中小学教育资源及组卷应用平台
人教版八年级(下册) 第九章《压强》
第1节 压强 精选练习
一、夯实基础
1. 物体_________________叫压强。压强是表示 的物理量,压强的大小是由 的大小和 决定的。
2. 小明同学的重力为500牛,每只脚的底面积取0.02米2,当他站在面积为3米2的床的中央时,则对床产生的压强是 帕,表示的物理意义为 。如果想增大他对床的压强,可以采用的方法是:_______________________。
3. 作用在物体表面上的力叫压力,重力_________能产生压力(选填“一定”、“不一定”或“一定不”)。如图1所示,立方体A的重力GA=10牛,立方体B的重力GB=20牛,则A对B的压力是______牛,B对地面的压力是______牛。
4.“嫦娥四号”月球探测器由如图2所示的“着陆器”和由它搭载的“月球车”组成。在月球表面着陆后,“月球车”与“着陆器”分离,这时“着陆器”对地面的压力将 ,压强将 ;为了适应月球地面的特殊状况,“月球车”安装了6个车轮,当“月球车”在水平地面上行驶时,如果只有4只轮子着地,那么它对地面的压力将 ,压强将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
5. 关于压强的概念,下列说法中正确的是( )
A. 压强只跟压力有关。 B. 压强只跟受力面积有关。
C. 压强跟压力及受力面积都有关。 D. 压强跟压力及受力面积都无关。
6.一张试卷放在水平桌面的中央,它对桌面的压强最接近于( )
A.0.1帕 B.1帕 C.10帕 D.100帕
7.下列实例中,属于增大压强的是( )
8.人站在水平地面上静止不动与行走时相比则( )
A.站立时压力大一些,压强小一些;
B.压力相等,站立时压强小一些;
C.压力相等,站立时压强大一些;
D.站立时压力小一些,压强大一些。
9.一块长方形砖块的长为、宽 、高分别是20厘米、10厘米和5厘米,将它放在水平地面上,地面受到的最大压强为_____帕,最小压强为_____帕()。
10. (1)如图4所示,重15牛的物体A放在地面上,请用力的图示法画出地面受到的压力。
(2)如图5所示,物体重6牛,它对斜面的压力是4牛,请用力的图示法画出这个压力。
11.图6是行人与坦克在相同松软的地面上行走和行驶的情况。
① 由图中信息可以知道,_________对松软地面的压强较大。(选填“行人”或“坦克”)
② 当此人走到沼泽地时发现双脚陷入。此时,他正确的做法是______。(选填“A”或“B”)
A. 迅速走动; B. 立即卧倒。
理由:_______。
12.为探究“压力产生的形变效果与哪些因素有关”,小何决定用海绵和两瓶完全相同的矿泉水进行实验。
① 实验中小何可以通过观察 比较压力产生的形变效果。
② 小何按图7所示将两瓶完全相同的矿水分别放在海绵上,可得的初步结论是: 。
③ 若要探究“压力产生的形变效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是 。(请简要叙述)
二、巩固与提高
13.一长方体砖块平放水平地面上时,对地面的压力为F、压强为p。若将该砖块沿竖直方向切除二分之一,则剩下的部分对地面的压力为___________,压强为____________。若将该砖块沿水平方向切除二分之一,则剩下的部分对地面的压强是____________。
14.如图8所示,边长分别为a、b的实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面的压强均为p,若正方体甲、乙边长之比为a:b=1:2,则两正方体对地面的压力之比F甲: F乙= 。现分别沿竖直方向切去相同厚度后,则甲、乙剩余部分对地面压强之比p'甲:p'乙= 。
15.如图9(a)所示,同种材料制成的甲、乙两个正立方体,放在水平桌面上,甲、乙两物体对桌面的压强分别为40帕和20帕,则对桌面压力较大的为 (选填“甲”或“乙”),如果把乙放在的甲上面,如图9(b)所示,则乙对甲的压强大小为 帕,甲对桌面的压强大小为 帕。
16.实心均匀正方体静止在水平面上。若在其右侧按图10所示方式沿竖直方向截去一部分后,则其质量、密度、对水平面的压力和压强四个物理量中,不变的有 ( )
A. 一个 B. 二个 C. 三个 D. 四个
17. 甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图11所示,则( )
A. 甲的质量一定比乙大 B. 甲的质量一定比乙小
C. 甲的密度一定比乙大 D. 甲的密度一定比乙小
18.如图12所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④甲、乙两次实验,可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果
A.①② B.①②④ C.①③④ D.①②③④
19. 铁块和小桌静止在海绵上,如图13甲所示。撤掉小桌后,铁块再次静止在海绵上,如图乙所示。铁块的质量是600g,铁块的底面积是20cm2,小桌的质量是200g,桌面的面积是80cm2,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大
B. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小
C. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大
D. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小
20. 如图14所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员在附近遥控机器人。若机器人质量为500 kg,每条履带与地面的接触面积为1000 cm2。则:
(1)机器人的重力为多少?
