(決勝中考)中考物理 分類解讀與強(qiáng)化訓(xùn)練 專題十四 壓強(qiáng)計(jì)算題(含解析) 新人教版
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1、 專題十四 壓強(qiáng)計(jì)算題 計(jì)算題是物理中考的主要內(nèi)容,在中考試卷中占有很大比例。計(jì)算題以考查學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力為主,它既能反映學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的理解掌握水平,同時(shí)又能體現(xiàn)學(xué)生在綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題過程中的情感、態(tài)度與價(jià)值觀。解答計(jì)算題應(yīng)該首先明確它的特點(diǎn),避免盲目和無從下手的尷尬,同時(shí)明確題目涉及的物理現(xiàn)象和物理知識(shí),明確要解決的問題是什么,找準(zhǔn)關(guān)系,有的放矢的按要求進(jìn)行合理的計(jì)算。 計(jì)算題常以填空題、選擇題和計(jì)算過程題型出現(xiàn)。尤其是計(jì)算過程題是考查學(xué)生分析問題、解決問題和計(jì)算能力的題型,要求較高,分值較高,并要求有計(jì)算過程和步驟,每一步驟都有相應(yīng)分
2、值。計(jì)算題在中考題中常被列為壓軸題目。 計(jì)算題的特點(diǎn)是: (1)結(jié)果合理性:這類題能反映學(xué)生對(duì)自然界或生產(chǎn)、生活中若干事物的觀察和關(guān)心程度.它要求學(xué)生用生活實(shí)踐,社會(huì)活動(dòng)的基本經(jīng)驗(yàn)對(duì)題目的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷,留取合理的,舍棄不合理的。 (2)知識(shí)綜合性:這類題往往是把幾個(gè)或幾種物理過程及物理現(xiàn)象放在一起,利用各個(gè)過程或各種現(xiàn)象之間的相切點(diǎn),解答要解決的問題。它反映學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的綜合能力和分析解決問題的能力。 (3)應(yīng)用性:這類題是把物理知識(shí)浸透到社會(huì)實(shí)際操作和應(yīng)用到生活體驗(yàn)中,它能夠反映學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的理解和情感,同時(shí)也能反映學(xué)生對(duì)自己生活中的一些實(shí)際操作的認(rèn)識(shí)水平。 壓強(qiáng)計(jì)算題:
3、壓強(qiáng)計(jì)算題主要涉及壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)。 1.計(jì)算題解題步驟 第一步:認(rèn)真審題。明確現(xiàn)象和過程,確定給出的條件或題目中隱含的條件。 第二步:找關(guān)系。也就是針對(duì)題目內(nèi)容分析綜合,確定解決問題的方向,選擇適合的規(guī)律和公式,找準(zhǔn)相關(guān)物理量之間的關(guān)系。 第三步:列出表達(dá)式。這一步是在明確了各個(gè)已知量、未知量及某個(gè)物理量在題目中敘述的物理現(xiàn)象或物理過程變化時(shí)存在的關(guān)系,根據(jù)公式或規(guī)律列出相應(yīng)的表達(dá)式,并推導(dǎo)出待求物理量的計(jì)算式。 第四步:代人數(shù)據(jù)求解。這一步是把所用到的已知物理量的單位統(tǒng)一后,把已知量的數(shù)據(jù)代人計(jì)算式中,通過正確運(yùn)算,得出答案。同時(shí)對(duì)答案進(jìn)行合理化驗(yàn)證,最后確定正確答案
4、。 2.解答方法 (1)簡化法:這種方法是把題目中的復(fù)雜情境或復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行梳理,找出題目中的相關(guān)環(huán)節(jié)或相關(guān)點(diǎn),使要解決的復(fù)雜的問題突出某個(gè)物理量的關(guān)系或某個(gè)規(guī)律特點(diǎn)。這樣使復(fù)雜得到簡化,可以在計(jì)算解答的過程中減少一些混淆和混亂,把要解答的問題解決。 (2)隱含條件法:這種方法是通過審題,從題目中所敘述的物理現(xiàn)象或給出的物理情境及元件設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)中,挖掘出解答問題所需要的隱含在其中的條件,這種挖掘隱含條件能使計(jì)算環(huán)節(jié)減少,而且所得到的答案誤差也小。 (3)探索法:這種方法是在題目所給的實(shí)際問題或情境中抽象出來的。判斷出所涉及或應(yīng)用的物理模型,然后運(yùn)用相對(duì)應(yīng)的物理概念、物理規(guī)律和物理公式
