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初二物理压强典型例题解析
例1一块砖,平放、侧放、立放在水平地面上(如图
(
).
1—4—1),关于砖对地面的压
力和压强的说法中正确的是
图1—4—1
A.平放时压力最大,压强最小B.侧放时压力最小,压强最大
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C.立放时压力最大,压强也最大D.三种放法压力一样大,立放压强最大讲解
紧扣压强概念,当压力一定时(均为砖重
G),则接触面积最小时(砖立放的情
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况),压强为最大.故正确答案为
注意
D.
砖被放在水平面上,所以砖对水平地面的
讨论此题型时要注意题目给出的条件,
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压力由重力产生,而砖的重力不因其放法的不同改变,所以砖对地面的压力不变,而对地面
的压强,在压力一定的情况下与受力面积有关,立放时的接触面积比平放、立放压强最大.
例2
侧放都小,所以
如图1—4—2所示,烧瓶中的水停止沸腾后,若从烧瓶中往外抽气,会看到水
(
).
又沸腾起来,这是由于
1
图1—4—2
A.气压升高,水温升高C.气压降低,水的沸点降低讲解注意
B.气压降低,水温升高D.气压升高,水的沸点降低
C.
而沸点的高低
根据水的沸点与气压的关系,正确答案为
本题目只要搞清楚,从密闭烧瓶中往外抽气时可使瓶内气压降低,
与大气压有关,如果气压降低,沸点就降低,所以停止沸腾的水又重新沸腾.
例3
已知图钉帽的面积是
1厘米
2
,图钉尖的面积是5×10
-4
厘米
2
,手指对图钉帽
的压力是20牛,那么图钉尖对墙的压强p2是手对图钉帽的压强
p1的________倍.
讲解由于p1=
FS1
=
20牛1厘米
2
p2=
FS1
=
20牛
4
510厘米
2
所以p1∶p2=
20牛510厘米
4
2
∶
20牛1厘米
2
=2000∶1
即p2=2000 p1填2000 注意
该题说明两个问题:
①图钉尖面积特别小,
加在钉帽上一个较小的压力,
就可以
得到一个很大的压强;②固体可以大小不变地传递压力,而不一定能大小不变地传递压强,压强与受力面积有关.
例4 一个棱长为0.2米,重为200牛顿的正方体物块,放在1米
2
2
的正方形水平桌面
上,该正方体物块对桌面的压强是________帕.
讲解物块对桌面的压强
Gp==
S1S物
F
3
所以p=
200牛0.20.2米
2
=5×10帕
注意本题主要考查了对压强的定义式的理解.物块放在水平桌面上,压力由重力产生,
受力面积为接触面积,即物块的底面积,不能由桌面面积决定.
例5 如图1—4—3所示,两长方体
A和B叠放在水平地面上,A受重力10牛,B
受重力30牛,已知A对B的压强与B对地面的压强之比为为________.
3∶2,则A与B的底面积之比
图1—4—3
讲解
由题意pA=
GASA
=
10牛SA
=
pB=
GA
SB
∶
GB10牛SB
所以SA∶SB=
10pA
40pB
将pA∶pB=3∶2代入
得SA∶SB=1∶6 注意
在求物体B对地面压强时,当心别在压力
FB中漏掉物体A的重力:FB=GB+
GA.
例6
图1—4—4是演示“液体内部的压强”的实验示意图,将图(
________________.
a)和图(b)相
比较,说明在液体内部:
3
(a)(b)(c)
图1—4—4
将图(a)和图(c)相比较,说明在液体内部:讲解
________________.
a)图和
对比(a)图和(b)图得出同一深度处各个方向的压强都相等;对比(
(c)图得出“压强随深度的增加而增大”.
注意
该实验题主要考查了学生的观察能力和分析能力.
观察实验现象时,要兼顾金属
盒上的橡皮膜的放法和U形管的高度差,才能分析出它所反映的物理规律.在做题时容易
a)、(b)两图的
出现的问题是,学生观察到现象了,但不会叙述结论,而简单地答成(
高度差相同,(a)、(c)两图的高度差不同,这是现象而不是结论.所以明确物理现象,要正确地得出结论,表达也是很重要的.