(2)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104 Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
(3)如果科考队员的质量为70 kg,他双脚跟冰面的接触面积为400 cm2,科考队员能在冰面上安全行走吗?
21. 在松软的雪地上行走,脚容易陷进雪地里。即使是干燥的硬泥路面,坦克履带同样也会轧出印痕来。所有材料能够承受的压强都有一定限度,超过这个限度,材料就会受到损坏。下表所示是几种材料能够承受的最大压强及对应的密度值。
材料 实心黏土砖 (MU10) 混凝土 (C30) 花岗岩 工具钢(Cr12MoV)
能承受的最大压强(帕) 1×107 3×107 2.5×108 2.22×109
密度(×103千克/米3) 1.6~1.8 2.3~2.5 2.6~2.9 7.8~7.9
① 由表中数据可知,四种材料中可承受的最大压强最大的是 ;
② 由表中数据可知,不同材料能承受的最大压强与其密度的关系是: ;
③ 如图15所示是城市道路限制行车质量的标志,请根据压强公式推导说明限制行车质量不能过大的原因。
22.某同学用若干块相同的砖块和细沙研究压力的形变效果与哪些因素有关,开始时他把一块砖、两块砖分别水平叠放在细沙面,观察到沙面的形变效果如图16(a)(b)所示;接着他又分别把(a)(b)图中的砖改成竖直叠放在沙面上,如图16(c)(d),此时观察到细沙面下陷更深且(c)(d)下陷一样深,这让他产生了疑惑,图16(d)明明多增加了一块砖,为什么沙面的下陷深度却是相同的呢?于是他又多增加了一块砖用三块砖并排竖直放置在细沙面上,发现沙面的下陷深度和(c)(d)还是相同的,如图(e)所示。实验结束后该同学对上述实验操作过程和实验现象进行了认真分析,并作了归纳总结。
(1)分析比较(a)、(b)两图可知:_________________________________________;
(2)分析比较______________________可知,在压力大小相同的情况下,受力面积越小,压力形变效果越显著。
(3)进一步综合分析图(c)(d)(e)可知:________________________________________。
23.为了探究柱形物体对支持面产生的压力形变效果与哪些因素有关,某小组同学猜想:可能与柱形的重力、形状、底面积大小有关。他们用底面积相同、重力不同的长方体、正方体和圆柱体放在同一水平细沙面上进行实验(如图17(a)所示),接着他们再把若干个相同的长方体放在同一水平细沙面上进行实验(如图17(b)所示),实验时他们测量了沙面下陷程度,并将有关数据记录在表一、表二中。
表一
实 验 序 号 形 状 压 力 (牛) 受力面积 (厘米2) 下陷程度 (毫米)
1 长方体 2 10 2
2 正方体 3 10 3
3 圆柱体 6 10 5
表一
实 验 序 号 形 状 压 力 (牛) 受力面积 (厘米2) 下陷程度 (毫米)
1 长方体 2 10 2
2 正方体 3 10 3
3 圆柱体 6 10 5
(1)分析比较实验序号1和2和3的数据及观察的现象 (选填“能”或“不能”)得到初步结论:受力面积相同,柱形物体对支持面压力越大,压力产生的形变效果越显著。理由: 。
(2)进一步分析比较实验序号4和5和6数据及观察的现象可得到结论: ,柱形物体对支持面的压力形变效果相同。
(3)小明同学发现以上6次实验还不能探究柱形物体对支持面压力的形变效果与形状有无关系,他应该选择其他物体再次进行实验,请把该物体符合要求的各项数据填写在序号7中。
(4)从上列表格中数据及观察到的现象,小组同学总结归纳得出:若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度,可以观察比较 以及计算 所受的压力大小进行判断。中小学教育资源及组卷应用平台
人教版八年级(下册) 第九章《压强》
第1节 压强 精选练习
一、夯实基础
1. 物体_________________叫压强。压强是表示 的物理量,压强的大小是由 的大小和 决定的。
【答案】所受压力的大小与受力面积之比。压力作用效果,压力,受力面积。
【解析】物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量,压强的大小是由压力和受力面积共同决定的。
