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文档简介
第九章\o"第9章压强和浮力"压强和浮力课时\o"9.1压强"9.1压强2025年课程标准物理素养1、了解压强的定义。2、掌握压强的计算公式P=F/S。3、知道压强的大小与哪些因素有关。4、能够运用压强的知识解释生活中的现象。物理观念:认识压强的概念,知道压强的影响因素。科学思维:识别和分析生活中与压强相关的现象。科学探究:通过实验和观察,更直观地了解压强的大小与哪些因素有关,这些因素如何影响压强。科学态度与责任:培养自己对物理现象的好奇心和探索欲,以及运用物理知识解决实际问题的能力上。知识点一、探究影响压力的作用效果的因素1.实验目的、原理、方法(1)实验目的:探究压力作用效果与上面因素有关。(2)实验原理:。(3)实验方法:控制变量法、转换法。2.实验器材:小桌子、海绵、砝码。3.器材作用及图像(1)小桌子:实验主体。(2)砝码:提供压力。(3)海绵:体现压力作用效果。4.实验步骤步骤①如图甲,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;观察泡沫塑料被压下的深度。步骤②如图乙,在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度。步骤③再把小桌翻过来,如图丙,观察泡沫塑料被压下的深度。5.实验结论及应用(1)受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显。(2)压力大小一定时,受力面积越小,作用效果越明显。特别提醒1.压力与重力的区别
(1)定义:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力;压力指垂直作用在物体表面上的力。
(2)产生原因:重力的产生原因是地球对物体的吸引;压力的产生原因是物体间的相互挤压。
(3)力的方向:重力的方向是竖直向下;压力的方向是垂直于物体表面并指向被压物体。
(4)力的性质:重力属于重力;压力属于弹力。
(5)作用点:重力的作用点是物体的重心;压力的作用点是被压物体表面。
(6)施力物体:重力的施力物体是地球;压力的施力物体是另一物体。
(7)受力物体:重力的受力物体是地面附近的物体;压力的受力物体是被挤压的物体。
2.压力与重力的联系
(1)物体在水平支持面上,在竖直方向上只受重力和支持力且物体处于平衡状态时,F=G。
(2)压力不一定是由于物体受到重力而产生的。
(3)物体由于受到重力作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。如图所示,小明利用海绵、小桌、砝码、木板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,这时用到的研究方法是;(2)通过比较甲、乙两次实验,说明,压力的作用效果越明显;(3)通过比较两次实验,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(4)小明在图乙的基础上,把海绵换成了木板(如图丁),则桌子对两个物体压强的大小关系为(选填“>”、“<”或“=”);(5)小明与小红进行实验交流时,小明说我还可以用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,小明分别采用如图所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端给小红演示,小红指出图(选填“①”或“②”)的方法不合理,原因是该方法。【答案】(1)海绵的凹陷程度转换法(2)受力面积一定时,压力越大(3)乙、丙(4)=(5)①没有控制压力大小相等【详解】(1)[1][2]本验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,这种研究方法叫转换法。(2)由图甲、乙可知,甲、乙的受力面积相同,压力不同,乙的压力大,压力的作用效果明显,故得出:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,保持压力不变,改变受力面积,可以比较图乙、丙。(4)比较图乙与图丁可知,压力相同,受力面积也相同,由公式可得,图乙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强相等,即=。(5)[1][2]在如图①、②所示的两种方法中,图①方法不合理,因为图①方法笔有自身的重力,实验时上面的手指和下面的手指到的压力大小不同,没有控制压力大小相等。知识点二、压强1.压强的定义:压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量,符号为p。2.压强的单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(符号是Pa),即牛顿/平方米,压强的常用单位有千帕(符号是KPa)、千克力/平方厘米、托。特别提醒1、压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关;压强是物体单位面积受到的压力,跟受力面积有关。