第2课时 压强公式的应用 压强的增大和减小
【A层 基础必会】
考点一 压强及相关计算
1.(物理与科学技术)“光压”是指光照射到物体上对物体表面产生的压强。在轨运行的“光帆2号”卫星,仅使用太阳光作为“燃料”,其实就是依靠其在运行轨道上展开的32 m2的太阳帆获得动力,实现自由飞行。如果其受到的太阳光压为9×10-4 Pa,则“9×10-4 Pa”表示的物理意义是 每平方米的面积上,太阳帆受到太阳光的压力为9×10-4 N 。
2.(2024·徐州质检)小明想在实验室里估测一本书平放在水平桌面上时对桌面的压强。他用天平测出一本书的质量是200 g,书对桌面的压力约为 2 N,借助刻度尺测出了书的长和宽,算出了平放时书封面的表面积约为0.04 m2,此书对桌面的压强约为 50 Pa。
3.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108 Pa的压强,那么“水刀”作用在0.2 mm2的面积上时,产生的压力为 20 N。
4.如图,一体重为475 N的芭蕾舞演员一只鞋尖与地面接触时对地面的压强约为5×105 Pa,由此可计算出一只芭蕾舞鞋的鞋尖面积为 9.5×10-4 m2。
5.3月24日上午,2024年上杭红古田半程马拉松鸣枪开跑,近5 000名跑友参赛。某校王老师参加了半程马拉松,其质量为60 kg,他双脚站立时与地面的接触面积为400 cm2,g取10 N/kg。求:
(1)他双脚站立时,对水平地面的压力。
(2)他双脚站立时,对水平地面的压强。
解:(1)他双脚站立时,对水平地面的压力:
F=G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N。
(2)他双脚站立时,对水平地面的压强:
p===1.5×104 Pa。
考点二 增大或减小压强的方法
6.(学科素养)劳动教育是素质教育的重要组成部分,在中学生劳动实践基地,同学们见到了挑水的扁担、收割麦子的镰刀等农具。扁担中段制作得稍宽,这是通过 增大受力面积 来减小压强的;镰刀刀刃被磨得非常锋利,这是通过 减小受力面积 来增大压强的;镰刀使用一段时间后刀刃钝了割不动,这时需要用更大的力割,这是通过 增大压力 来增大压强的。
7.为了方便盲人行走,在马路两旁的人行道上铺设了有凸棱的盲道,如图所示。放学后小明和同学们走在盲道上,感觉到脚有些不舒服,从物理学角度分析,这是因为:走在盲道上,脚与地面的 受力面积 (选填“压力”或“受力面积”)减小了,从而 增大 (选填“增大”或“减小”)了压强,让盲人更好感觉到道路信息。
8.(跨学科·日常生活)如图显示了四种高跟鞋后跟鞋底的实际尺寸。穿着行走时最容易损坏木地板的鞋跟是 (B)
9.如图所示的学习用具,在设计上属于减小压强的是 (B)
易错点 不能正确理解压力和受力面积
10.(2024·福州质检)A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比为lA∶lB=1∶2,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),地面受到的压力之比为 1∶1 ,地面受到的压强之比为 1∶4 。
【B层 能力提升】
11.(传统文化)太极是一种中国古代传承下来的深受人们喜爱的养生方法,具有显著的健身功效。以如图的两种姿势静止时,人对地面的压力和压强分别是F甲和F乙、p甲和p乙,下列说法正确的是 (C)
A.F甲>F乙,p甲>p乙 B.F甲>F乙,p甲
C.F甲=F乙,p甲>p乙 D.F甲=F乙,p甲12.(2024·泰州质检)如图所示,甲、乙、丙三个高度相同的实心圆柱体放在水平地面上,甲、乙是铁制成的,丙是铜制的,已知密度ρ铜>ρ铁,它们对地面的压强分别为p甲、p乙、p丙,下列关系正确的是 (B)
A.p甲=p乙=p丙 B.p甲=p乙C.p甲p乙>p丙
13.(2024·新疆中考)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为 (B)
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
