压强综合复习
类型一:基础知识
?考点说明:考查对压强的物理概念和性质的认识
【易】1.对于上升的热气球,下列说法正确的是( )
A.热气球的升空原理和民航飞机的起飞原理相同
B.热气球匀速上升时,机械能一定不变
C.热气球上升过程中,受到的大气压强不变
D.热气球燃料减少后,它的惯性变小
【解答】解:
A、热气球是利用浮力升空的,飞机起飞利用了流体压强与流速的关系,二者的原理不相同。故A错误;
B、热气球在匀速上升过程中气球的质量不变,速度不变,动能不变;而高度变大,势能变大,所以机械能变大,故B错误;
C、大气压随高度的升高而减小,热气球上升过程中,受到的大气压强变小,故C错误;
D、惯性大小与质量有关,质量小,惯性小,故热气球燃料减少,质量减少,其惯性大小变小,故D正确;
故选:D。
【易】2.在沙滩上光脚走路,踩到贝壳时,脚会很疼。下列选项所涉及的原理与此相同的是( )
A.爷爷打太极时双脚变为单脚站立 B.手持自制气压计从梧桐山脚走到山顶,管内液面升高
C在理化试验操作中,将胶头滴 D台风到来时某同学打开的伞面被吹“反”
管的胶头松开,液体进入滴管
【解答】解:在沙滩上光脚走路时,对地面的压力不变,踩到贝壳后,受力面积变小,脚受到的压强变大,所以脚会很疼。
A.爷爷打太极时双脚变为单脚站立,压力不变,受力面积变小,压强变大,故A符合题意;
B.手持自制气压计从梧桐山脚走到山顶,大气压强变小,造成瓶内气压大于瓶外气压,会有一部分水被压入玻璃管,使管内水柱上升,故B不符合题意;
C.在理化试验操作中,将胶头滴管的胶头松开,胶头滴管内压强减小,小于大气压,在大气压的作用下液体进入滴管,故C不符合题意;
D.台风到来时,在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小,上方空气流速越大,压强越小,下方空气流速越小,压强越大,所以伞下方的气压大于伞上表面的气压,使伞面被吹“反”了,故D不符合题意。
故选:A。
【易】3.中国女排在2015年世界杯赛场上重夺冠军。有关排球运动说法中错误的是( )
A.击球时,手对排球的作用力与排球对手的作用力是相互作用力
B.忽略空气阻力时,空中飞行的排球只受重力作用
C.扣球时排球反方向飞出,这说明力能改变物体的运动状态
D.运动员双脚站立时比奔跑时对地面的压强大
【解答】解:
A、用手击打排球时,手对排球施加力的作用,由于物体间力的作用是相互的,排球同时对手施加大小相等的反作用力。故A正确;
B、排球由于惯性在空中飞行,因为这时手已与排球脱离,手没有对排球施加力的作用;但仍受到重力作用,所以若不计空气阻力,排球只受重力作用。故B正确;
C、扣球时排球反方向飞出,运动方向发生了改变,运动状态改变,说明力能改变物体的运动状态;故C正确;
D、运动员双脚站立时与奔跑时相比,对地面的压力相同,但是奔跑时,受力面积小、压强大,双脚站立时,受力面积大、压强小,故D错误。
故选:D。
【易】4.深圳已进入地铁时代,大大提高了出行效率。以下说法中正确的是( )
A.列车行驶的速度越大,惯性越大
B.列车上坡时重力势能增大,下坡时重力势能减小
C.列车进站时动能增大,出站时动能减小
D.人必须站在安全线以外的区域候车,这是因为空气流速越大,压强越大
【解答】解:A、惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度无关,故A错误;
B、列车上坡时高度增大,所以重力势能增大,下坡时高度减小,所以重力势能减小,故B正确;
C、列车进站时速度减小,所以动能减小,出站时速度增大,所以动能增大,故C错误;
D、人必须站在安全线以外的区域候车,这是因为空气流速越大,压强越小,而不是空气流速越大,压强越大,故D错误。
故选:B。
【中】5.以下描述合理的是( )
A.甲:托里拆利实验测量出的标准大气压值为7.6 cm水银柱
B.乙:潜水艇在下潜过程中所受的浮力减小
C.丙:高压锅内气压大,水的沸点高
D.丁:匀速下坡的小车只受到重力和支持力的作用
【解答】解:A、托里拆利实验测量出的标准大气压值为76 cm水银柱,故A错误;
B、由于潜水艇的体积不变,故潜水艇在下潜过程中所受的浮力不变,故B错误;
C、高压锅内的原理:气压大,水的沸点高,故C正确;
D、匀速下坡的小车受到竖直向下重力、垂直接触面的支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用,故D错误。
故选:C。
【中】6.下列说法错误的是( )
A.甲:压力相同,接触面积越大,压强越大
B.乙:同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.丙:马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D.丁:托里拆利实验测量了大气压强的大小
