力是物體受到的力,因此根據規則物體的重心在物體的幾何中心,重力的方向總是豎直向下的,過物體的重心表示出重力的方向即可;
壓力是接觸面受到的力,因此壓力的作用點在接觸面上,即物體與接觸面的中點;然后根據壓力的方向垂直于受力面,并過壓力作用點表示出壓力的方向即可。
此題的關鍵是確定壓力和重力的作用點和方向,并會用力的圖示表示力的三要素。注意物體對斜面的壓力要小于物體所受重力。
四、實驗探究題17.(2022·廣東期中)為了探究“壓力的作用效果與受力面積和壓力的大小是否有關”,小剛找了這些器材:規格相同的兩塊海綿和相同的三本字典,設計了下面的實驗:
如圖所示,圖(a)海綿平放在桌面上;圖(b)海綿上平放一本字典;圖(c)海綿上疊放兩本字典;圖(d)海綿上立放一本字典;圖(e)一本字典平放在桌面上。
(1)實驗中,小剛是根據______來比較壓力的作用效果;下列研究事例中,也采用這種研究方法的是______。
A.敲動音叉所引起的乒乓球的彈開來說明一切發聲體都在振動
B.牛頓對大量的實驗事實進行深入研究,總結出牛頓第一定律
C.在研究滑動摩擦力與壓力大小的關系時,控制接觸面積的粗糙程度相同
(2)通過實驗圖(b)、(c),可以得出結論:______。
(3)通過觀察比較圖______后得出:在壓力一定時、受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(4)設圖(b)中字典對海綿的壓強是pb,圖(e)中字典對桌面的壓強是pa,則pb______(選填”>”“<”或”=”)pa。
(5)小明同學想測量物理課本水平放在桌面上時產生的壓強,請你幫小明完成步驟:
①用測力計直接測出物理課本的重力G;
②用刻度尺分別測出物理課本的長a和寬b;
③則物理課本平放在水平桌面上時,產生的壓強p=______。(用已知字母G、a和b表示【答案】(1)海綿的形變程度;A;(2)在受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;(3)b、d;(4)>;(5)Gab。
【解析】解:(1)力可以改變海綿的形狀,通過海綿形變程度表示壓力作用效果大小。這里采用的研究方法是轉換法;
A、用壓強計兩管中液面的高度差,比較液體內部壓強的大小,所用的研究方法是轉換法,故A符合題意;
B、牛頓對大量的實驗事實進行深入研究,總結出牛頓第一定律,所用的研究方法是實驗推理法,故B不符合題意;
C、在研究滑動摩擦力與壓力大小的關系時,控制接觸面的粗糙程度相同,所用的研究方法是控制變量法,故C不符合題意;
故選A;
(2)分析比較圖(b)和(c)的實驗現象可知,兩圖的受力面積大小不變,壓力大小不同,海綿的形變程度不同,且壓力越大,海綿的形變程度越大,故可得結論:
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