八年级(下)专项训练(九)——压强
训练点一 压强
1. 概念:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
2. 计算公式:p=FS
3.压强的单位:F的单位是N,S的单位是m2,所以,压强的单位由力的单位和面积的单位组成,写作“牛/米2“(N/m2 ),称为帕斯卡,简称帕,符号是“Pa”。即1 N/m2=1 Pa。
4.依据压强公式p=FS 及其变形式F=ps,S=Fp,已知其中任意两个量便可依据以上公式求出第三个量。
5.正确理解压强的概念
(1)压强是表示压力作用效果大小的物理量,压力是垂直作用在物体表面上的力,它们是两个不同的概念。它们的单位也不同,压强的单位是Pa,压力的单位是N,因此要正确区分它们,不要混为一谈。
(2)1Pa的压强很小,相当于把3粒芝麻压成粉末,使其均匀地分布在1cm2的面积上所产生的压强,一张报纸平放时对桌面的压强约0.5 Pa,成年人站立时对地面的压强约3×104 Pa。
(3)受力面积是施力物体挤压受力物体时压力的作用面积,而不是物体的表面积。如图,一个圆台形物体置于水平地面上,采用甲、乙两种方式放置时,对地面的压力大小都等于物体的重力,所以压力大小相同,但图甲中受力面积是S2,图乙中受力面积是S1,而它们都与水平地面的面积大小无关。
(4)计算时,力F的单位为N,受力面积S的单位为m2 ,压强p的单位才是Pa,如果受力面积的单位不是m2 ,一定要换算成m2后再代入公式计算。
(5)公式中的F是压力,即垂直作用在物体表面上的力,而不是重力,只有物体放在水平面上且竖直方向不受其他力时,物体对水平面的压力大小才等于其重力的大小。
(6)压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强力和F、S满足在S一定时p与F成正比;在F一定时,p与S成反比。
知识典例? ★★向墙壁上按图钉,已知图钉帽的面积是1cm2,图钉尖的面积是0.05mm2,手对图钉帽的压强是2×105Pa,求:图钉尖对墙壁的压强。
解析:根据p=FS可得,手对图钉帽的压力:
F1=p1S1=2×105Pa×1×10-4m2=20N,
∵固体能够传递压力,
∴钉尖对墙的压力F2=F1=20N,
图钉尖对墙的压强:
p2=F2S2=20N0.05×10?6m2=4×108Pa。
答案: 4×108Pa
知识启示
使用图钉时,手对图钉帽的压力和图钉尖对墙壁的压力是相等的,这是关键点,可以简记为固体可以大小不变地传递压力。已知图钉帽的面积和手对图钉帽的压强,根据p=FS就可以求出压力F,又知道图钉尖的面积,于是就可以求出图钉尖对墙壁的压强。
训练点二 液体压强
1. 液体压强公式的推导
要知道液面下某处竖直向下的压强,可以设想在此处有个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对这个平面的压强。如图所示。
这个液柱的体积是 V= Sh
这个液柱的质量是 m=ρV=ρSh
这个液柱对平面的压力是 F= G=mg =ρgSh
平面受到的压强是 p=FS=ρgh
2.液体压强公式:p=ρgh
式中p表示液体的压强,ρ表示液体的密度,h表示液体的深度,g是常数,取9.8 N/kg。液体压强的单位为:帕斯卡(Pa)。
3.利用公式p=ρgh计算时应注意以下四个问题:
(1)公式中ρ的单位一定要用 kg/m3 ,h的单位要用m,计算出压强的单位是Pa。
(2)公式中g是常数,所以液体压强p只与液体密度和液体深度有关。与液体的重力、体积容器形状等因素均无关,所以在比较液体压强的大小时,要紧紧抓住液的密度和深度这两个量来讨论。
(3)式中h表示液体深度,而不是高度。深度和高度是有区别的,深度是指从体的自由面到计算压强的那一-点之间的距离,即深度是由上往下量的,高度是指液中某一点到底部的距离,即高度是由下往上量的。如图所示,A、B、C三点深度分别为:hA = 30cm,hB==40cm,hC= 50cm。
(4)这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管时固体产生压强恰好也等于pgh。例如:将密度均匀高为h的圆柱体放在水平面上,桌面受到的压强:p=Fs= GS=ρgVS=ρgShS=ρgh,这只是一种特殊情况,不能认为固体对支持物产生压强都可以用p=ρgh来计算。但对液体来说,无论液体形状如何,都可以用p=ρgh计算液体内某-保度的压强。
2.难点解惑:
①p= FS和液体压强计算公式p=ρgh的区别和联系
公式
区别与联系
压强定义式p= FS
液体压强计算公式p=ρgh
区别
适用范围
无论对固体、液体,还是气体都是适用的
适用于液体
决定因素
压力和受力面积
液体的密度、液体的深度
联系
