
1.一輛質(zhì)量是40t的坦克靜止在水平地面上,履帶著地面積為5m2,它對地面的壓強是( )
A.80paB.8000paC.8×104paD.4×104pa
2.下列實例中屬于增大壓強的是( )
A.圖釘尖很尖銳 B.書包背帶較寬 C.鐵軌下鋪設枕木 D.穿滑雪板滑雪
3.如圖所示,甲、乙兩個實心正方體的密度之比ρ A:ρ B=9:4,質(zhì)量之比mA:mB=2:3,若按甲、乙兩種不同的方式,分別將它們疊放在水平地面上,則地面受到的壓力之比和壓強之比分別是( )
A.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=2:3B.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=4:9
C.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=9:4D.F甲:F乙=1:3,p甲:p乙=2:3
4.下列做法中屬于增大壓強的是( )
A.站在滑板上滑雪,腳不會陷入雪地
B.駱駝被稱為“沙漠之舟”,是由于它具有寬大的腳掌
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮膚吸吮血液
D.為了防止載重汽車壓壞路面,裝有多個寬大的車輪
5.如圖,在水平桌面上豎立著三個柱狀物甲、乙、丙,它們的高度均為h,均為實心勻質(zhì),甲、乙、丙的底面分別是半徑為R的圓面、邊長為a的正方形、半徑為r的圓面。已知:2R>a>2r,它們對桌面的壓強P甲=P乙=P丙,則甲、乙、丙材料的密度比較,正確的是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙B.ρ甲=ρ乙>ρ丙C.ρ甲<ρ乙<ρ丙D.ρ甲=ρ乙=ρ丙
6.新型膨脹式安全帶(如圖)緊縛力達到一定的值,藏在安全帶里的氣囊就會快速充氣,迅速形成氣囊袋,對駕乘人員起到更好的保護作用。下列關于膨脹式安全帶說法正確的是( )
A.該安全帶會使人的慣性減小
B.該安全帶可以使人所承受的力減小
C.當車加速時,該安全帶就會自動充氣
D.該安全帶充氣后增大與人體的接觸面積,減小壓強,可避免人員被勒傷
7.如圖所示,用力將圖釘按在墻壁上,下列說法正確的是( )
A.手指對釘帽的壓力小于墻壁對釘尖的壓力
B.手指對釘帽的壓力大于釘尖對墻壁的壓力
C.手指對釘帽的壓強等于釘尖對墻壁的壓強
D.釘尖對墻壁的壓力和墻壁對釘尖的壓力是相互作用力
8.下列實例中,其目的是為了減小壓強的是( )
A.破窗錘敲擊端做成錐狀B.篆刻刀的刀口做得很鋒利
C.推土機用寬大履帶來支撐D.蚊子的口器生長的很尖細
9.如圖所示,完全相同的甲、乙兩個燒杯內(nèi)裝有密度不同的液體。在兩燒杯中,距離杯底同一高度處有A、B兩點,已知A、B兩點壓強相等,則燒杯甲、乙對桌面的壓強p甲、p乙大小關系為( )
A.p甲<p乙B.p甲>p乙
C.p甲=p乙D.條件不足,無法判斷
10.請你想象一下,假如“減小受力面積可以減小壓強”,則可能會出現(xiàn)( )
A.刀刃磨得越鋒利,切菜越容易
B.書包帶做得越窄,背著越舒服
C.墻基做得越寬,越不容易下陷
D.圖釘尖做得越尖,越容易按入墻中
11.如圖所示,一個密封的圓臺狀容器,內(nèi)裝一定質(zhì)量的水,放在水平桌面上,現(xiàn)把它倒置過來,則( )
A.水對容器底的壓力減小B.水對容器底的壓強減小
C.容器對桌面的壓強減小D.容器對桌面的壓力減小
12.如圖所示,三個相同的容器內(nèi)水面高度相同,甲容器內(nèi)只有水,乙容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上,丙容器中一個小球處于下沉的狀態(tài),三個容器對桌面壓力大小分別用F甲、F乙、F丙表示,則它們的大小關系是( )
A.F甲=F乙=F丙B.F甲>F乙>F丙C.F甲<F乙<F丙D.F甲=F乙<F丙
13.有四個完全相同的均勻正方體木塊放在水平桌上,現(xiàn)將甲、乙、丙截去完全相同的兩個小正方體(圖中陰影部分)后,它們對桌面的壓強分別為 P甲、P乙、P丙和 P丁,則( )
A.P 丁>P 甲=P 乙=P 丙B.P 乙>P 丙>P ?。綪 甲
C.P 乙>P 丙=P 丁=P 甲D.P 乙>P 甲>P 丙>P 丁
14.如圖甲,一個質(zhì)量均勻分布的柱體靜止在水平面上,它對水平面的壓強為P,若將它沿斜線分為如圖乙兩部分,它們對水平面的壓強分別為Pa和Pb,則( )
A.P>Pa>PbB.Pa>P>PbC.P<Pa<PbD.Pa<P<Pb
15.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式,也是一種高難度的雜技。如圖為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設每個人的重力、腳底與地面的接觸面積均相等,下面兩層五人的背部均呈水平狀態(tài),上面人的腳均踩在下面人背的正中間,則最底層三人從左到右對地面的壓強之比為( )
A.1:2:1B.2:1:2C.7:10:7D.10:7:10
16.在圖給出的動物的身體結(jié)構(gòu)特點中,以減小壓強來適應自然環(huán)境的是( )
A.啄木鳥有尖的喙
B.鯊魚有鋒利的牙齒
C.蚊子有尖尖的口器
D.駱駝有寬大的腳掌
17.如圖所示,容器中裝有一定量的水,靜止在水平桌面上,容器中的水所受重力為G1,容器所受重力為G2,容器中的水對容器底的壓力為N1,容器對桌面的壓力為N2,桌面對容器的支持力為N3,則下列選項正確的是( )
A.N1與G1大小相等B.G1、G2之和與N2大小相等
C.N1與N3是一對相互作用力D.N2與N3是一對平衡力
18.在汽車交通事故中對乘員造成傷害的往往是“二次碰撞”(汽車碰撞后發(fā)生的乘客跟車身的碰撞)引起。與傳統(tǒng)的安全帶相比,安全氣囊對乘員的頭和胸的保護作用效果更好,在緊急情況下,裝于前排乘員前方的安全氣囊能急速膨脹,以避免人與儀表板、擋風玻璃相撞。為保證氣囊有良好的保護性能,設計中應考慮( )
①氣囊膨脹的初期,內(nèi)部壓強要超過某個數(shù)值;
②盡可能快地使氣囊膨脹展開;
③氣囊與乘客的接觸面積的大??;
④要有排氣機構(gòu),當壓力超出某值時可以排氣,減小壓力。
A.只需考慮①B.只需考慮①②C.只需考慮①②③D.①②③④都應考慮
二.填空題
19.如圖所示是小朋友們喜愛的一項運動﹣﹣玩滑板。小朋友一只腳踏上滑板之后與踏上之前相比,滑板對地面的壓強會 ;小朋友的另一只腳用力蹬地,使踏板向前滑動起來,腳離地后,由于 ,滑板車將繼續(xù)向前滑行。
20.停在水平地面的汽車質(zhì)量為2400kg,汽車所受重力為 N.輪胎與地面接觸面積共為0.12m2,汽車對地面壓強為 Pa.(g=10N/kg)
21. 探究壓力的作用效果與受力面積的關系時,分別采用如圖甲、乙所示的兩種方法。用兩只手的食指分別壓在鉛筆兩端。
(1) 的方法不合理,該方法未控制 相等。
(2)圖甲中。鉛筆筆尖面積是0.5mm2,兩手指均用2N的力對壓鉛筆兩端。則筆尖對手指的壓強為 Pa。
22.邊長12cm的均勻正方體,重為72N,放在水平桌面中央,則正方體對桌面的壓強為 Pa;如圖所示,若沿水平方向裁下一部分a立放在水平桌面上,且使a對桌面壓強為剩余部分b對桌面壓強的1.5倍,則剩余部分b的高度為 cm。
23.在雜技表演中,總重為600N的人站立在六個雞蛋上,雞蛋放在泡沫板的凹槽內(nèi),如圖所示,泡沫板的凹槽增大了雞蛋的 ,從而減小壓強來保護雞蛋。如果腳與雞蛋的總接觸面積約為1.2×10﹣3m2,此時腳對雞蛋的壓強為 Pa。
24.如圖所示,一個質(zhì)量為200g、外底面積為20cm2、深度為10cm的杯子裝滿300g的水時,水對杯子底部的壓強為 Pa,杯子對水平面的壓強為 Pa.(g=10N/kg)
25.汽車行駛在沙灘、雪地、常因輪胎下陷、打滑面受困。用“脫困板”墊在輪胎下面可化險為夷,“脫困板”下表面寬大,目的是 ;上表面凹凸不平,目的是 。
26.如圖所示,水平桌上放置兩個底面積不同(S甲<S乙),高度相同,質(zhì)量可以忽略不計的薄壁圓柱形容器甲和乙,分別盛滿質(zhì)量相等的水和酒精,此時,甲和乙兩容器對桌面的壓強關系為p甲 p乙,現(xiàn)將兩個完全相同、密度為ρ的實心物體分別放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待它們靜止后,兩物體在液體中受到的浮力關系為F水 F酒精,甲和乙兩容器對桌面的壓力關系為F甲′ F乙′(均選填“>”“<”或“=”)。
