2021-2022人教版八年级物理下期中考试复习专题一:计算题
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这是一份2021-2022人教版八年级物理下期中考试复习专题一:计算题,共24页。试卷主要包含了考点梳理,针对练习等内容,欢迎下载使用。
2021-2022人教版八年级物理下期中考试复习专题一:计算题
一、考点梳理
1.压强的大小及其计算
(1)压强定义或解释
①垂直作用于物体单位面积上的力叫做压力.
②物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强.
(2)单位
在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,即牛顿/平方米.压强的常用单位有千帕、标准大气压、托、千克力/厘米2、毫米水银柱等等.(之所以叫帕斯卡是为了纪念法国科学家帕斯卡)
(3)公式:p=F/S
p表示压强,单位帕斯卡(简称帕,符号Pa) F表示压力,单位牛顿(N) S表示受力面积,单位平方米
(4)补充说明:
对于(3)所写的为定义式,任何压强都可以用.但是对于液体和气体压强,还有推导公式:
2.液体的压强的计算
计算液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。运用液体压强的公式计算时,必须注意相关知识理解,以免造成干扰。确定深度时要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
二、针对练习
考点1:固体压强
1.一辆质量为6t的6轮载重汽车,在平直公路上匀速行驶45km,所用时间30min,汽车受到的阻力是车重的0.06倍。求:
(1)汽车的速度是多少?
(2)汽车所受的重力是多少?
(3)汽车的牵引力是多少?
(4)汽车每个轮子与地面的接触面积约为250cm2,汽车对地面的压强约为多大?
2.如图,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10﹣4m²;某同学将底面积为2.5×10﹣4m2的塑料水杯内装满水后的质量为1kg,塑料水杯放在课桌的桌面上。求:(1)课桌对地面的压力;
(2)课桌对地面的压强;
(3)水杯对桌面的压强。 (不计塑料水杯的质量)
3.植保无人机因其操控简单、喷洒均匀、省时高效等优点,在现代农业中发挥着重要作用,如图为某型号双起落架植保无人机。其项目参数如下表:
项目
参数
外形尺寸(长宽高)
3090mm*3090mm*680mm
飞机质量
20kg
药箱容量
30L
起落架底面积(单个)
1×10﹣2m2
聚合物动力电池
30000mA•h
充电电压
40V
最佳作业速度
8m/s
(1)画出空载时静止在水平地面上时无人机的重力的示意图(g取10N/kg)。
(2)若以最佳作业速度飞行,求无人机2min飞行的距离。
(3)求空载时静止在水平地面上的无人机产生的压强(g取10N/kg)。
4.全球爆发新冠肺炎以来,抗疫救护一线的救护车发挥着重要的作用,如图所示的救护车空载质量为3.6t,每只轮胎与地面的接触面积为300cm2。某次救护任务中,载人总质量为300kg,假设救护车在水平公路上行驶过程中受到的阻力始终为总重的0.06倍。在此次救护任务过程中,求:(g取10N/kg)
(1)路面受到的压力;
(2)救护车静止时对水平路面的压强;
(3)救护车在水平公路上匀速行驶时的牵引力。
5.如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90m用时30min,月球车对地面的压强是9×104Pa,车轮与地面接触的总面积为150cm2,取10N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度;
(2)月球车在地球上的重力;
(3)登月后,月球车在月球上的质量。
6.炎热的夏天,个旧的街道上有雾炮车在向空中喷水,它比普通洒水车的降温、净化空气的效果更好。(雾炮车的参数如表所示,g取10N/kg)
雾炮车的部分参数
空载时质量
6000kg
最大装水量
10000kg
满载时轮胎与地面的总接触面积
0.4m2
(1)雾炮车装满水时,车和水总共受到的重力是多少?
(2)雾炮车装满水时,对地面的压强是多少?