2、压力、压强的单位的区别:压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的;压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的,在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”。3.压强的计算(1)压强公式:(适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体)。特别提醒(1)压强的计算,需要确定压力、面积,要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点;正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同。(2)特色情况下可以用公式p=ρgh求固体压强,例如:将一密度均匀,高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强:P=F/S=G/S=mg/S=ρgSh/S=ρgh。但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=ρgh来计算。但对液体来说无论容器的形状如何都可以用p=ρgh计算液体内某一深度的压强。一块长20cm、宽10cm、高5cm的长方体水泥砖块,其质量为2.36kg,先平放然后再竖放在水平地面上(如图所示)。当该砖块平放在水平地面上时,它对地面的压力是N,它对地面的压强是Pa(g取10N/kg)。当该砖块由平放改为竖放时,它对地面的压力(选填“变大”“变小”或“不变”),它对地面的压强(选填“变大”“变小”或“不变”)。平放与竖放时砖块对地面的压强之比为。【答案】23.61180不变变大1∶4【详解】[1]当该砖块平放在水平地面上时,它对地面的压力等于砖块的重力,为[2]水平放置时,地面的受力面积为对地面的压强为[3][4]根据可知,当该砖块由平放改为竖放时,它对地面的压力不变,地面的受力面积变小,对地面的压强变大。[5]竖直放置时,地面的受力面积为对地面的压强为平放与竖放时砖块对地面的压强之比为知识点三、减小或者增大压强的方法及其应用1.固体压强大小的比较(1)准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。(2)找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键;抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式,采用控制变量法。2.减小压强方法(1)压力一定,增大受力面积。
(2)受力面积一定,减小压力。
(3)同时减小压力,增大受力面积。应用:①载重卡车装有许多的车轮。②房屋建在较大的地基上。③书包带做得较宽。3.增大压强方法(1)压力一定,减小受力面积。
(2)受力面积一定,增大压力。
(3)同时增大压力,减小受力面积。
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀。②投向靶盘的飞镖。③用力刹车。车辆超载不仅缩短了公路使用寿命,还容易发生交通事故。从物理角度解释:因为超载增大了对地面的压力,从而使车对地面的压强(填“增大”或“减小”),地面容易被压坏;超载后车辆的质量增大,车的惯性(填“增大”或“减小”),制动距离增大,遇到紧急情况容易发生交通事故。【答案】增大增大【详解】[1]超载增大了对地面的压力,根据公式可知,受力面积不变,从而使车对地面的压强增大。[2]惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。问题一:探究影响压力的作用效果的因素【角度1】探究影响压力的作用效果的因素【典例1】在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁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)由甲、两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时,越小,压力作用效果越明显;(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是(选填“正确”或“错误”)的,理由是比较时没有控制相同。【答案】(1)凹陷程度(2)乙(3)受力面积(4)错误压力大小【详解】(1)实验中不能直接压力的作用效果,所以运用转化法,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,所以可以根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。(2)探究压力的作用效果与压力的大小关系时,运用控制变量法,需要改变压力的大小,控制受力面积相同,所以选择甲、乙两次实验。(3)对比乙、丙两图可以看出,压力的大小相同,乙的受力面积比丙小,海绵的凹陷程度深,乙的压力作用效果明显,所以可以得出结论为当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。(4)[1][2]探究压力作用效果与压力大小关系,需要控制受力面积相同,改变压力的大小,观察甲、丙两组实验发现,压力大小不同,受力面积也不同,所以得出的结论是错误的。1.转换法的应用:通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
