秘籍-13-固体产生的压强(含解析)

考点抢分秘籍13固体产生的压强抢分点1.压力与重力（1）压力：垂直作用在物体表面上的力。是由物体对物体的挤压形成的。方向：垂直于受压面，指向被压物体；作用点：被压物体的便面。（2）压力与重力的区别与联系：压力不一定是由物体受到的重力引起的。物体由于受到重力的作用，可以产生压力，但压力的大小不一定等于物体的重力。只有当物体静止在水平面上时，物体对水平面的压力大小才等于自身的重力。例题精选物体静止在水平桌面上，如图甲，用一水平推力把物体向右移动（不落地），如图乙，则物体在移动过程中对桌面的压力________，压强________，所受摩擦力________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】不变变大不变【解析】由题意知：桌面是水平的，而且物体不落地，因此，对水平桌面产生的压力大小等于自身的重力，故对桌面的压力在物体A移动过程中不变。物体A对桌面的压力大小不变，而随着物体A的右移，受力面积逐渐减小，根据压强公式p=F/S可知，物体对桌面的压强在物体A移动过程中将变大。物体向右移动过程中，压力和接触面的粗糙程度没变化，所以在物体A移动过程中摩擦力保持不变。【提分秘诀】只有当物体静止在水平面上时，物体对地面的压力才等于物体的重力。根据压强公式及其变形公式分析压力与压强的变化。牢记固体产生的压强只与压力和受力面积有关。受力面积等于相互接触的面积。抢分秘练(2020北京14)如图所示，把小桌甲倒放在海绵上，其上放一个物体乙，它们静止时，物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1，桌面面积为S1；物体乙重G2，下表面的面积为S2，下列说法正确的是（）A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力B.乙对甲的压力就是乙受到的重力【答案】C【解析】AB．压力与重力不同：压力是由于物体的形变而生的，重力是由于地球的吸引而产生的，二者不是同一种力，A、B错。C．甲对海绵的压力大小为F甲=G1+G2，甲对海绵的压强大小为p甲=G1+G2D．乙对甲的压强大小为p乙=G2S2,D错。选抢分点2.影响压力作用效果的因素（1）实验方法:控制变量法、转换法（将物体的形变大小转化为海绵的形变大小）。（2）实验结论：当压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显；当受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显。受力面积——相互挤压的物体间的接触面积。例题精选（2020·南充市）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。(1)实验中通过观察海绵的________来比较压力作用效果；(2)对比甲、乙两图可以得出：当________一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显；(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与________的关系；(4)对比甲、丁两图，小强认为压力作用效果与压力大小无关，你认为他的观点________(选填“正确"或“错误”)；理由是________。【答案】(1)凹陷程度(2)压力(3)压力大小(4)错误没有控制受力面积相同【解析】(1)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，利用转换法通过海绵的凹陷程度来比较压力作用效果。(2)对比甲、乙两图发现，相同的两个木块，一个竖放，一个平放，海绵受到的压力相同，接触面积不同，海绵的凹陷程度不同，可以得到：当压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。(3)分析甲、丙两图发现：海绵的受力面积相同，海绵受到的压力不同，海绵的凹陷程度不同；故可以探究压力的作用效果与压力大小的关系。(4)研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同，因甲、丁两图中受力面积不同，即没有控制受力面积相同，故他的观点是错误的。【提分秘诀】注意控制变化法和转换法在实验中的应用。将物体的压力作用效果转化为海绵等易于形变的物体的形变大小。抢分秘练1.（2020·滨州市）如图所示，某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中(1)实验中是通过比较海绵的______来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做______法。(2)通过比较图甲和图乙两次实验，探究压力的作用效果与______的关系；通过比较图______和图______两次实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系，这种实验方法是______法。(3)实验结束后，同学们做了进一步的交流讨论，分析静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力和它受到的重力大小相等，这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对______力；它受到的重力与桌面对它的支持力是一对______力。【答案】(1)凹陷程度转换(2)压力大小乙丙控制变量(3)相互作用(8)平衡【解析】(1)实验中通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小，海绵的形变越大，压力作用效果越明显，这种科学探究方法是转换法。(2)比较图甲和图乙两次实验，受力面积相同，图乙中压力较大，压力的作用效果较明显，可以得到压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。探究压力的作用效果与受力面积的关系，保持压力相同，改变受力面积，通过比较图乙和图丙，采用控制变量法。(3)静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力与桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上，属于相互作用力，它受到的重力和桌面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，属于平衡力，所以它对桌面的压力和它受到的重力大小相等。2.（2020·黔东南州）如图甲、乙、丙所示，小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素：(1)本实验是通过观察_________来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有_________和转换法；(2)通过比较图甲、乙，说明_________，压力的作用效果越明显；(3)通过比较图_________（填序号），说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强的大小关系为p_________（选填“>”“<”或“=”）。