2. 小明同学的重力为500牛,每只脚的底面积取0.02米2,当他站在面积为3米2的床的中央时,则对床产生的压强是 帕,表示的物理意义为 。如果想增大他对床的压强,可以采用的方法是:_______________________。
【答案】12500,每平方米受力面积上受到的压力为12500牛。抬起一只脚。
【解析】受力面积S=0.02×2米2=0.04米2
根据公式计算P=F/S=500牛/0.04米2=12500帕,表示每平方米受力面积上受到的压力为12500牛。如果想增大他对床的压强,可以抬起一只脚,减小受力面积,则压强是原来的2倍。
3. 作用在物体表面上的力叫压力,重力_________能产生压力(选填“一定”、“不一定”或“一定不”)。如图1所示,立方体A的重力GA=10牛,立方体B的重力GB=20牛,则A对B的压力是______牛,B对地面的压力是______牛。
【答案】垂直,不一定,10,30牛。
【解析】垂直作用在物体表面上的力叫压力,重力不一定产生压力,只有在水平面上,压力的大小才等于重力的大小。立方体A对B的压力是FA=GA=10牛,立方体B对地面的压力FB=GA+GA=30牛。
4.“嫦娥四号”月球探测器由如图2所示的“着陆器”和由它搭载的“月球车”组成。在月球表面着陆后,“月球车”与“着陆器”分离,这时“着陆器”对地面的压力将 ,压强将 ;为了适应月球地面的特殊状况,“月球车”安装了6个车轮,当“月球车”在水平地面上行驶时,如果只有4只轮子着地,那么它对地面的压力将 ,压强将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小,变小,不变,变大。
【解析】在月球表面着陆后,“月球车”与“着陆器”分离,这时“着陆器”对地面的压力将变小,根据p=F/S可知,压强将变小;当“月球车”在水平地面上行驶时,如果只有4只轮子着地,受力面积变小,那么它对地面的压力将不变,压强将变大。
5. 关于压强的概念,下列说法中正确的是( )
A. 压强只跟压力有关。 B. 压强只跟受力面积有关。
C. 压强跟压力及受力面积都有关。 D. 压强跟压力及受力面积都无关。
【答案】C。
【解析】物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,大小与受力面积和压力有关。所以选C。
6.一张试卷放在水平桌面的中央,它对桌面的压强最接近于( )
A.0.1帕 B.1帕 C.10帕 D.100帕
【答案】B。
【解析】一张试卷放在水平桌面的中央,它对桌面的压强最接近于1帕。
7.下列实例中,属于增大压强的是( )
【答案】A
【解析】A.刀刃磨得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A合题意;
B.滑雪用的滑板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.铁轨下铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意;
D.书包背带加宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意。
所以选A。
8.人站在水平地面上静止不动与行走时相比则( )
A.站立时压力大一些,压强小一些; B.压力相等,站立时压强小一些;
C.压力相等,站立时压强大一些; D.站立时压力小一些,压强大一些。
【答案】B。
【解析】人站在水平地面上静止不动与行走时相比则压力不变,都等于人体的重力大小,但是在走路时,受力面积减小一半,压强会增加一倍。所以选B。
9.一块长方形砖块的长为、宽 、高分别是20厘米、10厘米和5厘米,将它放在水平地面上,地面受到的最大压强为_____帕,最小压强为_____帕()。
【答案】4.9×103,1.225×103。
【解析】长方形砖块的体积V=20厘米×10厘米×5厘米=1000厘米3=10-3米3
质量为m=ρV=2.5×103千克/米3×103米3=2.5千克,
对地面的压力 F=G=mg=2.5千克×9.8牛/千克= 24.5牛
最小的受力面积为S=10厘米×5厘米=50厘米2=0.005米2
根据压强的定义式 P大=F / S =24.5牛/0.005米2=4.9×103帕
最大的受力面积为S=10厘米×20厘米=200厘米2=0.02米2
