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2020-2021学年八年级物理下册 8.1 压强讲义北师大版
2020-2021学年八年级物理下册 8.1 压强讲义北师大版
年级:
姓名:
26
8.1 压强
一、目标要求
目标要求
重、难点
1.了解压力的概念
2.理解压强的概念
重点
3.会计算压强
重点
4.认识增大和减小压强的方法和例子
二、知识点解析
1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫压力(图一:水杯对桌面的压力,图二:木块对斜面的压力,图三:图钉对墙壁的压力)。
(1)压力并不都是由重力引起的(图三:图钉对墙壁的压力)。把物体放在桌面上,如果物体不受其它力作用,则压力F等于物体受到的重力G。
图一:水杯对桌面的压力竖直向下
图二:木块对斜面的压力垂直斜面向下
图三:图钉对墙壁的压力垂直墙壁向左
(2)固体可以大小、方向不变地传递压力。
2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
(1)压强是表示力的作用效果的物理量。
(2)压强公式:。其中,压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa;压力F的单位是牛,符号是N;S是受力面积(是两物体的接触部分),单位是米2,符号是m2。
3.压强在生活中的应用
(1)增大压强:当受力面积不变时,增大压力;当压力不变时,减小受力面积;压力增大的同时减小受力面积都可以增大压强。如图四:墙钉、斧头、安全锤都是增大压强的例子。
(2)减小压强:受力面积不变时,减小压力;压力不变时,增大受力面积;压力减小的同时增大受力面积都可以减小压强。如图五:铁轨、履带式推土机、大象的脚掌都是减小压强的例子。
图四:增大压强例子
图五:减小压强例子
三、重点、难点与易错点
★重点一:压强
1.物体所受的压力与受力面积之比叫做压强。压强用来比较压力的作用效果,压强越大,压力的作用效果越明显。
2.压强的计算公式是:,压强的单位是帕斯卡(N/m2),符号是Pa。其物理意义是1N的力作用在1m2物体上,产生的压强就是1Pa。
3.增大压强的方法有:在受力面积不变的情况下增加压力、在压力不变的情况下减小受力面积或同时增加压力和减小受力面积。减小压强的方法有:在受力面积不变的情况下减小压力、在压力不变的情况下增大受力面积或同时减小压力和增大受力面积。
4.对于压强,应当着重领会四个要点:⑴受力面积一定时,压强随着压力的增大而增大(此时压强与压力成正比)。⑵同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同。受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小。⑶压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关。压强是物体单位面积受到的压力。跟受力面积有关。⑷压力、压强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的。压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的。在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”。
★重点二:压强的计算
压强的计算是本节的热门考点,是考查学生对压强概念的理解和应用能力的重要方式。压强的计算分为简单计算和大型计算,考试题型有选择题、填空题和大型计算题三种类型。
进行压强的计算需要注意:一、单位统一:各物理量单位都使用国际单位;二、分清压力和受力面积(压力是作用在物体上的力,受力面积不一定是物体的底面面积);三、会利用压强公式的变形公式计算其他物理量。
四、考查方向
1.压强的概念与计算
典例一:(2020·四川成都)下列关于压强的说法中,正确的是( )。
A. 给自行车轮胎加气,胎内气体压强变小;
B. 往装水的杯子中加盐,杯底受到的压强不变;
C. 向桌上的空杯加水,杯子对桌面的压强变大;
D. 人在站立时抬起一只脚后,人对地面的压强变小
【答案】C。
【解析】A.给自行车轮胎加气,胎内的体积一定,气体增加,会使胎内压强增大,故A错误;
B.往装水的杯子中加盐,水的密度增大,根据可得,杯底受到的压强增大,故B错误;
C.向桌上的空杯加水,水杯质量增大,根据可得,杯子对桌面的压强变大,故C正确;
D.人在站立时抬起一只脚后,与地面的接触面积变小,根据可得,人对地面的压强增大,故D错误。故选C。
