《中考物理總復習》專題09 中考壓強計算類問題(解析版)_第1頁
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文檔簡介

1、專題09 壓強計算類問題一、固體壓強及其計算類問題基礎(chǔ)知識1.垂直壓在物體表面上的力叫壓力。2.物體單位面積上受到的壓力叫壓強。壓強是表示壓力作用效果的物理量。3.壓強公式:p=p壓強帕斯卡(pa);f壓力牛頓(n)s受力面積米2(m2)。4.增大壓強的方法:增大壓力、減小受力面積、同時增大壓力和減小受力面積。減小壓強的方法:減小壓力、增大受力面積、同時減小壓力和增大受力面積。5.對壓強公式p=f/s的理解:(1)壓力f的大小不一定等于重力,方向也不一定是豎直向下。壓力與物體表面垂直;(2)受力面積s是指物體相互擠壓的面積,與物體表面積不一定相等,可以等于或小于物體表面積,但絕對不會大于物體的

2、表面積。(3)在理解了壓力和受力面積之后,運用壓強公式計算時,f的單位是牛頓(n),受力面積s的單位要用平方米(m2),這樣得到物體所受壓強p的單位是帕(pa)。(4)在討論壓力作用效果時,應(yīng)該用控制變量法來分析,即當壓力f一定時,壓強p與受力面積成反比;當受力面積一定時,壓強p與壓力成正比。如果在增大壓力f的同時,減小受力面積,那么物體受到的壓強是增大的;在減小壓力和同時增大受力面積時,壓強是減小的,對后面兩點希望大家也要有清醒的認識。(5)壓強公式p=f/s既適用與固體,又適用與液體,也適用與氣體。二、液體壓強計算類問題基礎(chǔ)知識1.液體壓強的特點:(1)液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強;(2)在

3、同一深度,各個方向的壓強都相等;(3)深度增大,液體的壓強增大;(4)液體的壓強還與液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體的密度越大,壓強越大。2.利用液體壓強公式求解問題時應(yīng)重點關(guān)注的地方:(1)應(yīng)用的公式是p=gh;(2)g=9.8n/kg有時題中為了計算簡單給出g=10n/kg(3)是指產(chǎn)生壓強的液體的密度,一般給出,但對常見的液體水,其密度需記憶。水=1.0×103kg/m3(4)h是指深度,表示從自由液面到計算壓強的那點之間的豎直距離,即深度是由上往下量的。對以上問題理解后,各量單位統(tǒng)一了,代入公式計算能很好地解決實際問題?!纠}1】(2020成都模擬)如圖所示,有兩組同樣的磚

4、,a組一塊,b組兩塊。每塊磚平放時的長:寬:高為4:2:1a組磚對地面的壓力和壓強分別為fa和pa;b組磚對地面的壓力和壓強分別為fb和pb;則:fa fb,pa pb(選填“”“”“”)【答案】;?!窘獯稹績山M磚對地面的壓力均等于其重力,即可fg,a組一塊,b組兩塊,fag,fb2g,故fafa;a組磚側(cè)放,則面積為sa4×14;壓強pa,b組磚平放,則面積為sb4×28;壓強pb,則papb?!緦c練習】如圖所示,放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都是由鐵制成的實心物體,其高度從左到右逐步增大,對地面的壓強分別為p1、p2和p3,則下列關(guān)系正確的是( ) ap1=p

5、2=p3 bp1p2p3cp1p2p3 d缺少條件,無法判斷【答案】b【解析】因為放在水平地面上的立方體、長方體和圓柱體都屬于柱形固體,都是由鐵制成的實心物體,即相同,且h1h2h3,所以,根據(jù)p=f/s=g/s=mg/s=vg/s=shg/s =gh可知,它們對地面的壓強關(guān)系為:p1p2p3。故acd錯誤,b正確?!纠}2】(2020齊齊哈爾模擬)放在水平桌面上的容器,其側(cè)壁上有一開口彎管,管內(nèi)的液面高度為o6m,容器的頂部和底部的面積均為01m2,頂部到底部的高度04m,液體對容器頂部的壓力為2.4×102n,如圖所示。g=10nkg。則下列結(jié)論正確的是 ( )a.容器中的液體密

