第2课时 流体压强 控制压强的大小
流体压强
1.玻璃器皿侧面有两个孔,用橡皮膜将其封住(如图所示)。向容器中加水后,观察到橡皮膜向
(选填“内陷”或“外凸”),这说明 。
2.液体和气体有很强的流动性,统称为 。
控制压强的大小
3.(2024张家口期末)下列措施中,能够减小压强的是 ( )
A.盖房时地基做得很宽大
B.把软包装饮料的吸管的一端削尖
C.刀、斧、剪的刃都磨得很锋利
D.将放在水平地面上的一块砖由平放改为竖放
4.下列实例中,能够增大压强的是 ( )
A.书包背带较宽 B.蚊子尖尖的口器
C.滑雪板面积较大 D.骆驼宽大的脚掌
5.(安全责任)公共汽车上配备的逃生锤,为了更容易敲碎车窗玻璃,其形状应符合下列选项中的( )
A. B. C. D.
6.C919是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机, 空载时飞机质量约为42.1吨。如图所示为飞机的滑行轮胎,可见轮胎的横截面积较宽,这是为了( )
A.增大压力,增大对地面的压强 B.减小压力,减小对地面的压强
C.增大受力面积,减小对地面的压强 D.减小受力面积,减小对地面的压强
7.(五育文化)在中学生劳动实践基地,同学们见到了收割麦子的镰刀、挑水的扁担等农具。镰刀刀刃被磨得非常锋利,是通过 来增大压强的;扁担中段制作得稍宽,是通过
来减小压强的。
1.在一次军事演习中,坦克要经过一沼泽地,工兵连迅速在沼泽地段铺设了宽木板,坦克得以顺利通过,是因为铺设木板后 ( )
A.坦克的重力变小 B.对地面的压力变小
C.对地面的压强变小 D.对地面的压强变大
2.如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最小的是( )
A. B.
C. D.
3.如图,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,两个手指感觉差不多,以下说法正确的是 ( )
A.上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力
B.上手指对铅笔的压力大于下手指对铅笔的压力
C.上手指对铅笔的压强小于下手指对铅笔的压强
D.上手指对铅笔的压强大于下手指对铅笔的压强
4.两物体平放在水平地面上,它们对地面的压力之比是1∶2,与地面接触面积之比是2∶1,地面所受的压强之比是 ( )
A.1∶2 B.2∶1
C.1∶4 D.4∶1
5.(传统文化)如图所示是《天工开物》中记录的一种农具“耙”,用于农耕。耙的铁齿做得尖锐是通过减小受力面积来 (选填“增大”或“减小”)压强;当土块太硬,耙子不能插入土块时,人往往会站上耙子耕作,这是采用增大 的方式来增大压强;已知耙齿尖端接触土块的总面积为2×10-3 m2,某大土块能够承受的最大压强为3×105 Pa,则人和铁齿至少需要施加 N的力才能破碎这个大土块。
6.一块实心正方体铁块,放在水平桌面的中央,它对水平桌面的压强为p。现如果沿水平方向切去一半,则剩余部分对水平桌面的压强为 ;如果沿竖直方向切去一半,则剩余部分对水平桌面的压强为 。
7.(2024新疆中考)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5 kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1∶p2∶p3=2∶3∶6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2。(g取10 N/kg)求:
(1)空心砖的重力。
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强。
(3)空心砖的材料的密度。
8.(科学思维)小丽同学决定测算自己双脚站立时对地面的压强,她的质量为48 kg,为了测量鞋与地面接触的面积,她绘制了每一小格的边长为2 cm的均匀分布的方格纸,穿上平底鞋站在方格纸上,描出的鞋印如图所示。
(1)小丽每只鞋印的面积为 m2(图中鞋印的总格数约为40个)。
(2)小丽双脚站立时对地面的压强为 Pa(用科学记数法表示,g取10 N/kg)。
(3)跟同学交流后,她们改用下面测量鞋印面积的方法:让一位质量为M的同学单脚站立在松软的沙地上,踩下一个较深的柱形鞋印,测出鞋印的深度为h;然后把一种易凝胶溶液倒入鞋印中刚好填满,待其凝固后取出并测得质量为m。根据这些物理量可推导出鞋印面积为 ;该同学对沙地的压强为 (设易凝胶凝固后的密度为ρ)。
【详解答案】
课堂达标
1.外凸 水对容器壁有压强 2.流体 3.A 4.B 5.C 6.C
7.减小受力面积 增大受力面积
课后提升
1.C 解析:坦克要经过一沼泽地,对地面的压力等于其重力,是不变的,工兵连迅速在沼泽地段铺设了宽木板,增大受力面积,减小了压强,所以坦克得以顺利通过。故A、B、D错误,C正确。
2.C 解析:将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,对桌面的压力为F=G=mg,现分别按照图示的方法切去一半,则对桌面的压力变为原来的,四种切法对桌面的压力相同,由p=可知,压力一定时,受力面积越大,压强越小,由图可知,C中剩余部分受力面积最大,因此C中剩余部分对桌面压强最小。故选C。
3.A 解析:铅笔静止时,上手指对铅笔的压力与铅笔的重力之和等于下手指对铅笔的压力,所以上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力,故A正确,B错误;两个手指感觉差不多,说明上手指对铅笔的压强约等于下手指对铅笔的压强,故C、D错误。