根据压强的定义式 P小=F / S =24.5牛/0.02米2=1.225×103帕
10. (1)如图4所示,重15牛的物体A放在地面上,请用力的图示法画出地面受到的压力。
【答案】见右图。
【解析】水平地面上的物体对地面压力的大小等于重力,为15N,方向垂直于接触面向下,作用点在接触面上,如图所示。
(2)如图5所示,物体重6牛,它对斜面的压力是4牛,请用力的图示法画出这个压力。
【答案】见图。
【解析】压力的方向与斜面是垂直的,大小为4牛。
11.图6是行人与坦克在相同松软的地面上行走和行驶的情况。
① 由图中信息可以知道,_________对松软地面的压强较大。(选填“行人”或“坦克”)
② 当此人走到沼泽地时发现双脚陷入。此时,他正确的做法是______。(选填“A”或“B”)
A. 迅速走动; B. 立即卧倒。
理由:_______。
【答案】①行人;②B。压力相等,受力面积越大,压强越小。
【解析】① 由图中信息可以知道,人陷入松软地面比较深,所以人对松软地面的压强较大。
② 当此人走到沼泽地时发现双脚陷入。此时,应该减小压强,由于压力不能改变,只有增大受力面积。所以正确的做法是立即卧倒。理由是:压力相等,受力面积越大,压强越小。
12.为探究“压力产生的形变效果与哪些因素有关”,小何决定用海绵和两瓶完全相同的矿泉水进行实验。
① 实验中小何可以通过观察 比较压力产生的形变效果。
② 小何按图7所示将两瓶完全相同的矿水分别放在海绵上,可得的初步结论是: 。
③ 若要探究“压力产生的形变效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是: 。(请简要叙述)
【答案】① 海绵下陷程度。②压力相同,受力面积越小,压力产生的形变效果越显著。③ 将其中一瓶水倒掉部分,然后将两瓶水都正立放在海绵上,再观察比较海绵的下陷程度。(回答合理均给分)
【解析】① 实验中小何可以通过观察海绵下陷程度比较压力产生的形变效果。
② 小何按图8所示将两瓶完全相同的矿水分别放在海绵上,压力相等,受力面积不同,瓶盖朝下时,受力面积小,压力产生的形变效果显著,所以可得的初步结论是:压力相同,受力面积越小,压力产生的形变效果越显著。
③ 若要探究“压力产生的形变效果与压力大小的关系”,操作步骤是:将其中一瓶水倒掉部分,然后将两瓶水都正立放在海绵上,再观察比较海绵的下陷程度。(回答合理均给分)
二、巩固与提高
13.一长方体砖块平放水平地面上时,对地面的压力为F、压强为p。若将该砖块沿竖直方向切除二分之一,则剩下的部分对地面的压力为___________,压强为____________。若将该砖块沿水平方向切除二分之一,则剩下的部分对地面的压强是____________。
【答案】1/2F,P,1/2P。
【解析】砖对地面的压力等于其重力,若将该砖块沿竖直方向切除二分之一,则剩下的部分的重力为原来的一半,则对地面的压力为1/2F,因为受力面积也是原来的一半,根据公式P=F/S可知砖对地面的压强不变。若将该砖块沿水平方向切除二分之一,则对地面的压力为1/2F,因为受力面积不变,根据公式P=F/S可知砖对地面的压强是原来的一半,即1/2P。
14.如图8所示,边长分别为a、b的实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面的压强均为p,若正方体甲、乙边长之比为a:b=1:2,则两正方体对地面的压力之比F甲: F乙= 。现分别沿竖直方向切去相同厚度后,则甲、乙剩余部分对地面压强之比p'甲:p'乙= 。
【答案】1∶4;1∶1。
【解析】a:b=1:2,底面积S甲:S乙=1:4;
根据F=PS,则F甲: F乙=PS甲:PS乙=1:4;
现分别沿竖直方向切去相同厚度后,根据P=ρgh可知,则甲、乙剩余部分密度与高度都不变,剩余部分的压强也不变,则甲、乙剩余部分对地面压强之比p'甲:p'乙=1∶1。
15.如图9(a)所示,同种材料制成的甲、乙两个正立方体,放在水平桌面上,甲、乙两物体对桌面的压强分别为40帕和20帕,则对桌面压力较大的为 (选填“甲”或“乙”),如果把乙放在的甲上面,如图9(b)所示,则乙对甲的压强大小为 帕,甲对桌面的压强大小为 帕。
【答案】①甲,②20帕,③45帕。
【解析】①因甲、乙两物体对桌面的压强分别为40Pa和20Pa,由图知甲的受力面积大于乙的受力面积,所以由F=pS可知,对桌面压力较大的为甲。
