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固体压力和压强
一.选择题(共16小题)
1.骆驼的体重较大,但能在沙漠中行走自如。下面改变压强的方法和骆驼相同的是( )
A.铁轨需要铺在枕木上面
B.啄木鸟的喙又尖又长
C.细线能够轻易切割皮蛋
D.图钉的钉尖做的很细
2.练太极拳是很好的强身健体运动。图甲姿势换成图乙姿势时,人对水平地面的( )
A.压力变大,压强不变 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大 D.压力不变,压强变小
3.一个小孩在结冰的河面上玩耍,突然发现脚下的冰层即将要破裂,他应( )
A.立即站着不动,大声呼叫
B.改成单脚站立,减小压力
C.轻轻伏在冰面,爬向岸边
D.加快速度跑开,逃离冰面
4.如图所示是一支旅行用的“两面针”牙膏,根据你的观察和生活经验,你认为下列说法错误的是( )
A.挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变
B.新买的整支牙膏受到的重力是0.03牛
C.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦
D.牙膏盖子中间的尖锐物是为了增大压强
5.如图在水平放置的书架上,并列放10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p.当取走右边的4本书后,其余6本书不动,书架受到书的压力和压强又为( )
A.压力为F,压强为p
B.压力为F,压强为p
C.压力为F,压强为p
D.压力为F,压强为p
6.下列物体对水平地面产生的压强最接近104Pa的是( )
A.一位双脚站立的中学生
B.一元硬币平放在桌面上
C.一本平放的科学课本
D.正在行走的大象
7.如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平拉力F的作用下,沿直线向右匀速运动(不掉落),在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强不变
B.M对桌面的压力变小,摩擦力变小,压强不变
C.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强变大
D.M对桌面的压力变大,摩擦力变大,压强变大
8.如图所示,放在水平地面上的两个质量均匀分布的实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是( )
A.A的质量可能等于B的质量
B.A的质量一定大于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度
D.A的密度一定小于B的密度
9.三个体重、体型相似的人叠成两层静态造型,这是新昌的一种非物质文化遗产——叠罗汉,如图所示。假如每个人体重均为G,每只鞋的底面积均为S,则地面上每只脚对水平地面的压强为( )
A. B. C. D.
10.共享单车给市民带来很多的方便。下列关于共享单车说法错误的是( )
A.单车的速度逐渐减小,运动状态发生了变化,受到了非平衡力的作用
B.共享单车车座做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对身体的压强
C.骑共享单车上坡时,需要用力踩上几脚来加速,便于获得更大的惯性,有利于上坡
D.共享单车的车把套花纹,是为了增大接触面粗糙程度,从而增大摩擦力
11.如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比为hA:hB=2:1,底面积之比SA:SB=1:2,它们对地面的压力和压强分别是FA、FB和pA、pB,则下列正确的是( )
A.FA:FB=2:1,pA:pB=2:1
B.FA:FB=1:1,pA:pB=2:1
C.FA:FB=1:1,pA:pB=1:1
D.FA:FB=2:1,pA:pB=1:1
12.两块规格都是“20cm×10cm×5cm”的同样长方体钢材a和b,互相垂直地叠放在水平桌面上(如图所示)。若a对b的压强用pa表示,b对桌面的压强用pb表示。则( )
A.pa=pb B.pa=4pb C.pa= D.pa=2pb
13.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
14.如图所示,物体G是边长为10cm的正方体物块,重6N,被竖直向上的力F=20N顶在天花板,则天花板受到的压强为( )
A.600Pa B.1400Pa C.2000Pa D.2600Pa
15.如图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积关系时得到的图象。若用这两种物质分别做成A,B两个质量相等的实心正方体。把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面的压强之比pA:pB为( )
A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1
16.如图所示,轻质细绳将物体A,B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
二.填空题(共11小题)
17.自行车车轮的外表面都有凹凸不平的花纹,这是为了 ,菜刀的刀刃要做得很薄,这是为了 。
18.在第21届冬奥会花样滑冰双人滑比赛中,申雪和赵宏博摘得了中国花样滑冰在冬奥会历史上的第一块金牌。