14.(2024·陕西中考)如图,某同学拿着实心球静止站立在水平地面上,该同学和实心球总重500 N,双脚与地面的总接触面积为0.04 m2,此时他对地面的压强为 1.25×104 Pa。该同学将实心球投出后,双脚站立在水平地面上保持静止,他对地面的压强与投出实心球之前相比 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(2024·洛阳质检)“共和国勋章”获得者袁隆平,一直致力杂交水稻技术的研究、应用与推广。“发展杂交水稻,造福世界人民”是他毕生的追求。如图所示,某地用收割机收割杂交水稻,为了防止对耕地过分压实,影响秋作物的播种,收割机对耕地的压强一般不超过7.5×104 Pa,已知空载收割机与人的总质量为750 kg。收割机两条履带与耕地的总接触面积为0.2 m2。(g=10 N/kg)求:
(1)收割机空载时对地面的压强为多大;
(2)收割机对耕地的压力不能超过多少;
(3)收割机粮仓中的水稻不能超过多少。
解:(1)空载收割机对地面的压力:
F=G=mg=750 kg×10 N/kg=7 500 N;
对地面的压强:
p===3.75×104 Pa。
(2)由p=可得,收割机对耕地的最大压力:F大=p大S=7.5×104 Pa×0.2 m2=1.5×104 N。
(3)收割机和粮仓中水稻的最大总重力:
G大=F大=1.5×104 N,
由G=mg可得,收割机和粮仓中水稻的最大总质量:
m总大===1 500 kg,
收割机粮仓中水稻的最大质量:
m水稻=m总大-m=1 500 kg-750 kg=750 kg。
【C层 素养培优】
16.如图所示,立方体木块置于水平桌面上,现沿着虚线切去中间圆柱状的部分木块,则剩下木块对水平桌面的 (C)
A.压力变小,压强变小
B.压力变小,压强变大
C.压力变小,压强不变
D.压力、压强大小都不变
点思路:立方体木块放在水平桌面上,对桌面的压力等于重力;对水平桌面的压强大小由公式p=ρgh判断。第九章 压强
第1节 压强
第1课时 压力 压力的作用效果
【A层 基础必会】
考点一 压力
1.物块放在斜面上,物块对斜面产生压力的作用,如图所示的画法中,能正确表示物块对斜面的压力的是 (D)
2.如图所示,一位小朋友站在水平放置的体重计上测量体重。待示数稳定时,体重计受到人的压力 (C)
A.就是人受到的重力
B.方向与人受到重力的方向相反
C.大小与人的重力大小相等
D.作用点在人的重心上
3.如图所示,停在斜坡上的汽车对地面有压力作用,已知其所受重力为G,四轮与地面接触的总面积为S。压力的定义为:垂直作用在物体表面并指向物体表面的力叫作压力。那么定义中的“物体”在此指的是 地面 (选填“汽车”或“地面”),压力的方向为图中 ② (选填“①”“②”“③”或“④”)所示,在此压力作用下发生形变的是 地面 (选填“汽车”或“地面”)。
4.一座公路桥头立着如图所示的限重标志牌,为防止桥面损坏,行驶在桥上的载重汽车对桥面的压力不应超过(g取10 N/kg) (C)
A.1.5×103 N B.1.5×104 N
C.1.5×105 N D.1.5×106 N
5.如图,手压气球,气球发生形变。气球对桌面的压力是由于哪个物体形变而产生的 (C)
A.手 B.气球的上面
C.气球的下面 D.桌面
考点二 探究影响压力作用效果的因素
6.为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,小明在家里找到了一块海绵(如沙发垫)、一个小方凳、一个重物,进行如下实验:
①将方凳腿朝下放在海绵上,如图A;
②在方凳上加一重物,如图B;
③将凳面改为朝下放在海绵上,并加上重物,如图C。
根据小明的做法及图中实验现象,回答下列问题。
(1)实验中选用海绵而不是其他像木板之类的材料的原因是: 海绵受力后容易发生形变 。
(2)实验过程中,压力的作用效果是通过 海绵的凹陷程度 表现出来的。
(3)小明想要探究压力的作用效果跟压力大小的关系,可选择图 A 和 B ,必须保证 受力面积 一定。
(4)小明想要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,可选择图 B 和 C 。
(5)实验中用到的科学探究方法有: 控制变量法 和 转换法 。
易错点 不能正确判断压力大小
