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典型例题解析
例1 一块砖,平放、侧放、立放在水平地面上(如图1—4—1),关于砖对地面的压力与压强的说法中正确的是 ( ).
图1—4—1
A.平放时压力最大,压强最小 B.侧放时压力最小,压强最大
C.立放时压力最大,压强也最大 D.三种放法压力一样大,立放压强最大
例2 如图1—4—2所示,烧瓶中的水停止沸腾后,若从烧瓶中往外抽气,会看到水又沸腾起来,这是由于 ( ).
图1—4—2
A.气压升高,水温升高 B.气压降低,水温升高
C.气压降低,水的沸点降低 D.气压升高,水的沸点降低
例5 如图1—4—3所示,两长方体A与B叠放在水平地面上,A受重力10牛,B受重力30牛,已知A对B的压强与B对地面的压强之比为3∶2,则A与B的底面积之比为________.
图1—4—3
例9 如图1—4—5所示为四个描述离心泵工作原理的示意图,其中正确的是 ( ).
A B C D
图1—4—5
例10 如图1—4—6所示,甲、乙、丙三个容器(容器重忽略不计)底面积都相同、高度也相同,如果三个容器都装有同种液体,求:
图1—4—6
(1)哪个容器受到液体的压强与压力最大?
(2)哪个容器对桌面的压强与压力最大?
例12 (温州市中考试题)下列四个事例中,用于增大压强的是 ( )
A.推土机上安装两条履带 B.铁轨铺在枕木上
C.用滑雪板滑雪 D.把刀刃磨薄
例15 甲、乙两个等高的柱形容器,它们的底面积之比为2∶1,且都装满了水,若两个容器的水面上分别浮着质量比为1∶3的两个木块,则甲、乙两个容器底部受到的压强之比为 ( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶3 D.1∶6
例16 (重庆市中考试题)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,密度之比甲∶乙=3∶1.
如图1—4—10所示,把甲放在水平桌面上,乙放在甲上,水平桌面受到的压强为7000Pa.把乙取下放在水平桌面上静止不动时,桌面对乙的支持力为多少牛?
图1—4—10
例18 (北京市中考试题)如图1—4—12所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上.它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是 ( )
甲 乙
图1—4—12
A.甲的密度大,甲受到的重力小 B.甲的密度小,甲受到的重力小
C.甲的密度小,甲受到的重力大 D.甲的密度大,甲受到的重力大
例19 (北京市中考试题)甲、乙两个正方体放在水平桌面上.它们对桌面的压强相等,压力之比为9∶4,则甲、乙的密度之比为 ( )
A.2∶3 B.3∶2 C.1∶1 D.4∶9
例20 (北京西城区模拟题)如图1—4—13所示,A与B是用同一种材料制成的正方体,它们的边长分别为LA与LB,且LB=2LA.将物块A放在物块B的上面的中央.物块B放在水平地面上.已知B对地面的压强是9×103Pa,则A对B的压强是 ( )
图1—4—13
A.1×103 Pa B.1.8×103 Pa
C.4.5×103 Pa D.4×103 Pa
例21 (北京市中考试题)有两个用同种材料制成的圆柱体A与B,A的高度是B的高度的3倍,将A竖直放在水平地面上,B竖直放在A上,如图14-21(a)所示,这时A对地面的压强与B对A的压强之比为3∶1.若将A、B倒置后,仍放在水平面上,如图1-4-21(b)所示,则A对B的压强与B对水平面的压强之比是 ( )
(a) (b)
图1—4—14
A.1∶3 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶1
例22 (北京市中考试题)甲、乙两支完全相同的试管,内装质量相等的液体,甲管竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,如图1—4—15所示.设液体对两管底的压强分别为p甲与p乙,则p甲________ p乙(填“大于”、“等于”或“小于”)
图1—4—15
例24 如图1—4—17所示,M为固定在铁架台上两端开口的梯形管,N为轻质塑料片,被水槽中水托住,并封住下端开口.若向M几慢慢注入1kg的水正好能将N压掉;若不注入水,而是将质量是1kg的金属块轻轻地放在N上,则N将________被压掉.(填“会”或“不会”)
图1—4—17
例25 已知外界大气压为标准大气压,如图1—4—18所示的托里拆利实验装置中,管内水银上方为真空,则管内A点的压强为________,槽内B点的压强为________.强为________,槽内B点的压强为________.
图1—4—18
例26 如果有一个两端开口的玻璃管,在它的上端蒙上一层橡皮膜,灌水后,用手堵住开口端倒过来插入水槽中,如图l—4—19所示,放手后,橡皮膜形状是平的?凸起的还是凹进去的?
图1—4—19
例27 在水平面上竖直立着A、B两具实心圆柱体,它们的底面积之比是2∶3,对地面的压强分别为pA与pB,且pA∶pB=1∶3.把叠放在B上后,B对地面的压强为pB′,则pB与pB′之比是 ( ).
A.11∶9 B.9∶11 C.2∶9 D.9∶2
注意 根据公式p=可知,压强p是由压力的大小与受力面积的大小决定的,而压力是因物体间的相互作用而产生的,把A叠放在B上,则B对地面的压力是A对B的压力与B受到的重力的合力,即B物体所受的向下的合力F合B产生的对水平地面的压力FB′=F合B=FA+GB=GA+GB.