(1)赵宏博拉着申雪在冰场上直线滑行时(如图),申雪相对于赵宏博是 的(填“静止”或“运动”)。
(2)如果赵宏博质量是80千克(包括鞋).他站在冰面上时,与冰面的总接触面积约为16厘米2,他对冰面的压强是 帕。
(3)在冰面上滑行时。冰刀所经过的地方会出现水痕,这水痕中的水是冰 而成的(填一物态变化名称)。
19.如图,用100N的力把重力为40N的物体压在竖直的墙壁上,物与墙壁的接触面积为200cm2,则物体对墙壁的压力为 N,压强为 pa。
20.在一次庆典活动中,氨气球带着标语竖直静止在空中,若标语质量为3kg,则标语所受的拉力为 N(g=10N/kg),任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被破坏,农村盖房所用的普通砖块能承受的最大压强约为5×106Pa,当这种砖块平放在地面上时,它与地面的接触面积大约是2.5×10﹣2m2,这时,可加在砖块上面的最大压力为 N。
21.如图,质地均匀的长方体质量是700g,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为100cm2,则它对桌面的压强为 Pa;竖直切除右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压力会 (变大/变/不变),压强会 (变大/变小/不变)。
22.一个重力为10N,底面积为100cm2木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。木块能继续滑动的原因是 ;木块在水平面上滑行时对水平面的压强为 Pa,此时木块受到的滑动摩擦力方向是 (选填“水平向右”或“水平向左”)。
23.如图所示,一块长方体香皂,重为1N,侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积是5×10﹣4m2,它对桌面的压强是 Pa.若沿ab方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压力 (变大/变小/不变),压强 (变大/变小/不变)。
24.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在水平桌面上,如图甲所示。
(1)正方体对桌面的压强为 Pa。
(2)若沿水平方向裁下一半A立放在水平桌面上,如图乙所示,则A部分与剩余部分B所受到的压强比为:pA:pB= 。
25.如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答:
(1)当它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是 。
(2)擦窗机器人的擦拭速度是4min/m2,要擦完总面积为3m2的窗玻璃需要 min。
(3)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28N,内外气压差达到800Pa,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少cm2?
26.如图,重27牛的物体B放在水平地面上,重18牛的物体A叠放在B的中央,则A对B的压力与B对地面的压力之比为 ;若A的底面积与B的底面积之比为3:5,则A对B的压强与B对地面的压强之比为 。
27.如图所示,甲物重45N,乙物重25N,甲、乙均静止,不计弹簧测力计自重,已知同一条绳子上的弹力处处相等,则弹簧测力计的示数为 N,如果甲物体是边长为20cm的正方体,则此时甲物体对水平地面的压强为 Pa。
三.作图题(共2小题)
28.画出物体对斜面压力的示意图。
29.如图,用细绳系着的小球悬挂在天花板上,小球静止不动,请画出小球的受力示意图。
四.解答题(共4小题)
30.重8N的木块静止在水平桌面上,此时水平桌面受到的压力为 N;若木块与桌面的接触面积为0.02m2,则木块对桌面的压强为 Pa。
31.如图所示,平衡在钢丝上最低处的杂技演员连同平衡杆的总重力为G,则钢丝对演员的支持力 G(选填“>”“=”“<”),支持力的方向向 ,若该演员和平衡杆的总重力为490牛顿,两脚与钢丝绳之间的垂直压力方向上的有效面积为20cm2,则钢丝绳受到的压强为 。
32.下图为南方雪灾中的一个场景.汽车在紧急刹车时,总是滑行一段距离才能停下来,这是由于汽车具有_ ;当路面有冰雪时,轮胎与地面间的摩擦会变 (填大或小),若汽车和乘客的总重是6×104牛,车轮和地面总的接触面积是400cm2,则汽车对地面的压强为 帕.
33.某通缉逃犯在水平潮湿泥地上站立时留下一对清晰的脚印,如图所示,这对脚印的总面积为0.05米2,深度为1.8厘米。为了大致知道该逃犯的质量,公安刑侦人员对该潮湿泥地进行抗压实验,发现使潮湿泥地达到相同深度的压强为1.5×104帕(不计大气压),请你根据数据推算:
(1)该逃犯对潮湿泥地的压力是多少?
(2)该逃犯的质量是多少?(取g=10牛/千克)
五.计算题(共3小题)
34.一名全副武装的士兵,人和装备的总质量是90kg,他每只脚接触地面的面积是0.02m2,当该士兵双脚立正时,求:
(1)地面受到的压力F;
(2)士兵对地面的压强P。
35.某快递公司为了更加方便、快捷、环保地服务于广大客户,创新了无人机服务,该公司如图所示无人机有关信息如下表:
无人机自重(含电池)G 100N
最大升力F 200N
最大飞行速度v 24km/h
脚架与水平地面接触面积S 10﹣2m2
求:(1)无人机送货时最大能装载多少千克的货物?