2.压强在生活中的应用
典例二:(2020·四川乐山)下列实例中,属于减小压强的是( )。
A. 锋利的篆刻刀;B. 骆驼宽大的脚掌;
C. 注射器的针头;D. 切菜的菜刀
【答案】B。
【解析】A.篆刻刀很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A不合题意;
B.骆驼宽大的脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不合题意;
D.切菜的菜刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D不合题意。故选B。
五、模拟训练
一、基础练习
1.如图所示的事例中,属于增大压强的是()。
A. 书包背带做得较宽;
B. 切苹果器的刀片做得较薄;
C. 铁轨铺在枕木上;
D. “好奇”号火星车模型轮子大而宽
【答案】B。
【解析】A、书包带子做的宽一些,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
B、切苹果器的刀片做得较薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
C、轨道铺在枕木上,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
D、“好奇”号火星车模型轮子大而宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意。故选:B。
2.如图所示的四个实例中,属于增大压强的是()。
A.大型运输车装有很多车轮
B.书包的背带较宽
C.滑雪板的面积较大
D.安全锤头部做成锥形
【答案】D。
【解析】A:大型运输车装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故A不符合题意。
B:书包的背带较宽,增大受力面积减小书包对肩膀的压强,背书包时舒服些,故B不符合题意。
C:滑雪板的面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故C不符合题意。
D:安全锤头部做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D符合题意。此题答案是D。
3.如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( )。
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力;
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力;
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强;
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
【答案】D。
【解析】B:固体可以传递压力,用手给钉帽施加压力,图钉会把这个力大小不变的传递给墙壁,所以手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力。故B错误。
C:手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉帽的面积较大,即受力面积较大,根据可知,手指对钉帽的压强小于钉尖对墙壁的压强;故C错误。
D:钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力,它们大小相等、方向相反、作用在不同物体上,是一对相互作用力,故D正确。
A:由B、D的解答可知,手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉尖对墙壁的压力等于墙壁对钉尖的压力,所以,手指对钉帽的压力等于墙壁对钉尖的压力;故A错误。
正确答案是D。
4.菜刀的刀刃磨得锋利是为了()。
A.减小压强 B.增大压强
C.减小压力 D.增大压力
【答案】B。
【解析】菜刀的刀刃磨得锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强的,所以B正确,ACD错误。故选B。
5.下列做法中属于增大压强的是( )。
A
B
C
D
A.站在滑板上滑雪,脚不会陷入雪地;
B.骆驼被称为“沙漠之舟”,是由于它具有宽大的脚掌;
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液;
