【核心素养】2.3 压强(第1课时)分层练习(含解析)

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名称 【核心素养】2.3 压强(第1课时)分层练习(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2025-09-12 22:42:52

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/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【核心素养】浙教版(2024版)八年级科学上册·分层练习
2.3 压强(第1课时)
科学观念:理解压强的概念,能说出压强的意义,知道压强与压力和受力面积有关。
科学思维:运用压强公式进行简单的计算。
探究实践:通过实验探究,培养学生的观察能力、动手能力和分析归纳能力。
态度责任:使学生认识压强在生活和生产中的广泛应用,体会科学知识与生活的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
1.一个木箱放在斜面上,图中能正确表示斜面受到木箱的压力F的是(  )
A. B. C. D.
2.人站着对地面的压强大小最接近于(  )
A.101帕 B.102帕 C.104帕 D.106帕
3.用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,则对公式p=理解正确的是(  )
A.受力面积越大,产生的压强越大
B.物体所受的压力越大,产生的压强越大
C.物体所受的重力越大,产生的压强越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力成正比
4.近年来,汽车超载现象异常突出,公路损坏严重。你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于(  )
A.汽车的大小 B.汽车对公路的压强
C.汽车的速度 D.汽车的惯性
5.如图所示是烧饼制作从揉团到压扁过程,其总质量不变,则面团变成面饼后对桌面的(  )
A.压力不变 B.压力变小 C.压强不变 D.压强变大
6.如图所示,小明同学利用砝码、小桌、海绵等实验器材,做探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。请仔细观察并回答下列问题错误的是(  )
A.该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果
B.要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用乙、丙两次实验
C.由甲、乙两图实验现象可得知:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
D.由甲、丙两图能得到压力的作用效果既与压力大小有关,又与受力面积的大小有关
7.如图所示,在测量体重时,某人分别采用推、拉、提、压的手段来改变体重计的示数。下列各种方式中会使体重计的示数变大的是(  )
A.推天花板 B.拉吊环
C.抬起一只脚 D.压底座
8.如图所示,若将正方体沿水平方向从一半处切开,拿走上边一半,则下边一半对桌面的压力、压强与原来相比(  )
A.压力减半,压强减半 B.压力不变,压强减半
C.压力减半,压强不变 D.压力、压强都不变
9.两人站在海边的沙滩上,在沙滩上留下了深浅不同的脚印,如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.两人对沙滩的压强一定相同
B.脚印小的人对沙滩的压强一定大
C.脚印深的人对沙滩的压力一定大
D.脚印深的人对沙滩的压强一定大
10.如图所示为甲、乙两人在雪地里的情景。甲、乙两人的总质量相等,下列关于甲、乙两人的说法正确的是(  )
A.甲对雪地的压力比乙小
B.甲通过增大受力面积增大压强
C.乙对雪地的压力作用效果比甲明显
D.图中情景说明压力作用效果与压力大小有关
11.太极拳是中国最具代表性的优秀文化符号之一,如图所示为某中学生练习太极拳的情境,已知该同学单只脚掌面积约为200cm2,试估算此时对地面的压强为(  )
A.500Pa B.1×104Pa C.2×104Pa D.5×103Pa
12.如图,两个形状、大小、材料完全相同的实心物体1和2,放在水平桌面上,它们对桌面产生的压力F或压强p的大小关系正确的是(  )
A.F1<F2 B.F1>F2
C.p1<p2 D.p1>p2
13.如图将完全相同的几个箱子按照甲、乙两种不同的方式叠放,箱子对地面的压强p甲:p乙为(  )
A.1:1 B.3:2 C.2:3 D.1:2
14.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图甲、乙所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为P甲和P乙,水瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,则(  )
A.P甲>P乙,F甲=F乙 B.P甲<P乙,F甲>F乙
C.P甲=P乙,F甲<F乙 D.P甲<P乙,F甲=F乙
15.如图所示,水平地面上放着一张课桌,在课桌上放着一个木块A。木块A在水平推力F的作用下,从甲图位置运动到乙图位置,在此过程中木块A对桌面的压力     ,对桌面的压强     。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
16.生物学家最新的研究表明,生活在3.6亿年前泥盆纪的一种邓氏鱼(如图所示)的咬合力比任何已知生物都要强。它在啃噬猎物时每平方厘米的咬合力高达5.6×104N,压强高达   Pa;这种邓氏鱼的牙齿呈锥状,能有效地    啃噬猎物时的压强。(填“增大”或“减小”)
17.在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)小金提出质疑,认为图     的方式不合理,因为该方式没有控制     。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为     帕。
18.在封冻的冰面上,若人的每只鞋底面积是125cm2,体重为500N的人恰好可以通过,如果每只鞋底面积是175cm2,体重为500N的人最多可以背多少N的货物通过冰面?
