2019中考物理二轮强化训练专题十五 压强计算题(解析卷 )(全国版)
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【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题十五压强计算题
计算题是物理中考的主要内卷中占有很大比例。
计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主,它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平,同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。
解答计算题应该首先明确它的特点,避免盲目和无从下手的尴尬,同时明确题目涉及的物理现象和物理知识,明确要解决的问题是什么,找准关系,有的放矢的按要求进行合理的计算。
计算题常以填空题、选择题和出现。
尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型,要求较高,分值较高,并要求有计算过程和步骤,每一步骤都有相应分值。
计算题在中考题中常被列为压轴题目。
计算题的特点是:
(1)结果合理性:这类题能反界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度.它要求学生用生活实践,社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断,留取合理的,舍弃不合理的。
(2)知识综合性:这类题往几种物理过程及物理现象放在一起,利用各个过程或各种现象之间的相切点,解答要解决的问题。
它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
(3)应用性:这类题是把物理知识际操作和应用到生活体验中,它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感,同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
压强计算题:压强计算题主要涉及压强、液体压强和大气压强。
1.计算题解题步骤
第一步:认真审题。
明确现象和过程,确定给出的条件或题目中隐含的条件。
第二步:找关系。
也就是针对题目内容分析综合,确定解决问题的方向,选择适合的规律和公式,找准相关物理量之间的关系。
第三步:列出表达式明确了各个已知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系,根据公式或规律列出相应的表达式,并推导出待求物理量的计算式。
第四步:代人数据求解。
用到的已知物理量的单位统一后,把已知量的数据代人计算式中,通过正确运算,得出答案。
同时对答案进行合理化验证,最后确定正确答案。
2.解答方法
(1)简化法:这目中的复杂情境或复杂现象进行梳理,找出题目中的相关环节或相关点,使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。
这样使复杂得到简化,可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱,把要解答的问题解决。
(2)隐含条件法:这种方法是通过中所叙述的物理现象或给出的物理情境及元件设备等各个环节中,挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件,这种挖掘隐含条件能使计算环节减少,而且所得到的答案误差也小。
(3)探索法:这种方法是在题目题或情境中抽象出来的。
判断出所涉及或应用的物理模型,然后运用相对应的物理概念、物理规律和物理公式,通过计算得出要求解的正确答案。
(4)极值法:这种方法也叫端点法问题和变化范围问题的解答有重要的实用价值。
用这种方法解答问题时,应改弄清要研究的是哪个变化的物理量的值或者是哪个物理量的变化范围,然后确定变化的规律或方向,最后用相对应的物理规律或物理概念,一个对应点一个对应点地计算取值。
(5)应用类分析法具解决物理问题,是物理解题的重要手段。
许多设计、推理的应用题,都是建立在计算的基础上。
主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。
例如有两个未知物理量,我们可以根据题目的数据建立两个方程,然后求解未知量。
一、压强
1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。
(1)压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。
把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的重力G。
图一:水杯对桌面的压力竖直向下图二:木块对斜面的压力垂直斜
面向下
图三:图钉对墙壁的压力垂直墙
壁向左
(2)固体可以大小、方向不变地传递压力。
2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
(1)压强是表示力的作用效果的物理量。
(2)压强公式:S
p F =。
其中,压强p 的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa ;压
力F 单位是牛,符号是N ;S 是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m 2。
3.压强的利用
(1)增大压强:当受力面积不变时当压力不变时,减小受力面积;压力增大的同时减
小受力面积都可以增大压强。
如图四:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。