27.質(zhì)量相等的甲、乙兩個實心均勻正方體物塊放在水平地面上,密度關系是ρ甲>ρ乙,當在甲、乙兩物塊上,分別放重為G1、G2的物體或分別施加豎直向上的力F1、F2(F1、F2均小于物塊重力)時,甲、乙兩物塊對水平地面的壓強相等,則G1 G2,F(xiàn)1 F2。
28.在建造高樓大廈時,其地基大多采用箱式基礎。所謂箱式基礎,就是把整棟大樓占地范圍的地皮掏空挖深,然后填上鋼筋混凝土。箱式基礎的優(yōu)點在于:第一,增大了大樓與地面的接觸面積,從而減小了大樓對地面的 ,可有效地防止地皮大幅度的下陷;第二,降低了整棟大樓的 ,增大了大樓的穩(wěn)度,提高了大樓的抗震能力。
29.如圖所示,某同學用彈簧測力計拉著放在水平桌面上的木塊勻速滑動,在木塊前端離開桌面至一半移出桌面的過程中,彈簧測力計的示數(shù) ,木塊對桌面的壓力 ,木塊對桌面的壓強 。(均選填“變大“、“變小”或“不變”)
30.如圖所示,甲、乙、丙三個密度均勻的實心正方體分別放在水平地面上,它們對水平地面的壓強相等。甲、乙、丙對地面壓力最大的是 ,密度最大的是 。
三.實驗探究題
31.利用小桌、海綿、砝碼等探究影響壓力作用效果的因素,如圖1至圖3所示。
(1)圖中壓力的作用效果是通過海綿發(fā)生 (選填“形變”或“運動狀態(tài)改變”)來體現(xiàn)的,我們 (選填“可以”或“不可以”)用沙子代替海綿來完成實驗。
(2)通過比較圖1和圖2,說明受力面積一定時,壓力 (選填“越大”或“越小”),壓力的作用效果越明顯,通過比較圖 (填序號)和圖3,說明壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)實驗中主要采用的研究方法是 (選填“控制變量法”或“理想實驗法”)。
32.小麗做研究“影響壓力作用效果的因素”實驗,所用器材及在水平桌面上進行的實驗過程如圖所示。
(1)本實驗所用到的研究方法是 和 。
(2)小麗為了探究壓力作用效果跟壓力大小的關系,應該通過圖中 的兩次實驗進行比較,得出結(jié)論 ;為了探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應該通過圖中 的兩次實驗進行比較,得出結(jié)論 。
(3)在生活中,書包的背帶做得比較寬,這是利用了 來減小壓力作用的效果;俗話說“磨刀不誤砍柴工”,所蘊含的物理知識是通過 來增大壓力的作用效果。
33.如圖所示是“探究壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗,通過觀察海綿的凹陷程度可比較壓力的作用效果:
(1)分析比較甲、乙兩圖所示現(xiàn)象,可初步得出結(jié)論: 。下列實例沒有應用該結(jié)論的是 (填字母)
A.菜刀要經(jīng)常磨一磨 B.書包要用寬的背帶
C.汽車限重 D.啄木鳥有個堅硬而細長的喙
(2)將兩個完全相同的木塊用圖丙所示的方式緊靠在一起放在海綿上,則此時壓力的作用效果與圖乙相比
(選填“更明顯”“更不明顯”或“相同”)
34.小明同學利用A、B兩物體、砝碼、泡沫等器材探究“壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗。如圖所示。
(1)實驗中小明是通過觀察 來比較壓力作用效果的,這種科學探究方法是 法。
(2)比較甲、乙兩圖所示實驗,能夠得到的結(jié)論是 。
(3)若要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”,應通過比較圖 和 所示實驗。
(4)小明同學實驗時將物體B沿豎直方向切成大小不同的兩塊,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)它們對泡沫的壓力作用效果相同,由此他得出的結(jié)論是:壓力作用效果與受力面積無關。你認為他在探究過程中存在的問題是 。
35.某小組同學研究靜止在斜面上的物體對斜面的壓力大小與物體重力大小的關系,他們選擇一輕質(zhì)硬直尺作為斜面,在直尺的中點A處用細線掛上一重力G為1牛的鉤碼作為重物,直尺下端可以繞O點轉(zhuǎn)動,在直尺上端B點沿垂直于直尺方向向上施加一拉力FB為0.3牛,使直尺保持傾角α不變,然后撤去鉤碼,在A點沿垂直于直尺方向向下施加一拉力FA為0.6牛,恰能使直尺保持傾角為α不變且FB大小仍為0.3牛,如圖(a)所示。接著改變鉤碼的數(shù)量,重復實驗步驟,如圖(b)、(c)所示。
(1)實驗中直尺在FB和FA的作用下與在FB和G作用下都能夠保持傾角α不變,是因為直尺滿足了 條件的緣故,此時FA的作用效果與G的作用效果是 的。
(2)分析比較(a)、(b)和(c)可得出初步結(jié)論;靜止于傾角不變的斜面上的物體, 。
(3)實驗中該小組同學發(fā)現(xiàn)在物體重力不變的條件下,可以通過 來增大物體對斜面的壓力(填入你認為正確的選擇字母:A.作用點A向B移動 B.作用點A向O點移動 C.減小傾角α D.增大傾角α)
(4)關于靜止在斜面上的物體對斜面的壓力方向與物體重力方向間夾角的大小,該小組用學經(jīng)過討論后認為夾角應該 α(選填“大于”、“等于”或“小于”)
36.如圖所示,為小麗在“研究影響壓力作用效果的因素”實驗中所選用的器材在水平桌面上進行的實驗過程圖示。
(1)本實驗的科學探究方法是: ;
(2)小麗為了探究壓力作用的效果跟壓力大小的關系,應該通過圖中的 兩次實驗進行比較得出結(jié)論:為了探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應該通過圖中的 兩次實驗進行比較得出結(jié)論;
(3)通過實驗小麗得出結(jié)論:壓力作用的效果不僅跟壓力的大小有關,而且跟受力面積有關。小麗的結(jié)論 (選填“正確”或“不正確”)
(4)在生活中,書包的背帶做得又寬又大,這是利用了: 來減少壓力作用的效果;壓路機的碾子很重,這是利用了: 來增加壓力作用的效果。
四.計算題
37.2017年5月5日C919在浦東機場成功起飛,這是我國最新自主研發(fā)的中型民航客機,打破了歐美國家民航技術的長期壟斷,成為我國“大國制造”的標志之一。該機在某次試飛時飛機以300km/h的速度水平勻速飛行了2h;估計該機質(zhì)量為40t,著陸后靜止在水平地面時輪子與地面的總接觸面積為4m2.求:
(1)飛機在這2h內(nèi)水平飛行的路程;
(2)飛機水平勻速飛行時受到的升力;
(3)飛機靜止在水平地面時對地面的壓強。
五.解答題
38.鳥撞飛機事件時有發(fā)生,是不是它們“瞎”了?研究發(fā)現(xiàn)雨燕等鳥類具有邊飛邊睡的能力,甚至還能長時間張開一只眼睛來觀察飛行路徑,避免與其它鳥類或物體碰撞。研究還發(fā)現(xiàn),某種鳥類只有距離運動的物體30m內(nèi)才逃離。由于飛機速度很快,所以它們就沒有足夠的時間來逃離,而引起撞機事件。綜合上述信息,回答下列問題:
(1)數(shù)據(jù)顯示,一只0.5kg的鳥正面撞在迎面飛來的速度為720km/h的飛機上,就會產(chǎn)生1.6×104N撞擊力,對飛機造成損傷。假如撞擊面積為0.01m2,計算該鳥撞擊飛機的壓強。
(2)如表是三種材料的相關參數(shù),從飛機承受鳥類撞擊能力和飛機自身重量考慮,最適宜用來制造飛機的材料是 。
(3)如圖,一架飛機以720km/h的速度向正前方O點的鳥迎頭飛去,則飛機的頭A點到達O點位置所需的時間是 s,這也就是飛機留給該鳥逃離O點的時間。
(4)天空自古以來都是鳥類的地盤,能夠長時間飛行的鳥類有邊飛邊睡的能力是它們 飛行生活的表現(xiàn),是自然選擇的結(jié)果。根據(jù)達爾文進化論推測,隨著空中高速飛行器的增多,很多很多年后,鳥類 (選填“可能”或“不可能”)具有更強的躲避高速飛行器的能力。
39.2017年4月25 日,“共享單車”在銀川市開始投放使用。如圖所示,“共享單車”每輛車的前后均貼有二維碼,騎車前先要解鎖,市民用手機上的APP掃描車上對應的二維碼(解鎖碼),APP識別之后就會傳輸車輛信息到云數(shù)據(jù),接著再給對車輛返回一串解鎖指令:“共享單車”采用的是軸傳動裝置,踩動單年時,傳動軸在磁體周圍轉(zhuǎn)動,可以產(chǎn)生出變化的電流;“共享單車”具有GPS定位功能,能實時定位車輛的位置。
(1)“共享單車”上應用了很多物理知識,請你根據(jù)題目提供的材料列舉兩例。
示例:單車的尾部安裝著反光鏡,夜間騎車時,當有光線從任意角度射向尾燈時,它都能把光“反向射回”,這是利用了光的反射定律。
(2)一輛“共享單車”的質(zhì)量為26kg,前后輪胎總著地面積約為100cm2,請你估算出一名普通中學生騎行時車對地面的壓強是多大?