液体压强计算公式p=ρgh是通过公式p=FS结合液体的具体特点推导出来的,对于上下一样粗的竖直容器,F=G,底部所受液体的压强用p=GS和p=ρgh计算结果一致;对于上下不一样粗的容器,底部所受液体的压强要用p=ρgh计算,不能用p=GS计算。
②液体对容器底的压力F与液体的重力G的关系
液体对容器底的压力由液体重力产生,但大小并不一定等于重力。若容器为柱体,则F= G液;若容器口比容器底大,则F G液。如图所示。
知识典例?★★★★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。试求:
(1)茶壶对桌面的压力;
(2)茶壶对桌面的压强。
解析: (1)壶中水的深度h=12cm=0.12m,则水对壶底的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa,
由p=FS可得,水对茶壶底的压力:
F1=p水S=1200Pa×40×10-4m2=4.8N;
(2)茶壶的重力:
G壶=m壶g=0.4kg×10N/kg=4N,
水的重力:
G水=m水g=0.6kg×10N/kg=6N,
茶壶对水平桌面的压力:
F2=G水+G壶=6N+4N=10N,
茶壶对水平桌面的压强:
p=F2S=10N40×10?4m2=2.5×103Pa。
答案: 4.8N; 2.5×103Pa。
知识启示
求水对茶壶底部的压力,应先根据液体压强的计算公式p=ρgh算出水对茶壶底部的压强,再根据压力F=pS求出水对茶壶底部的压力。而求茶对桌面的压强应先求压力,茶壶对桌面的压力等于水的重力与壶的重力之和,由p=FS就可以求出茶壶对桌面的压强。
专项测训
1.如图所示,水平地面上放置有相同的小桌子和砝码,地面受到压强最大的是( )
A.B. C. D.
2.甲、乙两个实心正方体放在细沙面上,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲、乙的质量一样大
B.甲、乙对沙面的压强一样大
C.甲的密度可能比乙大
D.甲的质量可能比乙小
3.如图所示,在水平桌面上放着三个实心铁制圆柱,对桌面的压强大小判断正确的是( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
4.下列关于压力和压强的说法中,正确的是( )
A.压力越大,支持面所受到的压强就一定越大
B.物体越重对支持面的压力就一定会越大
C.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定越小
D.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定会越大
5.甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。若沿水平方向将甲、乙正方体上方截去,使甲、乙剩余部分的高度相同,如图所示,则剩余部分的质量m甲、m乙的关系是( )
A.m甲一定大于m乙 B.m甲一定小于m乙
C.m甲可能小于m乙 D.m甲可能等于m乙
6.因为之前胡思乱想不认真,导致16题做错了,你发现后拿起崭新的橡皮去擦除,这块橡皮长3cm、宽2cm、高1cm,已知橡皮的密度为2g/cm3,则下列说法正确的是( )
A.新橡皮如图甲平放在桌面上时,对桌面的压强等于400Pa
B.擦除错误答案后,你把橡皮如图乙立放在桌面上,它对桌面的压强大于600Pa
C.嫌橡皮略大不便使用,你沿竖直方向把橡皮切成a、b两块(a的底面是个正方形),并重合叠放如图丙,此时b对a的压强与a对桌面压强的比值大于2:3
D.前排同学没橡皮举手示意,监考老师过来把你的橡皮a暂时借给该同学了,橡皮b落到桌上如图丁,此时它对桌面的压强与图甲时的压强相等
7.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,水对容器底的压力为F甲,对桌面的压强为p甲;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,水对容器底的压力为F乙,对桌面的压强为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.无法确定
8.如图所示,三个容器的底面积相等,内装同种液体,放在水平桌面上,各容器内液面相平,比较各容器底部受到液体的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
9.如图,水平桌面上放一底面为圆柱形的杯子,重为2N,其底面积为100cm2,内装水的高度h=0.1m,水的质量是1.5kg,则杯子底部受到的水的压力(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3( )
