人教版八年級物理下冊 專題04 利用公式法計算四種壓強（原卷版）

專題04利用公式法計算四種壓強（原卷版）考點直擊注意的問題：（1）計算固體壓強時，一定要找準對應的壓力和受力面積。（2）計算液體壓強時，要注意高度與深度的區(qū)別。（3）計算液體對物體壓力時，一般先求出液體壓強p，再利用公式計算液體壓力F。典例分析＋變式訓練典例分析＋變式訓練考點1固體壓強的計算（1）公式p=適用所有壓強的計算。（2）計算時單位要統(tǒng)一，壓力F單位為N，面積S單位為㎡，壓強P單位是Pa（N/㎡）。（3）固體壓強的計算，需要確定壓力、面積，要注意面積的計算與單位，其中壓力的確定是難點，正確判斷物體間的壓力，進行受力分析是關(guān)鍵；物體間接觸部分的面積，一般與較小的物體面積相同?！镜淅?】（?福建）如圖所示，“玉兔二號”月球車在月球背面留下屬于中國的第一道印記。登月前，在水平地面上進行測試，月球車勻速直線行駛90m用時30min，月球車的質(zhì)量為135kg，車輪與地面接觸的總面積為1.5×10﹣2m2，g取10N/kg。求：（1）測試時，月球車行駛的速度；（2）測試時，月球車對水平地面的壓強；（3）登月后，月球車在月球上的質(zhì)量?！咀兪接柧殹浚ù?卡若區(qū)期末）一輛汽車的質(zhì)量為1200kg，它有四個車輪，每個車輪與路面的接觸面積為0.01m2，該汽車在水平路面勻速行駛，g取10N/kg。求：（1）汽車所受的重力G。（2）汽車對水平路面的壓強p。【典例2】（秋?長寧區(qū)校級期中）如圖所示，實心均勻正方體甲、乙放置在水平地面上，它們的重力均為G，甲的邊長a為3h，乙的邊長b為2h。求：①正方體甲對地面的壓強p甲；②正方體甲、乙的密度之比ρ甲：ρ乙；③若沿水平方向?qū)⒓?、乙截去相同的厚度△h后，它們剩余部分對地面的壓強p甲′和p乙′相等，請計算截去的厚度△h?！咀兪接柧殹浚ㄇ?徐匯區(qū)校級月考）如圖所示，棱長分別為0.2米和0.1米的實心立方體A、B放置在水平地面上，物體A、B的質(zhì)量均為5千克。求：（1）物體的密度ρA；（2）物體B對水平地面的壓強pB；（3）小明在A、B兩物體中選擇某一物體沿水平方向截取一定質(zhì)量△m，并將截取的那一部分△m置于對方的上表面，使此時它們對水平地面的壓強相等。請寫出滿足pA′、pB′的截取和放置情況，并計算出△m?？键c2液體壓強的計算（1）公式p=ρgh既可以計算液體的壓強，還可以計算質(zhì)地均勻的柱形固體對水平面的壓強；※計算液體壓強時，ρ是指液體密度，計算固體對水平面壓強時，ρ是指固體密度。（2）計算時單位要統(tǒng)一，密度ρ單位為kg/m3，重力常數(shù)g單位為N/kg，高度h的單位為m，壓強p單位是Pa（N/㎡）。（3）液體的壓強與液體的深度和密度有關(guān)，因此計算時關(guān)鍵找到“液體”的深度和密度。當容器是柱形容器時，液體對容器底部壓力等于液體重力時，先判斷壓力等于重力后利用p=F/S求壓強?！镜淅?】（中考?錦州）如圖所示，平底燒瓶的底面積為50cm2，內(nèi)裝600mL煤油，煤油的深度為10cm，燒瓶放置在表面積為100dm2的水平桌面上，容器自重和容器的厚度均可忽略不計（g＝10N/kg，煤油的密度ρ煤油＝0.8×103Kg/m3，）。試求：（1）煤油對燒瓶底的壓力；（2）桌面受到的壓強?！咀兪接柧?】（春?