40.一位質(zhì)量為60kg的同學為了表演“輕功”,他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣,然后將這4只氣球以相同的方式對稱放在水平放置的木板上,如圖(甲)所示,然后在氣球的上方放置一輕質(zhì)硬塑料板。人輕輕站在塑料板正中央靜止不動,氣球不破裂,即為表演成功,如圖(乙)所示。他除了想表演“輕功”外,還想估算氣球內(nèi)氣體的壓強。這位同學在氣球的外表面涂上顏料,在輕質(zhì)塑料板面向氣球一側(cè)的表面上貼上方格紙。他站上去表演成功后,留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖(丙)所示。表演時場地的大氣壓強為P=1.013×105Pa,表演過程中氣體溫度不發(fā)生變化,g取10N/kg。
(1)氣球在沒有貼方格紙的下層木板上也會留下“印跡”,這一“印跡”面積與上層木板的面積存在什么關系?
(2)經(jīng)測算每個氣球留下的印跡面積約為S=400cm2,則表演成功時,每個氣球內(nèi)的壓強為多少帕?(取4位有效數(shù)字)
參考答案與試題解析
一.選擇題
1.一輛質(zhì)量是40t的坦克靜止在水平地面上,履帶著地面積為5m2,它對地面的壓強是( )
A.80paB.8000paC.8×104paD.4×104pa
【分析】坦克靜止在水平地面上時對地面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出其大小,又知道履帶著地面積,根據(jù)p=求出對地面的壓強。
【解答】解:坦克靜止在水平地面上時對地面的壓力:
F=G=mg=40×103kg×10N/kg=4×105N,
對地面的壓強:
p===8×104Pa。
故選:C。
【點評】本題考查了壓強的計算,關鍵知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等。
2.下列實例中屬于增大壓強的是( )
A.圖釘尖很尖銳 B.書包背帶較寬 C.鐵軌下鋪設枕木 D.穿滑雪板滑雪
【分析】減小壓強的方法:在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強。在受力面積一定時,減小壓力來減小壓強;
增大壓強的方法:在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強。在受力面積一定時,增大壓力來增大壓強;
【解答】解:A、圖釘尖很尖銳,在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強,故A符合題意;
B、書包背帶較寬,在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,故B不符合題;
C、鐵軌下鋪設枕木,在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,故C不符合題;
D、穿滑雪板滑雪,在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,故D不符合題;
故選:A。
【點評】平時學習物理知識時要多聯(lián)系生活實際、多舉例、多解釋,提高利用所學物理知識分析實際問題的能力。
3.如圖所示,甲、乙兩個實心正方體的密度之比ρ A:ρ B=9:4,質(zhì)量之比mA:mB=2:3,若按甲、乙兩種不同的方式,分別將它們疊放在水平地面上,則地面受到的壓力之比和壓強之比分別是( )
A.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=2:3B.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=4:9
C.F甲:F乙=1:1,p甲:p乙=9:4D.F甲:F乙=1:3,p甲:p乙=2:3
【分析】(1)根據(jù)對水平地面的壓力等于重力分析地面受到的壓力之比;
(2)根據(jù)密度公式ρ=,由甲、乙兩個實心正方體的密度之比和質(zhì)量之比可求得體積之比,然后可知其邊長之比,從而求得面積之比,再根據(jù)疊加情景和壓強公式P=可以求解壓強之比。
【解答】解:(1)若按(甲)的方式,將它們疊放在水平地面上,此時對地面的壓力:
F甲=GA+GB,
若按(乙)的方式,將它們疊放在水平地面上,此時對地面的壓力:
F乙=GA+GB,
故=1:1﹣﹣﹣﹣﹣①;
(2)根據(jù)密度公式ρ=,因ρA:ρB=9:4,ρB:ρA=4:9,
mA:mB=2:3,
故==×=×=,
由正文體的體積公式知,故A、B邊長之比為 ,根據(jù)正方形的面積公式,則A、B面積之比 ,
按甲、乙兩種不同的方式,甲中受力面積與乙中受力面積之比為,
分別將它們疊放在水平地面上,根據(jù)p=,在壓力不變時,壓強與受力面積成反比,則地面受到的壓強之比是:
p甲:p乙=4:9﹣﹣﹣﹣﹣﹣②。
故選:B。
【點評】本題考查壓強公式和密度公式的運用,關鍵要知道固體疊加問題總壓力等于兩物體重力之和。受力面積應該為兩表面的接觸部分。
4.下列做法中屬于增大壓強的是( )
A.站在滑板上滑雪,腳不會陷入雪地
B.駱駝被稱為“沙漠之舟”,是由于它具有寬大的腳掌
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮膚吸吮血液
D.為了防止載重汽車壓壞路面,裝有多個寬大的車輪
【分析】壓強大小的影響因素:壓力大小和受力面積大小。
增大壓強的方法:在壓力一定時,減小受力面積增大壓強。在受力面積一定時,增大壓力增大壓強;
減小壓強的方法:在壓力一定時,增大受力面積減小壓強。在受力面積一定時,減小壓力減小壓強。
【解答】解:
A、站在滑板上滑雪,是在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,故A不符合題意;
B、駱駝有寬大的腳掌,是在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,故B不符合題意;
C、蚊子尖尖的口器,是在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強,故C符合題意;
D、載重汽車裝有多個寬大的車輪,是在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,故D不符合題意。
故選:C。
【點評】這是一道與生活聯(lián)系非常密切的物理題,在我們?nèi)粘I钪薪?jīng)常需要根據(jù)實際情況來增大或減小壓強,要學會學以致用,活學活用,這才是學習物理的真正意義。
5.如圖,在水平桌面上豎立著三個柱狀物甲、乙、丙,它們的高度均為h,均為實心勻質(zhì),甲、乙、丙的底面分別是半徑為R的圓面、邊長為a的正方形、半徑為r的圓面。已知:2R>a>2r,它們對桌面的壓強P甲=P乙=P丙,則甲、乙、丙材料的密度比較,正確的是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙B.ρ甲=ρ乙>ρ丙C.ρ甲<ρ乙<ρ丙D.ρ甲=ρ乙=ρ丙
【分析】柱狀物對水面桌面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)密度公式和體積公式、重力公式、壓強公式得出對桌面的壓強,根據(jù)它們的高度和對桌面的壓強相等得出密度關系。
【解答】解:因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,三個柱狀物對桌面的壓強:
p======ρgh,
因p甲=p乙=p丙,且它們的高度均為h,
所以,甲、乙、丙材料的密度關系為ρ甲=ρ乙=ρ丙。
故選:D。
【點評】對于質(zhì)地均勻,直上直下的規(guī)則固體,也可以采用p=ρgh進行選擇、填空,但是在計算題中要進行p=ρgh的推導才能應用。
6.新型膨脹式安全帶(如圖)緊縛力達到一定的值,藏在安全帶里的氣囊就會快速充氣,迅速形成氣囊袋,對駕乘人員起到更好的保護作用。下列關于膨脹式安全帶說法正確的是( )
A.該安全帶會使人的慣性減小
B.該安全帶可以使人所承受的力減小
C.當車加速時,該安全帶就會自動充氣
D.該安全帶充氣后增大與人體的接觸面積,減小壓強,可避免人員被勒傷
【分析】(1)慣性是物體的固有屬性,其大小只和質(zhì)量有關;由于慣性當緊急剎車時,人會前沖,安全帶可以防止人沖上前窗玻璃。
(2)安全帶不能使人所承受的力減?。?br>(3)安全帶緊縛力達到一定的值,藏在安全帶里的氣囊就會快速充氣,迅速形成氣囊袋;
(4)減小壓強的方法:在壓力一定時,增大受力面積,在受力面積一定時,減小壓力。
【解答】解:A、慣性大小只和質(zhì)量有關,故系安全帶不會改變車及人的慣性,故A錯誤;
B、該安全帶不能使人所承受的力減小,故B錯誤;
C、由題意“緊縛力達到一定的值,藏在安全帶里的氣囊就會快速充氣,迅速形成氣囊袋”,而不是當車加速時,該安全帶就會自動充氣,故C錯誤;
D、該安全帶充氣后增大與人體的接觸面積,在壓力一定時,增大受力面積,可減小壓強,從而避免人員被勒傷,故D正確。
故選:D。
【點評】此題考查減小壓強的方法和慣性,一切物體都具有慣性,有時我們要利用物體的慣性,有時我們要防止慣性帶來的危害;體現(xiàn)了物理服務于人們的生活,生活中處處有物理。
