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2015级辅导(四)《压强》
1、空中匀速下降的两只降落伞,其总质量相等。甲的速度是3m/s,乙的速度是5m/s,所受阻力F甲、F乙之比是( D )
A.3:5 B.2:5 C.5:3 D.1:1
解:甲和乙的质量相等,根据G=mg,重力相等.
甲以3m/s匀速下降时,阻力和重力是一对平衡力,阻力等于重力,f甲=G=mg.
乙以5m/s匀速下降时,阻力和重力是一对平衡力,阻力等于重力,f乙=G=mg.
甲乙受到的阻力之比是:f甲/f乙=G/G=1/1 故选D.
2、将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,
水对瓶底和瓶盖的压强分别为PA和PB, 水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( D )
A. PA>PB FA>FB B.PA<PB FA=FB C. PA=PB FA<FB D. PA<PB FA>FB
解:压强的判断:不论正放还是倒放,瓶子中装的都是水,可以不考虑液体密度对压强大小的影响,只从深度方面分析即可,由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据P=ρgh可知,水对瓶盖的压强较大,即PB>PA;
压力的判断:正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即FA>FB;故选D
3、正方体金属块放在水平桌面上,若从高度的一半处将它沿水平方向切开,如图,并将上半部分拿走,
则剩余部分对桌面的压力、压强与原来相比 ( A )
A. 压力减半,压强减半 B. 压力不变,压强减半 C. 压力减半,压强不变 D. 压力、压强都不变
解:因为在水平桌面上,所以对桌面的压力等于其重力,F=G,水平切去一半后,G变小减半,所以压力减半;水平切去一半后,与桌面的受力面积不变,由p=F/S可知,在受力面积不变时,压力减半,则压强也会减半.故选A
4、如图所示,两个实心圆柱体放置在水平地面上,沿水平方向分别截去其上部相同的高度h后,
剩余部分对水平地面的压强相等。则它们原来对水平地面的压强关系是( C )
A.P甲= P乙 B. P甲< P乙 C.P甲> P乙 D.无法确定
解:∵p=F/S=G/S=ρgsh/S=ρgh,∴剩余部分:p′甲=ρ甲gh′甲=p′乙=ρ乙gh′乙,
又∵h′甲<h′乙,∴ρ甲>ρ乙,∴ρ甲gh>ρ乙gh,ρ甲gh′甲+ρ甲gh>ρ乙gh′乙+ρ乙gh,由此可知:p甲>p乙,故选C.
5、如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体分别放置在水平地面上,且它们各自对地面的压强相等.若分别在两个正方体的上部,沿水平方向截去相同高度后,则甲、乙的剩余部分对地面的压强P以及剩余部分质量m的大小关系为( B )
A.p甲<p乙 m甲<m乙 B.p甲>p乙 m甲>m乙
C.p甲<p乙 m>甲m乙 D.p甲>p乙 m甲=m乙
解:由p=F/S=G/S= mg/ S=ρV g/ S=ρShg/ S=ρgh,
∵两物体对水平面的压强相同,即 p=ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且h甲>h乙,∴ρ甲<ρ乙;
当从水平方向截去相同高度h后:
剩余的甲物体对水平面的压强:p甲=ρ甲g(h甲-h)=p-ρ甲gh;
剩余的乙物体对水平面的压强:p乙=ρ乙g(h乙-h)=p-ρ乙gh;
由于ρ甲<ρ乙,即ρ甲gh<ρ乙gh;∴p-ρ甲gh>p-ρ乙gh,即p甲>p乙;
由于沿水平方向截去相同高度,所以乙截去的体积占乙的比例大于甲截去的体积占甲的比例,所以乙截去的质量较大,剩余的质量较小,即m甲>m乙.故选B.
6、如图所示,两容器的底面积相同,容器的质量也相同。
①、若两容器中盛有相同质量的同种液体,则液体对容器底部的压强PA < PB,液体对容器
底部的压力FA ___<___F B,容器对桌面的压力FA ’___=___F B’,容器对桌面的压强PA ’ __=____ PB ’。
②、若两容器中盛有等高的不同液体,以下情况中不可能出现的是( C )
A.PA > PB mA>m B B.PA< PB mA< m B C.PA > PB mA< m B D.PA< PB mA>m B
③、B容器中装有液体,当它倾斜时,液体对容器中部的压强 减小 。
解:(1)①由图知,∵hA<hB,p=ρgh,ρA=ρB,∴两容器底受压强:pA<pB;又∵容器底面积s相同,F=ps,∴两容器底受压力:FA<FB.∵容器质量、装的水的质量相同,F=G=mg,∴两容器对桌面的压力大小相等,又∵受力面积相同,p=F/S.∴两容器对桌面的压强相等.
②两容器中盛有等高的不同液体,(一)若pA>pB,由p=ρgh可知ρA>ρB,而VA>VB,所以mA>mB,故A正确,C不可能出现;(二)若pA<pB,由p=ρgh可知ρA<ρB,因容器的形状不定,mA与mB的关系无法确定,B、D都有可能.故答案为(1)①<,<,=,=;② C.
