人教版八年级物理下册第九章专题训练压强、液体压强的计算(含解析)

第九章 专题训练 压强、液体压强的计算1物理兴趣小组的同学在野生动物园游玩时，发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印，同学们用方格纸描下了大象的脚印，如图所示，并测出脚印深2 cm，已知方格纸每小格的边长是5 cm(数方格数时，超过半格的算一格，不足半格的忽略不计)，为了估测大象的质量，同学们找来底面积为10 cm2平底圆柱形容器，将它放在大象脚印旁边的平地上，不断往容器中加石块，当容器陷入沙面的深度也为2 cm时，测出容器和石块的总质量为25 kg，求：(g取10 N/kg)(1)大象一只脚印的面积(2)容器对沙面的压强(3)大象站立时对地面的压力解：(1)大象一个脚印的面积：S脚325 cm5 cm800 cm28102 m2(2)容器和石块的总重力：Gmg25 kg10 N/kg250 N容器对沙面的压强：p2.5105 Pa(3)大象行走时两只脚着地，行走时大象对地面的压强与容器对沙面的压强相等，行走时大象对地面的压力等于大象的重力：F压G象2pS脚22.5105Pa8102m240 000 N大象站立时对地面的压力也等于大象的重力：F压G象40 000 N2如图所示，在质量为1 kg的容器内装有5 kg的水，容器底面积为100 cm2，容器放在水平地面上，桌面面积为0.9 m2(g取10 N/kg)求：(1)容器底对桌面的压力(2)容器底对桌面的压强(3)水对A点的压强(4)水对容器底部的压强解：(1)容器底对桌面的压力：FG容G水(m容m水)g(1 kg5 kg)10 N/kg60 N(2)容器底对桌面的压强：p6 000 Pa(3)水对A点的压强：pAghA1.0103 kg/m310 N/kg(100 cm35 cm)6 500 Pa(4)水对容器底部的压强：p底gh1.0103 kg/m310 N/kg100 cm104 Pa3如图所示，足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上，容器甲、乙底部所受液体的压强相等容器甲中盛有水，水的深度为0.08 m，容器乙中盛有另一种液体则：(1)若水的质量为2 kg，求容器甲中水的体积V水(2)求容器甲中水对容器底部的压强p水(3)现往容器甲中加水，直至与乙容器中的液面等高，此时水对容器底部的压强增大了196 Pa，求乙中液体的密度液解：(1)容器甲中水的体积：V水2103 m3(2)容器甲中水对容器底部的压强：p水水gh水1.0103 kg/m39.8 N/kg0.08 m784 Pa(3)加水的深度：h水0.02 m乙中液体的深度：h乙h水h水0.08 m0.02 m0.1 m开始时甲、乙压强相等，有水gh水液gh乙，则液体的密度：液0.8103 kg/m34将一未装满水密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示，瓶盖的面积是8 cm2，瓶底的面积是28 cm2，瓶重和厚度忽略不计(g取10 N/kg)求：(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强；(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强解：(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强：pgh倒立1.0103 kg/m310 N/kg0.13 m1 300 Pa由p可得，倒立放置时瓶盖所受水的压力：FpS瓶盖1 300 Pa8104 m21.04 N(2)由甲图可知，矿泉水瓶内水的体积：VS瓶底h正立28 cm210 cm280 cm3由可得，水的质量：m水V1.0 g/cm3280 cm3280 g0.28 kg瓶重和厚度忽略不计，则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力：FG水m水g0.28 kg10 N/kg2.8 N倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强：p3 500 Pa5如图所示，质量为500 g的薄壁容器放在水平地面上，容器底面积为80 cm2，内装1.5 L的水，已知g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3，求：(1)容器对水平桌面的压强；(2)水对容器底部的压力 解：(1)1.5 L水的质量：mV1.0103 kg/m31.5103 m31.5 kg容器对水平地面的压力：F1G容G水(m容m水)g(0.5 kg1.5 kg)10 N/kg20 N容器对水平地面的压强：p12.5103 Pa(2)因为容器是连通器，所以水深h10 cm0.1 m则水对容器底部的压强p2gh1.0103 kg/m310 N/kg0.1 m1 000 Pa由p得水对容器底部的压力：F2p2S1 000 Pa80104 m28 N6甲、乙两个薄壁圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上甲容器底面积为6102 m2，盛有质量为8 kg的水，乙容器盛有深度为0.1 m、质量为2 kg的水(1)求乙容器中水的体积V乙；(2)求乙容器底部受到水的压强p乙；(3)现从甲容器中抽取部分水注入乙容器后，甲、乙两容器底部受到水的压力相同，求抽水前后甲容器底部受到水的压强变化量p甲解：(1)乙容器中水的体积为：V2103 m3(2)乙容器底部受到水的压强：p乙水gh乙1.0103 kg/m39.8 N/kg0.1 m980 Pa(3)容器底部受到水的压力大小等于容器中水的重力，要使压力相等，则应将甲容器中的3 kg水注入乙容器中，此时两容器中的水均为5 kg3 kg水的体积为V3103 m3甲容器水面下降的高度：h0.05 m压强变化量：pgh1.0103 kg/m39.8 N/kg0.05 m490 Pa7封冻的江河冰面能承受的最大压强是4104 Pa，在冰面上行驶的雪橇质量是200 kg，它与冰面的接触面积是0.4 m2.(g取10 N/kg)求：(1)雪橇对冰面的压力、压强；(2)在保证安全的情况下，雪橇上最多能装多少千克的货物？解：(1)雪橇对冰面的压力：FGmg200 kg10 N/kg2103 N雪橇对冰面的压强：p5103 Pa(2)由p得冰面所能承受的最大压力：F大p大S4104 Pa0.4 m21.6104 N即雪橇与所载货物的总重力：G总F大1.6104 N能载货物的重力：G货G总G1.6104 N2103 N1.4104 N雪橇最多能装载货物的质量：m货1.4103 kg8孝感城区每天清晨都要进行洒水若一辆洒水车空车质量为6 t，水罐容积为5 m3，装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5 m2.