5、,通過計(jì)算得出要求解的正確答案。 (4)極值法:這種方法也叫端點(diǎn)法。它對(duì)不定值問題和變化范圍問題的解答有重要的實(shí)用價(jià)值。用這種方法解答問題時(shí),應(yīng)改弄清要研究的是哪個(gè)變化的物理量的值或者是哪個(gè)物理量的變化范圍,然后確定變化的規(guī)律或方向,最后用相對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律或物理概念,一個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)一個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)地計(jì)算取值。 (5)應(yīng)用類分析法:運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題,是物理解題的重要手段。許多設(shè)計(jì)、推理的應(yīng)用題,都是建立在計(jì)算的基礎(chǔ)上。主要考查學(xué)生運(yùn)用物理公式、規(guī)律進(jìn)行解題的能力。例如有兩個(gè)未知物理量,我們可以根據(jù)題目的數(shù)據(jù)建立兩個(gè)方程,然后求解未知量。 一、壓強(qiáng) 1.壓力:垂直作用在物體表面上的力叫壓
6、力(圖一:水杯對(duì)桌面的壓力,圖二:木塊對(duì)斜面的壓力,圖三:圖釘對(duì)墻壁的壓力)。 (1)壓力并不都是由重力引起的(圖三:圖釘對(duì)墻壁的壓力)。把物體放在桌面上,如果物體不受其它力作用,則壓力F等于物體受到的重力G。 圖一:水杯對(duì)桌面的壓力豎直向下 圖二:木塊對(duì)斜面的壓力垂直斜面向下 圖三:圖釘對(duì)墻壁的壓力垂直墻壁向左 (2)固體可以大小、方向不變地傳遞壓力。 2.壓強(qiáng):物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。 (1)壓強(qiáng)是表示力的作用效果的物理量。 (2)壓強(qiáng)公式:。其中,壓強(qiáng)p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號(hào)是Pa;壓力F單位是牛,符號(hào)是N;S是受力面積(是兩物體的接觸部分)
7、,單位是米2,符號(hào)是m2。 3.壓強(qiáng)的利用 (1)增大壓強(qiáng):當(dāng)受力面積不變時(shí),增大壓力;當(dāng)壓力不變時(shí),減小受力面積;壓力增大的同時(shí)減小受力面積都可以增大壓強(qiáng)。如圖四:墻釘、斧頭、安全錘都是增大壓強(qiáng)的例子。 2.減小壓強(qiáng):受力面積不變時(shí),減小壓力;壓力不變時(shí),增大受力面積;壓力減小的同時(shí)增大受力面積都可以減小壓強(qiáng)。如圖五:鐵軌、履帶式推土機(jī)、大象的腳掌都是減小壓強(qiáng)的例子。 圖四 增大壓強(qiáng)例子 圖五 減小壓強(qiáng)例子 二、液體的壓強(qiáng) 1.液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因:液體受重力作用且具有流動(dòng)性。 2.液體壓強(qiáng)的測(cè)量:使用壓強(qiáng)計(jì)。 3.液體壓強(qiáng)的規(guī)律: (1)液體對(duì)
8、容器底和側(cè)壁都有壓強(qiáng),液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng); (2)在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等; (3)液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大(如圖六所示); (4)相同高度,不同液體的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)。 圖六 圖七 4.液體壓強(qiáng)公式:。其中,是液體密度,單位是;;是液體內(nèi)部某位置到液面的高度。 從公式中看出:液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān),而與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形狀均無關(guān)。 5.連通器:上端開口,下部相連通的容器。 (1)原理:連通器里裝同一種液體