19.某同学(利用小桌、砝码、海绵)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过海绵的     来显示压力的作用效果;此处用到的探究方法是    ;
(2)由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时,   ,压力的作用效果越明显;
(3)由     两图所示实验现象可得出:压力一定时,   ,压力的作用效果越明显;
(4)该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p乙   p丁(填“大于”、“小于”或“等于”)。
20.如图是我国自主研发的四履带长航程极地漫游机器人,其质量为500kg,履带与地面的总接触面积为40dm2。机器人首次在南极内陆冰盖完成了27km的自主行走,共耗时30min。求:(g取10N/kg)
(1)机器人自主行走的平均速度。
(2)机器人静止在水平雪地上对地面的压强。
(3)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104Pa,机器人要安全通过该区域,所装载装备的最大质量。
21.为了探究压强大小跟哪些因素有关,老师准备了如图所示的器材:
①用钉子做腿的小桌; ②海绵; ③砝码; ④木板;
⑤盛有适量水的矿泉水瓶; ⑥装有沙的容器等供同学们选择。
同学所选的四组器材中,不能达到探究目的的是(  )
A.①③⑥ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤
22.如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静止,下列说法中正确的是(  )
A.铅笔对左侧食指的压力较大
B.铅笔对两侧食指的压力较大
C.铅笔对右侧食指的压强较大
D.铅笔对两侧食指的压强大小相等
23.原来平整的细沙面上放上甲、乙两个实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则(  )
A.甲的密度一定比乙大
B.甲对沙子的压强一定比乙对沙子的压强小
C.甲的质量一定比乙小
D.甲对沙子的压力一定比乙对沙子的压力大
24.如图所示,物块重力为G,被竖直向上的力F压在天花板(F>G),与天花板的接触面积为S,则天花板受到的压强为(  )
A. B. C. D.
25.两块完全相同的砖,每块砖的长、宽、高之比为4:2:1,如图所示的四种放法中,与放法①对水平地面的压强相等的是(  )
A.② B.③ C.④ D.无法确定
26.如图所示,有五块完全相同的砖以三种形式摆放在水平地面上,图甲是两块砖叠放;图乙是单块砖平放;图丙是两块砖并排平放;它们对地面的压强分别为p甲、p乙、p丙,比较它们的大小,下列判断正确的是(  )
A.p甲>p乙>p丙 B.p甲=2p乙=2p丙
C.p甲=2p乙=p丙 D.p甲<p乙<p丙
第26题图 第27题图
27.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等。若在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度,它们剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,则(  )
A.F甲>F乙,p甲<p乙 B.F甲>F乙,p甲>p乙
C.F甲<F乙,p甲>p乙 D.F甲<F乙,p甲=p乙
28.有一边长为10厘米的正方体物块重80牛,放在光滑墙角处(如图所示),受水平方向力F1=100牛、竖直方向力F2=12牛的作用。回答下列问题。
(1)此时地面所受压力为     牛。
(2)此时墙壁所受压强为     帕。
29.如图1是a,b两种不同物质质量和体积的关系图象,则a,b两种物质密度之比为    ,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙(图2)两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为    。
第29题图 第30题图
30.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③,余下的木板对桌面的压强为p2。则p1    p,p2    p(均选填“>”或“<”或“=”)。
31.在探究“压强与哪些因素有关”的实验中,小明利用如图所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验。
(1)通过比较小桌在海绵表面的     反映小桌对海绵压强的大小;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论:    。
(3)此后小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板压痕的深浅比图(a)中对海绵的压痕深浅小,如图(c)所示。比较图(a)、(c),能否得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论?    ,为什么?    。
32.如图是静止在水平地面上的学生课桌,学生课桌质量为9kg,桌子与地面接触的总面积为1×102m2;某同学将装满水后总质量为1kg,水深20cm的水杯放在课桌的桌面上,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。请完成以下问题:
(1)水杯受到的重力和     是一对平衡力;若拉着课桌带着水杯一起沿水平方向匀速移动,则移动中桌面对水杯底     (选填“有”或“无”)摩擦力。
(2)水杯中的水对杯底部的压强是多少?
(3)课桌对地面压力是多少?课桌对地面的压强是多少?
33.如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷检,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1小时能够雾化消毒液的体积。求:
水箱容积 额定雾化量 自身重力 履带总触地面积
20升 10升/小时 500牛 200厘米2
(1)机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程;
(2)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(3)机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压强减小了2×103帕,该过程所消耗消毒液的质量。
34.当有人受困于淤泥中时,消防员常常会趴在淤泥地上,让受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离。图甲模拟的是受困者双脚站立时的场景,图乙模拟的是消防员趴在淤泥地上的场景。受困者的质量为50kg,每只脚与地面的接触面积为200cm2。(g取10N/kg)
(1)求受困者站在水平地面上时对地面的压强;
(2)请在图中作出受困者所受重力的示意图;
(3)当受困者完全伏在消防员背上后,消防员对地面的压强为2400Pa,消防员与地面的接触面积为0.5m2,求消防员的质量。
35.现代家具越来越重视“人体力学”的设计,如所示的电脑椅图a,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图b、c所示。下表中数据为重500N的人使用电脑椅时的一些参数。(g取10N/kg)
椅子的质量(千克) 10
每个轮子的受力面积(厘米2) 4