A.10N B.7N C.5N D.2N
10.底面积不同的薄壁圆柱形容器内分别盛有液体甲和乙,如图所示,此时甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强。将完全相同的金属球浸没在两容器液体中,两容器均无液体溢出,则下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
B.甲液体的质量一定大于乙液体的质量
C.甲液体对容器底部的压强一定大于乙液体对容器底部的压强
D.甲液体对容器底部的压强一定小于乙液体对容器底部的压强
11.两根相同的试管中装有水,其中一根试管倾斜。此时两试管内水面相平如图所示,则水对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
12.如图所示的薄壁容器,底面积为100厘米2,装了重24.5牛的水后,水面距容器底部20厘米,则水对容器底的压强为( )
A.2.45×103帕 B.0.245帕 C.2.0×103帕 D.2.0×105帕
13.如图所示的平底容器质量为0.3kg,底面积为3×10﹣3m2,内装0.6kg的水后,测得容器中水深15cm,若将该容器放在面积1m2的水平桌面中央,则容器中的水到容器的压力大小是(忽略容器厚度,取g=10N/kg)( )
A.60N B.30N C.4.5N D.1500N
14.如图所示,茶壶的壶身和壶嘴组成一个 ,当壶中的水静止时,壶身和壶嘴中的水面 ,在茶壶中装水至虚线处,则A、B两点受到水的压强的大小关系为pA pB(选填“<”“>”或“=”)。
15.如图所示,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,装水深度为12cm。茶壶的壶身与壶嘴一样高,且其中的液面总是相平,它是根据 原理做成的,茶壶底部受到水的压强为 Pa。
16.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。则:水对茶壶底部的压力 N; 茶壶对桌面的压强 Pa.(g取10N/kg)
17.在水平桌面上放着两个体积相等的圆柱体,它们的高度之比为1:2,密度之比为2:3,则它们所受重力之比为 ,对桌面的压强之比为 。
18.如图所示,图钉帽的面积为1cm2,图钉尖的面积是0.005cm2,小明用20N压力按图钉则手指对图钉帽的压强是 ,图钉尖制作的很尖锐,是为了在压力一定时通过减少受力面积来达到 的目的。
19.如图所示,将底面积为80cm2,重为5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N,深40cm的水,(g取10N/kg)则:A点处水的压强是 Pa,容器底部受到水的压力是 N。
20.2018年10月2日,被誉为“现代世界七大奇迹之一”的港珠澳大桥正式通车,中国工程师在海面下40m的海床上铺设沉管,如图所示此处海水受到的压强为 Pa,在一节面积为7000m2沉管上产生的压力是 N.(ρ海水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
21.在刚刚结束的2019女排世界杯比赛中,中国队取得十一连胜的骄人成绩,成功卫冕世界杯冠军,为新中国成立70周年献上一份厚礼。如图为女排姑娘站上领奖台的激动人心的时刻。其中有位运动员身高为190厘米,体重为70千克,一只脚底与地面的接触面积为2×10﹣2米2,求该运动员站立时对领奖台的压强。
22.如图所示,一只不透气的轻质软塑料袋铺满在长1m、宽0.5m的整张桌面上,一块长0.8m、宽0.4m质量为4kg的木板平压在塑料袋的中央,质量为60kg的小杰坐在木板上,身体与木板的接触面积为600cm2,g=10N/kg。试问:
(1)小杰对木板的压强是多少?
(2)木板对塑料袋的压强是多少?
(3)小红将一根软管插入塑料袋中并向管中吹气,在不漏气的情况下,小杰被稳稳吹起。已知小红可以吹出大于自然界8kPa的气压,为了防止小杰被吹起,木板上至少还要放置多大质量的秤砣?
23.如图所示的饮水杯是一种“智能杯”,因其解决了部分传统饮水杯长期泡茶于水中的问题以及样式的新颖而在网上大卖。冲茶时如1图所示放置,当茶叶浸泡到一定程度,可将杯子倒置于桌面,如图2,实现茶叶和茶水的分离。请你分析,当杯子充满水时,两种放置方式对桌面的 不一样大。杯盖上有凹凸不平的条形凸起,是为了增大 。
24.如图所示,平底茶壶的底面面积是4×10 ﹣3m2,内盛0.8kg的水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。不计壶壁和壶底厚度,g=10N/kg.求:
(1)水对茶壶底部产生的压力是多大?
