第十四章压强和浮力Word下载.docx
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压力的作用效果也就是压强既和压力大小有关,又和受力面积有关。
在受力面积一定时,压力越大,压强越大。
在压力一定时,受力面积越大,压强越小。
D
2.在图14-11中,正确表示压力的是( )
图14-11
压力的作用点应在被压物体表面上,压力的方向是垂直于被压物体表面并指向被压物体。
在图A中作用点位置应在被压物体表面即水平面上。
图B中把物体产生的压力混同为物体所受的重力,压力并不是重力,在此情形中压力的作用点和方向都与重力的不同。
图D中应为物体所受拉力,而不是压力。
3.人坐在沙发上比坐在硬凳上感到舒服,是因为人受到的压力____________(填“变大”“变小”或“不变”),受力面积____________,压强____________的缘故。
人无论坐在硬凳上还是沙发上,压力都与自身重力相等,但坐在沙发上,由于沙发发生较大弹性形变,这样受力面积增大,致使沙发对人的压强大大减小,故而会感到舒服。
不变 变大 减小
4.一块均匀的砖平放、侧放、竖放对地面的压力____________(填“相同”或“不同”),对地面的压强最大的放法是____________。
压力相同时,压强与受力面积成反比。
竖立时受力面积最小。
相同 竖放
5.一个重500N的物体,静止在水平地面上,对地面的压力为__________N,若受到100N竖直向上的拉力后,物体对地面的压力为____________N,若将此物体放在一斜面上,对斜面的压力将_________500N(填“大于”“等于”或“小于”)。
静止在水平地面上的物体,对地面的压力和重力大小相等。
当物体受到一个向上100N的力时,合力为500N-100N=400N。
方向竖直向下,则对地面的压力剩下400N,斜面上的物体对斜面的压力的方向跟重力的方向不同,所以压力不等于重力。
500 400 小于
6.某同学质量为50kg,每只鞋底与地面的接触面积为100cm2,则他双脚站在水平地面上时,对地面的压力为____________N,压强为____________Pa。
(g取10N/kg)
压力与重力相等,即F=G=mg=50kg×
10N/kg=500N,双脚站立时受力面积S=2×
100cm2=200×
100×
10-4m2=2×
10-2m2。
p=
=
Pa=2.5×
104Pa。
500 2.5×
104
快乐时光
“真没办法,”物理教师在解释教学进度缓慢的原因时说,“现在的学生,连顺时针方向和逆时针方向这类问题,也要花很大气力才讲解得明白。
”“您的意思是一代不如一代?
”校长惊异地问。
“不,是今非昔比,”教师悻悻地答道,“现在学生们戴的全是电子显示手表……”
30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)
1.“沙漠之舟”骆驼能在松散的沙漠中顺利行走不陷下去,这是因为( )
A.骆驼的重量轻 B.骆驼跑得快
C.骆驼的耐力大有素D.骆驼脚掌面积大压强小
骆驼的脚掌大约是马蹄的3倍,由于受力面积的明显增大,对沙地的压强减小许多,所以骆驼在沙漠里行走自如。
2.某同学在水平公路上骑自行车,骑车时车胎发生了缓慢漏气,那么车胎对路面的( )
A.压强变大B.压强变小
C.压强不变D.压力变大
因为同学在水平公路上骑自行车,车胎缓慢漏气,对地面的压力可以认为基本不变。
因为车胎缓慢漏气,所以车胎会变扁,受力面积增大,压强减小。
B
3.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对地面的压力和压强最接近于( )
A.50N,103PaB.50N,104Pa
C.500N,103PaD.500N,104Pa
本题考查实际应用知识的能力,同时也考查估测能力。
生活中我们要多多观察身边的事物,如普通中学生的质量大约是50kg,其重力大约就是500N;
普通中学生的一只脚底面积大约是250cm2,双脚站立时着地面积为500cm2,所以普通中学生对地面的压强大约为104Pa。
