神奇的壓強例題與習(xí)題

第10章神奇的壓強例題與習(xí)題【例1】如圖1圖A所示，重力為40牛頓的物體，分別放在梯形木塊的 1、2、3位置上,試分析物體的重力與它在1、2、3處對梯形木塊的壓力。Cr3G【分析】見圖B,當(dāng)物體分別放在梯形木塊的1、2、3處，物體的重力不變，都是 40N,且方向都是豎直向下，作用于物體的重心上。而物體對梯形木塊的壓力是作用于梯形木塊上的。在位置1時，壓力的方向垂直于斜面指向梯形木塊， 數(shù)值小于重力，即F1VG;在位置2時,壓力的方向是豎直向下，數(shù)值等于重力，即F2=G=40N當(dāng)放于位置3時，雖然物體與梯形木塊接觸，但它們之間沒有互相擠壓，故無作用力，物體對梯形木塊的壓力為零?！菊f明】壓力和重力是兩個不同的概念。 重力是由于地球的吸引而使物體受到的力， 壓力是物體對物體擠壓而產(chǎn)生的力，它們的性質(zhì)不同；重力的施力物體是地球，壓力的施力物體是與研究物體相擠壓的物體；重力的方向總是豎直向下，壓力的方向則垂直于受壓面；重力的大小正比于物體的質(zhì)量，壓力的大小取決于物體間的擠壓程度。 置于靜止水平平面上的物體,對水平面的壓力和施力物體的重力在數(shù)值上相等， 這是由于此時物體的重力恰好垂直地作用在水平平面上，而其他情況下，壓力的大小和施力物體的重力不相等?！纠?】下列情況中，為了增大壓強的是（ ）A.鞋底刻有花紋.B.圖釘尖進入墻時要用力按.C.鋼軌下面鋪上枕木.D.用鈍了的刀，磨磨刀口可以變鋒利了.A.鞋底刻有花紋.B.圖釘尖進入墻時要用力按.C.鋼軌下面鋪上枕木.D.用鈍了的刀，磨磨刀口可以變鋒利了.而鋪【分析】增大壓強的途徑是增大壓力或減小受力面積.鞋底花紋是為了增大摩擦,枕木是增大受力面積，反使壓強減小.而鋪【解答】B、D.【例3】圖釘尖端的面積是0.3mm2,釘帽的面積是1.5cm2。用9N的力垂直于墻壁按這只圖釘，試求：（1）釘帽受到的壓力和壓強？（ 2）墻壁受到的壓力和壓強?【分析】當(dāng)用力按圖釘?shù)拿?，圖釘將外力大小和方向不變地進行傳遞，釘帽的面積大，它對手產(chǎn)生的壓強小，而釘尖的面積小，對墻壁產(chǎn)生的壓強大?！窘獯稹?F1=F2=9Np尸F(xiàn)i/Si=9N/1.5x10-4m2=6X104Pap2=F2/S2=9N/0.3x10-6m2=3X107Pa釘帽和墻壁受到的壓力都是 9N,釘帽受到的壓強為6X104P3,墻壁受到的壓強為3X107Pa?！菊f明】固體在處于平衡狀態(tài)時，能夠等值地傳遞外加壓力，但壓強的傳遞是非等值的，它隨受力面積的變化而變化。在壓力一定的情況下，壓強的大小與受力面積成反比。在應(yīng)用公式p=F/S計算時，各個量的單位必須統(tǒng)一用國際單位制的單位?！纠?】封凍的江河冰面最大能承受的壓強是 4X104Pa,一臺履帶式拖拉機的質(zhì)量是 5200kg,兩條履帶跟地面接觸的面積共 1.5m：這臺拖拉機能不能從冰面上通過？【分析】這個問題關(guān)鍵在于求出拖拉機對冰面的實際壓強是多大。如果拖拉機對冰面的壓強大于4X104Pa就不能通過，如果小于 4X104Pa就可以通過?！窘獯稹扛鶕?jù)壓強公式：4p=F/S=G/S=mg/S=5200kg<9.8N/kg=3.4x10Pa答因為3.40X104帕斯卡小于4X104帕斯卡，可以通過。【說明】（1）物體受壓后形狀要改變，甚至?xí)黄茐?，這決定于壓強的大小而不是壓力的大小。（2）壓力的大小不一定等于施壓物體的重力，只有物體在水平面上時，壓力才等于物體的重力。在解這類問題時，必須寫出公式的推導(dǎo)過程 p=F/S=G/S，以防壓力和重力這兩個概念混淆?！纠?】醇的密度是2X103kg/m\用磚砌成高10米的磚柱，磚柱對地面的壓強多大？ （穆縫所占體積與磚縫里的泥土質(zhì)量忽略不計）【分析】解答本題需要綜合運用密度、質(zhì)量、重力等知識。