人端坐在椅子上时对座垫的受力面积(厘米2) 800
人端坐在椅子上时对座垫的压力(牛) 320
人向后靠时对座垫的压强(帕) 2000
(1)椅子脚上装有轮子的作用是     。
(2)没人坐在椅子上时,求椅子对地面的压力。
(3)计算人端坐在椅子上时对坐垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因。
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【核心素养】浙教版(2024版)八年级科学上册·分层练习
2.3 压强(第1课时)
科学观念:理解压强的概念,能说出压强的意义,知道压强与压力和受力面积有关。
科学思维:运用压强公式进行简单的计算。
探究实践:通过实验探究,培养学生的观察能力、动手能力和分析归纳能力。
态度责任:使学生认识压强在生活和生产中的广泛应用,体会科学知识与生活的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
1.一个木箱放在斜面上,图中能正确表示斜面受到木箱的压力F的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】压力是垂直作用在物体表面的力,据此分析解答。
【解答】解:AB选项图中压力的方向不正确,C选项中压力的作用点不正确;
D选项图,压力作用在斜面上,方向垂直于斜面,正确。
故选:D。
2.人站着对地面的压强大小最接近于(  )
A.101帕 B.102帕 C.104帕 D.106帕
【答案】C
【分析】要估测人对地面的压强,根据p可知需要先估测人的体重和人双脚的面积。
【解答】解:人平均体重约为500N,两脚的总面积约为0.05m2,
则人对地面的压强为:p1×104Pa。
故选:C。
3.用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,则对公式p理解正确的是(  )
A.受力面积越大,产生的压强越大
B.物体所受的压力越大,产生的压强越大
C.物体所受的重力越大,产生的压强越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力成正比
【答案】D
【分析】对于压强的计算公式p理解:在压力一定时,压强与受力面积成反比;在受力面积一定时,压强与压力的大小成正比。
【解答】解:A、根据p可知,在压力一定时,受力面积越大,产生的压强越小,故A错误。
B、根据p可知,在受力面积一定时,物体所受的压力越大,产生的压强越大,故B错误。
C、压强的大小与压力大小有关,与物体的重力没有直接关系;故C错误。
D、根据p可知,受力面积不变时,产生的压强与压力成正比,故D正确。
故选:D。
4.近年来,汽车超载现象异常突出,公路损坏严重。你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于(  )
A.汽车的大小 B.汽车对公路的压强
C.汽车的速度 D.汽车的惯性
【答案】B
【分析】汽车超载对公路的压力就越大,压力大对路面产生的压强就越大;压强大就标志着压力的作用效果明显﹣﹣对公路损坏就越严重。
【解答】解:汽车超载现象异常突出,超载导致对地面的压力增大(压力F=G),压强是指压力的作用效果,就此题来说,效果越明显则对路面的损坏就越严重;而压力越大压强越大;故超载汽车对公路的损坏主要取决对公路的压强;故B正确;
而汽车的大小、速度、惯性不是对公路损坏的主要原因;
故选:B。
5.如图所示是烧饼制作从揉团到压扁过程,其总质量不变,则面团变成面饼后对桌面的(  )
A.压力不变 B.压力变小 C.压强不变 D.压强变大
【答案】A
【分析】比较烧饼制作从揉团到压扁过程中烧饼对桌面的压力和受力面积的变化,根据p分析解答。
【解答】解:从揉团到压扁过程中,烧饼的质量不变,重力不变,则对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据p可知,对桌面的压强变小,故A正确。
故选:A。
6.如图所示,小明同学利用砝码、小桌、海绵等实验器材,做探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。请仔细观察并回答下列问题错误的是(  )
A.该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果
B.要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用乙、丙两次实验
C.由甲、乙两图实验现象可得知:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
D.由甲、丙两图能得到压力的作用效果既与压力大小有关,又与受力面积的大小有关
【答案】D
【分析】①本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
②压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法:即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变;探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
【解答】解:A、该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,用到了转换法,故A正确;
B、要探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力相同,受力面积不同,因此,可以选用乙、丙两次实验,故B正确;
C、由甲、乙两图实验可以看出,压力不同,受力面积相同,作用效果不同,因此可得出:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显,故C正确;
D、甲、丙两图中,压力大小和受力面积均不同,不符合控制变量法的要求,不能得到压力的作用效果既与压力大小有关,又与受力面积的大小有关的结论,故D错误。
故选:D。
7.如图所示,在测量体重时,某人分别采用推、拉、提、压的手段来改变体重计的示数。下列各种方式中会使体重计的示数变大的是(  )
A.推天花板 B.拉吊环
C.抬起一只脚 D.压底座
【答案】A
【分析】根据力的合成进行分析,即同一直线上,且方向相同的两个力,合力等于两力之和;同一直线上,反方向的二力的合力,等于二力之差。
【解答】解:A、根据力的作用是相互的,人推天花板,天花板也会给人一个大小相同方向相反的力,故体重计的示数等于重力加天花板给人的力,即大于重力,故A选项示数变大。
B、人拉吊环,吊环也会拉人,所以体重计的示数等于重力减去拉力,即示数会变小,故B选项错误。
C、在没有任何外来作用下,体重计的示数等于重力大小,故C选项错误。
D、人压底座时,不会增大或减小体重计的示数,故示数不变,即D选项错误。
故选:A。
8.如图所示,若将正方体沿水平方向从一半处切开,拿走上边一半,则下边一半对桌面的压力、压强与原来相比(  )
A.压力减半,压强减半 B.压力不变,压强减半
C.压力减半,压强不变 D.压力、压强都不变
【答案】A
【分析】物体在水平桌面上,对桌面的压力F=G=mg,若将它沿水平方向截去一半,其重力减去一半,对地面的压力会减小一半;但是其受力面积不变,由压强公式p即可知木块对桌面的压强变化。
【解答】解:因为在水平桌面上,所以对桌面的压力等于其重力,F=G,水平切去一半后,G变小减半,所以压力减半;
水平切去一半后,与桌面的受力面积不变,由p可知,在受力面积不变时,压力减半,则压强也会减半。
故选:A。
