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第7节 压强
【要点整理】
1、 在 上的力叫做压力。单位: ,符号:N
2、压力产生的条件:相互 的两个物体相互 。
3、压力的方向:与受力物体的支持面 ,并指向 ,由于受力物体的受力支持面可能是水平面,也可能是竖直面,还可能是角度不同的倾斜面,因此,压力的方向没有固定指向,它可能指向任何方向,但始终和受力物体的受力面相垂直。
4、压力和重力的区别:
压力 重力
施力物体 物体 地球
受力物体 支持物 物体
大小 决定于 所发生 , G=mg
方向 垂直于受力物体表面,并指向支持面 竖直向下
作用点 在支持面上 物体重心
力的性质 接触的物体间相互挤压而发生形变产生的,属于 , 来源于万有引力,是非接触力
受力示意图
压力产生的作用效果与 和 有关。单位面积上受到的压力大小叫做压强。其公式为 .
研究水内部压强的特点时,用的仪器是 ,它的工作原理是当橡皮膜受到的压强越大时,U形管左右两管的液面的 。液体压强的特点是对容器 和 都有压强,液体内部向各个方向都有压强;在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 ;液体的压强随深度的增加而 ;不同液体的压强还跟液 有关。
【例题讲解】
下列实例中,为了增大压强的是( )
铁轨下铺放枕木 B.书包带做得较宽
C.推土机装有宽大的履带 D.篆刻刀的刀口做得锋利
解:A、铁轨下铺设枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,不符合题意。
B、书包带较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小书包对肩膀的压强,不符合题意。
C、推土机用宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对路基的压强,不符合题意。
D、篆刻刀的刀口做得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,符合题意。
故选:D。
2、设想你在5km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背压力的大小大约相当于( )
A.1个普通成人的重 B.10个普通成人的重
C.100个普通成人的重 D.1000个普通成人的重
解:“蛟龙号”到达h=5000m深的海底时,海水密度ρ=1.0×103kg/m3,
则海水对“蛟龙号”外壳(脚背)的压强约为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5000 m=5×107Pa。
脚背面积S面积=130cm2=0.013m2,
故海水对脚背压力约为F=pS面积=5×107Pa×0.013m2=6.5×105N;
1个60kg的成年人的重力G=60kg×10N/kg=600N;
相当于人数:n=6.5×105N/600N≈1083(个),与D最接近。
故选:D。
3、如图是某同学“探究影响压力作用效果的因素”的实验,下列关于本实验的说法中不正确的是( )
A.甲乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
B.乙丙对比说明,重力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
C.三次实验通过海绵的凹陷程度反映压力作用效果的大小
D.本实验探究用到的科学方法是控制变量法和转换法
解:A、甲乙对比说明,受力面积一定,乙中压力越大,海绵的凹陷程度大,压力作用效果越明显,故A正确;
B、乙丙对比说明,压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,故B错误;
C、根据转换法,三次实验通过海绵的凹陷程度反映压力作用效果的大小;C正确;
D、本实验探究用到的科学方法是控制变量法和转换法,D正确。
故选:B。
4、对于图中a、b、c、d四个位置压强的说法,正确的是( )
A.a、c两处的压强相等
B.d处压强比b处压强大
C.a处向下压强比向上压强大
D.b处压强比c处压强大
解:A、a、c两处在同一液体中,且c的深度比a大,因此c点压强比a点大,故该选项说法错误;
B、b、d两处在同一液体中,且d的深度比b大,因此d点压强比b点大,故该选项说法正确;
C、同一点向各个方向的压强相等,故该选项说法错误;
D、b、c两点,c点的深度大,但是液体密度小,因此无法比较这两点压强的大小,故该选项说法错误.
故选B.
5、“骑泥马”是一种海涂趣味运动(如图),小金双手握住“泥马”上的横档,一只脚跪在“泥马”上,另一只脚用力蹬海涂,“泥马”就在海涂上“疾行如飞”,已知小金质量为62kg,“泥马”的质量为10kg.(不考虑运动泥对“泥马”和人质量的影响)
(1)小金以他所骑行的“泥马”为参照物,他的运动状态是 .
(2)小金在运动过程中的某一时刻,一只脚跪在水平“泥马”上,另一只脚悬在空中,“泥马”对海涂压力的受力面积是0.4m2,求此时“泥马”对海涂的压强.