例7 (
在海拔几千米的高原上煮鸡蛋,水沸腾了很长时间,鸡蛋总是不熟,其原因是).
A.大气压强小,水的沸点低B.高原上气压太低了C.炉火的温度低D.水沸腾的时间太长了讲解
离地面越高,大气压强越小.一切液体的沸点,随气压减小而降低,气压增大而
1千米处约为
升高.大气压随着高度增加而减小,所以水的沸点随高度增加而降低.海拔
97℃,3千米处约为91℃,6千米处约为80℃,9千米处约为70℃.在海拔8848米的珠
4
穆朗玛峰顶大约在
注意
72℃水就沸腾了.所以选项A是正确的.
越高,大气压随高度增晴天的大气压比阴天
大气压随高度的增加而减小,但减小的过程是不均匀的,
加而减小得越慢;同一地点大气压强还随气象情况和季节不同而变化.高一些,冬天的大气压比夏天高一些.
例8
用来测定大气压的仪器是
(
).
A.托里拆利实验C.马德堡半球实验讲解
B.气压计 D.无液气压计
常用的气压计有水银气压计和金属盒气压计也
马德堡半球的实验是证明大气压存在
用来测定大气压的仪器叫气压计.
叫无液气压计.托里拆利实验是测定大气压值的实验,的实验.这道题选项
注意
B是正确的
大气压的值并不是固定不变的,随着离地面高度的增加,大气压的值明显的降
12米,大气压降低
133帕(1毫
低.在海拔2 000米以内,我们可以近似地认为,每升高米水银柱).利用大气压随高度变化的规律,度计,它是航空、登山必不可少的仪器.
例9(
).讲解
水泵在起动前,先往泵壳里灌满水,起动后,
同时被甩入出水管中,
在无液气压计的刻度盘上标上高度就构成了高
如图1—4—5所示为四个描述离心泵工作原理的示意图,其中正确的是
叶轮在电动机带动下高速旋转,泵这时叶轮附近压强减小,D是正确的.
大气压迫使
壳里的水也随着叶轮高速旋转,
低处的水进入泵壳中而把水从低处抽到高处.所以选项
5
A B C D
图1—4—5
注意
抽水机里的压强小于外面的大气压,
大气压使低处的水进入抽水机,
从而实现了
利用大气压把水从低处抽到高处.
例10
如图1—4—6所示,甲、乙、丙三个容器(容器重忽略不计)底面积都相同、
高度也相同,如果三个容器都装有同种液体,求:
图1—4—6
(1)哪个容器受到液体的压强和压力最大(2)哪个容器对桌面的压强和压力最大讲解
?
=
=
,如图所示
=
?
(1)由于甲、乙、丙三个容器内装有同种液体,则
甲乙丙
容器装的液体深度相同
=
.
h
甲=
h
乙=
h
丙.根据
p=gh,液体对容器底的压强相等即
甲
乙丙
由于三个容器的底面积相同底的压力相等
S甲=S乙=S丙,根据p=
FS
,得F=pS,所以液体对容器
F甲=F乙=F丙.
(2)容器对桌面的压力等于容器重力和容器内液体的重力之和.如图所示甲、乙、丙三个容器中装有的液体重器对水平桌面的压力最大(根据p=
注意
G甲<G乙<G丙,由题意可知容器对桌面的压力F′甲<F′乙<F′丙).由于三个容器的底面积相等
F′=G,所以丙容S甲=S乙=S丙,
FS
得出丙容器对水平桌面的压强最大.
在这道题的分析和解答中能够体会到液体的压强只与液体的密度和深长有关,
大小等无关.而液体的压力则与液体的压强、
6
与
受力面积
液体的总重、盛装液体容器的形状、
有关,与容器内的液体重力无关.容器对桌面的压力和压强可以从容器的整体分析得出.例11精析
如图1—4—7(a),物体A放在斜面上,画出此题考查学生是否明确压力的受力物体,
A对斜面的压力示意图.
还考查
考查压力大小并不总等于重力,
压力的方向.
(a)(b)
图1—4—7
如图l—4—14(b),压力的作用点在斜面上,且方向垂直于斜面,在大小和方向上都与重力不同.
注意:当物体放在水平面上,且处于静止状态时,压力大小到的.