7.如圖所示,用力將圖釘按在墻壁上,下列說法正確的是( )
A.手指對釘帽的壓力小于墻壁對釘尖的壓力
B.手指對釘帽的壓力大于釘尖對墻壁的壓力
C.手指對釘帽的壓強等于釘尖對墻壁的壓強
D.釘尖對墻壁的壓力和墻壁對釘尖的壓力是相互作用力
【分析】利用以下知識分析解答:
(1)固體可以傳遞力;
(2)相互作用力的條件:大小相等、方向相反、作用在兩個物體上,作用在同一條直線上。
(3)根據(jù)p=可知,壓力相同時,受力面積越大,壓強越小。
【解答】解:
B、固體可以傳遞壓力,用手給釘帽施加壓力,圖釘會把這個力大小不變的傳遞給墻壁,所以手指對釘帽的壓力等于釘尖對墻壁的壓力。故B錯誤;
C、手指對釘帽的壓力等于釘尖對墻壁的壓力,而釘帽的面積較大,即受力面積較大,根據(jù)p=可知,手指對釘帽的壓強小于釘尖對墻壁的壓強。故C錯誤;
D、釘尖對墻壁的壓力和墻壁對釘尖的壓力,它們大小相等、方向相反、作用在不同物體上,是一對相互作用力,故D正確;
A、由BD的解答可知,手指對釘帽的壓力等于釘尖對墻壁的壓力,而釘尖對墻壁的壓力等于墻壁對釘尖的壓力,所以,手指對釘帽的壓力等于墻壁對釘尖的壓力。故A錯誤
故選:D。
【點評】此題考查壓力及重力與壓力的區(qū)別、相互作用力和壓強的大小比較,難度不大,關鍵是知道固體可以傳遞。
8.下列實例中,其目的是為了減小壓強的是( )
A.破窗錘敲擊端做成錐狀B.篆刻刀的刀口做得很鋒利
C.推土機用寬大履帶來支撐D.蚊子的口器生長的很尖細
【分析】壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關。
增大壓強的方法:是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;是在受力面積一定時,通過增大壓力來增大壓強。
減小壓強的方法:是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;是在受力面積一定時,通過減小壓力來減小壓強。
【解答】解:A、破窗錘敲擊端做成錐狀,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故A不合題意;
B、篆刻刀的刀口做得很鋒利,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故B不合題意;
C、推土機用寬大履帶來支撐,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;故C符合題意;
D、蚊子的口器生長的很尖細,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強;故D不合題意。
故選:C。
【點評】這是一道與生活聯(lián)系非常密切的物理題,在我們?nèi)粘I钪薪?jīng)常需要根據(jù)實際情況來增大或減小壓強,要學會學以致用,活學活用,這才是學習物理的真正意義。解答時,要注意使用控制變量法。
9.如圖所示,完全相同的甲、乙兩個燒杯內(nèi)裝有密度不同的液體。在兩燒杯中,距離杯底同一高度處有A、B兩點,已知A、B兩點壓強相等,則燒杯甲、乙對桌面的壓強p甲、p乙大小關系為( )
A.p甲<p乙B.p甲>p乙
C.p甲=p乙D.條件不足,無法判斷
【分析】(1)知道A、B所處的深度關系、AB兩點壓強相等,利用p=ρgh可知液體密度大小關系;
(2)燒杯底受到的壓強等于A點(或B點)壓強加上A點(或B點)下面液體產(chǎn)生的壓強,可得燒杯底受到的壓強大小關系;燒杯是直壁容器,燒杯底受到的壓強p==,據(jù)此液體重力大小關系;
(3)燒杯對桌面的壓力等于杯和液體的總重,受力面積相同,利用p=得出燒杯甲、乙對桌面的壓強關系。
【解答】解:
(1)由圖知,A、B所處的深度hA>hB,
而A、B兩點壓強相等,即pA=pB,
由p=ρgh可知液體密度ρA<ρB;
(2)設A、B距離杯底的高度為h,
燒杯底受到的壓強:
p底甲=pA+ρAgh,p底乙=pB+ρBgh,
因為pA=pB,ρA<ρB,
所以pA+ρAgh<pB+ρBgh,
所以燒杯底受到的壓強:
p底甲<p底乙,
因為燒杯是直壁容器,燒杯底受到的壓強p==,
設液體重分別為G甲、G乙,燒杯底面積為S,
p底甲=,p底乙=,
可得:<,
兩燒杯內(nèi)液體重G甲<G乙;
(3)因為燒杯對桌面的壓力F=G杯+G液,
所以甲燒杯對桌面的壓力F甲=G杯+G甲,
乙燒杯對桌面的壓力F乙=G杯+G乙,
所以燒杯對桌面的壓力F甲<F乙,
因為p=、受力面積相同,
所以燒杯甲、乙對桌面的壓強p甲<p乙。
故選:A。
【點評】本題考查了液體壓強公式p=ρgh、壓強定義式p=的應用,能分析得出燒杯中液體重力大小關系是關鍵。
10.請你想象一下,假如“減小受力面積可以減小壓強”,則可能會出現(xiàn)( )
A.刀刃磨得越鋒利,切菜越容易
B.書包帶做得越窄,背著越舒服
C.墻基做得越寬,越不容易下陷
D.圖釘尖做得越尖,越容易按入墻中
【分析】緊緊扣住假如“減小受力面積可以減小壓強”,對各個選項逐一進行分析即可解答。
【解答】解:
A、假如“減小受力面積可以減小壓強”,那么刀刃磨得越鋒利,受力面積越小,壓強越小,所以切菜越不容易,故A不可能;
B、假如“減小受力面積可以減小壓強”,那么書包帶做得越窄,受力面積越小,壓強越小,所以背著越舒服,故B可能;
C、假如“減小受力面積可以減小壓強”,那么墻基做得越寬,受力面積越大,壓強越大,所以越容易下陷,故C不可能;
D、假如“減小受力面積可以減小壓強”,那么圖釘尖做得越尖,受力面積越小,壓強越小,所以越不容易按入墻中,故D不可能。
故選:B。
【點評】此題考查減小壓強的方法,深入理解題干中假如“減小受力面積可以減小壓強”的含義是解答此題的關鍵。
11.如圖所示,一個密封的圓臺狀容器,內(nèi)裝一定質(zhì)量的水,放在水平桌面上,現(xiàn)把它倒置過來,則( )
A.水對容器底的壓力減小B.水對容器底的壓強減小
C.容器對桌面的壓強減小D.容器對桌面的壓力減小
【分析】先分析水對容器底的壓強,由液體壓強公式p=ρgh,只需分析當把容器倒置過來后,h有何變化,就可以得出壓強如何變化。
分析水對容器底的壓力,我們就需要用公式F=pS進行分析。而直接用這個公式還不能分析出水對容器底的壓力變化情況,因為倒置過來后水對容器底的壓強變大了(h變大了),而容器底面積卻變小了,所以壓強與容器底面積的乘積是變大了還是變小了,我們就無法判斷出來。所以我們還需要尋找一個量,通過這個量把第一次和第二次水對容器底的壓力聯(lián)系起來,從而進行比較。
第一次,水對容器底的壓力大于水的重力。理由:水對容器底的壓力是以S大為底面積,h為高的這部分液柱所產(chǎn)生的壓力,這部分液柱比容器中的水多,所以水對容器底的壓力大于水的重力;
第二次,水對容器底的壓力小于水的重力。理由:水對容器底的壓力是以S小為底面積,h′為高的這部分液柱所產(chǎn)生的壓力,這部分液柱比容器中的水少,所以水對容器底的壓力小于水的重力。
由此就可得出第一次和第二次水對容器底的壓力變化情況了。
【解答】解:設如圖放置時的底面積為S大,倒置過來后的底面積為S小,
因為水的體積一定,所以倒置過來后水的高度增大了,則根據(jù)液體壓強公式p=ρgh可知,倒置過來后水對容器底的壓強變大了。
(1)第一次水對容器底的壓力:F=pS=ρghS大,即水對容器底的壓力是以S大為底面積,h為高的這部分液柱所產(chǎn)生的壓力,由圖可知這部分液柱比水多,所以水對容器底的壓力大于水的重力。如圖:
(2)第二次水對容器底的壓力:F′=p′S小=ρgh′S小,即水對容器底的壓力是以S小為底面積,h′為高的這部分液柱所產(chǎn)生的壓力,由圖可知這部分液柱比水少,所以水對容器底的壓力小于水的重力。如圖:
對比前后兩次情況,液體對容器底部的壓力將會變小,且倒置后,液面升高,據(jù)p=ρgh,h變大,容器底部所受液體的壓強變大;
且倒置前后容器對桌面的壓力等于總重力,重力不變故壓力不變,而與水平面的接觸面積減小,故壓強增大。
故選:A。
【點評】本題的難點在于判斷水對容器底的壓力變化情況。不同形狀的容器,水對容器底的壓力和水的重力關系是不同的。
圓柱形容器,水對容器底的壓力等于水的重力;上窄下寬的容器,水對容器底的壓力大于水的重力(水對容器側(cè)壁有壓強壓力,壓力的方向垂直于側(cè)壁,由于物體間力的作用是相互的,所以側(cè)壁會對水有一個相對容器底斜向下方向的壓力,所以水對容器底的壓力大于水的重力);上寬下窄的容器,水對容器底的壓力小于水的重力(水對容器側(cè)壁有壓強壓力,壓力的方向垂直于側(cè)壁,由于物體間力的作用是相互的,所以側(cè)壁會對水有一個相對容器底斜向上方向的壓力,所以水對容器底的壓力小于水的重力)。
12.如圖所示,三個相同的容器內(nèi)水面高度相同,甲容器內(nèi)只有水,乙容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上,丙容器中一個小球處于下沉的狀態(tài),三個容器對桌面壓力大小分別用F甲、F乙、F丙表示,則它們的大小關系是( )
A.F甲=F乙=F丙B.F甲>F乙>F丙C.F甲<F乙<F丙D.F甲=F乙<F丙
【分析】由于容器對水平桌面的壓力等于容器和容器里的物體的重力之和,根據(jù)容器中的水的變化得出壓力的變化。
【解答】解:根據(jù)作用力和反作用力可知,水給物體一個豎直向上的浮力F浮,物體會反過來施加給水一個豎直向下的壓力F壓,而且F壓=F浮.這個壓力會通過水、容器傳遞給桌面。