(g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3)问：(1)该车最多能装水的质量为多少？(2)洒完一半水时，洒水车对地面的压强为多少？(3)若罐内水深1.5 m，则水对罐底的压强为多少？解：(1)由得，洒水车最多能装水的质量：m水V1.0103 kg/m35 m35103 kg(2)洒完一半水时，水的质量mm5103 kg2.5103 kg则汽车和水的总质量m总m车m6103 kg2.5103 kg8.5103 kg则FGm总g8.5103 kg10 N/kg8.5104 N所以，p1.7105 Pa(3)水对罐底的压强p水gh1.0103 kg/m310 N/kg1.5 m1.5104 Pa9.如图所示:容器的底面积是100cm2,内装某种液体,液体对B点的压强是240Pa,求:(g取10N/kg)(1)液体的密度。(2)A点受到液体的压强。(3)液体对容器底部的压力。【解析】本题考查液体的压强的计算。(1)hB=12cm-9cm=3cm=0.03m,由pB=ghB,得液体的密度:= =0.8103kg/m3;(2)pA=ghA=0.8103kg/m310N/kg0.07m=560Pa;(3)液体对容器底部的压强:p=gh=0.8103kg/m310N/kg1210-2m=960Pa;F=pS=960Pa10010-4m2=9.6N。答案:(1)0.8103kg/m3(2)560Pa(3)9.6N10.在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为100Pa。(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,杯壁的厚度可忽略)求:(1)玻璃杯的重力。(2)在玻璃杯中装入2kg水后,水对杯底的压强为800Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的哪一种?【解析】本题考查液体的压强的计算。(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,由p可得,空玻璃杯的重力:G=pS=100Pa0.01m2=1N;(2)由p=gh可得,水的深度:h = =0.08m,假设杯壁是竖直的,则由m=V=Sh可得,装入2kg水后杯中水的深度应为:h1= = =0.2m,因为h1h,所以水杯是底小、口大,大致形状是图(a)。答案:(1)1N(2)0.08m(a)11.如图所示,铁桶重为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入8kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上(g取10N/kg)。求:(1)水对桶底的压强。(2)桶底受到水的压力。(3)台面受到桶的压强。【解析】本题考查固体压强、液体压强的计算。(1)水对桶底的压强:p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.15m=1500Pa;(2)S=100cm2=1.010-2m2,由p得桶底受到水的压力:F=pS=1500Pa1.010-2m2=15N;(3)台面受到的压力:F=G桶+G水=G桶+m水g=20N+8kg10N/kg=20N+80N=100N,台面受到的压强: p = =10000Pa。答案:(1)1500Pa(2)15N(3)10000Pa12.如图所示,一个边长为10 cm、重4 N的正方体木块,放置于1 m2的水平桌面上。将重2 N的水倒入一个锥形瓶中,瓶重1 N,底面积为60 cm2,水深度为5 cm,将锥形瓶放在木块上。求:(1)水对瓶底的压强。(2)木块对桌面的压强。【解析】本题考查固体压强、液体的压强的计算。(1)水对瓶底的压强:p=水gh=1.0103kg/m310 N/kg0.05 m=500 Pa;(2)S=10 cm10 cm=100 cm2=0.01 m2,木块对桌面的压力:F=G木+G水+G瓶=4 N+2 N+1 N=7 N,木块对桌面的压强: p= =700 Pa。答案:(1)500 Pa(2)700 Pa13.三峡船闸是世界上最大的,共有5级如图所示的闸室。现有一艘轮船从水位是150m的上游进入首级闸室,当首级闸室的水位降到130m时,轮船就可以进入下一级闸室了。其首级人字闸门每扇门高40m,宽20 m,厚3 m,由钢制材料制成(钢的密度取钢=8103kg/m3,g取10N/kg)。求:(1)其中一扇首级人字闸门的体积。(2)其中一扇首级人字闸门的质量。(3)轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减小了多少。【解析】(1)其中一扇首级人字闸门的体积:V=abc=40m20 m3 m=2 400 m3;(2)由=可得,其中一扇首级人字闸门的质量:m=钢V=8103kg/m32 400 m3=1.92107kg;(3)轮船通过首级闸室的过程中,水位减小了h=150m-130 m=20 m,闸室底部受到水的压强减小了p=水gh=1.0103kg/m310 N/kg20 m=2105Pa答案:(1)2400m3(2)1.92107kg(3)2105Pa14.如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1 dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为100 g,容器的下底面积为100 cm2,高为12 cm,求(g取10 N/kg):(1)水对容器底部的压力和压强。(2)容器对桌面的压力和压强。【解析】本题考查压力、压强的计算。(1)水对容器底的压强为:p1=水gh水=1.0103kg/m310 N/kg0.12 m=1.2103Pa由压强公式p得水对容器底的压力为:F1=p1S=1.2103Pa10010-4m2=12 N。(2)容器对桌面的压力为:F2=G水+G容=水gV水+m容g=1.0103kg/m310 N/kg110-3m3+0.1 kg10 N/kg=11 N容器对桌面的压强为:p2= =1.1103Pa答案:(1)12 N1.2103Pa(2)11 N1.1103Pa15.学校采用自控压水装置向学生宿舍供水,若地面上该水罐的压强表如图所示,请你读出该表此时的示数,并估算此时能把水送到多高的地方?若在宿舍三楼(距地面7 m)有一个水龙头,出水口横