【解答】解:A、由图可知,两手指受到的压力相同,左边手指与铅笔的接触面积大,由p=可知,在压力一定时,受力面积越大,压强越小。故A错误;
B、据液体内部压强的特点可知,在同一深度,液体向各个方向压强相等,故B正确;
C、1654年时,当时的马德堡市长奥托?格里克最早用实验证明了大气压强的存在,称为马德堡半球实验,故C正确;
D、科学家托里拆利最早完成了测量大气压值的实验,故D正确。
故选:A。
【中】7.一块砖以三种方式竖直放在水平地面上,三个不同表面与地面间的接触面积之比为1:3:5,则它对地面的压强之比为( )
A.1:1:1 B.1:3:5 C.5:3:1 D.15:5:3
【解答】解:一块砖以三种方式竖直放在水平地面上,对水平地面的压力相等,
由压强公式p===可知,
砖对水平地面的压强之比与接触面的面积成反比,
则压强之比为p1:p2:p3=::=15:5:3;
故选:D。
【易】8.下列说法正确的是( )
A.将柱体沿竖直方向切取一半则剩下部分对桌面的压强减半
B.液体内部只产生向下的压强
C.越重的物体,摩擦力也一定越大
D.任何物体都可以选作参照物
【解答】解:A、由p=====ρgh可知,柱体对桌面的压强与其密度和高度有关,与其横截面积无关,所以将柱体沿竖直方向窃取一半则剩下部分对桌面的压强不变,A错误;
B、液体内部向各个方向都有压强,B错误;
C、滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,重的物体产生的压力不一定大,在水平传送带上随传送带一起做匀速直线运动的物体,不受摩擦力作用,C错误;
D、任何物体都可以选作参照物,D正确。
故选:D。
【易】9.能应用流体压强与流速关系解释的现象是( )
A.用吸管吸饮料
B.两艘彼此接近平行行驶的船容易相撞
C.直升飞机升空
D.吸盘吸在光滑玻璃上不会脱落
【解答】解:A、用吸管吸饮料是利用大气压的作用,故A错误。
B、两船并排快速前行,可导致中间水流速变大,压强变小,水压着船向中间靠近,造成事故。所以船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进,故B正确。
C、直升飞机的螺旋桨的桨面是斜面,它高速旋转,下表面给空气一个向下的力,物体间力的作用是相互的,空气也给螺旋桨一个向上的力,这个力大于直升飞机的重力,使直升飞机升空,故C错误。
D、吸盘贴在光滑玻璃上不脱落,是因为将吸盘内的空气排出,大气压能把吸盘紧紧地压在玻璃上。故D错误。
故选:B。
【易】10.深圳地区经常会有台风(如图所示),市政府要求居民将简易房的屋顶加固,对于这一要求下列解释正确的是( )
A.屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向下压垮
B.屋顶上方空气的流速大于下方,屋顶被向上掀起
C.屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向下压垮
D.屋顶上方空气的流速小于下方,屋顶被向上掀起
【解答】解:流体压强与流速的关系是:流体中流速快的地方压强小,流速慢的地方压强大。
屋顶上凸,在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以屋顶被向上掀起。
故选:B。
【易】11.落满树叶的道路上,当一辆高速行驶的汽车经过时,树叶会( )
A.从路边“吸向”车旁 B.从车旁飞向路边
C.只向上飞扬 D.不受影响
【解答】解:汽车驶过的地方空气流动速度大,压强小,其它地方的空气流速小压强大,树叶受到的压强差不同,压力差不同,树叶被压向汽车行驶的地方。
故选:A。
【中】12.如图所示,甲、乙两个立方体(V甲>V乙)分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,若把乙放在甲上面,甲对地面的压强增加P1;若把甲放在乙上面,乙对地面的压强增加P2;则P1、P2的大小关系( )
A.P1>P2 B.P1=P2
C.P1<P2 D.条件不足,无法判断
【解答】解:由题意知:甲乙两立方体的底面积S甲>S乙,则>1,<1.由题意知,甲乙两物体对地面的压强
P=,P=,则m甲g=PS甲,m乙g=PS乙.由题意知:P1==<P,P2==>P.所以P1<P2。
故选:C。
【难】13.如图 所示,水平地面上放置着两个底面积不同、高度相同、质量可忽略的薄壁圆柱形容器甲和乙( S甲<S乙),分别盛满质量相等的水和酒精。现将密度为ρ的物体A 分别放入水和酒精中( ρ酒精<ρ<ρ水),待静止后,水和酒精对容器底部的压强分别为P水和P酒精,甲和乙容器对桌面的压力分别为F甲和F乙,则下列关系正确的是( )