(2)现要将货物送到27km的地方,最快需要多少分钟?
(3)当无人机载着40N货物降落在水平地面上时,对地面产生的压强是多大?
36.双轮电动平衡车(如图甲)因其体积小,操控方便,受到不少年轻人的喜爱,表乙是该双轮电动平衡车的部分技术参数。回答下列问题:
(1)小浙用该双轮电动平衡车以最高速度行驶3min,则小浙行驶的距离为多少?
(2)体重为600N的小浙站在该双轮平衡车上时,每个轮胎与地面的接触面积为20cm2,求地面受到的压力和压强。
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.骆驼的体重较大,但能在沙漠中行走自如。下面改变压强的方法和骆驼相同的是( )
A.铁轨需要铺在枕木上面
B.啄木鸟的喙又尖又长
C.细线能够轻易切割皮蛋
D.图钉的钉尖做的很细
【解答】解:骆驼的体重较大,但能在沙漠中行走自如,是因为其脚掌面积很大,增大了受力面积,在压力一定时,减小了对地面的压强。
A、铁轨需要铺在枕木上面,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
B、啄木鸟的喙又尖又长,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
C、细线能够轻易切割皮蛋,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
D、图钉的钉尖做的很细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
综上分析可知,改变压强的方法和骆驼相同的是A选项。
故选:A。
2.练太极拳是很好的强身健体运动。图甲姿势换成图乙姿势时,人对水平地面的( )
A.压力变大,压强不变 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大 D.压力不变,压强变小
【解答】解:
(1)∵甲、乙两图,人站在水平地面上,
∴对地面的压力:
F甲=F乙=G;
(2)甲图是双脚着地站立,乙图是单脚着地站立,地面受力面积:
S甲>S乙,
∵p=,
∴对地面的压强:
p甲<p乙,
即:从图甲姿势换成图乙姿势时,压力不变,压强变大。
故选:C。
3.一个小孩在结冰的河面上玩耍,突然发现脚下的冰层即将要破裂,他应( )
A.立即站着不动,大声呼叫
B.改成单脚站立,减小压力
C.轻轻伏在冰面,爬向岸边
D.加快速度跑开,逃离冰面
【解答】解:保护一个物体时,一定要减小压强。一个小孩在结冰的河面上玩耍,突然发现脚下的冰层即将要破裂,此时要保护冰不破裂,一定要减小压强,此时不能改变物体的压力,只能增大受力面积,来减小压强。
故选:C。
4.如图所示是一支旅行用的“两面针”牙膏,根据你的观察和生活经验,你认为下列说法错误的是( )
A.挤压牙膏时可反映出力能使物体发生形变
B.新买的整支牙膏受到的重力是0.03牛
C.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦
D.牙膏盖子中间的尖锐物是为了增大压强
【解答】解:A、挤压牙膏时,对牙膏皮施加了力改变了牙膏皮的形状,故A正确;
B、牙膏净含量3g,加上牙膏皮,总质量约6g,G=mg=0.006kg×10N/kg=0.06N,故B错误;
C、牙膏盖上的条纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦的,故C正确;
D、牙膏盖子中间的尖锐物,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强的,故D正确。
故选:B。
5.如图在水平放置的书架上,并列放10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p.当取走右边的4本书后,其余6本书不动,书架受到书的压力和压强又为( )
A.压力为F,压强为p
B.压力为F,压强为p
C.压力为F,压强为p
D.压力为F,压强为p
【解答】解:一本书对书架的压力为,剩余6本对书架的压力为F1==F,
假设10本书与书架的接触面积为S,剩余6本书与书架的接触面积为S,
所以此时书架受到的压强为P1===P。
故选:C。
6.下列物体对水平地面产生的压强最接近104Pa的是( )
A.一位双脚站立的中学生
B.一元硬币平放在桌面上
C.一本平放的科学课本
D.正在行走的大象
【解答】解:
A、一位中学生的质量约50kg,此中学生对水平地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
双脚站立时接触面积约500cm2=0.05m2,对水平地面的压强p===1×104Pa,故A正确;
B、一枚一元硬币的质量约6g=0.006kg,一枚一元硬币对水平地面的压力约为
F=G=mg=0.006kg×10N/kg=0.06N,此硬币与食品地面的接触面积约1.1cm2=1.1×10﹣4m2,
硬币对水平地面的压强p==≈545.5Pa,故B错误;
