典型例题:
【例1】为探究压力的作用效果与压力大小及受力面积之间的关系。小明做了几个带刻度的方形有机玻璃盒,并放入海绵(海绵大小恰好占满玻璃盒)。他先将底面积相同、重量之比为1:2:3的三个方形铅块依次放在同一海绵上,如图1、如图2、如图3,比较海绵的凹陷深度;再将铅块2和铅块3横放在海绵上,如图4、如图5,这时铅块1、铅块2、铅块3的底面积之比为1:2:3,比较海绵凹陷的深度。
(1)由图1、图2、图3得,受力面积相同时,海绵凹陷的深度与压力成 比。 (2)由图2、图4(或图3、图5)得,压力相同时,海绵的凹陷深度与受力面积成 比。 (3)由图1、图4、图5得,海绵在单位面积上所受的压力 时(填“相同”或“不同”),海绵的凹陷深度相同。
(4)综合上述实验可得,海绵的凹陷深度是由单位面积所受压力的大小决定,海绵在单位面积上所受压力越大,凹陷深度就越 。所以我们就把单位面积上所受的压力定义为压强。
【变式1-1】在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小聪对实验器材做了一些改进,如图6所示,在有机透明盒里放入一块海绵和砖块进行实验。 (1)实验时,是通过观察_______来 比较砖块对海绵的压力作用效果。
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关 系,可以选用__两次实验(填序号)。
(3)分析比较图中a、b、c三次实验,可得 图6 的结论是____________。
【变式1-2】为了探究压强大小跟哪些因素有关,老师准备了如图7所示的器材:①用钉子做腿的小桌 ②海绵 ③砝码 ④木板⑤盛有适量水的矿泉水瓶 ⑥装有沙的容器等供同学们选择.同学所选的四组器材中,不能达到探究目的的是:( ) ..
图7 A. ①③⑥ B. ②⑤ C. ②③④ D. ③④⑤ 【例2】在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,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应控制在7×105Pa以内.有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.
求:(1)这辆汽车对路面的压强是多少?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 货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10N/kg)
【变式2-1】在凯里市的一些建筑工程中,一些司机为了降低营运成本,任意超载,给路面及交通安生带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×
105Pa以内。有一辆自重为3t的前后共10个轮子的货车,已知该车在某次实际营运中装砂石30t,每个车轮与地面的接触面积为0.03 m2。求:
(1)这辆货车对路面的压强是多少?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,这辆货车最多装多少吨砂石?(设 车轮与地面的接触面积不变,计算中g取10N/kg)
【例3】如图所示,将一个装有一定质量水(水未装满)的圆台状封闭容器,放在水平桌面上。如果将其改为倒立放置,则( )
A.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强增大 B.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强减小 C.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强增大 D.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强减小 图8
【变式3-1】图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象.若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3
图9
C.1:2 D.4:1
【变式3-2】一个长方体木块放在水平桌面的边缘,0为木块的中心,如图10所示。木块重力为G,底面积为S,则下列说法正确的是( ) A.木块对桌面的压力为G B.木块对桌面的压强为G/S
图10 C.木块对桌面压力的受力面积小于S
D.沿竖直方向将木块外侧的这一半切掉,此时木块对桌面的压强比原来小
【变式3-3】统计结果显示,一般身材的人身高与脚印大小有一定的关系。下列关于刑侦人员为估计涉案人员高矮和体重的做法中,正确的是( ) A.获得脚印的大小,可以估计涉案人员的体重
B.获得在松软地面上脚印的深浅,可以估计涉案人员的高矮
C.获得在松软地面上脚印的大小或深浅,可以估计涉案人员的高矮和体重 D.获得在松软地面上脚印的大小和深浅,可以估计涉案人员的高矮和体重