蘭州期末）如圖所示，質(zhì)量為500g的薄壁容器放在水平地面上，容器底面積為80cm2，內(nèi)裝1.5L的水，已知g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，求：（1）容器對水平桌面的壓強；（2）水對容器底部的壓力。【變式訓練2】（春?新泰市月考）如圖所示，平底茶壺的質(zhì)量是400g，底面積是40cm2，內(nèi)盛0.6kg的開水，放置在面積為1m2的水平桌面中央。試求：（1）水對茶壺底部的壓強；（2）茶壺對桌面的壓強；（3）開水對壺底的壓力。（g＝10N/kg）【典例2】（秋?開福區(qū)校級期末）如圖所示，不吸水的長方體A固定在體積不計的輕桿下端，位于水平地面上的圓柱形容器內(nèi)，桿上端固定不動。容器內(nèi)盛有10cm深的水，物體下表面剛好與容器內(nèi)的水面相平。往容器中緩慢注水，加水過程中水沒有溢出。當加500cm3的水時，輕桿受力為6N，容器底部受到的壓強較注水前變化了Δp1；當加2000cm3的水時，輕桿受力為3N，容器底部受到的壓強較注水前變化了Δp2，且Δp1：Δp2＝1：4．（ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）加水前水對容器底的壓強；（2）加2000cm3的水時，加入水的質(zhì)量；（3）物塊A的重力GA?！咀兪接柧殹浚ㄇ?徐匯區(qū)期末）如圖所示，圓柱體甲和薄壁圓柱形容器乙放置在水平地面上。乙中盛有水，容器底受到水的壓強大小為2940Pa。①求乙容器中水的深度h水。②現(xiàn)將甲緩慢放入乙容器中（水不溢出），并將甲下表面到水面的距離Δh和容器乙底部受到的水的壓強大小p記錄在表中。實驗次數(shù)Δh（m）p（Pa）第一次0.13430第二次0.23724第三次0.3p3（a）通過計算說明乙容器底部受到水的壓強p3。（b）求圓柱體甲的高度h甲?！镜淅?】（秋?閔行區(qū)期末）水平桌面上有一底面積為5×10﹣2米2輕質(zhì)薄壁圓柱形容器，容器內(nèi)裝有水。外底面積為1×10﹣2米2的厚壁柱形杯內(nèi)裝滿體積為2×10﹣3米3的水，豎直放入容器中觸底，靜止后如圖（a）所示。求：①杯中水的質(zhì)量m水；②接著將杯中的水全部倒入容器內(nèi)，再把空杯子豎直放入容器中仍觸底，如圖（b）所示。（a）判斷薄壁容器對水平桌面的壓強變化情況，并說明理由：（b）薄壁容器底部受到水的壓強變化量Δp水。【變式訓練】（秋?上海月考）如圖所示，水平桌面上放有一薄壁柱形容器，容器的中央放有一個質(zhì)量為4千克的柱形物體，保持物體始終不動，然后向容器里加水，加入水的質(zhì)量m水和水對容器底的壓強p水的關(guān)系如表格所示。已知當加入水的質(zhì)量為2kg時，容器對桌面的壓強為3920Pa，容器足夠高。m水/kg1234p水/Pa980196024502940求：（1）柱形物體的重力；（2）加水4千克時，容器對桌面的壓強；（3）柱體的最大密度。考點3氣體壓強的計算（1）氣體壓強沒有專門計算公式，但可以通過平衡狀態(tài)分析，轉(zhuǎn)化為相等的固體或者液體壓強進行計算。（2）氣體壓強與液體壓強類似，都具有流動性，對浸沒其中的物體各個方向都有壓強的作用，而且氣體壓強隨海拔升高而降低?！镜淅?】（秋?