C、一本科学课本的质量约0.25kg,其受到的重力G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,
平放时对水平地面的压力F=G=2.5N,此科学课本与水平地面的接触面积约600cm2=0.06m2,
此科学课本与水平地面的压强p==≈41.7Pa,故C错误;
D、正在行走的大象,对地面的压力大约是中学生的100倍,
行走时水平地面的接触面积与人的双脚面积差不多,因而压强是中学生的压强的100倍左右,故D错误。
故选:A。
7.如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平拉力F的作用下,沿直线向右匀速运动(不掉落),在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强不变
B.M对桌面的压力变小,摩擦力变小,压强不变
C.M对桌面的压力不变,摩擦力不变,压强变大
D.M对桌面的压力变大,摩擦力变大,压强变大
【解答】解:
AB、木板被拉出一小段距离的过程中,对桌面的压力等于木板重力,大小不变;
但在这一过程中,受力面积逐渐减小,由p=可得,对桌面的压强逐渐增大,A、B错误;
CD、因为压力和接触面的粗糙程度都不变,故摩擦力不变,故C正确,D错误。
故选:C。
8.如图所示,放在水平地面上的两个质量均匀分布的实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是( )
A.A的质量可能等于B的质量
B.A的质量一定大于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度
D.A的密度一定小于B的密度
【解答】解:物体对水平桌面的压强:
p======ρgh,
因为VA<VB,SA>SB,
所以hA<hB,
又因为pA=pB,
所以ρA>ρB,故CD选项不正确;
又因为pA=pB,SA>SB,
所以FA>FB,
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以GA>GB,即mA>mB,故B选项正确、A选项不正确。
故选:B。
9.三个体重、体型相似的人叠成两层静态造型,这是新昌的一种非物质文化遗产——叠罗汉,如图所示。假如每个人体重均为G,每只鞋的底面积均为S,则地面上每只脚对水平地面的压强为( )
A. B. C. D.
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,地面上两人对水平地面的总压力:F总=G总=3G,
又因人站立时两脚平均用力,地面上是四只脚着地,所以,每只脚对水平地面的压力:F=F总=×3G=,
地面上两人中的每只脚对水平地面的压强:p===。
故选:A。
10.共享单车给市民带来很多的方便。下列关于共享单车说法错误的是( )
A.单车的速度逐渐减小,运动状态发生了变化,受到了非平衡力的作用
B.共享单车车座做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对身体的压强
C.骑共享单车上坡时,需要用力踩上几脚来加速,便于获得更大的惯性,有利于上坡
D.共享单车的车把套花纹,是为了增大接触面粗糙程度,从而增大摩擦力
【解答】解:A.单车的速度逐渐减小,运动状态发生了变化,受到了非平衡力的作用,故A正确;
B.共享单车车座做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对身体的压强,故B正确;
C.骑共享单车上坡时,需要用力踩上几脚来加速,是为了有足够的动能转化为重力势能,有利于上坡,而惯性大小不变,故C错误;
D.共享单车的车把套花纹,是为了增大接触面粗糙程度,从而增大摩擦力,故D正确。
故选:C。
11.如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比为hA:hB=2:1,底面积之比SA:SB=1:2,它们对地面的压力和压强分别是FA、FB和pA、pB,则下列正确的是( )
A.FA:FB=2:1,pA:pB=2:1
B.FA:FB=1:1,pA:pB=2:1
C.FA:FB=1:1,pA:pB=1:1
D.FA:FB=2:1,pA:pB=1:1
【解答】解:设A和B的密度为ρ,根据p=====ρgh得,A、B对地面的压强之比为:==;根据p=得,A、B对地面的压力之比为:==×=,故B正确。
故选:B。
12.两块规格都是“20cm×10cm×5cm”的同样长方体钢材a和b,互相垂直地叠放在水平桌面上(如图所示)。若a对b的压强用pa表示,b对桌面的压强用pb表示。则( )
A.pa=pb B.pa=4pb C.pa= D.pa=2pb
【解答】解:由题中“两块规格都是“5cm×10cm×20cm”的同样长方体钢材a和b”可知,Ga=Gb,
a对b的压力,Fa=Ga,
b对桌面的压力,Fb=Ga+Gb=2Ga;
b的受力面积Sa=10cm×5cm=50cm2,
桌面的受力面积,Sb=10cm×20cm=200cm2,
所以,Sb=4Sa,
则a对b的压强:pa==,
b对桌面的压强:pb====pa,故pa=2pb。
故选D。