【答案】(1)海绵下陷（或凹陷）程度控制变量法(2)受力面积一定时，压力越大(3)乙、丙(4)=【解析】(1)本实验将压力的作用效果转换到海绵的凹陷程度来比较，利用了转换法。实验中有压力、受力面积两个变量影响实验，在探究其中一个对实验的影响时，需要控制另外一个不变，采用了控制变量法。(2)通过比较图甲、乙发现海绵的受力面积相同，受到的压力不同，海绵的凹陷程度不同，说明受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。(3)在压力一定时，比较受力面积与压力的作用效果的关系，需要控制压力相同，改变受力面积的大小，可以通过比较乙、丙两图得到结论：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。(4)图丙中海绵受到的压力和图丁中木板受到压力大小相等，海绵和木板的受力面积又相同，根据p=F/S可知受到的压强相等，即p=p′。抢分点3.压强（1）压强：压力与受力面积之比。计算公式：p=F/S。p压强，单位：帕斯卡（Pa）,1Pa=1N/m2；F压力，单位：牛顿（N）；S受力面积，单位：m2。（2）变形公式：F=pS；S=F/p。常用的单位换算：1m2=104cm2。（3）物体对桌面的压强为10Pa，物理含义是：在1m2的面积上，物体对桌面的压力为10N。例题精选【答案】=<1×106【解析】由力的作用是相互性的，可得两个手指受到的压力是相互作用力，大小相等，F1=F2。因拇指的受力面积大于食指的受力面积，由p=F/S可知:p1＜p2。食指受到的压强为：p2=F2S=1N1×10-6m2【提分秘诀】注意受力面积是相互接触的面积，单位必须是cm2，经常会对m2和cm2之间进行单位换算。牢记：1m2=10000cm2=104cm2；1cm2=104m2。通常情况下，压力F=G=mg。当物体是密度均匀的长方体、正方体、圆柱体，静止在水平面上时，有p=ρgh（ρ物体的密度；h物体的高度）。抢分秘练1.(2020达州6)如图所示，把用=1.0×103kg/m3的复合材料制成边长分别为2m和3m的甲、乙两实心均匀正方体放在水平地面上，甲、乙对地面的压强分别为P甲、P乙；把G1=2×104N的物体放在甲上，G2=3×104N的体放在乙上，此时甲、乙对地面的压强分别为P甲′、P乙′，则下列结果正确的是（）【答案】A【解析】由题意可知：将边长分别为2m和3m的甲、乙两实心均匀正方体放在水平地面上，甲对地面的压强为p甲=F甲F甲=gm甲S甲=ρgv甲S甲=ρga甲;同理，乙对地面的压强为p乙=ρga乙；则甲的重力为G甲=m甲g=ρgV甲=1.0×103kg/m3×（2m）3×10N/kg=8×104N；把G1=2×104N的物体放在甲上，此时甲对地面的压强为p甲′=FS=G甲+G1a甲同理，乙的重力为G乙=2.7×104N。把G2=3×104N的体放在乙上，乙对地面的压强为p乙′=FS=G乙+G2a乙2=p甲'p乙'=2.5×1042.（2020·重庆B）甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体，放置在水平桌面上，沿水平方向切去上部分，剩余部分对桌面的压强p与切去部分高度h的关系如图所示，已知甲的密度为4.0×103kg/m3，则圆柱体甲的高度为________cm。当切去的高度为12cm，将各自切去部分放置在另一个圆柱体的剩余部分的上表面时，甲剩余部分和乙切去部分的组合体对桌面的压强为p1，乙剩余部分和甲切去部分的组合体对桌面的压强为p2，且p1:p2=3:2，则甲乙圆柱体的底面积之比为________。【答案】209：4【解析】由题意可知：甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体，所以甲对水平桌面的压强：P甲=ρ甲gh甲。h甲=p甲gρ甲=由图可知：乙切去30cm后对水平桌面的压强为零，可知圆柱体乙的高度为30cm；当甲和乙切去的高度为零时，甲和乙对水平桌面的压强分别为8000Pa和6000Pa，同理可得：ρ乙=p乙gh乙=6000P当切去的高度为12cm，将各自切去部分放置在另一个圆柱体的剩余部分的上表面时：p1=F1S甲=G甲剩P2=F2S乙=G乙剩由题意p1:p2=3:2，则有p1p2=gρ甲×（3.某小型载重汽车自重4t，车轮与路面总接触面积为0.2m2，如果路面能承受的最大压强为5×105Pa，请计算:(1)该车行驶时，路面能承受的最大压力是多少？(2)该车最多可以装运货物多少？（设轮胎与路面的接触面积不变）(3)若汽车以15m/s的速度匀速行驶，发动机的牵引力为【答案】11×105N(2)6【解析】1由p=FS可得：路面承受的最大压力F=pS=5×105Pa×0.2m2=1×105(2)车自身的重力：G车=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N，该车的最大载重量为：G=FG车=1×105N4×104N=6×104N。质量为m=Gg=6×104（3）汽车行驶的距离S=Vt=15m/s×60s=900m,牵引力所做的功为：W=F牵S=1×104N×900m=9×106J。答：(1)该车行驶时，路面能承受的最大压力是1×105N；(2)该车最多可以装运货物6t；（3）抢分点4.增大（较小）压强的方法增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力。减小压强的方法，与其相反。例题精选（2020·乐山市）下列实例中，属于减小压强的是（）A.锋利的篆刻刀B.骆驼宽大的脚掌C.注射器的针头D.切菜的菜刀【答案】B【解析】A．篆刻刀很锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；A错。B．骆驼宽大的脚掌，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，B正确。C．注射器的针头很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；C错。D．切菜的菜刀，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；D错。选B。【提分秘诀】注意运用控制变量法和公式p=F/S灵和分析。抢分秘练1.（2020·甘孜州）如图所示，一块长为L，质量分布均匀的木板A放在水平桌面上，木板A右端与桌边缘相齐。在其右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一，在木板A移动过程中，木板A对桌面的压强__________，木板A对桌面的压力__________。（选填“增大”“减小”或“不变”）。【答案】增大不变【解析】因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，在木板A运动过程中，A对桌面的压力不变；因在木板的右端施加一水平力F使木板A右端缓慢地离开桌边三分之一时，木板与桌面的接触面积变小，即受力面积变小，而压力不变，由p=F/S可知，木板