(3)已知某古桥的桥面能承受的最大压强为6×105Pa,通过计算判断该雾炮车能否满载通过。
7.国家制定载货车辆对地面的压强控制在7×105Pa以内,一辆在水平路面行驶的四轮货车,车与货物总质量是1.4×104kg,单个车轮与地面接触总面积是0.035m2。求:(g取10N/kg)
(1)该货车对路面的压力。
(2)该货车对路面的压强是否超过标准。
8.如图所示,是小明往墙上按图钉的情形,已知图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×10﹣4cm2,小明手指对钉帽的压力为20N,求手对图钉帽的压强和图钉对墙产生的压强。
9.夏日的北海银滩,游客在水平沙滩上驾驶四轮海滩摩托车,摩托车到18km外的地点用时30min。
(1)求摩托车在这段过程中的平均速度是多少m/s。
(2)若空车质量为300kg,人的质量是60kg,车轮与沙地面接触的总面积为0.02m2.求车对沙地的压力和压强。(g取10N/kg)
10.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力均为G,甲的边长a为3h,乙的边长b为2h。求:
①正方体甲对地面的压强p甲;
②正方体甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙;
③若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度△h后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度△h。
考点二:液体压强
11.某薄壁圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,容器的质量为0.5千克、底面积为5×10﹣3米2。将一定量的水注入容器内(水未溢出),容器内水深为0.2米。求:
(1)容器内注入水的质量;
(2)水对容器底部的压强;
(3)水平桌面受到盛水容器的压强。
12.如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体,液体的体积为4.0×10﹣3m3,液体的深度为0.25m,若容器重为20N,底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为2.5×103Pa求:(g取10N/kg)
(1)液体的密度
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强。
(3)液体对容器底的压力。
(4)这个装着液体的容器对桌面的压强。
13.2020年11月10日,“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m,下潜过程用了4h。求:(海水密度用ρ水=1×103kg/m3代替,g取10N/kg)
(1)潜水器下潜过程中的平均速度(结果保留两位小数);
(2)潜水器成功坐底,受到海水的压强;
(3)此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到多大的海水压力;
(4)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于多少个标准大气压。
14.我国“海斗一号”潜水器在马里亚纳海沟成功完成了首次万米海试与试验性应用任务。于2020年6月8日载誉归来。当下潜至1.0×104m时。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)潜水器受到海水的压强;
(2)潜水器观察窗200cm2所受到海水的压力。
15.发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖(如图所示),这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重的威胁着下游群众的生命安全。若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到40m,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求上述情况下湖堤底部受到的水的压强。
(2)湖堤底部有一块质量为600g的石头,求此石头所受重力大小。
(3)湖堤底部的这块石头表面积是0.25m2,求此石头表面受到的水的压力大小。
16.一辆空洒水车质量为3t(含司机),水箱底面积为6m2,满载后水深1.2m,轮胎与地面的总接触面积为1.2m2,满载后洒水车对地面的压强为1×105Pa。满载的洒水车以5m/s沿直线匀速行驶,已知所受阻力为车总重的0.03倍,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
求:
(1)水对箱底的压强;
(2)水的质量;
(3)洒水车的牵引力大小。
17.如图所示,一个平底铁桶重为1kg,平放在水平台面上,桶的底面积为200cm2,往桶里倒入8kg的水,水的深度为30cm,(g取10N/kg,水的密度ρ水=1×103kg/m3)
求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强。
18.如图所示,一平底玻璃杯放在面积为1m2的水平桌面上,内装150g的水,杯子与桌面的接触面积是10cm2(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
(1)求距容器底部3cm的A点受到的水的压强;
(2)求水对杯底的压力;
(3)若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa,求玻璃杯的质量。
19.如图所示的一个容器中盛有水,容器下部的横截面积是50cm2,上部的横截面积是10cm2,水深h是40cm,A点到容器底的高度是h1是10cm。
(1)A点受到水的压强是多少Pa?
(2)水对容器底的压力有多大?
(3)若再向容器中倒入0.1kg的水且不溢出,则此时水对容器底的压强增大多少?(g=10N/kg)
20.如图所示,圆柱形薄底容器放置在水平地面上,容器高度足够高,容器重为4N,底面积为200cm2,内盛有深度为0.08m的水。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器底受到的水的压力;
(3)若往容器中再注入水,注入水后容器底对地面的压强比原来增加了500Pa,求注入水的体积?
