初中物理人教版八年级下册第九章 压强9.1 压强随堂练习题
展开(练习2 压强 同步基础练习)
姓名: 学校: 老师:
一、选择题(共20小题):
1.关于压强,下列说法正确的是( )
A.压力越大,产生的压强越大
B.压强大的,受力面积一定小
C.单位压力作用的面积越大,压强就越大
D.压强大,指的是单位面积上受到的压力大
2.用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,则对公式p=FS理解正确的是( )
A.受力面积越大,产生的压强越大
B.物体所受的压力越大,产生的压强越大
C.物体所受的重力越大,产生的压强越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力成正比
3.如图所示,水平地面上放置有相同的小桌子和砝码,地面受到压强最大的是( )
4.如图甲所示,一长方体木块放在各处粗糙相同的水平桌面上,开始时其小部分露出桌面;现用一水平向右的拉力F,使其向右移动一段距离后位置如图乙所示;在拉木块的过程中,木块所受的摩擦力为f,对桌面的压强为p。下列分析正确的是( )
A.f逐渐变小,p逐渐变大B.f不变,p先变小,后不变
C.f逐渐变大,p逐渐变小D.f不变,p不变
5.如图所示,在水平桌面上放着三个实心铁制圆柱,对桌面的压强大小判断正确的是( )
A.甲最大B.乙最大C.丙最大D.一样大
6.如图(a)、(b)所示,若分别沿虚线方向切去放置在水平地面上实心正方体的左侧部分,则剩余部分对水平地面的压强( )
A.图(a)所示情况变小 B.图(b)所示情况变大
C.图(a)、(b)所示两种情况都变小 D.图(a)、(b)所示两种情况都不变
7.原来平整的细沙面上放上甲、乙两个实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的密度一定比乙大B.甲的密度一定比乙小
C.甲的质量一定比乙大D.甲的质量一定比乙小
8.将质量为240g、底面积为480cm2的物理书平放在水平课桌中央,水平桌面的面积为4800cm2,则书对课桌的压力和压强为(g取10N/kg)( )
A.2.4N 50PaB.24N 50Pa
C.2.4N 5PaD.240N 500Pa
9.如图所示,物体重10N,它与竖直墙面的接触面积0.5dm2,现用30N的水平力把物体按在墙上静止不动,墙面受到的压力和墙面受到压强分别为( )
A.10N,2×103PaB.30N,2×103Pa
C.10N,6×103PaD.30N,6×103Pa
10.如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为20N B.B物体受到绳子拉力为20N
C.B物体对支撑面的压力为100N D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
11.如图所示,图钉钉尖的面积是1mm2,图钉钉帽的面积是1cm2,墙壁表面能承受的最大压强是4×106Pa.要把图钉的钉尖挤入墙壁,手指对图钉钉帽的最小压力为( )
A.0.4NB.4NC.40ND.400N
12.一密度为ρ的钢制轴承,由粗细不同的两部分圆柱体构成,粗细圆柱体的高度均为2h,如图甲所示放置时,轴承对水平面的压强为3ρgh,图乙所示放置时,轴承对水平面的压强为( )
A.4ρghB.5ρghC.6ρghD.8ρgh
13.下列实例中,为了增大压强的是( )
A.破窗锤两端很尖锐 B.铁轨铺在枕木上
C.书包带做得较宽 D.载重车安装很多车轮
14.下面四图中是利用减小压强的是( )
A.锋利的剪刀 B.坦克宽大的履带 C.啄木鸟的尖嘴 D.压路机的铁轮
15.如图所示,A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强为p1,若取走A,B对地面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,若A、B的边长之比为LA:LB=2:3,则下列说法正确的是( )
A.A、B的体积之比VA:VB=4:9 B.A、B的密度之比ρA:ρB=16:27
C.A、B的质量之比mA:mB=1:2 D.A、B的物重之比GA:GB=2:5
16.如图是甲、乙两种物质的重力和体积的关系图象,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成两个圆柱体A、B,其底面积SA:SB=1:4.把它们平放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.3:1B.4:3C.4:1D.3:4
17.两个质地均匀的正方体分别放在水平桌面上,它们的重力之比是1:2,与桌面的接触面积之比是2:1,那么桌面所受的压强之比是( )
A.1:1B.2:1C.1:4D.1:2
18.两个均匀物体A、B质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB,底面积分别为SA、SB,高度分别为hA、hB,将A、B叠放在水平桌面上,如图所示,A对B的压强为P1,B对桌面的压强为P2,则下列关系正确的是( )
A.p1=mAgSBB.p1=mBgSA
C.p2=(mA+mB)gSBD.P2=(mA+mB)gSA
19.如图所示,底面积为S甲<S乙的甲、乙两个实心圆柱体,已知它们的高度h甲<h乙,且对水平桌面的压力F甲>F乙。若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同质量,剩余部分对桌面的压强分别为p甲、p乙,则截去部分的高度△h甲、△h乙的关系是( )
A.△h甲>△h乙,p甲>p乙B.△h甲>△h乙,p甲<p乙
C.△h甲<△h乙,p甲>p乙D.△h甲<△h乙,p甲<p乙
20.如图所示,形状大小相同的实心长方体甲、乙置于水平地面上,对地面的压强分别为p甲、p乙。现沿竖直方向截取相同体积,并将截取部分叠放在各自剩余部分上方,若甲对地面的压强变化量大于乙对地面的压强变化量,则( )
A.p甲一定大于p乙B.p甲可能等于p乙
C.p甲一定小于p乙D.p甲可能小于p乙
二、填空题(共10小题):
21.压强是表示 的物理量,用200牛的压力作用在2米2的面积上,产生的压强为 帕,它表示的物理意义是 。
22.如图所示,一块长方体香皂,重为1N,侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积是5×10﹣4m2,它对桌面的压强是 Pa.若沿ab方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压力 (变大/变小/不变),压强 (变大/变小/不变)。
23.如图,物体与墙的接触面积为0.2m2,某人用200N的力将重为300N的物体压在墙上处于静止状态,则物体对墙的压力为 N,对墙的压强是 Pa,物体受到墙对它的摩擦力为 N。
24.一块重10N、边长为10cm的正方体木块,用15N的竖直向上的力压在天花板上。木块对天花板的压力为 N,木块对天花板压强是 Pa。