9、且液體不流動(dòng)時(shí),各容器的液面保持相平(如圖七所示)。 (2)連通器的應(yīng)用:茶壺、鍋爐水位計(jì)、乳牛自動(dòng)喂水器、船閘等都是根據(jù)連通器的原理來工作的。 船閘 鍋爐水位計(jì) 茶壺 三、大氣壓強(qiáng) 1.大氣壓強(qiáng):大氣對(duì)浸在它里面的物體的壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng),簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。 2.產(chǎn)生原因:因?yàn)榭諝馐苤亓ψ饔貌⑶揖哂辛鲃?dòng)性。 3.托里拆利實(shí)驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)過程:在長約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后,管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降,這時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。如圖八所示。 (2)結(jié)論:大氣壓p0=760mmHg=76cm
10、Hg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。 圖八 托里拆利實(shí)驗(yàn) 4.標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:支持76cm水銀柱的大氣壓叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。 5.大氣壓的特點(diǎn):(1)空氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),且空氣中某點(diǎn)向各個(gè)方向的大氣壓強(qiáng)都相等。 (2)大氣壓隨高度增加而減??;且大氣壓的值與地點(diǎn)、天氣、季節(jié)、的變化有關(guān)。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。 (3)大氣壓變化規(guī)律:在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100 Pa。 6.沸點(diǎn)與壓強(qiáng):一切液體的沸點(diǎn),都是隨氣壓減小而降低(如在海拔高的
11、山上煮飯,煮不熟);隨氣壓增大而升高(如用高壓鍋煮飯快)。 7.體積與壓強(qiáng):質(zhì)量一定的氣體,溫度不變時(shí),氣體的體積越小壓強(qiáng)越大;氣體體積越大壓強(qiáng)越小。 四、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系 流體(氣體或液體)在流動(dòng)時(shí),流速大的位置壓強(qiáng)較小,流速小的位置壓強(qiáng)較大。 應(yīng)用:如圖九所示,飛機(jī)、水翼船升力的產(chǎn)生等等。 圖九 升力的產(chǎn)生 一、壓強(qiáng) 【典例1】(2018?淄博)共享單車為人們的綠色出行帶來便利,車把上凹凸不平的花紋是通過 增大摩擦的。小明騎著單車到公園游玩,10min沿水平路面行駛了3km,他騎車的平均速度是 m/s。若小明和單車的總質(zhì)量是80kg,每個(gè)車輪與水平地面
12、的接觸面積是25cm2,騎行過程中單車對(duì)地面的壓強(qiáng) Pa。(g取10N/kg) 【解析】(1)增大摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時(shí),通過增大壓力來增大摩擦力;在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力;(2)利用速度公式可直接計(jì)算速度;(3)小明騎行時(shí)共享單車對(duì)地面的壓力等于小明和單車的總重力,利用G=mg求出,再利用p=計(jì)算壓強(qiáng)大小。 【解答】(1)車把上凹凸不平的花紋是通過增大接觸面的粗糙程度增大摩擦的。 (2)小明騎車的平均速度:v===5m/s;、 (3)騎行過程中單車對(duì)地面的壓力:F=G=mg=80kg×10N/kg=800N, 單車與地面的接觸面積:S=2
