上海初三物理 压强计算 知识点及例题精讲
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知识要点
初三物理压强计算
知识点1 基本计算公式
密度公式: ρ =
V
,密度、质量、体积知道任意两个量,求第三个量。
压强定义公式:P = F,分析压力的施力物体和受力物体,明确受力面积。
S
液体内部压强的大小:p = ρgh,注意:当柱体放在水平面上,对水平面的压力的大小等于物体重力时,可以用这一公式。
知识点2 基本方法与技巧
(1)牢记两个压强公式,理解式中各个物理量的意义,注意统一用国际单位;
(2)要能正确地确定压力、确定受力面积、确定深度;
(3)相关的物理量(如重力、质量、密度等)及计算也要搞清楚;
(4)液体对容器底部的压力并不一定等于液体的重力;
(5)计算有关固体、液体的压力和压强问题时,先求压力还是压强的次序一般不同。
例题精讲
正确理解物体间的压力
【例题1】有一重50N,边长为20㎝的正方体木块,放在水平地面上。
若用10N的力竖直向上拉木块,但没有拉起来,求此时木块对地面的压强。
【分析】压强的计算,需要确定压力、面积。
要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点。
如果认为压力F=G=50N,那就要犯错误了。
本题中压力虽然是由于物
体受到重力产生的,但用10N的力竖直向上拉木块,虽然没有拉起来(那样对
地面的压力就为零了),却减轻了木块对地面的压力。
要问减轻了多少压力?向
上用多少力,压力就减少多少。
即此时木块对地面的压力为F=50N–10N=40N。
当然,还可以对木块进行受力分析:木块共受三个力:重力G=50N,方向竖直
向下;施加的力F1=10N,方向竖直向上;地面对木块向上的力F2,方向竖直向
上.由于木块静止,所有向上的力等于向下的力。
即F2=G-F1=50N-10N=40N。
根据物体间力的作用是相互的,木块对地面的压力大小就等于F2。
木块对水平地面的压强P = F2 =
S
40 N
0.2m ⨯ 0.2m
= 1000Pa
【答案】1000Pa
正确理解受力面积
【例题2】正方体铝块的质量为 2.7kg,分别放在以下的水平桌面中央,那么受力面积各是多少?产生的压强各是多大?(ρ铝=2.7×103㎏/m3,取g=10N/㎏)
⑴每边长1m的正方形水平面。
⑵每边长10cm的正方形水平面。
⑶每边长1cm的正方形水平面。
【分析】压强公式中的受力面积S实际上是指物体间接触部分的面积。
本题中,铝块的面积可能小于桌面的面积,也可能等于或大于桌面的面积。
物体间接触部分的面积,
不会超过两物体中较小的面积。
所以,应先求出铝块的底面积,再与桌面的面积
进行比较.这样必须求铝块的边长,要求出边长,必须先用求体积。
F = G铝 = 2.7kg ⨯10N / kg = 27 N
V铝 = m铝
ρ铝
=
2.7kg
2.7 ⨯ 10 3 kg / m 3
= 1⨯ 10 -3 m 3
所以铝的边长为0.1m=10cm,铝的底面积为0.01m2 对比题目中的三种情况,分别求出压强:
(1)受力面积S1=S铝=0.01m2
P1 = =
27 N
0.01m 2
= 2700Pa
(2)受力面积S2=S铝=0.01m2
P2 = F
S
= 27 N
0.01m 2
= 2700Pa
(3)受力面积S3=S水平面=1.0×10-4m2
P3 = F
S
= 27 N
1.0 ⨯ 10 - 4 m 2
= 2.7 ⨯ 10 5 Pa
【答案】见分析
液体对容器底部压强和容器对水平支持面的压强的计算
【例题3】如图所示,一开口的杯子,装上8 cm高的水后,放在水
平桌面上。
已知杯子内部底面积为50 cm2,外部底面积为
60 cm2;杯子装上水后的总质量为0.6 kg。
求:(1)水对杯底的压力;(2)杯子对桌面的压强。
【分析】水对杯底的压力是液体的压力压强问题,它取决于水的密度、深度和水的底面积(即杯子内部底面积);杯子对桌面的压强是固体的压力压强问题,它取决于杯
子对桌面的压力和桌面的受力面积。
其中杯子对桌面的压力等于杯子和水的总重
力。
(1)先求水对杯底的压强P1 = ρgh = 1.0 ⨯10 3 kg / m 3 ⨯ 9.8N / kg ⨯ 0.08m = 784Pa 再求水对杯底的压力F1 = P1S1 = 784Pa ⨯ 50 ⨯10 -4 m 2 = 3.92N
(2)先求杯子对桌面的压力F2 = G = 0.6kg = 5.88N
再求杯子对桌面的压强P2 = F2 =
S 2
5.88N
60 ⨯10 -4 m 2
= 980Pa
【答案】见分析
实战演练
基础巩固
1. 如图所示,用20N的水平压力把一重为10N的物体压在竖直墙壁上,若物
体与墙壁的接触面积是50cm2,求墙壁受到的压强。
答案:4000 Pa(注意:此题压力与重力无关)
第1题