余杭區(qū)期末）學習了大氣壓的知識以后，小明知道了標準大氣壓為1.01×105Pa，他想親自證實一下：（1）小明買來一個帶塑料掛鉤的吸盤（吸盤的質(zhì)量忽略不計）貼在玻璃餐桌的下表面，如圖所示，測出吸盤與玻璃的接觸面積為10cm2；又找來一個塑料桶，在桶中裝適量水，稱得水和桶的總質(zhì)量為8kg；經(jīng)過計算，他認為把塑料桶掛到掛鉤上不會把吸盤拉掉，請你寫出小明的計算過程和判斷依據(jù)。（2）當小明把水桶小心掛到掛鉤上時，吸盤卻被拉掉了，吸盤被拉掉的原因可能是（答一點即可）?！咀兪接柧殹浚ù?民和縣期中）學習了大氣壓的知識以后，小明對大氣壓強通常有1.0×105Pa這么大存有疑問，想親自證實一下。（1）小明買來一個塑料掛鉤，把它的吸盤貼在玻璃餐桌下表面，如圖所示，測出塑料吸盤與玻璃的接觸面積為10cm2，又找來一個輕塑料桶（質(zhì)量可忽略不計），在桶中裝8L水；經(jīng)過計算，他認為把塑料桶掛在掛鉤上不會把吸盤拉掉。請你寫出計算過程和判斷依據(jù)。（g取10N/kg）（2）若此時小桶中的水深為5cm，則水桶底部受到的壓強多大。（3）當小明把水桶掛到掛鉤上時，吸盤卻被拉掉了，是大氣壓沒有那么大還是其他原因？請發(fā)表你的看法。【典例2】（春?葉縣期中）在標準大氣壓下（取1.0×105Pa）水的沸點是100℃．如果氣壓增大，沸點就會升高家用高壓鍋就是應用這個原理設計的。已知水的沸點與氣壓的關(guān)系如下圖所示。右下圖所示是高壓鍋的結(jié)構(gòu)示意圖，其鍋蓋緊扣在鍋體上，上面裝有一金屬管作排氣孔，金屬管上方倒扣一個重錘起限壓作用。當鍋內(nèi)蒸汽壓強過高時，蒸汽頂起限壓閥，通過金屬管向外排氣。測得高壓鍋鍋蓋上排氣孔的面積為24mm2，壓在排氣孔上的限壓閥質(zhì)量為72g，請你通過計算并對照圖象判斷，用該高壓鍋燒水，最高可達到的水溫是多少（g取10N/kg）？【變式訓練】（秋?上城區(qū)校級期中）高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器，鍋蓋中央有一出氣孔。孔上蓋有限壓閥，當鍋內(nèi)氣壓達到限定值時，限壓閥被頂起放出部分氣體，實現(xiàn)了對鍋內(nèi)氣體壓強的控制。已知高壓鍋蓋出氣孔的橫截面積為12mm2，限壓閥的質(zhì)量為72g。（1）高壓鍋是根據(jù)的原理設計工作的。（2）求使用高壓鍋時鍋內(nèi)氣體最大壓強。（寫出計算過程）（3）對照如圖來判斷：用該高壓鍋燒水，水溫最高可以達到℃．（大氣壓值取1.0×105Pa）考點4流體壓強的計算（1）利用公式p=的變形公式F=pS進行計算，一般算出壓強差和面積，然后進行計算。（2）液體和氣體都具有流動性，統(tǒng)稱為流體，如：空氣、水等；流體流動時的壓強稱作流體壓強，空氣和水流動時有快有慢，流體在流速大的地方壓強較小，在流速小的地方壓強較大?！镜淅?】（?寧波模擬）2022年9月16日17時，我國第22號強臺風“山竹”在廣東臺山海宴鎮(zhèn)登陸，登陸時中心附近最大風力14級，風速為162千米/時左右，其中心最低氣壓955百帕。臺風山竹已造成近300萬人受災，造成嚴重的經(jīng)濟損失。（1）臺風登陸時，許多廣東農(nóng)村的房屋的屋頂瓦片被臺風掀起，其原因是。（2）部分城區(qū)發(fā)生嚴重內(nèi)澇，許多車輛被淹。如圖為某被淹小車，車門上頂邊露出水面，若車門被淹部分按矩形計算，被淹面積約為0.8m2，車門在水中受到的壓強約為3500Pa，通過計算說明，這扇門受到水的平均壓力相當于多少牛的重物壓在門上？【變式訓練1】（春?