13、×25×10﹣4m2=5×10﹣3m2, 騎行過程中單車對(duì)地面的壓強(qiáng):p===1.6×105Pa。 故答案為:增大接觸面的粗糙程度;5;1.6×105。 二、液體壓強(qiáng) 【典例2】(2018·襄陽)一個(gè)圓柱形杯身的杯子,裝12cm高的水密封后(杯子厚度忽略不計(jì))放在水平桌面上,如圖甲所示。再將杯子分別倒置在盛有水和某種液體的容器中,靜止后杯子內(nèi)外液面高度差如圖乙和圖丙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求: (1)圖甲中杯底受到水的壓強(qiáng); (2)圖丙中某種液體的密度; (3)如果杯子自身質(zhì)量為80g,則杯內(nèi)水的質(zhì)量。 【解析】(1)圖甲中杯底受到水的壓強(qiáng)
14、:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa; (2)設(shè)杯子的底面積為S,杯子在水中和在液體中受的浮力相等,F(xiàn)浮水=F浮液, ρ水gV排=ρ液gV排′,ρ水gS(h1+h2)=ρ液gS(h1+h3), 圖中h1=0.12m,h2=0.04m,h3=0.08m, 解得:ρ液=0.8×103kg/m3; (3)圖乙中杯子處于漂浮狀態(tài),浮力等于其總重力,G杯=m杯g=0.08kg×10N/kg=0.8N, F浮水=G杯+G水,ρ水gS(h1+h2)=G杯+ρ水gSh1,ρ水gSh2=G杯, 杯子底面積S===2×10﹣3m2, 由ρ=得:杯內(nèi)水的質(zhì)
15、量:m水=ρ水V水=ρ水Sh1=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m2×0.12m=0.24kg。 答:(1)圖甲中杯底受到水的壓強(qiáng)1200Pa;(2)圖丙中某種液體的密度0.8×103kg/m3;(3)杯內(nèi)水的質(zhì)量0.24kg。 三、大氣壓強(qiáng) 【典例3】(2018·菏澤)2018年5月14日早晨7時(shí)左右,川航A319飛機(jī),在一萬米高空飛經(jīng)成都空管區(qū)域時(shí),該飛機(jī)駕駛艙右座前風(fēng)擋玻璃突然破裂并脫落,造成飛機(jī)客艙失壓,副駕駛半個(gè)身體被“吸”出窗外,飛機(jī)緊急迫降。一萬米高空的氣壓約為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的0.3倍,機(jī)艙內(nèi)氣壓約為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1.01×105Pa)。那么,面積約為0.5m2的飛機(jī)風(fēng)
16、擋玻璃受到艙內(nèi)外壓力差是 N。副駕駛半個(gè)身體被“吸”出窗外的原因是 。 【解析】根據(jù)求面積約為0.5m2的飛機(jī)風(fēng)擋玻璃受到艙內(nèi)外壓力差為: ; 副駕駛半個(gè)身體被“吸”出窗外的原因有二: 一是通過上面的求解知,窗內(nèi)外存在巨大的大氣壓強(qiáng)差,在此壓強(qiáng)差的作用下,機(jī)艙內(nèi)的物體會(huì)受到向外的壓力; 二是機(jī)窗外面相對(duì)的空氣流速很快,而機(jī)艙內(nèi)空氣流速慢,因?yàn)榱黧w流速越大,壓強(qiáng)越小,艙內(nèi)空氣流速慢,壓強(qiáng)小,所以進(jìn)一步增大了壓強(qiáng)差,將副駕駛半個(gè)身體被“吸”出窗外。 【答案】(1).3.535×104 ;(2) 副駕駛受到由艙內(nèi)向艙外較大的壓力差或艙外空氣流
17、速大壓強(qiáng)小,艙內(nèi)空氣流速慢且壓強(qiáng)大。 一、壓強(qiáng) 1.(2018?湖州)一根均勻的長方體細(xì)長直棒重1.5牛,下底面積為20厘米2,將它放在水平桌面上,并有的長度露出桌面外,如圖所示。直棒對(duì)桌面的壓強(qiáng)為 帕。 【解析】直棒對(duì)桌面的壓力等于其重力,根據(jù)p=計(jì)算直棒對(duì)桌面的壓強(qiáng)。 【解答】(1)直棒對(duì)桌面的壓力:F=G=1.5N; 有的長度露出桌面外,直棒對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:p===1000Pa; 故答案為:1000。 2.(2018·安順)如果該出租車的質(zhì)量為1.5t,車輪與地面的總接觸面積為0.1m2,則出租車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是 Pa。 【解析】出租車對(duì)水平