但往墙上按图钉时,物体的重力.
例12
(温州市中考试题)下列四个事例中,用于增大压强的是
B.铁轨铺在枕木上D.把刀刃磨薄
(
)
手对图钉的压力;擦黑板时,板擦对黑板的压力大小一般都不等于
F=G,这种情况是经常遇
A.推土机上安装两条履带C.用滑雪板滑雪精析
在上述实例中,都是通过改变受力面积来改变压强题目要求找到增大压强的例
子,而减小受力面积可以增大压所以,把刀刃磨薄增大了压强.
答案例13
D
如图1—4—8,指出各图中
A、B、C、D四个点的深度.
7
(a)(b)
(c)图1—4—8
精析答案
只有正确找出液体中某点的深度,才能正确地计出压强.
hA=(50—20)cm=30cm hB=40cm
hC=(50—20)cm=30cm hD=50cm
例14(北京市中考试题)如图1—4—9所示的试管内装有一定量的水,当试管竖直
放置时,水对管底的压强为小,则
(
)
p1;当管倾斜放置时,水对管底的压强为
p2,比较p1、p2的大
图1—4—9 (a)
A.p1>p2
B.p1<p2
8
(b)
C.p1=p2精析
D.条件不足,无法判断
a)(b)比较,试管
此题考查深度变化对压强的影响.当管倾斜放置后,图(
中液体的长度没有变化,但深度变为管底压强减小.
答案例15
A
h2,h2<hl,根据=液gh,水的密度没变,水对
甲、乙两个等高的柱形容器,它们的底面积之比为2∶1,且都装满了水,若两
个容器的水面上分别浮着质量比为比为
(A.1∶2 精析
)
B.1∶1
1∶3的两个木块,则甲、乙两个容器底部受到的压强之
C.2∶3 D.1∶6
容器中装满水,水的深度为h.容器的水面上漂浮木块后,容器中水的深度仍为
1∶1.
装满水时的深度
答案
B
h.所以甲、乙两个容底部的压强之比为
例16 (重庆市中考试题)甲、乙两个长方体,由不同材料制成.其底面积分别为
甲∶
2
2S甲=40cm,S乙=30cm,高度之比h
h乙=3∶2,密度之比甲∶乙=3∶1.
如图1—4—10所示,把甲放在水平桌面上,乙放在甲上,水平桌面受到的压强为7000Pa.把乙取下放在水平桌面上静止不动时,桌面对乙的支持力为多少牛
?
图1—4—10
精析解
叠放体对水平桌面的压力为设:水平桌面受到的压强为
G甲+G乙.p
9
甲对桌面压力
F=pS甲=7000Pa×40×10
-4
m=28N
2
F=G甲+G乙=28N
甲、乙重力之比
G甲G乙
=
m甲gm乙g
=
甲乙
V甲V乙
32
=
甲乙
h甲S甲h乙S乙
=
340cm330cm
22
=
61
代入①式,解得G甲=24N,G乙=4N
乙单独放在水平桌面上,支持力答案例17
桌面对乙的支持力为
4N
N=G乙=4N.
(北京市中考试题)如图1—4—11所示.将底面积为45N,深40cm的水.
100cm,重为5N的
2
容器放在水平桌面上,容器内装有重
求:(1)距容器底10cm的A处水的压强.(2)容器对水平桌面压强.(
g取10N/kg)
图1—4—11
精析
此题考查学生是否会利用液体压强公式进行计算,
是否能区别液体对容器底面的
压力和液体重力.
已知:S=100cm
2
=0.01cm
2
,G水=45N,h1=40cm=0.4m,h2=10cm=0.1m,
G容器=5N
求:pA、p′解
(1)pA=
水
gh=
水
gh(h1-h2)
10
=1.0×10kg/m=3×10Pa
3
33
×10N/kg×(0.4m-0.1m)
(2)p′=
FS
=
G水G容器S
=
45N5N
2
0.01m
=5×10Pa
3
答案例18
水中A处压强为3×10Pa,容器对桌面压强为(北京市中考试题)如图
3
5×10Pa
3
1—4—12所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地
(
)
面上.它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是
甲乙
图1—4—12
A.甲的密度大,甲受到的重力小B.甲的密度小,甲受到的重力小C.甲的密度小,甲受到的重力大D.甲的密度大,甲受到的重力大精析示柱体.
