专题训练 [关于固体压强的计算]
类型一 固体压强中的叠放与切割问题
1.如图图所示,同种物质组成的实心正方体A、B,其边长之比为1∶3,则A对B的压力和B对地面的压力之比为 , A对B的压强和B对地面的压强之比为 。
2.A、B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA∶ρB=8∶1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是 ( )
A.F甲∶F乙=1∶1,p甲∶p乙=1∶2
B.F甲∶F乙=1∶1,p甲∶p乙=1∶4
C.F甲∶F乙=1∶2,p甲∶p乙=2∶1
D.F甲∶F乙=8∶1,p甲∶p乙=1∶8
3.用如图图所示的四种方式,将实心长方体沿虚线切去一半,剩余一半留在水平桌面上,则下列说法正确的是 ( )
A.压力和压强都变为原来一半的只有图甲
B.压力和压强都变为原来一半的只有图丙
C.压力变为原来的一半,而压强不变的只有图乙
D.压力变为原来的一半,而压强不变的有图乙和图丁
4.(2021凉山州)一块实心长方体合金块重1.2 N,侧放于面积为1 m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10-3 m2,下列说法中正确的是 ( )
①合金块对桌面的压强是1.2 Pa
②合金块对桌面的压强是1200 Pa
③若沿竖直方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
④若沿水平方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
类型二 规则柱形固体的压强计算
5.(2021自贡)如图图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是 ( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
6.(2021新疆)如图图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分,剩余部分如图图图乙所示,此时砖块对水平地面的压强为2000 Pa;将图乙中的砖块倒置后如图图图丙所示,此时砖块对水平地面的压强为3000 Pa。图甲中砖块对水平地面的压强为 ( )
A.2250 Pa B.2400 Pa
C.2500 Pa D.2750 Pa
答案
关于固体压强的计算
1.1∶28 9∶28
2.B 若按甲的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力:F甲=GA+GB;若按乙的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力:F乙=GA+GB,故==1∶1;由ρ=,ρA∶ρB=8∶1,mA∶mB=1∶1可得,=,则边长之比为lA∶lB=1∶2,则底面积之比为SA∶SB=1∶4,因为F甲∶F乙=1∶1,所以按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,地面受到的压强之比是p甲∶p乙=∶==1∶4。
3.D 因为长方体自由静止在水平桌面上,则F=G=mg,图甲中沿虚线切去一半,G减半,所以压力减半,S不变,由p=可知,压强变为原来的一半;图乙中沿虚线切去一半,G减半,所以压力减半,S减半,由p=可知,压强不变;图丙中沿虚线切去一半,G减半,所以压力减半,S不变,由p=可知,压强变为原来的一半;图丁中沿虚线切去一半,G减半,所以压力减半,S减半,由p=可知,压强不变。
4.B 合金块对桌面的压力为F=G=1.2 N,对桌面的压强为p===1200 Pa,故①错误,②正确;长方体对桌面的压强为p=====ρgh,由此可知,长方体对桌面的压强与密度和高度有关,沿竖直方向切去一块,长方体的密度和高度不变,所以剩余部分对桌面的压强不变,故③正确;沿水平方向切去一块,密度不变,高度变小,剩余部分对桌面的压强变小,故④错误。
5.A 因为甲、乙、丙都是实心圆柱体,且自由静放在水平地面上,所以对水平地面的压强:p======ρgh;由图知,甲、乙、丙的高度:h甲=h乙ρ丙,故A正确,B错误;由图知,甲、乙的底面积S甲m甲6.B 设图乙中砖块重力为G1,底面积为S1,图丙中砖块底面积为S2,由F=pS可知,图乙中砖块对地面的压力:F1=p1S1=2000 Pa×S1;图丙中砖块对地面的压力:F2=p2S2=3000 Pa×S2;又因为图乙、图丙中为同一砖块且均自由放置,则F1=F2=G1,即2000 Pa×S1=3000 Pa×S2,解得S2=S1,将乙、丙两图组装为一组合长方体,则F总=2G1,S总=S1+S2=S1,组合长方体对地面的压强:p===p1=×2000 Pa=2400 Pa;柱形均匀固体压强公式p=ρgh,由于图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以图甲中砖块对地面的压强p=2400 Pa。