2. 如图所示,边长为10cm的正方体金属块恰有一半放在面积为1m2的水平桌
面上,当弹簧测力计的示数为9.8N时,金属块对桌面的压强为1960Pa,求
此金属块的密度。
答案:2×103kg/m3(注意:此题压力等于金属块重力与弹簧测力计示数的差,受
力面积等于金属块底面积的一半)
第2题
3. 如图所示,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=0.8m;容器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,则液体对容器顶部的压力
为多少。
答案:235.2N(深度为h1-h2)
第3题
4. 如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是50cm2,内盛0.6kg的开水,
水深12cm,放置在面积为1m2的水平桌面中央。
试求:⑴水对茶壶底部
的压力;⑵茶壶对桌面的压强。
答案:(1)5.88N(水对茶壶底部的压力不等于水的重力);(2)1960 Pa(受
力面积应是茶壶的底面积)
第4题
5. 如图所示,边长分别为0.2米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平
地面上,ρA =0.1×l03千克/米3,ρB=0.8×l03千克/米3。
求:
(1)物体A的质量m A。
(2)物体B对地面的压力F B。
(3)小明和小华两位同学设想在正方体A、B上部沿水平方向分别截去一第5题
定的厚度后,通过计算比较A、B剩余部分对地面压强的大小关系。
小明设想在A、B的上部均
截去0.09米,小华设想在A、B的上部均截去0.05米,他们的计算过程及得出的结论分别如下表
所示:
①请判断:就他们设想截去的厚度而言,小明的结论是的,小华的结论是的。
(均选填“正确”或“错误”)
②是否有可能存在某一厚度h,沿水平方向截去h后使A.B剩余部分对地面的压强相等?若
有可能,求出h的值;若没有可能,说明理由。
答案:(1)0.8kg (2)7.84N (3)①正确正确②有可能。
h≈0.086米
中考真题
6. (2011 年上海中考真题)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 64 牛,A 的边长为 0.2 米,B 的边长为 0.3 米。
①求正方体 A 对水平地面的压强
②求正方体 A、B 的密度之比ρA: ρ B
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。
第6题
答案:(1) P A = F A
S A
= 1600Pa
(2) ρ A
ρ B
=
m A
V A
m B
V B
27
8
(3)设切去高度为H时,P A ' = P B '
即 ρ A g (0.2 - H ) = ρ B g (0.3 -H )
解得H ≈ 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 '
7. (2012年上海中考真题)水平地面上有一个质量为1千克、底面积为1x10-2米2的薄壁圆柱
形容器,容器内盛有质量为4千克的水。
①求水的体积V。
②求容器对地面的压强p。
③现将一物块浸没在水中,水未溢出,若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压强的
增加量,则该物块的密度 ρ物为千克/米3。
答案:①V = m
ρ
=
4千克
1.0 ⨯10 3千克/米3
= 4 ⨯10 -3米3
②F = G = mg = (1千克 + 4千克)⨯ 9.8牛/千克 = 49牛
p = F
S
=
49牛
-2 2
= 4.9 ⨯10 3帕
③1.0 ⨯10 3
8. (2013年上海中考真题)如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为
3 3
①若乙容器中酒精的质量为 1.6千克,求酒精的体积V酒精。
②求乙容器中0.1米深处酒精的压强p酒精。
③现有物体A、B(其密度、体积的关系如下表所示),请在物体A、B和容器甲、乙中各选
择一个,当把物体放入容器中后(液体不会溢出),可使容器对水平地面的压力最大且压强最大。
求该最大压力F最大和最大压强p最大。
第8题
-3 3
③F最大=G最大=(3ρV + m) g;
p最大= F最大
S最小
=
3ρV + m
S
g;
9. (2013年上海中考宝山一模)去年6月24日我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”在
马里亚纳海沟试验海域成功下潜至7020米海底。
(海水密度取 1.0×103千克/米3)求:(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107帕,则它能下潜的最大深度是多少?