2022人教版八年级物理下期中考试复习专题一:计算题
参考答案
1.一辆质量为6t的6轮载重汽车,在平直公路上匀速行驶45km,所用时间30min,汽车受到的阻力是车重的0.06倍。求:
(1)汽车的速度是多少?
(2)汽车所受的重力是多少?
(3)汽车的牵引力是多少?
(4)汽车每个轮子与地面的接触面积约为250cm2,汽车对地面的压强约为多大?
【解答】解:(1)已知汽车行驶的路程s=45km,时间t=30min=h,
汽车的速度v===90km/h,
(2)汽车所受重力:
G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N;
(3)因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,汽车所受牵引力:
F=f=0.06G=0.06×6×104N=3.6×103N;
(4)汽车对地面的压力:
F′=G=6×104N,
汽车对地面的压强:
p===4×105Pa。
答:(1)汽车的速度是90km/h;
(2)汽车所受重力是6×104N;
(3)汽车所受牵引力是3.6×103N;
(4)汽车对地面的压强约是4×105Pa。
2.如图,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10﹣4m²;某同学将底面积为2.5×10﹣4m2的塑料水杯内装满水后的质量为1kg,塑料水杯放在课桌的桌面上。求:(1)课桌对地面的压力;
(2)课桌对地面的压强;
(3)水杯对桌面的压强。 (不计塑料水杯的质量)
【解答】解:(1)塑料水杯和课桌的总质量:m=m水+m桌=1kg+9kg=10kg,
塑料水杯和课桌的总重:G=mg=10kg×10N/kg=100N,
课桌对地面的压力:F=G=100N;
(2)课桌对地面的受力面积:S=4×4×10﹣4m2=1.6×10﹣3m2,
课桌对地面的压强:p===6.25×104Pa;
(3)塑料水杯底面积S′=2.5×10﹣4m²,杯内装满水后的质量为m杯=1kg,杯内装满水后对桌面的压力F′=G杯=m杯g=1kg×10N/kg=10N,
杯对桌面的压强为p′===4×104Pa。
答:(1)课桌对地面的压力为100N;
(2)课桌对地面的压强为6.25×104Pa;
(3)塑料水杯对桌面的压强为4×104Pa。
3.植保无人机因其操控简单、喷洒均匀、省时高效等优点,在现代农业中发挥着重要作用,如图为某型号双起落架植保无人机。其项目参数如下表:
项目
参数
外形尺寸(长宽高)
3090mm*3090mm*680mm
飞机质量
20kg
药箱容量
30L
起落架底面积(单个)
1×10﹣2m2
聚合物动力电池
30000mA•h
充电电压
40V
最佳作业速度
8m/s
(1)画出空载时静止在水平地面上时无人机的重力的示意图(g取10N/kg)。
(2)若以最佳作业速度飞行,求无人机2min飞行的距离。
(3)求空载时静止在水平地面上的无人机产生的压强(g取10N/kg)。
【解答】解:(1)无人机所受重力的作用点在重心,方向为竖直向下,如图:
(2)若以最佳作业速度飞行,无人机2min飞行的距离s=vt=8m/s×2×60s=960m;
(3)空载时静止在水平地面上的无人机对地面的压力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
空载时静止在水平地面上的无人机产生的压强p===1×104Pa。
答:(1)如图;
(2)若以最佳作业速度飞行,无人机2min飞行的距离960m;
(3)空载时静止在水平地面上的无人机产生的压强为1×104Pa。
4.全球爆发新冠肺炎以来,抗疫救护一线的救护车发挥着重要的作用,如图所示的救护车空载质量为3.6t,每只轮胎与地面的接触面积为300cm2。某次救护任务中,载人总质量为300kg,假设救护车在水平公路上行驶过程中受到的阻力始终为总重的0.06倍。在此次救护任务过程中,求:(g取10N/kg)
(1)路面受到的压力;
(2)救护车静止时对水平路面的压强;
(3)救护车在水平公路上匀速行驶时的牵引力。
【解答】解:(1)路面受到的压力:
F=G总=(m车+m人)g=(3600kg+300kg)×10N/kg=3.9×104N;
(2)救护车静止时对水平路面产生压强的受力面积:
S=4S0=4×300×10﹣4m2=0.12m2,
对水平路面的压强:
p===3.25×105Pa;
(3)汽车运动时的阻力:
f=0.06G总=0.06×3.9×104N=2.34×103N,
因为车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,牵引力:F牵=f=2.34×103N。
答:(1)路面受到的压力为3.9×104N;
(2)救护车静止时对水平路面的压强为3.25×105Pa;
(3)救护车在水平公路上匀速行驶时的牵引力为2.34×103N。