解:(1)小金以他所骑行的“泥马”为参照物,他与“泥马”之间的位置没有变化,所以他的运动状态是静止;
(2)人的重力G人=m人g=62kg×10N/kg=620N,
泥马的重力G马=m马g=10kg×10N/kg=100N,
则人和泥马对海涂的压力:
F=G总=G人+G马=620N+100N=720N,
此时“泥马”对海涂的压强:
p===1800Pa;
答:(1)静止;(2)此时“泥马”对海涂的压强为1800Pa;
【同步练习】
基础篇
1.滑雪是人们喜欢的冬季运动项目,如图所示,滑雪板做得宽大,下列实例中与此目的相同的是( )
A.蚊子尖尖的口器 B.篆刻刀的刀刃很锋利
C.铁轨铺在枕木上 D.破窗锤的锤头很尖
2.如图所示的四个实例中,属于减小压强的是( )
A.刀刃磨得很薄 B.盲道上凸起的圆点
C.汽车安全带做得较宽 D.安全锤头部做成锥形
3.甲、乙两个完全相同的瓶子置于水平桌面上,甲、乙瓶中分别装有质量相等的水和盐水,液面均高于aa',且未溢出,如图所示,则两瓶底部受到液体的压强p甲与p乙的关系为( )
p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法比较
4.在探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验时,某同学作了如图所示的三个实验,关于实验过程及方法下面说法中正确的是( )
A.比较ac两图的现象说明压力的作用效果与重力大小有关
B.比较bc两图的现象说明压力的作用效果与受力面积有关
C.实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的大小
D.本实验采用了控制变量法和转换法
5.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,此时甲、乙剩余部分的质量相等。关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和切去前甲、乙对地面压强p甲、p乙的判断,正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙 ,p甲 >p乙 B.ρ甲<ρ乙 ,p甲 <p乙
C.ρ甲>ρ乙 ,p甲 >p乙 D.ρ甲>ρ乙 ,p甲 <p乙
6.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对水平地面的压强相等,现沿水平方向切去一部分。关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和所切去部分的质量m甲、m乙的判断,正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,m甲<m乙 B.ρ甲>ρ乙,m甲>m乙
C.ρ甲=ρ乙,m甲<m乙 D.ρ甲=ρ乙,m甲>m乙
7.甲、乙两个长方体,由不同材料制成,其底面积分别为S甲=40cm2、S乙=30cm2,高度之比h甲:h乙=3:2,密度之比ρ甲:ρ乙=3:1.如图所示,把甲放在水平地面上,乙放在甲上,水平桌面受到的压强为7000Pa.把乙取下来放在水平桌面静止不动时,则( )
A.甲、乙两物体体积比为8:9 B.甲、乙两物体所受重力之比1:6
C.桌面对乙的支持力为24N D.甲物体对地面的压强为6×103Pa
8.如图甲乙所示,一块长木板放在水平桌面上。现用一水平力F1,向右缓慢匀速的推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示。在推木板的过程中,木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f,下列说法正确的是( )
A.木块在甲中对桌面的压强比乙中的大 B.木块在甲中对桌面的压力比乙中的小
C.若加速推动木块,则 f 变大 D.乙中若推动木块到某一位置,可以满足 P=0
9.如图;甲、乙两种不同的溶液盛在底面积相同的两容器中,液体对容器底部的压力相同,下列说法中正确的是( )
A.甲液体的质量大于乙液体的质量 B.甲液体的质量小于乙液体的质量
C.甲液体的密度小于乙液体的密度 D.甲液体的质量等于乙液体的质量
10.如图所示,将完全相同的正方体木块分两部分叠放在水平地面上,它们对地面的压强p甲:p乙等于( )
A.3:5 B.3:2 C.2:5 D.9:10
提高篇
11.将质量相等的水、煤油、水银分别装入底面积相同的不同容器中,且容器放在水平桌面上,如图所示,试比较三容器底部受到液体压力的大小关系( )
A.F水>F水银>F煤油 B.F水银>F水>F煤油
C.F水>F煤油>F水银 D.无法判断
12.两根完全相同的条形磁铁A和B,重力都为G,按图所示叠放在水平桌面上,若磁铁A对磁铁B的压力为F1,磁铁B对桌面的压力为F2,则( )
A.F1=G,F2=2G B.F1=G,F2>2G C.F1>G,F2=2G D.F1>G,F2>2G
