初中物理压力与压强计算题专题

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初中物理压力与压强计算题专题
一、相关知识点: 1、概念:
初中物理压力与压强计算题专题
压力(F/N):垂直作用在物体表面上的力(压力不是重力,当物体水
平放置时 F=G 物)。 压强(P/Pa):单位面积上的压力(表示压力的作用效果)。
2、计算公式:
(1)压强(P): P=F/S (固、液、气都可通用) 注意:面积s的单位必取m2 。 P=ρ液gh (主要用于液体) 注意:h的单位必取m
而对于液体则先算压强再求压力,这是初中阶段液体与固体压强的 区别所在.
5、固体压强、压力或液体和气体压强、压力的综合
例题 :一艘船船底距水面2.50m,船底裂开了一个0.04m2洞.(g=10N/kg) 求:(1)、求船底受到的压强 (2)、要将洞堵住至少要用多大的力 分析:(1)知道船底的深度,利用液体压强公式求出船底受到的水的压强; (2)又知道洞的面积,利用F=ps求堵塞物受到水的压力,根据力的相互作用 可以求出把洞堵住的最小压力. 解:h=2.50m,S=0.04m2,ρ =1×103kg/m3 • (1)船底受到的液体压强: p=ρ gh=1×103kg/m3×10N/kg×2.50m=2.5×104Pa; (2)堵塞物受到水的压力: • F=ps=2.5×104Pa×0.04m2=1000N; 根据力的相互作用可知,要用堵塞物堵住这个洞,至少需要的压力: F′=F=1000N. •
水对容器的压力等于水受到的重力:
F=G=mg=2kg×10N/kg=20N
水对容器底的压强为:
P= F/S=20N /8×10-3m2=2.5×103 Pa
初中物理压力与压强计算题专题
3、有关液体压强计算题特殊分析处理情况。 (2)、盛有液体的容器,如果容器的形状未明确,求容器底受 到压力、压强计算时,不能使用公式P= F/S,因为液体对容器的 压力不一定等于水的重力,这事应先确定液体的深度h,后确定 液体的密度ρ ,后用公式P=ρ gh计算压强。最后用公式 F = PS 计算压力。(遵守先算压强再求压力原则)
识可以求出把洞堵住的最小压力.
解:(1)船底受到的液体压强: p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa; (2)堵塞物受到水的压力: F= ps =5×104Pa×10×10-4m2=50N; 根据二力平衡的知识,要用堵塞物堵住这个洞,至少需要的压力: F′=F=50N. 答:(1)船底受到的液体压强为5×104Pa; (2)为了把洞堵住,至少要用50N的力压住堵塞物.
于液体的重力F=G液=m液g,S为容器的底面积)
例题:已知2kg的水放入如下图圆柱形容器中,该容器的底
面积为80cm2,求水对容器底的压强?
分析:该题属于液体压强,可以用公式P=ρgh计算,但较麻 烦。因为液体装在直圆柱形容器液体对容器的压力等于液 体受到的重力,所以可以用公式P= F/S来计算更方便。 解: 80cm2=8×10-3m2
(2)限压阀的重力等于限压阀对空心柱小孔的压力: G阀=F=ps=0.8×105Pa×10-5m2=0.8N,
练习:杂技“肩膀上的芭蕾”造型如下:女演员用脚尖顶在男演员的肩膀上做 造型,男演员单脚与地面的接触,已知男、女演员的体重各为550N、450N, 男演员单脚与地面的接触面积是150cm2,女演员脚尖与肩膀的接触面积是 9cm2. 求: 女演员对肩膀及男演员对地面的压强. 解析:已知女演员所受的重力和受力面积,根据压强公式求出女演员足尖对男 演员肩膀的压强;男演员对地面的压力等于两人的重力之和,根据压强公式 求出男演员对地面的压强; 解:(1)女演员足尖对男演员肩膀的压强: P= = = =5×105Pa;
例题:如图所示,在一个重1N,底面积为6×10-3m2的容器里盛有20N 的水,水深30cm,则求水对容器底的压力、压强。 解:由题知,s=6×10-3m2,G桶=1N,G水=20N,h=30cm=0.3m
水对桶底的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
水对桶底的压力:
点评:本题考查了液体压强和压力的计算以及二力平衡条件的应用,关键是公式
及其变形式的灵活运用,计算过程要注意单位的换算.