5.如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90m用时30min,月球车对地面的压强是9×104Pa,车轮与地面接触的总面积为150cm2,取10N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度;
(2)月球车在地球上的重力;
(3)登月后,月球车在月球上的质量。
【解答】解:(1)测试时,月球车行驶的速度v===0.05m/s;
(2)月球车对地面的压强是9×104Pa,车轮与地面接触的总面积为150cm2,
根据p=可知月球车对地面的压力F=pS=9×104Pa×150cm2×10﹣4m2=1350N,
月球车在地球上的重力G=F=1350N;
(3)月球车在地球上的质量m===135kg;
因质量是物体本身的一种属性,其大小与物体的位置无关,
所以,登月后,月球车在月球上的质量不变,即m月=m=135kg。
答:(1)测试时,月球车行驶的速度为0.05m/s;
(2)月球车在地球上的重力为1350N;
(3)登月后,月球车在月球上的质量为135kg。
6.炎热的夏天,个旧的街道上有雾炮车在向空中喷水,它比普通洒水车的降温、净化空气的效果更好。(雾炮车的参数如表所示,g取10N/kg)
雾炮车的部分参数
空载时质量
6000kg
最大装水量
10000kg
满载时轮胎与地面的总接触面积
0.4m2
(1)雾炮车装满水时,车和水总共受到的重力是多少?
(2)雾炮车装满水时,对地面的压强是多少?
(3)已知某古桥的桥面能承受的最大压强为6×105Pa,通过计算判断该雾炮车能否满载通过。
【解答】解:(1)车装满水时的总重力为:G=m总g=(m空+m水)g=(6000kg+10000kg)×10N/kg=1.6×105N;
(2)雾炮车装满水时,车对地面的压力等于车的总重力,即车对地面的压力为:F=G=1.6×105N,
对地面的压强为:p===4×105Pa;
(3)因为桥面能承受的最大压强为6×105Pa,大于车满载时对地面的最大压强,所以该雾炮车能满载通过。
答:(1)雾炮车装满水时,车和水总共受到的重力是1.6×105N;
(2)雾炮车装满水时,对地面的压强为4×105Pa;
(3)该雾炮车能满载通过古桥。
7.国家制定载货车辆对地面的压强控制在7×105Pa以内,一辆在水平路面行驶的四轮货车,车与货物总质量是1.4×104kg,单个车轮与地面接触总面积是0.035m2。求:(g取10N/kg)
(1)该货车对路面的压力。
(2)该货车对路面的压强是否超过标准。
【解答】解:(1)货车对路面的压力:
F=G=1.4×104kg×10N/kg=1.4×105N;
(2)车轮与地面接触总面积S=4×0.035m2=0.14m2,
货车对路面的压强:
p===1×106Pa,
因1×106Pa>7×105Pa,
所以,超过标准。
答:(1)货车对路面的压力是1.4×105N;
(2)货车对路面的压强是1×106Pa,超过标准。
8.如图所示,是小明往墙上按图钉的情形,已知图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×10﹣4cm2,小明手指对钉帽的压力为20N,求手对图钉帽的压强和图钉对墙产生的压强。
【解答】解:图钉尖对墙的压力等于手指对图钉帽的压力,即F2=F1=20N,
图钉帽的面积:S1=0.8cm2=8×10﹣5m2,
图钉尖的面积:S2=5×10﹣4cm2=5×10﹣8m2,
手对图钉帽的压强:
p1===2.5×105Pa;
图钉尖对墙的压强:
p2===4×108Pa。
答:手对图钉帽的压强为2.5×105Pa;
图钉对墙产生的压强4×108Pa。
9.夏日的北海银滩,游客在水平沙滩上驾驶四轮海滩摩托车,摩托车到18km外的地点用时30min。
(1)求摩托车在这段过程中的平均速度是多少m/s。
(2)若空车质量为300kg,人的质量是60kg,车轮与沙地面接触的总面积为0.02m2.求车对沙地的压力和压强。(g取10N/kg)
【解答】解:(1)摩托车行驶的路程:s=18km=1.8×104m,时间:t=30min=1.8×103s,
则摩托车在这段过程中的平均速度:v===10m/s。
(2)在水平沙滩上,所以摩托车对沙地的压力:
F=G总=(m人+m车)g=(300+60)kg×10N/kg=3.6×103N;
摩托车与沙地总的接触面积(受力面积):
S=0.02m2=0.02m2,
摩托车对沙地的压强:
p===1.8×105Pa。
答:(1)摩托车在这段过程中的平均速度是10m/s。
(2)车对沙地的压力为3.6×103N;压强为1.8×105Pa。
10.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力均为G,甲的边长a为3h,乙的边长b为2h。求:
①正方体甲对地面的压强p甲;
②正方体甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙;
