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文档简介
1、专题七压强计算类题型【考点梳理】1.压强公式及其变形公式(1)压强:(普遍使用)(2)p=gh(适用于液体、气体)2.物理量常用单位及其换算(1)力的国际单位是n, 受力面积国际单位是m2,压强的国际单位是pa。(2)1 pa=1n/m2(3)面积单位换算:1cm2=104m2 1mm2=106m23.利用压强公式解决计算题时思维方法a.对压强公式的理解(1)压力f的大小不一定等于重力,方向也不一定是竖直向下,压力与物体表面垂直;(2)受力面积s是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等。(3)运用压强公式计算时,f的单位是牛顿(n),受力面积s的单位要用平方米(m2),压强的单位是帕(p
2、a)。(4)压强公式p=f/s既适用与固体,又适用与液体,也适用与气体。b.利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方:应用的公式是p=gh;h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。课时作业1(2019滨州)质量为100g底面积为20cm2的薄壁容器中盛有500g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,容器内水深h为20cm,则水对容器底部的压强为pa,容器底部对地面的压强为pa(水=1.0103kg/m3,g取10n/kg)2(2020莱芜)如图所示,同种材料制成的实心圆柱体a和b放在水平地面上,高度之比为ha:hb=2:1,底面积之比sa:sb=1:2
3、,它们对地面的压力和压强分别是fa、fb和pa、pb,则fa、fb=,pa、pb=。3(2020岳阳)人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,它与地面的接触面积为0.01m2。(1)求送餐机器人的重力;(2)送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的。有一小块玻璃钢材料的质量为90g,体积为50cm3,求该材料的密度;(3)若送餐机器人托着3kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强。4(2020潍坊)电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点,如图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车,质量为1.6103kg,每个轮胎和地面的接触面积为2102m2,g
4、取10n/kg,求:(1)车对地面的压力;(2)车对地面的压强。5(2020福建)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力f随杯中饮料的高度h变化的图象如图o饮料出口的横截面积s10.8cm2,饮料流出的速度v50cm/s,杯高h10cm,杯底面积s230cm2,g取10n/kgo(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?(2)饮料的密度为多大?(3)设杯底与杯座的接触面积也为s2,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?6(2020临沂)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机ag600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供
5、最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(水=1.0103kg/m3,g=10n/kg)。求:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?7(2020泉州模拟)我国从20世纪70年代开始大规模研制潜水器,现已达
6、到国际领先水平。2010年7月下水的“蛟龙号”深海潜水器,是我国自主研制的,若“蛟龙号”潜水器下潜至5000m,(海水1.03103kg/m3,g取10n/kg)求:(1)它受到的海水压强大约是多少?(2)若蛟龙号上的一观察窗口面积为0.5m2,则该窗口所承受海水的压力为多少?8(2020朝阳区校级模拟)我国自主研制的深海载人深潜器“蛟龙”号圆满完成了7km级海试。它有一个50cm2的观察窗,当它在7km深处时(海水的密度为1.0103kg/m3,g取10n/kg)。求:(1)海水产生的压强;(2)观察窗受到的海水压力。9(2020长春模拟)如图所示,水平桌面的中央放着一个底面积为0.04m2
