9.1 压强
一、单选题
1.下列关于压力的说法正确的是( )
A.压力的方向一定垂直于物体间的接触面 B.压力的大小一定等于物体的重力大小
C.压力的大小一定不等于物体的重力大小 D.压力的方向总与重力的方向一致
2.如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置。在此过程中,长木板对桌面的压力、压强的变化情况是( )
A.压力变小,压强变小 B.压力不变,压强变大
C.压力不变,压强不变 D.压力变大,压强变大
3.如图所示,一质量均匀的长方体木板放在水平桌面上静止,①②③各为其中的,此时它对桌面的压强为p。小宇首先只切除①,余下的木板对桌面的压强为p1,然后再切除②,余下的木板对桌面的压强为p2。则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
4.在下列事例中,目的是为了增大压强的是( )
A.斧头具有很薄的刃 B.推土机具有宽大的履带
C.书包带是扁而宽的 D.骆驼的脚掌面积较大
5.甲、乙两物体重叠并置于水平面上,当它们分别受到5N和8N的水平拉力时保持静止,如图所示,已知甲的底面积为200cm2,重为10N;乙的底面积为100cm2,重为20N。下列说法正确的是( )
A.甲对乙的压强为500Pa
B.乙对地面的压力为20N
C.甲对乙的摩擦力为5N,方向水平向左
D.乙对地面的摩擦力为3N,方向水平向左
6.将质量为200g、底面积为4×10-2m2的八年级下册课本水平放到水平课桌中央,课桌面积为0.2m2,几位同学对书受到的重力和书对桌面的压强判断正确的是( )
A.200g 5Pa B.2N 10Pa C.2N 50Pa D.2N 5000Pa
7.坦克要越过壕沟,在壕沟内放一个充满气的气袋。当坦克的前一半履带压在与地面相平的气袋上时,对气袋的压力和压强分别是F1和P1。当坦克在水平地面上行驶时,对地面的压力和压强分别是F2和P2,坦克前后是对称的。则以上有关两种情况下压力和压强的比较结果,正确的是( )
A.F1=F2,P1=P2 B.F1=F2,P1=P2
C.F1=F2,P1=P2 D.F1=F2,P1=P2
8.小明(质量45kg)和小李(质量50 kg)背着一样重的背包去登山,他俩同时从起点出发,一段时间后他们到达半山腰(如图),但最后二人却同时到达山顶。他俩背包的带子均做得比较宽大,这是为了( )
A.增大对肩膀压强 B.减小对肩膀的压强
C.减小对书包带的压强 D.减小对肩膀的压力
二、填空题
9.物体A静止在水平桌面上,如图甲,用一水平推力把物体A向右移动(不落地),如图乙,则物体A在移动过程中对桌面的压力 ,压强 ,所受摩擦力 (以上3空选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得出的图象,用上述两种物质分别做成a、b两个实心正方体,b的边长是a的2倍,把它们放在水平地面上,正方体a、b对水平地面的压力之比为 ,它们对水平地面的压强之比为 。
11.一个圆筒状的薄壁瓶子内装满质量为m的某种液体,瓶底面积为S,瓶高为h。从瓶中倒出一部分液体后,情形如图甲所示,此时液面高度为h1,瓶底对地面的压强为p1;堵住瓶口将瓶子倒置,如图乙所示,此时液面高度为h2,瓶子对地面的压强为p2。则p1 p2(选填“大于”、“等于”或“小于”);若忽略瓶子的厚度,则瓶内所装液体的密度为 。(用字母m、S、h、h1、h2表示)
12.车辆超载不仅缩短了公路使用寿命,还对公民的人身安全造成了一定的威胁,容易发生交通事故。从物理角度解释:因为超载增大了对地面的 ,从而增大了对地面的压强,地面容易被压坏;超载后车辆的质量增大, 增大,制动距离增大,遇到紧急情况容易发生交通事故。
13.学校花样滑冰表演赛上,小华站在小明身后且都保持静止,如图。表演开始,小华水平向右推小明,使小明加速向右滑去,可见推力改变了小明的 ;与此同时小华也加速向左运动,这表明 。冰刀很锋利,减小了冰刀对冰面的施压面积,增大了冰刀对冰面的 。脱离接触后,小明仍然向右运动,原因是由于 。最终小明慢慢静止下来,原因是小明受到了 力的作用,该力的施力物体是 。
三、作图题
14.如图所示电路,重为4牛的物体静止在水平面,用力的图示法画出地面受到的压力。
四、实验题
15.某同学利用小桌、海绵、砝码等实验器材,探究“影响压力作用效果的因素”的实验,探究过程如图所示:
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果;
(2)对比 两图,可以探究压力作用效果与受力面积的关系;
(3)对比甲、乙两图可以得出结论:当受力面积一定时, 越大,压力作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例: 。
16.如下图所示,小明利用海绵、小桌、砝码、木板等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较 两次实验,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验后小明说我还可以用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,小明分别采用图丁所示的①②两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端给小红演示,有同学指出图 的方法不合理。
五、计算题
17.一座公路桥头旁立有一块如图所示的标志牌,用来表示对过桥车辆的限制,现有一辆总重为5×104N的卡车,卡车共有有四个轮子,每个车轮与地面的接触面积为0.05m2.在水平公路上匀速行驶,已知地面对它的摩擦阻力是其自身重力的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)通过计算回答这辆卡车能不能通过此桥?
