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- 2021-11-01 发布
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知识点9.1压强
一、压强知识结构导图
二、知识点巩固
㈠压力
1、定义:垂直压在物体表面的力叫压力。 2、方向:垂直于受力面
3、作用点:作用在受力面上 4、大小:只有当物体在水平面时自然静止时,物体对水平支持面的压力才与物体受至的重力在数值上相等,有:F=G=mg但压力并不
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是重力
㈡压强
1、压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
2、物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量。
3、定义:物体单位面积上受到的压力叫压强.
4、公式: P=F/S
5、单位:帕斯卡(pa)1pa = 1N/m2
意义:表示物体(地面、桌面等)在每平方米的受力面积上受到的压力是1牛顿。
6、增大压强的方法:1)增大压力举例:用力切菜易切断
2)减小受力面积 举例:磨刀不误砍柴功
7、减小压强的方法: 1)减小压力 举例:车辆行驶要限载
2)增大受力面积举例:铁轨铺在路枕上
三、知识点精炼
一.选择题(共8小题)
1.(2019秋•顺义区期末)如图所示的措施中,为了减小压强的是( )
A.破窗锤的锤头很尖 B.滑雪板的面积较大
C.切果器的刀片很薄 D.图钉的尖很尖锐
【考点】:减小压强的方法及其应用.
【答案】:B
【解析】:A、破窗锤的锤头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A错误;
B、滑雪板的面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B正确;
C、切果器的刀片很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C错误;
D、图钉的尖很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D错误。
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故选:B。
2.(2020•硚口区模拟)如图所示为甲、乙两人在雪地里的情景。甲、乙两人的总质量相等,关于甲乙两人的说法正确的是( )
A.甲对雪地的压力比乙小
B.乙对雪地的压力作用效果比甲明显
C.甲通过增大受力面积增大压强
D.图中情景说明压力作用效果与压力大小有关
【考点】:压力及重力与压力的区别;压强;增大压强的方法及其应用.
【答案】:B
【解析】:A、因为甲乙两人的总质量相等,所以它们的重力相等,对雪地的压力就相等,故A错误;
B、乙的双脚已经陷入雪地,而甲没有,所以乙对雪地的压力作用效果比甲明显,故B正确;
C、甲穿上宽大的滑雪板在雪地上滑行时没有陷入雪地,这是因为甲是通过增大受力面积来减小压强的,故C错误;
D、图中情景甲乙两人对雪地的压力相同,受力面积不同,说明压力作用效果与受力面积有关,故D错误。
故选:B。
3.(2020•崇明区一模)如图,下列例子主要利用压强大小与受力面积有关的是( )
A.啄木鸟嘴巴很尖 B.乳牛自动喂水器
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C.用吸管吸饮料 D.拦河坝上窄下宽
【考点】:增大压强的方法及其应用.
【答案】:A
【解析】:A、啄木鸟的嘴巴很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,符合题意;
B、乳牛自动喂水器是利用连通器的原理来工作的,不合题意;
C、用吸管吸饮料是利用大气压将饮料压入口中,不合题意;
D、液体压强随深度的增加而增大,拦河坝修成上窄下宽可以承受更大的水的压强,不合题意。
故选:A。
4.(2020春•大东区校级期中)如图所示,同种材料制成的高度相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,A的底面积是B的2倍,则它们对水平桌面的压力之比和它们对水平桌面的压强之比是( )
A.1:1 2:1 B.1:1 1:2 C.2:1 1:1 D.2:1 2:1
【考点】:压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算.
【答案】:C
【解析】:(1)同种材料制成的高度相同的实心长方体A和B的密度相等,
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,由F=由G=mg=ρVg=ρShg可得,它们对水平桌面的压力之比:
===,故AB错误;
(2)实心长方体对水平桌面的压强:
p======ρgh,
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因A、B的密度和高度相等,
所以,它们对水平桌面的压强之比为1:1,故C正确、D错误。
故选:C。
5.(2020•北海一模)如图所示,质量和底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,下列说法正确的是( )
A.液体对烧杯底部的压强 p甲=p乙
B.液体对烧杯底部的压强 p甲>p乙
C.甲乙两容器对桌面的压力 F甲=F乙
D.甲乙两容器对桌面的压力 F甲>F乙
【考点】:压力及重力与压力的区别;压强大小比较.