2.控制变量法的应用:
(1)探究压力作用效果与压力大小的关系时,应保持受力面积不变,改变压力大小。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系时,应保持压力不变,改变受力面积的大小。
3.材料的选择:选用海绵而不用木板,是为了便于观察实验现象。
4.多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。【变式1-1】利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示:(1)图中压力的作用效果是通过观察来比较压力作用效果的。(2)比较图甲和图乙说明受力面积一定时,压力越,压力的作用效果越明显。(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为(4)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小明发现两块砖对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是。【答案】(1)海绵的凹陷程度(2)大(3)=(或等于)(4)没有控制压力大小相同;【详解】(1)实验中,压力的作用效果不易于直接比较,所以通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种方法叫转换法。(2)通过比较图甲和图乙知,受力面积相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。(3)图丙和丁中,压力相同,受力面积相同,根据可知,压力的作用效果相同,即p=p′而受压物体的形变程度不同是因为不同材料的抗压能力不同。(4)根据控制变量法的思想,要想探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力相同,而实验中将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,改变受力面积的同时也改变了压力,因此探究中存在的问题是,没有控制压力相等。【变式1-2】在利用小桌、砝码、海绵探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,回答下列问题。(1)该实验是通过海绵的来显示压力的作用效果,这种研究方法叫法;(2)比较甲、乙两图实验可得出:受力面积一定时,压力越,压力作用效果越明显;(3)实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p乙p丁。(选填“>”、“<”或“=”)。(4)实验时将物块沿竖直方向切成大小不同的两块,发现它们对海绵的作用效果都与之前一样。经过分析得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为这一方法是(选填“正确”或“错误”)的,理由是:。【答案】(1)凹陷程度转换(2)大(3)>(4)错误没有控制压力大小【详解】(1)[1][2]实验中通过观察海绵的凹陷程度可以显示压力的作用效果,这是转换法的运用。(2)由甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同而压力不同,压力越大,海绵凹陷程度越大,力的作用效果越明显,由此可知:受力面积相同,压力越大,压力的作用效果越明显。(3)由乙、丁两图知道,小桌和砝码的压力是相同的,乙图中的接触面积大于丙图中的接触面积,由知道,乙、丁两种情况中小桌产生的压强是(4)[1][2]实验时将物块沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变化,受力面积同时也发生变化,得出压力作用效果跟受力面积的关系,这个实验没有控制压力大小不同,就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的。【角度2】压力的概念【典例2】如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F压和压强p的变化情况是()A.F压不变,p不变 B.F压不变,p变大C.F压变小,p变大 D.F压变小,p不变【答案】B【详解】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以用水平力F向右缓慢地推木板时,木板对桌面的压力不变,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小,所以由可知,长木板对桌面的压强p变大,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。(1)压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的弹力。(2)重力始终是竖直向下的,而压力垂直于作用面向下,因此压力和重力不是相互作用力。【变式1-1】下列关于重力、压力和摩擦力的说法中,正确的是(