7.一个重500 N的物体静止在水平地面上,对水平地面的压力为 500 N;若受到100 N竖直向上的拉力后,物体对地面的压力为 400 N;若将此物体放在一斜面上,对斜面的压力将 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)500N。
【B层 能力提升】
8.(2024·重庆期末)如图所示,物体A、B间用不计重力的轻弹簧连接,A物体的重力为8 N,B物体的重力为10 N。用竖直向上大小为10 N的力F提着物体A,当A静止时,物体B对地面的压力为 (B)
A.10 N B.8 N C.18 N D.2 N
9.(2024·重庆期末)如图,将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模,用三根竖直细线a、b、c连接,在水平地面上按照“互”字形静置,上方木模呈现悬浮效果,则 (D)
A.a的拉力等于mg
B.b的拉力大于a的拉力
C.三根细线的拉力相等
D.地面受到的压力为2mg
10.小华用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图两种方案,你认为 甲 (选填“甲”或“乙”)方案更合理一些,另一种方案不合理的原因是 没有控制压力大小相同 。
11.(2024·济南期中)如图,某同学用40 N的水平力将一个重10 N的物体压在竖直的墙壁上使其处于静止状态,画出物体A对竖直墙壁的压力的示意图。
答:
12.(2024·广东质检)在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明利用木板、橡皮泥、包扎带和钩码进行探究活动。
(1)将橡皮泥做成长方体平放于木板上方,在包扎带下方挂上钩码,并压在橡皮泥上,实验过程中,通过观察包扎带下面的橡皮泥的 形变程度 来比较压力的作用效果,这种研究方法在物理学中叫 转换法 。
(2)如图所示,在相同宽度的两条包扎带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥的变化,可得出结论: 受力面积 相同时, 压力 越大,压力的作用效果越明显;实验中,若用两根相同的细线挂不同数量的钩码,无法探究压力作用效果与压力的关系,原因可能是 细线受力面积太小,都会把橡皮泥切断 。
(3)小明想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥捏回原状,把包扎带撕成 不同 宽度的两段,两包扎带下方挂 相同 数量的钩码。(均选填“相同”或“不同”)
【C层 素养培优】
13.如图所示,置于水平地面上的立柱质量为10 kg,有一质量为15 kg的猴子从立柱上下滑,已知猴子沿立柱滑下时,受到立柱的摩擦力为120 N,则立柱对地面的压力为(g取10 N/kg)(B)
A.100 N B.220 N
C.150 N D.350 N
点思路:猴子沿立柱滑下时,受到立柱的摩擦力,根据力的作用是相互的可知猴子对立柱的摩擦力大小和方向;立柱处于静止状态,受到向下的重力和摩擦力、向上的支持力,根据力的平衡可得地面对立柱的支持力大小;立柱对水平地面的压力和地面对立柱的支持力是一对相互作用力,二力大小相等,据此求出立柱对地面的压力。第2课时 压强公式的应用 压强的增大和减小
【A层 基础必会】
考点一 压强及相关计算
1.(物理与科学技术)“光压”是指光照射到物体上对物体表面产生的压强。在轨运行的“光帆2号”卫星,仅使用太阳光作为“燃料”,其实就是依靠其在运行轨道上展开的32 m2的太阳帆获得动力,实现自由飞行。如果其受到的太阳光压为9×10-4 Pa,则“9×10-4 Pa”表示的物理意义是 。
2.(2024·徐州质检)小明想在实验室里估测一本书平放在水平桌面上时对桌面的压强。他用天平测出一本书的质量是200 g,书对桌面的压力约为 N,借助刻度尺测出了书的长和宽,算出了平放时书封面的表面积约为0.04 m2,此书对桌面的压强约为 Pa。
3.切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108 Pa的压强,那么“水刀”作用在0.2 mm2的面积上时,产生的压力为 N。
4.如图,一体重为475 N的芭蕾舞演员一只鞋尖与地面接触时对地面的压强约为5×105 Pa,由此可计算出一只芭蕾舞鞋的鞋尖面积为 m2。