18、地面的壓力:, 出租車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng):。 故答案為:不可再生;。 3.(2018·臨沂)2017年12月24日,我國自主研發(fā)的全球最大水陸兩棲飛機(jī)AG600首飛成功,可為“海上絲綢之路”航行安全提供最快速有效的支援與安全保障。它的最大飛行速度為560km/h,最大航程為4500km,巡航速度(經(jīng)濟(jì)、節(jié)油的飛行速度)為500km/h。某次起飛前,飛機(jī)靜止在水平跑道上,總質(zhì)量為51t,輪胎與跑道的總接觸面積為0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求: (1)飛機(jī)靜止在跑道上時(shí)對(duì)跑道的壓強(qiáng)是多少? (2)起飛后,飛機(jī)在空中直線飛行1400km,所需要的最短
19、時(shí)間是多少? (3)飛機(jī)到達(dá)目的地降落后,漂浮在水面上,排開水的質(zhì)量為46t,此時(shí)飛機(jī)受到的重力是多少?艙底某處距水面1.5m,水對(duì)該處產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少? 【解析】(1)飛機(jī)在水平地面上,對(duì)地面的壓力F=G=mg,然后根據(jù)p=計(jì)算飛機(jī)對(duì)跑道的壓強(qiáng);(2)確定飛機(jī)飛行的最大速度,根據(jù)公式t=可得飛機(jī)所需的最短時(shí)間;(3)根據(jù)F浮=G及F浮=G排可得飛機(jī)的重力;根據(jù)p=ρgh可得水對(duì)艙底的壓強(qiáng)。 【解答】(1)飛機(jī)靜止在跑道上,對(duì)跑道的壓力為:F=G=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N; 則飛機(jī)對(duì)跑道的壓強(qiáng)為:p===8.5×105Pa; (2)飛機(jī)的最大飛行速度
20、為560km/h, 由v=得,飛機(jī)所需的最短時(shí)間為:t===2.5h; (3)飛機(jī)到達(dá)目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮條件可得F浮=G飛機(jī), 由阿基米德原理可得,飛機(jī)受到的浮力為:F浮=G排, 所以,可得此時(shí)飛機(jī)的重力為:G飛機(jī)=G排=m排g=46×103kg×10N/kg=4.6×105N; 水對(duì)艙底的壓強(qiáng)為:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa 答:(1)飛機(jī)靜止在跑道上時(shí)對(duì)跑道的壓強(qiáng)是8.5×105Pa;(2)起飛后,飛機(jī)在空中直線飛行1400km,所需要的最短時(shí)間是2.5h;(3)飛機(jī)受到的重力是4.6×105N;水對(duì)艙底產(chǎn)生
21、的壓強(qiáng)是1.5×104Pa。 4.(2018·黔南)深圳推出的環(huán)保共享租車模式PonyCar于2017年正式運(yùn)營。該車小巧實(shí)用,質(zhì)量僅有740kg,輪胎與地面的總接觸面積300cm2,標(biāo)準(zhǔn)乘載160kg,請(qǐng)解答下列問題: (1)該車通過長為750米的隧道需100秒,則該車的平均速度為多少米/秒? (2)電動(dòng)車標(biāo)準(zhǔn)乘載且靜止時(shí),對(duì)水平路面的壓強(qiáng)有多大? 【解析】(1)車的平均速度:v===7.5m/s; (2)電動(dòng)車標(biāo)準(zhǔn)乘載且靜止時(shí), 對(duì)水平路面的壓力:F=G=(m車+m人)g=(740kg+160kg)×10N/kg=9×103N, 對(duì)水平路面的壓強(qiáng):p===3×105Pa。