9.两人站在海边的沙滩上,在沙滩上留下了深浅不同的脚印,如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.两人对沙滩的压强一定相同
B.脚印小的人对沙滩的压强一定大
C.脚印深的人对沙滩的压力一定大
D.脚印深的人对沙滩的压强一定大
【答案】D
【分析】物理学中用压强来描述压力作用的效果,根据脚印深浅不同,可知二人压力作用效果不相同,也就是压强不相等。然后利用p的变形公式F=pS进行分析得出压力的大小关系。
【解答】解:两人在相同的沙滩上漫步,留下了深浅不同的脚印,说明他们对沙滩的压力效果不同,也就是压强不同,所以,脚印深的人对沙滩的压强一定大,故D正确,AB错误;
根据p可得F=pS,两人的重力及与沙滩的接触面积(受力面积)不确定,压力的大小无法确定,故C错误。
故选:D。
10.如图所示为甲、乙两人在雪地里的情景。甲、乙两人的总质量相等,下列关于甲、乙两人的说法正确的是(  )
A.甲对雪地的压力比乙小
B.甲通过增大受力面积增大压强
C.乙对雪地的压力作用效果比甲明显
D.图中情景说明压力作用效果与压力大小有关
【答案】C
【分析】作用在水平面上的物体,对水平面的压力等于物体的重力;压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;压力的作用效果用压强来表示。
【解答】解:A.当质量相等时,重力相等,对水平地面的压力相等,故A错误;
B.甲的受力面积变大,对地面的压强减小,故B错误;
C.乙的受力面积小,在压力相同时,压力的作用效果更明显,故C正确;
D.当压力相同时,无法比较压力的作用效果大小,故D错误。
故选:C。
11.太极拳是中国最具代表性的优秀文化符号之一,如图所示为某中学生练习太极拳的情境,已知该同学单只脚掌面积约为200cm2,试估算此时对地面的压强为(  )
A.500Pa B.1×104Pa C.2×104Pa D.5×103Pa
【答案】C
【分析】估测出中学生的质量和单脚站立时与水平地面的接触面积,由G=mg算出中学生的重力,由压强公式算出中学生对地面的压强。
【解答】解:中学生的质量约为50kg,单脚站立时与水平地面的接触面积在0.02m2左右,
中学生的重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,
单脚站立时对水平地面的压强在:p2.5×104Pa左右,故ABD不符合实际,C符合实际。
故选:C。
12.如图,两个形状、大小、材料完全相同的实心物体1和2,放在水平桌面上,它们对桌面产生的压力F或压强p的大小关系正确的是(  )
A.F1<F2 B.F1>F2 C.p1<p2 D.p1>p2
【答案】C
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此判断两者对桌面产生的压力关系,由图可知受力面积的变化,根据p比较两者对桌面的压强关系。
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且实心物体1和2的重力相等,
所以,它们对桌面产生的压力相等,即F1=F2,故AB错误;
由图可知,S1>S2,
由p可知,物体1对桌面的压强小于物体2,即p1<p2,故C正确、D错误。
故选:C。
13.如图所示,将完全相同的几个箱子按照甲、乙两种不同的方式叠放,箱子对地面的压强p甲:p乙为(  )
A.1:1 B.3:2 C.2:3 D.1:2
【答案】A
【分析】金属块对水平地面的压力等于它的重力,由压强公式可以求出对水平地面的压强,然后求出压强之比。
【解答】解:设每块正方体金属块的重力为G,底面积为S,
甲对地面的压强p甲,
甲对地面的压强p乙,
箱子对地面的压强p甲:p乙::1:1。
故选:A。
14.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图甲、乙所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为P甲和P乙,水瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,则(  )
A.P甲>P乙,F甲=F乙 B.P甲<P乙,F甲>F乙
C.P甲=P乙,F甲<F乙 D.P甲<P乙,F甲=F乙
【答案】D
【分析】(1)水对瓶底和瓶盖的压强可直接利用p=ρgh进行判断。
(2)瓶底和瓶盖对桌面的压力等于水和矿泉水瓶的重力。
【解答】解:(1)由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即p甲<p乙,故AC错误。
(2)因为是同一个未装满水且密闭的矿泉水瓶,瓶底和瓶盖对桌面的压力等于水和矿泉水瓶的重力。
所以,F甲=F乙。
故B错误,D正确。
故选:D。
15.如图所示,水平地面上放着一张课桌,在课桌上放着一个木块A。木块A在水平推力F的作用下,从甲图位置运动到乙图位置,在此过程中木块A对桌面的压力  不变  ,对桌面的压强  变小  。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】不变;变小。
【分析】在水平桌面上,物体对桌面的压力等于重力,F=G;根据p确定压强变化。
【解答】解:物体在水平桌子上,对桌面的压力等于重力,F=G;
在物体移动的过程中因受力面积变大,故由p可知,因F不变,受力面积增大,压强将变小。
故答案为:不变;变小。
16.生物学家最新的研究表明,生活在3.6亿年前泥盆纪的一种邓氏鱼(如图所示)的咬合力比任何已知生物都要强。它在啃噬猎物时每平方厘米的咬合力高达5.6×104N,压强高达 5.6×108 Pa.这种邓氏鱼的牙齿呈锥状,能有效地 增大  啃噬猎物时的压强。(填“增大”或“减小”)
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)知道每平方厘米的压力,利用p计算;
(2)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小。
增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积。
减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积。
【解答】解:(1)s=1cm2=1×10﹣4m2
p5.6×108Pa
(2)这种邓氏鱼的牙齿呈锥状,是在压力一定的情况下,减小了受力面积,增大压强。
故答案为:5.6×108;增大。
17.在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)小金提出质疑,认为图  乙  的方式不合理,因为该方式没有控制  压力相同  。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为  10000  帕。
【答案】(1)乙;压力相同;(2)10000。
【分析】(1)压强的大小与压力和受力面积的大小有关,当研究压力的作用效果与受力面积的关系时,应控制压力的大小相同;
(2)利用压强的计算公式p可计算压强的大小。
【解答】解:(1)甲图中铅笔水平放置且处于静止状态,则两手指对铅笔的压力是一对平衡力;
乙图中铅笔竖直放置时,由于铅笔受重力的作用会导致下面手指受到的压力大,即乙图中两手指对铅笔的压力大小不相等,没有控制压力大小相等,所以不能探究压力的作用效果与受力面积的关系,则乙的方法不合理;
(2)图甲中笔尖对手指的压强为:
p10000Pa。
故答案为:(1)乙;压力相同;(2)10000。
18.在封冻的冰面上,若人的每只鞋底面积是125cm2,体重为500N的人恰好可以通过,如果每只鞋底面积是175cm2,体重为500N的人最多可以背多少N的货物通过冰面?