7、(多选)如图所示,一杯水静止在水平桌面上,杯中的水所受重力为G1,杯子所受重力为G2,杯中的水对杯底的压力为N1,杯子对桌面的压力为N2,桌子对杯子的支持力为N3,则下列选项正确的是( B、D )
A、N1与N2大小相等 B、G1、G2之和与N2大小相等 C、N1与N3是一对平衡力 D、N2与N3是一对相互作用力
解:设容器内水的深度为h,容器的底面积为s;那么水对容器底的压强为:P=ρgh;
水对容器底的压力为:N1=Ps=ρghs<ρgV液=G1,即 N1<G1;
杯子对桌面的压力为水和杯子的总重,即:N2=G1+G2;显然:N1<N2,故A错误,B正确.
杯子对桌面的压力N2作用在桌面上,桌面对杯子的支持力N3作用在杯子上;
两个力等大、共线、反向,且作用在两个物体上,因此两个力是相互作用力;故D正确.
由D知:N2=N3,而N1<N2,因此N1<N3,两个力大小不等,不符合平衡力的条件,故C错误.
综上可知:B、D都是正确的选项,故选B、D.
8、把吹胀的气球压在一根大头针上,稍一用力气球就被刺破,而用同样大小的力把它压在大量的大头
针上,气球却安然无恙(如图所示)。这是因为(B ) A.气球受到的压力减小了
B.气球的受力面积增大了 C.气球受到的压强增大了 D.压力对气球的作用效果更明显了
解:把吹胀的气球压在一根大头针上,稍一用力,超过气球承受的压强,气球会破;用同样大小的力把它压在大量的大头针上,是在压力一定时,增大受力面积,减小了压强,这个压强没有超过气球承受的最大压强,气球不会破.
9、α、b两个由同种材料制成的圆柱体,它们的高度相同,质量之比ma︰mb=3︰5,把它们竖直放置在水平桌面上,则水平桌面受到圆柱体的压强之比pa︰pb等于(A ) A.l︰1 B.3︰5 C.5︰3 D.9︰25
解:∵在水平桌面上,∴圆柱体对地面的压力:F=G,∴圆柱体对地面的压强: P=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρShg/S=ρgh;
∴Pa / Pb=ρgh/ρgh=1/1。故选A
10、如图所示,容器下部横截面积为上部横截面积的3倍,当由管口注入重为的某种液体时,
上部液体与容器的下部等高,则液体对容器底部的压力为(A )
A. 3G/2 B.G C. 3G/4 D. G/2
解:因为G=mg=ρVg=ρg(S1h+S2h)=ρg(S1h+3S1h)=4ρgS1h,∴ρ= G / 4ghS1.
所以P=2ρgh=2×G/4S1,所以底部的压力F=PS2=G / 4S1×(2×3S1)=3G / 2.故选A.
11、如图所示,为一个梯形容器的纵截面,两侧壁高度分别为a和b,从开口A处向容器内注满
密度为的液体,则容器底部所受液体的压强为( C ).
A. B. C.gb D.ga
解:液体的深度为b,器底部所受液体的压强为P=ρgb.故选C.
12、甲、乙两个容器横截面积不同,都盛有水,水深和a、b、c、d四个点的位置如图所示,水在
a、b、c、d四处产生的压强分别为Pa、Pb、Pc、Pd,下列关系中正确的是(C )
A.Pa < Pc B.Pa = Pd C.Pb > Pc D.Pb = Pd
解:由图可知: a、c两点所处的深度相同,pa=pc,故A错;
a点所处的深度小于d点所处的深度,由p=ρgh可知,pa<pd,故B错;
b点所处的深度大于c点所处的深度,由p=ρgh可知,pb>pc,故C正确;
b点所处的深度大于d点所处的深度,由p=ρgh可知,pb>pd,故D错;故选C.
13、重100牛的长方体放在水平地面上,与地面的接触面积为0.1米2 ,现用一个大小
为20牛的力竖直作用在物体中央,则物体对地面的压强 ( C )
A.一定是1200帕 B.可能是1000帕 C.可能是800帕 D.可能是200帕
解:(1)如甲图,对地面的压力: F甲=F+G=20N+100N=120N,对地面的压强:p甲= F甲 /S=120N/0.1m2=1200Pa,
(2)如乙图,对地面的压力: F乙=G-F=100N-20N=80N,对地面的压强:p乙= F乙 /S=80N/0.1 m2=800Pa.故选C.