25.如图所示,将铅笔水平挤压在两手指间,按笔尖的手指较疼,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越 (选填“明显”或“不明显”)。若笔尖对手指的压强是500Pa,则表示的物理意义是 。
26.货车超载,很容易把公路的路面压坏。交通管理部门规定货车的承载质量不得超过规定值。这是通过 一定时,限定货车对路面的 来控制货车对路面压强大小的。
27.物理学中把 称为压强,它是表示 的物理量,人站立时对地面的压强约为1.5× pa,表示的物理意义是 。如图1所示的长方体放在水平地面上,若将图1中的阴影部分截去后,则剩余部分对地面的压强将 ;若物体A在水平推力F的作用下如图2所示从甲图位置匀速运动到乙图位置,此过程中,物体A对桌面的压力 ,物体A对桌面的压强将 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
28.100N的压力甲作用在0.5m2的面积上,2000N的压力乙作用在15m2的面积上,压力 (填“甲”或“乙”)的作用效果较大。压强是5000Pa,它的意思是 。如图所示,甲、乙、丙三个同种物质制成的密度均匀的实心正方体分别放在水平地面上,它们的高度不同。甲、乙、丙对地面压强最大的是 。
29.相同物质组成的实心正方体金属块A、B,已知A、B的边长之比为1:2,则图甲中A、B分开放时对桌面的压强之比为 ,图乙中金属块B的上、下表面受到的压强之比为 。
30.如图所示,实心长方体A和B放在水平地面上,高度之比hA:hB=2:1,底面积之比SA:SB=1:3,它们对地面的压强相等,则它们的密度之比ρA:ρB= ;它们对地面的压力之比FA:FB= 。若将A叠放在B的上方,会使B对地面的压强变为原来的 倍。
三、计算题(共8小题)
31.某人的质量为70千克,当他在水平地面上行走时:
(1)求他对地面的压力F。
(2)若他每只鞋底的触地面积为0.02米2,求他对地面的压强p。
32.如图,双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱,质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶,两车轮与地面的接触面积40cm2,已知平衡车的质量为10kg,平衡车受到的阻力为总重的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)平衡车的重力;
(2)小红驾驶平衡车时,平衡车的牵引力;
(3)小红驾驶平衡车时对地面的压强。
33.一个底面积为80cm2高为10cm的实心金属块放在水平地面上,受到20N竖直向上的拉力时,它对地面的压强为5000Pa。
(1)画出金属块的受力示意图
(2)金属块所受重力是多大?
(3)金属块的密度是多大?
34.如图所示,质量为2kg的物体A置于水平桌面上,桌子的重力为98N.(g=10N/kg)求:
(1)物体A对桌面的压力;
(2)地面对桌子的支持力。
(3)已知摩擦力与压力和粗糙程度(μ=0.4)成正比,用多大推力可以使物体A向右做匀速直线运动。
35.如图所示,棱长分别为0.2米和0.1米的实心立方体A、B放置在水平地面上,物体A、B的质量均为8千克。求:
(1)物体A的密度ρA。
(2)物体B对水平地面的压强pB。
(3)小明设想在A、B两物体中选择某一物体沿竖直或水平方向截取一定质量△m,并将截取部分△m置于对方的上表面,使此时它们对水平地面的压强pA′=pB′,上述做法是否都可行?请说明理由。请写出满足pA′=pB′时的截取和放置方式,并计算出△m。
36.质量为1kg底面积为20cm2的物体A放在水平地面上,将质量为0.5kg底面积为 10cm2的物体B叠放在A上面,如图所示,求:
(1)B对A的压力和压强分别为多大?
(2)地面受到的压强为多大?(g=10N/kg)
37.如图所示,同种材料制成的正方体A、B,边长分别为20cm和10cm,A放在B的上面中央,B放在水平地面上,A对B的压强为2.16×104Pa.(g取10N/kg)。求:
(1)材料的密度;
(2)B对地面的压强。
38.某通缉逃犯在水平潮湿泥地上站立时留下一对清晰的脚印,如图所示,这对脚印的总面积为0.05m2,深度为1.8cm.为了大致知道该逃犯的质量,公安刑侦人员对该潮湿泥地进行抗压实验,发现使潮湿泥地达到相同深度的压强为1.5×104Pa(不需要考虑大气压强,g取10N/kg),请你根据以上数据推算:
(1)该逃犯对潮湿泥地的压力是多少?
(2)该逃犯的质量最多是多少?
人教版 八年级物理下册 第9章《压强》
第1节 压强
(练习2 压强 同步基础练习)
姓名: 学校: 老师:
一、选择题(共20小题):
1.关于压强,下列说法正确的是( )
A.压力越大,产生的压强越大
B.压强大的,受力面积一定小
C.单位压力作用的面积越大,压强就越大
D.压强大,指的是单位面积上受到的压力大
【答案】D
【解析】(1)压力是垂直压在物体表面上的力;压强是物体单位面积上受到的压力;
(2)根据压强公式p=FS利用控制变量法分析。
解:A.由p=FS可知,压强的大小由受力面积和压力大小共同决定,所以,压力越大,产生的压强不一定越大,故A错误;
B.由p=FS可知,压强大,可能是受力面积小造成的,也可能是压力大造成的,故B错误;
C.由p=FS可知,单位压力作用的面积越大(即压力相同、受力面积越大),压强就越小,故C错误;
D.根据压强的定义可知,压强大,指的是单位面积上受到的压力大,故D正确。
故选:D。
2.用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,则对公式p=FS理解正确的是( )
A.受力面积越大,产生的压强越大
B.物体所受的压力越大,产生的压强越大
C.物体所受的重力越大,产生的压强越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力成正比
【答案】D
【解析】对于压强的计算公式p=FS理解:在压力一定时,压强与受力面积成反比;在受力面积一定时,压强与压力的大小成正比。
解:A、根据p=FS可知,在压力一定时,受力面积越大,产生的压强越小,故A错误。
B、根据p=FS可知,在受力面积一定时,物体所受的压力越大,产生的压强越大,故B错误。
C、压强的大小与压力大小有关,与物体的重力没有直接关系;故C错误。
D、根据p=FS可知,受力面积不变时,产生的压强与压力成正比,故D正确。
故选:D。
3.如图所示,水平地面上放置有相同的小桌子和砝码,地面受到压强最大的是( )
【答案】D
【解析】压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
解:AB压力相同,受力面积不同,根据p=FS,可知,pA>pB;
CD压力相同,受力面积不同,根据p=FS,可知,pD>pC;
BC受力面积相同,压力不同,根据p=FS,可知,pC>pB;
AD受力面积相同,压力不同,根据p=FS,可知,pD>pA;
由此可知,地面受到压强最大的是D。
故选:D。
4.如图甲所示,一长方体木块放在各处粗糙相同的水平桌面上,开始时其小部分露出桌面;现用一水平向右的拉力F,使其向右移动一段距离后位置如图乙所示;在拉木块的过程中,木块所受的摩擦力为f,对桌面的压强为p。下列分析正确的是( )