②如果把乙放在甲上面,甲的受力面积就是乙的底面积,则乙对甲的压强与原来对桌面的压强大小相等:P乙=20帕。
③设两正方体的密度为ρ,边长分别为L甲和L乙,则原来甲、乙对桌面的压强比:
P甲:P乙= ρgh甲:ρgh乙
高度之比:h甲:h乙=P甲:P乙 =40Pa:20Pa=2/1
重力之比:G甲:G乙= m甲:m乙=ρV甲:ρV乙 =V甲:V乙= h3甲:h3乙=8/1
G甲= 8G乙
当把乙放在甲的上面时,甲对桌面的压强为
P甲=F甲/ S甲 =(G乙+ G甲)/ S甲
=(1/8G甲+ G甲)/ S甲 =9 /8 P甲 =9 /8×40Pa=45Pa
16.实心均匀正方体静止在水平面上。若在其右侧按图10所示方式沿竖直方向截去一部分后,则其质量、密度、对水平面的压力和压强四个物理量中,不变的有 ( )
A. 一个 B. 二个 C. 三个 D. 四个
【答案】B.
【解析】密度是物质的一种特性,与质量、体积无关,沿竖直方向截去一部分后,剩余部分不变。
①实心均匀正方体静止在水平面上,对地面的压力等于其自身所受重力,按图所示方式沿竖直方向截去一部分后,所含物质变少,质量变小;
②由于物体所受重力与质量成正比,质量变小,所以重力变小,对地面的压力变小;
④由p=ρgh得,将正方体沿竖直方向截去一部分后,密度和高度不变,故对地面的压强不变。
综上所述,物体的质量变小、对地面的压力变小;密度不变、对地面的压强不变。
故选B。
17. 甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图11所示,则( )
A. 甲的质量一定比乙大 B. 甲的质量一定比乙小
C. 甲的密度一定比乙大 D. 甲的密度一定比乙小
【答案】A。
【解析】从图可知,甲的作用效果显著,即甲的压强大于乙的压强,因为甲的受力面积大于乙的受力面积,根据F=PS可知,甲的压力一定大,重力大,质量也大,所以选A。
18.如图12所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④甲、乙两次实验,可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果
A.①② B.①②④ C.①③④ D.①②③④
【答案】D。
【解析】①甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力大小等于重力大小,故小桌对海绵的压力大小相等,故①正确;
②根据转换法,甲图中海绵的凹陷程度大,故甲图中,小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显,故②正确;
③甲、乙两次实验中压力相同,甲中受力面积小,压力作用效果明显,故说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关,故③正确;
④根据转换法,甲、乙两次实验,可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果,故④正确。
故选D。
19. 铁块和小桌静止在海绵上,如图13甲所示。撤掉小桌后,铁块再次静止在海绵上,如图乙所示。铁块的质量是600g,铁块的底面积是20cm2,小桌的质量是200g,桌面的面积是80cm2,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大
B. 图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小
C. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大
D. 图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小
【答案】A
【解析】图甲中,铁块对小桌的压强为
小桌对海绵的压强为
图乙、图甲中,铁块对小桌和铁块对海绵的压力相等,都等于小球所受的重力,小桌和海绵的受力面积相等,都等于小球的底面积,故小球对海绵的压强等于,小球对小桌的压强,即
=3×103pa;则
20. 如图14所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员在附近遥控机器人。若机器人质量为500 kg,每条履带与地面的接触面积为1000 cm2。则:
(1)机器人的重力为多少?