13.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
【解答】解:(1)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;
(2)由ρ=,ρA:ρB=8:1,mA:mB=1:1,可得,=,
则边长之比为,则面积之比为,
因为=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,则地面受到的压强之比是p甲:p乙=1:4。
故选:B。
14.如图所示,物体G是边长为10cm的正方体物块,重6N,被竖直向上的力F=20N顶在天花板,则天花板受到的压强为( )
A.600Pa B.1400Pa C.2000Pa D.2600Pa
【解答】解:木块在竖直方向上受到重力G、手对物块向上的压力F1和天花板对物块的压力F2的作用,
木块处于静止状态,
G+F2=F1,
天花板对木块的压力:
F2=F1﹣G=20N﹣6N=14N;
木块对天花板的压力与天花板对木块的压力是一对相互作用力,
木块对天花板的压力:
F=F2=14N,
物块边长为10cm,则底面积是100cm2=1×10﹣2m2,
木块对天花板的压强:
p===1400Pa。
故选:B。
15.如图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积关系时得到的图象。若用这两种物质分别做成A,B两个质量相等的实心正方体。把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面的压强之比pA:pB为( )
A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1
【解答】解:ρ甲===8g/cm3,ρ乙===1g/cm3,
==,因A,B两个质量相等,此时F相等,所以=,
又因为都是正方体,所以它们的边长之比为,底面积之比为=。
在p=中:F都相等,可得=,即=。
故选:C。
16.如图所示,轻质细绳将物体A,B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
【解答】解:(1)物体A由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的10N的拉力,
因弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的力是一对平衡力,
所以,B也对弹簧测力计施加了一个10N的拉力,则弹簧测力计的示数F=10N,故AB错误;
(2)B受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这三个力是平衡力,
所以,物体B受到的支持力:
F支持=GB﹣F=100N﹣10N=90N,
因支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,
所以,B物体对支撑面的压力:
F压=F支持=90N,故C错误;
B对地面的压强:
p===2.25×103Pa,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共11小题)
17.自行车车轮的外表面都有凹凸不平的花纹,这是为了 增大摩擦力 ,菜刀的刀刃要做得很薄,这是为了 增大压强 。
【解答】解:(1)自行车车轮的外表面都有凹凸不平的花纹,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)在菜刀的刀刃要做得很薄,在压力一定时,减小受力面积来增大压强。
故答案为:增大摩擦力;增大压强。
18.在第21届冬奥会花样滑冰双人滑比赛中,申雪和赵宏博摘得了中国花样滑冰在冬奥会历史上的第一块金牌。
(1)赵宏博拉着申雪在冰场上直线滑行时(如图),申雪相对于赵宏博是 静止 的(填“静止”或“运动”)。
(2)如果赵宏博质量是80千克(包括鞋).他站在冰面上时,与冰面的总接触面积约为16厘米2,他对冰面的压强是 5×105 帕。
(3)在冰面上滑行时。冰刀所经过的地方会出现水痕,这水痕中的水是冰 熔化 而成的(填一物态变化名称)。
【解答】解:(1)赵宏博拉着申雪在冰场上直线滑行时,申雪和赵宏博之间没有发生位置的改变,以赵宏博为参照物申雪是静止的。
(2)F=G=mg=80kg×10N/kg=800N,
p===5×105Pa。
(3)在冰面上滑行时,冰刀的受力面积很小,压力不变,冰刀对冰面的压强增大,降低冰的熔点,使冰熔化,所以冰刀所经过的地方会出现水痕。
故答案为:(1)静止;(2)5×105;(3)熔化。
19.如图,用100N的力把重力为40N的物体压在竖直的墙壁上,物与墙壁的接触面积为200cm2,则物体对墙壁的压力为 100 N,压强为 5×103 pa。
【解答】解:由题可知,物体对墙壁的压力:F=100N,
物体与墙壁的接触面积:S=200cm2=0.02m2,
则物体对墙壁的压强:p===5×103Pa。
故答案为:100;5×103。