A.P水>P酒精,F甲=F乙 B.P水>P酒精,F甲<F乙
C.P水<P酒精,F甲=F乙 D.P水<P酒精,F甲<F乙
【解答】解:(1)由图可知:甲乙容器中的液面高度相同,
所以盛满质量相等的水和酒精,将物体A分别放入水和酒精中待静止后,液面高度不变;
因为根据ρ酒精<ρ水,则对容器底部压强根据公式p=ρgh可知:p水>p酒精;
(2)因甲乙容器中分别盛满质量相等的水和酒精,即G水=G酒精;
将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中,因ρ酒精<ρ<ρ水,所以待静止后,物体A会在水中漂浮,在酒精下沉,所以在甲容器中,GA=F浮水=G排水,在乙容器中,GA>F浮酒精,F浮酒精=G排酒精,
所以G排水>G排酒精,
甲容器对桌面的压力为F甲=G水+GA﹣G排水,乙容器对桌面的压力为F乙=G酒精+GA﹣G排酒精,
所以F甲<F乙。
故选:B。
【易】14.关于气体压强方面的物理知识,下列说法不正确的是( )
A.托里拆利实验可以测量大气压强的值
B.马德堡半球实验可以证明大气压强的存在
C.水的沸点在标准大气压下是100℃,随着大气压的减小,水的沸点也会降低
D.在气体中,流速越大的位置,压强越大
【解答】解:
A、托里拆利实验可以测量大气压强的值,故A正确;
B、马德堡半球实验可以证明大气压强的存在,故B正确;
C、大气压随着高度的增加而减小,在一个标准大气压下水的沸点是100℃,气压减小时,水的沸点越低,故C正确;
D、在气体中,流速越大的位置,压强越小,故D错误。
故选:D。
【易】15.往两张自然下垂且靠近的纸中间用力吹气,你可以看到两张纸将( )
A.向中间靠拢 B.向两边分开
C.向同一边摆动 D.几乎不动
【解答】解:对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于外界的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间。
故选:A。
【中】16.一个球先后在盛有不同液体的容器A、B、C、D中保持静止状态,如图,四个容器中液面到容器底面的深度相同,容器底面受到液体压强最大的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:小球在A中漂浮,说明小球的密度小于液体的密度,在BC中悬浮,说明小球的密度等于液体B和C的密度,小球在D中下沉,说明小球的密度大于液体的密度,所以可以判断出A液体的密度最大,还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式P=ρgh可知,A容器底面受到液体压强最大。
故选:A。
【易】17.关于压强,以下说法正确的是( )
A.高压锅煮饭易熟是因为锅内气压大,液体的沸点高
B.两艘彼此接近平行行驶的船容易相撞,证明大气压存在
C.用吸管吸饮料能用流体压强与流速关系解释
D.马德堡半球实验测出了大气压的值
【解答】解:
A、高压锅煮饭易熟是因为锅内气压大,液体的沸点高,故A正确;
B、两船并排快速前行,可导致中间水的流速变大,压强变小,而两船外侧水的流速小、压强大,向内的压强差会使两船向中间靠近,造成相撞,所以不能证明大气压的存在,故B错误;
C、用吸管吸饮料是利用大气压的作用,不能用流体压强与流速关系解释,故C错误;
D、马德堡半球实验证明了大气压的存在,托里拆利实验测出了大气压的值。故D错误。
故选:A。
【中】18.两个相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,把完全相同的两个小球分别放入两个容器中,当两球静止时液面相平,球所处位置如图所示。甲、乙两种液体对容器底部的压强大小分别为P甲、P乙,两球在甲乙两种液体中所受浮力大小分别为F甲、F乙,则它们的大小关系是( )
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
【解答】解:小球在甲中漂浮,浮力等于重力,在乙中悬浮,浮力等于重力,所以两球浮力相等,即F甲=F乙。小球在甲中漂浮,ρ甲>ρ球,在乙中悬浮,ρ乙=ρ球,所以ρ甲>ρ乙,根据公式p=ρgh可知,p甲>p乙。故选:A。
【难】19.如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后,使甲、乙剩余部分的高度均为h.若此时甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