2.减小压强:时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同时增大受力
面积都可以减小压强。
如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。
图四
增大压强例子
图五
减小压强例子
二、液体的压强
1.液体压强产生的原因:液体受重力作用且具有流动性。
2.液体压强的测量:使用压强计。
3.液体压强的规律:
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
(3)液体的压强随深度的增加而增大(如图六所示);
(4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。
图六 图七 4.液体压强公式:gh p ρ=。
其中,ρ是液体密度,单位是3
/m kg ;kg N g /8.9=;h 是液体内部某位置到液面的高度。
从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
5.连通器:上端开口,下部相连通的容器。
(1)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平(如图七所示)。
(2)连通器的应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
三、大气压强
1.大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示。
2.产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
3.托里拆利实验:
(1)实验过程,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
如图八所示。
(2)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。
图八托里拆利实验
4.标准大气压:支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1个标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。
5.大气压的特点:(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
(2)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。
一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(3)大气压变化规律:在海拔3000米以内,每上升10米,大气压大约降低100 Pa。
6.沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,
煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。
7.体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积
越大压强越小。
四、流体压强与流速的关系
流体(气体或液体)在流动时,流速大的位置压强较小,流速小的位置压强较大。
应用:如图九所示,飞机、水翼船升力的产生等等。
图九 升力的产生
一、压强
【典例1】(2017•郴,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为
20cm 2。
杯中水深10cm ,杯和水的总重力为3 N ,则杯对水平桌面
的压强为 Pa ;水对杯底的压力为 N 。
(g=10N/kg ,茶
杯杯壁厚度不计)
【解析】(1)茶杯对水平桌面的压力等于杯和水的总重力,根据S
F p =求出杯对水平桌面的压强;(2)由图可知杯内水的深度,根据gh p ρ=求出水对杯底的压强,利用F=pS 求出水对杯底的压力。
解答:(1)杯对水平桌面的压力:F=G 总=3N , 则杯对水平桌面的压强:Pa m
N S F p 150********=⨯==-; (2)水的深度h=10cm=0.1m ,水对杯底的压强:
Pa m kg N m kg gh p 10001.0/10/100.133=⨯⨯⨯=='ρ
水对杯底的压力:N m Pa S p F 21020100024=⨯⨯='='-
故答案为:1500、2。
【答案】1500、2。
二、液体压强
【典例2】(2017•云南)目前,世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中
国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取ρ海水=1.0×103kg/m 3,求:
(1)在7000m 的深度,潜水器受到的海水压强为多少,合多少个标准大气压;
(2)若“蛟龙号”上有一个50cm 2的观察窗,在7000m 深度时观察窗受到的海水压力
为多大;
(3)若“蛟龙号”从7000m 深度上浮至水面用时6小时56分40秒,它上浮的平均速
度。
【解析】(1)根据gh p ρ=求出海水的压强,再根据1标准大气压=1×105Pa 将海水压
强换算成标准大气压;(2)根据S F p =求出压力;(3)根据t
S v =求出上浮速度。
【答案】解:(1)潜水器受到的海水压强:
个标准大气压7001077000/10/100.1733=⨯=⨯⨯⨯==Pa m kg N m kg gh p ρ
(2)由S
F p =可得,观察窗受到的海水压力: F=pS=7×107Pa ×50×10﹣4m 2=3.5×105
N ; (3)上浮时间:t=6小时56分40秒=6×3600s+56×60s+40s=25000s ,上浮的平均速度:s m s
m t S v /28.025*******===。