在甲容器中,甲容器對于桌面的壓力F甲=G水+G杯,
在乙容器中,乙容器對桌面的壓力F乙=G水′+G木+G杯=G水′+G排+G杯,
由于木塊漂浮,所以F浮木=G木=G排,因為G水′+G排=G水,
在丙容器中,丙容器對桌面的壓力F丙=G水″+G球+G杯=G水″+G排′+G杯,
由于小球下沉,所以F浮球<G球=G排′,因為G水″+G排′=G水,
所以F甲=F乙<F丙;
故選:D。
【點評】本題考查了學生對壓力及重力與壓力的區(qū)別、物體浮沉條件的掌握和運用,本題關鍵知道物體密度小于液體密度時物體漂浮,物體密度等于液體密度時物體懸浮,當物體的密度大于液體的密度時,物體下沉。
13.有四個完全相同的均勻正方體木塊放在水平桌上,現(xiàn)將甲、乙、丙截去完全相同的兩個小正方體(圖中陰影部分)后,它們對桌面的壓強分別為 P甲、P乙、P丙和 P丁,則( )
A.P ?。綪 甲=P 乙=P 丙B.P 乙>P 丙>P ?。綪 甲
C.P 乙>P 丙=P 丁=P 甲D.P 乙>P 甲>P 丙>P 丁
【分析】放在水平面的正方體木塊對支持面的壓力等于其重力大小。
把四個正方體分為兩類:一是甲和丁,受力面積相同,壓力不同,比較p甲和p丁的大小關系;
二是甲乙丙,壓力相同,受力面積不同,比較p甲、p乙、p丙的大小關系;
再分析丙和丁,假設把丙左邊露出那部分切除掉,把剩余部分對桌面的壓強分別和丙丁比較得出p丙和p丁的大小關系;
最后綜合分析得出答案。
【解答】解:對于甲和丁,對桌面的壓力:F甲<F丁,S甲=S丁,
因p=,
故p甲<p??;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
對于甲、乙、丙,對桌面的壓力:F甲=F乙=F丙,S甲>S丙>S乙,
因p=,故p甲<p丙<p乙;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
對于丙和?。?br>若將丙的左邊露出部分切掉,得出丙′,如下所示:
因p====ρgh,
故p丙′=p??;
根據(jù)p=,F(xiàn)丙>F丙′,S丙=S丙′,
所以,p丙>p丙′;
p丙>p丙′=p??;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③得出:
p乙>p丙>p?。緋甲。
故選:B。
【點評】本題比較固體壓強的大小,考查壓強公式的靈活運用,關鍵是利用假設法找出丙和圖丁對桌面壓強的大小關系。難度較大。
14.如圖甲,一個質(zhì)量均勻分布的柱體靜止在水平面上,它對水平面的壓強為P,若將它沿斜線分為如圖乙兩部分,它們對水平面的壓強分別為Pa和Pb,則( )
A.P>Pa>PbB.Pa>P>PbC.P<Pa<PbD.Pa<P<Pb
【分析】物體放在水平地面上,對地面的壓力等于物體的重力,根據(jù)壓強公式p=知對地面的壓強p====ρgh,由圖分析分成的a、b兩塊對地面壓強的變化情況,進行比較即可。
【解答】解:原來的正方體放在水平地面上,對地面的壓強為p====ρgh,
若沿如圖所示的虛線方向切成a、b兩部分,
則:①pa===,
由圖知:Va<Sah,
所以pa===<=ρgh=p,
即pa<p;
②pb===,
由下圖知Vb>Sbh,
所以pb===>=ρgh=p,
即:pb>p。
故選:D。
【點評】此題主要考查學生對壓強公式的應用,可根據(jù)a、b形狀分別分析它們對桌面的壓強,并與p比較,然后即可得出結(jié)論。
15.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式,也是一種高難度的雜技。如圖為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設每個人的重力、腳底與地面的接觸面積均相等,下面兩層五人的背部均呈水平狀態(tài),上面人的腳均踩在下面人背的正中間,則最底層三人從左到右對地面的壓強之比為( )
A.1:2:1B.2:1:2C.7:10:7D.10:7:10
【分析】六個人都處于靜止狀態(tài),所以受力都是平衡的,因為下面五人的背部均呈水平狀態(tài),所以不用看腿的角度,例如最上面的人腿上的力就是 ,用隔離法分別受力分析就可以知道最底層三人從左到右對地面的壓力關系,由于腳底與地面的接觸面積均相等,再利用p=分析壓強即可。
【解答】解:
以上方三人為研究對象,設中間層兩人每只腳受到的支持力為F,每個人的重力為G,
因上方三人靜止,所以有4F=3G,
解得:F=G,即中間層每只腳對底層人的壓力G;
最底層左邊的人對地面的壓力:F1=G+G=G,
最底層正中間的人對水平地面的壓力:F2=G+G+G=,
最底層右邊的人對地面的壓力:F3=G+G=G;
因最底層每個人腳底與地面的接觸面積均相等,所以由p=可得,壓強之比等于壓力之比,
則最底層三人從左到右對地面的壓強之比:
p1:p2:p3=F1:F2:F3=::=7:10:7。
故選:C。
【點評】受力平衡的題一定能做出來,一般用到整體法或隔離法,應用隔離法時注意順序是層層剝皮,也就是由上到下,由外到里。分別應用平衡條件即可。
16.在圖給出的動物的身體結(jié)構(gòu)特點中,以減小壓強來適應自然環(huán)境的是( )
A.
啄木鳥有尖的喙
B.
鯊魚有鋒利的牙齒
C.
蚊子有尖尖的口器
D.
駱駝有寬大的腳掌
【分析】壓強大小與壓力大小和受力面積大小有關。
增大壓強的方法:在受力面積一定時,增大壓力來增大壓強;在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強。
減小壓強的方法:在受力面積一定時,減小壓力來減小壓強;在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強。
【解答】解:A、啄木鳥的喙很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,不符合題意;
B、鯊魚的牙齒很鋒利,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,不符合題意;
C、蚊子的口器很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,不符合題意;
D、駱駝的腳掌很寬大,在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,符合題意。
故選:D。
【點評】本題考查了影響壓強大小的因素,是一道基礎題。在生活中很多的動物植物都包含很多的物理知識,所以我們平時要認真觀察。
17.如圖所示,容器中裝有一定量的水,靜止在水平桌面上,容器中的水所受重力為G1,容器所受重力為G2,容器中的水對容器底的壓力為N1,容器對桌面的壓力為N2,桌面對容器的支持力為N3,則下列選項正確的是( )
A.N1與G1大小相等B.G1、G2之和與N2大小相等
C.N1與N3是一對相互作用力D.N2與N3是一對平衡力
【分析】(1)答此題的關鍵,是對N1、N2、N3,這三個壓力(支持力)進行分析。
首先看水對容器底的壓力,由于容器不規(guī)則,要先求出水對容器底的壓強,再由F=PS來判斷水對容器底的壓力。
杯子對桌面的壓力屬于固體壓力的計算,由于杯子位于水平桌面上,所以杯子和水的總重等于杯子對桌面的壓力。
根據(jù)上面的受力分析可判斷出A、B的正誤。
(2)在C、D中,主要考查的是平衡力和相互作用力的辨別,在這兩項中要注意這兩種作用力的區(qū)別:
平衡力:等大、反向、共線,作用在同一物體上;
相互作用力:等大、反向、共線,作用在不同的物體上。
根據(jù)定義以及上面的受力分析,即可判斷出C、D的正誤。
【解答】解:設容器內(nèi)水的深度為h,容器的底面積為s;
那么水對容器底的壓強為:P=ρgh;
水對容器底的壓力為:N1=Ps=ρghs>ρgV液=G1,即 N1>G1;
杯子對桌面的壓力為水和杯子的總重,即:N2=G1+G2;
顯然:N1<N2,故A錯誤,B正確。
杯子對桌面的壓力N2作用在桌面上,桌面對杯子的支持力N3作用在杯子上;
兩個力等大、共線、反向,且作用在兩個物體上,因此兩個力是相互作用力,不是平衡力;故D錯誤。
由D知:N2=N3,而N1<N2,因此N1<N3,兩個力大小不等,故N1與N3不是一對相互作用力,故C錯誤。
綜上可知:只有B選項是正確的。
故選:B。
【點評】此題考查的知識點較為典型,主要的內(nèi)容有兩點:
①不規(guī)則容器中,液體對杯底壓力的求法;②平衡力和相互作用力的區(qū)別。
在①中,要牢記先壓強后壓力的順序;在②中,把握住是否作用在同一物體上,是區(qū)分平衡力和相互作用力的關鍵。
18.在汽車交通事故中對乘員造成傷害的往往是“二次碰撞”(汽車碰撞后發(fā)生的乘客跟車身的碰撞)引起。與傳統(tǒng)的安全帶相比,安全氣囊對乘員的頭和胸的保護作用效果更好,在緊急情況下,裝于前排乘員前方的安全氣囊能急速膨脹,以避免人與儀表板、擋風玻璃相撞。為保證氣囊有良好的保護性能,設計中應考慮( )
①氣囊膨脹的初期,內(nèi)部壓強要超過某個數(shù)值;
②盡可能快地使氣囊膨脹展開;
③氣囊與乘客的接觸面積的大??;
④要有排氣機構(gòu),當壓力超出某值時可以排氣,減小壓力。
A.只需考慮①B.只需考慮①②C.只需考慮①②③D.①②③④都應考慮
