数学
化学
[第十章 一、压 强 第2课时 压强的计算及增大和减小压强的方法]
一、选择题
1.(2021台州)电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好系带,如图所示.系带设计得比较宽是为了 ( )
A.增大压力 B.减小压力
C.增大压强 D.减小压强
2.(2020绍兴)端午节时,小敏提着一盒粽子去看望长辈,如图所示.下列提法中手所受压强最大的是 ( )
A.用单手提单绳
B.用单手提双绳
C.用双手提单绳
D.用双手提双绳
3.双脚站立在水平地面上的一名初中学生,对地面的压强大约为 ( )
A.1250 Pa B.2500 Pa
C.5000 Pa D.12500 Pa
4.将质量为6 kg、边长为10 cm的正方体木块放在面积为1 m2的水平桌面中央,它对桌面的压强为(g取10 N/kg)( )
A.60 Pa B.600 Pa
C.6000 Pa D.60000 Pa
5.如图所示,将几块完全相同的砖放在水平地面上,地面所受压强相同的是( )
A.甲和丙 B.乙和丙
C.乙和丁 D.甲和丁
6.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F向右匀速推木板,使其一部分露出桌面,如图图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是 ( )
A.F、p不变,f变大 B.F变小,p、f变大
C.F、f不变,p变大 D.F、f不变,p变小
7.两物体放在水平地面上,质量之比为2∶3,和地面的接触面积之比为4∶3,则它们对地面的压强之比为 ( )
A.9∶8 B.1∶2 C.2∶1 D.8∶9
8.(2020黄石)如图所示是a、b两种物质的m-V图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成甲、乙两个实心正方体,将甲、乙放在水平地面上.下列说法正确的是 ( )
A.a、b的密度之比为4∶1
B.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4∶1
C.a、b的密度之比为2∶1
D.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2∶1
二、填空题
9.细心的郑明飞发现家里的菜刀用过一段时间后,爸爸要把它磨一磨,使刀刃更锋利,这是通过减小 从而达到增大 的目的.坐沙发要比坐板凳舒服,这主要是因为沙发较易发生形变,增大了人与沙发间的 ,在 不变的情况下, (选填“增大”或“减小”)了压强.
10.一名同学重600 N,自然站立在水平地面上时,对地面的压力为 N,双脚站立对地面的压强比行走时 ;某沼泽地能承受的最大压强为2×104 Pa,这名同学与沼泽地的接触面积至少为 m2,才不会陷入沼泽地.
11.(2021贺州)如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的边长之比l甲∶l乙=2∶3,质量之比m甲∶m乙=2∶1,则它们对地面的压力之比F甲∶F乙= ,对地面的压强之比p甲∶p乙= .
12.一头大象的质量是4000 kg,在水平地面上铺一张方格纸,该大象站在纸上时留下的脚印如图所示,图中每个小方格的面积为25 cm2.数方格数时,超过半格的算一格,不足半格的忽略不计,则大象每只脚底的面积为 m2,四脚站立时对水平地面的压强是 Pa.(g取10 N/kg)
三、解答题
13.(2020山西)2020年初,一场罕见的大雪袭击了某地.厚达2 m的积雪,给市民出行带来了极大的不便.已知积雪的密度约为0.2×103 kg/m3,g取10 N/kg.
(1)请计算2 m厚的积雪对水平地面的压强.
(2)若2 m厚的积雪,压在面积为5 m2的汽车顶部,请计算汽车顶部所受到的压力.
14.某犯罪嫌疑人在水平潮湿泥地上站立时留下一对清晰的脚印,如图所示.公安刑侦人员立即用蜡浇注鞋模,测得每只鞋模的平均厚度为3 cm,质量为675 g;公安刑侦人员又对该潮湿泥地进行抗压实验,发现使该潮湿泥地达到相同深度的压强是1.5×104 Pa.据此请推算:(ρ蜡=0.9×103 kg/m3, g取10 N/kg)
(1)每只鞋模的体积.
(2)该犯罪嫌疑人静止站立时的着地面积.
(3)该犯罪嫌疑人的质量.