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
【解析】切去之后甲乙压力相等,压力等于重力等于mg,所以切去后甲乙质量相等,又因为乙底面积小而两物体高度一样,所以乙体积小,质量相等乙的体积小,所以乙的密度大;
对于圆柱体,对地面的压强p=ρgh,而ρ甲<ρ乙,h甲<h乙,所以p甲<p乙。
切去后,甲、乙对地面的压力相等,由图知,甲切去部分小于乙切去部分,而ρ甲<ρ乙,所以在切之前,甲的重力小于乙的重力,甲对地面的压力小于乙对地面的压力,即F甲<F乙。由上分析知,F甲<F乙,p甲<p乙。
【答案】B
【中】20.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,在水平力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边L/4,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变小,压力不变
B.M对桌面的压强不变,压力不变
C.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
【解答】解:放在水平桌面上的木块对桌面的压力来自于自身的重力,此时压力和重力相等,因为木块的重力不变,所以在这一过程中,木块对桌面的压力也不变;在压力不变的情况下,随着物体被缓慢推出,受力面积逐渐减小,由p=F/S可知,压强逐渐增大。因为压力和接触面的粗糙程度都不变,故摩擦力不变。故选:C。
类型二:压强实验及压强计算
【中】1.某同学用如图所示的装置来探究影响液体内部压强大小的因素,下表是实验得到的数据,分析正确的是( )
序号
液体
深度(cm)
橡皮胶方向
压强计
左液面(mm)
右液面(mm)
液面高度差(mm)
1
水
3
朝上
186
214
28
2
水
3
朝下
186
214
28
3
水
3
朝侧面
186
214
28
4
水
6
朝侧面
171
229
58
5
水
9
朝上
158
242
84
6
盐水
9
朝上
154
246
92
A.比较1、2、3组数据可知,液体内部同一深度处各个方向的压强大小不同
B.比较1、4组数据可知,液体内部压强大小与液体的密度有关
C.比较4、6组数据可知,液体内部压强随深度增加而增大
D.比较5、6组数据可知,液体内部压强大小与液体密度有关
【解答】解:A、比较1、2、3的三组数据,液体的密度相同,深度相同,橡皮膜方向不同,压强计左右液面高度差相同,则压强相同,可得相同液体的同一深度,向各个方向的压强相等。故A错误;
B、比较1、4组数据可知液体密度相同。故得不出液体内部压强大小与液体的密度有关。故B错误;
C、比较4、6组数据可知液体密度不同,深度不同,橡皮膜方向不同,变量不唯一。故得不出液体内部压强随深度增加而增大。故C错误;
D、比较5、6组数据,深度相同,橡皮膜方向相同,液体密度不同,可得液体压强与液体密度有关。故D正确。
故选:D。
【难】2.如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后,使甲、乙剩余部分的高度均为h。若此时甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
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
【解答】解:
切去之后甲、乙对地面的压力相等,则
F剩甲=F剩乙
所以ρ甲ghS甲=ρ乙ghS乙①
所以ρ甲S甲=ρ乙S乙②
F甲﹣F乙=ρ甲g(h甲切+h)S甲﹣ρ乙g(h乙切+h)S乙
=【ρ甲gh甲切S甲+ρ甲ghS甲】﹣【ρ乙gh乙切S乙+ρ乙ghS乙】
=ρ甲gh甲切S甲﹣ρ乙gh乙切S乙 代入①
=ρ甲S甲g(h甲切﹣h乙切) 代入②
因为h甲切<h乙切
所以F甲﹣F乙<0
即F甲<F乙;
由于剩余部分对地面的压力相等,则剩余部分的重力相等,乙的体积更小,由ρ==可知乙的密度更大,由p==ρgh可知,乙对地面的压强更大。
故选:B。
【中】3.如图所示,甲、乙两支完全相同的试管,内装质量相等的两种液体,甲管竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,液体对两试管底的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.p甲=p乙 B.p甲>p乙 C.p甲<p乙 D.无法判断