7、、重20n的圆形鱼缸,鱼缸内装有深0.2m、重100n的水。(g10n/kg)求:(1)水对鱼缸底的压强;(2)水对鱼缸底的压力。10(2020古田县校级模拟)如图所示,把一只平底玻璃杯放在水平桌面上,在瓶内装入150g的水,杯子与桌面的接触面积是10cm2,取g10n/kg,求:(1)水对杯底的压强;(2)水对杯底的压力;(3)若桌面所受玻璃杯的压强是2.7103pa,求玻璃杯的质量。11(2020静安二模)水平地面上有一个质量为1千克、底面积为210-2米2的薄壁容器,容器内盛有质量为4千克的水,水深0.3米。求:水的体积v水。水对容器底部的压强p水。容器对地面的压强p容。12.(2020
8、金山二模)薄壁圆柱形容器甲置于水平桌面上,容器内装有2千克的水。均匀实心圆柱体乙、丙的质量均为4千克,且底面积均为容器底面积的一半。求:甲容器中水的体积v水。现将圆柱体乙、丙分别竖直放入容器甲中,放入柱体前后容器底部受到水的压强如下表所示。圆柱体容器底部受到水的压强(帕)放入前放入后乙9801470丙9801960(a)容器甲的底面积s甲;(b)关于圆柱体乙、丙的密度,根据相关信息,只能求出柱体乙的密度,请说明理由,并求出乙的密度乙。13(2020秋丰台区期末)如图所示,在水平桌面上放置一个体积为20cm3、重为1.8n的小球,小球处于静止状态。旁边的桌面上放置一个平底薄塑料杯(重力忽略不计)
9、,高为0.1m,杯中装满水,水重为3n(g10n/kg)求:(1)画出小球静止在水平桌面时的受力示意图;(2)小球对水平桌面的压力;(3)杯中水对杯底的压强;(4)把小球缓慢的放入水中,当小球再次静止时,杯子对桌面的压力增加了多少牛?14(2020青浦区二模)如图8所示,轻质圆柱形薄壁容器a和圆柱形物体b置于水平地面上。a的底面积为110-2米2,内盛有2千克水,b的质量为1.5千克、体积为110-3米3。求物体b的密度b。将物体b完全浸没在容器a的水中,容器中没有水溢出。求容器底部受到水的压强p水和容器对水平地面的压强p容。15(2020宝山二模)如图所示,薄壁柱形容器b置于水平地面上,均匀
10、立方体a放置在容器b内,已知a的边长a为0.1米,质量为1千克;b的高为0.15米,b的底面积为510-2米2。(1)求立方体a的密度a;(2)若再沿容器壁向容器b内缓慢注入质量为6千克的水,求:在这注水过程中,物体a对容器底部压强的变化范围。16.(2020崇明二模)物体的质量为3千克,体积为510-3米3,放入一个盛有水深为0.5米、底面积为210-2米2的柱形容器中(水不溢出)(1)求该物体的密度;(2)求柱形容器中原有的水(未放物体前)对容器底部产生的压强;(3)放入物体后,求水对容器底部压强增加量。参考答案1【答案】2000;3000。【解析】(1)水对容器底部的压强:p=gh=1.
11、0103kg/m310n/kg0.2m=2000pa;(2)容器底部对地面的压力:f=g总=(m水+m容)g=(0.5kg+0.1kg)10n/kg=6n,容器底部对地面的压强:p=3000pa。2【答案】1:1;2:1。【解析】同种材料制成的两个实心圆柱体,其密度相同都为,则圆柱体对水平地面的压强:p=gh,实心圆柱体a和b对水平地面的压强分别为:pa=gha,pb=ghb,所以,=;对水平地面的压力之比:=1:1。3【解析】(1)送餐机器人的重力:gmg40kg10n/kg400n;(2)该材料的密度:1.8g/cm3;(3)送餐机器人托着3kg的物体,总质量:m总3kg+40kg43kg
12、,总重力:g总m总g43kg10n/kg430n,此时机器人对水平地面的压力:fg总430n,此时机器人对水平地面的压强:p4.3104pa。答:(1)送餐机器人的重力为400n;(2)该材料的密度为1.8g/cm3;(3)此时机器人对水平地面的压强为4.3104pa。4【答案】(1)车对地面的压力为1.6104n;(2)车对地面的压强为2105pa。【解析】(1)车对地面的压力:f=g=mg=1.6103kg10n/kg=1.6104n;(2)车对地面的压强:p=2105pa。5【解析】(1)由图可知空杯对杯座的压力:f00.9n;装满饮料时,杯对杯座的压力:f14.5n;因杯子为平底薄壁直
13、圆筒状,所以杯底受到饮料的压力:ff1f04.5n0.9n3.6n。(2)饮料的质量:m0.36kg;杯中饮料的体积:vs2h30cm210cm300cm33104 m3;则饮料的密度:1.2103kg/m3;(3)饮料持续流入空杯5s,则流入杯中饮料的质量:m1s1vt1.2103kg/m30.8104 m20.5m/s5s0.24kg;此时饮料对杯底的压力:f2m1g0.24kg10n/kg2.4n,此时杯对杯座的压强:p1.1103pa。答:(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为3.6n;(2)饮料的密度为1.2103kg/m3;(3)设杯底与杯座的接触面积也为s2,饮料持续流入空杯5s