③若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度△h后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度△h。
【解答】解:①正方体甲对地面的压力:F甲=G,
受力面积:S甲=a2=(3h)2=9h2,
则正方体甲对地面的压强:p甲==;
②正方体甲的体积:V甲=a3=(3h)3=27h3,正方体乙的体积:V甲=b3=(2h)3=8h3,
实心均匀正方体甲、乙的重力均为G,根据G=mg可知质量均为m,
则正方体甲、乙的密度之比:====8:27;
③若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度Δh后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,
因为p======ρgh,
所以ρ甲g(3h﹣Δh)=ρ乙g(2h﹣Δh),
解得,Δh=h。
答:①正方体甲对地面的压强为;
②正方体甲、乙的密度之比为8:27;
③截去的厚度为h。
11.某薄壁圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,容器的质量为0.5千克、底面积为5×10﹣3米2。将一定量的水注入容器内(水未溢出),容器内水深为0.2米。求:
(1)容器内注入水的质量;
(2)水对容器底部的压强;
(3)水平桌面受到盛水容器的压强。
【解答】解:(1)因为容器为圆柱形,所以水的体积:V=Sh=5×10﹣3m2×0.2m=10﹣3m3,
水的质量:m水=ρV=1.0×103kg/m3×10﹣3m3=1kg;
(2)水对容器底的压强:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(3)因为容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重,
所以容器对水平桌面的压力:F=G总=m总g=(0.5kg+1kg)×10N/kg=15N,
容器对桌面的压强:p===3×103Pa。
答:(1)容器内注入水的质量为1kg;
(2)水对容器底部的压强为2×103Pa;
(3)水平桌面受到盛水容器的压强3×103Pa。
12.如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体,液体的体积为4.0×10﹣3m3,液体的深度为0.25m,若容器重为20N,底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为2.5×103Pa求:(g取10N/kg)
(1)液体的密度
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强。
(3)液体对容器底的压力。
(4)这个装着液体的容器对桌面的压强。
【解答】解:(1)由p=ρgh可得,液体的密度:
ρ===1×103kg/m3;
(2)距容器底高为0.1m处A点的深度:
hA=0.25m﹣0.1m=0.15m,
A点的液体压强:
pA=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3)由p=可得,液体对容器底的压力:
F=pS=2.5×103Pa×2.0×10﹣3m2=5N;
(4)由ρ=可得,液体的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×4.0×10﹣3m3=4kg,
液体的重力:
G=mg=4 kg×10N/kg=40N,
这个装着液体的容器对桌面的压力:
F′=G+G容=40N+20N=60N,
这个装着液体的容器对桌面的压强:
p′===3×104Pa。
答:(1)液体的密度为1×103kg/m3;
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强为1.5×103Pa;
(3)液体对容器底的压力为5N
(4)这个装着液体的容器对桌面的压强为3×104Pa。
13.2020年11月10日,“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m,下潜过程用了4h。求:(海水密度用ρ水=1×103kg/m3代替,g取10N/kg)
(1)潜水器下潜过程中的平均速度(结果保留两位小数);
(2)潜水器成功坐底,受到海水的压强;
(3)此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到多大的海水压力;
(4)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于多少个标准大气压。
【解答】解:(1)潜水器的平均速度:
v==≈2.73km/h;
(2)潜水器受到海水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa;