(2)此时汽车发动机的牵引力为多大?
(3)计算卡车对地面的压强。
(4)汽车以80km/h的速度匀速直线运动时,若此时另外考虑到空气阻力大小是200N,则汽车发动机的牵引力为多大?
18.一颗图钉尖的面积是5×10﹣8m2,图钉帽的面积是5×10﹣4m2,手指对图钉的压力为20N,求:
(1)手对图钉帽产生的压强;
(2)图钉尖对墙面产生的压强。
参考答案:
1.A
【详解】AD.压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面或接触面,并不一定竖直向下,压力的方向不一定与重力的方向一致,故A正确,D错误;
B.压力是垂直作用在物体表面上的力,如果将物体压在竖直墙壁上,压力的大小与重力无关,故B错误;
C.当物体孤立静止置于水平面上时,物体对水平面的压力和重力有关,故C错误。
故选A。
2.B
【详解】长木板放在水平桌面上,长木板对桌面的压力等于长木板的重力,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置,因长木板的重力不变,则对水平桌面的压力不变;长木板对水平桌面的压力不变,受力面积减小,由公式可知,长木板对桌面的压强变大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.A
【详解】未切除时,它对桌面的压强为
只切除①,余下的木板对桌面的压强为
然后再切除②,余下的木板对桌面的压强为
A.p与p1的比为
故A正确;
B.p1与p2的比为
故B错误;
C.p与p2的比为
故C错误;
D.p2与p1的比为
故D错误。
故选A。
4.A
【详解】A.斧头具有很薄的刃,是通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.推土机具有宽大的履带,是通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.书包带是扁而宽的,是通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.骆驼的脚掌面积较大,是通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】A.甲对乙的压力为
F甲=G甲=10N
受力面积为
S乙=100cm2=0.01m2
甲对乙的压强为
故A错误;
B.乙对地面的压力为
F乙=G甲+G乙=10N+20N=30N
故B错误;
C.对甲受力分析可知,甲静止,甲受到水平向右的拉力F1和水平向左的乙对甲的摩擦力f1为一对平衡力,由二力平衡条件可得这两个力大小相等,乙对甲的摩擦力(方向水平向左)
f1= F1=5N
根据力的相互性,甲对乙的摩擦力大小为5N,方向水平向右,故C错误;
D.甲对乙的摩擦力大小为5N,方向水平向右,乙受到F2=8N的拉力作用,因乙处于静止状态,在水平方向受到平衡力的用,故乙还受到一个水平向右的地面施加的摩擦力的作用,由力的平衡,可知这个力为
f2= 8N-5N=3N
根据力的相互性,乙对地面的摩擦力为3N,方向水平向左,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】书受到的重力为
书对桌面的压强为
故C正确,ABD错误。
故选C。
7.A
【详解】当坦克的前一半履带压在与地面相平的气袋上时,坦克由于重力一半压在地面上,一半压在气袋上,对气袋的压力等于其重力的一半,,对气袋的压强
当坦克在水平地面上行驶时,对地面的压力F2=G,压强
所以
,
故A正确,BCD错误。
故选A。
8.B
【详解】根据压强公式可知,背包带子做的比较宽大是为了在压力一定时,通过增大背包与肩膀的受力面积来减小对肩膀的压强,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 不变 变大 不变
【详解】[1][2]由题意知,桌面是水平的,而且物体A不落地,因此,对水平桌面产生的压力大小等于A自身的重力,故A对桌面的压力在物体A移动过程中不变,而随着物体A的右移,受力面积逐渐减小,根据压强公式得,A对桌面的压强在物体A移动过程中将变大。
[3]由题意知,物体A向右移动过程中,压力和接触面的粗糙程度没变化,所以在物体A移动过程中摩擦力保持不变。
10. 1∶1 4∶1
【详解】[1]由图象可知,当m甲=8g时V甲=1cm3,当m乙=4g时V乙=4cm3,则甲、乙两种物质的密度分别为
则甲、乙两物体的密度之比
a、b两个实心正方体的体积之比