13.甲,乙两个实心正方体放在同一平整细沙面上,沙面凹陷的程度如图,已知乙的重力为10N、边长为0.1m,则( )
A.甲对沙的压强可能大于1000Pa B.甲对沙面的压强一定小于1000Pa
C.甲的重力一定小于10N D.甲的重力一定大于10N
14.如图,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=4:5,底面积之比S甲:S乙=5:8,对水平地面的压强之比p甲:p乙=6:5,下列有关甲、乙的说法正确的是( )
①甲、乙的质量之比是3:4
②甲、乙的体积之比是15:16
③将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后,剩余部分对地面的压强可能相等
④将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
A.①③④ B.③④ C.①②③ D.②③④
15.两物体平放在水平地面,它们的压力之比是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:l
16.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,用砝码、海绵和小桌做了如图甲、乙所示的实验。
(1)甲、乙、丁实验中,根据 来比较压力的作用效果。
(2)从图甲、乙所示的实验中可得到的结论是: 相同时, 越大,压力作用效果越明显。
(3)比较乙丁的实验能否得出正确的结论?答: (填“能”或“不能”)。
(4)将该小桌和砝码放在如图丙所示的木板上,比较图丁中海绵受到的压强p丁和图丙中木板受到的压强p丁的大小关系为p丁 p丙(选填“>”“<“或“=”)
17.如图所示小刚为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关。小刚找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:
图(a)海绵平放在桌面上;图(b)海面上平放一本字典;图(c)海绵上叠放两本字典;图(d)海棉上立放一本字典;图(e)一本字典平放在桌面上。
(1)通过实验图(a)和图(b),可以得出:力能使物体发生 ;
(2)通过实验图(b)图(c),可以得出:在受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越显著;
(3)通过观察图(b)和 图后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著;
(4)设图(b)中字典对海绵的压强是pb,图(e)中字典对桌面的压强是pe,比较pb pe(选填“>”、“<”或“=”);
(5)a、b、c、d四次实验过程中,压力的作用效果是通过 观察表现出来的;
(6)本实验所用的物理探究方法有 和 ,如果实验室中没有海绵,可选择生活中 来替代。
18.某柏油路面能承受的压强不得超过7×104Pa,某四轮砂土车质量为2t,每个轮胎与地面的接触面积为0.125m2.(g=10N/kg)求:
(1)四轮砂土车静止在水平路面上,对路面的压强。
(2)柏油路面能承受四轮砂土车的最大压力。
19.如图是一款新研发的机器人。该机器人的质量是1.5kg,静止在水平地面上时,与地面的接触面积是1×10﹣3m2.求:
(1)机器人受到的重力;(g取10N/kg);
(2)机器人静止时,对水平地面的压强。
20.如图,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。(g=10N/kg)试求:
(1)此时茶壶对桌面的压强。
(2)平放时,当茶壶对桌面的压强是3000Pa时,此时壶中有多少千克水?
参考答案:
【要点整理】
垂直作用、物体表面、牛顿
接触、挤压
垂直、支持面
相互挤压、弹力、形变大小
压力大小、受力面积的大小、p=F/S
压强计、高度差越大、底部、侧壁、相等、增大、液体的密度
【同步训练】
1.C; 2.C;3.B; 4.D; 5.C; 6.A; 7.D;8.D; 9.A; 10.D; 11.A; 12.C; 13.B; 14.C; 15.C;
16.海绵的凹陷程度;受力面积;压力;不能;=;
17.形变;压力;(d);>;海绵的凹陷程度;控制变量法;转换法;细沙(或泡沫);
18.9答:(1)四轮砂土车静止在水平路面上,对路面的压强为4×104Pa;
(2)柏油路面能承受四轮砂土车的最大压力为3.5×104N。
19.(1)机器人受到的重力为15N;
(2)机器人静止时,对水平地面的压强为1.5×104Pa。
20.(1)此时茶壶对桌面的压强为2500Pa;
(2)平放时,当茶壶对桌面的压强是3000Pa时,此时壶中有0.8kg的水。
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