4.C 解析:两物体对地面的压强之比:p1∶p2==×=×=,故C正确。
5.增大 压力 600
解析:耙的铁齿做得尖锐是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。当土块太大,耙子不能破碎土块时,人往往会站上耙子耕作,这是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。人和铁齿至少需要施加的力为F=pS=3×105 Pa×2×10-3 m2=600 N。
6. p 解析:如果沿水平方向切去一半后,重力减半,即压力减半,受力面积不变,根据p=可知,压强减半,变为。如果沿竖直方向切去一半,则压力和受力面积均减半,根据p=可知,压强不变,仍为p。
7.解:(1)空心砖的重力为
G=mg=1.5 kg×10 N/kg=15 N;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强为
p3====3 000 Pa;
(3)设空心砖的长宽分别为a、b、c,p1∶p2∶p3=2∶3∶6,压力不变,根据p=可知
=2∶3∶6 ①,
已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2,则有
bc=50 cm2 ②,
联立①②,解得空心砖的体积为
V=abc=1 000 cm3,
则空心砖的材料的密度为
ρ材料===2 g/cm3。
答:(1)空心砖的重心为15 N;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强为3 000 Pa;
(3)空心砖的材料的密度为2 g/cm3。
8.(1)1.6×10-2 (2)1.5×104
(3)
解析:(1)一个方格的面积S0=2 cm×2 cm=4 cm2=4×10-4 m2;图中鞋印的总格数约为40个,则小丽每只鞋印的面积S1=40×4×10-4 m2=1.6×10-2 m2。(2)小丽双脚站立时对地面的压力F=G=mg=48 kg×10 N/kg=480 N,双脚站立时的受力面积为S2=2S1=2×1.6×10-2 m2=3.2×10-2 m2,此时她对地面的压强p===1.5×104 Pa;(3)由ρ=知道固体易凝胶的体积,根据题意可知固体易凝胶为柱形,高度为h,由V=Sh知道,一个鞋印的面积S==;该同学单脚站立时对沙地的压强为p'===。第1节 压强
第1课时 认识压强
压力
1.(2025上海徐汇区阶段练习)关于压力,下列说法中正确的是 ( )
A.压力的大小一定等于物体的重力
B.压力的方向总是竖直向下
C.压力的大小有可能等于重力
D.压力的方向不一定与物体的接触面相垂直
2.如图,金属块重20 N,F恒为5 N,当金属块静止不动时,则支撑面所受到的压力分别是FA= N,
FB= N,FC= N,FD= N。
A B C D
压力的作用效果
3.如图甲是消防人员站在木板上,救助受困于淤泥中的人的情景,小明看到这一场景后想:压力的作用效果与什么因素有关呢 为此小明用一块海绵、两块规格相同的木块来进行如图乙所示实验。
(1)压力的作用效果是通过比较海绵的 来确定的。
(2)比较乙图中序号为 的两次实验,可以探究受力面积对压力作用效果的影响。
(3)比较乙图中序号为①和③的两次实验可知,受力面积一定时, ,压力的作用效果越明显。
压强
4.(2024北京中考)如图所示,左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止。下列说法正确的是 ( )
A.手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
B.手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
C.手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
D.手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力
5.(新情境)(2024青岛中考)黄海海平面是中国高程系统唯一基准面,在青岛的黄海海滨矗立着一座“中华人民共和国水准零点”雕塑,标志着“高度从这里开始”,这座雕塑高6 m,质量约为10 t,它的四个支脚处在同一水平面上,每个支脚与地面的接触面积约为250 cm2,它对地面的压强大约是( )
A.4×106 Pa B.1×106 Pa
C.1×102 Pa D.1×105 Pa
6. (2024吉林中考)质量为1.6×103 kg的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为0.08 m2。求:(g取10 N/kg)
(1)这辆新能源汽车受到的重力。
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
1.(2025广东实验中学阶段练习)父子二人双脚站立在情况一样的沙地上,留下的脚印大小不同(受力面积S父>S子),但深浅相同,则他们对沙地的压力及压强的大小关系是( )
A.F父>F子,p父>p子
B.F父=F子,p父>p子
C.F父>F子,p父=p子
D.F父=F子,p父