例题:如图所示为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气 孔,空心柱上戴 有一个“帽子”为限压阀.当高压锅内气体压强超过安全值时,锅内气体会 顶起限压阀跑出一部分,使锅内气体压强减小,保证高压锅安全使用.已知 空心拄小孔横截面积为10mm2,大气压为1.0×105Pa,限压阀的质量为 0.09kg.(g取10N/kg) (1)、用此高压锅烧水至沸腾时,水的温度______100℃(选填“大于”、“小 于”或“等于”) (2)、高压锅工作时锅内气体最大压强为______Pa. 分析:液体的沸点与气压有关,气压越高沸点越高. 锅内气体最大压强等于限压阀产生的压强加上外面大气压强.限压阀产生的 压强可用压强公式算出. 解:(1)高压锅内气压大于一个标准大气压,故锅内水的沸点高于100℃,所 以水的温度大于100℃. (2)限压阀产生的压强为: P 阀= = = =0.9 ×105Pa . 锅内气体最大压强等于限压阀产生的压强加 上外面大气压强等于: P内=P阀+P=0.9×105Pa+1.0×105Pa=1.9×105Pa.
分析:(1)已知水壶的容积和水的密度,根据公式m=ρV可求装满水后 水的质量;(2)装满水后桌面受到的压力等于水的重力与壶身和底 座的总重力之和,根据公式P= 可求装满水后桌面受到的压强. 解: S=250cm2=2.5×10-2m2 V=2 L=2×10-3m3 (1) 装满水后水的质量 m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg (2)装满水后桌面受到的压力 F=G=mg=(1.2kg+2kg)×10N/kg=32N 装满水后桌面受到的压强 p1= = =1.28×103Pa
4、有关固体压强计算题特殊分析处理情况。 (1)、对于放在桌子上的均匀材料组成的直柱形固体(例 如:圆柱体、正方体、长方体等)对桌面的压强可以采用
P=ρgh(其中,ρ为组成直柱体材料的密度,h为直柱体的高,g为重
力加速度);
1、已知某一铜圆柱体的高度为50cm,现把它竖直放置在水平桌面
上,求该铜圆柱体对水平体是铜圆柱体,所以计算它对桌面的压强时,可以采 用液体压强公式P=ρgh来计算。 解:50cm=0.5m
运用P=ρgh 计算液体压强时,要注意ρ表示液体的密度,单位是kg/m3, g是重
力常数为9.8N/kg 或10N/kg,h是液体所处的深度(液体内部某点到液体液 面的竖直高度)单位是m 例题: 如图放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高 度h1=O.8m;其顶部和底部的面积均为0.1m2,顶部到底部的高度h2=0.6m, 容器中的液体密度为1.2×103kg/m3则求液体对容器顶部的压力、压强。 (g 取10N/kg) 分析:先求得与顶部等高的液面处的压强,再由F=PS求得压力. 解:(1)由连通器原理可知,底部的压强与等高处的压强相等,即等于离最 高液面h=0.8m-0.6m=0.2m处的压强为 P=ρgh=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2.4×103Pa
(2)、液体对容器顶部的压力为
F=Ps=2.4×103Pa×0.1m2=240N
练习:已知一水池水深为5.4m,水池上飘着一小 船,船底到池底相距5m,求船底受到水的压强?
