專題10-1固體壓強

第十課壓強第1節(jié)固體壓強基礎(chǔ)知識過關(guān)一、壓力1.定義：垂直作用在物體表面上的力。2.方向：垂直于接觸面且指向被壓物體。3.作用效果：（1）表現(xiàn)形式：使被壓面發(fā)生形變；（1）影響因素：壓力大小和受力面積大小。4.壓力和重力的區(qū)別與聯(lián)系：①壓力的方向垂直于受力面，重力的方向豎直向下；②壓力的作用點在接觸面上，重力的作用點在重心；③壓力的施力物體是人、機械等，重力的施力物體是地球；④靜止在水平面上且只收到重力與支持力的物體，對水平面的壓力大小等于自身重力大小，但壓力不是重力。二、壓強1.定義：物體所受壓力的大小與受力面積之比。2.意義：表示壓力的作用效果。3.公式：P=FS4.單位：帕斯卡，符號是Pa。5.增大壓強的辦法：①增大壓力；②減小受力面積。6.減小壓強的方法：①減小壓力；②增大受力面積。高頻考點過關(guān)考點一：增大、減小壓強的方法1.（2022?淮安）如圖所示，滑雪運動員穿著有較大底面積的滑雪板，可有效（）A．增大自身的重力 B．增大對雪地壓力 C．減小對雪地壓強 D．減小雪地摩擦力【答案】C【解答】解：滑雪運動員穿著有較大底面積的滑雪板，增大了受力面積，在壓力一定時，可有效減小對雪地壓強。故選：C。2．（2022?煙臺）如圖所示的實例中，為了減小壓強的是（）A．圖釘尖做得很尖 B．鐵軌鋪在路枕上 C．斧頭刃做得很薄 D．推土機土鏟做得很鋒利【答案】B【解答】解：A、圖釘尖做得很尖，在壓力一定時，減小受力面積增大壓強，故A錯誤；B、鐵軌鋪在路枕上，在壓力一定時，增大受力面積減小壓強，故B正確；C、斧頭刃做得很薄，在壓力一定時，減小受力面積增大壓強，故C錯誤；D、推土機土鏟做得很鋒利，在壓力一定時，減小受力面積增大壓強，故D錯誤。故選：B。3．（2022?樂山）以下說法中正確的是（）A．樂山名食麻辣燙的竹簽一端削尖是為了增大壓強 B．同學(xué)們的書包帶都比較寬其目的是減小壓力 C．鞋底印有花紋是為了減小摩擦 D．冰壺運動中“擦冰”是為了增大摩擦【答案】A【解答】解：A、樂山名食麻辣燙的竹簽一端削尖，是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強，故A正確；B、同學(xué)們的書包帶都比較寬，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強，故B錯誤；C、鞋底印有花紋，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦，故C錯誤；D、冰壺運動中“擦冰”通過在冰壺和冰面之間增加一層水膜使接觸面分離來減小摩擦，故D錯誤。故選：A。4．（2021?廣元）如圖所示，人坐在沙發(fā)上比坐在木凳上感覺要舒服，是因為（）A．彈簧的彈力與人體受到的重力平衡 B．減小了人體受到的壓力 C．減小了人體受到的壓強 D．減小了人體受到的壓力和壓強【答案】C【解答】解：人坐在沙發(fā)上或木凳上，受到的支持力或彈力與人體受到的重力平衡，即人體受到的支撐面的壓力相等，坐沙發(fā)身體被包圍的面積大，即受力面積大，這樣人體受到的壓強就小，從而感覺舒服；故選項A、B、D錯誤，選項C正確。故選：C。5．（2020?濰坊）在一次軍事演習(xí)中，坦克要經(jīng)過一沼澤地，工兵連迅速在沼澤地段鋪設(shè)了寬木板，坦克得以順利通過，是因為鋪設(shè)木板后（）A．坦克的重力變小 B．對地面的壓力變小 C．對地面的壓強變小 D．對地面的壓強變大【答案】C【解答】解：坦克要經(jīng)過一沼澤地，對地面的壓力等于其重力，是不變的，工兵連迅速在沼澤地段鋪設(shè)了寬木板，增大受力面積，根據(jù)壓強的定義式p＝可知，減小了壓強，所以坦克得以順利通過。故ABD錯誤，C正確。故選：C?？键c二：固體壓強相關(guān)計算及相關(guān)判斷6．（2022?郴州）一個質(zhì)量分布均勻的立方體，靜止在水平地面上。沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分，并取走a部分。