)A.重心是重力的等效作用点,重心一定在物体上B.物体受到的重力越大,对支持面的压力也一定越大C.摩擦力不一定都是阻碍物体运动的D.物体对支持面的压力越大,它受到的摩擦力也一定越大【答案】C【详解】A.重力在物体上的等效作用点叫重心,重力位置可能在物体上,也可能不在物体上,如篮球的重心,圆环的重心都不在物体上,故A错误;B.把物体压在竖直的墙壁上,物体对墙壁的压力就与重力没有关系,故B错误;C.不是所有摩擦力都是阻碍物体运动的,也有可能是物体运动的动力,例如走路时,摩擦力起动力的作用,故C正确;D.摩擦力大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关,压力大但接触面如果较光滑,摩擦力也不一定就大,故D错误。故选C。【变式1-2】如图所示,穿着雪橇的小花的总质量为70kg,而穿着运动鞋的小斌的总质量为50kg,下列说法中正确的是()A.小花对雪地的压力比小斌小B.小花对雪地的压强比小斌大C.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大D.小花对雪地的压强比小斌小【答案】D【详解】A.小花和雪橇的总质量大于小斌和鞋的总质量,他们对雪地的压力为所以,小花对雪地的压力比小斌大,故A错误;BCD.由图可知,小花使雪地形变的程度小于小斌使雪地形变的程度,所以,小花对雪地的压强比小斌小,故BC错误,D正确。故选D。问题二:压强【角度1】压强的定义和单位【典例1】已知小强同学的质量为50kg,双脚与地面的接触面积为200cm2,当他步行时对地面的压强为Pa,它代表的物理意义是。【答案】2.5×1041m2的面积上所受压力为2.5×104N【详解】[1]该同学对地面的压力等于其自身的重力,为对地面的压强为[2]它代表的物理意义是1m2的面积上所受压力为2.5×104N。(1)物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强是用来表示压力作用效果的物理量。(2)牛顿是力的国际单位;帕斯卡是压强的国际单位,它们都是以科学家的名字命名的。(3)学会用表述法表述物理量,熟记压强的单位及压力与压强的区别。【变式1-1】如图所示是在野外发现的动物脚印,野生动物保护部门的成员常常会根据动物们留下脚印的形状、大小、深浅、排列方式等,分析动物的种类、体重、行走速度以及可能的行进方向等。脚印的可以反映压强的大小,再结合脚印的,可以大致算出动物的体重。【答案】深浅大小【详解】[1][2]根据转换法,可以通过动物在地面上留下脚印的深浅来反映压强的大小,根据可知,再结合脚印的大小可大致得出动物的体重。【变式1-2】少林功夫驰名中外,一武术爱好者在以图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于脚发生形变产生的;若他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为。如果地面受到的压强为20000Pa,它表示的物理意义是。【答案】p1m2的地面上受到的压力为20000N【详解】[1]压强表示单位面积上受到的压力,故若人对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为p。[2]地面受到的压强为20000Pa,它表示的物理意义是1m2的地面上受到的压力为20000N。【角度2】压强公式的简单应用【典例2】在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,肆意超载,带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制到在以内。有一辆空载时质量为的汽车,车轮与地面的接触总面积为0.1m2.求:(1)汽车空载时对地面的压强;(2)汽车最多装的货质量为多少?【详解】(1)汽车空载时对地面压力为则汽车空载时对地面的压强为(2)汽车满载时压力为则汽车满载时总质量为则汽车所装货物质量最大为压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同。【变式2-1】为了控制疫情,全国很多地方实行疫区封闭管理,无人机在疫情期间肩负着消毒作业和运输物资等任务,无人机就可将物资运送至武汉金银潭医院,每次满载可装物资15kg,该无人机相关数据见表,求:机身尺寸/机身质量/25飞机着地总面积/10(1)无人机空载飞行,在空中匀速直线上升时需要的升力多大?(忽略空气阻力)(g取10N/kg)(2)无人机满载货物着地后静止在水平地面上时,对地面的压强多大?【详解】(1)无人机空载飞行,在空中匀速直线上升时升力和重力是一对平衡力,大小相等,需要的升力为(2)无人机满载货物着地后静止在水平地面上时,对地面的压强为【变式2-2】小宇在超市买了一袋10kg的大米,小宇将这袋大米扛在肩膀上,已知小宇的重力500N。()(1)当他扛起这袋大米静止站立在水平地面上时,对地面的压力是多少?(2)小宇双脚站立时与水平地面的总接触面积为,他扛起这袋大米静止站立时对地面的压强是多大?【解析】【小题1】这袋大米的重力当他扛起这袋大米静止站立在水平地面上时,对地面的压力【小题2】他扛起这袋大米静止站立时对地面的压强问题三:减小或者增大压强的方法及其应用【角度1】增大压强的方法及生活中的实例【典例1】下列几种现象中,属于增大压强的是(