【分析】據(jù)氣囊的作用,結(jié)合實際情況逐個選項依次分析即可判斷。
【解答】解:在汽車交通事故中為了避免乘客“二次碰撞”而造成的傷害,汽車上設計了安全氣囊,即在緊急情況下,裝于前排乘員前方的安全氣囊能急速膨脹,以避免人與儀表板、擋風玻璃相撞;故氣囊不是輕微的碰撞就能展開的,即氣囊膨脹的初期,內(nèi)部壓強要超過某個數(shù)值方可;由于發(fā)生事故的時間很短,故必須使氣囊快速展開方可有效,同時為了大面積的保護人體,應盡可能的增大乘客與氣囊的接觸面積,使人撞在氣囊上以起到緩沖的目的;如果不排氣人就會被巨大的壓力擠壓,會有生命危險。而實際生活中也是膨脹后緩緩排氣的,故①②③④都要考慮的;
故選:D。
【點評】一切物體都具有慣性,有時我們要利用物體的慣性,有時我們要防止慣性帶來的危害;體現(xiàn)了物理服務于人們的生活,生活中處處有物理。
二.填空題(共12小題)
19.如圖所示是小朋友們喜愛的一項運動﹣﹣玩滑板。小朋友一只腳踏上滑板之后與踏上之前相比,滑板對地面的壓強會 變大 ;小朋友的另一只腳用力蹬地,使踏板向前滑動起來,腳離地后,由于 慣性 ,滑板車將繼續(xù)向前滑行。
【分析】(1)壓強的大小與壓力和受力面積有關,由接觸面積的變化,再利用壓強公式p=可知壓強的變化;
(2)一切物體都具有慣性。由于慣性物體要保持原來的運動狀態(tài)。
【解答】解:(1)一只腳踏上滑板車之前,滑板車對地面的壓力小于人和滑板車的總重力,
一只腳踏上滑板車之后,滑板車對地面的壓力等于人和滑板車的總重力,
即一只腳踏上滑板車之后與踏上之前相比,壓力變大,但滑板車對地面的受力面積不變,
由p=可知,滑板車對地面的壓強變大;
(2)小朋友的另一只腳用力蹬地,使踏板車向右滑動起來,腳離地后,由于慣性,滑板車將繼續(xù)向右滑行。
故答案為:變大;慣性。
【點評】本題考查了壓強大小的比較和利用慣性知識解釋生活中的問題,關鍵是分析出小朋友一只腳踏上滑板車之后與踏上之前壓力和受力面積的變化。
20.停在水平地面的汽車質(zhì)量為2400kg,汽車所受重力為 2.4×104 N.輪胎與地面接觸面積共為0.12m2,汽車對地面壓強為 2×105 Pa.(g=10N/kg)
【分析】知道汽車的質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出汽車所受重力,汽車對地面壓力等于自身的重力,又知道輪胎與地面的接觸面積,根據(jù)p=求出汽車對地面壓強。
【解答】解:汽車所受重力:
G=mg=2400kg×10N/kg=2.4×104N,
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,汽車對地面壓強:
p===2×105Pa。
故答案為:2.4×104;2×105。
【點評】本題考查了重力公式和壓強公式的應用,關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等。
21. 探究壓力的作用效果與受力面積的關系時,分別采用如圖甲、乙所示的兩種方法。用兩只手的食指分別壓在鉛筆兩端。
(1) 乙 的方法不合理,該方法未控制 壓力 相等。
(2)圖甲中。鉛筆筆尖面積是0.5mm2,兩手指均用2N的力對壓鉛筆兩端。則筆尖對手指的壓強為 4×106 Pa。
【分析】(1)探究壓力作用效果與受力面積的關系,應控制壓力不變,據(jù)此分析答題。
(2)已知壓力和受力面積,根據(jù)壓強公式求解。
【解答】解:
(1)為研究壓力的作用效果與受力面積的關系,應當控制壓力大小不變,而乙圖中鉛筆豎直放置時,由于鉛筆的重力會導致下面手指受的壓力增大,即沒有控制壓力相等,所以乙的方法不合理。
(2)筆尖對手指的壓強為:
p==4×106Pa。
故答案為:(1)乙;壓力;(2)4×106。
【點評】本題探究壓力的作用效果與受力面積的關系,考查控制變量法的運用及壓強的計算。
22.邊長12cm的均勻正方體,重為72N,放在水平桌面中央,則正方體對桌面的壓強為 5×103 Pa;如圖所示,若沿水平方向裁下一部分a立放在水平桌面上,且使a對桌面壓強為剩余部分b對桌面壓強的1.5倍,則剩余部分b的高度為 4.8 cm。
【分析】已知正方體的邊長,可求得其面積,正方體放在水平桌面中央,對桌面的壓力等于物體本身的重力,根據(jù)公式p=可求得正方體對桌面的壓強;
因為是規(guī)則物體,所以根據(jù)公式p======ρgh結(jié)合裁下一部分后a對桌面壓強(立放)為剩余部分b對桌面壓強的1.5倍,列出關系式可求得剩余部分b的高度。
【解答】解:(1)已知正方體的邊長L=12cm=0.12m,則其面積S=L2=(0.12m)2=0.0144m2,
正方體對桌面的壓力F=G=72N,
正方體對桌面的壓強p===5×103Pa,
(2)因為是規(guī)則物體,沿水平方向裁下一部分a,立放a對桌面壓強pa=====ρgha,
b對桌面壓強pb=ρghb,
已知pa=1.5pb,
ρgha=1.5ρghb,
正方體的邊長12cm,
解得ha=7.2cm,
則hb=12cm﹣7.2cm=4.8cm。
故答案為:5×103;4.8。
【點評】本題考查了求壓力、求壓強等,關鍵是公式的應用,要知道在水平地面上壓力等于物體本身重力,利用好p======ρgh是解答此題的關鍵。
23.在雜技表演中,總重為600N的人站立在六個雞蛋上,雞蛋放在泡沫板的凹槽內(nèi),如圖所示,泡沫板的凹槽增大了雞蛋的 受力面積 ,從而減小壓強來保護雞蛋。如果腳與雞蛋的總接觸面積約為1.2×10﹣3m2,此時腳對雞蛋的壓強為 5×105 Pa。
【分析】(1)減小壓強的方法:是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強;是在受力面積一定時,通過減小壓力來減小壓強。
(2)人對雞蛋的壓力是一定的,等于其自身重力,又知受力面積,利用p=計算壓強。
【解答】解:(1)人對雞蛋的壓力是一定的,等于其自身重力,雞蛋放在泡沫板的凹槽內(nèi),泡沫板的凹槽增大了雞蛋的受力面積,根據(jù)p=可知,減小了對雞蛋的壓強。
(2)人對雞蛋的壓力F=G=600N,
腳對雞蛋的壓強:p===5×105Pa。
故答案為:受力面積;5×105。
【點評】此題考查減小壓強的方法、壓強的大小計算,是一道較為簡單的計算題,難度不大,
24.如圖所示,一個質(zhì)量為200g、外底面積為20cm2、深度為10cm的杯子裝滿300g的水時,水對杯子底部的壓強為 1000 Pa,杯子對水平面的壓強為 2500 Pa.(g=10N/kg)
【分析】(1)知道容器內(nèi)水的深度,根據(jù)p=ρgh求出水對杯底的壓強;
(2)知道水的體積和質(zhì)量,根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量,壺底對桌面的壓力等于壺和水的重力之和,根據(jù)p=求出杯子對桌面的壓強。
【解答】解:水對杯底的壓強:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa;
杯子對桌面的壓力:
F=G總=(m杯+m水)g=(200×10﹣3kg+300×10﹣3kg)×10N/kg=5N,
杯子對桌面的壓強:
p′===2500Pa。
故答案為:1000;2500。
【點評】本題考查了液體壓強公式和密度公式、壓強定義式的應用,關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等。
25.汽車行駛在沙灘、雪地、常因輪胎下陷、打滑面受困。用“脫困板”墊在輪胎下面可化險為夷,“脫困板”下表面寬大,目的是 通過增大接觸面積減小壓強 ;上表面凹凸不平,目的是 通過增大接觸面粗糙程度增大摩擦力 。
【分析】(1)壓強大小與壓力和受力面積的大小有關,當壓力一定時,增大受力面積的大小,可以減小壓強;
(2)滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關,當壓力一定時,增大接觸面的粗糙程度,可以增大摩擦。
【解答】解:
“脫困板”下表面寬大,是通過增大接觸面積減小壓強,從而防止輪胎下陷;
“脫困板”上表面凹凸不平,是通過增大接觸面粗糙程度增大摩擦力,防止打滑。
故答案為:通過增大接觸面積減小壓強;通過增大接觸面粗糙程度增大摩擦力。
【點評】本題考查了減小壓強、增大摩擦的方法,要熟練掌握增大、減小壓強和摩擦的方法,會解釋有關現(xiàn)象。
26.如圖所示,水平桌上放置兩個底面積不同(S甲<S乙),高度相同,質(zhì)量可以忽略不計的薄壁圓柱形容器甲和乙,分別盛滿質(zhì)量相等的水和酒精,此時,甲和乙兩容器對桌面的壓強關系為p甲 > p乙,現(xiàn)將兩個完全相同、密度為ρ的實心物體分別放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待它們靜止后,兩物體在液體中受到的浮力關系為F水 > F酒精,甲和乙兩容器對桌面的壓力關系為F甲′ < F乙′(均選填“>”“<”或“=”)。
【分析】(1)水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力,又知受力面積之間的關系,利用p=比較甲和乙兩容器底對桌面的壓強關系;
(2)根據(jù)物體和水、酒精的密度關系確定靜止后兩物體在水和酒精中的狀態(tài),然后利用物體浮沉條件比較其浮力與重力的關系,進而得出浮力關系;