先求出磚柱對地面的壓力，再根據(jù)壓強公式解得壓強。仔細審題還發(fā)現(xiàn)，解答本題還缺少受力面積這個關(guān)鍵的物理量，解題時應(yīng)先設(shè)出?！窘獯稹吭O(shè)磚柱的底面積為Sm（即地面的受力面積），磚柱對地面的壓力 F即為磚柱所受重力G,由壓強公式得：p=F/S=G/S=mg/S=pgV/S=pghS/S=pgh=2X103kg/miX9.8N/kgX10m=1.96xi05Pa5.答科柱對地面的壓強是1.96X10帕斯卡。【說明】審題是解答物理習(xí)題的關(guān)鍵性一步， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺少“條件”時， 通常是自設(shè)一個解題TOC\o"1-5"\h\z需要而又沒有直接給出的物理量 (亦稱中間量)，對自設(shè)的中間量一般用文字符號表示， 不必設(shè)出或計算出具體數(shù)值，運算過程中借助已知條件代入式中消去?！纠?】如圖2所示情況中，能使物體對水平地面壓強減小的是[] 二I J-r-r—mA.?&aa'虛線切除上半部。 / 1 B.以bb'虛線切除右半部。 ：C.以cc'虛線切除右半部。 圖2D.以cc'虛線切除左半部?！痉治觥窟x項A,地面受力面積不變但壓力減小了；選項 B,地面受到的壓力和受力面積同時減小，但減小的比值不變；選項 C,地面受到壓力減小的比值小于受力面積減小的比值；選項D,壓力減小的比值大于受力面積減小的比值。【解答】ADo【說明】壓強是單位面積上所受的壓力大小，因此，壓力大不代表壓強大，反之，壓力小也能產(chǎn)生很大壓強?！纠?】邊長為10cm的正方體鋁塊(p鋁=2.7X103kg/力)置于邊長為50cm的水平臺面上，求鋁塊對臺面的壓強.【分析】先根據(jù)m=PV求出鋁塊質(zhì)量，鋁塊給臺面的壓力大小等于鋁塊重力大小， 鋁塊與臺面之間接觸部分是鋁塊的側(cè)面積?！窘獯稹縑=a3=(0.1m)3=10-3mm=pV=2.7x103kg/m3x10-3mi=2.7kg,F=G=mg=2.7kg<9.8N/kg=26.46NS=a2=(0.1m)2=10-2m?.p=F/S=26.46N/10-2m2=2646Pa答鉛塊對臺面的壓強等于2646Pa?！纠?】一端蒙橡皮膜的玻璃筒，插入水中，如圖3所示，在逐漸下插的過程中，橡皮膜將[]A.逐漸下凸.B.逐漸上凸.C.保持不變.D.不好判斷.【分析】由于液體內(nèi)部各方向都有壓強， 玻璃筒插入水中時，下端橡皮膜應(yīng)受到向上的壓強作用，而且越向下時，壓強越大.【解答】B.【說明】液體不但受到重力作用，而且還具有流動性要向四面擴張， 因此液體對容器底面和側(cè)壁都有壓強.圖3【例9】底面積相同的量筒和量杯內(nèi)倒入相等質(zhì)量的水，則水對底部壓強大小關(guān)系是 []A.量筒較大.B.量杯較大.C.一樣大. D.無法判斷.【分析】量筒呈圓柱型，量杯呈倒圓臺型.倒入質(zhì)量相等的水，量筒內(nèi)水面位置比量杯內(nèi)水面位置高，量筒底離水面的深度較大，壓強也大.【解答】A【例10]如圖4所示，用一個空塑料瓶（裝可樂的飲料瓶即可），在瓶口塞上穿著一截玻璃管的橡皮塞子.然后用耐壓管連接到抽氣機（或抽氣筒）上，慢慢將瓶內(nèi)空氣抽出.我們將看到塑料瓶被壓扁了.試解釋這一現(xiàn)象.若要使壓扁的塑料瓶恢復(fù)原狀，應(yīng)采取什么方法?【解答】在瓶內(nèi)空氣被抽出的過程中，由于瓶內(nèi)空氣減少，使瓶內(nèi)氣體的壓強不斷減而且小于瓶外大氣壓強，塑料瓶在瓶外大氣壓的作用下被壓扁.若要使壓扁的塑料瓶恢復(fù)原狀，可把耐壓管從抽氣機上拔下，讓空氣進入瓶內(nèi)，使瓶內(nèi)外壓強相等，塑料瓶在彈力作用下恢復(fù)原狀.若彈力作用仍不能使其恢復(fù)原狀，則可把耐壓管接到打氣筒上向瓶內(nèi)打氣使瓶內(nèi)氣體壓強大于瓶外大氣壓強，使瓶恢復(fù)原狀.