5.3月24日上午,2024年上杭红古田半程马拉松鸣枪开跑,近5 000名跑友参赛。某校王老师参加了半程马拉松,其质量为60 kg,他双脚站立时与地面的接触面积为400 cm2,g取10 N/kg。求:
(1)他双脚站立时,对水平地面的压力。
(2)他双脚站立时,对水平地面的压强。
考点二 增大或减小压强的方法
6.(学科素养)劳动教育是素质教育的重要组成部分,在中学生劳动实践基地,同学们见到了挑水的扁担、收割麦子的镰刀等农具。扁担中段制作得稍宽,这是通过 来减小压强的;镰刀刀刃被磨得非常锋利,这是通过 来增大压强的;镰刀使用一段时间后刀刃钝了割不动,这时需要用更大的力割,这是通过 来增大压强的。
7.为了方便盲人行走,在马路两旁的人行道上铺设了有凸棱的盲道,如图所示。放学后小明和同学们走在盲道上,感觉到脚有些不舒服,从物理学角度分析,这是因为:走在盲道上,脚与地面的 (选填“压力”或“受力面积”)减小了,从而 (选填“增大”或“减小”)了压强,让盲人更好感觉到道路信息。
8.(跨学科·日常生活)如图显示了四种高跟鞋后跟鞋底的实际尺寸。穿着行走时最容易损坏木地板的鞋跟是 ( )
9.如图所示的学习用具,在设计上属于减小压强的是 ( )
易错点 不能正确理解压力和受力面积
10.(2024·福州质检)A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比为lA∶lB=1∶2,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),地面受到的压力之比为 ,地面受到的压强之比为 。
【B层 能力提升】
11.(传统文化)太极是一种中国古代传承下来的深受人们喜爱的养生方法,具有显著的健身功效。以如图的两种姿势静止时,人对地面的压力和压强分别是F甲和F乙、p甲和p乙,下列说法正确的是 ( )
A.F甲>F乙,p甲>p乙 B.F甲>F乙,p甲C.F甲=F乙,p甲>p乙 D.F甲=F乙,p甲12.(2024·泰州质检)如图所示,甲、乙、丙三个高度相同的实心圆柱体放在水平地面上,甲、乙是铁制成的,丙是铜制的,已知密度ρ铜>ρ铁,它们对地面的压强分别为p甲、p乙、p丙,下列关系正确的是 ( )
A.p甲=p乙=p丙 B.p甲=p乙C.p甲p乙>p丙
13.(2024·新疆中考)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为 ( )
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
14.(2024·陕西中考)如图,某同学拿着实心球静止站立在水平地面上,该同学和实心球总重500 N,双脚与地面的总接触面积为0.04 m2,此时他对地面的压强为 Pa。该同学将实心球投出后,双脚站立在水平地面上保持静止,他对地面的压强与投出实心球之前相比 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(2024·洛阳质检)“共和国勋章”获得者袁隆平,一直致力杂交水稻技术的研究、应用与推广。“发展杂交水稻,造福世界人民”是他毕生的追求。如图所示,某地用收割机收割杂交水稻,为了防止对耕地过分压实,影响秋作物的播种,收割机对耕地的压强一般不超过7.5×104 Pa,已知空载收割机与人的总质量为750 kg。收割机两条履带与耕地的总接触面积为0.2 m2。(g=10 N/kg)求:
(1)收割机空载时对地面的压强为多大;
(2)收割机对耕地的压力不能超过多少;
(3)收割机粮仓中的水稻不能超过多少。
【C层 素养培优】
16.如图所示,立方体木块置于水平桌面上,现沿着虚线切去中间圆柱状的部分木块,则剩下木块对水平桌面的 ( )
A.压力变小,压强变小
B.压力变小,压强变大
C.压力变小,压强不变
D.压力、压强大小都不变第九章 压强
第1节 压强
第1课时 压力 压力的作用效果
【A层 基础必会】
考点一 压力
1.物块放在斜面上,物块对斜面产生压力的作用,如图所示的画法中,能正确表示物块对斜面的压力的是 ( )
2.如图所示,一位小朋友站在水平放置的体重计上测量体重。待示数稳定时,体重计受到人的压力 ( )
A.就是人受到的重力
B.方向与人受到重力的方向相反
C.大小与人的重力大小相等
D.作用点在人的重心上