(1)液体对容器底与侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)液体的压强随深度增加而增大;
(3)在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(4)不同的液体的压强还跟液体的密度有关系.
例29 (内蒙古呼与浩特) 如图1—4—20所示,容器中有液体,凸出的橡皮膜表明________________________.
图1—4—20
例33 (陕西西安) 把装满水的量筒,口朝下浸没在水中,如图1—4—23所示,抓住筒底向上提,在筒口离开水面前,量筒露出水面部分 ( ).
A.充满水 B.有水,但不满
C.没有水 D.依次出现上述过程
图1—4—23
注意 由于水银的密度是水密度13.6倍,根据公式样=pgh可知,高达十多米的水柱才能与76厘米水银柱产生的压强相等.大气压强大约能托起10米多高的水柱.这就是我们为什么用水银而不用水做托里拆利实验的原因.
注意 试管内充满水银时,试管顶受到的压强p是大气压强p0减去管内水银柱的压强p柱,即p=p0-p柱.有的同学就会错误地认为当管顶开一个小孔时,水银会从小孔喷出去,这是没有考虑到此时大气压强也作用于小孔的缘故.
例35 (1997年北京)如图1—4—25(甲)所示,两个实心的长方体A、B叠放在一起后,放在水平地面上.已知它们的密度之比ρA∶ρB=2∶1,底面积之比SA∶SB=1∶4,它们的高度之比hA∶hB=2∶3,B对地面的压强为pB.若把B叠放在A的上面,如图(乙)所示,B对A的压强为pB′.甲图中,A放在B的中央。乙图中,A的上表面仍位于B的下表面的中央.则pB∶pB′为 ( ).
A.1∶2 B.4∶1 C.3∶2 D.1∶3
甲 乙
图1—4—25
例38 (四川)一油库装煤油的油罐中盛有4米深的煤油,在距底部0.5米处发现有一个半径为2厘米的圆形漏油孔,求:
(1)煤油对罐底的压强多大?
(2)小孔处煤油的压强多大?要想堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力?
(煤油密度p=0.8×103千克/米3,取g=10牛/千克)
例39 (上海)为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学把若干个用同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示.实验时,他仔细观察发现每组内部沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小.
表一
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
1
6.0
10
2
9.0
15
3
12
20
表二
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
4
3.0
10
5
4.5
15
6
6.0
20
表三
实验序号
压力(牛)
受力面积(厘米2)
7
3.0
20
8
4.5
30
9
6.0
40
(1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是:________.
(2)从表中看哪两组表示压力的作用效果相同?
(3)从表一、表二、表三的数据分析,可以得到什么结论?
例9讲解 水泵在起动前,先往泵壳里灌满水,起动后,叶轮在电动机带动下高速旋转,泵壳里的水也随着叶轮高速旋转,同时被甩入出水管中,这时叶轮附近压强减小,大气压迫使低处的水进入泵壳中而把水从低处抽到高处.所以选项D是正确的.
例10讲解 (1)由于甲、乙、丙三个容器内装有同种液体,则==,如图所示容器装的液体深度相同h甲=h乙=h丙.根据p=gh,液体对容器底的压强相等即== .
由于三个容器的底面积相同S甲=S乙=S丙,根据p=,得F=pS,所以液体对容器底的压力相等F甲=F乙=F丙.
(2)容器对桌面的压力等于容器重力与容器内液体的重力之与.如图所示甲、乙、丙三个容器中装有的液体重G甲<G乙<G丙,由题意可知容器对桌面的压力F′=G,所以丙容器对水平桌面的压力最大(F′甲<F′乙<F′丙).由于三个容器的底面积相等S甲=S乙=S丙,根据p=得出丙容器对水平桌面的压强最大.
例16精析 叠放体对水平桌面的压力为G甲+G乙.
解 设:水平桌面受到的压强为p
甲对桌面压力F=pS甲=7000Pa×40×10-4m2=28N
F=G甲+G乙=28N
甲、乙重力之比 =====
代入①式,解得G甲=24N,G乙=4N
乙单独放在水平桌面上,支持力N=G乙=4N.答案 桌面对乙的支持力为4N
例18答案 A
例19精析 物体对桌面的压强p=.对水平桌面的压力F=G,而重力G=mg=gV,通过几个公式,将压强、压力、重力、密度联系起来了.
解法1 由p甲=p乙可写出= ==
∵ 正方体:==
∴ 甲、乙边长=,甲、乙体积比:==
解法2 正方体对水平桌面压强p==固gh(h为高,也是边长)
由甲=乙,可写出甲gh甲=乙gh乙
===(a、b分别为甲、乙边长) 答案 A
例20精析 这道题实际上求A对B的压强pA与B对地面的压强pB之比.要正确地求出压强,根据p=,先要求出压力比与受力面积S之比.