4.长方体砖块的长、宽、厚之比为4∶2∶1,将砖块平放、侧放、竖放在水平地面上时,砖块对地面的压强之比为( )
A.4∶2∶1B.1∶2∶4
C.8∶4∶1D.1∶1∶1
同一块砖在平放、侧放、竖放在水平地面上时,其对地面的压力总是等于其重力大小,所以将砖平放、侧放、竖放在水平地面上时,压力大小是不变的。
由于砖的长、宽、厚不同,所以不同放置时砖与地面的受力面积不同。
在平放时,受力面积为长×
宽;
侧放时,受力面积为长×
厚;
竖放时,受力面积为宽×
由p=
可知,压强之比为
∶
,即:
1∶2∶4。
5.两个圆柱形工件,底面积相等,它们密度之比为ρ甲∶ρ乙=9∶8,平台所受压强之比为p甲∶p乙=3∶2(圆柱体都立放时),则它们的高度之比h甲∶h乙为( )
A.3∶4B.4∶3
C.27∶16D.6∶27
圆柱体立放时对地面的压强大小可以直接用p=ρgh(其中ρ指柱体的密度,h是柱体的高度)计算。
因此它们的高度之比为h甲∶h乙=
×
=4∶3。
6.(2010四川)图14-1-2是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。
如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,把它们放在水平面上,则根据图象可知,甲、乙两种物体对水平面的压强之比p甲∶p乙为( )
图14-1-2
A.8∶1B.4∶1
C.2∶1D.1∶1
由图可知
,设甲边长为a,乙边长为b,则ρ甲·
a3=ρ乙·
b3,可得
=
,所以
。
7.如图14-1-3所示,A、B、C三图中是同一物体在三种不同情况下静止时的情形,其中物体对支持面压力大小等于重力的是图________,物体对支持面压力大小小于重力的是图________,物体对支持面压力大小与重力无关的是图________,由此可知,压力有时和重力是无关的。
图14-1-3
压力的产生不一定是由于物体的重力,压力的大小有时与重力有关,例如图B中压力等于重力,图C中压力小于重力;
有时又与重力无关,例如图A中,压力与重力无关。
B C A
8.请将下列四句话中所反映的物理知识填在横线上:
(1)马尾提豆腐——提不起来:
________________________
(2)水中捞月一场空:
(3)磨刀不误砍柴工:
根据压强公式,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强,减小受力面积可以增大压强。
马尾提豆腐,受力面积小,压强较大,而豆腐所能承受的压强太小,所以马尾提不起豆腐。
同样,磨刀不误砍柴工是通过减小受力面积增大压强。
水中月则是平面镜所成的虚像,当然捞不着。
(1)在压力一定时,受力面积小压强大
(2)平面镜成虚像
(3)在压力一定时,减小受力面积可以增大压强
图14-1-4
9.2010年3月,大型国宝珍品——秦始皇兵马俑在福建省博物馆展出。
小红参观时发现,秦俑脚下都踏踩着一块正方形或长方形的踏板,如图14-1-4所示。
为了弄清这种制作的好处,她收集了一尊站立姿态兵马俑的有关数据:
体重(含踏板)1600N,踏板面积1.6×
问:
(1)这尊兵马俑(含踏板)的质量是多少?
(g取10N/kg)
(2)这尊兵马俑竖放在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(3)踏板面积比双脚面积大,这样制作有什么好处?
请简要说明理由。
已知重力可根据G=mg求质量。
兵马俑静置于水平地面上,对地面的压力等于其重力。
压力一定时使用脚踏板增大受力面积可减小压强,任何材料都有一个承受压强的最大程度,超过这个程度材料就会损坏。
包括博物馆的展厅也只有一定的承受压强的能力,这样制作可以起以保护兵马俑和展厅地面作用。
(1)这尊兵马俑(含踏板)的质量是m=
=160kg。
(2)这尊兵马俑竖放在水平地面上时,对地面的压强
=1×
105Pa。
(3)由于p=
,在G不变的情况下,由双脚触地变为踏板着地,由于踏板面积比双脚面积大,从而减小了压强,而达到保护兵马俑及地面的目的。
10.