它们对地面的压强相等:
甲
柱体对水平地面的压强p=
FS
=
GS
=
gShS
=gh,其中h表示柱体高,表
p
甲=
p
乙,
gh甲=
乙
gh乙,∵h甲=h
乙
∴甲>乙.
比较甲、乙的重力G甲和G乙.如果直接从G=gV去分析,甲>乙,而V甲>V
乙.不易得到结论.∵从甲=乙,得
G甲S甲
=
G乙S乙
11
∵S甲>S乙答案例19
A
∴G甲>G乙
(北京市中考试题)甲、乙两个正方体放在水平桌面上.它们对桌面的压强相
9∶4,则甲、乙的密度之比为
B.3∶2
C.1∶1
(
)
等,压力之比为
A.2∶3 精析
D.4∶9
物体对桌面的压强p=
FS
.对水平桌面的压力F=G,而重力G=mg=gV,
通过几个公式,将压强、压力、重力、密度联系起来了.
解法1由p甲=p乙可写出
F甲S甲
=
F乙S乙
S甲S乙
=
F甲F乙
=
94
∵正方体:
S甲S乙
ab
=
ab
22
=
94
∴甲、乙边长=
32
,甲、乙体积比:
V甲V乙
=
=
ab
×
33
=
27823
甲乙
=
m甲/V甲m甲/V乙
=
G甲G乙
×
V乙V甲
=
F甲F乙
p=
×
V乙V甲
=
94
827
=
解法2由
甲乙
甲=
正方体对水平桌面压强
乙,可写出
FS
乙
固
gh(h为高,也是边长)
甲
gh甲=gh
乙
=
h甲h乙
A
=
ab
=
32
(a、b分别为甲、乙边长)
答案例20
(北京西城区模拟题)如图1—4—13所示,A和B是用同一种材料制成的正
方体,它们的边长分别为
LA和LB,且LB=2LA.将物块A放在物块B的上面的.物块B对地面的压强是
9×10Pa,则A对B的压强是
3
B放在水平地面上.已知()
12
图1—4—13
A.1×103
Pa B.1.8×103
Pa C.4.5×103 Pa D.4×103
Pa
精析
这道题实际上求
A对B的压强pA和B对地面的压强强,根据p=
FS
,先要求出压力比和受力面积
S之比.
解已知:边长
LB2L=
A=B=
A
1
,同材料2正方体的底面积之比:
sB4s=
LB2
=
ALA
1
V3正方体的体积之比:
BLBV=
A
L3
=
8A
1
B和A重力比:
GB=
gVB8GA
gV=
A
1
A对B的压力和B对地面的压力比:
FAF=GAG=11
BAGB
18=
9A对B的压力和B对地面的压强比:
pAFAp=
FA/SA·
sBB
FB/S=
B
F×
4Bs=
1A
9
1
=
49
∵p3
B=9×10Pa ∴p43 A=9
×9×10Pa=4×103
Pa
答案D
例21
(北京市中考试题)有两个用同种材料制成的圆柱体
13
pB之比.要正确地求出压
A和B,A的高度是B的
高度的3倍,将A竖直放在水平地面上,对地面的压强与
B竖直放在A上,如图14-21(a)所示,这时A
B对A的压强之比为3∶1.若将A、B倒置后,仍放在水平面上,如图1-4-21
(
)
(b)所示,则A对B的压强与B对水平面的压强之比是
(a)(b)
图1—4—14
A.1∶3 精析
B.1∶2
C.4∶1
D.1∶1
而应该先把压力比和受力面积比求出
求叠加体的压强比,不要急于列综合算式,
来.当压力和物重有关时,可以先把物体的重力比求出来.