(3)因容器是固體,則容器對桌面的壓力應根據(jù)F=G進行比較。
【解答】解:(1)因甲乙容器水平桌上,分別盛滿質(zhì)量相等的水和酒精,則G水=G酒精,薄壁圓柱形容器甲和乙質(zhì)量忽略不計,
所以甲和乙兩容器底對桌面的壓力相等,
又因為S甲<S乙,
所以,根據(jù)p=可知,此時,甲和乙兩容器底對桌面的壓強關系為p甲>p乙;
(2)將密度為ρ的物體分別放入水和酒精中,因ρ酒精<ρ<ρ水,
所以待靜止后,物體A會在水中漂浮,在酒精沉底,
所以F水=G物,F(xiàn)酒精<G物,
所以F水>F酒精;
(3)由(2)知,F(xiàn)水>F酒精;
所以G排水>G排酒精,
又因為G水=G酒精,
甲容器對桌面的壓力為F甲′=G水+G物﹣G排水,乙容器對桌面的壓力為F乙′=G酒精+G物﹣G排酒精,
所以F甲′<F乙′。
故答案為:>;>;<。
【點評】本題考查壓強和壓力的大小比較;這是一道推理判斷題,先根物體的浮沉條件比較出物體A排開的水和酒精的重力,然后根據(jù)p=即可比較壓強,根據(jù)是知道容器的對桌面的壓力是誰產(chǎn)生的。
27.質(zhì)量相等的甲、乙兩個實心均勻正方體物塊放在水平地面上,密度關系是ρ甲>ρ乙,當在甲、乙兩物塊上,分別放重為G1、G2的物體或分別施加豎直向上的力F1、F2(F1、F2均小于物塊重力)時,甲、乙兩物塊對水平地面的壓強相等,則G1 < G2,F(xiàn)1 > F2。
【分析】壓強與壓力和受力面積有關,所以本題需要先求出甲、乙兩物塊的底面積。根據(jù)甲、乙的質(zhì)量關系和密度關系可得出它們的體積關系,因為它們都是正方體,所以就能知道它們的底面積關系。
當在甲、乙兩物塊上分別放上重為G1、G2的物體時,此時甲對地面的壓力等于甲的重力與G1之和;乙對地面的壓力等于乙的重力與G2之和。因為甲、乙兩物塊對水平地面的壓強相等,所以知道甲、乙的底面積關系就能知道甲、乙對地面的壓力關系,然后用甲、乙對地面的壓力減去甲、乙的重力,就可以得出G1與G2的關系。
當在甲、乙兩物塊上分別施加豎直向上的F1、F2時,此時甲對地面的壓力等于甲的重力減去F1;乙對地面的壓力等于乙的重力減去F2.因為甲、乙兩物塊對水平地面的壓強相等,所以知道甲、乙的底面積關系就能知道甲、乙對地面的壓力關系,然后用甲、乙的重力減去減去甲、乙對地面的壓力,就可以得出F1與F2的關系。
【解答】解:因為甲、乙的質(zhì)量相等,ρ甲>ρ乙,所以V甲<V乙。
又因為甲、乙都是正方體,所以L甲<L乙,則s甲<s乙。
當在甲、乙兩物塊上分別放上重為G1、G2的物體時:
甲對地面的壓力:F甲=G甲+G1,
乙對地面的壓力:F乙=G乙+G2,
因為P甲=P乙,s甲<s乙,所以F甲<F乙,
又因為m甲=m乙,所以G甲=G乙,則G1<G2。
當在甲、乙兩物塊上分別施加豎直向上的F1、F2時:
甲對地面的壓力:F甲=G甲﹣F1,
乙對地面的壓力:F乙=G乙﹣F2,
因為F甲<F乙,G甲=G乙,所以F1>F2。
故答案為:<;>。
【點評】解答本題需要學生具備一定的綜合分析能力,這道題涉及的公式有三個:密度計算公式,重力計算公式,壓強計算公式。涉及的力有重力、壓力、豎直向上的力。解題的突破口是通過甲、乙的質(zhì)量關系,密度關系得出面積關系,再通過面積關系和壓強關系得出壓力關系,最終得出G1與G2、F1與F2的大小關系。
28.在建造高樓大廈時,其地基大多采用箱式基礎。所謂箱式基礎,就是把整棟大樓占地范圍的地皮掏空挖深,然后填上鋼筋混凝土。箱式基礎的優(yōu)點在于:第一,增大了大樓與地面的接觸面積,從而減小了大樓對地面的 壓強 ,可有效地防止地皮大幅度的下陷;第二,降低了整棟大樓的 重心 ,增大了大樓的穩(wěn)度,提高了大樓的抗震能力。
【分析】壓強大小的影響因素:壓力大小和受力面積大小。在壓力一定時,增大受力面積來減小樓對地面的壓強。
大樓的底部由鋼筋混凝土制成箱式結(jié)構(gòu),樓體下面重力大小,重心下移,降低了重心,增加樓房的穩(wěn)定性。
【解答】解:在樓房對地面的壓力一定時,增大大樓和地面的受力面積,能減小大樓對地面的壓強,防止下陷。
用鋼筋混凝土制成箱式結(jié)構(gòu),大樓的底部重力大,重心下移,增強了大樓的穩(wěn)定性。
故答案為:壓強;重心。
【點評】從樓房的結(jié)構(gòu),考查壓強和重心的問題,體現(xiàn)了物理和建筑的密切關系,體現(xiàn)了物理生活化。
29.如圖所示,某同學用彈簧測力計拉著放在水平桌面上的木塊勻速滑動,在木塊前端離開桌面至一半移出桌面的過程中,彈簧測力計的示數(shù) 不變 ,木塊對桌面的壓力 不變 ,木塊對桌面的壓強 變大 。(均選填“變大“、“變小”或“不變”)
【分析】本題抓住摩擦力大小的影響因素,摩擦力大小與接觸面積無關,增大壓強的方法:減小受力面積。
【解答】解:在木塊前端離開桌面至一半移出桌面的過程中,木塊對桌面的壓力始終等于木塊的重力,所以不變,摩擦力大小與接觸面積無關,所以摩擦力不變,彈簧測力計示數(shù)不變,因為彈簧測力計的拉力與摩擦力是平衡力;因為受力面積減小,根據(jù)壓強的公式p=可知,木塊對桌面的壓強變大;
.故答案為:不變;不變;變大。
【點評】本題考查了摩擦力大小的影響因素,增大壓強的方法。
30.如圖所示,甲、乙、丙三個密度均勻的實心正方體分別放在水平地面上,它們對水平地面的壓強相等。甲、乙、丙對地面壓力最大的是 甲 ,密度最大的是 丙 。
【分析】(1)由圖可知三正方體的受力面積關系,已知它們對水平地面的壓強相等,根據(jù)F=pS比較三者對地面壓力關系;
(2)水平面上物體的壓力和自身的重力相等,根據(jù)G=mg、m=ρV、V=Sh和p=得出正方體對地面壓強的表達式,由圖可知三者高度的關系,然后根據(jù)壓強表達式得出三者的密度關系。
【解答】解:(1)由圖可知,三正方體的受力面積關系S甲>S乙>S丙,
因三均勻?qū)嵭恼襟w對水平地面的壓強相等,
所以,由p=的變形式F=pS可知,三者對地面壓力關系F甲>F乙>F丙;
(2)均勻?qū)嵭恼襟w對水平地面的壓強:
p======ρgh,
由圖可知,h甲>h乙>h丙,
因三均勻?qū)嵭恼襟w對水平地面的壓強相等,
所以,由ρ=可知,ρ甲<ρ乙<ρ丙。
故答案為:甲;丙。
【點評】本題考查了學生對固體壓強公式p=和p=ρgh的掌握與應用,能得出均勻?qū)嵭恼襟w對水平地面的壓強p=ρgh是關鍵。
三.實驗探究題(共6小題)
31.利用小桌、海綿、砝碼等探究影響壓力作用效果的因素,如圖1至圖3所示。
(1)圖中壓力的作用效果是通過海綿發(fā)生 形變 (選填“形變”或“運動狀態(tài)改變”)來體現(xiàn)的,我們 可以 (選填“可以”或“不可以”)用沙子代替海綿來完成實驗。
(2)通過比較圖1和圖2,說明受力面積一定時,壓力 越大 (選填“越大”或“越小”),壓力的作用效果越明顯,通過比較圖 2 (填序號)和圖3,說明壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)實驗中主要采用的研究方法是 控制變量法 (選填“控制變量法”或“理想實驗法”)。
【分析】(1)力可以使物體發(fā)生形變,相同受力面的形變程度越大,壓力作用效果越明顯,可以通過受力面形變程度的大小判斷壓力的作用效果,用到的是轉(zhuǎn)換法;
(2)應用控制變量法分析圖示實驗,根據(jù)實驗所控制的變量與實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論;
(3)“控制變量法”:在研究物理問題時,某一物理量往往受幾個不同物理量的影響,為了確定各個不同物理量之間的關系,就需要控制某些量,使其固定不變,改變某一個量,看所研究的物理量與該物理量之間的關系。
【解答】解:
(1)實驗中,海綿的凹陷程度越大,壓力作用效果越明顯,即壓力的作用效果是通過比較海綿的凹陷程度來反映的;
我們一般選擇海綿、泡沫塑料、沙子等較易形變的材料,如果用沙子代替海綿做此實驗,則仍然可以完成本次實驗;
(2)由圖1和圖2可知,受力面積相同,而壓力不同,壓力越大,海綿的凹陷程度越大,壓力的作用效果越明顯,故可得到的結(jié)論是:受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;由圖2和圖3可知,壓力相同而受力面積不同,受力面積越小,海綿凹陷程度越大,力的作用效果越明顯,由此可知:壓力相同,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(3)1、2兩圖比較,受力面積相同,壓力不同;2、3兩圖比較,壓力相同,受力面積不同,用到的科學研究方法是控制變量法。
故答案為:(1)形變;可以;(2)越大;2;(3)控制變量法。
【點評】本題是探究“壓力的作用效果與哪些因素有關”的實驗,掌握壓力作用效果的影響因素,學會利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法來探究壓力作用效果的影響因素。
32.小麗做研究“影響壓力作用效果的因素”實驗,所用器材及在水平桌面上進行的實驗過程如圖所示。
(1)本實驗所用到的研究方法是 轉(zhuǎn)換法 和 控制變量法 。