剩下的b部分（未傾倒）對水平地面產(chǎn)生的壓強最大的是（）A． B． C． D．【答案】D【解答】解：當(dāng)沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分時，由密度公式可知，剩下的b部分的質(zhì)量為原來的，由G＝mg可知，b的重力變?yōu)樵瓉淼?，則b對水平地面的壓力也變?yōu)樵瓉淼?，因此四種分割方法中，剩下的b部分（未傾倒）對水平地面產(chǎn)生的壓力相等；由圖可知，D圖中剩下的b部分的受力面積最小，由p＝可知，D圖中剩下的b部分（未傾倒）對水平地面產(chǎn)生的壓強最大，故D正確。故選：D。7．（2021?常州）新冠疫情期間，下班時，某企業(yè)要求員工利用戳孔器把口罩打孔破壞后再丟棄。確保廢棄口罩不會被重復(fù)使用，如圖所示。雙手共同作用對口罩施加豎直向下、等大的力。口罩受到釘子的壓強最大的是（）A． B． C． D．【答案】A【解答】解：雙手共同作用對口罩施加豎直向下，力的大小相同，根據(jù)p＝可知，當(dāng)受力面積最小時，壓強是最大的，由圖可知，A中的受力面積最小，壓強最大。故選：A。8．（2021?廣州）如圖，甲、乙兩人在完全相同的沙灘散步，留下深淺相同、大小不同的腳印。則甲（）A．所受的重力較大 B．所受的重力與乙的相等 C．對沙灘的壓強較大 D．對沙灘的壓強較小【答案】A【解答】解：A、因為甲乙腳印的深淺程度相同，說明兩者的壓強相同，根據(jù)G＝F＝pS，受力面積大的物體壓力大，水平地面的物體對水平面的壓力等于物體的重力，所以甲受到的重力大于乙受到的重力故，A正確；B、甲受到的重力大于乙受到的重力，故B錯誤；CD、由于甲乙在沙灘上留下的腳印深淺相同，說明壓力的作用效果相同，即甲乙對沙灘的壓強相等，故CD錯誤。故選：A。9．（2022?大慶）如圖，將一瓶500mL的純凈水倒置在水平桌面上，它對桌面的壓強最接近下面哪個數(shù)據(jù)（）A．1×102Pa B．1×104Pa C．1×106Pa D．1×108Pa【答案】B【解答】解：將一瓶500mL的純凈水倒置在水平桌面上，該瓶水的質(zhì)量約為0.5kg，它對桌面的壓力約：F＝G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N；瓶蓋的面積即受力面積約為：S＝5cm2＝0.0005m2，壓強大約為：p＝＝＝1×104Pa，故B正確。故選：B。10．（2022?重慶）A、B兩個質(zhì)量均勻的正方體放在水平地面上如圖甲所示，B的邊長是A的2倍。將A沿豎直方向切去寬為L的部分，把切去部分疊放在B上，B對地面的壓強pB與L的變化關(guān)系如圖乙所示。切割后，A剩余部分對地面的壓強為pA，則以下分析正確的是（）（取g＝10N/kg）A．B的重力是50N B．L＝2.5cm時，pA：pB＝16：21 C．B的底面積為100cm2 D．A切去一半后，pA＝2000Pa【答案】B【解答】解：（1）由乙圖可知L的最大值為10cm，所以正方體A的邊長為10cm＝0.1m，正方體B的邊長是A的2倍，則B的邊長為20cm＝0.2m，B的底面積為20cm×20cm＝400cm2，故C錯誤；當(dāng)L＝0時，B對地面的壓強為5000Pa，物體對地面的壓力等于自身重力，根據(jù)壓強公式可得pB＝，即＝5000Pa，解方程可得GB＝200N，故A錯誤；當(dāng)L＝10cm時，B對地面的壓強為6000Pa，根據(jù)壓強公式可得＝6000Pa，即＝6000Pa，解方程可得GA＝40N，A切去一半后，A對地面的壓強pA＝＝＝4000Pa，故D錯誤；（2）當(dāng)L＝2.5cm時，A對地面的壓強為＝＝4000Pa，B對地面的壓強為＝＝5250Pa，則＝＝，故B正確。故選：B。11．（2021?自貢）如圖所示，有三個實心圓柱體甲、乙、丙，放在水平地面上，其中甲、乙高度相同，乙、丙的底面積相同，三者對地面的壓強相等，下列判斷正確的是（）A．ρ甲＝ρ乙＞ρ丙 B．ρ甲＝ρ乙＝ρ丙 C．m甲＝m乙＞m丙 D．