A.f逐渐变小,p逐渐变大B.f不变,p先变小,后不变
C.f逐渐变大,p逐渐变小D.f不变,p不变
【答案】B
【解析】(1)根据影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度判断此过程摩擦力的变化。
(2)水平面上的物体对支撑面的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化。
解:(1)向右缓慢地推木块的过程中,因为压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力f不变;
(2)因为水平面上的物体对支撑面的压力和自身的重力相等,所以向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力不变,
由公式p=FS知,推木块的过程中受力面积先变大后不变,故木块对桌面的压强p先变小,后不变。
综上所述,f不变,p先变小,后不变,只有选项B的说法正确。
故选:B。
5.如图所示,在水平桌面上放着三个实心铁制圆柱,对桌面的压强大小判断正确的是( )
A.甲最大B.乙最大C.丙最大D.一样大
【答案】B
【解析】对于质地均匀,上下横截面积相同的固体放在水平桌面上,对水平桌面的压强可以采用p=ρgh进行判断。
物体放在水平桌面上对水平桌面的压强为:p=FS=GS=ρVgS=ρgShS=ρgh。
解:三个铁制的实心圆柱体,质地均匀,上下横截面积相同,放在水平桌面上,对水平桌面的压强为:
p=p=FS=GS=ρVgS=ρgShS=ρgh,
密度相同,高度不相同,乙图高度最大,故三个圆柱体对水平桌面的压强乙最大。
故选:B。
6.如图(a)、(b)所示,若分别沿虚线方向切去放置在水平地面上实心正方体的左侧部分,则剩余部分对水平地面的压强( )
A.图(a)所示情况变小 B.图(b)所示情况变大
C.图(a)、(b)所示两种情况都变小 D.图(a)、(b)所示两种情况都不变
【答案】D
【解析】适用于液体压强和长方体、正方体、圆柱体等直柱体的压强计算公式推导如下:
p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh。
解:若分别沿虚线方向切去放置在水平地面上实心正方体的左侧部分,则剩余部分的密度ρ和高度h均不变,由适用于液体压强和长方体、正方体、圆柱体等直柱体的压强计算公式:
p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh可以推出对水平地面的压强p不变。
故选:D。
7.原来平整的细沙面上放上甲、乙两个实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的密度一定比乙大B.甲的密度一定比乙小
C.甲的质量一定比乙大D.甲的质量一定比乙小
【答案】B
【解析】(1)细沙面的凹陷程度反映了压强的大小,比较细沙面的凹陷程度得出两者压强的关系,根据实心正方体对沙面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh结合高度关系得出两者的密度关系;
(2)物体对水平面的压力和自身的重力相等,根据p=FS和受力面积关系比较两者的质量关系。
解:
(1)由图可知,甲、乙两个实心正方体放在原来平整的细沙面上时,乙的凹陷程度比较深,
则乙对沙面产生的压强较大,即p甲<p乙,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由实心正方体对沙面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,
由ρ=pgh可知,当p甲<p乙且h甲>h乙时,ρ甲<ρ乙,即甲的密度一定比乙小,故A错误、B正确;
(2)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,正方体对沙面的压力F=G=mg,
由p=FS可得,正方体的质量m=Gg=Fg=pSg,
由于p甲<p乙、S甲>S乙,但两者的具体关系不确定,则甲、乙的质量关系无法确定,故CD错误。
故选:B。
8.将质量为240g、底面积为480cm2的物理书平放在水平课桌中央,水平桌面的面积为4800cm2,则书对课桌的压力和压强为(g取10N/kg)( )
A.2.4N 50PaB.24N 50Pa
C.2.4N 5PaD.240N 500Pa
【答案】A
【解析】知道物理书的质量,利用G=mg求其重力,物理书对水平桌面的压力大小和自身的重力相等,再利用压强公式p=FS求出书对课桌的压强。
解:
书对课桌的压力:
F=G=mg=0.24kg×10N/kg=2.4N,故BD错误;
书对课桌的压强:
p=FS=2.4N480×10−4m2=50Pa,故A正确、C错误。
故选:A。
9.如图所示,物体重10N,它与竖直墙面的接触面积0.5dm2,现用30N的水平力把物体按在墙上静止不动,墙面受到的压力和墙面受到压强分别为( )
A.10N,2×103PaB.30N,2×103Pa
C.10N,6×103PaD.30N,6×103Pa
【答案】D
【解析】30N的水平力作用在物体上,该力被大小不变地传给墙面,可得墙面受到的压力;知道物体与墙面的接触面积(受力面积),利用p=FS求墙面受到的压强大小。
解:
图中物体可以将右边受到的力大小不变地传给墙面,
墙壁受到的压力F压=F=30N,
受力面积S=0.5dm2=5×10﹣3m2,
墙壁受到的压强:
p=F压S=30N5×10−3m2=6×103Pa。
故选:D。
10.如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为20N B.B物体受到绳子拉力为20N
C.B物体对支撑面的压力为100N D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
【答案】D
【解析】(1)弹簧测力计读数时,多数都是在静止或匀速直线运动状态即平衡状态下使用的,此时弹簧测力计的示数等于弹簧测力计受到的拉力,根据弹簧测力计受力平衡求出B对弹簧测力计的拉力,根据同一根绳子的拉力相等得出B物体受到绳子拉力;
(2)通过分析B的受力情况和相互作用力的大小关系得出B对地面的压力,根据p=FS求出B对地面的压强。
解:(1)物体A由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向左的10N的拉力,则弹簧测力计的示数F=10N,故A错误;
因弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的力是一对平衡力,
所以,B物体通过绳子对弹簧测力计施加了一个向右的10N拉力,
由同一根绳子的拉力相等可知,B物体受到绳子的拉力也为10N,故B错误;
(2)B物体受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这三个力平衡,
所以,B物体受到的支持力:
F支持=GB﹣F=100N﹣10N=90N,