(2)若茶壶对桌面的压强为3×103Pa,茶壶的质量是多大?
25.2008年5月12日14时28分汶川大地震是中华人民共和国成立以来遭受的一次重大灾难,.举国上下,众志成城,抗震救灾。地震形成了三十多处堰塞湖,严重威胁着下游群众的生命安全,水文工作者昼夜监测这些堰塞湖水位。
(1)某堰塞湖水位已达到64m,假设湖堤底部能承受的最大压强是7×105Pa,那么水面最多还能上升几米?(g取10N/kg)
(2)“堰塞湖内的水越深,其危险性就越大”,请你利用所学知识加以解释。
26.汶川地震形成的堰塞湖,会威胁着下游群众的生命安全。湖堤底部承受的压强不能超过7×105Pa,若堰塞湖水位已达到64m,你通过计算判断湖堤底部是否安全?(g取10N/kg)
27.一辆中型坦克的质量为40t,它的每条履带的着地面积约2.5m2.一位中学生的质量是50kg,他站立在地面上,脚与地面的接触面积约200cm2,试比较这辆坦克和中学生哪个对地面的压强大?
参考答案与试题解析
1.【解答】AB压力相同,受力面积不同,根据p=,可知,pA>pB;
CD压力相同,受力面积不同,根据p=,可知,pD>pC;
BC受力面积相同,压力不同,根据p=,可知,pC>pB;
AD受力面积相同,压力不同,根据p=,可知,pD>pA;
由此可知,地面受到压强最大的是D。
故选:D。
2.【解答】由图知,甲和乙对细沙面的压力作用效果是相同的,即甲、乙对沙面的压强一样大,故B正确;
根据公式p=可知,甲的底面积大,在压强相同时,甲的压力大,即甲的重力大、质量大,故AD错误;
根据公式p======ρgh可知,压强相同时,甲的高度高,则甲的密度小,故C错误。
故选:B。
3.【解答】三个铁制的实心圆柱体,质地均匀,上下横截面积相同,放在水平桌面上,对水平桌面的压强为:
p=p=====ρgh,密度相同,高度不相同,乙图高度最大,故三个圆柱体对水平桌面的压强乙最大。
故选:B。
4.【解答】压强是指单位面积上受到的压力,故A错误;
压强的大小与受力面积和压力大小有关,单位面积上受到的压力越大,压强越大。故B错误;
由p=可得,压力一定时,受力面积越小,压强越大;故C错误,D正确。
故选:D。
5.【解答】因为甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,
所以正方体对水平面的压力:
F=G=mg=ρVg=ρL3g,
正方体对水平地面的压强:
p===ρgL,
因为甲、乙两个均匀正方体对水平地面的压强相等,且L甲>L乙,
所以由p=ρgL可知甲、乙两个正方体的密度:ρ甲<ρ乙,
它们对水平地面的压强相等,由p=ρ甲gL甲=ρ乙gL乙可得:ρ甲=,
若分别沿水平方向截去一部分,使剩下的高度h相同,
则甲、乙剩余部分的质量分别为:
m甲=ρ甲L甲2h=L甲2h=ρ乙L乙L甲h,
m乙=ρ乙L乙2h=ρ乙L乙L乙h,
因为L甲>L乙,
所以ρ乙L乙L甲h>ρ乙L乙L乙h,即m甲>m乙,故A正确、BCD错误。
故选:A。
6.【解答】A.根据ρ=,橡皮的质量:
m=ρV=2g/cm3×3cm×2cm×1cm=12g=0.012kg,
橡皮的重力为:
G=mg=0.012kg×10N/kg=0.12N;
如图甲平放在桌面上时,橡皮对桌面的压强:
p=====ρgh﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
故甲中橡皮对桌面的压强:
p=ρgh=2000kg/m3×10N/kg×0.01cm=200Pa,故A错误;
B.擦除错误答案后,橡皮质量减小,重力减小,橡皮对桌面的压力减小,
F2<G=0.12N,而受力面积:
S2=2cm×1cm=2×10﹣4m2;
故当把橡皮如图乙立放在桌面上,它对桌面的压强小于:
p2===600Pa,故B错误;
CD.图丁中,若没有擦除,则受力面积为:
S2=2cm×1cm=2cm2;
由①式,此时橡皮对桌面的压强为:
p=ρgh=200Pa;
设由擦除,橡皮减小的底面积(受力面积)为S0;
假设沿竖直方向切除以S0为面积、以1cm为高的柱体,根据p=ρgh,因密度和高度不变,则剩余部分的压强与图甲中橡皮对桌面的压强相等,
但实际上,在丁中,受力面积不变,但对桌面的压力比假设切除一个柱体的情况要大,故可知橡皮b落到桌上如图丁,此时它对桌面的压强大于图甲时的压强,D错误;