答:(1)潜水器受到的海水压强为7×107Pa ,合700个标准大气压;
(2)观察窗受到的海水压力为3.5×105N ;
(3)它上浮的平均速度0.28m/s 。
三、大气压强
【典例3】(2017•襄阳)积计算公式为4πR 2,R 为球体的半径;若地球半径取6.0×
106m ,π取3.0,标准大气压取1.0×105Pa ,我们可以估算出大气层的重力为 N (结果用科学计数法表示)。
【解析】根据S=4πR 2求出地球的表面积,又知道标准大气压,根据F=pS 求出大气压
对地球表面的压力,即为地球大气层的总重力。
【答案】解:地球的表面积:S=4πR 2=4×3.0×(6.0×106m )2=4.32×1014m 2,
标准大气压取1.0×105Pa ,由S
F p =可得,大气对地球表面的压力:
F=p 0S=1.0×105Pa ×4.32×1014m 2=4.32×1019
N
地球大气层的总重力等于大气层对地球表面的压力,即G=F=4.32×1019N 。
故答案为:4.32×1019。
一、压强
1.(2017•遵义)环境,小华同学从家里带来了一盆盆栽花卉,放于水平窗台上,盆栽
花卉的总质量为2kg ,花盆底面与水平窗台的接触面积为200cm 2,则该花盆对窗台的压强为 Pa ;小华每周一都要给花浇一次水,浇水后与浇水前相比较,花盆对窗台的压强将 (g 取10N/kg )。
【解析】花盆对窗台的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg 求出其大小,又知道花盆底面与水平窗台的接触面积,根据S
F p =求出对窗台的压强;浇水后与浇水前相比较,花盆的质量变大,重力变大,对窗台的压力增大,受力面积不变,根据S F p =
判断花盆对窗台的压强变化。
解答:花盆对窗台的压力:F=G=mg=2kg ×10N/kg=20N , 对窗台的压强:Pa m
N S F p 1000102002024-=⨯==; 浇水后与浇水前相比较,花盆的质量变大,重力变大,对窗台的压力增大,受力面积不变,由S
F p =可知,花盆对窗台的压强变大。
故答案为:1000、变大。
【答案】1000、变大。
2.(2017•益阳)饮料吸管A 插入盛水的杯中,另一根吸管B 的管口贴靠在A 管的上端;往B 管中吹气,可以看到A 管中的水面上升。
这是因为A 管上端口
附近空气压强变 (填“大”或“小”)的缘故;当杯内水的
深度为10cm 时,杯底受到水的压强大小为 Pa 。
(g 取10N/kg )
【解析】(1)吸管和烧杯构成连通器,吹气之前,吸管内和
烧杯内液面相平;当向B 管吹气时,A 管上方的空气流动速度增大,
压强减小,A 管下方压强不变,A 管内的液体受到向上的压强大,
液面上升。
(2)利用gh p ρ=计算杯底受到水的压强。
解答:往B 管中轻看到A 管中的水面上升,原因是:往B 管中吹气,吸管A 上方空气
的流速增大,压强减小,A 管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A 管水上升或有水喷出。
杯内水的深度为10cm 时,杯底受到水的压强:
Pa m kg N m kg gh p 10001.0/10/10133=⨯⨯==水ρ。
故答案为:小、1000。
【答案】小、1000。
3.(2017•岳阳3日,小明参加了我市“环南湖健步行”活动,小明的质量为50kg ,双脚与地面的总接触面积为0.04m 2 。
求:
(1)小明所受的重力大小;
(2)小明双脚站立在水平地面时对地面的压强;
(3)小明的体积(人的密度跟水的差不多,取小明的密度为1.0×103kg/m 3)。
【解析】此题属于基本知识计算,只要熟悉重力、压强的概念,此题不难解答。
解答过程如下。
【答案】解:已知:小明的质量m=50kg ,密度ρ=1.0×103kg/m 3,受力面积S=0.04m 2 。
(1)小明的重力:G=mg=50kg ×10N/kg=500N ;
(2)小明站立在水平地面时对地面的压强Pa m
N S F p 421025.104.0500⨯===。
(3)小明的体积3233105/100.150m m
kg kg m
V -⨯=⨯==ρ。
答:(1)小明的重力为500N ;(2)小明站立时对水平地面的压强为1.25╳104Pa ;
(3)小明的体积为5×10-2m 3。
4.(2017•辽通)将闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm 2,瓶底的面积是28cm 2,瓶重和厚度忽略不计(g
取10N/kg )。
求:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
【解析】(1)由图可知,倒立放置时水的深度,根据gh
p ρ=求出瓶盖所受水的压强,又知道瓶盖的面积,根据S
F p =求出倒立放置时瓶盖所受水的压力;(2)由图可知,正立放置时矿泉水瓶内水的深度,根据V=Sh 求出水的体积,利用V
m =ρ求出水的质量,根据G=mg 求出水的重力即为倒立放置时矿泉
水瓶对桌面的压力,根据S
F p =求出倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
【答案】解:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强:
p=ρgh 倒立=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×0.13m=1300Pa , 由S
F p =可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力:F=pS 瓶盖=1300Pa ×8×10﹣4m 2=1.04N ; (2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积:V=S 瓶底h 正立=28cm 2×10cm=280cm 3, 由V
