微专题1 固体的切割、叠放问题
类型剖析
类型1 叠放类压强
思路点拨
1.由于叠放后的模型不再是密度均匀的柱体,所以只能选用 来进行计算。
2.计算时,需准确寻找到对应接触面的面积及接触面上受到的压力。
(1)下方物体:对地面的压力增大,但是受力面积不变,压强增大。如图中下方的 或,,,。
(2)上方物体:对下方物体压力不变,受力面积可能不变或减小,压强可能不变或减小。
1.如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重,B重。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为和,物体A和物体B的密度分别是和。下列说法中( )
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
2.有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高为,底面积为,B的高为,底面积为。若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为,B对桌面的压强为;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为,A对桌面的压强变为。取。下列判断正确的是( )
A.A的重力为 B.B的密度为
C. D.
类型2 切割类压强
思路点拨
1.水平切割:变小,不变,变小,切割后剩余部分仍为柱体,对水平面的压强仍可用 计算。
2.竖直切割:不变,切割后剩余部分仍为柱体,对水平面的压强仍可用 计算。
3.对角切割:变小,不变,变小,切割后剩余部分不是柱体,对水平面的压强只能用 计算。
注:只有匀质柱状物体,可用 求解压强,否则只能用 求压强。
3.[水平切割] 质量相等的实心均匀正方体甲、乙在水平地面上,现沿水平方向切去一部分,使甲、乙剩余部分的高度相同。若剩余部分的质量分别为、,对地面的压强分别为、,则( )
A., B.,
C., D.,
4.地质队获得了一段地质样品,由底面积分别为和的圆柱体A、B组成。经测量,A高。为分析样品的地质结构,将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲所示。传感器所受压强随切去高度的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是假设该地质样品质量分布均匀,取( )
A.圆柱体A的密度大小为
B.切割前,A对传感器的压力为
C.当时,圆柱体B剩余部分对A的压强为
D.当时,剩余样品与切割前的总重之比为
5.[竖直切割 2019河北节选] 如图所示,一轻质杠杆,长,支点在它中点,将重分别为和的正方体、用细绳系于杠杆的点和点,已知,的边长。
(1) 求此时对地面的压强。
(2) 若沿竖直方向将左右两边各切去厚度为的部分,然后将点处系着的细绳向右移动时,对地面的压强减小了,求为多少。
类型3 切割 叠放类压强
思路点拨
将固体切割再叠放时,先判断压力如何变化,再根据叠放或切割方式确定受力面积如何变化,最后利用 得出压强的变化。
6.[切割 叠放类] 如图所示,水平桌面上放有棱长之比为,密度之比,质地均匀的正方体A和B,则A、B对地面的压强之比为_ _ _ _ _ _ ;若A对地面压强为,现将A沿水平方向切去一部分,使A剩余部分对地面压强为,并将切下的部分叠放在B上,叠放后B对地面压强也为,则_ _ _ _ _ _ _ _ 。
7.[切割 叠放 图像类] 质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强随截取高度的变化关系如图乙,则B的密度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,A的重力为_ _ _ _ 取。
微专题1 固体的切割、叠放问题
类型剖析
类型1 叠放类压强
1.A
2.B
[解析]的重力,故错误;的重力,的密度,故正确;对桌面的压强,与的比,故错误;叠放后对桌面的压强,故错误。
类型2 切割类压强
3.A
4.D
[解析]由图像乙可知,当时,传感器所受压强为0,则、的总高度为,则的高度
,
由图像乙可知,传感器所受压强随切去高度的关系式
,
当全部切去时,传感器所受压强
,
根据可得,的密度
,故错误。
切割前对传感器的压强为,对传感器的压力,故错误。
的重力,
的重力,
当时,切去的重力
,
剩余部分对的压强
;
当时,剩余样品与切割前的总重之比
,
故错误,正确。故选。
5.(1)
[解析]由题意可知,,
依据平衡力和相互作用力可知,作用在点向下的拉力,
由杠杆的平衡条件可知,,
作用在点向下的拉力
,
受到向上的拉力,
对地面的压力,
对地面的压强。
(2)
[解析]剩余部分对地面的压强
,
由题意可得,①
剩余部分的重力,
剩余部分对地面的压力
,
。②
将、、、、、代入①②式中,联立解得。
类型3 切割 叠放类压强
6.;
[解析]正方体对水平地面的压强可用计算,所以、对地面的压强之比。、的质量之比,设沿水平方向切去部分的高度为,则切去部分的质量为,剩余部分的质量为,所以剩余部分对地面的压力与叠放后对地面的压力之比为。又因剩余部分对地的压强与叠放后对地的压强都为,根据可得。联立①②③得,切去后的压强和切去前的压强之比等于压力之比,即等于质量之比,所以。
7.; 6
[解析]质量分布均匀的实心正方体置于水平桌面上,对水平桌面的压强,由图乙可知,截取前有,的高度是,的密度为。
由图乙可知,当截取时,剩余部分对桌面的压强,此时将截取的叠放在上,对桌面的压强也是,即。的重力。由图乙可知,整体放到上,对水平桌面的压强是,即,,由①和②解得。