解
A和B同材料:
A=B=,高度比
hAhB
=
31
FA,则
图(a)中,B对A的压力为FB,A对地面的压力为
FAFB
=
GBGB
GB
=
pBSApASA
GBGB
GB
=
pBpA
=
=
13
可求得:
GBGA
=
12
∵
GBGAsBsA
VBVA
12
×
=
SBhBSAhA
12
×
=
1232
pB′之比:
∴=
hAhB
=
31
=
图(b)中,A对B的压强pA′和B对地面的压强
14
FA
pApB
=
SAFBFB
=
GAGA
GB
×
sBsA
=
22
1
×
32
=
11
答案例22
D
(北京市中考试题)甲、乙两支完全相同的试管,内装质量相等的液体,甲管
1—4—15所示.设液体对两管底的压强分
竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,如图别为p
甲和
p乙,则p甲________ p乙(填“大于”、“等于”或“小于”)
图1—4—15
精析
计算液体的压强应从公式
p=
液
gh去分析.液体的密度和所求位置的液体深
度是决定液体压强的两个关键量.
解
比较甲、乙两试管底,液体的深度均为
h.再比较液体的密度.从图中看
甲>
乙.
V甲<V
乙,又因为m甲=m
液
乙,所以根据=
mV
,得
又∴p=答案
大于
gh∴p甲>p乙.
例23 如图1—4—16,甲和乙是底面积相同的容器,其中都装有深度相同的水,
(
);(2)比较水对容器底面的压力
(
);
(1)比较水对容器底的压强(3)比较其中
所装水的重力重)
(
);(4)比较装水容器对桌面的压强().(不计容器
15
甲乙
图1—4—16
精析
依据液体压强公式和
液
F=pS来比较压强和压强力.
水和
(1)p=∴
gh,甲、乙中h相同,
p甲=p
乙
(2)水对容器底的压力:∴
F=pS,甲、乙中p和S相同,
F甲=F乙
水
(3)水的重力:G=mg=注意
Vg,∵V甲>V乙,G甲>G乙
F甲=pS=
水<
液
gh·S
∵hS<V甲
∴分析得F甲<G
甲,
G甲=V
甲
S
图甲:F甲<G甲,图乙:F甲=G乙.∴G甲<G乙.
(4)对桌面压力为F′=G水+G容器=G水(不计容器重)
对桌面压强p甲′=
F甲S
=
G甲水S
G乙水F乙
p乙′==
SS
∴p
甲′>乙′
∵G
甲水
>G乙水
p
例24如图1—4—17所示,M为固定在铁架台上两端开口的梯形管,N为轻质塑
N压掉;
料片,被水槽中水托住,并封住下端开口.若向若不注入水,而是将质量是
M几慢慢注入1kg的水正好能将
1kg的金属块轻轻地放在
16
N上,则N将________被压掉.(填
“会”或“不会”)
图1—4—17
精析
如图梯形管,装入
1kg水,水的重力为
G=mg=10N(g取10N/kg),而水
对塑料片的压力F>10N,塑料片N刚好被压掉.
若放上1kg金属块,对“N”的压力F′=10N<F∴N不会被压掉.答案例25
不会
已知外界大气压为标准大气压,如图
1—4—18所示的托里拆利实验装置中,
管内水银上方为真空,则管内A点的压强为________,槽内B点的压强为________.强为
________,槽内B点的压强为________.
图1—4—18
精析解
大气的压强仍可以从液体压强的公式进行分析.管内水银面上方是真空,
表示汞
A点的压强是由A以上的水银柱产生的.
∴pA=10cm Hg
cm Hg也可以作为压强的单位.
17
B点在水银槽下2cm深处,B处的压强是大气压和
答案
2cm水银柱共同产生的压强.
A处压强为10cm Hg, B处压强78cm Hg
例26如果有一个两端开口的玻璃管,在它的上端蒙上一层橡皮膜,灌水后,用手堵住开口端倒过来插入水槽中,如图是凹进去的?
l—4—19所示,放手后,橡皮膜形状是平的
?凸起的还
图1—4—19
精析解
从橡皮膜上、下表面受的压强去分析.膜的下表面受到水对它向上的压强,大小为
p1=p0—
p0.
水
gh(p0为大气压,h为
水柱高).膜的上表面受到天气对它向下的压强,大小为
比较p0和p1,可得p0>p1.
橡皮膜从外向下凹进去.这个结果也可以通过实验检验.思考
(1)此时若在管内与管外液面相平处划出一个小液片,
?
液片是怎样达到平衡的?