【答案】见试题解答内容
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,先根据p求出冰面承受的最大压强;再根据题意求出每只鞋底面积是175cm2时,允许通过的最大压力,减去本人的体重即为背的货物重力。
【解答】解:体重为500N的人对冰面的压力:
F=G=500N,
冰面承受的最大压强:
p4×104Pa,
每只鞋底面积是175cm2时,允许通过的最大压力:
F′=pS′=4×104Pa×175×10﹣4m2=700N,
ΔG=F′﹣G=700N﹣500N=200N。
答:最多可以背200N的货物通过冰面。
19.某同学(利用小桌、砝码、海绵)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过海绵的  凹陷程度  来显示压力的作用效果;此处用到的探究方法是  转换法  ;
(2)由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时, 压力越大  ,压力的作用效果越明显;
(3)由  乙、丙  两图所示实验现象可得出:压力一定时, 受力面积越小  ,压力的作用效果越明显;
(4)该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p乙 等于  p丁(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)凹陷程度;转换法;(2)压力越大;(3)乙、丙;受力面积越小;(4)等于。
【分析】(1)在观察压力的作用效果时采用了转换法,通过海绵的凹陷程度来体现的。
(2)(3)压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小有关,需要用控制变量法探究压力作用效果的影响因素。探究压力作用效果跟压力大小的关系时,控制受力面积不变,改变压力的大小;探究压力作用效果跟受力面积大小的关系时,控制压力大小不变,改变受力面积;
(4)若被压物质不同,不能根据被压物质的形变来反映压力的作用效果,根据p分析。
【解答】解:
(1)实验中,海绵凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,即用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
(2)由甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同而压力不同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,由此可得出结论:受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)在探究压力的作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力大小相同,而受力面积不同,故需要对比乙、丙两次实验;两图所示实验现象可得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)从乙、丁两图可以看到,小桌和砝码的压力是相同的,接触面积也相同,根据p可知,乙、丁两种情况中小桌产生的压强是相同的。
故答案为:(1)凹陷程度;转换法;(2)压力越大;(3)乙、丙;受力面积越小;(4)等于。
20.如图是我国自主研发的四履带长航程极地漫游机器人,其质量为500kg,履带与地面的总接触面积为40dm2。机器人首次在南极内陆冰盖完成了27km的自主行走,共耗时30min。求:(g取10N/kg)
(1)机器人自主行走的平均速度。
(2)机器人静止在水平雪地上对地面的压强。
(3)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104Pa,机器人要安全通过该区域,所装载装备的最大质量。
【答案】(1)机器人自主行走的平均速度为54km/h;
(2)机器人静止在雪地上对地面的压强为1.25×104Pa;
(3)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104Pa,机器人要安全通过该处,则所装载装备的质量为1180kg。
【分析】(1)已知时间和路程,利用v可求机器人自主行走的平均速度;
(2)机器人静止在水平雪面上时,对地面的压力等于其自身重力,利用p求出机器人静止在水平雪地上对地面的压强;
(3)利用F=pS求出要顺利通过该区域,机器人对冰面的最大压力,然后利用G=mg求出机器人与装备的最大质量,最后计算出所装载装备的最大质量。
【解答】解:(1)由题意可知,机器人自主行走的时间为:
t=30min=0.5h,
机器人自主行走的平均速度为:

(2)水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力的大小,机器人静止在雪地上对地面的压力为:
F=G=mg=500kg×10N/kg=5000N,
履带与地面的总接触面积为40dm2,机器人静止在雪地上对地面的压强为:

(3)要能顺利通过该区域,机器人对雪地的最大压力为:

机器人与装备的最大质量为:

所装载装备的最大质量为:
m装=m大﹣m=1680kg﹣500kg=1180kg。
答:(1)机器人自主行走的平均速度为54km/h;
(2)机器人静止在雪地上对地面的压强为1.25×104Pa;
(3)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104Pa,机器人要安全通过该处,则所装载装备的质量为1180kg。
21.为了探究压强大小跟哪些因素有关,老师准备了如图所示的器材:
①用钉子做腿的小桌;
②海绵;
③砝码;
④木板;
⑤盛有适量水的矿泉水瓶;
⑥装有沙的容器等供同学们选择。
同学所选的四组器材中,不能达到探究目的的是(  )
A.①③⑥ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤
【答案】D
【分析】影响压强在小的因素有压力的大小和接触面积的大小,根据这两个因素,运用转换法和控制变量的方法可以选用不同的器材设计出相应的实验来进行探究。对照选项中的器材看能否完成这一探究便可做出判断。
【解答】解:A、若选用①用钉子做腿的小桌、③砝码、⑥装有沙的容器,可通过改变砝码的质量来改变压力大小,还可通过改变小桌的放置方法来改变受力面积,压强的大小可通过小桌在沙中的下陷程度反映出来,因此可以达到探究目的,不合题意