)A.雪撬有很大的面积 B.书包带设计成扁而宽C.铁钉和锥子一端都做得很尖锐 D.火星探测车的轮子很大【答案】C【详解】A.雪撬有很大的面积,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;B.书包带设计成又软又宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;C.铁钉和锥子一端都做得很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意;D.火星探测车的轮子很大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。故选C。增大压强方法:
(1)压力一定,减小受力面积。
(2)受力面积一定,增大压力。
(3)同时增大压力,减小受力面积。【变式1-1】高速公路上有标语“雨天路滑,减速慢行”,下雨天路面有积水,使得(
)A.车轮与路面的摩擦力增大 B.车轮与路面的摩擦力减小C.汽车对路面的压力减小 D.汽车对路面的压强增大【答案】B【详解】AB.在雨天,路面上的积水会使车轮与路面的接触部分形成一层水膜,这层水膜会减小车轮与路面之间的粗糙程度,从而减小它们之间的摩擦力。故A不符合题意,B符合题意;C.汽车对路面的压力主要来自于汽车的重力,而汽车的重力在行驶过程中是不变的,因此,雨天路面有积水并不会改变汽车对路面的压力。故C不符合题意;D.汽车对路面的压力没有变,但是雨天路面上的积水可能会使车轮与路面的接触面积增大(因为水膜的存在),是在压力一定时,通过增大受力面积来减小汽车对路面的压强。故D不符合题意。故选B。【变式1-2】下图所示的情景中,属于增大压强的是()A.运动员脚下宽大的滑雪板 B.一端尖锐的烧烤签子C.螺丝下的垫圈 D.好奇号火星车模型轮子大而宽【答案】B【详解】A.运动员脚下宽大的滑雪板是为了在压力大小一定时,增大受力面积从而减小压强,故A不符合题意;B.一端尖锐的烧烤签子是为了在压力大小一定时,减小受力面积从而增大压强,故B符合题意;C.螺帽垫一个面积较大的垫圈的目的是为了在压力一定时,增大受力面积来减小螺帽对桌面的压强,故C不符合题意;D.火星车模型轮子大而宽是为了在压力大小一定时,增大受力面积从而减小压强,故D不符合题意。故选B。【角度2】减小压强的方法及生活中的实例【典例1】中国选手谷爱凌在第24届冬奥会的自由式滑雪女子大跳台决赛中技惊四座,夺得冠军。如图所示,当谷爱凌到达终点时,由于不会立即停下。滑雪板设计得宽大是为了减小。【答案】惯性压强【详解】[1]谷爱凌到达终点前,以较快的速度向前运动,当到达终点时,谷爱凌由于惯性还要保持原来的运动状态向前运动,因此当谷爱凌到达终点时,由于惯性不能立即停下来。[2]滑雪板设计得宽大是为了增大受力面积从而减小压强。减小压强方法:
(1)压力一定,增大受力面积。
(2)受力面积一定,减小压力。
(3)同时减小压力,增大受力面积。【变式2-1】如图所示是常见食用油桶的提手和桶盖,提手处设计成弯曲形状,贴合手形是为了(选填“增大”或“减小”)对手的压强;桶盖边缘有较多的竖直条纹是通过来增大摩擦的。【答案】减小增大接触面的粗糙程度【详解】[1]如图,食用油桶的提手处设计成弯曲形状贴合手形,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。[2]如图,食用油桶的桶盖边缘有较多的竖直条纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。【变式2-2】2024年3月22日,我国自主研制的全球最大、吊装能力最强的全球首款11桥轮式起重机(如图所示),在河北衡水将单机容量6.25MW的风机顺利吊装到位,完成首吊。据了解,被吊起的风机的质量约为148t,则该风机所受的重力约为N。该起重机配有多组大而宽的轮胎,这样设计可以(填“增大”或“减小”)其对地面的压强。(g取10N/kg)【答案】减小【详解】[1]由知道,该风机所受的重力约为[2]该起重机配有多组大而宽的轮胎,是为了在压力一定时,通过增大接触面积减小压强。【基础强化】1.如图所示,复兴号高铁车厢里的座椅靠背充满人文关怀,下列描述正确的是()A.靠背贴合人体曲线,可减小靠背对乘客的压强B.靠背贴合人体曲线,可增大靠背对乘客的压力C.高铁启动时,靠背的作用是防止乘客前倾D.高铁进站时,靠背的作用是防止乘客后仰【答案】A【详解】AD.靠背贴合人体曲线,增大了人体与靠背的接触面积,根据可知,可以减小靠背对乘客的压强,并不能增大靠背对乘客的压力,故A正确,D错误;B.高铁启动时,乘客由于惯性要保持原来的静止状态,因此乘客会后仰,靠背的作用是防止乘客后仰,故B错误;C.高铁进站时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态,因此乘客会前倾,保险带的作用是防止乘客前倾,而靠背不起保护作用,故C错误。故选A。2.