22、答:(1)該車通過長為750米的隧道需100秒,則該車的平均速度為7.5米/秒;(2)電動(dòng)車標(biāo)準(zhǔn)乘載且靜止時(shí),對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為3×105Pa。 5.(2018?揚(yáng)州)某新型建筑材料既防火、防水還保溫,這種材料的密度為0.3×103kg/m3。 (1)如果將這種材料制成長0.4m,高0.1m,寬度如圖所示為 cm的實(shí)心磚塊,則此磚塊的體積和質(zhì)量分別是多少? (2)此磚塊對(duì)水平地面的最小壓強(qiáng)是多少?(g取10N/kg) 【解析】(1)因?yàn)槲矬w的一端與刻度尺零刻度線對(duì)齊,物體另一端點(diǎn)所對(duì)應(yīng)刻度尺示數(shù)就是物體的長度;由題意得:1厘米被平均分成10個(gè)小格,每個(gè)小格是0.1厘米,估讀
23、最小刻度的下一位,根據(jù)m=ρV求質(zhì)量; (2)根據(jù)p=求壓強(qiáng)。 【解答】(1)如圖磚塊的一端與刻度尺零刻度線對(duì)齊,磚塊長25.00厘米=0.25m; V=0.4m×0.1m×0.25m=0.01m3, m=ρV=0.3×103kg/m3×0.4m×0.1m×0.25m=3kg。 (2)當(dāng)磚塊平方時(shí)對(duì)地面的最小壓強(qiáng)p=====300Pa。 故答案為:(1)25.00;磚塊的體積和質(zhì)量分別是0.01m3、3kg;(2)300Pa。 6.(2018·衡陽)為了倡導(dǎo)綠色出行,衡陽市投放了大量的共享自行車,小明在水平路面上勻速騎行900m,所用時(shí)間為3min時(shí),人與車總質(zhì)量約60kg,每個(gè)
24、輪胎與地面接觸面積約為0.01m2。求 (1)自行車行駛的速度為多少m/s; (2)自行車對(duì)地面的壓力; (3)此時(shí)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)。 【解析】自行車對(duì)地面的壓力等于人和車的總重力,根據(jù)F=G=mg求出其大小;受力面積為兩個(gè)輪胎與地面的總接觸面積,根據(jù)壓強(qiáng)公式p=求出自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)。 (1)自行車行駛的速度為多少V==5m/s(2)自行車對(duì)水平地面的壓力: F=G=mg=60kg×10N/kg=600N;(3)受力面積:S=2×0.01m2=0.02m2, 此時(shí)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng):p==3×104Pa。 【答案】(1) 5m/s;(2) 60N;(3).3×104Pa。
25、 7.(2018·常德)背著氧氣瓶的潛水員在淺海中可以長時(shí)間地停留,若要在深海的海水中工作,就要穿抗壓服了,這是由于海水的壓強(qiáng)隨深度的增加而 ?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”)。設(shè)想你在7km深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢荒_伸到外面的水里,此時(shí)水對(duì)你腳背的壓強(qiáng)約為 Pa(ρ水=1.03×103kg/m3)。 【解析】(1)因液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,所以,深水潛水員在潛水時(shí)要受到比在水面上大許多倍的壓強(qiáng),必須穿上高強(qiáng)度耐壓的潛水服才行; (2)此時(shí)水對(duì)你腳背的壓強(qiáng):p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa。 答案:增大 7
26、.21×107。 8.(2018·廣東)我國最新研發(fā)的63A式輕型水陸兩棲坦克的質(zhì)量為24t,它在陸地上行駛時(shí)與水平地面接觸的總面積為8m2,對(duì)地面的壓強(qiáng)為_______Pa;坦克的前部和后部各裝有一個(gè)浮控箱,當(dāng)坦克在水面上浮渡時(shí),它受到的浮力是_________N,排開水的體積為________m3。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg) 【考點(diǎn)】固體壓強(qiáng)、漂浮條件、阿基米德原理。 【解析】坦克的重力G=mg=24×103kg×10N/kg=2.4×105N,它在陸地上對(duì)陸地的壓力等于重力,即有F=G=2.4×105N,由壓強(qiáng)公式得坦克對(duì)地面的壓強(qiáng)為;根據(jù)題意知坦克在水面上處