(3)由p=可知,潜水器表面受到海水的压力:
F=pS=1.0909×108Pa×60×10﹣4m2=6.5454×105N;
(4)潜水器下潜1×104m受到海水的压强:
p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×104m=1×108Pa;
相当于受到的标准大气压个数:
n===1000;
答:(1)潜水器下潜过程中的平均速度2.73km/h;
(2)潜水器成功坐底,受到海水的压强为1.0909×108Pa;
(3)此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到的海水压力为6.5454×105N;
(4)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于1000个标准大气压。
14.我国“海斗一号”潜水器在马里亚纳海沟成功完成了首次万米海试与试验性应用任务。于2020年6月8日载誉归来。当下潜至1.0×104m时。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)潜水器受到海水的压强;
(2)潜水器观察窗200cm2所受到海水的压力。
【解答】解:
(1)潜水器受到海水的压强为:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa;
(2)受力面积:S=200cm2=2×10﹣2m2,
由p=可得,潜水器观察窗200cm2面积上受到海水的压力:
F=pS=1.03×108Pa×2×10﹣2m2=2.06×106N。
答:(1)潜水器受到海水的压强是1.03×108Pa;
(2)潜水器观察窗200cm2面积上受到海水的压力是2.06×106N。
15.发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖(如图所示),这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重的威胁着下游群众的生命安全。若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到40m,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求上述情况下湖堤底部受到的水的压强。
(2)湖堤底部有一块质量为600g的石头,求此石头所受重力大小。
(3)湖堤底部的这块石头表面积是0.25m2,求此石头表面受到的水的压力大小。
【解答】解:(1)湖堤底部受到的水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×40m=4×105Pa;
(2)已知石头的质量m=600g=0.6kg,则石头所受重力:
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N;
(3)根据p=可得石头表面受到的水的压力:
F=pS=4×105Pa×0.25m2=1×105N。
答:(1)湖堤底部受到的水的压强为4×105Pa;
(2)此石头所受重力大小为6N;
(3)此石头表面受到的水的压力大小为1×105N。
16.一辆空洒水车质量为3t(含司机),水箱底面积为6m2,满载后水深1.2m,轮胎与地面的总接触面积为1.2m2,满载后洒水车对地面的压强为1×105Pa。满载的洒水车以5m/s沿直线匀速行驶,已知所受阻力为车总重的0.03倍,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
求:
(1)水对箱底的压强;
(2)水的质量;
(3)洒水车的牵引力大小。
【解答】解:(1)罐内水深1.2m,则水对罐底的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa;
(2)空洒水车(含司机)的重力:
G车=m车g=3×103kg×10N/kg=3×104N,
因为p=,所以满载后洒水车对地面的压力:
F=pS车=1×105Pa×1.2m2=1.2×105N,
因为在水平地面上,所以洒水车的总重力:
G总=F=1.2×105N,
所以洒水车中水的重力:
G水=G总﹣G车=1.2×105N﹣3×104N=9×104N,
因为G=mg,所以水的质量:
m===9000kg;
(3)因为所受阻力为车总重的0.03倍,所以洒水车受到的阻力:
f=0.3G总=0.03×1.2×105N=3600N,
因为洒水车做直线匀速行驶,所以洒水车的牵引力:
F=f=3600N。
答:(1)水对箱底的压强为1.2×104Pa;
(2)水的质量为9000kg;
(3)洒水车的牵引力大小为3600N。
17.如图所示,一个平底铁桶重为1kg,平放在水平台面上,桶的底面积为200cm2,往桶里倒入8kg的水,水的深度为30cm,(g取10N/kg,水的密度ρ水=1×103kg/m3)