15.(2021新疆)如图甲所示,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,剩余部分如图图乙所示,此时砖块对地面的压强为2000 Pa;将图乙中的砖块倒置后如图图丙所示,此时砖块对地面的压强为3000 Pa.则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
1.D 头盔上的系带比较宽,是通过增大受力面积来减小压强的,佩戴更舒适,故D正确.
2.A 用手提单绳与提双绳相比,压力相同,提单绳时受力面积小,手受到的压强大,故B、D错误;用单手与用双手提起同一盒粽子相比,压力相等,用单手时受力面积小,手受到的压强大,故A正确,C错误.
3.D 初中学生平均体重约为500 N,两脚与地面的接触面积约为0.04 m2,则他对地面的压强为p===1.25×104 Pa.
4.C 将边长为10 cm的正方体木块放在面积为1 m2的水平桌面中央,木块和桌面间的接触面积为S=0.1 m×0.1 m=0.01 m2,木块对桌面的压力为F=G=mg=6 kg×10 N/kg=60 N,则木块对桌面的压强为p===6000 Pa.
5.B 运用整体法,将两块砖看作一个整体,无论两块砖如图何放置,整体对地面的压力均等于两块砖的总重力,甲、乙、丙、丁四图的情况对地面的压力相等,其中乙和丙受力面积相同,所以对地面的压强相同.
6.C 7.B
8.B 由图像可知,当m=80 g时,V甲=5 cm3、V乙=40 cm3,a、b两种物质的密度:ρa===16 g/cm3,ρb===2 g/cm3,a、b的密度之比:ρa∶ρb=16 g/cm3∶2 g/cm3=8∶1,故A、C错误;
用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,其体积之比:V甲∶V乙=ρb∶ρa=1∶8,由V=L3可得,正方体的边长之比L甲∶L乙=1∶2,因为正方体对水平地面的压强:p======ρLg,所以,甲、乙两物体对水平地面的压强之比:===,故B正确、D错误.
9.受力面积 压强 接触面积 压力大小 减小
10.600 小 0.03
因水平地面上物体的压力大小和自身的重力大小相等,所以,自然站立在水平地面上或行走时的压力:F=G=600 N,又因双脚站立时受力面积为两只脚与地面的接触面积之和,行走时受力面积为一只脚与地面的接触面积,所以,由p=可知,双脚站立对地面的压强比行走时小;由p=可得,这名同学与沼泽地的最小接触面积:S===0.03 m2.
11.2∶1 9∶2 两正方体对地面的压力之比等于其质量之比,即F甲∶F乙=m甲∶m乙=2∶1;与地面的接触面积之比等于其边长之比的平方,即S甲∶S乙=4∶9,则它们对地面的压强之比p甲∶p乙=∶=×=9∶2.
12.5×10-2 2×105 整个方格加上超过半格的方格共计20个,与地面的接触面积大约是20×25×10-4 m2=5×10-2 m2,大象的重力:G=mg=4000 kg×10 N/kg=4×104 N,对地面的压强:p====2×105 Pa.
13.(1)积雪对水平地面的压力大小等于重力,即F=G=mg=ρVg=ρShg,积雪对水平地面的压强:p===ρgh=0.2×103 kg/m3×10 N/kg×2 m=4×103 Pa.
(2)根据p=可知,汽车顶部所受的压力:F'=pS'=4×103 Pa×5 m2=2×104 N.
14.(1)每只鞋模的体积:
V===750 cm3.
(2)一只鞋模的底面积:
S1===250 cm2,
该犯罪嫌疑人静止站立时的着地面积:
S=2S1=2×250 cm2=500 cm2=5×10-2 m2.
(3)该犯罪嫌疑人受到的重力:G=F=pS=1.5×104 Pa×5×10-2 m2=750 N,
由G=mg可得,该犯罪嫌疑人的质量:
m'===75 kg.
15.B 设图乙中砖块的重力为G1,底面积为S1,图丙中砖块底面积为S2,由F=pS可得,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,因为图乙、丙中为同一砖块且均自由水平放置,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,底面积S总=S1+S2=S1+S1=S1,组合长方体对地面的压强:p===·=×2000 Pa=2400 Pa.柱形均匀固体对水平地面的压强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.