20.在一次庆典活动中,氨气球带着标语竖直静止在空中,若标语质量为3kg,则标语所受的拉力为 30 N(g=10N/kg),任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被破坏,农村盖房所用的普通砖块能承受的最大压强约为5×106Pa,当这种砖块平放在地面上时,它与地面的接触面积大约是2.5×10﹣2m2,这时,可加在砖块上面的最大压力为 1.25×105 N。
【解答】解:(1)标语的重力为:G=mg=3kg×10N/kg=30N;
标语处于静止状态,受到平衡力的作用,即标语的重力与气球对标语的拉力是一对平衡力,
故拉力:F=G=30N;
(2)根据p=知在砖上所能施加的最大压力:
F=pS=5×106Pa×2.5×10﹣2m2=1.25×105N。
故答案为:30;1.25×105。
21.如图,质地均匀的长方体质量是700g,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为100cm2,则它对桌面的压强为 700 Pa;竖直切除右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压力会 变小 (变大/变/不变),压强会 变小 (变大/变小/不变)。
【解答】解:(1)长方体对桌面的压力:
F=G=mg=0.7kg×10N/kg=7N,
对桌面的压强:
p===700Pa;
(2)竖直切除右边的阴影部分,剩余部分的重力减少,对桌面的压力会变小,
设长方体原来的底面积为S1,图中与桌面的接触面积为S,
没切除时,长方体对桌面的压强p==,
由S<S1可知,p=>﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当竖直切除该物体右边的阴影部分,设剩余部分的重力为kG,则剩余部分的受力面积为kS1,
此时物体对桌面的压力F′=kG,
剩余部分对桌面的压强p′==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可知,p>p′可知,剩余部分对桌面的压强会变小。
故答案为:700;变小;变小。
22.一个重力为10N,底面积为100cm2木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。木块能继续滑动的原因是 木块具有惯性 ;木块在水平面上滑行时对水平面的压强为 1000 Pa,此时木块受到的滑动摩擦力方向是 水平向左 (选填“水平向右”或“水平向左”)。
【解答】解:木块能在水平面上继续滑动是因为木块具有惯性,仍要保持原来的运动状态;
在水平面上滑行时,木块对水平面的压力等于自身的重力,受力面积S=100cm2=1×10﹣2m2,
则木块对水平面的压强:p====1000Pa;
在水平面上滑行时,木块受到的滑动摩擦力方向与运动的方向相反,即水平向左。
故答案为:木块具有惯性;1000;水平向左。
23.如图所示,一块长方体香皂,重为1N,侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积是5×10﹣4m2,它对桌面的压强是 2000 Pa.若沿ab方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压力 变小 (变大/变小/不变),压强 不变 (变大/变小/不变)。
【解答】解:它对桌面的压强:
p===2000Pa,
切去一块后,物体的重力变小,对桌面的压力变小;
根据公式p======ρgh可知,物体密度不变,高度不变,所以对桌面的压强也不变。
故答案为:2000;变小;不变。
24.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在水平桌面上,如图甲所示。
(1)正方体对桌面的压强为 5000 Pa。
(2)若沿水平方向裁下一半A立放在水平桌面上,如图乙所示,则A部分与剩余部分B所受到的压强比为:pA:pB= 2:1 。
【解答】解:(1)长方体底面积即受力面积S=0.12m×0.12m=0.0144m2;
所以长方体对桌面的压强:
p====5000Pa;
(2)若沿水平方向裁下一半,A立放在水平桌面上,A、B对桌面的压力相同,都等于正方体重力的一半,A的受力面积为B受力面积的一半,由p=知剩余部分B所受到的压强为A部分所受到的压强的一半,即pA:pB=2:1。
故答案为:(1)5000;(2)2:1。
25.如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答:
(1)当它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是 竖直向上 。
(2)擦窗机器人的擦拭速度是4min/m2,要擦完总面积为3m2的窗玻璃需要 12 min。
(3)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28N,内外气压差达到800Pa,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少cm2?