6、度為12×103kgm3b.液體對容器頂部的壓強為2.4×102pac.液體在容器底部產(chǎn)生的壓強為72×103pa d.液體在容器底部產(chǎn)生的壓力為2.4×102n【答案】ac【解析】(1)求解液體密度,可以直接根據(jù)液體壓強公式p=gh得出。但根據(jù)題意給出的已知條件是液體對容器頂部的壓力,這樣使大家會想到f=ps=ghs,容器頂部對應(yīng)液體的深度為h=h1-h2=0.6m-04m =02m,容器的頂部面積s已知,g=10nkg,f=2.4×102n。則=f/ghs=2.4×102n /(10nkg×02m×01m2)=

7、 12×103kgm3通過分析與計算可知選項a正確;(2)液體對容器頂部的壓強由公式p=gh求解,p=gh=12×103kgm3×10nkg×02m=2.4×103pa選項b錯誤;(3)容器底對應(yīng)的深度h1已知,g=10nkg ,液體密度=12×103kgm3所以液體在容器底部產(chǎn)生的壓強p底=gh1=12×103kgm3×10nkg×0.6m=72×103 pa,選項c正確;(4)由f底=p底s=72×103 pa×01m2=72×102n,選項d錯誤?!緦c練習】

8、2019年1月24日,我國自主研發(fā)的全球最大水陸兩棲飛機ag600首飛成功,可為“海上絲綢之路”航行安全提供最快速有效的支援與安全保障。它的最大飛行速度為560km/h,最大航程為4500km,巡航速度(經(jīng)濟、節(jié)油的飛行速度)為500km/h。某次起飛前,飛機靜止在水平跑道上,總質(zhì)量為51t,輪胎與跑道的總接觸面積為0.6m2(水=1.0×103kg/m3,g=10n/kg)。求:(1)飛機靜止在跑道上時對跑道的壓強是多少?(2)起飛后,飛機在空中直線飛行1400km所需要的最短時間是多少?(3)飛機到達目的地降落后,漂浮在水面上,排開水的質(zhì)量為46t,此時飛機受到的重力是多少?艙底

9、某處距水面1.5m,水對該處產(chǎn)生的壓強是多少?【答案】(1)8.5×105pa (2)2.5h (3)1.5×104pa.【解析】由壓強等于壓力除以受力面積可以求出飛機靜止在跑道上時對跑道的壓強;由速度公式可以求出飛機在空中直線飛行1400km所需要的最短時間;漂浮在水面上由排開水的質(zhì)量可以求出重力;由液體壓強公式可以求出艙底某處距水面1.5m水對該處產(chǎn)生的壓強。(1)飛機靜止在跑道上時對跑道的壓強p=g/s=mg/s=51×103kg×10n/kg/0.6m2=8.5×105pa;(2)起飛后,飛機在空中直線飛行1400km所需要的最短時間,

10、t=s/v=1400km/560km/h=2.5h;(3)飛機到達目的地降落后,漂浮在水面上,浮力等于排開水的重力,此時飛機受到的重力:g=m排g=46×103kg×10n/kg=4.6×105n,艙底某處距水面1.5m,水對該處產(chǎn)生的壓強p=水gh=1.0×103kg/m3×10n/kg×1.5m=1.5×104pa.【例題3】(2019濰坊)如圖所示,足夠高的薄壁圓柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液體的壓強相等。容器甲中盛有水,水的深度為0.08米,容器乙中盛有另一種液體。若水的質(zhì)量為2千克,求容器甲中水

11、的體積v水。求容器甲中水對容器底部的壓強p水?,F(xiàn)往容器甲中加水,直至與乙容器中的液面等高,此時水對容器底部的壓強增大了196帕,求液體乙的密度液?!敬鸢浮考兹萜髦兴捏w積為2×103m3;容器甲中水對容器底部的壓強為784pa;液體乙的密度為800kg/m3?!窘馕觥咳萜髦屑姿捏w積為:v2×103m3;容器甲中水對容器底部的壓強:p水gh1.0×103kg/m3×9.8n/kg×0.08m784pa。當容器甲內(nèi)加水至于容器乙相平時,設(shè)此時水深為h1,此時水對容器底部的壓強:p1p水+p784pa+196pa980pa;由pgh可得此時水的深度