B、若选用②海绵、⑤盛有适量水的矿泉水瓶,可通过改变矿泉水瓶中水的多少来改变压力,还可通过改变矿泉水瓶的倒正来改变受力面积,压强的大小可通过海绵的形变反映出来,因此可以达到探究目的,不合题意;
C、若选用⑤盛有适量水的矿泉水瓶;⑥装有沙的容器,可通过改变矿泉水瓶中水的多少来改变压力,还可通过改变矿泉水瓶的倒正来改变受力面积,压强的大小可通过小桌在沙中的下陷程度反映出来,因此可以达到探究目的,不合题意;
D、若选用③砝码;④木板;⑤盛有适量水的矿泉水瓶,因为木板不易发生形变,无法通过转换法将压力的作用效果反映出来,因此无法实现探究,符合题意。
故选:D。
22.如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静止,下列说法中正确的是(  )
A.铅笔对左侧食指的压力较大
B.铅笔对两侧食指的压力较大
C.铅笔对右侧食指的压强较大
D.铅笔对两侧食指的压强大小相等
【答案】C
【分析】(1)从铅笔所处的平衡状态入手,分析两手指的受力大小关系。手指所受铅笔的压力等于手指对铅笔的压力,这是作用力与反作用力。
(2)压强的大小由压力的大小和受力面积的大小来确定。在压力相同的情况下,只需比较受力面积的大小即可。
【解答】解:
AB、铅笔处于静止状态,受到两手指的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等;由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对作用力与反作用力,所以这两力也相等。由此可知:两手指受到的铅笔的压力相同,故AB错误;
CD、由于两手指受到的压力相同,右边的受力面积小,由p可知右边手指受到的压强较大,故C正确,D错误。
故选:C。
23.原来平整的细沙面上放上甲、乙两个实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则(  )
A.甲的密度一定比乙大
B.甲对沙子的压强一定比乙对沙子的压强小
C.甲的质量一定比乙小
D.甲对沙子的压力一定比乙对沙子的压力大
【答案】B
【分析】(1)细沙面的凹陷程度反映了压强的大小,比较细沙面的凹陷程度可得出两者压强的关系;
(2)物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以实心正方体对沙面的压强pρgh;
根据实心正方体对沙面的压强p=ρgh,结合压强和高度关系判断两者的密度关系;
(3)根据p,结合压强和受力面积关系判断两者的质量关系和压力关系。
【解答】解:B、由图可知,甲、乙两个实心正方体放在原来平整的细沙面上时,乙的凹陷程度比较深,
则乙对沙面产生的压强较大,即p甲<p乙,故B正确;
A、因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,实心正方体对沙面的压强:pρgh,
由ρ可知,当p甲<p乙且h甲>h乙时,ρ甲<ρ乙,即甲的密度一定比乙小,故A错误;
CD、由p得正方体对沙面的压力:F=pS,
由p得正方体的质量:m,
由于p甲<p乙、S甲>S乙,但两者的具体关系不确定,则甲、乙的质量关系无法确定,故CD错误。
故选:B。
24.如图所示,物块重力为G,被竖直向上的力F压在天花板(F>G),与天花板的接触面积为S,则天花板受到的压强为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】天花板受到的压力等于竖直向上的力F与物块重力之差,根据p求出天花板受到的压强。
【解答】解:天花板受到的压力等于竖直向上的力F与物块重力之差,即F压=F﹣G,则天花板受到的压强为:
p,故ABC错误,D正确。
故选:D。
25.两块完全相同的砖,每块砖的长、宽、高之比为4:2:1,如图所示的四种放法中,与放法①对水平地面的压强相等的是(  )
A.② B.③ C.④ D.无法确定
【答案】B
【分析】四种放法中,砖对地面的压力相等,都等于两块砖的重;又知道每块砖的长、宽、高之比,可以求出砖平放、侧放和立放的地面受力面积的大小关系;再利用压强公式分析判断。
【解答】解:在水平地面上,砖对地面的压力:F=G,
根据p可知:
①对水平地面的压强p1;
②对水平地面的压强p2p1,
③对水平地面的压强p3p1,
④对水平地面的压强p4p1。
故选B。
26.如图所示,有五块完全相同的砖以三种形式摆放在水平地面上,图甲是两块砖叠放;图乙是单块砖平放;图丙是两块砖并排平放;它们对地面的压强分别为p甲、p乙、p丙,比较它们的大小,下列判断正确的是(  )
A.p甲>p乙>p丙 B.p甲=2p乙=2p丙
C.p甲=2p乙=p丙 D.p甲<p乙<p丙
【答案】B
【分析】分别找出三种放置方式中砖对地面的压力和受力面积,再根据压强公式p进行比较。
【解答】解:设一块砖的重力为G,砖的底面积为S,
根据图示可知,F甲=2G,F乙=G,F丙=2G,
由p可得,p甲,p乙,p丙,
所以,p甲 =2p乙=2p丙。
故选:B。
27.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等。若在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度,它们剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,则(  )
A.F甲>F乙,p甲<p乙 B.F甲>F乙,p甲>p乙
C.F甲<F乙,p甲>p乙 D.F甲<F乙,p甲=p乙
【答案】B
【分析】均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等,利用pρgh可知,甲、乙的密度关系,利用p=ρgh可知在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度后,它们剩余部分对地面的压强关系;
根据F=pS可知它们剩余部分对水平地面的压力关系。
【解答】解:甲、乙两个均匀的实心正方体分别放在水平地面上,水平地面受到的压力等于其重力,则水平地面受到的压强:pρgh,
它们对地面的压强相等,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,
因为h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙,
若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度,
甲剩余部分对水平地面的压强为:p甲=ρ甲g(h甲﹣h)=ρ甲gh甲﹣ρ甲gh,