因支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,
所以,B物体对支撑面的压力:
F压=F支持=90N,故C错误;
B物体对支撑面的压强:
p=F压SB=90N(0.2m)2=2.25×103Pa,故D正确。
故选:D。
11.如图所示,图钉钉尖的面积是1mm2,图钉钉帽的面积是1cm2,墙壁表面能承受的最大压强是4×106Pa.要把图钉的钉尖挤入墙壁,手指对图钉钉帽的最小压力为( )
A.0.4NB.4NC.40ND.400N
【答案】B
【解析】利用压强公式变形F=pS求解手指对图钉的最小压力。
解:要图顶尖进入墙壁,则图顶尖对墙壁的压强至少为4×106Pa,
由p=FS得,手对钉帽的最小压力应为:F=pS尖=4×106Pa×10﹣6m2=4N。
故选:B。
12.一密度为ρ的钢制轴承,由粗细不同的两部分圆柱体构成,粗细圆柱体的高度均为2h,如图甲所示放置时,轴承对水平面的压强为3ρgh,图乙所示放置时,轴承对水平面的压强为( )
A.4ρghB.5ρghC.6ρghD.8ρgh
【答案】C
【解析】设上下部分的横截面积分别为S1和S2,根据密度公式表示出上下部分的质量,两者重力之和即为对水平地面的压力,利用压强公式表示出甲图的压强得出两面积之比,倒置以后压力不变,再根据压强公式表示出此时的压强结合图甲的压强即可得出答案。
解:设上下部分的横截面积分别为S1和S2,由ρ=mV可得,上下两部分的质量:
m上=ρV上=ρS1×2h,m下=ρV下=ρS2×2h,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,F=G上+G下=m上g+m下g=ρS1×2hg+ρS2×2hg,
则图甲中轴承对水平面的压强:
p甲=FS2=ρS1×2hg+ρS2×2hgS2=2ρS1ghS2+2ρgh=3ρgh,
解得:S1S2=12,
如乙图所示放置时,物体的质量不变,重力不变,压力不变,
此时对水平地面的压强:
p乙=FS1=F12S2=2FS2=2×3ρgh=6ρgh。
故选:C。
13.下列实例中,为了增大压强的是( )
A.破窗锤两端很尖锐 B.铁轨铺在枕木上
C.书包带做得较宽 D.载重车安装很多车轮
【答案】A
【解析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
解:A、破窗锤两端很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意。
B、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,保护路基,故B不符合题意。
C、书包带宽的背起来舒服,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意。
D、载重车安装很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:A。
14.下面四图中是利用减小压强的是( )
A.锋利的剪刀 B.坦克宽大的履带 C.啄木鸟的尖嘴 D.压路机的铁轮
【答案】B
【解析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关.
增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强.
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强.
解:A.锋利的剪刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。故A不符合题意;
B.坦克宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.啄木鸟的尖嘴,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.压路机的铁轮,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故D不符合题意。
故选:B。
15.如图所示,A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强为p1,若取走A,B对地面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,若A、B的边长之比为LA:LB=2:3,则下列说法正确的是( )
A.A、B的体积之比VA:VB=4:9 B.A、B的密度之比ρA:ρB=16:27
C.A、B的质量之比mA:mB=1:2 D.A、B的物重之比GA:GB=2:5
【答案】C
【解析】已知A、B的边长之比可求体积之比,在水平地面上压力等于物体自身的重力,根据公式p=FS可求压强之比,进一步求出重力之比和质量之比,再利用密度公式求出密度之比。
解:A、B的体积之比VAVB=(LA)3(LB)3=2333=827,故A错误;
A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强p1=GA+GBSB,
取走A,B对地面的压强为p2=GBSB,
所以p1p2=GA+GBSBGBSB=GA+GBGB=32,
整理可得:GAGB=12,所以mAmB=12,故C正确、D错误;
密度之比:ρAρB=mAVAmBVB=mAmB×VBVA=12×278=2716,故B错误。
故选:C。
16.如图是甲、乙两种物质的重力和体积的关系图象,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成两个圆柱体A、B,其底面积SA:SB=1:4.把它们平放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.3:1B.4:3C.4:1D.3:4
【答案】C
【解析】圆柱体对水平地面的压力F=G=mg,且两圆柱体的质量相等,知道底面积(受力面积)大小关系,利用p=FS可得两圆柱体对水平地面的压强之比。
解:圆柱体对水平地面的压力F=G=mg,且两圆柱体的质量相等,
则A、B两圆柱体对水平地面的压力之比:
FA:FB=GA:GB=mAg:mBg=mA:mB=1:1;
受力面积SA:SB=1:4,
所以A、B两圆柱体对水平地面的压强之比:
pA:pB=FASA:FBSB=11:14=4:1.
故选:C。
17.两个质地均匀的正方体分别放在水平桌面上,它们的重力之比是1:2,与桌面的接触面积之比是2:1,那么桌面所受的压强之比是( )
A.1:1B.2:1C.1:4D.1:2
【答案】C
【解析】已知两个物体的重力大小关系、与水平桌面的接触面积(受力面积)之间的大小关系,而物体对水平面的压力和自身的重力相等,可得压力大小关系,再利用p=FS求对桌面的压强之比。
解:因为物体放在水平桌面上时,对桌面的压力F=G,
所以两个物体对桌面的压力之比:
F1:F2=G1:G2=1:2,
受力面积之比S1:S2=2:1,
则两物体对桌面的压强之比:
p1:p2=F1S1:F2S2=12:21=1:4.