【解答】解:由图可知,甲乙试管相同、横截面积相同,乙试管液柱长、体积大,即甲容器中的液体体积要比乙容器小,因液体质量相同,所以甲液体的密度比乙液体密度大,又因为两试管中液面等高,所以由液体压强公式p=ρgh可知,p甲>p乙。
故选:B。
【中】4.如图所示,某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计验证液体内部压强的规律,压强计指针顺时针偏转的角度越大,表示压强越大。乙、丙两图是探究液体压强与 的关系;要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关, (选填“能”或“不能”)选择甲丁两图进行对比,理由是 。若在丙的容器内轻轻放入一木块,压强计指针偏转的角度将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)
【解答】解:(1)读图可知,选用乙丙两图,液体密度相同,深度不同,这是为了探究在液体密度相同时,液体内部的压强与液体深度的关系。
(2)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,需要选择液体密度相同、深度相同,形状不同的图,图甲和丁液体密度不同,深度相同,形状不同,不能探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关;
(3)在容器内轻轻放入一木块,液体深度增大,根据p=ρgh知,压强增大,故压强计指针偏转的角度将变大。
故答案为:深度;不能;没有控制液体密度相同;变大。
【难】5.在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12cm的水(如图甲),某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距液面为10cm时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出)。如图内所示(g取10N/kg)
求:
(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力;
(2)圆柱体的体积;
(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强。
【解答】解:
(1)由图乙可知,圆柱体未浸入水中时弹簧测力计读数F1=3N,圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F2=2N,
由称重法可得,圆柱体浸没在水中时所受到的浮力:F浮=F1﹣F2=3N﹣2N=1N;
(2)由F浮=ρ水gV排得,圆柱体浸没时排开水的体积:
V排===1×10﹣4m3=100cm3,
因圆柱体浸没在水中,则圆柱体体积:V=V排=100cm3;
(3)圆柱体未浸入水中时水的体积:
V水=S容?h=100cm2×12cm=1200cm3,
圆柱体沉入水底后,圆柱体与水的总体积:
V总=V水+V柱=1200cm3+100cm3=1300cm3,
则圆柱体沉底后水的深度为:
h′===13cm=0.13m,
此时水对容器底部的压强:
p=ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1.3×103Pa。
答:(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力为1N;
(2)圆柱体的体积为100cm3;
(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强为1.3×103Pa。
【中】6. “长鼻子”校车已在深圳投入使用,如图所示,校车的质量为3.2t,轮胎与地面接触的总面积为0.08m2,校车在水平路面上以36km/h的速度匀速行驶,此时校车所受的阻力为车重的0.02倍(g取10N/kg).求:
(1)校车在0.5h内行驶的路程。
(2)校车静止时对地面的压强。
【解答】解:(1)已知,v=36km/h=10m/s,
由v=可得,校车在0.5h内行驶的路程:
s=vt=36km/h×0.5h=18km;
(2)校车对水平路面的压力:
F=G=mg=3200kg×10N/kg=32000N,
校车对水平路面的压强:
p===4×105Pa;
答:(1)校车在0.5h内行驶的路程是18km;
(2)校车对水平路面的压强4×105Pa;
【中】7.同学用滑轮组提升一边长为0.2m的正方体物块,物块质量为20kg,如图所示:
(1)人未拉动细绳时,物块静止在水平面地面上,求对地面的压强?(g=10N/kg)
(2)当人用125N的力拉动细绳使物体升高1m,求此时的机械效率?
