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- 2021-11-01 发布
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专题训练(三) 压强的相关计算
1.利用p=计算固体压强的关键是确定受力面积,解题时要抓住“受力”二字,分析物体表面到底有多大面积受到压力的作用,而不能取任意的一个面积计算;
2.利用p=ρgh计算液体的压强时,一定要注意深度是指从液面竖直向下到某点的距离。
类型1 固体压强的计算
1.将质量为25 kg、边长为10 cm的均匀正方体木块放在1 m2水平桌面的中央,该木块对桌面的压强为 25000 Pa(g=10 N/kg)。
2.一长方体木块平放和侧放在水平地面上时,其受力面积之比为3∶1,则其平放和侧放时对地面的压强之比是 1∶3 ,压力之比是 1∶1 。
3.如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10 N,GB=100 N,B是边长为20 cm的正方体物块,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是 (C)
A.弹簧测力计的示数为90 N
6
B.弹簧测力计的示数为40 N
C.B物体对支撑面的压强为2.25×103 Pa
D.B物体对支撑面的压力为100 N
4.一个密度均匀的长方体铜块被截成A、B两块,如图所示,已知LA∶LB=3∶2,则它们对水平桌面的压力和压强之比分别为 (D)
A.FA∶FB=2∶3 pA∶pB=3∶2
B.FA∶FB=3∶2 pA∶pB=2∶3
C.FA∶FB=2∶3 pA∶pB=1∶1
D.FA∶FB=3∶2 pA∶pB=1∶1
类型2 液体压强的计算
5.如果潜水服最大可以承受5×105 Pa的压强,那么潜水员穿上潜水服在海水中允许达到的最大深度为 50 m;如果潜水员的体表面积约为2 m2,那么他在允许达到的最大深度处受到的海水的压力约为 106 N(g取10 N/kg,海水的密度取1.0×103 kg/m3)。
6.如图所示,一个装有水的容器被放置在水平桌面上,下列关于液体压强的说法正确的是 (D)
A.a点所受压强是2000 Pa
B.b点所受压强是200 Pa
C.a点所受压强与容器底部所受压强之比为1∶4
D.b点所受压强与容器底部所受压强之比为4∶5
6
7.如图是两边管子粗细相同、足够高的连通器,其水平细管中间有一个可无摩擦移动的活塞。刚开始活塞固定不动,两管液面相平,左管中液体是酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),右管中液体是水。现松开活塞,两边液体重新稳定后 (A)
A.右边液面下降1 cm
B.右边液面下降2 cm
C.右边液面比左边液面低1 cm
D.左右液面一样高
类型3 综合计算型
8.小霖家买了一个既美观又实用的茶几,茶几的中间放有一个鱼缸,茶几和鱼缸的部分参数如下表所示,g=10 N/kg。
茶几及鱼缸净重/kg
56
最大容量/L
40
支撑柱/个
4
每个支撑柱与地面的接触面积/m2
0.02
(1)若鱼缸中注入10 cm深的水,求水对缸底产生的压强;
(2)若鱼缸中注满水,求注入水的质量;
(3)若鱼缸中注满水,求茶几对地面的压强。
解:(1)水深h=10 cm=0.1 m
水对缸底产生的压强
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1.0×103 Pa
6
(2)鱼缸中注满水时,水的体积
V=40 L=40×10-3 m3
水的质量
m=ρV=1.0×103 kg/m3×40×10-3m3=40 kg
(3)茶几对地面的压力
F=G=Mg=(m0+m)g=(56 kg+40 kg)×10 N/kg=960 N
茶几对地面的压强
p'==1.2×104 Pa
9.目前,世界上能够制造潜水深度6000 m潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062 m,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取ρ海水=1.0×103 kg/m3,求:
(1)在7000 m的深度潜水器受到的海水压强;
(2)若“蛟龙号”上有一个50 cm2的观察窗,在7000 m深度时观察窗受到的海水压力;
(3)若“蛟龙号”从7000 m深度上浮至水面用时6小时56分40秒,它上浮的平均速度。
解:(1)潜水器受到的海水压强
p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×7000 m=7×107 Pa
(2)由p=可得,观察窗受到的海水压力
F=pS=7×107 Pa×50×10-4 m2=3.5×105 N
(3)上浮时间t=6小时56分40秒=6×3600 s+56×60 s+40 s=25000 s
上浮的平均速度
v==0.28 m/s
6
10.A、B是质量分布均匀的正方体物块,其边长分别是20 cm、30 cm,密度之比ρA∶ρB=3∶1。将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100 Pa(如图甲),g取10 N/kg。
(1)求图甲中物块A对地面的压力;
(2)求物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图乙),要使B对地面的压强为2800 Pa,应将物块B沿竖直方向切去多少?
解:(1)由p=可得,物块A对地面的压力
F=pSA=5100 Pa×0.2 m×0.2 m=204 N
(2)图甲中物块A对地面的压力等于物块A、B的总重力,所以A、B的总重力G总=F=204 N
即GA+GB=ρAVAg+ρBVBg=204 N
因为ρA∶ρB=3∶1,所以有
ρA×(0.2 m)3×10 N/kg+ρA×(0.3 m)3×10 N/kg=204 N
解得ρA=1.2×103 kg/m3
(3)物块A的重力GA=ρAVAg=96 N
物块B的重力GB=ρBVBg=108 N
物块B沿竖直方向切去一部分后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,则物块B剩余部分的底面积为SB·x,物块B剩余部分的重为GB·x
由p=可得pB==2800 Pa
即=2800 Pa
6
解得x=
故应将物块B沿竖直方向切去其体积的三分之一。
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