乙剩余部分对水平地面的压强为:p乙=ρ乙g(h乙﹣h)=ρ乙gh乙﹣ρ乙gh,
因为ρ甲<ρ乙,所以ρ甲gh<ρ乙gh,
又因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,
所以,ρ甲gh甲﹣ρ甲gh>ρ乙gh乙﹣ρ乙gh,即p甲>p乙;
甲对水平地面的压力为:F甲=p甲S甲,
乙对水平地面的压力为:F乙=p乙S乙,
因为p甲>p乙,S甲>S乙,所以F甲>F乙。
综上可知,B正确。
故选:B。
28.有一边长为10厘米的正方体物块重80牛,放在光滑墙角处(如图所示),受水平方向力F1=100牛、竖直方向力F2=12牛的作用。回答下列问题。
(1)此时地面所受压力为  92  牛。
(2)此时墙壁所受压强为  1×104 帕。
【答案】92;1×104。
【分析】(1)物体对水平地面的压力等于物体的重力和力F2之和;
(2)固体可以大小不变的传递压力,水平方向物体对墙的压力和力F1对物体的压力相等,然后根据压强公式求出这时竖直墙壁所受压强。
【解答】解:(1)地面所受的压力:F′=F2+G=12N+80N=92N;
(2)因固体可以大小不变的传递压力,所以,墙壁所受到的压力:F=F1=100N,
墙壁所受到的压强:p1×104Pa。
故答案为:92;1×104。
29.如图1是a,b两种不同物质质量和体积的关系图象,则a,b两种物质密度之比为 2:1  ,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙(图2)两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为 2:1  。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)分别算出a物质和b物质的密度,就能知道ρa:ρb的结果。
(2)首先明确平放在地面的物体对地面的压力等于其自身重力,然后根据密度公式、体积公式和压强公式分别表示出p甲和p乙,然后即可得到甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比。
【解答】解:(1)由图象可知,a物质的密度ρa8g/cm3,
b物质的密度ρb4g/cm3,
所以,2:1;
(2)由ρ、G=mg得,
p甲ρahg;
同理,p乙ρbhg;
所以,p甲:p乙=ρa:ρb=2:1。
故答案为:2:1;2:1。
30.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③,余下的木板对桌面的压强为p2。则p1 >  p,p2 <  p(均选填“>”或“<”或“=”)。
【答案】>;<。
【分析】根据静止放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力,设①②③每部分的重力为G,底面积为S,则整个长方体木板的重力为3G,底面积为3S,根据p分别求出p;p1;p2,比较得出结论。
【解答】解:静止放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力。
设①②③每部分的重力为G,底面积为S,则整个长方体木板的重力为3G,底面积为3S。
根据题意,由p可得:p;p1;p2。
比较可知:p<p1;p>p2。
故答案为:>;<。
31.在探究“压强与哪些因素有关”的实验中,小明利用如图所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验。
(1)通过比较小桌在海绵表面的  凹陷程度  反映小桌对海绵压强的大小;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论: 压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大  。
(3)此后小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板压痕的深浅比图(a)中对海绵的压痕深浅小,如图(c)所示。比较图(a)、(c),能否得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论? 不能  ,为什么? 因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变  。
【答案】(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;(3)不能;因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【分析】(1)压强的大小用物体形变大小来反映;
(2)压强跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压强越大;在受力面积一定时,压力越大,压强越大;
(3)要想用物体形变大小来很好的反映压强大小,对被压物体有个要求:物体容易形变,同一实验采用相同材料。
【解答】(1)实验中,通过比较小桌在海绵表面的凹陷程度反映小桌对海绵压强的大小,属转换法。
(2)比较(a)、(b)两个实验,压力相同,接触面积小,海绵表面的凹陷程度大,故可得出结论:压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大。
(3)比较图(a)、(c),不能得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论,这是因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。不遵循控制变量法。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;(3)不能;因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
32.如图是静止在水平地面上的学生课桌,学生课桌质量为9kg,桌子与地面接触的总面积为1×10﹣2m2;某同学将装满水后总质量为1kg,水深20cm的水杯放在课桌的桌面上,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。请完成以下问题:
(1)水杯受到的重力和  支持力  是一对平衡力;若拉着课桌带着水杯一起沿水平方向匀速移动,则移动中桌面对水杯底  无  (选填“有”或“无”)摩擦力。
(2)水杯中的水对杯底部的压强是多少?
(3)课桌对地面压力是多少?课桌对地面的压强是多少?