【答案】:C
【解析】:AB、因为容器底面积相同,液体同高,所以甲中液体的体积大于乙中液体的体积,即V甲>V乙,当质量相同时,根据ρ=可知ρ甲<ρ乙;
两容器中液体的深度相同,由于ρ甲<ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲<p乙;所以A、B错误;
CD、水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,甲乙两个容器质量相等,且容器中两种液体质量相等,则总质量相等,即总重力相等,故F甲=F乙,所以C正确,D错误。
故选:C。
6.(2020•河西区模拟)如图1所示,一块质量分布均匀的实心砖放在水平地面上;若沿虚线将其截为相同的两块后,一块叠放在另一块上,如图2所示。下列关于前后两次物理量的判断正确的是( )
A.密度之比为2:1
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B.对地面的压力之比为1:2
C.对地面的压强之比为1:2
D.受地面的支持力之比为2:1
【考点】:密度及其特性;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算.
【答案】:C
【解析】:(1)因密度是物质的一种特性,与物体的形状无关,所以,前后两次的密度不变,即密度之比为1:1,故A错误;
(2)因为物体对水平地面的压力和自身的重力相等,
所以,前后两次的质量不变,重力不变,对水平地面的压力不变,即对地面的压力之比是1:1,故B错误;
因前后两次实心砖块的重力和地面的支持力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,砖的质量不变、重力不变,受地面的支持力不变,即受地面的支持力之比为1:1,故D错误;
因一块叠放在另一块上时,受力面积减半,
所以,由p=可知,前后两次对地面的压强之比是1:2,故C正确。
故选:C。
7.(2020•北京模拟)如图所示,A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强为p1,若取走A,B对地面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,若A、B的边长之比为LA:LB=2:3,则下列说法正确的是( )
A.A、B的体积之比VA:VB=4:9
B.A、B的密度之比ρA:ρB=16:27
C.A、B的质量之比mA:mB=1:2
D.A、B的物重之比GA:GB=2:5
【考点】:密度公式的应用;压强的大小及其计算.
【答案】:C
【解析】:A、B的体积之比===,故A错误;
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A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强p1=,
取走A,B对地面的压强为p2=,
所以===,
整理可得:=,所以=,故C正确、D错误;
密度之比:==×=×=,故B错误。
故选:C。
8.(2020•青山区模拟)如图是某同学在“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列说法中正确的是( )
A.甲乙对比说明,压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B.乙图中小桌对海绵的压力大于丙图中小桌对海绵的压力
C.乙图中小桌静止时,小桌所受的重力和海绵对小桌的支持力是一对平衡力
D.丙图中砝码对小桌压强可能大于小桌对海绵压强
【考点】:探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验.
【答案】:D
【解析】:A、根据甲乙对比可知,接触面积相同,压力不同,压力也大,海绵的凹陷程度越大,这说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显,故A错误;
B、在水平面上的物体对水平面的压力等于重力,由图可知,乙图中小桌对海绵的压力等于丙图中小桌对海绵的压力,故B错误;
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C、甲图中小桌静止时,海绵对小桌的支持力等于小桌重力与砝码重力的和,要大于小桌的重力,不符合二力平衡的条件,故C错误;
D、丙图中砝码对小桌压力虽然小于小桌对海绵的压力,但砝码与小桌的受力面积要小于小桌和海绵的受力面积,根据p=可知,砝码对小桌压强可能大于小桌对海绵压强,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共4小题)
9.(2020春•大东区校级期中)如图所示,两个均匀的实心正方体甲和乙放置在水平地面上,甲的质量为6kg,边长为0.1m,若甲、乙的高度之比为1:2,密度之比为2:1,则甲对水平地面的压强p甲= Pa,甲、乙对水平地面的压强之比为 。(g取10N/kg)
【考点】:压强的大小及其计算.