【解答】解:
(1)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力的方向相反,故摩擦力的方向是竖直向上的;
(2)擦窗机器人的擦拭速度是4min/m2,
要擦完总面积为3m2的窗户玻璃需要的时间为:t=4min/m2×3m2=12min;
(3)由p=可得,擦窗机器人与玻璃的接触面积为:S===0.035m2=350cm2。
故答案为:(1)竖直向上;(2)12;
(3)擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为350 cm2。
26.如图,重27牛的物体B放在水平地面上,重18牛的物体A叠放在B的中央,则A对B的压力与B对地面的压力之比为 2:5 ;若A的底面积与B的底面积之比为3:5,则A对B的压强与B对地面的压强之比为 2:3 。
【解答】解:(1)根据题意可知,A对B的压力等于A的重力18N;B对地面的压力等于A、B的总重力,即18N+27N=45N;故A对B的压力与B对地面的压力之比18N:45N=2:5;
(2)由p=可得,A对B的压强与B对地面的压强之比:p1:p2=:=×=×=2:3。
故答案为:2:5;2:3。
27.如图所示,甲物重45N,乙物重25N,甲、乙均静止,不计弹簧测力计自重,已知同一条绳子上的弹力处处相等,则弹簧测力计的示数为 25 N,如果甲物体是边长为20cm的正方体,则此时甲物体对水平地面的压强为 500 Pa。
【解答】解:由题知,甲、乙均处于静止状态,对乙进行受力分析,由二力平衡知,绳子对乙的拉力等于乙的重力,即:F=G乙=25N,由于弹簧测力计处于静止状态,由二力平衡知,弹簧测力计两端绳子的拉力相等,弹簧测力计的示数等于其一端受到绳子拉力的大小,则弹簧测力计的示数为25N;
拉甲绳子上的拉力等于弹簧测力计的示数,即:F′=25N,对甲进行受力分析,地面对甲的支持力等于甲的重力减去绳子的拉力,即F支=G甲﹣F′=45N﹣25N=20N,根据力的作用是相互的知,甲对地面的压力等于地面对甲的支持力,即:F压=F支=20N,已知甲是边长为20cm的正方体,则甲与地面的接触面积为:S=0.2m×0.2m=0.04m2,所以甲物体对地面的压强为:
p===500Pa。
故答案为:25;500。
三.作图题(共2小题)
28.画出物体对斜面压力的示意图。
【解答】解:压力的作用点在接触面的中点处,从压力的作用点开始沿垂直于斜面向下的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头,并标上符号F,如下图所示:
29.如图,用细绳系着的小球悬挂在天花板上,小球静止不动,请画出小球的受力示意图。
【解答】解:
小球悬挂在天花板上,小球静止不动,此时小球受重力和拉力的作用,二力的作用点都可以画在小球的重心上,重力的方向竖直向下,拉力的方向竖直向上;
过小球的重心,竖直向下画出表示重力的有向线段,并标上符号G;
过小球的重心,竖直向上画出表示拉力的有向线段,并标上符号F;
因小球静止,则F与G是一对平衡力,F=G,注意两条线段的长度相等,如图所示:
四.解答题(共4小题)
30.重8N的木块静止在水平桌面上,此时水平桌面受到的压力为 8 N;若木块与桌面的接触面积为0.02m2,则木块对桌面的压强为 400 Pa。
【解答】解:
木块对水平面的压力为:F=G=8N,
木块对桌面的压强:
p===400Pa。
故答案为:8;400。
31.如图所示,平衡在钢丝上最低处的杂技演员连同平衡杆的总重力为G,则钢丝对演员的支持力 = G(选填“>”“=”“<”),支持力的方向向 竖直向上 ,若该演员和平衡杆的总重力为490牛顿,两脚与钢丝绳之间的垂直压力方向上的有效面积为20cm2,则钢丝绳受到的压强为 2.45×105Pa 。
【解答】解:(1)∵杂技演员处于平衡状态,
∴钢丝对演员的支持力和杂技演员连同平衡杆的总重力是一对平衡力,故这两个力大小相等,支持力方向为竖直向上;
(2)钢丝绳受到的压力大小等于杂技演员连同平衡杆的总重,F=G=490N,
钢丝绳受到的压强为:p===2.45×105Pa。
故答案为:=;竖直向上;2.45×105Pa。
32.下图为南方雪灾中的一个场景.汽车在紧急刹车时,总是滑行一段距离才能停下来,这是由于汽车具有_ 惯性 ;当路面有冰雪时,轮胎与地面间的摩擦会变 小 (填大或小),若汽车和乘客的总重是6×104牛,车轮和地面总的接触面积是400cm2,则汽车对地面的压强为 1.5×106 帕.
