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重点专题
专题1压强的综合计算
【专题解读】 根据压强的定义我们得出压强的计算公式p=,它适用于固体、液体、气体产生的压强。公式经变形成F=pS、S=后可以计算压力和受力面积。对于形状规则的柱状物体,运用压强公式的变形式p==ρgh来进行分析会更简单。在综合应用过程中应该注意p、F、S的对应性,还有单位的统一和转换。
例1 如图是中国探月工程车“嫦娥三号”,它是目前我国最高的智能机器人。月球车两翼、六轮,质量约120千克,每个轮子的着地面积是10平方厘米,不管遇到什么样的障碍物,六个车轮都是着地的,月球引力约是地球引力的六分之一,则当月球车在水平月面上行驶的时候对月面的压强是
帕。(地球上的g=10N/kg)
例2 如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重2N,高9cm,底面积40cm2;杯内水重3N,水深7cm,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A.水对杯底的压强为750Pa
B.水对杯底的压力为3N
C.水杯对桌面的压强为1250Pa
D.水杯对桌面的压力为2N
专题2 压强、压力的大小变化判断
【专题解读】 由p=可知只要p、F、S三个量中有一个或两个变化就会导致其他量发生变化。对于固体压强,若要增大压强,可以只增大压力或只减小受力面积或者同时增大压力和减小受力面积;若要减小压强,可以只减小压力或只增大受力面积或者同时减小压力和增大受力面积。液体产生的压强和压力与容器的形状有关:圆柱形容器,液体对容器底的压力等于液体的重力;上窄下宽的容器,液体对容器底的压力大于液体的重力(液体对容器侧壁有压力,压力的方向垂直于侧壁,由于物体间力的作用是相互的,所以侧壁会对液体有一个相对容器底斜向下方向的压力,所以液体对容器底的压力大于液体的重力);上宽下窄的容器,液体对容器底的压力小于液体的重力(液体对容器侧壁有压力,压力的方向垂直于侧壁,由于物体间力的作用是相互的,所以侧壁会对液体有一个相对容器底斜向上方向的压力,所以液体对容器底的压力小于液体的重力)。对于具体液体的压力大小判断可以采用截取法,如图1和图2。对于压强大小可以根据液体深度的变化来判断。
例3 在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa。
(1)求玻璃杯的重力大小。
(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的哪一种。(水的密度为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,杯壁的厚度可忽略)
例4 匀速地向某容器内注满水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图所示,这个容器可能是( )
综合运用
例5 在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,肆意超载,带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105帕以内。有一辆自重2000千克的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10吨,每个车轮与地面的接触面积为0.02米2。求:(g取10牛/千克)
(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?
(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)
巩固提升
1.下列关于压力和压强的说法不正确的是( )
, , ,
A.
B
.
C
.
D.
第1题图
A.图中瓶子倒置时瓶盖受到水的压力比瓶子正立时瓶底受到水的压力小
B.图中的洗手间的下水管是利用连通器的原理工作的
C.图中A点、B点、C点的压强大小关系为:pA
D.如图所示,“瓶吞鸡蛋”实验可以说明大气压的存在,若瓶子侧放则无法完成实验
2.我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动。如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动( )
A.向A方向飘动
B.向B方向飘动
C.向C方向飘动
D.条件不足,无法判断
, ,
第2题图
第3题图
3.用如图所示装置粗略测量大气压的值。把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为4×10-4m2。缓缓向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为3.2kg。则大气对吸盘的压力为
N(g取10N/kg),大气压的测量值为
Pa。若吸盘内的空气不能完全排出,则大气压的测量值比实际值偏
。
第4题图
4.如图所示,在一个标准大气压下,用1m长玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱高度为
mm。
(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况。
(填“升高”“不变”或“降低”)
将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将
。
将玻璃管向上提升一点,水银柱高度将
。
(2)如果用水来代替水银做实验,水
(填“会”或“不会”)充满玻璃管,若管口刚好在水面上且保证不漏气,此时玻璃管内水柱底部的压强为
Pa。(g=10N/kg,结果用科学记数法表示,保留一位有效数字)
第5题图
5.如图所示,用20牛的水平力把重为6牛的正方体物块紧压在竖直墙壁上,则它对墙壁的压力为
牛,若此正方体的底面积为0.01米2,则它对墙壁的压强为帕。若用同样的力,把体积更大的正方体紧压在竖直墙壁上,则墙壁受到的压强将
(填“变大”“不变”或“变小”)。
第6题图
6.小明在学习了大气压强的知识后,自制了一个如图所示的气压计,软瓶中装有适量的水,当他将自制气压计由一楼拿到十楼时发现细玻璃管中液面上升,说明大气压随高度的增加而________(填“增大”“减小”或“不变”)。若他将这个瓶子装满水,戴着隔热手套捏瓶子,发现细玻璃管中液面也能上升,说明力能使物体发生________。他还发现将装满水的瓶子放入热水中,细玻璃管中液面仍能上升,这又成了一支自制温度计,它的工作原理是________,在此过程中瓶内水的质量将________。(填“变大”“变小”或“不变”)
参考答案
【重点专题】例1
3.3×104 例2
C
例3
(1)2N
(2)0.09m
图(a)
例4
C
【综合应用】例5
(1)1×106Pa 超过行业标准 (2)6.4t
【巩固提升】1.D
2.A
3.32
80000
小 4.760 (1)不变
不变 (2)会 9×104 5.20 2000 变小 6.减小 形变 热胀冷缩(液体的热胀冷缩和水的热胀冷缩均可) 不变