求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强。
【解答】解:(1)已知h=30cm=0.3m,
水对杯底的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
(2)由p=可得,桶底受到水的压力:F=pS=3000Pa×200×10﹣4m2=60N;
(3)桶和水的总重力:G总=m总g=(1kg+8kg)×10N/kg=90N,
台面受到桶的压力:F′=G总=90N,
台面受到的压强:p′===4500Pa。
答:(1)水对桶底的压强为3000Pa;
(2)桶底受到水的压力为60N;
(3)台面受到桶的压强为4500Pa。
18.如图所示,一平底玻璃杯放在面积为1m2的水平桌面上,内装150g的水,杯子与桌面的接触面积是10cm2(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
(1)求距容器底部3cm的A点受到的水的压强;
(2)求水对杯底的压力;
(3)若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa,求玻璃杯的质量。
【解答】解:(1)根据图示可知,A点距离水面的深度:hA=12cm﹣3cm=9cm=0.09m,
距容器底部3cm的A点受到的水的压强:pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa;
(2)杯内水的深度:h=12cm=0.12m,
水对杯底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa,
由p=可得,水对杯底的压力:F=pS=1200Pa×10×10﹣4m2=1.2N;
(3)桌面所受玻璃杯的压力:F′=p′S=2.7×103Pa×10×10﹣4m2=2.7N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,玻璃杯的总质量:m====0.27kg=270g,
则玻璃杯的质量:m杯=m﹣m水=270g﹣150g=120g。
答:(1)距容器底部3cm的A点受到的水的压强为900Pa;
(2)水对杯底的压力为1.2N;
(3)玻璃杯的质量为120g。
19.如图所示的一个容器中盛有水,容器下部的横截面积是50cm2,上部的横截面积是10cm2,水深h是40cm,A点到容器底的高度是h1是10cm。
(1)A点受到水的压强是多少Pa?
(2)水对容器底的压力有多大?
(3)若再向容器中倒入0.1kg的水且不溢出,则此时水对容器底的压强增大多少?(g=10N/kg)
【解答】解:(1)由题意可知,A处水的深度:
hA=h﹣h1=40cm﹣10cm=30cm=0.3m,
则A处的压强:
pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;
(2)水深h=40cm=0.4m,则水对容器底部压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
根据p=可得水对容器底部压力:
F=pS下=4×103Pa×50×10﹣4m2=20N;
(3)由ρ=可得,容器内倒入水的体积:
△V水===1×10﹣4m3,
容器内水面上升的高度:
△h===0.1m,
水对容器底部压强的增加量:
△p水=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa。
答:(1)A点受到水的压强是3×103Pa;
(2)水对容器底的压力有20N;
(3)若再向容器中倒入0.1kg的水且不溢出,则此时水对容器底的压强增大1×103Pa。
20.如图所示,圆柱形薄底容器放置在水平地面上,容器高度足够高,容器重为4N,底面积为200cm2,内盛有深度为0.08m的水。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器底受到的水的压力;
(3)若往容器中再注入水,注入水后容器底对地面的压强比原来增加了500Pa,求注入水的体积?
【解答】解:(1)水对容器底的压强p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(2)根据p=可知容器底受到的水的压力F=pS=800Pa×200×10﹣4m2=16N;
(3)若往圆柱形容器中再注入水,注入水后容器底对地面的压强比原来增加了500Pa,
根据p=可知注入水的重力G=△F=△pS=500Pa×200×10﹣4m2=10N,
注入水的质量m水===1kg,
注入水的体积V水===1×10﹣3m3。
答:(1)水对容器底的压强为800Pa;
(2)容器底受到的水的压力为16N;
(3)若往容器中再注入水,注入水后容器底对地面的压强比原来增加了500Pa,注入水的体积为1×10﹣3m3。
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