由此可知,在图丙中,b对a的压强 pba>200Pa﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
在图丙中,重合叠放对桌面的压强:
p桌<==300pa﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;
由②③得出:
此时b对a的压强pba与a对桌面压强p桌的比值大于2:3,C正确;
故选:C。
7.【解答】(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,把该容器倒放在该桌面上,容器对水平桌面的压力不变,
因容器倒放时受力面积变小,
所以,由p=可知,容器对水平桌面的压强变大;即p甲<p乙 。
(3)把该容器正放在该桌面上,杯中的水柱是上细下粗的,所以容器底受到的压力大于杯中水的重力;
把该容器倒放在该桌面上,杯中的水柱是上粗下细的,一部分水压的是容器侧壁,所以容器底受到的压力小于杯中水的重力;
所以有F甲>F乙。
故选:C。
8.【解答】解:由题意可知,三个容器的底面积相等,内装同种液体即液体的密度相同,且各容器内液面相平,
由p=ρgh可知,液体对容器底部的压强相等,
由p=的变形式F=pS可知,容器底部受到液体的压力相等,故ABC错误、D正确。
故选:D。
9.【解答】水对容器底产生的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
由p=得,容器底部受到水的压力:
F=pS=1000Pa×100×10﹣4m2=10N。
故选:A。
10.【解答】由题可知:p甲<p乙,由图可知,h甲=h乙,S甲>S乙,
A、由p=ρgh可知,ρ甲<ρ乙;故A错误;
B、由V=Sh可知,V甲>V乙,根据m=ρV可得,甲液体的质量不一定大于乙液体的质量,故B错误;
CD、当分别在两容器中放入一个完全相同的金属球后,小球排开液体的体积V排相同,由V排=S△h可知,△h甲<△h乙,放入球后液面的高度:h甲'=h甲+△h甲,h乙'=h乙+△h乙,可得h甲'<h乙',由于ρ甲<ρ乙,由p=ρgh可知,:p甲'<p乙',故C错误,D正确。
故选:D。
11.【解答】两试管中均盛有水,液体密度相同;两试管内水面相平,则水的深度h相同;
根据液体压强公式P=ρgh可知,甲乙试管底受到水的压强相等;
故ABD错误;C正确;
故选:C。
12.【解答】容器内水深:h=20cm=0.2m,
水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。
故选:C。
13.【解答】水对容器底的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
水对容器底的压力:
F=pS=1500Pa×3×10﹣3m2=4.5N。
故选:C。
14.【解答】(1)茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴和壶身内的水面保持相平。
(2)由图可知,A、B两点中,B点较深,由p=ρgh可知,两点受到水的压强的大小关系为pA<pB。
故答案为:连通器;相平;<。
15.【解答】(1)茶壶的壶身与壶嘴符合上端开口、下端连通的特点,当水静止时,水面保持相平,是利用连通器原理工作的;
(2)水对茶壶底部的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa。
故答案为:连通器;1200。
16.【解答】①水对壶底的压强为p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
∵p=,
∴水对壶底的压力为F1=p1S=2000Pa×4×10﹣3m2=8N;
②桌面受到的压力为F2=G=mg=(m0+m1)g=(0.4kg+0.6kg)×10N/kg=10N,
桌面受到的压强为p2===2500Pa。
故答案为:8;2500。
17.【解答】体积相等的圆柱体,密度之比为2:3,
故质量之比为:===;
根据G=mg得,重力之比为:===2:3;
由压强定义式p=得:p=ρgh,
故对桌面压强之比为:====1:3;
故答案为:2:3;1:3。
18.【解答】(1)手指对图钉帽的压强:
p===2×105Pa;
(2)图钉尖制作得很尖锐,是在压力一定时,减小受力面积来达到增大压强的目的。