唐河縣期中）假期中，小明從南陽乘坐飛機到上海旅行，查閱相關(guān)資料后，他對飛機上涉及的物理知識進行了分析與研究。（1）飛機飛行時，機翼上方的空氣流速（選填“大于”、“等于”或“小于”）下方的空氣流速，使機翼上下兩表面產(chǎn)生壓力差，為飛機提供升力，用到的物理原理是。（2）飛機在高空飛行時，機艙外氣壓很低，機艙內(nèi)始終保持1.0×105Pa的氣壓，如圖甲所示是大氣壓隨高度變化的圖象。當客機飛行在7km高度時，面積是200cm2的舷窗承受的內(nèi)外壓力差是多少？（3）重為60t的飛機，靜止在水平跑道上（圖乙），若每個輪子的接地面積為200cm2（共6輪子），則飛機對跑道的壓強為多少？（g＝10N/kg）【變式訓練2】（春?金水區(qū)校級期中）隨著時代的進步，轎車的車速和性能有了較大提升，某轎車外形如圖所示，它的質(zhì)量是1880kg，四個輪子與水平地面的總接觸面積是0.08m2．（1）根據(jù)轎車外形分析，若轎車靜止時對水平地面的壓力為F1，行駛時對水平地面的壓力為F2，則F1F2（填“等于”或“大于”或“小于”）。（2）若轎車行駛時，對水平地面的壓強為1.5×105Pa．求此時轎車上下表面受到的空氣的壓力差？（取g＝10N/kg）。能力提升訓練能力提升訓練一、計算題。1．（秋?浦東新區(qū)期末）小明同學的質(zhì)量為50kg，他站在水平地面上時雙腳與地面的接觸面積為400cm2。求：小明同學在水平地面上行走時，他對水平地面的壓力和壓強。2．（秋?房山區(qū)期末）某水平公路路面所能承受的最大壓強為8×105Pa。一輛卡車的質(zhì)量為2t，當裝載3t貨物靜止在該路面上時，車輪與路面接觸的總面積為0.1m2。請通過計算說明卡車對該路面是否產(chǎn)生損壞。（g取10N/kg）3．（春?鄄城縣期末）如圖所示，質(zhì)量為200g、底面積為20cm2的薄壁容器中盛有800g水，將容器放置在水平地面上，容器內(nèi)水深h為30cm，求：（ρ水＝10×103kg/m3，g取10N/kg）（1）水對容器底部的壓力大??？（2）容器對地面的壓強大??？4．（?新邵縣模擬）某次龍卷風發(fā)生時，房屋外部氣壓會減小到9×104Pa，假如屋內(nèi)氣壓為1×105Pa，屋頂面積為100m2，求：（1）說明房屋外部氣壓減小的原因；（2）房屋內(nèi)外的壓強差；（3）屋頂受到的壓力及此壓力的方向。5．（春?石城縣期中）如圖所示，平底茶壺的質(zhì)量是600g，底面積是50cm2，內(nèi)有0.9kg的水，水面的高度在圖中已標出，放置在面積為1m2的水平桌面中央，試求：（ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）水對茶壺底部產(chǎn)生的壓強；（2）水對茶壺底部產(chǎn)生的壓力；（3）茶壺對桌面的壓強。6．（?黑龍江）如圖所示，一杯茶放置在水平桌面上，空杯的質(zhì)量為0.04kg，其底面積為10cm2，茶水的質(zhì)量為0.16kg，茶水的深度為10cm（茶水密度約為1.0×103kg/m3，杯壁厚度不計）。求：（1）茶水對杯底的壓強？（2）茶水對杯底的壓力？（3）茶杯對水平桌面的壓強？7．（春?東莞市期末）“共和國勛章”獲得者袁隆平一直致力于雜交水稻技術(shù)的研究、應用與推廣，“發(fā)展雜交水稻，造福世界人民”是他畢生的追求，如圖所示，某地用收割機收割雜交水稻，為了防止對耕地過分壓實，影響秋作物的播種，收割機對耕地的壓強一般不超過8×104Pa，已知空載收割機與人的總質(zhì)量為700kg，履帶與耕地的總接觸面積始終為0.2m2（g取10N/kg）。