(2)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104 Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
(3)如果科考队员的质量为70 kg,他双脚跟冰面的接触面积为400 cm2,科考队员能在冰面上安全行走吗?
【答案】(1)4900N;(2)1.225×104 Pa<4.2×104 Pa。则机器人能安全通过该冰面。(3)3.43×104 Pa<4.2×104 Pa 则科考队员能在冰面上安全行走。
【解析】(1)G=mg=500 kg×9.8N/kg=4900N;
(2)该机器人受力面积S =1000 cm2×4= 4000 cm2=0.4m2
产生的压强P机器=F / S=4900N/0.4m2= 1.225×104 Pa<4.2×104 Pa。
则机器人能安全通过该冰面。
(3)F人=G=mg=70 kg×9.8N/kg=686N
S人=400 cm2×0.5= 200 cm2=0.02m2
P人=F / S =686N/0.02m2= 3.43×104 Pa<4.2×104 Pa 则科考队员能在冰面上安全行走。
21. 在松软的雪地上行走,脚容易陷进雪地里。即使是干燥的硬泥路面,坦克履带同样也会轧出印痕来。所有材料能够承受的压强都有一定限度,超过这个限度,材料就会受到损坏。下表所示是几种材料能够承受的最大压强及对应的密度值。
材料 实心黏土砖 (MU10) 混凝土 (C30) 花岗岩 工具钢(Cr12MoV)
能承受的最大压强(帕) 1×107 3×107 2.5×108 2.22×109
密度(×103千克/米3) 1.6~1.8 2.3~2.5 2.6~2.9 7.8~7.9
① 由表中数据可知,四种材料中可承受的最大压强最大的是 ;
② 由表中数据可知,不同材料能承受的最大压强与其密度的关系是: ;
③ 如图15所示是城市道路限制行车质量的标志,请根据压强公式推导说明限制行车质量不能过大的原因。
【答案】①工具钢;②材料密度越大,材料能承受的最大压强越大;③p=F/s= G/s= mg/s,受力面积相同,质量越大,压强越大,超过限度会损坏路面。
【解析】①由表中数据可知,四种材料中可承受的最大压强最大的是工具钢;
②由表中数据知,不同材料所能承受的最大压强与密度有关,密度越大,所能承受的最大压强越大。
③由P=F/S = G/s= mg/s可知,在受力面积一定时,车辆的质量越大,对地面的压力越大,产生的压强越大,超过限度会损坏路面。所以限制行车质量不能过大的原因是防止对地面的压强过大。
22.某同学用若干块相同的砖块和细沙研究压力的形变效果与哪些因素有关,开始时他把一块砖、两块砖分别水平叠放在细沙面,观察到沙面的形变效果如图16(a)(b)所示;接着他又分别把(a)(b)图中的砖改成竖直叠放在沙面上,如图16(c)(d),此时观察到细沙面下陷更深且(c)(d)下陷一样深,这让他产生了疑惑,图16(d)明明多增加了一块砖,为什么沙面的下陷深度却是相同的呢?于是他又多增加了一块砖用三块砖并排竖直放置在细沙面上,发现沙面的下陷深度和(c)(d)还是相同的,如图(e)所示。实验结束后该同学对上述实验操作过程和实验现象进行了认真分析,并作了归纳总结。
(1)分析比较(a)、(b)两图可知:_________________________________________;
(2)分析比较______________________可知,在压力大小相同的情况下,受力面积越小,压力形变效果越显著。