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,a、b两物体对水平地面的压力之比
[2]因为是体积相同的正方体,b的边长是a的2倍,所以
根据压强计算公式,所以压强之比
11. 小于
【详解】[1]倒置之后,压力不变,受力面积变小,故压强变大,所以p1
[2]液体倒出一部分后与倒出前的密度是相等的。瓶子装满液体时,液体的质量为m。倒出一部分液体,瓶子倒置前后,甲乙中的液体体积相等,瓶子的容积(装满液体时液体的体积)等于乙中液体体积与上部分空腔部分体积的和。其密度为
12. 压力 惯性
【详解】[1]车辆超载,质量增大,增大了对地面的压力,在受力面积一定时,增大了对地面的压强,容易压坏路面。
[2]惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。车辆超载,质量增大,惯性增大,运动状态不易改变,制动距离增大,容易造成交通事故。
13. 运动状态 力的作用是相互的 压强 小明具有惯性 摩擦 冰面
【详解】[1] 运动状态包括运动方向和运动的速度,小华水平向右推小明,使小明加速向右滑去,小明的运动速度改变,可见推力改变了小明的运动状态。
[2] 小华水平向右推小明,与此同时小华也加速向左运动,这表明力的作用是相互的。
[3] 冰刀很锋利,减小了冰刀对冰面的施压面积,这是通过减小受力面积,增大了冰刀对冰面的压强。
[4] 一切物体都有保持自身运动状态的性质,脱离接触后,小明仍然向右运动,原因是小明有惯性。
[5][6] 最终,小明慢慢静止下来,原因是小明受到了摩擦力的作用,该力的施力物体是冰面。
14.
【详解】压力的大小等于重力,为4N,方向垂直于接触面向下,作用点在地面的接触面上,如下图所示:
。
15. 凹陷程度 乙、丙 压力 压路机的碾子很重
【详解】(1)[1]通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法。
(2)[2]探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,通过比较图乙、丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[3][4]比较图甲、乙所示的实验,可得出结论:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压路机的碾子很重,是在受力面积一定时,增大压力,增大压强。
16. 海绵的凹陷程度 乙、丙 ①
【详解】(1)[1]力的作用效果之一是改变物体的形状,本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,采用了转换法。
(2)[2]乙、丙两次实验中,小桌对海绵的压力相等,乙中海绵受力面积较小,海绵的凹陷程度较大,压力作用效果较明显,所以,通过比较乙、丙两次实验,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[3]方法①中,由于铅笔受到重力作用,竖直放置时,铅笔对两个手指的压力不相等,所以,这样操作不能控制铅笔对两手的压力相等,不能探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种方法是不合理的。
17.(1)不能通过此桥;(2)104N;(3)2.5×105Pa;(4)1.02×104N。
【详解】解:(1)由G=mg得,卡车的质量为
由标识牌可知,此桥限重4t,所以这辆卡车不能通过此桥。
(2)由题意知,卡车受到地面对它的摩擦阻力是其自身重力的0.2倍,且卡车匀速行驶,则其受到的牵引力和摩擦力为一对平衡力,两个力大小相等,即
(3)由题意知,卡车每个车轮与地面的接触面积为0.05m2,则其与地面接触的总面积为
当卡车水平路面时,其对地面的压力等于其受到的重力,即
由可得,卡车对地面的压强为
(4)汽车在水平公路上匀速直线运动,受到的牵引力和阻力平衡,大小相等,即
答:(1)这辆卡车不能通过此桥;
(2)此时汽车发动机的牵引力为104N;
(3)计算卡车对地面的压强为2.5×105Pa;
(4)汽车以80km/h的速度匀速直线运动时,若此时另外考虑到空气阻力大小是200N,则汽车发动机的牵引力为1.02×104N。
18.(1)4×104Pa;(2)4×108Pa
【详解】解:(1)手对图钉帽产生的压强
(2)图钉尖对墙面产生的压强
答:(1)手对图钉帽产生的压强为4×104Pa;
(2)图钉尖对墙面产生的压强为4×108Pa。