【答案】(1)支持力;无;
(2)水对水杯底部的压强为2000Pa;
(2)课桌对地面的压力为100N;课桌对地面的压强为104Pa。
【分析】(1)水杯受到的重力和支持力是一对平衡力;若拉着课桌带着水杯一起沿水平方向匀速移动,则移动中桌面对水杯底无摩擦力;
(2)知道杯内水深,利用液体压强公式p=ρgh求水对水杯底部的压强;
(3)已知水杯和课桌的质量得到其总质量,再利用重力公式求水杯和课桌的总重力,课桌对地面的压力等于水杯和课桌的总重力;
利用压强公式p求课桌对地面的压强。
【解答】解:(1)水杯静止,受力平衡,在竖直方向上水杯受到的重力和支持力是一对平衡力;若拉着课桌带着水杯一起沿水平方向匀速移动,水杯与桌面保持相对静止,则移动中桌面对水杯底无摩擦力;
(2)水的深度:h=20cm=0.2m,
水对水杯底部压强:p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(3)水杯和课桌的总质量:m=m水杯+m桌=1kg+9kg=10kg,
水杯和课桌的总重力:G=mg=10kg×10N/kg=100N,
课桌对地面的压力:F=G=100N,地面的受力面积:S=1×10﹣2m2,
课桌对地面的压强:p104Pa。
答:(1)支持力;无;
(2)水对水杯底部的压强为2000Pa;
(2)课桌对地面的压力为100N;课桌对地面的压强为104Pa。
33.如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷检,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1小时能够雾化消毒液的体积。求:
水箱容积 额定雾化量 自身重力 履带总触地面积
20升 10升/小时 500牛 200厘米2
(1)机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程;
(2)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(3)机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压强减小了2×103帕,该过程所消耗消毒液的质量。
【答案】(1)机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程为300m;
(2)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强为2.5×104Pa;
(3)该过程所消耗消毒液的质量为4kg。
【分析】(1)根据速度公式求出机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程;
(2)由表格数据可知机器人未装消毒液时的重力,机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压力等于自身的重力,根据p求出机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(3)根据p的变形公式求出机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压力的减小量,即为该过程所消耗消毒液的重力,根据G=mg求出该过程所消耗消毒液的质量。
【解答】解:(1)由v可知,机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程:s=vt=0.5m/s×10×60s=300m;
(2)由表格数据可知,机器人未装消毒液时的重力G=500N,
机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压力:F=G=500N,
机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强:p2.5×104Pa;
(3)由p可知,机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压力的减小量:ΔF=ΔpS=2×103Pa×200×10﹣4m2=40N,
该过程所消耗消毒液的重力:G消耗=ΔF=40N,
由G=mg可知,该过程所消耗消毒液的质量:m消耗4kg。
答:(1)机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程为300m;
(2)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强为2.5×104Pa;
(3)该过程所消耗消毒液的质量为4kg。
34.当有人受困于淤泥中时,消防员常常会趴在淤泥地上,让受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离。图甲模拟的是受困者双脚站立时的场景,图乙模拟的是消防员趴在淤泥地上的场景。受困者的质量为50kg,每只脚与地面的接触面积为200cm2。(g取10N/kg)
(1)求受困者站在水平地面上时对地面的压强;
(2)请在图中作出受困者所受重力的示意图;
(3)当受困者完全伏在消防员背上后,消防员对地面的压强为2400Pa,消防员与地面的接触面积为0.5m2,求消防员的质量。
【答案】(1)受困者站在水平地面上时对地面的压强为1.25×104Pa。
(2)见解析;
(3)消防员的质量是70kg。
【分析】(1)根据F=G=mg得出受困者站在水平地面上时对地面的压力,根据p得出对地面的压强;
(2)根据重力的方向总是竖直向下的,并过重心表示出重力的作用点和方向;
(3)根据F′=p′S′得出消防员对地面的压力,根据G总=F′得出消防员和受困者的总重力,根据m总得出消防员和受困者的总质量,根据m′=m总﹣m得出消防员的质量。
【解答】解:(1)受困者站在水平地面上时对地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
对地面的压强p1.25×104Pa;
(2)过受困者的重心做竖直向下的力,即重力,如图所示:
(3)消防员对地面的压力F′=p′S′=2400Pa×0.5m2=1200N,
消防员和受困者的总重力G总=F′=1200N,
消防员和受困者的总质量m总120kg,
消防员的质量m′=m总﹣m=120kg﹣50kg=70kg。
答:(1)受困者站在水平地面上时对地面的压强为1.25×104Pa。
(2)见解析;
(3)消防员的质量是70kg。
35.现代家具越来越重视“人体力学”的设计,如所示的电脑椅图a,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图b、c所示。下表中数据为重500N的人使用电脑椅时的一些参数。(g取10N/kg)
椅子的质量(千克) 10
每个轮子的受力面积(厘米2) 4
人端坐在椅子上时对座垫的受力面积(厘米2) 800
人端坐在椅子上时对座垫的压力(牛) 320
人向后靠时对座垫的压强(帕) 2000
(1)椅子脚上装有轮子的作用是  减小摩擦  。
(2)没人坐在椅子上时,求椅子对地面的压力。
(3)计算人端坐在椅子上时对坐垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因。
【答案】(1)减小摩擦;(2)没人坐在椅子上时,椅子对地面的压力为100N;(3)因为p1′<p1,压强越小,压力的作用效果越不明显,所以“后靠”时比“端坐”时舒服。
【分析】(1)椅子脚上装有轮子,变滑动摩擦为滚动摩擦,减小摩擦力。
(2)已知椅子的质量,由G=mg可求得其重力,椅子对地面的压力等于其重力;
(3)已知坐垫的受力面积和人端坐在椅子上时对坐垫的压力,根据公式p可求人端坐在椅子上时对坐垫的压强,然后与人“后靠”时对坐垫的压强相比较,即可得出结论。
【解答】解:(1)椅子脚上装有轮子是为了变滑动摩擦为滚动摩擦,减小摩擦方便移动。
(2)椅子所受的重力为G=mg=10kg×10N/kg=100N,
没人坐在椅子上时,椅子对地面的压力F=G=100N,
(3)人端坐时对坐垫的压强
p14×103Pa。
人后靠时对坐垫的压强p′=2000Pa
因为p1′<p1,压强越小,压力的作用效果越不明显,所以“后靠”时比“端坐”时舒服。
答:(1)减小摩擦;(2)没人坐在椅子上时,椅子对地面的压力为100N;(3)因为p1′<p1,压强越小,压力的作用效果越不明显,所以“后靠”时比“端坐”时舒服。
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