【解答】解:(1)汽车紧急刹车时,由于汽车具有惯性,不会马上停下来,仍然会向前滑行一段距离;
(2)路面有冰雪时,会变得很光滑,在压力一定时,轮胎与地面间的摩擦会变小;
(3)地面受到的压力F=G=6×104N,地面的受力面积S=400cm2=4×10﹣2m2,
所以地面受到的压强p===1.5×106Pa。
故答案为:惯性;小;1.5×106。
33.某通缉逃犯在水平潮湿泥地上站立时留下一对清晰的脚印,如图所示,这对脚印的总面积为0.05米2,深度为1.8厘米。为了大致知道该逃犯的质量,公安刑侦人员对该潮湿泥地进行抗压实验,发现使潮湿泥地达到相同深度的压强为1.5×104帕(不计大气压),请你根据数据推算:
(1)该逃犯对潮湿泥地的压力是多少?
(2)该逃犯的质量是多少?(取g=10牛/千克)
【解答】解:(1)由p=可得,逃犯对潮湿泥地压力
F=pS=1.5×104Pa×0.05m2=750N;
(2)逃犯的重力G=F=750N
逃犯的质量:m===75kg。
答:(1)逃犯对潮湿泥地的压力为750N;
(2)逃犯的质量是75kg。
五.计算题(共3小题)
34.一名全副武装的士兵,人和装备的总质量是90kg,他每只脚接触地面的面积是0.02m2,当该士兵双脚立正时,求:
(1)地面受到的压力F;
(2)士兵对地面的压强P。
【解答】解:(1)站立时对地面的压力:
F=G=mg=90kg×10N/kg=900N,
(2)双脚站立时与地面的接触面积:
s=2×0.02m2=0.04m2,
士兵对地面的压强:
p===2.25×104Pa,
答:(1)地面受到的压力是900N;
(2)士兵对地面的压强是2.25×104Pa。
35.某快递公司为了更加方便、快捷、环保地服务于广大客户,创新了无人机服务,该公司如图所示无人机有关信息如下表:
无人机自重(含电池)G 100N
最大升力F 200N
最大飞行速度v 24km/h
脚架与水平地面接触面积S 10﹣2m2
求:(1)无人机送货时最大能装载多少千克的货物?
(2)现要将货物送到27km的地方,最快需要多少分钟?
(3)当无人机载着40N货物降落在水平地面上时,对地面产生的压强是多大?
【解答】解:(1)无人机以最大升力送货时,在空中匀速行驶时处于平衡状态,所载货物的重力最大,
则最大装载货物的重力G货物=F升﹣G飞机=200N﹣100N=100N,
由G=mg可得所载货物的最大质量:m货物===10kg;
(2)根据速度公式可知需要的最短时间:t===1.125h=67.5min;
(3)当无人机载着40N货物降落在水平地面上时,对水平地面的压力:
F压=G飞机+G货物′=100N+40N=140N,
则对地面产生的压强:p===1.4×104Pa。
答:(1)无人机送货时最大能装载10kg的货物;
(2)现要将货物送到27km的地方,最快需要67.5min;
(3)当无人机载着60N货物降落在水平地面上时,对地面产生的压强是1.4×104Pa。
36.双轮电动平衡车(如图甲)因其体积小,操控方便,受到不少年轻人的喜爱,表乙是该双轮电动平衡车的部分技术参数。回答下列问题:
(1)小浙用该双轮电动平衡车以最高速度行驶3min,则小浙行驶的距离为多少?
(2)体重为600N的小浙站在该双轮平衡车上时,每个轮胎与地面的接触面积为20cm2,求地面受到的压力和压强。
【解答】解:(1)由图乙可知,平衡车的最高行驶速度v=20km/h,
由v=可知,小浙行驶的距离:s=vt=20km/h×h=1km;
(2)由图乙可知,平衡车的质量m车=20kg,则平衡车的重力G车=m车g=20kg×10N/kg=200N,
体重为600N的小浙站在该双轮平衡车上时,地面受到的压力:F=G人+G车=600N+200N=800N;
地面受到的压强:p===2×105Pa。
答:(1)小浙行驶的距离为1km;
(2)地面受到的压力和压强分别为800N、2×105Pa。
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