【答案】:6000;1:1
【解析】:(1)甲对水平地面的压力:
F甲=G甲=m甲g=6kg×10N/kg=60N,
甲对水平地面的压强:
p甲===6000Pa;
(2)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,均匀实心正方体对水平地面的压强:
p======ρgL,
则甲、乙对水平地面的压强之比:
==×=×=。
故答案为:6000;1:1。
10.(2020•香洲区校级一模)如图,物体A静止在粗糙的水平桌面上,当物体露出桌面到一
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半到进入桌面的过程中,桌面受到的压力 ,物体对桌面的压强 ,物体受到的摩擦力 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【考点】:摩擦力的大小;压强大小比较.
【答案】:不变;变小;不变。
【解析】:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,在物体露出桌面到一半到进入桌面的过程中,物体的重力不变,则物体对桌面的压力不变;
因物体与桌面的接触面积增大,即受力面积增大,
所以,由p=可知,物体对桌面的压强变小;
(2)因摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,
所以,物体露出桌面到一半到进入桌面的过程中,压力不变,接触面的粗糙程度不变,则物体所受摩擦力不变。
故答案为:不变;变小;不变。
11.(2020春•射阳县校级月考)关心爱护残疾人是每个公民应具备的美德,为了方便盲人行走,现在许多城市公路上铺设有凹凸刻纹的盲道。人走在盲道上,在 一定时, 减小,脚底受到的 增大,从而盲人通过脚底能感觉出来,因此不用盲杖也能在盲道像正常人行走。
【考点】:增大压强的方法及其应用.
【答案】:压力;受力面积;压强。
【解析】:“盲道”的地砖表面有有凹凸刻纹,即一棱棱凸起的部分,盲人走在上面,脚底的受力面积小,在压力一定时,根据p=知脚底受到的压强增大,从而盲人通过脚底能感觉出来,因此不用盲杖也能在盲道像正常人行走。
故答案为:压力;受力面积;压强。
12.(2020春•赣州月考)斧子是木工师傅常用的工具,用过一段时间,木工师傅要将斧头磨一磨,目的是通过 来增大压强;斧头柄一般做的比较粗糙,目的是增
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大 。
【考点】:增大或减小摩擦的方法;84:增大压强的方法及其应用.
【答案】:减小受力面积;摩擦。
【解析】:(1)木工师傅要将斧头磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
(2)斧头柄处做的比较粗糙,目的是通过压力一定时,增大接触面的粗糙程度方法来增大摩擦。
故答案为:减小受力面积;摩擦。
三.作图题(共2小题)
13.(2020•崇明区一模)如图所示,小球对斜面的压力为20牛,用力的图示法作出这个压力
【考点】:压力及重力与压力的区别.
【答案】:如图
【解析】:压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的接触点位置;方向与接触面垂直,先选一段线段,大小表示10N,然后过压力的作用点做垂直于斜面,并指向斜面的力,如图所示:
14.(2019秋•浦东新区校级期中)重力为4N的茶杯静止放在水平桌面上,请用力的图示法画出茶杯对桌面压力。
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【考点】:压力及重力与压力的区别.
【答案】:如图
【解析】:茶杯对桌面的压力,受力物体是桌面,作用点在桌面上;方向垂直于水平桌面,即竖直向下;选取2N作为标量,从力的作用点起,沿力的方向画一条带箭头的线段,线段长为2倍标量,如图:
故答案为:见上图。
四.实验探究题(共2小题)
15.(2020春•兴宁区校级月考)在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。
(1)同学们是根据 来比较压力的作用效果的,这主要体现了物理实验研究方法中的 法。
(2)观察比较图甲、乙所示的情况可以得到的结论是:受力面积一定时, ,压力的作用效果越明显。
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较 两图的实验,得到的结论是:压力一定时, ,压力的作用效果越明显。
(4)物理学中,用压强描述压力的作用效果。以下设计,主要为了增大压强的是 (单选)。
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A.铁轨铺在枕木上
B.书包带做得很宽
C.注射针头又尖又细
D.在皮带传动中把皮带张紧
【考点】:探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验.