D.为了防止载重汽车压坏路面,装有多个宽大的车轮
【答案】C。
【解析】A:站在滑板上滑雪,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故A不符合题意。
B:骆驼有宽大的脚掌,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B不符合题意。
C:蚊子尖尖的口器,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故C符合题意。
D:载重汽车装有多个宽大的车轮,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。此题答案是C。
6.第31届里约奧运会于2017年8月5日至21日首次在南美洲举行。里约奥运会的吉祥物代表了巴西人的快乐和处事的方式。图中吉祥物对地面压强最大的是()。
A. B. C. D.
【答案】B。
【解析】由图示可知,吉祥物对地面的压力相等,B图中地面的受力面积最小,所以压强最大。故选B。
7.如图所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为20cm2。杯中水深10cm,杯和水的总重力为3 N,则杯对水平桌面的压强为 Pa;水对杯底的压力为 N。(g=10N/kg,茶杯杯壁厚度不计)
【答案】1500、2。
【解析】(1)杯对水平桌面的压力:F=G总=3N,
则杯对水平桌面的压强:;
(2)水的深度h=10cm=0.1m,水对杯底的压强:
水对杯底的压力:
故答案为:1500、2。
8.如图所示,重为6 N,底面积为0.01 m2的圆柱形容器放置在水平桌面上,内装20 cm深的水,则水的质量为________kg,水平桌面受到的压强为__________Pa。(g取10N/kg)
【答案】2 2.6×103
【解析】V水=Sh=0.01 m2×0.2 m=0.002 m3,由得m水=ρV=1.0×103 kg/m3×0.002 m3=2 kg,G水=mg=2 kg×10 N/kg=20 N,F=G容+G水=6 N+20 N=26 N,水平桌面受到的压强p2 600 Pa。
9.为了美化教室环境,小华从家里带来了一盆盆栽花卉,放于水平窗台上,盆栽花卉的总质量为2kg,花盆底面与水平窗台的接触面积为200cm2,则该花盆对窗台的压强为 Pa;小华每周一都要给花浇一次水,浇水后与浇水前相比较,花盆对窗台的压强将 (g取10N/kg)。
【答案】1000、变大。
【解析】花盆对窗台的压力:F=G=mg=2kg×10N/kg=20N,
对窗台的压强:;
浇水后与浇水前相比较,花盆的质量变大,重力变大,对窗台的压力增大,受力面积不变,由可知,花盆对窗台的压强变大。
故答案为:1000、变大。
10.今年5月13日,小明参加了我市“环南湖健步行”活动,小明的质量为50kg,双脚与地面的总接触面积为0.04m2。求:
(1)小明所受的重力大小;
(2)小明双脚站立在水平地面时对地面的压强;
(3)小明的体积(人的密度跟水的差不多,取小明的密度为1.0×103kg/m3)。
【解析】已知:小明的质量m=50kg,密度ρ=1.0×103kg/m3,受力面积S=0.04m2。
(1)小明的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)小明站立在水平地面时对地面的压强。
(3)小明的体积。
答:(1)小明的重力为500N;(2)小明站立时对水平地面的压强为1.25╳104Pa;(3)小明的体积为5×10-2m3。
二、提升练习
1.(2020•广西)如图所示,体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,其中甲、乙阴影部分为等大的正方形,甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙,对地面的压强分别为p甲、p乙,将它们顺时针旋转90°,甲、乙对地面压强的变化量分别为△p甲、△p乙.△p甲<△p乙,则( )。
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
【答案】B。
【解析】由题意知,甲、乙的体积相同,在水平地面上的压力等于重力,则甲对地面的压强变化量为:
△p甲=﹣=﹣=G甲(﹣);
乙对地面的压强变化量为:
△p乙=﹣=G乙(﹣);
由△p甲<△p乙,可知
G甲(﹣)<G乙(﹣);
故G甲<G乙;长方体甲乙体积相同,根据公式:G=mg=ρVg,
可得出ρ甲<ρ乙﹣﹣﹣﹣①,
将它们顺时针旋转90°前,甲对地面的压强为:p甲=,
乙对地面的压强为:p乙=,
由G甲<G乙和S立<S平,
故p甲<p乙﹣﹣﹣﹣②,由①②,ACD不符合题意,B符合题意。故选:B。
2.(2020•百色)如图所示,水平桌面上放置有底面积为S.重为G1的薄壁容器,容器装有密度为ρ、深度为h,重为G2的某种液体,设液体对容器底部的压强为p1,容器对桌面的压强为p2,下列选项正确的是( )。
A.B.p1=ρghC. D.+ρgh