圖4【例11】取一只透明的玻璃瓶，塞子上插一根兩端開口的直玻璃管和一根直角彎管，在直管的下端扎一只未充氣的彩色小氣球.如圖5所示.當(dāng)用抽氣機從直角彎管上抽去瓶內(nèi)空氣時，瓶內(nèi)彩色小氣球被逐漸“吹”大.當(dāng)取下抽氣機時， 彩色小氣球恢復(fù)原狀.試對以上現(xiàn)象做出科學(xué)的解釋.【解答】當(dāng)瓶內(nèi)空氣被抽出時，瓶內(nèi)氣體壓強逐漸減小，氣球通過直玻璃管和大氣相通，使小氣球內(nèi)大氣壓強大于小氣球外（瓶內(nèi)）的氣體的壓強.在大氣壓的作用下將小氣球“吹”大.當(dāng)取下抽氣機時，空氣進入瓶內(nèi)，使瓶內(nèi)、外壓強都相等，都等于大氣壓強.小氣球在彈力作用下又恢復(fù)原狀.【說明】“吹”脹氣球的實驗可說明大氣向各個方向都有壓強，而且向各個方向的壓強都相等.圖5【例12】有一種用塑料或橡膠制成的掛衣鉤，中間是個空的“皮碗”，如圖6所示.可以把它按在平滑的器壁上，在鉤上再掛衣服也不會掉下來，這是為什么？【解答】當(dāng)掛衣鉤按在平滑的器壁上時，“皮碗”內(nèi)的大部分空氣被擠壓出去，由于“皮碗”有彈性，使其恢復(fù)原狀.恢復(fù)原狀后的“皮碗”內(nèi)的氣體壓強變小且小于“皮碗”外的

所以在鉤上再掛衣服也不會掉大氣壓強.“皮碗”在外部大氣壓作用下被緊緊壓在器壁上。所以在鉤上再掛衣服也不會掉卜來.圖6【例13】某同學(xué)身體外表面面積是1m2,大氣作用在該同學(xué)身體表面上的壓力是多大？這么大的力為什么沒有把他壓癟？【解答】F=pS=l.01x105PaX1m2=1.01x105N大氣作用在該同學(xué)身體表面上的壓力是 1.01X105N.由于人身體內(nèi)部與外部大氣連通，身體內(nèi)部也同樣受到大氣壓的作用， 因而壓力也相等，二力平衡，所以人不會被壓癟.人們長期生活在大氣里，對大氣的這種作用已經(jīng)適應(yīng)，所以也沒有什么異樣感覺.【例14】在托里拆利測定大氣壓強的實驗中，如果把玻璃管傾斜，下面哪種情況正確：A.玻璃管中的水銀柱長度不變B.玻璃管中的水銀柱豎直高度不變C.玻璃管中的水銀柱長度和豎直高度都不變D.玻璃管中的水銀柱長度和豎直高度都變【解答】托里拆利實驗，管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣壓強.當(dāng)玻璃管傾斜時，大氣壓強仍與管內(nèi)水銀柱豎直高度產(chǎn)生的壓強相等， 所以豎直高度h不變，管內(nèi)水銀柱變長.所以B正確填空題.錐子的尖端越尖，越容易扎進物體里，這是因為在壓力一定的情況下，減小了 —，增大了的緣故。.容積相同的甲、乙兩圓柱形容器都裝滿水，放在水平桌面上，如圖1所示，則水對甲、乙兩容器底的壓力和壓強的大小關(guān)系分別是 F甲F乙，P甲P乙（填“>” “<”甲.邊長是10cm的正方體，重30N,沿斜面勻速下滑。已知余^面對它的支持力是 15N,則物體對斜面的壓力大小為,壓強大小為..《中國質(zhì)量報》報道，某公司大規(guī)模召回一種可能對幼兒產(chǎn)生傷害的硬塑玩具車，如圖2所示。召回該玩具車的原因，主要是車形上棱角太尖，當(dāng)它碰到人體時，容易產(chǎn)生較大的而對幼兒造成傷害。.為了方便盲人行走，在馬路兩旁的人行道上鋪設(shè)了有凸棱的盲道，如圖3所示.李剛在盲道上行走，感覺到腳有些不舒服.從物理學(xué)角度分析，這是因為：走在盲道上，腳與地面的減小了，從而增大了.圖2 圖3.小明同學(xué)的質(zhì)量為50kg,他的一只平底鞋放在方格紙上描繪出的形狀如圖 4所示，已知每個方格都是邊長為2cm的正方形，數(shù)一下鞋底覆蓋的方格數(shù)（凡不滿半格的計為 0,超過2半格計1格），可算出這只鞋底的面積約為cm,小明穿上這雙鞋站立時對地面的壓力等于N,以此可以估算出雙腳對地面的壓強為Pa..小明想用如下的方法測量大氣壓強： 將一個面積為1X10-3前的吸盤按在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，用最大刻度值是 5N的彈簧測力計測量大氣壓力（如圖 5所示），然后計算大氣壓強。若大氣壓強為 1.01X105P,則吸盤受到的大氣壓力是N。小明發(fā)現(xiàn)不能用這個測力計完成測量，其原因是