在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。如图事例中对压强的要求和改变方式与其它不同的是()A.图甲坦克通过履带与地面接触B.图乙单钢轮压路机有较重的圆柱形前轮C.图丙铁轨下铺设枕木D.图丁车厢座椅用软质材料包裹【答案】B【详解】A.坦克通过履带与地面接触,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;B.单钢轮压路机有较重的前轮,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强;C.图丙铁轨下铺设枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;D.图丁车厢座椅用软质材料包裹,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。对压强的要求和改变方式与其它不同的是B,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。3.甲、乙两种物质的质量和体积的关系如图所示,用甲、乙两种物质分别制成a、b两个实心正方体,a的棱长是b的棱长的2倍,把它们放在水平地面上,则a、b两物体对水平地面的压强之比为()A. B. C. D.【答案】C【详解】由图可知,当ma=4g时,Va=2cm3,当mb=8g时,Vb=1cm3,则a、b两种物质的密度分别为则正方体对水平地面的压强a的棱长是b的棱长的2倍,则a、b两物体的棱长之比为2∶1,把它们平放在水平地面上时,它们对水平地面的压强之比故C符合题意,ABD不符合题意故选C。4.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,桌面面积为;物体乙重,下表面的面积为。下列说法正确的是(
)A.乙对甲的压力就是乙受到的重力B.甲受到的重力和海绵对甲的支持力是一对平衡力C.甲对海绵的压强大小为D.乙对甲的压强大小为【答案】C【详解】A.压力是垂直作用在物体表面上的力,重力是指由于地球的吸引而产生的力,二力产生原因和方向不同,乙对甲的压力不是乙受到的重力,故A错误;B.甲受到的重力和海绵对甲的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;CD.甲对海绵的压强乙对甲的压强大小为故C正确,D错误。故选C。5.如图所示,是同学们所画的几种情景下的受力示意图,其中正确的是()A.图甲:物体对斜面的压力示意图B.图乙:物块离开弹簧沿斜面向上运动过程中示意图C.图丙:固定在轻杆上的小球A静止时的示意图D.图丁:在光滑的水平面上匀速直线运动的物体的示意图【答案】D【详解】A.物体对斜面的压力作用点应该在斜面上,方向垂直斜面向下,而图中力的作用点在物体的重心上,故A错误;B.物块离开弹簧沿斜面向上运动过程中受重力、支持力和沿斜面向下的摩擦力三个力,从物块重心分别作竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和平行于斜面向下的摩擦力,故B错误;C.利用轻杆将小球固定在小车上,整体静止在水平面上,小球处于静止状态,受力平衡,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,作用点在球的中心,而图中支持力方向错误,故C错误;D.物体在光滑的水平面上向右做匀速直线运动,则不受摩擦力作用;物体受重力和水平面给它的支持力,并且这两个力大小相等、方向相反,是一对平衡力,过物体重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用和表示,作图时注意两条线段长度要相等,故D正确。故选D。6.如图所示,水平桌面上有一长为L,质量分布均匀的木块M,右端与桌边对齐,在水平力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边(未掉下桌面),在此过程中,下列说法正确的是()A.M对桌面的压强变大,摩擦力不变 B.M对桌面的压强变大,摩擦力变小C.M对桌面的压强变小,压力不变 D.M对桌面的压强变大,压力变小【答案】A【详解】在此过程中,木板对桌面的压力始终等于重力,压力不变,受力面积变小,故压强变大;因为压力和接触面的粗糙程度均不变,故摩擦力不变,故BCD错误,A正确。故选A。7.如图所示,用拇指和食指按压一支铅笔的两端,拇指和食指受到的压力分别为和,受到的压强分别为和,则,(两空选填“>”“<”或“=”);若,笔尖的面积为,则Pa。【答案】=<2×106【详解】[1]拇指和食指对铅笔的作用力是一对平衡力,大小相等,由于物体间力的作用是相互的,相互作用力大小相等,所以拇指和食指受到的铅笔的压力大小也相等,即。[2]两手指受到的压力相等,拇指与铅笔的接触面积大于食指与铅笔的接触面积,根据公式可知,大拇指受到的压强小于食指受到的压强,即。[3]食指受到的压强为8.如图所示,在水平桌面上,有质量相同、底面积相同、形状不同的两个容器甲、乙内分别装有质量相同的水。两个容器中,水对容器底部的压力,两个容器对桌面的压强(选填“>”、“=”或“<”)。