(2)当它从7020米深处上浮到5020米深处的过程中,探测器上一面积为50厘米2的观察窗口所承受的压力减少多少?
答案:(1)7346.9m;(2)9.8×104N
10.(2013年上海中考嘉定一模)如图所示,横截面为正方形的实心均匀长方体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,B的另一条边长为0.4米,A的密度为2×103千克/米3,B质量为1千克。
求:(1)A对水平地面的压强;
(2)B对水平地面的压强;
(3)若在长方体A上沿竖直方向 A
截去四分之一,求这时A剩余部分对水平地面的压强第10题 B 为p A′。
答案:(1)3920帕;(2)245帕;(3)3920帕
11.(2013 年上海中考奉贤一模)将容积为3×10-3米3、底面积为0.01米2的薄壁轻质柱形容器,
放在水平地面上,在容器中注入 2.5×10-3米3的某种液体,液体的质量为2千克。
求:
(1)容器对水平地面的压强;1960
(2)在容器中注入的液体的密度;800
(3)若在容器中加满这种液体,容器底所受压强的增加量。
392
答案:(1)1960帕;(2)800kg/m3;(3)392帕
12.(2013年上海中考浦东一模)某底面积为0.01米2的薄壁柱形容器内盛有0.2米深的水,另
一容器中盛有体积为 3.0×10-3米3的酒精(ρ酒精=0.8×103千克/米3)。
1 2 3 求水对容器底部的压强P水。
求酒精的质量m酒。
若把以上两种液体分别倒入底面积为S和2S的两个足够高的薄壁柱形容器内,要
求液体对容器底部压强的比值最大。
根据要求选择:底面积为的容器装水,底面积为的容器装酒精。
求出:液体对两容器底部压强的最大比值。
答案:①水对容器底部的压强为1960Pa;
②酒精的质量为 2.4kg;
③2S;S;液体对两容器底部压强的最大比值为 2.4.
能力提高
1. 如图(a)所示,放在水平面上的实心圆柱体甲、乙由同种材料制成,密度为5×103千克/
米3。
甲、乙的高度均为0.1米。
甲的质量为5千克,乙的质量为15千克。
①求:甲的体积V甲。
②求:甲对水平面的压力F甲。
③如图(b)所示,若在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度,并将所截去的部分均叠放至对方剩余部分上表面的中央。
当甲乙
第1题(a)
截去厚度h时,恰能使叠放后的物体甲′、乙′对地面的压力相
等,
甲′乙′(a)所截的厚度h为____________米;
(b)此时物体甲′、乙′对地面的压强分别为p甲′、p乙′,则
p甲′︰p乙′=____________。
答案:①1×10-3米3②49牛③(a)0.05
第1题(b)
2. 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。
答案:①16千克
②980帕A
第2题
B
③G A
G B
m A
m B
=
16
1
S A
S B
4
1
若p A'=p B'
F A′/S A′=F B′/S B′
G A (1 - n) +G B n
S A (1 - n) = G B (1 - n) +G A n
S B (1 - n)
16(1 - n) + n
4
n=0.16 = (1 - n) + 16n
1
若p A'>p B'若p A'<p B'
则
则
0<n<0.16
0.16<n<1
3. 如图所示,质量为0.1千克,底面积为1×10-2米3的正方形木块放在水平地面上,底面积为
5×10-3米2的柱形轻质容器置于木块中央,容器内盛有0.4千克的水。
1 2 3 求地面受到的压力F。
求水对容器底部的压强P。
在水中放入一物块,物块沉淀且水不溢出,若水对容器底部压强的增加量与地面受
到压强的增加量相等,求物块的密度ρ物。
答案:①地面受到的压力为 4.9N.
②水对容器底部的压强为7.84×102Pa.
③物块的密度为2×103kg/m3.
第3题
4. 如图所示,一个底面积为2×10-2米2的薄壁柱形容器放在水平桌面中央,容器高0.15米,内
盛有0.1米深的水。
求:
1 2 3 容器内水的质量。
水对容器底部的压强。
当把一个质量为3千克的实心正方体A放入水中后,容器对桌面压强的增加量是
980帕,求物体A的密度大小?
答案:m水=2千克;P水=980帕;ρA=1.5×103千克/米 3
第4题。