12、:h10.1m;由題知,原來容器甲、乙底部所受液體的壓強相等,即:p乙p水784pa;由pgh可得,液體乙的密度:乙800kg/m3?!緦c練習】如圖所示,一個高為1米、底面積為5×10-2米2的輕質(zhì)薄壁圓柱形容器放在水平地面上,且容器內(nèi)盛有0.8米深的水。求水對容器底部的壓強p水。若將體積都為0.02米3的甲乙兩個實心小球(甲=0.5×103千克/米3,乙=1×103千克/米3),先后慢慢地放入該容器中的水里,當小球靜止時,容器對地面的壓強是否相等?若相等,請計算出該壓強的大?。蝗舨幌嗟?,請通過計算說明理由。【答案】 7.84×103帕當小球靜止時,容

13、器對地面的壓強是相等的。9.8×103帕【解析】 p水水gh1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.8米7.84×103帕當小球靜止時,容器對地面的壓強是相等的。若體積為0.02米3的實心小球浸沒在水中,則它所受浮力是:f浮水gv排1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10- 2米3196牛。而g甲甲gv甲0.5×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10- 2米398牛。g乙乙gv乙1.0×103千克/米3×9.8牛/千克

14、5;2×10- 2米3196牛。f浮g乙,因此乙球懸浮在水中,v乙排v乙0.02米3;f浮g甲,因此甲球最終漂浮在水面; v甲排0.01米3; 而容器中的液面最多只能上升0.2米,因此乙球懸浮在容器的水中,由它排開的水的一半要溢出;甲球漂浮在容器的水面時,水面剛好上升到容器。乙球放入容器后,它對地面的壓力為:f乙(g水-g溢)+ g乙水gs容h容1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×5×10-2米2×1米490牛甲球放入容器后,它對地面的壓力為:f乙g水+ g甲水gs容h容1.0×103千克/米3×9.8牛/千

15、克×5×10-2米2×1米490牛所以它們對地面的壓強都為p9.8×103帕一、選擇題1.(2020湖北武漢)鐵塊和小桌靜止在海綿上,如圖甲所示。撤掉小桌后,鐵塊再次靜止在海綿上,如圖乙所示。鐵塊的質(zhì)量是600g,鐵塊的底面積是20cm2,小桌的質(zhì)量是200g,桌面的面積是80cm2,下列說法正確的是( )a. 圖甲中,鐵塊對小桌的壓強比小桌對海綿的壓強大b. 圖甲中,鐵塊對小桌的壓強比小桌對海綿的壓強小c. 圖甲中鐵塊對小桌的壓強比圖乙中鐵塊對海綿的壓強大d. 圖甲中鐵塊對小桌的壓強比圖乙中鐵塊對海綿的壓強小【答案】a【解析】圖甲中,鐵塊對小桌的壓強為

16、小桌對海綿的壓強為圖乙、圖甲中,鐵塊對小桌和鐵塊對海綿的壓力相等,都等于小球所受的重力,小桌和海綿的受力面積相等,都等于小球的底面積,故小球?qū)>d的壓強等于,小球?qū)π∽赖膲簭?,即則2.(2020四川南充)水平桌面上有甲乙兩個質(zhì)量和底面積均相同的容器,分別裝有密度不同的液體,將兩個完全相同的小球放入容器中,靜止時兩容器中液面高度相同,如圖所示。下列說法正確的是()a. 甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度b. 甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力c. 甲容器底部受到液體的壓力大于乙容器底部受到液體的壓力d. 甲容器對桌面的壓力一定大于乙容器對桌面的壓力【答案】c【解析】ab兩個小

17、球重力相等,甲圖,小球漂浮,浮力等于重力,即f甲=g乙圖,小球懸浮,浮力等于重力,即f乙=g所以甲容器中小球受到的浮力等于乙容器中小球受到的浮力,根據(jù)f浮=液gv排,在浮力相同時,由圖知v甲排v乙排所以甲乙故ab錯誤;c兩容器中液面高度相同甲乙根據(jù)p=gh可知p甲p乙由f=ps可知,s相同,容器底受到液體的壓力f甲f乙故c正確;d放入球后,兩容器液面相平v甲排v乙排兩個容器底面積相同,甲容器上下一樣粗,乙容器底小口大,不能判斷放入小球前,兩個容器中液體體積的大小關(guān)系,所以兩個液體的質(zhì)量大小關(guān)系不能判斷,容器對桌面的壓力等于容器、液體和小球的總重力,它們的大小關(guān)系不能判斷,故d錯誤。3.(202