故选:C。
18.两个均匀物体A、B质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB,底面积分别为SA、SB,高度分别为hA、hB,将A、B叠放在水平桌面上,如图所示,A对B的压强为P1,B对桌面的压强为P2,则下列关系正确的是( )
A.p1=mAgSBB.p1=mBgSA
C.p2=(mA+mB)gSBD.P2=(mA+mB)gSA
【答案】C
【解析】(1)图中,A对B的压力等于A的重力,受力面积等于A的底面积,根据p=FS求出A对B的压强;
(2)图中,B对桌面的压力等于A和B的重力之和,受力面积等于B的底面积,根据p=FS求出B对桌面的压强。
解:AB、图中,A对B的压力F1=GA=mAg,受力面积为SA,则A对B的压强p1=FASA=mAgSA,故A、B错误;
CD、图中,B对桌面的压力F2=GA+GB=(mA+mB)g,受力面积为SB,则B对桌面的压强
p2=F2SB=(mA+mB)gSB,故C正确,D错误;
故选:C。
19.如图所示,底面积为S甲<S乙的甲、乙两个实心圆柱体,已知它们的高度h甲<h乙,且对水平桌面的压力F甲>F乙。若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同质量,剩余部分对桌面的压强分别为p甲、p乙,则截去部分的高度△h甲、△h乙的关系是( )
A.△h甲>△h乙,p甲>p乙B.△h甲>△h乙,p甲<p乙
C.△h甲<△h乙,p甲>p乙D.△h甲<△h乙,p甲<p乙
【答案】C
【解析】(1)据两个物体对地面的压力关系,得出两个物体的质量关系,再根据将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同质量,得出甲和乙剩余部分压力的大小关系,再根据p=FS来比较p甲和p乙的关系;
(2)而后根据m=ρV可以得出ρ甲S甲和ρ乙S乙的关系,再根据两个物体截去的质量相同,比较截去部分的高度△h甲和△h乙的关系。
解:(1)由题知,原来它们对水平地面的压力F甲>F乙,
根据F=G=mg可得m甲>m乙,都截去相同得质量m',m甲﹣m'>m乙﹣m',所以△F甲>△F乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
由于p=FS,剩余部分对桌面的压强分别为p甲=△F甲S甲,p乙=△F乙S乙,
已知S甲<S乙,根据①可得p甲>p乙;
(2)由于ρ=mV,所以m=ρV,V=Sh,
所以可得ρ甲S甲h甲>ρ乙S乙h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
已知h甲<h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
由②③可得ρ甲S甲>ρ乙S乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
都截去相同的质量m',m'=ρ甲V甲’=ρ乙V乙’,即ρ甲S甲△h甲=ρ乙S乙△h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤,
由④得△h甲<△h乙°
故选:C。
20.如图所示,形状大小相同的实心长方体甲、乙置于水平地面上,对地面的压强分别为p甲、p乙。现沿竖直方向截取相同体积,并将截取部分叠放在各自剩余部分上方,若甲对地面的压强变化量大于乙对地面的压强变化量,则( )
A.p甲一定大于p乙B.p甲可能等于p乙
C.p甲一定小于p乙D.p甲可能小于p乙
【答案】A
【解析】甲乙原来的体积相同,截取相同的体积后,剩余的体积也相同。将截取部分叠放在各自剩余部分上方后,两物体对地面的压力不变。由于甲乙物体都是各自上下一样粗细的长方体,沿竖直方向截取相同体积切割相同体积后,剩余部分的体积占原来体积的比例相同。分别表示出甲乙两物体的压强变化量,根据甲对地面的压强变化量大于乙对地面的压强变化量,即可得出答案。
解:假设剩余的体积占整体的比例为x,由于甲乙物体都是各自上下一样粗细的长方体,沿竖直方向截取相同体积后,剩余的底面积占比例也是x,甲对地面的压强变化量是:
G甲xS甲−G甲S甲=(1x−1)G甲S甲,
乙对地面的压强变化量是:
G乙xS乙−G乙S乙=(1x−1)G乙S乙,
题目中已知,甲对地面压强的变化量大于乙地面压强的变化量,故,
G甲S甲>G乙S乙,即p甲一定大于p乙。
故选:A。
二、填空题(共10小题):
21.压强是表示 的物理量,用200牛的压力作用在2米2的面积上,产生的压强为 帕,它表示的物理意义是 。
【答案】压力作用效果;100;1m2的面积上受到的压力是100N。
【解析】(1)压强是表示压力的作用效果的物理量;
(2)根据p=FS求出200牛的压力作用在2米2的面积上产生的压强,1Pa=1N/m2,表示每平方米的面积上受到的压力是1N。
解:(1)压强是表示压力作用效果的物理量;
(2)200牛的压力作用在2米2的面积上,产生的压强:
p=FS=200N2m2=100Pa,
100Pa表示的物理意义是:1m2的面积上受到的压力是100N。
故答案为:压力作用效果;100;1m2的面积上受到的压力是100N。
22.如图所示,一块长方体香皂,重为1N,侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积是5×10﹣4m2,它对桌面的压强是 Pa.若沿ab方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压力 (变大/变小/不变),压强 (变大/变小/不变)。
【答案】2000;变小;不变。
【解析】已知长方体香皂的重力和接触面积,根据公式p=FS可求它对桌面的压强,在水平面上压力等于自身的重力,切去一块后,根据公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSghS=ρgh,可知剩余部分对桌面的压强。
解:它对桌面的压强:p=FS=1N5×10−4m2=2000Pa,
切去一块后,物体的重力变小,对桌面的压力变小;
根据公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSghS=ρgh可知,
物体密度不变,高度不变,所以对桌面的压强也不变。
故答案为:2000;变小;不变。
23.如图,物体与墙的接触面积为0.2m2,某人用200N的力将重为300N的物体压在墙上处于静止状态,则物体对墙的压力为 N,对墙的压强是 Pa,物体受到墙对它的摩擦力为 N。
【答案】200;1000;300。
【解析】物体对墙的压力等于物体垂直作用在墙上的力;根据公式P=FS可求物体对墙的压强;物体受到墙对它的摩擦力方向向上,根据二力平衡分析摩擦力的大小。
解:用200N的力将重为300N的物体压在墙上处于静止状态,则物体对墙的压力为200N;物体对墙的压强为P=FS=200N0.2m2=1000Pa;
物体处于静止状态,在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f=G=300N。
故答案为:200;1000;300。
24.一块重10N、边长为10cm的正方体木块,用15N的竖直向上的力压在天花板上。木块对天花板的压力为 N,木块对天花板压强是 Pa。
【答案】5;500。
【解析】首先对木块进行受力分析,根据木块受到的合力为零求出天花板对木块的压力,木块对天花板的压力与天花板对木块的压力是一对相互作用力,二力大小相等,天花板的受力面积等于木块的底面积,利用p=FS求出木块对天花板的压强。