解 已知:边长=,同材料A=B=
正方体的底面积之比:==
正方体的体积之比:==
B与A重力比:==
A对B 的压力与B对地面的压力比:
A对B 的压力与B对地面的压强比:
∵ pB=9×103 Pa
∴ pA=×9×103 Pa=4×103 Pa 答案 D
例21精析 求叠加体的压强比,不要急于列综合算式,而应该先把压力比与受力面积比求出来.当压力与物重有关时,可以先把物体的重力比求出来.
解 A与B同材料:A=B=,高度比=
图(a)中,B对A的压力为FB,A对地面的压力为FA,则==
可求得:=
图(b)中,A对B的压强pA′与B对地面的压强pB′之比:
答案 D
例22答案 大于
例24精析 如图梯形管,装入1kg水,水的重力为G=mg=10N(g取10N/kg),而水对塑料片的压力F>10N,塑料片N刚好被压掉.
若放上1kg金属块,对“N”的压力F′=10N<F∴ N不会被压掉.
例25精析 大气的压强仍可以从液体压强的公式进行分析.
解 管内水银面上方是真空,A点的压强是由A以上的水银柱产生的.
∴ pA=10cm Hg表示汞
cm Hg也可以作为压强的单位.
B点在水银槽下2cm深处,B处的压强是大气压与2cm水银柱共同产生的压强.
答案 A处压强为10cm Hg, B处压强78cm Hg
例26精析 从橡皮膜上、下表面受的压强去分析.
解 膜的下表面受到水对它向上的压强,大小为p1=p0—水gh(p0为大气压,h为水柱高).膜的上表面受到天气对它向下的压强,大小为p0.
比较p0与p1,可得p0>p1.
橡皮膜从外向下凹进去.这个结果也可以通过实验检验.
例27精析 因为在水平面上,所以FA=GA,FB=GB,根据p=,SA∶SB=2∶3,====,GA=GB,当把A叠放在B上后,B对地面的压力FB′=GA+GB= GB+GB=GB,则pB∶pB′=∶=FB∶FB′=GB∶GB=9∶11,选项B正确.
例35精析 该题先要把两个压强的表达式列出来,用统一的量代换后再去比,列式时要B对地面的压强是A、B共同产生的.即
pB==
=(ρBhB+ρB·hB)g
=ρBhB g
p′B====4ρBhB g
所以PB∶PB′=1∶3 故选D.
例38精析 (1)由p=gh
所以 p底=煤油gh1 =0.8×103千克/米3×10牛/千克×4米=3.2×104帕
(2)小孔的面积S=πR2=3.14×(0.02米)2
=1.25×10-3米2
小孔处水深h2=3.5米
p孔=煤油·g·h2
=0.8×103千克/米3×10牛/千克×3.5米 =2.8×104帕
由p=
所以F=p·S=2.8×104帕×1.25×10-3米2=35牛
例39精析 (1)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果就越显著
(2)4与7(或5与8,6与9)
(3)(a)表一与表二中的数据及观察到的现象,得出的结论是:受力面积相
同时,压力越大,压力的作用效果越显著;(b)表二与表三中的数据及观察到的
现象,得出的结论是:当压力相同时,受力面积越小,力的作用效果越显著.
1.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.P甲>P乙 B.P甲<P乙
C.P甲=P乙 D.条件不足,无法判断
2.在图中,不计容器本身的重,容器底面积相等,倒入等高的不同种液体时,容器对桌面的压强相等,则容器底部受到的压强最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.一样大
3.如图所示,将一个装有一定质量水(水未装满)的圆台状封闭容器,放在水平桌面上.如果将其改为倒立放置,则( )
A.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强增大
B.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强减小
C.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强增大
D.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强减小
4.如图所示,底面积不同的圆柱形容器A与B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平且甲的质量大于乙的质量.若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平.则此时液体对各自容器底部的压强PA、PB与压力FA、FB的关系是( )
A.PA<PB,FA=FB B.PA<PB,FA>FB
C.PA>PB,FA=FB D.PA>PB,FA>FB
5.两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,两个小球受到甲、乙两种液体的浮力大小分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为P甲、P乙,则关于它们的关系正确的是( )
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
6.用如图所示的压强计研究液体内部的压强,若左、右杯中液体的密度分别为ρ1、ρ2,则由图可知( )
A.ρ1>ρ2 B.ρ1<ρ2
C.ρ1=ρ2 D.条件不足,无法判断
7.两个同样的开口容器用两根同样的管子连通且装满水,两管各用阀门关闭(如图所示).两容器里水温保持恒定,左边的容器里水温为t1,右边的容器里水温为t2,并且t1>t2>4摄氏度.如果阀门K1保持关闭状态,打开阀门K2,则容器里的水将 从右向左从右向左(选填:从左向右、从右向左、不会)通过阀门K2;此后打开阀门K1,则容器里的水将 从左向右从左向右(选填:从左向右、从右向左、不会)通过阀门K1.
8.如图所示,正四棱台容器上底与下底面积之比为4:9,里面装满某种液体,先把下底放在水平地面上,然后再倒过来把上底放在水平地面上,两种放法容器内液体对容器底的压强之比是1:1、压力之比是9:4;容器对地面的压强之比是4:9,压力之比是1:1
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