故答案为:2×105Pa;增大压强。
19.【解答】(1)距容器底15cm的A处水的深度:hA=40cm﹣15cm=25cm=0.25m,
A处水的压强:pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa;
(2)容器内水的深度:h=40cm=0.4m,
水对容器底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
受力面积:S=80cm2=0.8×10﹣2m2,
容器底部所受水的压力:
F=pS=4×103Pa×0.8×10﹣2m2=32N。
故答案为:2500;32。
20.【解答】此处海水受到的压强:
p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×40m=4×105Pa,
由p=可得,在一节沉管上产生的压力:
F=pS=4×105Pa×7000m2=2.8×109N。
故答案为:4×105;2.8×109。
21.【解答】该运动员站立时对领奖台的压力:
F=G=mg=70kg×10N/kg=700N,
受力面积:
S=2×10﹣2m2×2=4×10﹣2m2,
该运动员站立时对领奖台的压强:
p===1.75×104Pa。
答:该运动员站立时对领奖台的压强为1.75×104Pa。
22.【解答】(1)小杰对木板的压力:
F1=G1=m1g=60kg×10N/kg=600N,
小杰对木板的压强:
p1===1×104Pa;
(2)木板对塑料袋的压力:
F2=G总=(m1+m2)g=(60kg+4kg)×10N/kg=640N,
木板与塑料袋的接触面积:
S2=ab=0.8m×0.4m=0.32m2,
木板对塑料袋的压强:
p2===2000Pa;
(3)小杰刚好不被吹起时,木板对塑料袋的压强等于塑料袋内气体大于自然界的压强,
则此时木板对塑料袋的压力:
F3=△pS2=8000Pa×0.32m2=2560N,
此时木板、人和秤砣的总质量:
m总====256kg,
则木板上秤砣的最小质量:
m=m总﹣m1﹣m2=256kg﹣60kg﹣4kg=192kg。
答:(1)小杰对木板的压强是1×104Pa;
(2)木板对塑料袋的压强是2000Pa;
(3)为了防止小杰被吹起,木板上至少还要放置192kg的秤砣。
23.【解答】当杯子充满水时,两种放置方式对桌面产生的压力相等,倒放时,杯子与桌面的接触面积,即受力面积小,由p=可知,两种放置方式中,倒放对桌面产生的压强大;
杯盖上有凹凸不平的条形凸起,增大了接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力,能更轻松地打开杯盖。
故答案为:压强;摩擦力。
24.【解答】(1)水对茶壶底部的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
水对茶壶底部的压力F=pS=1.5×103Pa×4×10﹣3m2=6N;
(2)由P=得,茶壶对桌面的压力:F桌=P桌S壶=3×103Pa×4×10﹣3m2=12N,
因茶壶对桌面的压力F桌=G总=G壶+G水得,
G壶=F桌﹣G水=F桌﹣m水g=12N﹣0.8kg×10N/kg=4N,
茶壶的质量:m壶===0.4kg。
答:(1)水对茶壶底部的压强是6N。
(2)茶壶的质量为0.4kg。
25.【解答】(1)湖堤底部可承受的最高水位:
h===70m;
水面还可以上升:h′=70m﹣64m=6m。
答:水面最多还能上升6m。
(2)答:因为液体内部的压强随深度的增加而增大,水越深,湖堤底部承受的压强就越大。
26.【解答】根据p=ρgh可得,湖水产生7×105Pa时的水深:
h===70m,
因为水深64m接近70m,
所以湖堤底部不安全。
答:湖堤底部不安全。
27.【解答】坦克对地面的压力:F1=G1=m1g=40×103kg×10N/kg=4×105N,
受力面积S1=2.5m2×2=5m2,
坦克对地面的压强:p1===8×104Pa,
学生站立在地面上,对地面的压力:F2=G2=m2g=50kg×10N/kg=500N,
受力面积S2=200cm2=2×10﹣2m2,
学生对地面的压强:p2===2.5×104Pa,
由上可知:p1>p2,即这辆坦克对地面的压强大。
答:这辆坦克对地面的压强大。