【答案】:(1)海绵的凹陷程度;转换;(2)压力越大;(3)乙、丙;受力面积越小;(4)C。
【解析】:(1)同学们是根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的,这种方法叫转换法;
(2)观察比较图甲、乙所示的情况知受力面积相同,压力大小不同,且压力越大,海绵下陷越深,压力的作用效果越明显,可以得到的结论是: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时,应控制压力的大小不变,而受力面积不同,故应比较乙、丙两图的实验,得到的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)A.铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故A错误;
B.书包带做得很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故B错误;
C.注射针头又尖又细,是在压力一定时,通过减小受力面积减小压强,故C正确;
D.在皮带传动中把皮带张紧,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,与压强无关,故D错误。
故选:C。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;转换;(2)压力越大;(3)乙、丙;受力面积越小;(4)C。
16.(2020春•思明区校级月考)回顾探究压力的作用效果实验,将下列实验报告中的空缺部分填写完整
实验过程
如图,要研究压力的作用效果与压力大小的关系,应该做
两组实验。通过乙、丙实验得出:
17
。
方法
压力的作用效果通过 来反映,这里运用的是 法。
【考点】:探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验.
【答案】:甲、乙;在压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
海绵的凹陷程度;转换。
【解析】:(1)如图,要研究压力的作用效果与压力大小的关系,应该控制受力面积相同,改变压力大小,故应做甲、乙两组实验。
乙、丙两图中,压力大小相同,受力面积不同,故通过乙、丙实验得出:在压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(2)在本实验中,压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,这里运用的是转换法。
故答案为:甲、乙;在压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
海绵的凹陷程度;转换。
五.计算题(共2小题)
17.(2020春•南昌县校级月考)近年来,双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。如图所示,质量为50kg的小美驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶,3min通过的路程为540m,已知平衡车的质量为10kg,每个轮胎与地面的接触面积为15cm2,g取10N/kg。求:
(1)平衡车的速度;
(2)平衡车的重力;
(3)小美驾驶平衡车时,车对地面的压强。
【考点】:速度的计算;重力的计算;压强的大小及其计算.
【答案】:(1)3m/s;(2)100N;(3)2×105Pa。
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【解析】:(1)平衡车的速度:v===3m/s;
(2)平衡车的重力:G车=m车g=10kg×10N/kg=100N;
(3)小美和电动平衡车的总重力:G总=m人g+G车=50kg×10N/kg+100N=600N,
车对水平地面的压力:F=G总=600N,
车对水平地面的压强:
p===2×105Pa。
答:(1)平衡车的速度为3m/s;
(2)平衡车的重力为100N;
(3)小美驾驶平衡车时,车对地面的压强为2×105Pa。
18.(2020春•菏泽月考)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,如图所示的无人机用时6分钟飞行3.6km就可将物资运送至武汉金银潭医院,每次可装载物资15kg,该无人机相关数据见表,求:(g取10N/kg)
机身尺寸/mm
400×300×200
机身质量/kg
25
飞机着地总面积/cm2
10
(1)无人机满载货物着地时对地面的压力;
(2)无人机满载货物着地时对地面的压强。
【考点】:压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算.