m甲＝m乙＝m丙【答案】A【解答】解：（1）因為甲、乙、丙都是實心圓柱體，所以對水平地面的壓強p＝＝＝＝＝＝ρgh；由圖知甲、乙、丙的高度h甲＝h乙＜h丙，且三者對地面的壓強相等，所以由p＝ρgh可知，三圓柱體的密度關(guān)系：ρ甲＝ρ乙＞ρ丙；故A正確，B錯誤；（2）由圖知甲、乙的底面積S甲＜S乙，高度h甲＝h乙，所以V甲＜V乙，因為ρ甲＝ρ乙，m＝ρV，所以甲乙圓柱體的質(zhì)量關(guān)系：m甲＜m乙；已知乙、丙的底面積S乙＝S丙，對地面的壓強相等，則由p＝＝＝可知，乙丙圓柱體的質(zhì)量關(guān)系：m乙＝m丙；所以三圓柱體的質(zhì)量關(guān)系：m甲＜m乙＝m丙；故CD錯。故選：A。12．（2021?涼山州）一塊長方體合金塊，重1.2N，側(cè)放于面積為1m2的水平桌面上，它與桌面的接觸面積是1×10﹣3m2，下列說法正確的是（）①合金塊對桌面的壓強是1.2Pa②合金塊對桌面的壓強是1200Pa③若沿豎直方向切去一塊，則剩余部分對桌面的壓強不變④若沿水平方向切去一塊，則剩余部分對桌面的壓強不變A．①③ B．②③ C．①④ D．②④【答案】B【解答】解：（1）合金塊的桌面的壓力為F＝G＝1.2N，對桌面的壓強為，故①錯誤，②正確；（2）長方體的桌面的壓強為，由此可見，長方體對桌面的壓強與物體的密度和高度有關(guān)，沿豎直方向切去一塊，物體密度和高度不變，所以剩余部分對桌面的壓強不變，③正確；沿水平方向切去一塊，密度不變，高度減小，剩余部分對桌面的壓強變小，④錯誤，所以正確的是②③。故選：B。13．（2020?襄陽）如圖所示，甲、乙兩個實心正方體物塊放置在水平地面上，甲的邊長大于乙的邊長。甲對地面的壓強為p1，乙對地面的壓強為p2．下列判斷正確的是（）A．若甲、乙密度相等，將甲放到乙上，乙對地面的壓強有可能變?yōu)閜1 B．若甲、乙密度相等，將乙放到甲上，甲對地面的壓強有可能變?yōu)閜2 C．若甲、乙質(zhì)量相等，將甲放到乙上，乙對地面的壓強有可能變?yōu)閜1 D．若甲、乙質(zhì)量相等，將乙放到甲上，甲對地面的壓強有可能變?yōu)閜2【答案】D【解答】解：設(shè)甲的邊長為a，乙的邊長為b，由題意知a＞b，由S＝L2可知，S甲＞S乙。AB．若甲、乙密度相等，因?qū)嵭恼襟w物塊對水平地面的壓強：p＝＝＝＝＝＝ρgL，則p1＝ρga，p2＝ρgb，由a＞b可知，p1＞p2。①將甲放到乙上，乙對地面的壓強：p2'＝＝＝＝+p2，因為a＞b，所以＞ρga＝p1，所以p2'＞p1，故A錯誤；②將乙放到甲上，與甲相比，甲對地面的壓力變大，受力面積不變，所以甲對地面的壓強變大，即p1'＞p1；因為p1＞p2，所以，此時甲對地面的壓強p1'＞p1＞p2，故B錯誤；CD、如果甲、乙的質(zhì)量相等，則p1＝＝，p2＝＝，因為S甲＞S乙，所以p1＜p2。①將甲放到乙上，則乙對地面的壓強：p2'＝，且p1＝＝，因為2S甲＞S乙，所以p2'＞p1，故C錯誤；②將乙放到甲上，甲對地面的壓強p1'＝，若S甲＝2S乙，則p1'＝＝＝＝p2，即甲對地面的壓強有可能變?yōu)閜2，故D正確。故選：D。14．（2022?重慶）有A、B兩個均勻?qū)嵭膱A柱體，A的高為5cm、底面積為20cm2，B的高為8cm、底面積為50cm2。若將它們按圖甲、乙的方式放在水平桌面上，A對桌面的壓強為p1＝1.0×103Pa，B對桌面的壓強為p2；若按圖丙的方式放置時，B對A的壓強為p3＝6.0×103Pa，A對桌面的壓強變?yōu)閜4。下列判斷正確的是（）（g＝10N/kg）A．A的重力為20N B．B的密度為3.0g/cm3 C．p3：p2＝2：5 D．p4＝1.6×104Pa【答案】B【解答】解：A、將A按圖甲的方式放在水平桌面上，根據(jù)p＝可知A對桌面的壓力F1＝p1SA＝1.0×103Pa×20×10﹣4m2＝2N，A的重力GA＝F1＝2N，故A錯誤；B、若按圖丙的方式放置時，根據(jù)p＝可知B對A的壓力F3＝p3SA＝6.0×103Pa×20×10﹣4m2＝12N，B的重力GB＝F3＝12N，B的質(zhì)量mB＝＝＝1.2kg＝1200g，B的密度ρB＝＝＝3.0g/cm3，故B正確；C、將B按圖乙的方式放在水平桌面上，B對桌面的壓強p2＝＝＝＝2.4×103Pa，故：＝＝，故C錯誤；D、若按圖丙的方式放置時，A對桌面的壓強p4＝＝＝＝7×103Pa，故D錯誤。