专题训练(二) 固体压强和液体压强的分析和判断
类型一 固体压强之切割问题
1.如图甲所示,一块质量分布均匀的实心砖放在水平地面上,沿虚线将其截为相同的两块后,一块叠放在另一块上,如图图乙所示。下列关于前后两次情景中物理量的判断,正确的是 ( )
A.密度之比为2∶1 B.对地面的压力之比为1∶2
C.对地面的压强之比为1∶2 D.受地面的支持力之比为2∶1
2.如图所示,匀质实心正方体甲、乙置于水平地面上,它们对水平地面的压强相等,现沿水平方向将它们切去一部分。下列关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和所切去部分的质量m甲、m乙关系的判断,正确的是 ( )
A.ρ甲>ρ乙,m甲>m乙 B.ρ甲>ρ乙,m甲
C.ρ甲=ρ乙,m甲m乙
类型二 固体压强之叠加问题
3.如图所示,正方体A、B叠放在水平桌面上,A、B的边长之比为1∶2,若A对B的压强与B对水平桌面的压强相等,则A、B的密度之比为 ( )
A.8∶3 B.4∶3 C.3∶8 D.3∶4
4.如图所示,柱体A所受的重力为20 N,柱体B所受的重力为30 N,已知柱体A的底面积为2×10-2 m2,柱体B的底面积为4×10-2 m2,求:
(1)柱体B对柱体A的压强。
(2)柱体A对水平地面的压强。
类型三 规则形状的物体(或容器)的压力和压强
5.甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比是 ( )
A.4∶1 B.8∶1 C.4∶3 D.1∶2
6.如图所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平桌面上,它们对桌面的压强相等,下列判断中正确的是 ( )
A.甲的密度大,甲受到的重力小 B.甲的密度小,甲受到的重力小
C.甲的密度大,甲受到的重力大 D.甲的密度小,甲受到的重力大
7.如图所示,甲、乙两个容器中盛有两种不同的液体,如图果容器底部受到的液体压强相等。下列分析正确的是 ( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙 B.液体质量m甲C.容器底部所受液体压力F甲>F乙 D.容器对支持面的压强p甲>p乙
8.取6个相同的金属块,分别以如图甲、乙所示的两种方式放置在水平地面上,则甲、乙两种放置方式中金属块对水平地面的压力之比F甲∶F乙= ,压强之比p甲∶p乙=
。
类型四 不规则形状容器的压力、压强
9.如图所示,质量和底面积都相同的两个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙两种不同液体,下列说法中错误的是 ( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.两容器对桌面的压强大小相等
C.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D.甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力
10.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则 ( )
A.pA>pB,FA>FB B.pAC.pAFB D.pA=pB,FA11.将一未装满饮料的密闭饮料杯,先正立放置在水平桌面上,如图甲所示,饮料杯对水平桌面的压强是p1,饮料对杯底的压力是F1,再将饮料杯倒立放置,如图图乙所示(图中没有画出饮料液面的位置),饮料杯对水平桌面的压强是p2,饮料对杯底的压力是F2,则p1 p2,F1 F2。(均选填“>”“<”或“=”)
12.(2020兰州)如图所示,一只盛有水的薄壁玻璃杯静置在水平桌面上。杯子重1 N,底面积为30 cm2,杯内水重2 N,水深6 cm,水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)水杯对桌面的压强。
(2)水对杯底的压力。
答案
专题训练(二) 固体压强和液体压强的分析和判断