3.如图所示,停在斜坡上的汽车对地面有压力作用,已知其所受重力为G,四轮与地面接触的总面积为S。压力的定义为:垂直作用在物体表面并指向物体表面的力叫作压力。那么定义中的“物体”在此指的是 (选填“汽车”或“地面”),压力的方向为图中 (选填“①”“②”“③”或“④”)所示,在此压力作用下发生形变的是 (选填“汽车”或“地面”)。
4.一座公路桥头立着如图所示的限重标志牌,为防止桥面损坏,行驶在桥上的载重汽车对桥面的压力不应超过(g取10 N/kg) ( )
A.1.5×103 N B.1.5×104 N
C.1.5×105 N D.1.5×106 N
5.如图,手压气球,气球发生形变。气球对桌面的压力是由于哪个物体形变而产生的 ( )
A.手 B.气球的上面
C.气球的下面 D.桌面
考点二 探究影响压力作用效果的因素
6.为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,小明在家里找到了一块海绵(如沙发垫)、一个小方凳、一个重物,进行如下实验:
①将方凳腿朝下放在海绵上,如图A;
②在方凳上加一重物,如图B;
③将凳面改为朝下放在海绵上,并加上重物,如图C。
根据小明的做法及图中实验现象,回答下列问题。
(1)实验中选用海绵而不是其他像木板之类的材料的原因是: 。
(2)实验过程中,压力的作用效果是通过 表现出来的。
(3)小明想要探究压力的作用效果跟压力大小的关系,可选择图 和 ,必须保证 一定。
(4)小明想要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,可选择图 和 。
(5)实验中用到的科学探究方法有: 和 。
易错点 不能正确判断压力大小
7.一个重500 N的物体静止在水平地面上,对水平地面的压力为 N;若受到100 N竖直向上的拉力后,物体对地面的压力为 N;若将此物体放在一斜面上,对斜面的压力将 (选填“大于”“等于”或“小于”)500N。
【B层 能力提升】
8.(2024·重庆期末)如图所示,物体A、B间用不计重力的轻弹簧连接,A物体的重力为8 N,B物体的重力为10 N。用竖直向上大小为10 N的力F提着物体A,当A静止时,物体B对地面的压力为 ( )
A.10 N B.8 N C.18 N D.2 N
9.(2024·重庆期末)如图,将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模,用三根竖直细线a、b、c连接,在水平地面上按照“互”字形静置,上方木模呈现悬浮效果,则 ( )
A.a的拉力等于mg
B.b的拉力大于a的拉力
C.三根细线的拉力相等
D.地面受到的压力为2mg
10.小华用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图两种方案,你认为 (选填“甲”或“乙”)方案更合理一些,另一种方案不合理的原因是 。
11.(2024·济南期中)如图,某同学用40 N的水平力将一个重10 N的物体压在竖直的墙壁上使其处于静止状态,画出物体A对竖直墙壁的压力的示意图。
12.(2024·广东质检)在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明利用木板、橡皮泥、包扎带和钩码进行探究活动。
(1)将橡皮泥做成长方体平放于木板上方,在包扎带下方挂上钩码,并压在橡皮泥上,实验过程中,通过观察包扎带下面的橡皮泥的 来比较压力的作用效果,这种研究方法在物理学中叫 。
(2)如图所示,在相同宽度的两条包扎带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥的变化,可得出结论: 相同时, 越大,压力的作用效果越明显;实验中,若用两根相同的细线挂不同数量的钩码,无法探究压力作用效果与压力的关系,原因可能是 。
(3)小明想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥捏回原状,把包扎带撕成 宽度的两段,两包扎带下方挂 数量的钩码。(均选填“相同”或“不同”)
【C层 素养培优】
13.如图所示,置于水平地面上的立柱质量为10 kg,有一质量为15 kg的猴子从立柱上下滑,已知猴子沿立柱滑下时,受到立柱的摩擦力为120 N,则立柱对地面的压力为(g取10 N/kg)( )
A.100 N B.220 N
C.150 N D.350 N