求：（1）收割機對耕地的壓力不能超過多少牛？（2）收割機糧倉中的水稻不能超過多少千克？8．夏日的北海銀灘，游客在水平沙灘上駕駛四輪海灘摩托車，摩托車到18km外的地點用時30min。（1）求摩托車在這段過程中的平均速度是多少m/s。（2）若空車質(zhì)量為300kg，人的質(zhì)量是60kg，車輪與沙地面接觸的總面積為0.02m2．求車對沙地的壓力和壓強。（g取10N/kg）9．（秋?西湖區(qū)校級期末）阿根廷工程師設計了一款新型家用電梯，該電梯外形是長圓筒，升降過程不使用線纜，而是靠氣壓驅(qū)動。需要上樓時，抽氣泵啟動，抽走頂部空氣，此時底部與頂部就會形成氣壓差，底部空氣推動電梯室往上升，需要下樓時，頂部充氣，氣壓增大，使電梯往下降。底部高壓區(qū)始終與外界連通，外界大氣壓為1×105Pa，電梯室質(zhì)量為100kg，電梯室與圓筒壁之間的摩擦力為200N，底部和頂部面積均為0.9m2．（g＝10N/kg）（1）氣壓差形成的壓力差為多少N，可使空載的電梯勻速上升？（2）若質(zhì)量為60kg的人乘電梯勻速上升，則頂部低壓區(qū)的氣壓為多大？（3）抽氣機最多能把低壓區(qū)的氣壓降到9.5×104Pa，則該電梯勻速下降時能裝載的物體的最大質(zhì)量是多少？10．（春?潛江月考）小杰家的壓力鍋鍋蓋上標有“××鋁制品廠壓力鍋”的字樣，高壓鍋的橫截面積為4.0×10﹣2m2，限壓閥的質(zhì)量為100.8g，排氣孔的面積為7mm2；求：（g取10N/kg；外界大氣壓強為1標準大氣壓取1×105Pa）（1）鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少？（2）鍋蓋至少要能承受多大的力才能保證安全？（3）設鍋內(nèi)壓強每增加3.6×103Pa，水的沸點就相應的增加1℃，則鍋內(nèi)的最高溫度可達多高？11．（?延平區(qū)校級模擬）將平底薄壁直圓筒狀的空杯，放在飲料機的水平杯座上接飲料。杯座受到的壓力F隨杯中飲料的高度h變化的圖像如圖。飲料出口的橫截面積S1＝0.8cm2，飲料流出的速度v＝50cm/s，杯高H＝10cm，杯底面積S2＝30cm2，g取10N/kg。求：（1）裝滿飲料時，杯底受到飲料的壓力為多大？（2）飲料的密度為多大？（3）設杯底與杯座的接觸面積也為S2，飲料持續(xù)流入空杯3s后關(guān)閉開關(guān)，杯對杯座的壓強為多大？12．（秋?青羊區(qū)校級期中）小王學習了浮力、壓強知識后，回家做了如下操作，如圖甲所示將重為5N、底面積為500cm2、有一定高度且裝有20cm深水的薄壁圓柱形容器放在水平桌面上，用一根輕桿（不計體積和質(zhì)量）吊著一個由AB兩部分組成的工件AB（硬質(zhì)工件A、B材料不同，中間緊密連接，均不吸水）。A、B部分為均勻的實心圓柱體，高均為10cm，A的橫截面積為400cm2，密度為0.2g/cm3，B的橫截面積為200cm2。用手拿住輕桿，將AB工件從圖甲中剛接觸水面位置緩慢豎直下降直到接觸容器底部，桿對AB工件的作用力F隨AB工件下降高度h的關(guān)系如圖乙所示，負值表示力的方向相反。求：（1）A、B的總重為多少？（2）當h＝8cm，水對容器底部的壓力為多少？（3）當h＝15cm，容器對水平桌面的壓