1.C 因密度是物质的一种特性,与物体的形状无关,所以,前后两次的密度不变,即密度之比为1∶1,故A错误;因为物体对水平地面的压力和自身所受的重力相等,前后两次的质量不变,所受重力不变,对水平地面的压力不变,即对地面的压力之比是1∶1,故B错误;因实心砖所受的重力和地面的支持力是一对平衡力,二力大小相等,砖的质量不变、所受重力不变,受地面的支持力不变,即受地面的支持力之比为1∶1,故D错误;因一块叠放在另一块上时,受力面积减半,由p=可知,前后两次情景中对地面的压强之比为1∶2,故C正确。
2.B 因为甲、乙对水平地面的压强相等,所以ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,即ρ甲h甲=ρ乙h乙,
由图知h甲ρ乙;
切之前甲、乙的重力分别为G甲=F甲=pS甲,G乙=F乙=pS乙,
现沿水平方向切去一部分,剩余的高度相同,设剩余的高度为h,根据p=可得,
甲、乙剩余部分的重力分别为G甲剩=ρ甲gV甲剩=ρ甲ghS甲,G乙剩=ρ乙gV乙剩=ρ乙ghS乙,
甲、乙切去部分的重力分别为G甲切=G甲-G甲剩=pS甲-ρ甲ghS甲=S甲(p-ρ甲gh),
G乙切=G乙-G乙剩=pS乙-ρ乙ghS乙=S乙(p-ρ乙gh),
因为ρ甲>ρ乙,
所以p-ρ甲gh又因为边长h甲所以S甲(p-ρ甲gh)即G甲切根据G=mg可知,切去部分的质量m甲3.A 因为A、B的边长之比为=,
所以A、B的底面积之比为=2=2=,
则体积之比为=3=3=。
由题知,A对B的压强与B对水平地面的压强相等,即pA=pB,
根据p=可得,=,
则A对B的压力和B对水平地面的压力之比为==,因为A对B的压力FA=GA,B对水平地面的压力FB=GA+GB,所以=,则=,
根据G=mg可得,==,
根据m=ρV可得,==,则=。
4.(1)柱体B对柱体A的压力:
FBA=GB=30 N,
柱体B对柱体A的压强:
pBA===1500 Pa。
(2)柱体A对地面的压力:
FA=GA+GB=20 N+30 N=50 N,
柱体A对地面的压强:
pA===2500 Pa。
5.B 甲、乙两物质的密度分别为ρ甲===8 g/cm3,ρ乙===1 g/cm3,则甲、乙两物质的密度之比为8 1;两圆柱体高度相等,圆柱体对水平地面的压强:p====ρgh,故===。
6.A 实心圆柱体对水平桌面的压强:p===ρgh,h甲ρ乙;实心圆柱体受到的重力:G=F=pS,S甲7.C 根据图示可知,h甲ρ乙,故A错误;由图示可知,S甲>S乙,而两种液体对容器底的压强相等,所以由p=可得,F甲>F乙,故C正确;因为两容器均为柱形容器,所以容器底部受到液体的压力等于液体的重力,则有G甲>
G乙,由G=mg可得,液体质量m甲>m乙,故B错误;由于不确定容器的重力关系,因此无法判断支持面受到压强的大小关系.
8.1∶1 2∶3 金属块对水平地面的压力大小等于其重力,金属块的总重力相等,故甲、乙两种放置方式中金属块对水平地面的压力相等;金属块的密度相等,甲、乙两种放置方式中金属块高度h甲∶h乙=2∶3,由p=ρgh可知,p甲∶p乙=ρgh甲∶ρgh乙=h甲∶h乙=2∶3。
9.D 已知两种液体的质量m甲=m乙,体积V甲ρ乙;容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,容器和液体质量均相等,故两容器对桌面的压力F甲=F乙,已知受力面积S甲=S乙,由p=可知,两容器对桌面的压强:p甲=p乙;液体密度ρ甲>
ρ乙,液体深度h甲=h乙,由p=ρgh可知,液体对容器底的压强p甲'>p乙';甲容器底比容器口大,故甲液体对容器底的压力大于甲液体重力,即F甲'>G甲,乙容器粗细均匀,乙液体对容器底的压力等于乙液体重力,即F乙'=G乙,因为G甲=G乙,故F甲'>F乙'。
10.C
11.> < 饮料杯倒置后,容器和饮料对桌面的压力不变,底面积为大,由p=得,p1>p2;图甲中液体对杯底的压力F1小于液体的重力,图乙中液体对杯底的压力F2大于液体的重力,由于液体重力不变,故F112.(1)水杯对桌面的压强:p=====1000 Pa。
(2)水对杯底的压强:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m=600 Pa,
水对杯底的压力:F水=p水S=600 Pa×30×10-4 m2=1.8 N。