解:对木块受力分析可知,木块受到竖直向上的压力F1、竖直向下的重力G和天花板对木块的压力F2的作用,
由木块受到的合力为零可得:F1=G+F2,
则天花板对木块的压力:F2=F1﹣G=15N﹣10N=5N,
因木块对天花板的压力与天花板对木块的压力是一对相互作用力,
所以,木块对天花板的压力:F=F2=5N,
天花板的受力面积:S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
所以,木块对天花板的压强:p=FS=5N1×10−2m2=500Pa。
故答案为:5;500。
25.如图所示,将铅笔水平挤压在两手指间,按笔尖的手指较疼,说明压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越 (选填“明显”或“不明显”)。若笔尖对手指的压强是500Pa,则表示的物理意义是 。
【答案】明显;手指1m2的面积上受到的压力为500N。
【解析】(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压强越大。
(2)根据压强定义(物体单位面积上受到的压力叫压强)回答。
解:(1)铅笔水平挤压在两手指间,按笔尖的手指较疼,说明压力大小相同时,受力面积越小,压强越大,压力作用效果越明显;
(2)若笔尖对手指的压强是500Pa,它表示的物理意义是:手指1m2的面积上受到的压力为500N。
故答案为:明显;手指1m2的面积上受到的压力为500N。
26.货车超载,很容易把公路的路面压坏。交通管理部门规定货车的承载质量不得超过规定值。这是通过 一定时,限定货车对路面的 来控制货车对路面压强大小的。
【答案】受力面积;压力大小。
【解析】根据公式p=FS,得到增大或减小压强的方法。
解:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效率越明显,货车行驶时,地面的受力面相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面易损坏;是通过受力面积一定时,限定货车对路面的压力大小来控制货车对路面压强大小的。
故答案为:受力面积;压力大小。
27.物理学中把 称为压强,它是表示 的物理量,人站立时对地面的压强约为1.5× pa,表示的物理意义是 。如图1所示的长方体放在水平地面上,若将图1中的阴影部分截去后,则剩余部分对地面的压强将 ;若物体A在水平推力F的作用下如图2所示从甲图位置匀速运动到乙图位置,此过程中,物体A对桌面的压力 ,物体A对桌面的压强将 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】单位面积上所受的压力;压力的作用效果;104;
地面每平方米面积上受到人的压力为1.5×104N;变小;不变;变小。
【解析】(1)单位面积上受到的压力是压强,压强是表示压力作用效果的物理量;
(2)首先估测出你的体重,及对地面的压力,然后估测出人的双脚与地面的接触面积,即受力面积,然后利用压强公式计算压强大小;
(3)分析阴影部分截去后,剩余部分对地面的压力和受力面积变化,然后根据p=FS分析压强变化;
(4)放在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力;物体对水平面压强的变化,利用公式p=FS分析。
解:(1)物理学中把单位面积上所受的压力称为压强,它是表示压力的作用效果的物理量;
(2)初中生的体重大约是500N,双脚的面积大约是500cm2=5×10﹣2m2;
则人双脚站立时对地面的压强大约是:p=FS=500N5×10−2m2=1×104Pa,
因此,该空的数量级为104;
1.5×104Pa表示的物理含义是:地面每平方米面积上受到人的压力为1.5×104N。
(3)将图中的阴影部分截去后,则剩余部分对地面的压力减小一半,与地面的接触面积减小不到一半,
也就是说接触面积减小的程度比压力减小的程度小,
由公式p=FS可知,剩余部分对地面的压强将减小;
(4)若物体A在水平推力F的作用下如图2所示从甲图位置匀速运动到乙图位置,
物体在水平桌面上,对桌面的压力等于其重力,重力不变,故压力不变。
由p=FS知,压力不变,受力面积在增大,所以压强变小。
故答案为:单位面积上所受的压力;压力的作用效果;104;
地面每平方米面积上受到人的压力为1.5×104N;变小;不变;变小。
28.100N的压力甲作用在0.5m2的面积上,2000N的压力乙作用在15m2的面积上,压力 (填“甲”或“乙”)的作用效果较大。压强是5000Pa,它的意思是 。如图所示,甲、乙、丙三个同种物质制成的密度均匀的实心正方体分别放在水平地面上,它们的高度不同。甲、乙、丙对地面压强最大的是 。
【答案】甲;每平方米面积上的压力为5000N;甲。
【解析】(1)压强在物理上就是表示压力的作用效果的物理量;利用p=FS分别求出压强大小,比较即可;
(2)物体单位面积上受到的压力大小叫压强。根据压强的定义说明压强的含义。
(3)利用p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh分析解答。
解:(1)100N的压力甲产生的压强:p1=F1S1=100N0.5m2=200Pa;
2000N的压力乙产生的压强:p2=F2S2=2000N15m2≈133.33Pa,
因为p1>p2,
所以,压力甲的作用效果较大。
(2)5000Pa表示每平方米面积上的压力为5000N。
(3)均匀实心正方体对水平地面的压强:
p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,同种物质制成,则ρ相同,
由图可知,h甲>h乙>h丙,
所以甲、乙、丙对地面压强的关系为:p甲>p乙>p丙,
故答案为:甲;每平方米面积上的压力为5000N;甲。
29.相同物质组成的实心正方体金属块A、B,已知A、B的边长之比为1:2,则图甲中A、B分开放时对桌面的压强之比为 ,图乙中金属块B的上、下表面受到的压强之比为 。
【答案】1:2; 4:9
【解析】(1)相同物质组成的实心正方体金属块A、B的密度相等,根据实心正方体对桌面的压强为p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL求出图甲中A、B分开放时对桌面的压强之比;
(2)根据G=mg=ρVg=ρL3g求出A、B的重力之比,根据S=L2求出正方体金属块A、B的底面积之比,然后根据p=FS=GS求出图乙中金属块B的上、下表面受到的压强之比。
解:(1)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,实心正方体对桌面的压强:
p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,
又因相同物质组成的实心正方体金属块A、B的密度相等,
所以,图甲中A、B分开放时对桌面的压强之比:
pApB=ρgLAρgLB=LALB=12;
(2)由G=mg=ρVg=ρL3g可得,A、B的重力之比:
GAGB=ρLA3gρLB3g=(LALB)3=(12)3=18,
正方体金属块A、B的底面积之比:
SASB=(LALB)2=(12)2=14,
则图乙中金属块B的上、下表面受到的压强之比:
pB上pB下=GASAGA+GBSB=GAGA+GB×SBSA=11+8×41=49.
故答案为:1:2; 4:9.