27、于漂浮狀態(tài),根據(jù)漂浮條件得它受到的浮力為F浮=G=2.4×105N;根據(jù)阿基米德原理得坦克排開水的體積為。 【答案】3×104;2.4×105;24。 9.(2018·河北)實(shí)心圓柱體甲和長方體乙分別放置在水平地面上,甲的密度為0.6×104 kg/m3,質(zhì)量為12 kg,底面積為4×10?2 m2;乙的質(zhì)量為5.4 kg,邊長分別為0.1 m、0.2 m、0.3 m。(g取10 N/kg) (1) 求乙的密度_____。 (2) 求甲直立時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)_____。 (3)若在甲的上方水平截去一段并疊放在乙的正上方后,甲剩余圓柱體對(duì)水平面的壓強(qiáng)恰好等于此時(shí)乙對(duì)水平地面壓強(qiáng)的最小值
28、,求甲截去的高度_____。 【解析】(1)知道長方體乙的邊長可求其體積,又知道其質(zhì)量,根據(jù)求出乙的密度;(2)甲直立時(shí)對(duì)水平地面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)求出對(duì)水平地面的壓強(qiáng);(3)設(shè)出甲截取的高度,根據(jù)表示出截取部分的質(zhì)量,甲剩余部分對(duì)水平面的壓力等于剩余部分的重力,根據(jù)表示出其大?。患捉厝〔糠织B放在乙的正上方后,對(duì)水面的壓力等于兩者重力之和,乙與水面地面的接觸面積即受力面積最大時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)最小,根據(jù)表示出其大小,利用兩者壓強(qiáng)相等得出截取部分的質(zhì)量,進(jìn)一步求出截取部分的高度。 解答:(1)長方體乙的體積:,乙的密度:; (2)甲直立時(shí)對(duì)水平地面的壓力:,對(duì)水平地面的壓強(qiáng):;
29、 (3)設(shè)甲在上方水平截取的高度為h,則截取部分的質(zhì)量:,甲剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng):,甲截取部分疊放在乙的正上方后,要使乙對(duì)水平面的壓強(qiáng)最小,則乙的受力面積(乙的底面積)應(yīng)最大,此時(shí)乙的受力面積:,此時(shí)乙對(duì)水平地面的最小壓強(qiáng):,由題意可知,,則有:,即,解得:m=5.04kg,由可得甲截去的高度為:。 答:(1)乙的密度為0.9×103kg/m3;(2)甲直立時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為3×103Pa;(3)甲截去的高度為0.21m。 二、液體壓強(qiáng) 1.宜昌我國蛟龍?zhí)栞d人潛水器已完成了7km級(jí)的潛水實(shí)驗(yàn),它潛入海面下7km深處受到海水的壓強(qiáng)是______,在逐漸上升返回海面的過程中,所受到海水
30、的壓強(qiáng)將______選填“變大”、“不變”或“變小”。 【解析】根據(jù)求出它潛入海面下7km深處受到海水的壓強(qiáng)并分析上升過程中所受到海水壓強(qiáng)的變化。 它潛入海面下7km深處受到海水的壓強(qiáng):; 潛水器在逐漸上升返回海面的過程中,液體密度不變,蛟龍?zhí)栐谒兴幍纳疃茸冃?,根?jù)可知,所受到海水的壓強(qiáng)變小。 故答案為:;變小。 2.(2018·眉山)試根據(jù)壓強(qiáng)是物體所受壓力的大小與受力面積之比的定義,推導(dǎo)出密度為ρ的液體,在液面下深度為h處液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)P的表達(dá)式。(已知:重力與質(zhì)量的比值為g,要求用ρ、h、g表示P)。 【解析】設(shè)想液面下h深處有一面積為S的水平圓面,則水平圓面受到的壓力:
31、 F=G=mg=ρVg=ρShg, 則在液面下深度為h處液體產(chǎn)生的壓強(qiáng):p===ρgh。 答:密度為ρ的液體,在液面下深度為h處液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)的表達(dá)式為p=ρgh。 3.(2018·懷化)如圖,一開口的杯子,裝上8cm深的水后,放在水平桌面上。已知杯子和水的總質(zhì)量為0.6kg,杯子與桌面的接觸面積為60cm2。則杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)為__________Pa,水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為__________Pa(g 取10N/kg)。 【解析】(1)水對(duì)杯底產(chǎn)生的壓強(qiáng)利用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh進(jìn)行計(jì)算;(2)杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)是固體壓強(qiáng),可利用壓強(qiáng)定義式p=計(jì)算得出。 【解答】放在水平桌面上,杯