(1)如图14-1-5所示,物体A、B叠放在一起,画出A对B的压力及B受到的重力的示意图。
图14-1-5图14-1-6
(2)如图14-1-6所示,物体M放在斜面上,静止不动。
画出其所受重力及对桌面压力的示意图。
作用点要画在受力物体上,压力的作用点在被压物表面上,重力的作用点在物体的重心。
压力方向垂直于物体表面,重力方向竖直向下。
(1)如左下图所示。
(2)如右上图所示。
方法总结:
解答此类问题一定要明确:
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的作用点在物体的重心;
垂直作用(压)在物体表面上的力叫做压力,压力的作用点在被压物表面上,方向垂直于物体表面,重力方向竖直向下,作用点要画在受力物体上。
11.在一次刑事案件侦察中,公安人员在海滩上发现了一连串罪犯逃跑时的清晰脚印,公安人员用蜡对其中一只鞋印进行了浇注,测得蜡鞋模的平均厚度为4cm,质量为900g,又经仪器测试发现达到鞋印同样的深度需要的压强为2.4×
104Pa,请你帮助公安人员,计算罪犯的体重为多少?
由蜡鞋模的质量和蜡的密度计算出蜡鞋模的体积:
V蜡=
=10-3m3
由蜡鞋模的体积和蜡鞋模的厚度,计算出蜡鞋模的底面积,即罪犯一只脚与地面的受力面积:
S=
=0.025m2
由罪犯对地面的压强和受力面积,计算出罪犯对地面的压力,即罪犯的体重:
G=F=pS=2.4×
104Pa×
0.025m2=600N。
罪犯的体重为600N
12.湖北神农架科学考察队在丛林深处松软平整的泥地上发现“野人”行走时留下的新鲜脚印,队员小明用方格纸描下了“野人”的脚印,如图14-1-7所示,并测出脚印深2cm。
已知方格纸每小格的边长是3cm,则“野人”每只脚的面积为多少平方厘米(不满一格的以半格计)?
一般情况下,人的身高大约是脚长的7倍,照此推算“野人”身高大约为多高?
为了估测“野人”的质量,小明从背包中拿出一个边长为5cm的正方体铝块,放在“野人”脚印旁的平地上,并在铝块上面加岩石块,当铝块陷入泥中的深度也为2cm时,用测力计测出铝块和岩石块的总重为65N,据此小明算出“野人”的质量为多少?
(取g=10N/kg)
图14-1-7
解决本题基本思想是:
首先通过方格纸获得“野人”的脚的面积,在面积计算中,不足一格的均算半格。
然后通过铝块和岩石的实际获得泥中下陷2cm的压强,然后根据F=pS计算出压力,即可得罪犯的体重。
最后利用G=mg获得其质量。
至于判断“野人”的身高则纯粹是根据信息进行简单计算。
由图可知“野人”一只脚面积为40×
9cm2=360cm2
而身高则为9×
3cm×
7=27×
7cm=1.89m
又由于对于铝块和岩石使泥石下沉2cm的压强为p=
=2.6N/cm2
“野人”的体重为:
G=p×
S1=2.6N/cm2×
360cm2=93.6kg。
二、液体的压强
1.液体内部压强的特点:
(1)液体内部向各个方向__________(填“有”或“没有”)压强。
(2)在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小__________。
(3)液体内部的压强,随深度的增加__________。
(4)液体内部的压强跟液体的密度____________。
因为液体受重力作用,并且具有流动性,所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都有压强。
实验表明液体内部向各个方向有压强;
在液体同一深度,液体向各个方向的压强大小相同;
液体内部的压强,随深度增加而增大;
液体内部的压强还跟液体的密度有关系,密度越大压强也越大。
(1)有
(2)相等 (3)而增大 (4)有关系