【变式3-4】如图11所示,甲、乙两个质量相等的均匀实心正方体放在水平地面上,已知铜的密度大于铁的密度,可能使甲和乙对地面的压强相等的方法是( ) A.将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面 B.将体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面 C.沿水平方向分别截去质量相等的部分
图11
D.沿水平方向分别截去体积相等的部分
【变式3-5】如图12所示,放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知体积VA
【例4】如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( ) A.P甲>P乙
图13 B.P甲<P乙
C.P甲=P乙
D.条件不足,无法判断
【变式4-1】在图中,不计容器本身的重,容器底面积相等,倒入等高的不同种液体时,容器对桌面的压强相等,则容器底部受到的压强最小的是( ) A.甲 B.乙 C.丙 D.一样大
【变式 4-2】2010年4月20日,美国墨西哥的一座深海油井爆炸起火,原油在深海井口处泄漏,造成了生态污染。为堵住漏油井口,石油公司派出了多个水下机器人潜入到海底作业。机器人在下潜过程中,受到水的压强不断 (选填“增大”、“不变”或“减小”),机器人下潜到1500m深的漏油井口处时,受到海水的压强为 Pa,如果漏油井口的面积为0.2m2,则海水在这块面积上产生的压力为 N。(取ρ海水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
图14
中考对接: A组
1、在日常生产和生活中,有时需要增大压强,有时需要减小压强,在图15所示的事例中,属于增大压强的是( )
图15 图16
2、重均为10N的铁球和正方体木块置于水平桌面上,如图16所示。静止时,铁球所受的支持力为 N,木块所受的合力为 N,此时 对 桌面的压强大。
3、如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,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F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p不变,f变大 B.F、f不变,p变大 C.F变小,p、f变大 D.F、f不变,p变小 图17
4、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)( )
A.4×103Pa B.8×103Pa C.4×104Pa D.8×104Pa
5、图18所示,完全相同的两块砖分别平放和立放在水平地面上,已知砖的长:宽:高为4:2:1,若砖平放时对地面的压强为P1;,立放时对地面的压强为P2,则P1:P2等于( ) A.8:l B.4:1 C.1:4 D. l:8
图18
6、如图所示,甲、乙两个容器中盛有相同质量的同种液体,两个容器底受到液体的压力分布为F甲、F乙,受到的压强分别为P甲、P乙,则它们的大小关系为 ( ) A.F甲=F乙,P甲<P乙 B.F甲=F乙,P甲>P乙
图19 C.F甲=F乙,P甲=P乙 D.P甲<P乙,P甲<P乙
7、有些公共汽车配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破车窗玻璃逃生。为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择图20中的( )
图20
B 组
1、如图21,在水平地面上铺一张方格纸,质量为54Kg的人左脚单脚站立时,在方格纸上留下的鞋底贴地部分的轮廓。每一个方格的面积为4×10-4m2,数方格时,超过半格的算一格,不足半格的忽略不计,请回答:此人左脚单脚站立时,与地面接触面积大约是 m2,对地面的压强大约是 Pa,(取g=10N/Kg) 2、2010年2月10日,宁夏普降大雪。 (1)如图22所示,在沙湖滑雪场,同样体重的步行 者腿脚深陷雪中,而滑雪者却如履平地,为什么?
(2)据网络报道,永宁县某中学操场积雪深达14cm厘米,求雪对操场的压强有多大? (?雪?0.2?103kg/m3,取g?10N/kg)(要有必要的文字说明和公式推导)
(3)雪后降温、路面结冰对交通安全会造成较大的影响。请根据所学物理知识,提出2条雪天预防道路交通事故的可行措施(只提措施,不做解释)。全网
图22
3、随着电热水器的不断改进,如图所示的电热水壶深受人们的喜爱。它的容积为2 L,壶身和底座的总质最是l.2kg,底座与水平桌面的接触面积为250cm2,装满水后水深l6cm。(ρ水=1.0×l03kg/m3)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。 图24
图23
4、如图所示,将U型管底C处阀门关闭,再分别灌些水。测出管中A、B两处水面的高度分别是20cm和10cm。请完成以下分析:
(1)估算AC与BC两段水柱向下的压强大小各是多大?(g取10N/kg)
(2)在打开阀门的瞬间,想像在C处有一个竖直方向的液片,其面积为1cm2,求出它所受水柱产生压力的合力,并在图中画出此合力的示意图。
图21
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