【答案】B。
【解析】(1)液体对容器底部的压强:p1=ρgh,故A错误,B正确;
(2)容器对桌面的压力:F=G总=G1+G2,则容器对桌面的压强:p2==,故CD错误。故选:B。
3.(2020•内江)生活和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。下列实例中属于减小压强( )。
A.拖拉机有两条很宽的履带;
B.剪刀有锋利的刃;
C.刺猬身上有许多刺;
D.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙
【答案】A。
【解析】A、拖拉机有两条很宽的履带是通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意;
BCD、剪刀有锋利的刃、刺猬身上有许多刺、“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙都是通过减小受力面积来增大压强,故BCD不符合题意。故选:A。
4.(2020•枣庄)如图所示,四个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上,甲、乙两图中桌面受到的压力分别为F甲、F乙,压强分别为p甲、p乙,关于它们的大小比较,下列说法正确的是( )。
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】A。
【解析】四个条形磁铁完全相同,则重力相等,如图所示,叠放在水平桌面上,对水平桌面的压力等于重力,故甲,乙两图中桌面受到的压力分别相等,即F甲=F乙;
甲乙的受力面积相同,根据p=可知,甲,乙两图中桌面受到的压强也相等,即p甲=p乙,故A正确,BCD错误。故选:A。
5.(2020•黄石)如图所示,是ab两种物质m﹣V的关系图象,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是( )。
A.a、b的密度之比为4:1;
B.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4:1;
C.a、b的密度之比为2:1;
D.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2:1
【答案】B。
【解析】AC、由图象可知,当m=80g时,V甲=5cm3、V乙=40cm3,
a、b两种物质的密度为:
ρa===16g/cm3,ρb===2g/cm3,
a、b的密度之比:ρa:ρb=16g/cm3:2g/cm3=8:1,故A、C错误;
BD、用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,其体积之比:
V甲:V乙=:=ρb:ρa=1:8,
由V=L3可得正方体的边长之比:L甲:L乙=1:2,
因为正方体对水平地面的压强p======ρLg,
所以,甲乙两物体对水平地面的压强之比:===,故B正确、D错误。故选:B。
6.(2020•眉山)如图所示,甲、乙两个装满不同液体完全相同的密闭容器,放在水平桌面上,则对桌面压强较大的( )。
A.如果是甲,则其液体对容器底的压力一定较大;
B.如果是甲,则其液体对容器底的压强一定较大;
C.如果是乙,则其液体对容器底的压力一定较大;
D.如果是乙,则其液体对容器底的压强一定较小
【答案】C。
【解析】(1)若甲对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,甲对桌面压力不一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以甲液体的重力不一定大,液体对容器底的压力不一定大,故A错误;
由图知液体的体积和深度相同,但由于不能判断出甲、乙液体重力的大小,所以不能判断出甲、乙液体密度的大小,也就不能判断出其液体对容器底的压强的大小,故B错误;
(2)若乙对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,乙对桌面压力一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以乙液体的重力一定大,又因为甲液体有一部分压在容器壁上,液体对容器底的压力小于重力,由于物体间力的作用是相互的,乙液体对容器底的压力大于乙液体的重力,所以乙液体对容器底的压力一定较大,故C正确;
由图知液体的体积和深度相同,由于乙液体的重力大于甲液体的重力,根据G=mg=ρgV知,乙液体的密度大于甲液体的密度,根据p=ρgh知乙液体对容器底的压强一定较大,故D错误。故选:C。
7.(2020•武汉)铁块和小桌静止在海绵上,如图甲所示。撤掉小桌后,铁块再次静止在海绵上,如图乙所示。铁块的质量是600g,铁块的底面积是20cm2,小桌的质量是200g。桌面的面积是81cm2,下列说法正确的是( )。
A.图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大;