m =ρ可得,水的质量:m 水=ρV=1.0g/cm 3×280cm 3=280g=0.28kg , 瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:
F ′=
G 水=m 水g=0.28kg ×10N/kg=2.8N , 倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:a 35001088.22
4-P m N S F p =⨯='='瓶盖。
答:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力为1.04N ,压强为1300Pa ;(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3500Pa 。
5.(2017•衢州)鸟有发生,是不是它们“瞎”了?研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力,甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径,避免与其它鸟类或物体碰撞。
研究还发现,某种鸟类只有距离运动的物体30m 内才逃离。
由于飞机速度很快,所以它们就没有足够的时间来逃离,而引起撞机事件。
综合上述信息,回答下列问题:
(1)数据显示,一只0正面撞在迎面飞来的速度为720km/h 的飞机上,就会产生1.6×104N 撞击力,对飞机造成损伤.假如撞击面积为0.01m 2,计算该鸟撞击飞机的压强。
(2)如表是三种材料的相关参数,从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自身重量考虑,最适宜用来制造飞机的材料是 。
性质
材料A 材料B 材料C 抗压性(N/m 2)
1.2×104 1.6×104
2.0×104
密度(kg/m 3) 1.2×103 4.0×103 1.2×103 (3)如图,一架飞机以7的速度向正前方O 点的
鸟迎头飞去,则飞机的头A 点到达O 点位置所需的时间
是 s ,这也就是飞机留给该鸟逃离O 点的时间。
(4)天空自古以来都是能够长时间飞行的鸟类有
边飞边睡的能力是它们 飞行生活的表现,是自然
选择的结果.根据达尔文进化论推测,随着空中高速飞行器的增多,很多很多年后,鸟类 (选填“可能”或“不可能”)具有更强的躲避高速飞行器的能力。
【解析】(1计算公式求出压强;(2)为了抗击鸟的撞击,飞机的材料的抗压性要大;为了使飞机飞行,应用密度小的材料;(3)根据速度公式求出时间;(4)根据生物进化论分析。
【答案】解:(1)鸟撞击飞机的压强为:Pa m
N S F p 624106.101.0106.1⨯=⨯==; (2)为了抗击鸟的撞击,飞机的材料的抗压性要大;为了使飞机飞行,应用密度小的材料;对比可知,材料C 符合以上两个条件;
(3)v=720km/h=200m/s ;由t
S v =得飞机的头A 点到达O 点位置所需的时间是: s s m m v S t 15.0/20030===
(4)生物都有适应环境的能力,能够长时间飞行的鸟类有边飞边睡的能力是它们适应飞行生活的表现;鸟类可以通过提高自己的躲避能力来适应环境。
故答案为:(1)产生的压强为:1.6×106Pa ;(2)材料C ;(3)0.15;(4)适应、可能。
6.(20171所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长l 1=4cm ,下面部分也为正方体形状,边长l 2=6cm ,容器总质量m 1=50g ,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积S 物=9cm 2,下表面与容器底面距离l 3=2cm ,上表面与容器口距离l 4=1cm ,物体质量m 2=56.7g 。
现往容器内加水,设水的质量为M ,已知ρ水=1.0×103kg/m 3,g=10N/kg 。
(1)当M=58g 时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;
(2)当M=194g 时,求水对容器底部的压力;
(3)当0≤M ≤180g 时,求出水对容器底部的压力F 随M 变化的关系式,并在图2中作出F-M 图象。
【解析】(1)当水面还没有到达物体的下表面时,此时水可看做是柱体,此时容器对水平地面的压力等于M 和容器的总重力,再根据S F p =可求此时容器对水平地面的压强;(2)首先求出物体m 2的密度,再根据V
m =ρ求出水的体积,再根据题意判断物体是否完全漂浮,再求出水的深度,根据gh p ρ=求出水对容器底的压强,再根据S
F p =求出水对容器底部的压力;(3)根据公式gh p ρ=求出当水面恰好达到物体下表面时,水对容器底的压力,即水的重力;再求出注入180g 水时,水面的深度,根据F=pS=ρghS 求出水对容器底的压力。
再画出图象。
【解答】解:(1)当M=58g 时,水面还没有到达物体的下表面,此时水可看做是柱体, 此时容器对水平地面的压力F=G=(M+m 1)g=(0.058kg+0.05kg )×10N/kg=1.08N , 容器的底面积S 1=6cm ×6cm=36cm 2=3.6×10﹣3m 2
, 此时容器对水平地面的压强Pa m N S F p 300106.308.1231=⨯==-。
(2)物体高度h=(4cm+6cm )﹣1cm ﹣2cm=7cm ,
物体体积V=Sh=9cm 2×7cm=63cm 3, 物体密度33332/109.0/9.0637.56m kg cm g cm
g V m ⨯====ρ,小于水的密度,物体在水里应处于漂浮状态; 由V m =ρ得:注入水的体积33194/1194cm cm
g g
m V ===ρ, 容器下方正方体能够注水的体积:V 下=6cm ×6cm ×6cm ﹣9cm 2×(6cm ﹣2cm )=180cm 3