18、0婁底模擬)如圖所示,均勻長方體甲、乙放在水平地面上,甲、乙的底面積分別為s、s'(ss'),此時它們對地面的壓強相等?,F(xiàn)將甲、乙順時針旋轉(zhuǎn)90°后,甲、乙的底面積分別為s'、s,關(guān)于此時甲、乙對地面的壓強p甲、p乙和對地面的壓強變化p甲、p乙的大小關(guān)系,下列判斷正確的是()ap甲p乙,p甲p乙 bp甲p乙,p甲p乙cp甲p乙,p甲p乙 dp甲p乙,p甲p乙【答案】c【解析】(1)甲、乙的底面積分別為s、s'(ss'),甲乙壓強相等,根據(jù) fps,可以判斷甲對水平地面的壓力大于乙對水平地面的壓力,所以甲的重力大于乙的重力。甲乙是長方體,當甲、乙

19、順時針旋轉(zhuǎn)90°后,甲、乙的底面積分別為s'、s,甲的受力面積減小,甲對水平地面的壓力不變,甲對水平地面的壓強增大,乙的受力面積增大,乙對水平地面的壓力不變,乙對水平地面的壓強減小,由于原來甲乙對水平地面的壓強相等,所以旋轉(zhuǎn)后甲對水平地面的壓強大于乙對水平地面的壓強,即甲p乙。(2)ppp'因為面積變化相同,甲對地面的壓力大于乙對地面的壓力,所以甲對水平地面的壓強變化量大于乙對地面的壓強變化量即p甲p乙。4.(2020南寧模擬)如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平底容器,分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是( )容器對桌面的壓力:f

20、甲f乙液體的密度:甲=乙液體對容器底部的壓強:p甲p乙容器對桌面的壓強:p甲=p乙 a只有和 b只有和 c只有和 d只有和【答案】d【解析】(1)甲容器上寬下窄,液體對容器底部的壓力小于自身的重力;乙容器形狀上下一樣,液體對容器底部的壓力等于自身的重力;底面積相等,根據(jù)公式p=f/s可求液體對容器底部的壓強;(2)容器對桌面的壓力等于容器的重力與液體的重力之和,據(jù)公式p=f/s可求容器對桌面的壓強。水平桌面上,甲乙兩個容器中兩種液體質(zhì)量相等,則重力相等,容器底面積和質(zhì)量相同,故對桌面的壓力f甲=f乙,由p=f/s得,容器對桌面的壓強:p甲=p乙,故錯誤,正確;因為容器底面積相同,液體同高,乙中

21、液體的體積大于甲中液體的體積,因為質(zhì)量相同,所以甲乙,故錯誤;甲容器上粗下細,液體對容器底部的壓力小于自身的重力,甲容器為直壁容器,液體對容器底部的壓力等于自身的重力,所以,甲圖中液體對杯底的壓力大于乙圖中液體對杯底的壓力,兩個容器底面積相同,根據(jù)公式p=f/s可知,故圖中液體對杯底的壓強p甲p乙;故正確。綜上所述,錯誤,正確。5.(2020河南模擬)如圖,底面積不同的圓柱形容器a和b分別盛有甲、乙兩種液體,兩液面相平,且甲的質(zhì)量等于乙的質(zhì)量,則此時液體對各自容器底部的壓強pa、pb和壓力fa、fb的關(guān)系是()apapb fafb bpapb fafbcpapb fafb dpapb fafb

22、【答案】c【解析】(1)由圖知,容器底面積sasb,因為vsh,液面相平、h相同,所以,vavb,因為m甲m乙,由,可知兩液體的密度關(guān)系:甲乙;根據(jù)pgh可知,液體對各自容器底部的壓強pa、pb的關(guān)系為:papb;(2)對于圓柱形容器,液體對容器底部的壓力fpsghsgvmgg,因為m甲m乙,所以,液體對各自容器底部的壓力:fafb。二、填空題6(2020黑龍江龍東農(nóng)墾森工)2020年6月我國深潛器在馬里亞納海溝下潛深度達10907m時,它受到水的壓強是 pa深潛器在下潛過程中浮力 (變大、變小或不變)。(水1.0×103kg/m3)【答案】1.0907×108;不變?!窘?/p>

23、析】深潛器受到海水的壓強為:p水gh1.0×103kg/m3×10n/kg×10907m1.0907×108pa;深潛器在水面下完全浸沒,所以下潛過程中排開水的體積不變,由阿基米德原理f浮液gv排可知,液體的密度不變,排開液體的體積不變,故浮力不變。7.(2020煙臺模擬)我國首艘國產(chǎn)航母的長度315m,寬度75m,吃水約10.5m,2018年5月13日離港海試。航母靜止在海面上時所受海水的浮力 (選填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強為 pa(海水=1.03×103kg/m3,g取10n/kg)【答案