故選B。15．（2021?新疆）如圖甲所示，一質(zhì)地均勻的長方體磚塊放在水平地面上。現(xiàn)將磚塊切去一部分，剩余部分如圖乙所示，此時磚塊對地面的壓強為2000Pa；將圖乙中的磚塊倒置后如圖丙所示，此時磚塊對地面的壓強為3000Pa。則圖甲中磚塊對水平地面的壓強為（）A．2250Pa B．2400Pa C．2500Pa D．2750Pa【答案】B【解答】解：設(shè)圖乙中磚塊重力為G1，底面積為S1，圖丙中磚塊底面積為S2，由F＝pS可知，圖乙中磚塊對地面壓力F1＝p1S1＝2000Pa×S1圖丙中磚塊對地面壓力F2＝p2S2＝3000Pa×S2又因為圖乙、丙中為同一磚塊且均水平自然放置，F(xiàn)1＝F2＝G1，即：2000Pa×S1＝3000Pa×S2解得：S2＝S1，將乙、丙兩圖組裝為一組合長方體，則F總＝2G1，S總＝S1+S2＝S1，組合長方體體壓強：p＝＝＝1.2×2000Pa＝2400Pa柱形均勻固體：p＝ρgh，由于圖甲和組合長方體的密度和高度均相同，所以圖甲中磚塊對地面的壓強p＝2400Pa。故選：B。16．（2022?安順）書法是中華民族優(yōu)秀文化的瑰寶。書寫時將紙平鋪于水平桌面上，紙上放置一塊“鎮(zhèn)紙”（一般為長方體石條）。該“鎮(zhèn)紙”質(zhì)量為300g，與紙面接觸面積為30cm2，則“鎮(zhèn)紙”對紙的壓強為Pa。在行筆過程中，紙保持靜止，則紙（選填“會”或“不會”）受到“鎮(zhèn)紙”施加的摩擦力。（取g＝10N/kg）【解答】解：“鎮(zhèn)紙”對紙的壓力為：F＝G＝mg＝300×10﹣3×10N/kg＝3N，“鎮(zhèn)紙”對紙的壓強為：p＝＝＝1000Pa；行筆過程中，“鎮(zhèn)紙”與紙相對靜止?fàn)顟B(tài)，紙相對于“鎮(zhèn)紙”沒有運動趨勢，所以紙不會受到“鎮(zhèn)紙”施加的摩擦力。故答案為：1000；不會。17．（2021?梧州）兩個形狀大小完全相同的均勻?qū)嵭拈L方體放在水平地面上，甲的質(zhì)量為16kg，體積為2×10﹣3m3，則甲的密度為kg/m3。如圖所示，當(dāng)甲豎放，乙平放時，它們對地面的壓強均為1.6×104Pa，將它們均順時針旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)后甲對地面的壓強為8×103Pa，乙對地面的壓強為Pa。（g＝10N/kg）【解答】解：甲的密度ρ甲＝＝＝8×103kg/m3；因甲、乙兩均勻?qū)嵭拈L方體的形狀相同，所以，甲乙平放和立放時對地面產(chǎn)生壓強的受力面積之比相等，又因物體對水平面的壓力和自身的重力相等，所以，＝＝，旋轉(zhuǎn)前后乙對地面的壓強之比＝＝＝，則旋轉(zhuǎn)后乙對地面的壓強p乙立＝×p乙平＝×1.6×104Pa＝3.2×104Pa。故答案為：8×103；3.2×104。18．（2022?貴港）如圖所示，水平地面上放置A、B兩個質(zhì)地均勻的長方體物塊，高度之比hA：hB＝5：3，底面積之比SA：SB＝1：3，它們對地面的壓強之比pA：pB＝5：3，則它們的密度之比ρA：ρB＝。若從A的上部沿水平方向截取高為h的部分，并將截取部分疊放在B的正中央，A剩余部分對地面的壓強與疊放后B對地面的壓強相等，則截取部分與A物塊原有高度之比h：hA＝?