初中物理压力与压强计算题专题
3、有关液体压强、压力计算题特殊分析处理情况。 (1)、对于液体装在直柱形容器(例如:圆柱体、正方体、 长方体容器等),计算液体对于该容器底的压强时,除了可以 用P=ρ gh外,还可以采用P= F/S(其中, P为液体的压强,F等
男演员对地面的压强: P= = = ≈3.3×104Pa;
4、有关固体压强计算题特殊分析处理情况。
(3)、弄清受力面积的大小 例如:人行走时,始终有一只脚着地.故受力面积为一只脚的着地 面积;而大象四只脚站立时,受力面积则考虑四只脚着地时的面积
(4)、一般情况下,对于固体应先算压力,再根据p= F/S求压强;
练习1、如图所示为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上 戴有一个“帽子”为限压阀.当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气 体会顶起限压阀跑出一部分,使锅内气体压强减少,保证高压锅安全使用。 已知空心柱小孔的横截面积为10-5m2,大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时 锅内气体最大压强为1.8×105Pa。(g取10N/kg) (1)计算锅内外气体的最大压强差;(2)计算限压阀的质量。 解:(1)锅内外气体的最大压强差为: p=p内 - p外 =1.8×105Pa - 1.0×105Pa= 0.8×105Pa
F=ps=3000Pa×6×10-3m2m2=18N;
点评:解决本题的关键有两点: 一、容器的形状不是直圆柱形容器,因此液体对容器的压力不 等于水的重力1N。二、计算固体压强时要先求压力再求压强, 计算液体压力时要先计算压强后计算压力;
练习:底面积为6×10-3m2的容器里盛有20N的水, 水深40cm,则求水对容器底的压力、压强。
答:(1)船底受到的压强为2.5×104Pa;
(2)将洞堵住至少要用1000N的力. 点评:本题考查了液体压强和压力的计算以及二力平衡条件的应用,关键是 公式及其变形式的灵活运用,要注意力的相互作用的应用.
练习 一膄船的船底距水面5米深,若船底突然破了一个10厘米2的洞,则 (1)船底受 到的液体压强多大?(2)为了把洞堵住,至少要用多大的力压住堵塞物? 分析:(1)知道船底的深度,利用液体压强公式求出船底受到的液体压强; (2)又知道洞的面积,利用F=ps求堵塞物受到水的压力,根据二力平衡的知
力、压强问题计算时,把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压
=
力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定接触面积S,最后计算压 强(一般常用公式 p= F/S );
例题: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l6cm。(ρ水=1.0×103kg/m3) 求:(1)、装满水后水的质量;(2)、装满水后桌面受到的压强.
(2)压力(F):
F=PS (固、液、气都可通用) F=G=mg (当水平面上放置的固体对水平面产生压力) 3、单位换算: (1) 密度 (ρ) 1g/cm3=103kg/m3 (2) 面积(S) 1m2=104cm2 1cm2=10-4m2
初中物理压力与压强计算题专题
压强、压力计算类型 1、固体压强、压力计算(对于固体应先算压力,再根据p= F/S求压强) 运用 P=F/S 计算固体压强时,要注意S的取值,它是接触面积,也就是它是 压力的着力面积。求取时注意要先求压力,再定面积,而后求压强。 例题:被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙面上,它的质量为400kg,每只 脚掌的面积为2×10-2m2.问: (1)骆驼对沙面的压力为多大? (2)骆驼对沙面的压强为多大? 解析:
(1)骆驼对沙面的压力,即为它的重力,已知质量,根据G=mg求出其大
(2)由压强公式可求得压强; 解:(1)骆驼对地面的压力等于骆驼的重力,即: F=G=mg=400kg×9.8N/kg=3.92×103N; (2)由压强公式得:P = = = 4.9×104Pa.
2、液体压强、压力计算(一般情况下,对于液体则先算压强再求压力)
铜圆柱体对水平桌面的压强为:
P=ρgh=8.9×103kg/m3×0.5m=4.45×103 Pa
练习:已知重为4N的铜圆柱体,高度为20cm,现 把它竖直放置在水平桌面上,求该铜圆柱体对 水平桌面的压强?(ρ铜=8.9×103kg/m3)
4、有关固体压强、压力计算题特殊分析处理情况。 (2)、盛有液体的容器放在水平桌面上,求水平桌面受到压
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