【解答】解:(1)物块的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N,S=0.2m×0.2m=0.04m2,
物块静止在水平面地面上,对地面的压力等于其重力,即F=G=200N,
对地面的压强p===5×103Pa;
(2)W有用=Gh=200N×1m=200J,s=2h=2×1m=2m,
W总=Fs=125N×2m=250J,
此时的机械效率η=×100%=×100%=80%。
答:(1)物块静止在水平面地面上,对地面的压强为5×103Pa;
(2)此时的机械效率为80%。
【中】8.我国已成功研制出的“蛟龙”号载人潜水器,是全球下潜最深的载人潜水器。某次试验中“蛟龙号”下潜到3000m深的海底作业。已知:ρ海水=1.0×103kg/m3.求:
(1)“蛟龙号”下潜到海底时受到的海水的压强是多少?
(2)“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后,排开的水的体积为2.7m3,它受到的浮力是多少?
【解答】解:
(1)蛟龙号受到海水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m=3×107Pa。
(2)“蛟龙号”受到的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.7m3=2.7×104N;
答:(1)“蛟龙号”受到的海水的压强是3×107Pa;
(2)它受到的浮力是2.7×104N;
【中】9.如图某索道最高处到最低处全长3000m,上下高度差为600m,吊车与钢索的总接触面积为0.01m2,吊车承载两人后的总重力为2500N。
(1)求此吊车在水平索道上静止时钢索承受的压强。
(2)求此吊车从索道最高处运行到最低处重力所做的功。
(3)当此吊车从索道最高处以2m/s的速度匀速运行到最低处,求总重力的功率。
【解答】解:
(1)吊车对钢索的压力为F=G=2500N,
钢索承受的压强为P===2.5×105Pa;
(2)重力做的功为W=Gh=2500N×600m=1.5×106J;
(3)吊车下行的时间为t===1500s
总重力的功率为P===1000W。
答:
(1)吊车在水平索道上静止时钢索承受的压强为2.5×105Pa;
(2)重力做的功为1.5×106J;
(3)总重力的功率为1000W。
【难】10.图是某品牌双轮电动平衡车,下表是它的部分技术参数,(g取10N/kg)
技术参数
车身自重
30kg
最大载重
150kg
最高速度
20km/h
电池
可充锂电池
额定工作电压
60V
电池容量
12A?h
(1)若电动平衡车行驶时受到的阻力为总重的0.1,重力为600N的小明站在该车上沿水平路面匀速行驶时,不计空气阻力,车轮受到的摩擦力为多大?
(2)小明驾驶它在水平路面上行驶5km,克服摩擦力做了多少功?若每个车轮与地面的接触面积为20cm2,则车对地面的压强是多大?
【解答】解:(1)G总=m车g+G小明=30kg×10N/kg+600N=900N,
由于电动平衡车行驶时受到的阻力为总重的0.1,则f=0.1G总=0.1×900N=90N;
(2)克服摩擦力做功W=fs=90N×5000m=4.5×105J;
电动车在水平路面上驾驶时,对地面的压力:
F=G总=900N,
受力面积:
S=2×20cm2=40cm2=4×10﹣3m2,
对地面的压强:
p===2.25×105Pa;
答:(1)小明站在该车上沿水平路面匀速行驶时,不计空气阻力,车轮受到的摩擦力为90N;
小明驾驶它在水平路面上行驶5km,克服摩擦力做功4.5×105J;车对地面的压强是2.25×105Pa;
【中】11.如图所示为某种型号潜水艇,其体积为5×103m3.(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g 取10N/kg)求:
(1)它在潜入到水下执行任务时所受浮力;
(2)当它潜入到水下200m时,它的一个面积为1.2m2的舱盖所受海水的压强和压力。
【解答】解:
(1)∵潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积V=5×103m3,
∴潜水艇受到的浮力:
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×103m3=5×107N
(2)海水对潜水艇外壳的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa,
海水对该观测孔的压力:
由p=
得,F=pS=2×106Pa×1.2m2=2.4×106N
答:(1)潜水艇受到的浮力是5×107N;
(2)海水对潜水艇的压强约是2×106Pa,海水对舱盖的压力约是2.4×106N。