B.图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小;
C.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大;
D.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小
【答案】A。
【解析】AB、铁块对小桌的压力等于铁块的重力,F铁块=G铁块=m铁块g=0.6kg×10N/kg=6N;
铁块对小桌的压强:p铁块===3000Pa;
小桌对海绵的压力等于小桌和铁块的总重,F小桌=G总=(m铁块+m小桌)g=(0.6kg+0.2kg)×10N/kg=8N;
小桌对海绵的压强:p小桌==≈987.7Pa;
由计算可知:p铁块>p小桌;故A正确,B错误;
CD、图甲中铁块对小桌的压力和图乙中铁块对海绵的压力都等于自身的重力,故压力相等,且受力面积相同,所以图甲中铁块对小桌的压强和图乙中铁块对海绵的压强相等;故CD错误。故选:A。
8.(2020•北京)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2。下列说法正确的是( )。
A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力;
B.乙对甲的压力就是乙受到的重力;
C.甲对海绵的压强大小为;
D.乙对甲的压强大小为
【答案】C。
【解析】AB.压力是垂直作用在物体表面上的力,重力是指由于地球的吸引而产生的力,二力产生原因和方向不同,
只有当把物体放在水平面上时,对水平面的压力才等于物体重力,
所以,甲对海绵的压力F甲=G1+G2,乙对甲的压力F乙=G2,故AB错误;
CD.甲对海绵的压强p甲==,乙对甲的压强p乙==,故C正确、D错误。故选:C。
9.(2020•达州)如图所示,把用ρ=1.0×103kg/m3的复合材料制成边长分别为2m和3m的甲、乙两实心均匀正方体放在水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙;把G1=2×104N的物体放在甲上,G2=3×104N的物体放在乙上,此时甲、乙对地面的压强分别为p甲′、p乙′,则下列结果正确的是( )。
A.p甲:p乙=2:3,p甲′:p乙′=3:4;
B.p甲:p乙=2:3,p甲′:p乙′=4:3;
C.p甲:p乙=3:2,p甲′:p乙′=3:4;
D.p甲:p乙=3:2,p甲′:p乙′=4:3
【答案】A。
【解析】(1)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,实心均匀正方体对水平地面的压强p======ρgL,
则甲、乙对地面的压强之比p甲:p乙=ρgL甲:ρgL乙=L甲:L乙=2m:3m=2:3,故CD错误;
(2)由G=mg=ρVg=ρL3g可得,甲、乙两实心均匀正方体的重力分别为:
G甲=ρL甲3g=1.0×103kg/m3×(2m)3×10N/kg=8×104N,
G乙=ρL乙3g=1.0×103kg/m3×(3m)3×10N/kg=2.7×105N,
甲、乙的底面积分别为:
S甲=L甲2=(2m)2=4m2,S乙=L乙2=(3m)2=9m2,
此时甲、乙对地面的压强分别为:
p甲′===2.5×104Pa,p乙′===×104Pa,
则p甲′:p乙′=2.5×104Pa:×104Pa=3:4,故A正确、B错误。故选:A。
10.(2020•南京)如图,边长分别为0.2m和0.1m的实心正方体A、B放置在水平地面上,ρA=2×103kg/m3,ρB=4×103kg/m3。则物体A的质量为 kg;物体B对水平地面的压强为 Pa;若在两正方体上部沿水平方向截去高度均为h(h<0.1m)的部分后,两正方体对地面压强的变化量之比△pA:△pB= 。
【答案】16;4×103;1:2。
【解答】解:①正方体A的体积为VA=a3=(0.2m)3=8×10﹣3m3
由ρ=可得,正方体A的质量为:
mA=ρA×VA=2×103kg/m3×8×10﹣3m3=16kg;
②正方体B对地面的压强为pB=ρBghB=4×103kg/m3×10N/kg×0.1m=4×103Pa;
③在两正方体上部沿水平方向截去高度均为h(h<0.1m)的部分后,两正方体对地面压强的变化量之比:
△pA:△pB=====1:2。
故答案为:16;4×103;1:2。
11.(2020•日照)如图所示,实心物体A、B是两个边长分别为a和b的正方体,且b=2a.将它们平放在水平桌面上时,两物体对桌面的压强相等。现沿水平方向将两物体的上部均切去的高度,则物体A、B剩余部分对桌面的压强pA:pB= 。
【答案】4:5。
【解析】因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,正方体对水平桌面的压强p======ρgL,
则实心物体A、B的密度之比:====,
现沿水平方向将两物体的上部均切去的高度,则剩余部分的高度之比:
===,
则物体A、B剩余部分对桌面的压强之比:
==×=×=。
故答案为:4:5.