圖4圖5圖4圖5.將瓶灌滿水，用手堵住瓶口倒立于水槽中，如圖6所示，將手指移開，則瓶中水的質(zhì)量（填“減少”或“不變”）..（04蕪湖）煮牛奶時，為了保持牛奶的營養(yǎng)成分，不能用高溫煮沸。為此，人們制造了一種“低壓鍋”。用這種鍋煮牛奶，可以使牛奶里的水不到100c就沸騰。這種“低壓鍋”的物理原理是10.在高原上饅頭蒸不熟，這是因為高原上的 的緣故。10.在高原上饅頭蒸不熟，這是因為高原上的 的緣故。.在海拔3000m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機的冷卻水容易沸騰，是因為高原地區(qū)氣壓_1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水白^沸點100人。而人在該地區(qū)吸氣困難，與在平原相比，吸氣時肺的容積要擴張得更些，肺內(nèi)的氣壓要變得更些。.吸鋼筆水時，先用手捏筆膽排除里面的空氣，松手后墨水在力的作用下進入筆膽。.烏魯木齊和吐魯番，兩地地面附近的大氣壓強相比較，吐魯番的較;在兩地用敞□鍋燒水，水沸騰的溫度相比較，烏魯木齊的較。（填“低”或“高”）14.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1.0lX105Pa）下，面積為20吊的房頂上表面受到的大氣壓力的大小為 _N.15.著名的實驗證明了大氣壓的存在而且很大； 大氣壓的值可用著名的實驗來測定.選擇題.圖7所示的各事例中，為了增大壓強的是：（

圖7P1>P2,若這兩個正圖7P1>P2,若這兩個正方體對水平地面的壓力分別為 F1和F2,則（AF1=F2BF1<F2CF1>F2D無法確定.如圖8所示平放在水平地面上的磚，沿豎直方向（見圖中虛線）截去一半，則剩下的半塊醇與原來整塊磚相比（ ）A對地面的壓強不變。 B:對地面的壓力不變。圖8C:醇的密度減小一半。D:科受到地面的支持力不變。圖8.同學(xué)們背書包時，肩部會有受壓的感覺，所以，小紅選擇了一種雙肩背的寬帶書包。書包帶寬5cm,與肩部接觸部分長度為 35cm,總質(zhì)量為7kg,小紅選擇這種書包的理由及她肩部所受壓強大小正確的是（ ）A.減小壓強；2X103PaB.增大壓強；2X102PaC.增大壓力；0.245Pa D.減小壓力；2.45Pa.下列事例中，哪個措施的目的是為了減小壓強（ ）A.注射器的針尖很尖B.為了易于把吸管插入軟包裝飲料盒內(nèi)，吸管一端被削得很尖C.滑雪時穿滑雪板D.菜刀用過一段時間后，要磨一磨.小明在下列情況中，對支承面壓強最大的是 （ ）A.雙腳站立在地面上不動時 B.在走路時c.靠坐在沙發(fā)上時D.平躺在席夢絲軟床上時.如圖9所示，兩容器中都盛有水，容器底部受到水的壓強（圖圖.海峽西岸，英雄東塑。為紀(jì)念民族英雄鄭成功誕辰 380周年，在泉州市區(qū)大坪山頂修建了鄭成功塑像，它的總質(zhì)量是 5X105kg,底坐由長42m,寬5m的花崗巖制成。請問⑴：塑像所受的總重力是多少？⑵塑像對水平地面的壓力是多少？⑶地面受到塑像對它的壓強是多少？（g=10N/kg）.小明的媽媽買了一箱牛奶，放在地板上，箱與地板的接觸面積為0.025m3,箱和牛奶總質(zhì)量是5kg,箱中每一小袋牛奶的包裝袋上都標(biāo)有“凈含量 221mL227g”字樣。（g=10N/kg）試求：⑴這種牛奶的密度是多少g/cm3?（保留小數(shù)點后面兩位小數(shù)）⑵這箱牛奶對地板