24、】等于;9.27×104?!窘馕觥扛鶕?jù)物體浮沉條件可知,航母靜止在海面上時(漂?。?,其受到的浮力等于它受到的重力;距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強:p=gh=1.03×103kg/m3×10n/kg×9m=9.27×104pa。8.(2020海南模擬)共享單車為人們的綠色出行帶來便利,車把上凹凸不平的花紋是通過 增大摩擦的。小明騎著單車到公園游玩,10min沿水平路面行駛了3km,他騎車的平均速度是m/s。若小明和單車的總質(zhì)量是80kg,每個車輪與水平地面的接觸面積是25cm2,騎行過程中單車對地面的壓強是 pa(g取10n/kg)【答案】增大

25、接觸面的粗糙程度;5;1.6×105?!窘馕觥浚?)車把上凹凸不平的花紋是通過增大接觸面的粗糙程度增大摩擦的。(2)小明騎車的平均速度:v=5m/s;、(3)騎行過程中單車對地面的壓力:f=g=mg=80kg×10n/kg=800n,單車與地面的接觸面積:s=2×25×104m2=5×103m2,騎行過程中單車對地面的壓強:p=1.6×105pa3、 綜合計算題9.(2020石家莊模擬)如圖所示,一個邊長為10cm、重4n的正方體木塊,放置于1m2的水平桌面上。將重2n的水倒入一個錐形瓶中,瓶重1n,底面積為60cm2,水深度為5cm

26、,將錐形瓶放在木塊上。求:(1)水對瓶底的壓強。(2)木塊對桌面的壓強?!敬鸢浮浚?)500pa(2)700pa【解析】(1)水對瓶底的壓強為pgh1.0×103kg/m3×10n/kg×5×102m500pa(2)木塊對桌面的壓強為pf/s(g水g瓶g木)/1m2(421)n/1m2700pa10.(2020石家莊模擬)如圖所示,一個底面積為2×10-2m2的薄壁柱形容器放在水平桌面中央,容器高0.15m,內(nèi)盛有0.1 m深的水求:(1)容器內(nèi)水的質(zhì)量(2)水對容器底部的壓強(3)當把一個質(zhì)量為3 kg實心正方體a放入水中后,容器對桌面壓強的

27、增加量是980 pa,求物體a的密度大???【答案】(1)2kg;(2)980pa;(3)1.5×103kg/m3【解析】(1)容器內(nèi)水的體積:v水=sh=2×10-2m2×0.1m=2×10-3m3,由=m v 可得,容器內(nèi)水的質(zhì)量:m水=水v水=2kg;(2)水對容器底部的壓強:p水=水gh水=980pa;(3)正方體的重力:ga=mag=3kg×9.8n/kg=29.4n,由p=f /s 可得,正方體a放入水中后對桌面壓力的增加量:f=ps=980pa×2×10-2m2=19.6n,fga,水有溢出,溢出水的重力:g溢出

28、=ga-f=29.4n-19.6n=9.8n,溢出水的體積:v溢出=m溢出 /水 =g溢出 /水g =1×10-3m3,容器內(nèi)增加的體積:v=s(h-h水)=1×10-3m3,物體a的體積:va=v溢出+v=1×10-3m3+1×10-3m3=2×10-3m3,物體a的密度:a=ma/va=1.5×103kg/m311.(2020承德模擬)將平底薄壁直圓筒狀的空杯,放在飲料機的水平杯座上接飲料。杯座受到的壓力f隨杯中飲料的高度h變化的圖象如圖o飲料出口的橫截面積s10.8cm2,飲料流出的速度v50cm/s,杯高h10cm,杯底面積s230cm2,g取10n/kgo(1)裝滿飲料時,杯底受到飲料的壓力為多大?(2)飲料的密度為多大?(3)設(shè)杯底與杯座的接觸面積也為s2,飲料持續(xù)流入空杯5s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的壓強為多大?【答案】(1)3.6n;(2)1.2×103kg/m3;(3)1.1×103pa?!窘馕觥浚?)由圖可知空杯對杯座的壓力:f00.9n;裝滿飲料

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