2.如图甲,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F1,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙,在推木板的过程中,木板对桌面的压力F、压强p的变化情况是 ( )
A.F不变、p不变 B.F变小、p不变
C.F不变,p变大 D.F变小,p变大
3.如图所示,在水平桌面上放着三个实心铁制圆柱体,下列关于它们对桌面的压强大小判断正确的是( )
A.甲最大 B.乙最大
C.丙最大 D.一样大
4.在水平桌面上放着两个体积相等的圆柱体,它们的高度之比为1∶2,密度之比为2∶3,则它们所受重力之比为 ,对桌面的压强之比为 。
5.(新科技)如图所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,其车体采用越野车底盘悬挂技术进行设计,4个车轮均换成三角履带,以提高其在极地冰雪地面上的行走能力。机器人质量为500 kg,履带与地面的总接触面积为0.4 m2。(g取10 N/kg)求:
(1)机器人静止在水平雪地上对地面的压力是多大
(2)机器人静止在水平雪地上对地面的压强是多大
(3)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104 Pa,机器人要安全通过该处,能装载装备的最大重力是多大
6.(科学探究)实验小组选用图A器材做“探究压力作用的效果”的实验,器材包括:小桌、木板、装有沙的容器、砝码、海绵、装有适量水的矿泉水瓶等。他们先选择了海绵、装有沙的容器、砝码进行了探究。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用的效果,这种探究方法使用了转换法和 。
(2)实验中的海绵可以换成沙子进行实验吗 (选填“可以”或“不可以”)。
(3)根据图C和图D的现象,能得到的结论是 相同时,受力面积越大,压力作用的效果越不明显。
(4)在老师讲解了压强概念以后,小明发现小桌放在木板上与放在海绵上效果不同,如图B、图E,他认为小桌对海绵的压强更大,你认为他的观点 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
【详解答案】
课堂达标
1.C
2.20 5 15 25
3.(1)形变 (2)①② (3)压力越大
4.B 5.B
6.解:(1)这辆新能源汽车受到的重力为
G=mg=1.6×103 kg×10 N/kg=1.6×104 N;
(2)汽车停在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,即F=G=1.6×104 N;
其对地面的压强:
p===2×105 Pa。
课后提升
1.C 解析:留下的脚印深浅相同,说明他们对沙滩的压力作用效果相同,也就是压强相等,即p父=p子,因为S父>
S子,由p=可知,他们对沙地的压力F父>F子,故C符合题意,ABD不符合题意。
2.C 解析:水平桌面上物体对水平桌面的压力大小和自身的重力大小相等,向右缓慢地推木板的过程中,木板自身的重力不变,木板对桌面的压力F不变;且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,根据p=可知,木板对桌面的压强p变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
3.B 解析:三个铁制的实心圆柱体,质地均匀,上下横截面积相同,放在水平桌面上,对水平桌面的压强为p=====ρgh,三个铁制的实心圆柱体密度相同,高度不相同,乙高度最大,故乙对水平桌面的压强最大。故B正确,ACD错误。
4.2∶3 1∶3 解析:体积相等的圆柱体,密度之比为2∶3,故质量之比为===;根据G=mg得,重力之比为==;由压强定义式p=得,p=ρgh,故它们对桌面压强之比为===。
5.解:(1)机器人自身的重力
G人=m人g=500 kg×10 N/kg=5 000 N,
机器人静止在雪地上对地面的压力
F=G人=5 000 N;
(2)机器人静止在雪地上对地面的压强
p===1.25×104 Pa;
(3)南极某处冰面能承受的最大压力
F大=p大S=4.2×104 Pa×0.4 m2=1.68×104 N,
机器人装载装备后的最大重力
G大=F大=1.68×104 N,
机器人要安全通过该处,能装载装备的最大重力
G货=G大-G人=1.68×104 N-5 000 N=11 800 N。
6.(1)形变 控制变量法 (2)可以 (3)压力 (4)错误 小桌对海绵、木板的压力相等,海绵和木板的受力面积相等,则小桌对海绵、木板的压强相等
解析:(1)实验通过观察海绵的形变来判断压力的作用效果,海绵的形变越大,压力的作用效果越明显,这种方法叫转换法。此实验中控制压力的大小相同来探究压力作用效果与受力面积的关系,控制受力面积相同来探究压力的作用效果与压力大小的关系,运用了控制变量法。(2)实验中若桌子压沙子,可以通过桌脚陷入沙子的深度来反映压力的作用效果,海绵可以换成沙子。(3)由图C和图D可知,两图中桌子上方都放了相同的砝码,说明压力大小相同;图C中是桌腿接触海绵,图D中是桌面接触海绵,由此可知,图C中的受力面积小于图D中的受力面积,可观察到图C中的海绵形变更大,说明图C中压力的作用效果更明显;由此可得出结论,压力相同时,受力面积越大,压力作用的效果越不明显。(4)小桌对海绵和木板的压力相等,海绵和木板的受力面积相等,根据压强公式p=可知,压强相等;小桌放在木板上与放在海绵上压力作用效果不同,原因是不同材料受压后产生的形变程度不同,不能通过压力的作用效果比较压强的大小,所以他的观点是错误的。