14、物A重5N,物B重10N,现用一光滑棒对A施加一水平推力F=100N,将A、B压在竖直墙壁上静止,如图
所示,则B的左表面所受的静摩擦力大小和方为( B ), A的右表面所受的静摩擦力大小和方为( A )
A.5N、竖直向上 B.5N、竖直向下 C.10N、竖直向上 D.10N、竖直向下
B的右表面所受的静摩擦力大小为 10N .(最后一空自填答案)
解:A在竖直方向上受重力、摩擦力而处于静止状态,故A所受摩擦力应等于重力,即Ff=GA=5N,A所受摩擦力方向向上; 因A对B的作用力与B对A的作用力为大小相等,方向相反,故B所受摩擦力为5N,方向相下;故选B.
15、如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,弹簧测力计的示数 不变 , 木块对桌面的压力 不变 ,木块对桌面的
压强 变大 。 (均选填“变大“、“变小”或“不变”)
解:在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压力始终等于木块的重力,所以不变,摩擦力大小与接触面积无关,所以摩擦力不变,弹簧测力计示数不变,因为弹簧测力计的拉力与摩擦力是平衡力;因为受力面积减小,所以压强变大.故答案为:不变;不变;变大.
16、一块砖的三条边长分别为5cm、10cm、20cm,物重为G,将它分别平放、侧放、竖放,三种放法放置在水平地面上,则它们对地面的压力之比为 1︰1︰1 。压强之比为 1︰2︰4 。
解:因为这块砖不管是平放、侧放还是竖放,它对地面的压力此时等于其本身重力G,
所以对地面的压力相等,所以它们对地面的压力之比为 1︰1︰1;
S平放=20cm×10cm=200cm2=200×10-4m2,则P平= G / S平= G / 200×10−4m2;
S侧=20cm×5cm=20cm2=100×10-4m2,则P侧= G / S侧= G / 100×10−4m2;
S竖=5cm×10cm=10cm2=50×10-4m2,则P竖= G /S竖= G / 50 ×10−4m2;
所以它们对地面的压强之比为1︰2︰4.故答案为 1︰1︰1;1︰2︰4.
17、指出各图中A、B、C、D四个点的深度.并计算压强
解:(1)hA=50cm-20cm=30cm=0.3m,pA=ρghA=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2.94×103Pa;
(2)hB=40cm=0.4m,pB=ρghB=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.4m=3.92×103Pa;
(3)hC=50cm-20cm=30cm=0.3m,pC=ρghC=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2.94×103Pa;
(4)hD=50cm=0.5m,pD=ρghD=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.5m=4.9×103Pa.
18、一次小明在电视中看到一位杂技演员表演"轻功",只见他先将两只普通气球吹满气,扎好口后放在地上,然后在气球上盖上一块玻璃板,最后这名杂技演员轻轻地站到了玻璃板上,而玻璃板下的气球居然没有被压破!小明百思不得其解,你能说说这是什么原因吗?
人站在玻璃板上,增大了人与气球的接触面积,而且由于气球受力发生形变,气球与地面间的接触面积也增大,这些都造成了对气球的压强变小,所以不足以将气球压破.
19、为了给刚刚栽上的树苗浇水,同学们到市场上去购买水桶,结果他们发现了如图中的A、B
两种水桶,经查看与测量得知,它们是用同种材料制成的,自身质量都是1kg,容积都是15L.
(1)请问应购买哪种水桶比较好?并说明你选择的理由.
选择甲桶.增大受力面积可以减小水桶对手的压强.
(2)若水桶深60cm,底面积为120cm2,当桶装满水时,水桶底受到水的压强、压力是多少?
(3)桶装满水时,水桶对地面的压力、压强又是多少?提水时手的受力面积为10cm2,手受到的压力、压强是多少帕?
20、如图,实心均匀正方体A,B放置在水平地面上,受到的重力均为64牛,A的边长为0.2m,B的边长为0.3m。
①求正方体A对水平地面的压强 ②求正方体A、B的密度之比ρA︰ρB
③若正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的厚度h后.A、B剩余部分对水平
地面的压强PA’和PB’.请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h的取值范围.
解:①FA=G=64N;SA=a2=(0.2m)2=0.04m2
PA= FA/ SA =64N/0.04 m2 =1600Pa;
②由于AB受到的重力均为64牛,因此AB的质量之比为1:1,即mA:mB=1:1;
VA=a3=(0.2m)3=0.008m3; VB=b3=(0.3m)3=0.027m3;
VA/ VB =0.008m3 /0.027m3=8/27;ρA /ρB = (mA / VA ) / (mB / VB ) =(1/8)/(1/27) =27/8;
③设切去厚度为h时PA′=PB′;即:ρAg(0.2m-h)=ρBg(0.3m-h);
解得h=3/19m≈0.16m;当h<0.16m时,PA′>PB′;当h>0.16m时,PA′<PB′;当h=0.16m时,PA′=PB′;
答:①正方体A对水平地面的压强是1600Pa;②正方体A.B的密度之比ρA:ρB是27:8;③正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的厚度h后.A、B剩余部分对水平地面的压强PA′和PB′的大小关系及其对应的h的取值范围:当h<0.16m时,PA′>PB′;当h>0.16m时,PA′<PB′;当h=0.16m时,PA′=PB′.
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