14、后关闭开关,杯对杯座的压强为1.1103pa。6【答案】(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5105pa;(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是2.5h;(3)飞机受到的重力是4.6105n;水对舱底产生的压强是1.5104pa。【解析】(1)飞机在水平地面上,对地面的压力f=g=mg,然后根据p=计算飞机对跑道的压强。飞机静止在跑道上,对跑道的压力为:f=g=mg=51103kg10n/kg=5.1105n;则飞机对跑道的压强为:p=8.5105pa;(2)确定飞机飞行的最大速度,根据公式t=可得飞机所需的最短时间。飞机的最大飞行速度为560km/h,由v=得
15、,飞机所需的最短时间为:t=2.5h;(3)根据f浮=g及f浮=g排可得飞机的重力;根据p=gh可得水对舱底的压强。飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮条件可得f浮=g飞机,由阿基米德原理可得,飞机受到的浮力为:f浮=g排,所以,可得此时飞机的重力为:g飞机=g排=m排g=46103kg10n/kg=4.6105n;水对舱底的压强为:p=水gh=1.0103kg/m310n/kg1.5m=1.5104pa7【解析】(1)潜水器受到海水的压强:pgh1.03103kg/m310n/kg5000m5.15107pa;(2)观察窗口的面积s0.5m2,由p可得,观察窗受到的压力:fps5.15
16、107pa0.5m22.575107n。答:(1)它受到的海水压强大约是5.15107pa;(2)该窗口所承受海水的压力为2.575107n。8【解析】(1)海水产生的压强:pgh1.0103kg/m310n/kg7000m7107pa;(2)由p可得,观察窗受到的海水压力:fps7107pa50104m23.5105n。答:(1)海水产生的压强为7107pa;(2)观察窗受到的海水压力为3.5105n。9【解析】(1)鱼缸底部受到的水的压强:p水水gh1.0103kg/m310n/kg0.2m2103pa;(2)由p可得,水对鱼缸底部的压力:f水p水s2103pa0.04m280n。答:(1
17、)水对容器底的压强为2103pa;(2)容器底受到水的压力为80n。10【解析】(1)杯内水的深度:h12cm0.12m,水对杯底的压强:pgh1.0103kg/m310n/kg0.12m1200pa;(2)由p可得,水对杯底的压力:fps1200pa10104m21.2n;(3)桌面所受玻璃杯的压力:fps2.7103pa10104m22.7n,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,玻璃杯的总质量:m0.27kg270g,则玻璃杯的质量:m杯mm水270g150g120g。答:(1)水对杯底的压强为1200pa;(2)水对杯底的压力为1.2n;(3)玻璃杯的质量为120g。11【答案】
18、410-3米3;2940帕;2450帕。【解析】 v水=m水/水=4千克/1.0103千克/米3=410-3米3 p水= 水gh水=1.0103千克/米39.8牛/千克0.3米=2940帕 p容= f容/s容=g容+g水/s容=(1千克+4千克)9.8牛/千克/210-2米2=2450帕12.【答案】210-3米3;(a)210-2米2;(b)4103千克/米3。【解析】v水m水/水2千克/1103千克/米3210-3米3(a)(b)因为乙、丙的底面积为甲底面积的一半,所以放入物体后,水面能上升到的最大深度为:而不确定丙的高度是否会超过水面,因此不能确定丙的体积,无法计算丙的密度。v乙=sh=
19、210-2m2(0.15m-0.1m)=110-3m313【解析】(1)小球静止在水平桌面上,受到竖直向下的重力g球、竖直向上的支持力f支,二力是一对平衡力,大小相等,f支g球1.8n,二力的作用点都画在小球的重心,如图所示:(2)小球对水平桌面的压力:f压g球1.8n。(3)杯中装满水,水深h0.1m,杯中水对杯底的压强:p水gh1.0103kg/m310n/kg0.1m1103pa。(4)小球的质量:m球0.18kg180g,小球的密度:球9g/cm39103kg/m3;因为球水,所以,小球沉底,小球在水中静止时受到的浮力:f浮水gv排水gv1103kg/m310n/kg20106m30.2n,杯子重力忽略不计,小球没有放入水中时杯子对桌面的压力:fg水3n;小球排开水的重力:g排f浮0.2n,则小球放入水中时杯子对桌面的压力:fg水+g球g排3n+1.8n0.2n4.6n,当小球再次静止时,杯子对桌面的压力增加值:fff4.6n3n1.6n。故答案为:(1)小球静止在水平桌面时的受力示意图,如图所示;(2)小球对水平桌面的压力为1.8n;(3)杯中水对杯底的压
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