, 所以容器中上方正方体中水的体积V 上=V ﹣V 下=194cm 3﹣180cm 3=14cm 3, 容器中上方正方体中水的深度cm cm cm cm cm S S V h 294414-23
=-⨯=='物上上, 物体浸入水中的深度h ″=(6cm ﹣2cm )+2cm=6cm ,
如果物体完全漂浮,F 浮=G ,即ρ水gV 排=ρgV , 所以cm h h h cm g cm g V V 7109/1/9.033浸浸水排
=====ρρ, 解得h 浸=6.3cm ,所以物体不会完全漂浮起来,
容器中的水深h 水=h 下+h ′=6cm+2cm=8cm ,
水对容器底的压强p=ρ水gh 水=1×103kg/cm 3
×10N/kg ×0.08m=800Pa ,
由p=得:水对容器底的压力F=pS 1=800Pa ×3.6×10﹣3m 2=2.88N 。
(3)当水面恰好达到物体下表面时,水的体积V=6cm ×6cm ×2cm=72cm 3,
水的质量m=ρV=1×103kg/m 3×7.2×10﹣5m 3=7.2×10﹣2kg ,
当水的质量0g <M ≤体对容器底的压力等于水的重力F=G=mg=7.2×10﹣2kg ×10N/kg=72×10﹣2N ,是一个正比例函数,做出图象;
当注入180cm3的水时,根据上面第二问中的计算可知,此时恰好把下面的正方体注满水,此时水的深度为6cm ,
此时水对容器底的压力F ′=pS=ρghS=1×103kg/m 3×
10N/kg ×0.06m ×3.6×10﹣3m 2=216×10﹣2N 。
当水的质量72g <M ≤180g 时,关系式F ′=pS=ρghS=
ρgh(S水+S物)=m水+ρghS物,它是一个一次函数,图象是一条直线。
故图如下所示:
答:(1)容器对水平地面的压强300Pa;(2)水对容器底部的压力2.88N;(3)如图。
7.(2017•辽通)密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g
取10N/kg)。
求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
【解析】(1)由图可知,倒立放置时水的深度,根据p=ρgh
求出瓶盖所受水的压强,又知道瓶盖的面积,根据p=求出倒立放置时瓶盖所受水的压力;
(2)由图可知,正立放置时矿泉水瓶内水的深度,根据V=Sh求出水的体积,利用ρ=求
出水的质量,根据G=mg求出水的重力即为倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力,根据p=求出倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
【答案】(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强:
p=ρgh倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa,
由p=可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力:
F=pS瓶盖=1300Pa×8×10﹣4m2=1.04N;
(2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积:V=S瓶底h正立=28cm2×10cm=280cm3,
由ρ=可得,水的质量:m水=ρV=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg,
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:
F′=G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N,[
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:p′===3500Pa.
答:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力为1.04N,压强为1300Pa;(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3500Pa。
8.(2017•福建)学”艺术品的展示活动。
小闵同学制作一底部面积S=2×10﹣3m2,高h=0.15m的作品,将密度ρ=0.8×103kg/m3的某种液体注入磨具
内,用了体积V=5×10﹣4m3的液体,如图所示,g取10N/kg,求:
(1)成型前液体对模具底部的压强p1;
(2)成型作品放在水平桌面上,对桌面的压强p2。
【解析】(1)知道液体的密度和液体的深度即作品的高度,根据p=ρgh求出成型前液体对模具底部的压强;(2)知道液体的密度和体积,根据m=ρV求出液体的质量即为成型作品的质量,成型作品对水平桌面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,根
据p=求出对桌面的压强。
【答案】解:(1)由题意可知,成型前模具内液体的深度h=0.15m,
则液体对模具底部的压强:p1=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1200Pa。
(2)因质量与物体的形状、状态、空间位置无关,所以,由ρ=可得,作品的质量:m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10﹣4m3=0.4kg,
成型作品放在水平桌面上,对桌面的压力:F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,
对桌面的压强:p2===2000Pa。