2.液体由于受到________而对容器底及浸在液体内部的物体产生压强,由于液体还具有________性,所以对侧壁也产生压强。
由于液体受重力作用,且具有流动性,所以液体对阻碍它散开的容器底和容器壁都有压强。
重力 流动
3.图14-2-1所示的各图中,探究液体内部压强的实验是( )
图14-2-1
不同的实验有各自的实验装置,A是惯性实验;
B是用天平测质量;
C是测液体内部压强的实验;
D是平面镜成像实验。
4.下列日用器具中利用连通器原理工作的是( )
A.喷泉 B.钢笔吸水C.洒水壶 D.液体压强计
连通器必须是底部相通,上端开口,且盛同种液体,当液体静止时液面相平。
符合连通器构造的有喷泉、洒水壶,所以AC选项正确,而BD错。
AC
1.图14-2-2中,采用减小受力面积的方法增大压强的事例是( )
图14-2-2
本题考查影响压强大小的因素。
影响压强的两个因素:
一是压强不变时增大接触面积可以减小压强;
而减小接触面积就能增大压强。
二是接触面积不变时增大压力就增大压强;
减小压力就减小压强。
A、C、D都是增大了面积,故而都是为了减小压强,只有B是减小面积,增大压强。
2.关于液体内部的压强,下面的说法哪一种是对的( )
A.在液体内部,液体向各个方向的压强都相等
B.物体在液体内部受到液体的压强,各个方向的压强都相等
C.在液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强都相等
D.在液体内部,液体向下的压强总比向上的压强大
在液体内部各个方向上都有压强,同种液体中的同一深度处各个方向的压强相等;
深度越大,压强越大。
3.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。
如图1423所示的事例中利用连通器原理的是( )
图14-2-3
A.只有①②
B.只有③④
C.只有①③④
D.①②③④
上面的例子中都是生活中有的,除了拦河大坝不是利用连通器原理外,其他都是利用连通器原理。
4.如图14-2-4所示,a、b、c底部互相连通,自b注入水,当图中水不流动时( )
图14-2-4
A.a中液面最高B.b中液面最高
C.c中液面最高D.a、b、c中液面一样高
a、b、c构成连通器,水不流动时,各容器中液面保持相平,与容器的形状、大小无关。
5.如图14-2-5所示,三个完全相同的容器,里面分别装有质量相等的三种不同液体,三个容器都是圆柱形,那么
(1)这三个容器底受到液体的压强pa________pb________pc(填“<”“=”或“>”);
(2)三种液体的密度相比较ρa__________ρc__________ρb;
(3)三容器对桌面的压强pA___________pB___________pC。
图14-2-5
根据液体对容器底的压强产生的原因,我们知道,三容器中液体对容器底的压力相等,而受力面积相等,因此压强相等;
三容器A容器中液体的体积最小,B容器中液体的体积最大,但它们质量相等,所以ρa最大,ρb最小;
由于三容器完全相同,三液体质量相等,故三容器对桌面的压强相等。
(1)= =
(2)> > (3)= =
6.一艘潜艇能潜入海水下1500m,问它能承受的压强是多大?
液体内部的压强与深度和液体的密度有关系。
利用液体内部的压强公式p=ρ液gh可以求出海水1500m深处的压强。
已知h=1500m,ρ液=1.3×
103kg/m3,g取10N/kg,将上述各值代入液体内部压强公式即可求得p=1.95×
107Pa。
1.95×
107Pa
深夜,蒙面劫匪在街上劫住一位衣冠楚楚的人,用枪指着他说:
“把你的钱拿给我!
”那人勃然大怒:
“我告诉你,我可是国会议员!
”“那……把我的钱还给我!
!