(2)橡皮膜凹进的程度跟管内液柱高有什么样的关系例27 (北京)在水平面上竖直立着3,对地面的压强分别为
A、B两具实心圆柱体,它们的底面积之比是2∶
pA和pB,且pA∶pB=1∶3.把叠放在B上后,B对地面的压强为
).
C.2∶9
D.9∶2
pB′,则pB与pB′之比是(
A.11∶9
B.9∶11
18
精析因为在水平面上,所以FA=GA,FB=GB,根据p=
FS
,SA∶SB=2∶3,
GAGB
=
FAFB
=
PASAPBSB
=
1233
=
29
,GA=
29
GB,当把A叠放在B上后,B对地面的压力FB′=GA+
GB=
29
GB+GB=
119
GB,则pB∶pB′=
FBSB
∶
FBSB
=FB∶FB′=GB∶
119
GB=9∶11,选项B
正确.
注意
根据公式p=
FS
可知,压强p是由压力的大小和受力面积的大小决定的,而压
力是因物体间的相互作用而产生的,把和B受到的重力的合力,即=F合B=FA+GB=GA+GB.
例28 (福建福州)
A叠放在B上,则B对地面的压力是A对B的压力
FB′
B物体所受的向下的合力F合B产生的对水平地面的压力
下表是某同学做“研究液体的压强”实验时所测得的部分数据记
________增加而增大;(2)实验次数1、2、
录.(1)实验次数l、4、5说明:水的压强随3说明:在同一深度,水向各个方向的
________.
水
实验次数
深度(厘米)
橡皮膜
压强计左右液面
方
向
高度差(厘米)
1 2 3 4 5
精析
3 3 3 6 9
朝上朝下朝侧面朝上朝上
2.6 2.6 2.6 5.4 8.2
3
由实验数据记录可以观察到,第1、4、5次实验,橡皮膜在液体内部的深度由
19
厘米、6厘米增加到9厘米,压强计的U形管两边的液面高度差由2.6厘米、5.4厘米增加1、2、3次实验,橡
所
到8.2厘米,即压强增大,所以水的压强随深度的增加而增大.由第皮膜所在液体的深度都是
3厘米处,可以得出:在同一深度,水向各个方向的压强相等.
以这道题的答案是:深度;压强相等.
注意
通过实验得出液体的压强特点:
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)液体的压强随深度增加而增大;
(3)在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同的液体的压强还跟液体的密度有关系.例29 (内蒙古呼和浩特)________________________.
精析
容器侧壁的孔是橡皮膜封住的,
在没有倒入水的时候是平的,
当向容器内倒进一这道题的答案是:
如图1—4—20所示,容器中有液体,凸出的橡皮膜表明
定量的水时,橡皮膜向外凸出,凸出的橡皮膜表明水对容器的侧壁有压强.液体对容器侧壁有压强。
图1—4—20
注意
固体由于受到重力作用,对支承它的物体有压强.申于液体也受到重力的作用,
又易流动,所以在液体内部有压强,
对阻碍它流散开的容器壁也
同时液体没有固定的形状,有压强.
20
例30(天津)如图1—4—21所示,为一个梯形容器的纵截面,两侧壁高度分别为
的液体,则容器底部所受液体的压强为
(
a
).
和b,从开口c处向容器内注满密度为
A.C.
g(a2
gb
b)
B.D.
g(a2
b)
ga
图1—4—21
精析
液体内部的压强公式
p=gh,这里的h是的指由液面算起至液体中某个位置
gb.正确答案为C.
但产生的
的深度.本题的液面在“
注意
c处”,故容器底部所受液体的压强应为
深度相同,形状不同的容器装满同一种液体,对底面产生的压强相等,
压力可能不同;压力的大小与底面积的大小成正比.
例31 (重庆)有一边长为0.1米的正方体金属块,米
2
质量为15千克,放在面积为0.5
水平桌面的(g=10牛/千克).求:
? ?
(1)金属块对桌面的压力多大(2)金属块对桌面的压强多大精析
(1)因正方体金属块放在水平..桌面上,故压力在大小上等于金属块的重力,即
150牛4
F=G=mg=15千克×10牛/千克=150牛.(2)p===1.5×10帕.