答:(1)成型前液体对模具底部的压强为1200Pa;(2)成型作品放在水平桌面上,对桌面的压强为2000Pa。
9.(2017•遵义)环境,小华同学从家里带来了一盆盆栽花卉,放于水平窗台上,盆栽花卉的总质量为2kg,花盆底面与水平窗台的接触面积为200cm2,则该花盆对窗台的压强为Pa。
小华每周一都要给花浇一次水,浇水后与浇水前相比较,花盆对窗台的压强将(g 取10N/kg)。
【解析】花盆对窗台的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,又知道花盆
底面与水平窗台的接触面积,根据p=求出对窗台的压强;浇水后与浇水前相比较,花盆
的质量变大,重力变大,对窗台的压力增大,受力面积不变,根据p=判断花盆对窗台的压强变化。
【解答】解:花盆对窗台的压力:
F=G=mg=2kg×10N/kg=20N,对窗台的压强:p===1000Pa;
浇水后与浇水前相比较,花盆的质量变大,重力变大,对窗台的压力增大,受力面积
不变,由p=可知,花盆对窗台的压强变大。
21
故答案为:1000、变大。
10.(2017•长春)在用50N的水平拉力拉着重为200N的木箱沿拉力的方向前进20m,木箱与地面的接触面积为0.2m2。
求:
(1)拉力做的功;
(2)木箱对地面的压强。
【解析】(1)由公式FS W =求拉力的功;(2)由压强公式S
F p =
可
求得木箱对地面的压强。
【答案】解:(1)拉力做的功:W=FS=50N ×20m=1000J 。
(2)物体对水平地面的压力等于物体的重力,F=G=200N , 它对地面的压强是:Pa m N S F p 10002.02002===。
答:(1)拉力做的功是1000J ;(2)木箱对地面的压强是1000pa 。
11.(2017·淄了一批实验器材准备实验操作考试,同学们帮忙搬运,小明背着10kg 的实验器材从一楼走到三楼的实验室。
已知小明自身质量为50kg ,每只脚与地面的接触面积为150cm 2,每层楼高为3m (g =10N/kg )。
求:
(1)小明背着实验器材站立时对水平地面的压强;
(2)小明搬运实验器材做功的效率(精确到1%)。
【解析】(1)由压强公式S F p =
可求得小明站立时对地面的压强;(2)根据公式总
器材W W =η小明搬运器材做功的效率。
【答案】(1)小明与实验器材总质量为:50kg+10kg=60kg ,
人与器材受到的重力:N kg N kg F G 600/1060=⨯==, 故小明站立时对地面的压强为:Pa m N S F p 2000010150260024=⨯⨯==-。
(2)小明搬运器材时对器材克服重力所做的功:J m kg N kg h G W 9009/1010=⨯⨯==器材器材, 小明与器材上到三楼克服重力所做的总功为:J m N Gh W 54009600=⨯==总, 小明的做功效率为:%7.16%1005400900≈⨯==J
J W W 总器材
η。
答:(1)小明站立时对地面的压强为20000Pa ;(2)小明搬运器材做功的效率为16.7%。
二、液体压强
12.(20小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力杆,他将一段密度为0.5×103
千克/米3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示,这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2,其上表面可以作为秤盘(g=10牛/千克),问:
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?
【解析】利用浮力计算方法,结合所学质量、密度的概念,即可解答此题。
【答案】解:(1)木料的体积为:3204.04.01.0m m m Sh V =⨯==,由公式V
m =
ρ得到木料质量为:kg m m V m 2004.0105.03330=⨯⨯==ρ; 木料处于漂浮状态,浮力等于木料多受重力,即:
N kg N kg mg G F 200/1020=⨯===浮,木料排开水的体积为:
33302.0/10/100.1200m kg
N m kg N g F V =⨯⨯==水浮排ρ 没入水的高度为:m m
m S V h 2.01.002.023
0===排,故弹簧测力计的0刻度线为0.2m 。
(2)距离上表面10cm 时,弹簧测力计的浮力为:
N m m m kg N kg N V g F 3001.0)1.04.0(/10/100.123=⨯-⨯⨯⨯='='排水浮
ρ 物体的重力为:N N N F F G 100200300-=-='=浮浮
物; 物体质量为:kg kg
N N g G m 10/10100===
物物。
答:略。
13.(2017·六盘水)如平桌面上有一底面积为5.0×10-3m 2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10-5m 3的物块(不吸水)放入
容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10-5m 3;求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
【解析】利用浮力公式和物体所受浮力等于排开液体的重量即可解答此题。
【答案】解:(1)物体受到的浮力: N m kg N m kg gV 4.0100.4/10/100.13533=⨯⨯⨯⨯==-排水浮ρρ;
(2)因为物体漂浮,故N G F 4.0==物浮,kg kg
N N g G m 04.0/104.0===
物; 答:略。
14.(2017·怀年5月23日,我国“蛟龙号”载人潜水器在马里亚纳海沟北坡下潜。
有史以来,首次对4000米级的玛利亚纳海沟进行深入的现场探查,首次观察到4811米的海底世界。
当“蛟龙号”载人潜水器下潜到4000m 时。