【答案】:(1)400N;(2)4×105Pa。
【解析】:(1)无人机满载货物着地时对地面的压力:
F=G总=(m飞机+m货物)g=(25kg+15kg)×10N/kg=400N;
(2)无人机满载货物着地时对地面的压强:
17
p===4×105Pa。
答:(1)无人机满载货物着地时对地面的压力为400N;
(2)无人机满载货物着地时对地面的压强为4×105Pa。
六.综合能力题(共1小题)
19.(2019春•东台市期中)短文阅读:
小型无人直升机喷药
中航618所开发的农用无人机载高功效农药施药技术,让众多农民朋友领略了现代高科技的神奇力量。
工作人员把飞机油箱加满油后,在飞控手的熟练操作下,无人机在空中轻盈灵巧飞行,距水稻三至五米的高度频频做出悬停、转向等动作,同时安装在机身下方的四个喷头开始喷出乳白色药雾,在螺旋桨产生的向下风力作用下,喷洒的绝大部分农药都附着在了水稻叶片上,有效地防止了农药的飘移,短短四五分钟,面积近八亩的演示田块就喷撒完毕。
小型无人机采用中航工业618所自行研发的DGPS系统,自动规划航线,自主按航线飞行并可自主接力(即断药补药后,从断药点开始续喷),可以减少人工漏喷重喷的现象;无人直升机搭载专业雾化设备和高浓度农药制剂,耗水少或几乎不需耗水,作业高度低,加之旋翼向下的巨大旋力推动农药雾流对作物从上到下的穿透,飘移少,高效环保,1架飞机每分钟可完成施药2亩,每小时完成施药超过100亩,施药人员遥控操作施药,远离施药环境,避免近距离接触农药导致的健康危害。该机不仅用于水稻也广泛适用甘蔗、玉米、棉花、蔬菜等各种农作物及林业药物的喷施,根据每种作物的情况,飞行高度、速度、喷幅等各种参数都将不同。
型号
ZH2JP501
功率(kw)
18
机翼直径(m)
2.4
自重(kg)
46
燃油型号
国标ν汽油
航速(m/s)
5
最大载重(kg)
34
耗油(L/min)
0.5
蓄电池电压(v)
12
悬高(m)
3
4
5
蓄电池容量(mAh)
7200
喷撒面积(m2)
10
15
25
国标ν汽油(元
7.68
17
/L)
(1)使小型无人机上升的力施力物体
A、无人机B、螺旋桨C、空气D、地面
(2)这种型号的无人直升机正常工作施药4亩时消耗的汽油质量 kg.每亩汽油成本 元。(国标ν汽油密度0.7×103kg/m3)
(3)这种无人直升机能在月球上起飞吗?
(4)停在地面上时有4只脚,每只脚的底面积是200cm2,若满载时,地面受到的压强是 。
【考点】:密度公式的应用;压强的大小及其计算.
【答案】:(1)C;(2)0.7;1.92;(3)不能;(4)1×104Pa。
【解析】:(1)当小型无人机的电机带动旋翼(螺旋桨)转动时,对下方空气施加向下的作用力,根据物体间力的作用是相互的,空气对它施加向上的反作用力(即为升力),所以获得升力的施力物体是空气,故C正确;
(2)由题知,1架飞机每分钟可完成施药2亩,每分钟耗油0.5L,
则每亩耗油的体积V′==0.25L,
则这种型号的无人直升机正常工作施药4亩时,需要的时间是2min,耗油V=4×0.25L=10﹣3m3,
根据ρ=可得,耗油的质量m=ρV=0.7×103kg/m3×10﹣3m3=0.7kg;
每亩汽油成本为7.68元/L×0.25L/亩=1.92元/亩。
(3)由(1)知,这种无人直升机的工作原理是物体间力的作用是相互的,其施力物体是空气,而月球上没有大气,所以这种无人直升机不能在月球上起飞。
(4)地面受到的压力F=G=(m机+m物)g=(46kg+34kg)×10N/kg=800N,
受力面积S=4×200cm2=800cm2=8×10﹣2m2,
17
则地面受到的压强p===1×104Pa。
故答案为:(1)C;(2)0.7;1.92;(3)不能;(4)1×104Pa。
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