12.(2020•甘孜州)如图所示,一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边缘相齐,在其右端施加一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边L,在木板A移动过程中,木板A对桌面的压强 ,木板A对桌面的压力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】增大;不变。
【解析】因在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边L时,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小,所以,由p=可知,A对桌面的压强不断增大;
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以在板A移动过程中,A对桌面的压力不变。
故答案为:增大;不变。
13.(2020•株洲)地秤可用来称量较重的物体,它有一个较大的长方形的称量面ABB′A′,如图所示,BB′的右侧是一个范围足够大的斜坡,称量面与左侧水平地面和右侧斜坡顶部相平,称量面与它们的衔接处可近似看成无缝相接,把地面和称量面都看成光滑的,AA′线与BB′线相距2m,有一根粗细均匀,横截面为正方形的实心直钢材,体积为0.02m3,长度为2m。让钢材以某一速度v匀速地从AA′线的左边沿垂直于边AA′线的方向向右运动,当钢材的右端过AA′线时开始计时,此后钢材对称量面的压力F逐渐增大,至t=5s时压力恰好增至最大,已知钢的密度ρ=7.9×103kg/m3,g取10N/kg,则
(1)钢材的质量是m= kg,钢材匀速运动的速度v= m/s;
(2)t=2s时,钢材对地秤的称量面压力F= N;
(3)t=6s时,钢材对地秤的称量面的压强为多少帕?并请推导出6s≤t<7.5s的过程中,钢材对地秤的称量面的压强P与时间t的关系式。
【答案】(1)158;0.4;(2)632;(3)t=6s时,钢材对地秤的称量面的压强为9875Pa;6s≤t<7.5s的过程中,钢材对地秤的称量面的压强P与时间t的关系式为。
【解析】(1)实心直钢材,体积为0.02m3,已知钢的密度ρ=7.9×103kg/m3,g取10N/kg,钢材的质量是:
m=ρV=7.9×103kg/m3×0.02m3=158kg;
实心直钢材长度为2m,当钢材的右端过AA′线时开始计时,此后钢材对称量面的压力F逐渐增大,至t=5s时压力恰好增至最大,说明钢材刚好全部运动到地面秤上,即在这个时间内通过的距离为2m,钢材匀速运动的速度是v===0.4m/s;
(2)t=2s时,钢材移动的距离:s1=vt=0.4m/s×2s=0.8m(称量面与左侧水平地面和右侧斜坡顶部相平)
对地秤的称量面压力:
F=×G=×mg=×158kg×10N/kg=632N;
(3)t=5s时钢材刚好全部运动到地面秤上,压力恰好增至最大,t=6s时,钢材移出地面秤的距离:s2=vt2=0.4m/s×1s=0.4m;
地面秤上的钢材长度:s3=L﹣s2=2m﹣0.4m=1.6m;
钢材对地秤的称量面的压强为:p===9875Pa;
因t=5s时钢材刚好全部运动到地面秤上,6s≤t<7.5s的过程中,钢材移出地面秤的距离:s4=v(t﹣5s)=0.4m/s×(t﹣5s),
地面秤上部分的长度:
s5=2m﹣0.4m/s×(t﹣5s),BB′的右侧是一个范围足够大的斜坡,
对应的受力面积:S′=[2m﹣0.4m/s×(t﹣5s)]×0.1m,
对地秤的称量面的压强P与时间t的关系式:
p′===。
故答案为:(1)158;0.4;(2)632;(3)t=6s时,钢材对地秤的称量面的压强为9875Pa;6s≤t<7.5s的过程中,钢材对地秤的称量面的压强P与时间t的关系式为。
14.(2020•咸宁)如图所示,长木板重10N,底面积为10cm2,现将其底面积的与水平桌面接触,木板静止时对桌面的压强为 Pa;在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压强 ,木板所受摩擦力的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】1.5×104;变小;不变。
【解析】(1)木板静止时对桌面的压力F=G=10N,
受力面积S=×10cm2=×10×10﹣4m2=m2,
对桌面的压强p===1.5×104Pa;
(2)在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,
在这个过程中,木板对桌面的压力不变,受力面积变大,由p=可知,对桌面的压强变小;
在这个过程中,木板对桌面的压力不变,木板和桌面的接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变。
故答案为:1.5×104;变小;不变。
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