(3)进一步综合分析图(c)(d)(e)可知:________________________________________。
【答案】(1)受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越显著;(2)(a)、(c)或(b)、(d)。(3)压力与受力面积比值相同,压力作用效果相同。
【解析】(1)分析比较实验(a)、(b)两图及观察到的现象,可得出的初步结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越显著;
(2)根据结论:在压力大小相同的情况下,受力面积越小,压力形变效果越显著。应该比较(a)、(c)或(b)、(d)。
(3)进一步综合分析(c)(d)(e),发现压力与受力面积都不相同,但是作用效果相同,是因为压力与受力面积比值相同,压力作用效果相同。
23.为了探究柱形物体对支持面产生的压力形变效果与哪些因素有关,某小组同学猜想:可能与柱形的重力、形状、底面积大小有关。他们用底面积相同、重力不同的长方体、正方体和圆柱体放在同一水平细沙面上进行实验(如图17(a)所示),接着他们再把若干个相同的长方体放在同一水平细沙面上进行实验(如图17(b)所示),实验时他们测量了沙面下陷程度,并将有关数据记录在表一、表二中。
表一
实 验 序 号 形 状 压 力 (牛) 受力面积 (厘米2) 下陷程度 (毫米)
1 长方体 2 10 2
2 正方体 3 10 3
3 圆柱体 6 10 5
表一
实 验 序 号 形 状 压 力 (牛) 受力面积 (厘米2) 下陷程度 (毫米)
1 长方体 2 10 2
2 正方体 3 10 3
3 圆柱体 6 10 5
/ / / / /
表一
实 验 序 号 形 状 压 力 (牛) 受力面积 (厘米2) 下陷程度 (毫米)
1 长方体 2 10 2
2 正方体 3 10 3
3 圆柱体 6 10 5
(1)分析比较实验序号1和2和3的数据及观察的现象 (选填“能”或“不能”)得到初步结论:受力面积相同,柱形物体对支持面压力越大,压力产生的形变效果越显著。理由: 。
(2)进一步分析比较实验序号4和5和6数据及观察的现象可得到结论: ,柱形物体对支持面的压力形变效果相同。
(3)小明同学发现以上6次实验还不能探究柱形物体对支持面压力的形变效果与形状有无关系,他应该选择其他物体再次进行实验,请把该物体符合要求的各项数据填写在序号7中。
(4)从上列表格中数据及观察到的现象,小组同学总结归纳得出:若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度,可以观察比较 以及计算 所受的压力大小进行判断。
【答案】(1)不能,没有控制好柱体的形状相同;(2)当柱体的形状相同,且压力与受力面积的比值相同时;(3)正方形, 4 、10,(或“圆柱形,4、10”);(4)沙面的下陷深度,单位面积。
【解析】①探究柱形物体对支持面产生的压力形变效果可能与柱形的重力、形状、底面积大小有关。应该用控制变量法进行,即每次实验时控制两个量不变,只能变一个;由实验序号1和2和3知,形状与压力都发生改变,没有控制形状相同,所以不能得出初步结论:“受力面积相同,柱形物体对支持面压力越大,压力产生的形变效果越显著”。
②进一步分析比较实验序号4和5和6的数据及观察的现象发现,柱体的形状相同,压力与受力面积均不同,但是压力的形变效果相同,是因为压力与受力面积的比值相同。
③若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度,可以观察比较沙面的下陷深度以及计算单位面积所受的压力大小进行判断。