30.如图所示,实心长方体A和B放在水平地面上,高度之比hA:hB=2:1,底面积之比SA:SB=1:3,它们对地面的压强相等,则它们的密度之比ρA:ρB= ;它们对地面的压力之比FA:FB= 。若将A叠放在B的上方,会使B对地面的压强变为原来的 倍。
【答案】1:2;1:3;43。
【解析】已知两个长方体高度之比、对地面的压强相同,利用公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgh得到两种材料的密度关系;
已知长方体对地面的压强关系和底面积关系,可以得到压力关系;
若将A叠放在B的上方,根据在水平面压力等于重力算出压力的变化倍数,根据p=FS求出压强的变化。
解:因为p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgh,
所以长方体密度之比为ρA:ρB=pghA:pghB=hBhA=12;
因为p=FS,
所以长方体对地面的压力之比为FA:FB=pSA:pSB=SA:SB=1:3,
因为在水平面上压力等于重力,
所以GA:GB=FA:FB=1:3,得GA=13GB,
若将A叠放在B的上方,会使B对地面的压力变为原来的GA+GBGB=13GB+GBGB=43倍,
在受力面积不变时,根据p=FS知B对地面的压强也变为原来的43倍。
故答案为:1:2;1:3;43。
三、计算题(共8小题)
31.某人的质量为70千克,当他在水平地面上行走时:
(1)求他对地面的压力F。
(2)若他每只鞋底的触地面积为0.02米2,求他对地面的压强p。
【答案】(1)他对地面的压力F为686N。(2)他对地面的压强p为3.43×104Pa。
【解析】(1)人站立在水平地面上时对地面的压力等于其重力,利用G=mg求出;
(2)人在水平地面上行走时一只脚着地,已知此时受力面积,利用p=FS求此时对地面的压强。
解:(1)人站立在水平地面上时对地面的压力F=G=mg=70kg×9.8N/kg=686N;
(2)在水平地面上行走时一只脚着地,此时受力面积S=0.02m2,
对地面的压强:p=FS=686N0.02m2=3.43×104Pa。
答:(1)他对地面的压力F为686N。(2)他对地面的压强p为3.43×104Pa。
32.如图,双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱,质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶,两车轮与地面的接触面积40cm2,已知平衡车的质量为10kg,平衡车受到的阻力为总重的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)平衡车的重力;
(2)小红驾驶平衡车时,平衡车的牵引力;
(3)小红驾驶平衡车时对地面的压强。
【答案】(1)平衡车的重力为100N;(2)小红驾驶平衡车时,平衡车的牵引力为50N;
(3)小红驾驶平衡车时对地面的压强为1.25×105Pa。
【解析】(1)利用G=mg求出平衡车的重力;
(2)根据平衡车受到的阻力为总重的0.1倍,可求得平衡车受到的阻力,因为平衡车在平直的路面上匀速行驶,所以平衡车的牵引力等于其阻力;
(3)平衡车对地面的压力等于小红和平衡车的总重力,受力面积等于平衡车两轮与地面接触的总面积,利用p=FS求出平衡车对地面的压强。
解:(1)平衡车的重力:G车=m车g=10kg×10N/kg=100N;
(2)小红和平衡车的总重力:G总=m总g=(m小红+m车)g=(40kg+10kg)×10N/kg=500N,
平衡车受到的阻力:f=0.1G总=0.1×500N=50N,
平衡车在平直的路面上匀速行驶,平衡车的牵引力和阻力是一对平衡力,
由二力平衡的条件可知牵引力:F牵=f=50N;
(3)平衡车对地面的压力等于小红和平衡车的总重力,
则小红驾驶平衡车时对地面的压强:
p=FS=G总S=500N40×10−4m2=1.25×105Pa。
答:(1)平衡车的重力为100N;(2)小红驾驶平衡车时,平衡车的牵引力为50N;
(3)小红驾驶平衡车时对地面的压强为1.25×105Pa。
33.一个底面积为80cm2高为10cm的实心金属块放在水平地面上,受到20N竖直向上的拉力时,它对地面的压强为5000Pa。
(1)画出金属块的受力示意图
(2)金属块所受重力是多大?
(3)金属块的密度是多大?
【答案】(1)金属块的受力示意图见解答;(2)金属块所受重力是60N;
(3)金属块的密度是7.5×103kg/m3。
【解析】(1)(2)对金属块进行受力分析,得出且重力、拉力和支持力之间的关系;利用p=FS求出金属块对地面的压力,根据力的作用的相互性得出支持力,然后根据力的合成与应用计算重力,并按照力的示意图的画法画出各个力;
(3)利用体积公式求出金属块的体积,利用重力公式求出金属块的质量,然后利用密度公式计算密度。
解:(1)(2)分析可知,此时金属块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力三个力的作用,且重力等于拉力与支持力之和。
根据p=FS可得,金属块对地面的压力:F压=pS=5000Pa×80×10﹣4m2=40N,
因为物体间力的作用是相互的,所以金属块受到的支持力:F支=F压=40N,
已知此时金属块受到竖直向上的拉力F拉=20N,
故金属块的重力:G=F拉+F支=20N+40N=60N,
过金属块的重心,分别作出重力、拉力和支持力,并表明大小,如图所示:
(2)金属块的体积:V=Sh=80cm2×10cm=800cm3=8×10﹣4m3,
金属块的质量:m=Gg=60N10N/kg=6kg,
则金属块的密度:ρ=mV=6kg8×10−4m3=7.5×103kg/m3。
答:(1)金属块的受力示意图见解答;(2)金属块所受重力是60N;
(3)金属块的密度是7.5×103kg/m3。
34.如图所示,质量为2kg的物体A置于水平桌面上,桌子的重力为98N.(g=10N/kg)求:
(1)物体A对桌面的压力;
(2)地面对桌子的支持力。
(3)已知摩擦力与压力和粗糙程度(μ=0.4)成正比,用多大推力可以使物体A向右做匀速直线运动。
【答案】(1)物体A对桌面的压力为20N;(2)地面对桌子的支持力为118N;
(3)用8N的推力可以使物体A向右做匀速直线运动。
【解析】(1)物体A对桌面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小;
(2)对桌子受力分析可知,受到竖直向上的支持力、竖直向下物体A和桌子的重力作用处于平衡状态,根据桌子和物体A整体受到的合力为零求出地面对桌子的支持力;
(3)根据摩擦力与压力和粗糙程度(μ=0.4)成正比求出物体A受到的滑动摩擦力,物体A向右做匀速直线运动时受到向右的推力和向左的摩擦力是一对平衡力,据此求出推力的大小。
解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,物体A对桌面的压力:FA=GA=mAg=2kg×10N=20N;
(2)对桌子受力分析可知,受到竖直向上的支持力、竖直向下物体A和桌子的重力作用处于平衡状态,
所以,由桌子和物体A整体受到的合力为零可得,地面对桌子的支持力:
F支持=GA+G桌子=20N+98N=118N;
(3)因摩擦力与压力和粗糙程度(μ=0.4)成正比,
所以,物体A受到的滑动摩擦力:
f=0.4FA=0.4×20N=8N,
又因物体A向右做匀速直线运动时受到向右的推力和向左的摩擦力是一对平衡力,
所以,推力的大小F=f=8N。