S0.1米0.1米
F
注意
该题中“水平桌面”这个条件很关键.如果桌面不水平而是倾斜的,那么,金属
块对桌面的压力将小于重力了,计算起来要复杂些.
例32 (北京)
甲、乙两支完全相同的试管,内装质量相等的液体,甲管竖直放置,
1—4—3所示.设液体对两试管底的压强分别为
21
乙管倾斜放置,两管液面相平,如图
p
甲
和p乙,则p甲________ 乙.(填“大于”、“等于”或“小于”)p
精析因为液体压强p=gh,如图所示深度h相同,体积V
田>
乙,这道题的答案是“大于”.
甲 mV ,所以密度 甲乙 图1—4—22 注意 液体产生的压强仅与液体的密度大利 和深度 h(指有效深度而不是液柱的长 度)有关,与液体的重(质)量和体积无关. 例33 (陕西西安) 把装满水的量筒,口朝下浸没在水中,如图 ( ). 1—4—23所示,抓 住筒底向上提,在筒口离开水面前,量筒露出水面部分 A.充满水C.没有水 B.有水,但不满D.依次出现上述过程 图1—4—23 精析 量筒内装满水向上提起筒时,在筒口没有离开水面前,筒内水面上方没有空气, 而筒外的水面上方的大气压强支持着筒内的水柱, 所 是真空,量筒内水面上方的压强为零.以筒内仍充满水.所以选项 注意 A是正确的. 13.6倍,根据公式样 22 由于水银的密度是水密度 =pgh可知,高达十多米的水 柱才能与76厘米水银柱产生的压强相等.大气压强大约能托起我们为什么用水银而不用水做托里拆利实验的原因. 10米多高的水柱.这就是 例34 (河南)如图1—4—24所示,将一只试管装满水银后倒插在水银槽中,高出水银面 20厘米,在标准大气压下管外水银面上受到的大气压强等于 ________现象. l标准大气压等于 管顶 ________帕,若在 试管顶部开一个小孔,将看到 精析 760毫米水银柱的大气压强叫做标准大气压,1.01×10帕.当 3 在试管顶部开一个小孔,管内外水银面都受到大气压的作用,成了连通器,根据连通器的原 1.01×10;管 5 理,管中水银会流入水银槽内,管内外水银面相平,所以这道题的答案是:中水银流入水银槽内. 图1—4—24 注意 试管内充满水银时,试管顶受到的压强 p是大气压强p0减去管内水银柱的压强 水银会从小孔喷出去, p柱,即p=p0-p柱.有的同学就会错误地认为当管顶开一个小孔时, 这是没有考虑到此时大气压强也作用于小孔的缘故. 例35 (北京)如图 1—4—25(甲)所示,两个实心的长方体 ρA∶ρB=2∶1,底面积之比 A、B叠放在一起后,SA∶SB=1∶4,它们的 放在水平地面上.已知它们的密度之比 高度之比hA∶hB=2∶3,B对地面的压强为pB.若把B叠放在A的上面,如图(乙)所示, B的下表面的 B对A的压强为pB′.甲图中,A放在B的。乙图中,A的上表面仍位于 .则pB∶pB′为( A.1∶2 ). C.3∶2 23 B.4∶1 D.1∶3 甲乙 图1—4—25 精析 该题先要把两个压强的表达式列出来,用统一的量代换后再去比,列式时要 B 对地面的压强是A、B共同产生的.即 pB= (mAmB)gSB = ( A SAhA SB B SBhB) (2 = 1 B 4 SB 23 hBSB B SBhB)g =( 13 ρBhB+ρB·hB)g = 43 ρBhBg p′B= mBgSA = B hBgSBSA = B hBgSB =4ρBhBg 1SB4 所以PB∶PB′=1∶3 故选D.注意 本题较难,主要表现在题目不是直接给出 A、B物体的质量关系,而是给出了密 度、底面积、高度的比,比较繁杂,容易出错;其次是求的压强比不是对同一支持面的压强,而是B对地的压强,B对压强.这就要求同学仔细审题,不能搞错对象. 例36 (辽宁大连) 如图1—4—26所示,两个玻璃容器分别装有不同的液体,能否 只用刻度尺和压强计比较出这两种液体的密度大小,请你写出实验过程和结论. 精析 实验过程:把压强计的金属盒分别放在容器的液体内同一深度 (用刻度尺测量出) 处,观察U型管内液面的高度差. 24 高度差越大,金属盒所在液体的密度就越大. 图1—4—26 注意 该实验题比较灵活.它脱离教材的分组实验, 要求学生综合运用所学的知识来设 计实验.如何运用刻度尺和压强计完成实验的突破口是把握液体内部压强由液体密度和学度决定,即p=ρgh.