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)F＝pS，A對地面的壓力和B對地面的壓力之比FA：FB＝pASA：pBSB＝＝＝5：9；水平面上物塊的壓力和自身的重力相等，物塊重力G＝mg＝ρVg＝ρShg，兩圓柱體的重力之比GA：GB＝FA：FB＝5：9＝ρASAhAg：ρBSBhBg，所以ρA：ρB＝5SBhB：9SAhA＝＝＝1：1；（2）設(shè)截取部分與A物塊原有高度之比為k，則h＝khA，則A截取部分的體積為khA×SA，質(zhì)量為khA×SA×ρA，A剩余部分體積為（hA﹣khA）×SA，質(zhì)量為（hA﹣khA）×SA×ρA；A剩余部分對地面的壓強與疊放后B對地面的壓強相等，即，得＝；因為hA：hB＝5：3，則hB＝hA，因為SA：SB＝1：3，則SB＝3SA，因為ρA：ρB＝1：1，則ρB＝ρA，代入等式得（hA﹣khA）×ρA＝khA×ρA+hA×ρA，解得k＝，截取部分與A物塊原有高度之比h：hA＝3：10。故答案為：1：1；3：10。19．（2020?咸寧）如圖所示，長木板重10N，底面積為10cm2，現(xiàn)將其底面積的與水平桌面接觸，木板靜止時對桌面的壓強為Pa；在水平外力作用下推動木板緩慢向左運動，直至木板全部移到桌面，在這個過程中，木板對桌面的壓強，木板所受摩擦力的大小（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！窘獯稹拷猓海?）木板靜止時對桌面的壓力F＝G＝10N，受力面積S＝×10cm2＝×10×10﹣4m2＝m2，對桌面的壓強p＝＝＝1.5×104Pa；（2）在水平外力作用下推動木板緩慢向左運動，直至木板全部移到桌面，在這個過程中，木板對桌面的壓力不變，受力面積變大，由p＝可知，對桌面的壓強變??；在這個過程中，木板對桌面的壓力不變，木板和桌面的接觸面的粗糙程度不變，則受到的摩擦力不變。故答案為：1.5×104；變小；不變。20.（2022?呼和浩特）如圖1所示，是呼和浩特市在疫情防控期間，消毒車為街道噴灑消毒液的情景。圖中消毒車凈重10t，裝有10m3消毒液，此時車輪與地面的總接觸面積為0.5m2，圖2是消毒車運動的s﹣t圖。已知消毒液的密度為1.01×103kg/m3，求：（1）10min內(nèi)消毒車的平均速度；消毒液的質(zhì)量；（2）噴灑前，消毒液質(zhì)量和消毒車對水平地面的壓強?！窘獯稹拷猓海?）由圖2可知，10min內(nèi)消毒車行駛的路程為4km，因此10min內(nèi)消毒車的平均速度：v＝＝＝24km/h；由ρ＝可知，消毒液的質(zhì)量：m＝ρV＝1.01×103kg/m3×10m3＝1.01×104kg；（2）消毒液和消毒車的總重力：G總＝m總g＝（1.01×104kg+10×103kg）×10N/kg＝2.01×105N，消毒車對水平地面的壓力大?。篎壓＝G總＝2.01×105N，則消毒車對水平地面的壓強：p＝＝＝4.02×105Pa。答：（1）10min內(nèi)消毒車的平均速度為24km/h；消毒液的質(zhì)量為1.01×104kg；（2）噴灑前，消毒液質(zhì)量為1.01×104kg，消毒車對水平地面的壓強為4.02×105Pa?？键c三：探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)21.（2022?涼山州）在“探究壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中，某同學(xué)利用了多個完全相同的鐵塊和海綿進行了如圖所示的實驗。（1）實驗中通過觀察海綿的來比較壓力作用效果；（2）由兩圖可以探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系；（3）對比乙、丙兩圖可以得出：當(dāng)壓力一定時，越小，壓力作用效果越明顯；（4）對比甲、丙兩圖，該同學(xué)認為壓力作用效果與壓力大小無關(guān)，他的觀點是（選填“正確”或“錯誤”）的，理由是?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，實驗中通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果；（2）圖甲、乙中，受力面積相同，乙圖的壓力大，海綿凹陷程度大，壓力作用效果越明顯，因此由甲、乙兩圖可以探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系；（3）對比