32、子對(duì)桌面的壓力:F=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N; 受力面積:S=60cm2=6×10﹣3m2, 杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng):p===1000Pa; 由液體內(nèi)部的壓強(qiáng)公式p=ρgh得,8cm深的水對(duì)杯底部的壓強(qiáng)為: p=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m=800Pa。 故答案為:1000;800。 4.(2018·赤峰)圖是我國自主研制的蛟龍?zhí)栞d人潛水器,2012年蛟龍?zhí)枬撍黜樌瓿?km級(jí)的潛水試驗(yàn),則7km深處海水的壓強(qiáng)為 Pa,設(shè)想你在7km深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢皇稚斓酵饷娴乃?,若手背的面積為0.6×10﹣2m2,則海水對(duì)手背的壓力為
33、 N(海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。 【解答】(1)7km深處海水的壓強(qiáng):p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107pa; (2)根據(jù)p=可得,手背受到海水的壓力:F=pS=7×107pa×0.6×10﹣2m2=4.2×105N。 故答案為:7×107pa;4.2×105N。 5. (2018·廣東)我國最新研發(fā)的63A式輕型水陸兩棲坦克的質(zhì)量為24t,它在陸地上行駛時(shí)與水平地面接觸的總面積為8m2,對(duì)地面的壓強(qiáng)為________Pa;坦克的前部和后部各裝有一個(gè)浮控箱,當(dāng)坦克在水面上浮渡時(shí),它受到的浮力時(shí)______N,排
34、開水的體積為___________m3.(,g=10N/kg) 【解析】坦克的質(zhì)量為24t,重為:, 與水平地面接觸的總面積為8m2,且重力等于壓力,所以壓強(qiáng)為:; 當(dāng)坦克在水面上浮渡時(shí),浮力等于重,所以它受到的浮力為:; 根據(jù)計(jì)算排開水的體積為:。 【答案】(1).3×104; (2) 2.4×105;(3).24。 6.(2018·益陽)為了節(jié)約水資源,公廁用的定時(shí)定量沖水裝置主要部件如圖所示。浮筒底面積為S1=100cm2且足夠高,略大于出水口的圓形閥門(厚度不計(jì))的表面積為S2=20cm2,浮筒與閥門用細(xì)桿相連,不計(jì)浮筒、閥門、輕桿的重量。通常情況下,水龍頭以滴漏形式向儲(chǔ)水
35、桶供水,當(dāng)儲(chǔ)水罐水位上升到20cm時(shí),浮筒即將通過輕桿將閥門拉起沖水,問即將開始沖水時(shí)(g=10N/Kg,ρ水=1.0×103kg/m3): (1)閥門所受水的壓強(qiáng)p為多少? (2)浮筒對(duì)閥門的拉力為多大? (3)浮筒浸入水中部分的深度H為多少? 【解析】(1)由題可知,當(dāng)h=20cm時(shí),閥門所受水的壓強(qiáng)為:p=ρgh=1.0×103J/kg×10N/kg×0.2m=2000Pa; (2)閥門剛被拉起時(shí),因?yàn)椴挥?jì)重力,故閥門在豎直方向只受到細(xì)桿的拉力F和水的壓力而平衡。 拉力F=F壓=pS=2000Pa×2×10﹣3m2=4N; (3)浮筒剛被拉起時(shí),因?yàn)椴挥?jì)重力,故浮筒在豎直方向只受到浮力和細(xì)桿的拉力F′=F=4N 由力的平衡得F′=F浮=ρ水gV排 可得:4N=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m2×H, 解得H=0.04m。 答:(1)閥門所受水的壓強(qiáng)p為2000Pa;(2)浮筒對(duì)閥門的拉力為4N;(3)浮筒浸入水中部分的深度H為0.04m。 18
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