所以用刻度尺可测深度,当深度一定时,压强和密度有关.因此用压强计可测试出在同一深度的压强大小,大的密度也大. 例37 (山东)一钢精水壶的质量为 -3 3 那么两容器中液体密度大小就比较出来了,那就是压强 1千克,平面壶底的直径和壶的深度均为20厘 米,容积为4×10米,壶中装满水置于水平桌面上.(取g=10牛/千克)求: (1)水对壶底的压强;p1=gh=1×10×10×0.2 3 3 =2×10(帕) (2)水的质量m =4(千克)壶底对桌面的压力 水= 水 V=1.0×10×4×10 3-3 F=mg=(m水+m壶)g =(4+1)×10=50(牛) 壶底对桌面的压强p2= FS = 50牛3.1410米 2 2 ≈1.6×10(帕) 注意 该题目综合考查了液体压强和固体压强的计算. 液体压强的大小只跟液体密度和 3 深度有关,与液体的质量和容器形状无关,由 p= 25 gh决定.而固体的压强由压强定义式 p= FS ,求壶度对桌面的压强是壶加水的重力产生的,所以F=mg,p= mgS . 例38 (四川)一油库装煤油的油罐中盛有个半径为2厘米的圆形漏油孔,求: (1)煤油对罐底的压强多大? 4米深的煤油,在距底部0.5米处发现有一 (2)小孔处煤油的压强多大?要想堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力?(煤油密度p=0.8×10千克/米,取g=10牛/千克)精析所以 (1)由p= 3 3 gh p底= 煤油 gh1 3 =0.8×10千克/米×10牛/千克×4米=3.2×10帕 (2)小孔的面积 =1.25×10 S=πR=3.14×(0.02米) -3 2 2 4 3 米 2 小孔处水深h2=3.5米 p 孔=煤油··2 gh 3 =0.8×10千克/米×10牛/千克×3.5米=2.8×10帕由p= 4 3 FS 4 -3 2 所以F=p·S=2.8×10帕×1.25×10注意 米=35牛 2)问的难点在于计 该题中第(1)问计算煤油对罐底的压强比较简单,而第( 算小孔处煤油的压强时的深度小孔处的深度应是力的计算方法 h怎样确定.只要区别液体内部深度和高度关系即可,所以 h2=4米-0.5米=3.5米.堵住小孔需要的压力不等于重力,而是按压 F=p·S. 26 例39 (上海)为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,制成的不同物体放在同一水平细沙面上, 某同学把若干个用同种材料 表 进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、 二、表三所示.实验时,他仔细观察发现每组内部沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小. 表一 实验序号压力(牛)受力面积(厘米2 ) 1 6.0 10 2 9.0 15 3 12 20 表二 实验序号压力(牛)受力面积(厘米2 ) 4 3.0 10 5 4.5 15 6 6.0 20 表三 实验序号压力(牛)受力面积(厘米2 ) 7 3.0 20 8 4.5 30 9 6.0 40 (1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步 结论是:________. (2)从表中看哪两组表示压力的作用效果相同 ? 27 (3)从表一、表二、表三的数据分析,可以得到什么结论精析 ? (1)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果就越显著 (2)4与7(或5与8,6与9) (3)(a)表一与表二中的数据及观察到的现象,得出的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著;( b)表二与表三中的数据及观察到的 现象,得出的结论是:当压力相同时,受力面积越小,力的作用效果越显著.注意 溯本求源,通过实验,通过取得数据的比较, 探究压力的作用效果与哪些因素有 关,对培养学生科学的思维品质起到良好的导向作用;同时,为引入压强的概念作了铺垫,不失为素质教育的一道好题. 28
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