答:(1)物体A对桌面的压力为20N;(2)地面对桌子的支持力为118N;
(3)用8N的推力可以使物体A向右做匀速直线运动。
35.如图所示,棱长分别为0.2米和0.1米的实心立方体A、B放置在水平地面上,物体A、B的质量均为8千克。求:
(1)物体A的密度ρA。
(2)物体B对水平地面的压强pB。
(3)小明设想在A、B两物体中选择某一物体沿竖直或水平方向截取一定质量△m,并将截取部分△m置于对方的上表面,使此时它们对水平地面的压强pA′=pB′,上述做法是否都可行?请说明理由。请写出满足pA′=pB′时的截取和放置方式,并计算出△m。
【答案】(1)物体A的密度ρA为1×103kg/m3;(2)物体B对水平地面的压强pB为7840Pa;
(3)小明在B物体上方沿水平方向截取4.8kg,并将截取部分置于A的上表面时,它们对水平地面的压强pA′=pB′。
【解析】(1)知道实心立方体A的质量和边长,根据ρ=mV和V=L3求出物体A的密度;
(2)物体B对水平地面的压力和自身的重力相等,根据p=FS求出物体B对水平地面的压强;
(3)根据p=FS求出物体A对水平地面的压强,比较物体A和物体B对水平地面的压强关系判断出截取的物体,根据p=FS表示出沿水平方向截取后两者的压强,利用pA′=pB′得出等式即可求出截取物体的质量;若沿竖直方向截取,根据p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh可知B剩余部分对水平地面的压强不变,根据pA′=pB′得出等式求出截取的质量,然后与B的质量相比较判断出此种情况不可能。
解:(1)物体A的密度ρA=mAVA=8kg(0.2m)3=1×103kg/m3;
(2)因物体B对水平地面的压力和自身的重力相等,
所以,物体B对水平地面的压强pB=FBSB=GBSB=mBgSB=8kg×9.8N/kg(0.1m)2=7840Pa;
(3)物体A对水平地面的压强pA=FASA=GASA=mAgSA=8kg×9.8N/kg(0.2m)2=1960Pa,
由pA<pB可知,应从B上截取;
若沿水平方向截取,则pA′=FA′SA=(m+△m)gSA,pB′=FB′SB=(m−△m)gSB,
由pA′=pB′可得,(m+△m)gSA=(m−△m)gSB,即(8kg+△m)×g(0.2m)2=(8kg−△m)×g(0.1m)2,:
解得:△m=4.8kg;
若沿竖直方向截取,由p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh可知,B剩余部分对水平地面的压强不变,
则由pA′=pB′可得,FA′SA=FBSB,即(m+△m)gSA=mgSB,(8kg+△m)×g(0.2m)2=8kg×g(0.1m)2,
解得:△m=24kg>8kg,所以不可行。
答:(1)物体A的密度ρA为1×103kg/m3;(2)物体B对水平地面的压强pB为7840Pa;
(3)小明在B物体上方沿水平方向截取4.8kg,并将截取部分置于A的上表面时,它们对水平地面的压强pA′=pB′。
36.质量为1kg底面积为20cm2的物体A放在水平地面上,将质量为0.5kg底面积为 10cm2的物体B叠放在A上面,如图所示,求:
(1)B对A的压力和压强分别为多大?
(2)地面受到的压强为多大?(g=10N/kg)
【答案】(1)B对A的压力是5N,B对A的压强是5000Pa。(2)地面受到的压强为7500Pa。
【解析】(1)B对A的压力等于B的重力,由压强公式可以求出B对A的压强。注意求压强时,面积应是B的底面积。
(2)求出物体对水平地面的压力,然后由压强公式求出地面受到的压强。求地面受到的压强时,接触面的面积应该是A的底面积。
解:(1)B对A的压力F=GB=mBg=0.5kg×10N/kg=5N,
B对A的压强P=FSB=5N10×10−4m2=5000Pa;
(2)地面受到的压力F′=GA+GB=(mA+mB)g=(1kg+0.5kg)×10N/kg=15N,
地面受到的压强P′=F′SA=15N20×10−4m2=7500Pa;
答:(1)B对A的压力是5N,B对A的压强是5000Pa。(2)地面受到的压强为7500Pa。
37.如图所示,同种材料制成的正方体A、B,边长分别为20cm和10cm,A放在B的上面中央,B放在水平地面上,A对B的压强为2.16×104Pa.(g取10N/kg)。求:
(1)材料的密度;
(2)B对地面的压强。
【答案】(1)材料的密度为2.7×103kg/m3;(2)B对地面的压强为24300Pa。
【解析】(1)根据A对B的压强和A的边长可求出A对B的压力,此时A对B的压力等于A的重力,再根据G=mg可求得A的质量,然后利用ρ=mV可求得其密度。
(2)根据(1)求得密度,可求得B的质量,然后利用G=mg可求得B的重力,此时B对地面的压力等于A和B的重力之和,再利用p=FS可求B对地面的压强。
解:(1)SA=20cm×20cm=400cm2=4×10﹣2m2,VA=20cm×20cm×20cm=8000cm3=8×10﹣3m3,
SB=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2,
∵p=FS,
∴FA=pSA=2.16×104Pa×1×10﹣2m2=2.16×102N,
∵GA=FA=2.16×102N,
∴m=GAg=2.16×102N10N/kg=21.6kg。
∴ρ=mV=21.6kg8×10−3m3=2.7×103kg/m3。
(2)SB=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2.VB=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3,
∵ρ=mV,
∴mB=ρVB=2.7×103kg/m3×1×10﹣3m3=2.7kg,
FB=GB=mBg=2.7kg×10N/kg=27N
F=FA+FB=2.16×102N+27N=243N,
p=FS=243N1×10−2m2=24300Pa。
答:(1)材料的密度为2.7×103kg/m3;(2)B对地面的压强为24300Pa。
38.某通缉逃犯在水平潮湿泥地上站立时留下一对清晰的脚印,如图所示,这对脚印的总面积为0.05m2,深度为1.8cm.为了大致知道该逃犯的质量,公安刑侦人员对该潮湿泥地进行抗压实验,发现使潮湿泥地达到相同深度的压强为1.5×104Pa(不需要考虑大气压强,g取10N/kg),请你根据以上数据推算:
(1)该逃犯对潮湿泥地的压力是多少?
(2)该逃犯的质量最多是多少?
【答案】(1)逃犯对潮湿泥地的压力为750N;(2)逃犯的质量最多是75kg。
【解析】(1)已知压强和接触面积,根据F=PS即可求出逃犯对潮湿泥地的压力;
(2)根据压力和重力相等,利用m=Gg即可求出逃犯的质量。
已知:P=1.5×104Pa,g=10N/kg,S=0.05m2;求:F,m。
解:(1)逃犯对潮湿泥地压力
F=PS=1.5×104Pa×0.05m2=750N;
(2)逃犯的重力 G=F=750N
逃犯的质量 m=Gg=750N10N/kg=75kg。
答:(1)逃犯对潮湿泥地的压力为750N;(2)逃犯的质量最多是75kg。题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
10
0
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8
38
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