【答案】>=【详解】[1]依题意得,容器中水的质量相同,由得,容器内水的重力相同,甲容器水对容器底部的压力大于水的重力,乙容器水对容器底部的压力小于水的重力,则水对容器底部的压力[2]两容器质量相同,容器中水的质量相同,则容器的总质量相同,由得,容器的总重力相同,两容器的底面积相同,则容器对桌面的受力面积相同,由得,两个容器对桌面的压强相等,即9.缝衣针的表面磨的光滑是为了减小,针尖磨的很尖是为了增大。机器转动部分装有滚珠轴承,是为了变滑动摩擦为滚动摩擦来摩擦。【答案】摩擦压强减小【详解】[1]缝衣针的表面磨得的光滑发亮,这是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的。[2]针尖磨的很尖是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。[3]当其他条件相同时,滚动摩擦小于滑动摩擦,在机器的转动部分装有滚珠轴承,它可以变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦。10.如图,质量为1kg的砝码静止在手指上,两者的接触面积为1cm2,则手指所受的压力大小为N,手指所受的压强大小为pa。【答案】10【详解】[1]手指所受的压力大小为[2]手指所受的压强大小为【能力培优】11.如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等。物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为和.物体A的底面积为,物体B的底面积为.下列说法中正确的是(
)①
②
③
④A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【答案】C【详解】由题意可知即又物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,可知因为物体A重5N,B重40N,故可知,故ABD错误,C正确。故选C。12.如图所示,放在水平地面上质量相等的甲、乙两个实心均匀正方体物块,体积分别为V甲、V乙,边长之比为3:2。现分别沿竖直方向将甲、乙两个物块均切去0.5V乙的体积。甲、乙两个物块剩余部分对地面压强为p甲和p乙对地面的压力为F甲和F乙。则p甲:P乙和F甲:F乙为(
)A.4:9
46:27 B.2:3
3:2 C.4:9
14:9 D.16:27
3:2【答案】A【详解】据可知,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块的重力相等,根据F=G可知甲、乙对地面的压力相等,即甲与乙的边长之比为3:2,则甲、乙和地面的接触面积之比为则甲、乙对地面的压强之比根据所以正方体物块对地面的压强与正方体的密度、高度有关,与正方体的体积无关,所以,沿竖直方向将甲、乙两个物块均切去的体积后,甲、乙对地面的压强不变,即甲、乙两个物块剩余部分对地面压强之比甲、乙的体积之比乙的密度之比现分别沿竖直方向将甲、乙两个物块均切去的体积,甲、乙剩余部分的体积之比故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。13.如图甲,质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则正方体B的边长为cm;正方体B的密度为。(g取10N/kg)【答案】10600【详解】[1]由图乙可知,当h=10cm时,B剩余部分对水平桌面的压强为0,说明B被完全截取,则正方体B的高度为即为正方体B的边长。[2]由图乙可知,当截取高度为0时,B对水平桌面的压强为600Pa,B为质量分布均匀的实心正方体,根据可得,正方体B的密度为14.如图甲是边长为10cm的均匀正方体,重力为27N,放在水平桌面中央,正方体对桌面的压强为Pa;若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且剩余部分b重为a重的1.5倍,如图乙所示,则此时a和b对地面的压强之比pa:pb=。【答案】27005︰3【详解】[1]均匀正方体的体积为V=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3正方体的质量为正方体的密度为a对地面的压强为[2]均匀正方体的面积为S=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2由“若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且剩余部分b重为a重的1.5倍”可得1.5Ga+Ga=27N解得Ga=10.8N,则Gb=16.2N,b对地面的压力等于重力,即Fb=Gb=16.2Nb对地面的压强为则此时a和b对地面的压强之比为pa:pb=2.7×103Pa:1.62×103Pa=5:315.小明用质地均匀、桌面为长方体的小桌,质量相等的重物(若干),海绵和水等器材进行探究“影响压力作用的效果”的实验。(1)本实验可以通过观察来比较压力作用效果的大小。(2)若要探究压力作用效果与受力面积的关系,应选择图中的(选填“甲”“乙”或“丙”)两次实验。(3)通
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