”劫匪愤愤地吼到。
1.如图14-2-6盛有某液体,pA、pB、pC分别表示A、B、C三点处液体的压强,则( )
图14-2-6
A.pA=pB=pCB.pA=pC>pB
C.pA>
pC>
pBD.pA=pB<
pC
根据液体内部的压强与液面下的深度有关系,与液体的密度有关系。
现在是同一种液体,这就是说只与深度有关系。
A、B的深度一样,所以A、B两点处的压强相等。
C点的深度大于A、B,所以C点处的压强最大。
即:
pA=pB<
pC,则ABC选项错,D选项正确。
2.如图14-2-7所示,将一盛有水的试管倾斜后,液体对容器底的压强将(液体不流出)( )
图14-2-7
A.变大B.变小
C.不变D.无法确定
试管倾斜,液面高度降低,根据p=ρgh可知压强减小。
要深刻理解公式中每一个量的物理意义,液体的深度指的是由液面到该点的竖直高度,而不是液柱的长。
更不是由该点到容器底的深度。
3.图14-2-8中正确的是( )
图14-2-8
这是同一种液体,并且不流动,根据连通器原理,上端液面应该相平。
所以ACD错,B正确。
4.在盛满水的容器的侧壁上开有三个小孔,水从小孔中喷出,在如图14-2-9所示的四幅图中正确的是( )
图14-2-9
以上实验是为了探究液体压强的特点而设计的,上、中、下三孔所在高度不同,因此,在容器中装满水后三孔在水中的深度不同,由液体压强规律可知:
同一种液体内部,深度越大,压强越大,因此也喷射得更远。
5.一个装满煤的油桶高2m,在距底0.5m处有一点M,则M点的压强为(已知ρ油=0.8×
103kg/m3,g取10N/kg)( )
A.1.6×
104PaB.1.2×
104Pa
C.0.8×
104PaD.0.4×
p=ρgh=0.8×
103kg/m3×
10N/kg×
(2-0.5)m=1.2×
6.有4种不同年代的潜水装置,它们潜入海水的最大深度如图14-2-10所示,其中能承受海水压强最大的是( )
图14-2-10
都是海水,由液体压强公式p=ρgh可知,越深的地方海水产生的压强越大,因此,潜水装置潜入海水越深,说明能承受海水压强最大。
D
7.(2010江苏如东模拟模拟)两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图14-2-11所示,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲、p乙,则它们的关系是( )
图14-2-11
A.p甲>p乙B.p甲<p乙
C.p甲=p乙D.无法确定
相同的小球在甲液体中没有完全浸没,说明甲液体密度大于乙液体密度。
而甲、乙两种液体深度相同。
由p=ρgh可知p甲>p乙。
A
8.潜水员潜入水中的深度有一定的限制,这与潜水员能承受的压强大小有关。
若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×
105Pa,水的密度为1.0×
103kg/m3(g取10N/km),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是( )
A.4mB.40m
C.400mD.60m
这是一道关于液体内部压强的应用题。
通过对教材的学习我们已经知道,液体内部的压强与液体的深度有关系。
题干中已经知道潜水员能够承受的最大压强,这样直接应用液体内部压强公式,已知压强和水的密度求水深。
由公式p=ρgh变形得h=p/ρg可求。
9.如图14-2-12所示,半球形容器中都装满水,在水对容器壁的压力示意图中,正确的是( )
图14-2-12
压力的方向是垂直于受压物体表面的,半球形容器的内表面是曲面,所以水对其压力方向各不相同,但液体的压强随深度的增加而增大,所以D是正确的。
10.比较A、B、C三点的压强pA__________pB__________pC__________。
如图14-2-13所示,三容器中是同一种液体。
图14-2-13
现在题目中已知是同一种液体,这就是说只与深度有关系。
A、B、C三点的深度都是h,所以三点处的压强相等。
= =
11.我国经济快速发展,很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点,纷纷为自己的产品做广告,但有些广告制作却忽视了其中的科学性。
如图14-2-14所示的广告图中有一处科学性的错误,请你找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律。
图14-2-14
错误:
____________________,它违背了______________________________。
茶壶利用的是连通器原理制成的,但是连通器底部连通上部开口,上部水面应该是相平的,而图中壶中水面明显低于壶嘴水面,不符合连通器的工作原理。
水面低于壶嘴 连通器工作原理
12.图14-2-15中A是小华家的厨房,B是卫生间,A、B两地之间有墙,相互看不到,但是小华家在装修时必须搞清楚;
厨房和卫生间的地面哪个高?
高度相差多
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- 第十四 压强 浮力