(2)小麗為了探究壓力作用效果跟壓力大小的關系,應該通過圖中 DE 的兩次實驗進行比較,得出結(jié)論 在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯 ;為了探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應該通過圖中 EF 的兩次實驗進行比較,得出結(jié)論 在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯 。
(3)在生活中,書包的背帶做得比較寬,這是利用了 增大受力面積 來減小壓力作用的效果;俗話說“磨刀不誤砍柴工”,所蘊含的物理知識是通過 減小受力面積 來增大壓力的作用效果。
【分析】(1)(2)本實驗通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,采用了轉(zhuǎn)換法;
壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,實驗時應采用控制變量法,
即探究壓力的作用效果與壓力大小的關系時應控制受力面積的大小不變,
探究壓力的作用效果與受力面積時應控制壓力的大小不變。據(jù)此分析回答。
(3)根據(jù)p=分析。
【解答】解:(1)本實驗所用到的研究方法是轉(zhuǎn)換法和控制變量法。
(2)小麗為了探究壓力作用效果跟壓力大小的關系,應該通過圖中D、E的兩次實驗進行比較,得出的結(jié)論為:在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
為了探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應該通過圖中E、F的兩次實驗進行比較,得出結(jié)論為:在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)在生活中,書包的背帶做得比較寬,這是利用了增大受力面積來減小壓力作用的效果;
俗話說“磨刀不誤砍柴工”,所蘊含的物理知識是通過減小受力面積來增大壓力的作用效果。
故答案為:(1)轉(zhuǎn)換法; 控制變量法;
(2)DE;在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
EF;在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(3)增大受力面積;減小受力面積。
【點評】本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗,主要考查控制變量法及轉(zhuǎn)換法的應用,體現(xiàn)了對過程和方法的考查。
33.如圖所示是“探究壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗,通過觀察海綿的凹陷程度可比較壓力的作用效果:
(1)分析比較甲、乙兩圖所示現(xiàn)象,可初步得出結(jié)論: 壓力相同,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯 。下列實例沒有應用該結(jié)論的是 C (填字母)
A.菜刀要經(jīng)常磨一磨 B.書包要用寬的背帶
C.汽車限重 D.啄木鳥有個堅硬而細長的喙
(2)將兩個完全相同的木塊用圖丙所示的方式緊靠在一起放在海綿上,則此時壓力的作用效果與圖乙相比
相同 (選填“更明顯”“更不明顯”或“相同”)
【分析】(1)分析圖示實驗,根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象,然后得出實驗結(jié)論;
(2)壓力作用的效果跟壓力大小和受力面積的大小有關。
【解答】解:(1)分析比較甲、乙兩圖所示現(xiàn)象可知,壓力相同,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
A.菜刀要經(jīng)常磨一磨,是為了在壓力一定時,減小受力面積,增大壓強,不符合題意;
B.書包要用寬的背帶,是為了在壓力一定時,增大受力面積,減小壓強,不符合題意;
C.汽車限重,是在受力面積一定時,減小壓力,減小對路面的壓強,符合題意;
D.啄木鳥有個堅硬而細長的喙,是為了在壓力一定時,減小受力面積,增大壓強,不符合題意。
故選C。
(2)將兩個完全相同的木塊用圖丙方式緊靠在一起放在海綿上,整體壓力變大,受力面積也變大,但是單位面積上受到的壓力不變,則此時壓力的作用效果與乙圖相比相同;
故答案為:(1)壓力相同,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;C;(2)相同。
【點評】本題考查了壓力作用效果實驗,實驗應用了控制變量法,正確應用控制變量法、分析圖示實驗現(xiàn)象即可正確解題。
34.小明同學利用A、B兩物體、砝碼、泡沫等器材探究“壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗。如圖所示。
(1)實驗中小明是通過觀察 泡沫的凹陷程度 來比較壓力作用效果的,這種科學探究方法是 轉(zhuǎn)換 法。
(2)比較甲、乙兩圖所示實驗,能夠得到的結(jié)論是 在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯 。
(3)若要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”,應通過比較圖 甲 和 兩 所示實驗。
(4)小明同學實驗時將物體B沿豎直方向切成大小不同的兩塊,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)它們對泡沫的壓力作用效果相同,由此他得出的結(jié)論是:壓力作用效果與受力面積無關。你認為他在探究過程中存在的問題是 沒有控制壓力大小相同 。
【分析】(1)通過泡沫的凹陷程度來反映壓力的作用效果,采用了轉(zhuǎn)換法;
(2)(3)(4)壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,實驗時應采用控制變量法,即探究壓力的作用效果與壓力大小的關系時應控制受力面積的大小,探究壓力的作用效果與受力面積時應控制壓力的大小不變。
【解答】解:(1)實驗中小明是通過觀察泡沫的凹陷程度來比較壓力作用效果的,這種科學探究方法是轉(zhuǎn)換法;
(2)甲乙兩圖中,受力面積相同,乙圖中壓力更大,故得出的結(jié)論是:在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
(3)若要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”,應控制壓力大小相同,只改變受力面積大小,故應比較圖甲丙兩實驗;
(4)研究壓力作用效果與受力面積的關系,應控制壓力大小相同,將物體B沿豎直方向切成大小不同的兩塊
時,受力面積不同的同時,壓力大小也改變了,即沒有控制壓力大小相同,得出結(jié)論是錯誤的。
故答案為:(1)泡沫的凹陷程度;轉(zhuǎn)換法;
(2)在受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
(3)甲;丙
(4)沒有控制壓力大小相同。
【點評】本題探究“壓力的作用效果跟什么因素有關”的實驗,主要考查控制變量法及轉(zhuǎn)換法的應用,體現(xiàn)了對過程和方法的考查。
35.某小組同學研究靜止在斜面上的物體對斜面的壓力大小與物體重力大小的關系,他們選擇一輕質(zhì)硬直尺作為斜面,在直尺的中點A處用細線掛上一重力G為1牛的鉤碼作為重物,直尺下端可以繞O點轉(zhuǎn)動,在直尺上端B點沿垂直于直尺方向向上施加一拉力FB為0.3牛,使直尺保持傾角α不變,然后撤去鉤碼,在A點沿垂直于直尺方向向下施加一拉力FA為0.6牛,恰能使直尺保持傾角為α不變且FB大小仍為0.3牛,如圖(a)所示。接著改變鉤碼的數(shù)量,重復實驗步驟,如圖(b)、(c)所示。
(1)實驗中直尺在FB和FA的作用下與在FB和G作用下都能夠保持傾角α不變,是因為直尺滿足了 杠桿平衡的 條件的緣故,此時FA的作用效果與G的作用效果是 相同 的。
(2)分析比較(a)、(b)和(c)可得出初步結(jié)論;靜止于傾角不變的斜面上的物體, 對斜面的壓力大小與物體重力大小成正比 。
(3)實驗中該小組同學發(fā)現(xiàn)在物體重力不變的條件下,可以通過 C 來增大物體對斜面的壓力(填入你認為正確的選擇字母:A.作用點A向B移動 B.作用點A向O點移動 C.減小傾角α D.增大傾角α)
(4)關于靜止在斜面上的物體對斜面的壓力方向與物體重力方向間夾角的大小,該小組用學經(jīng)過討論后認為夾角應該 等于 α(選填“大于”、“等于”或“小于”)
【分析】(1)根據(jù)杠桿平衡的條件即可判斷;根據(jù)FA與G對杠桿的作用效果即可判斷。
(2)分析比較(a)、(b)和(c)的對斜面的壓力大小與物體重力大小的數(shù)據(jù)變化得出結(jié)論。
(3)在物體重力不變的條件下,根據(jù)物體對斜面的壓力的影響因素即可判斷;
(4)根據(jù)物體對斜面的壓力方向與物體重力方向間,利用幾何中三角形的關系即可判斷。
【解答】解:
(1)由于直尺在FB和FA的作用下與在FB和G作用下都能夠保持傾角α不變,說明直尺能處于平衡狀態(tài),則直尺滿足了杠桿平衡的條件;
壓力FA與鉤碼的重力G對杠桿的作用效果都是使直尺順時針轉(zhuǎn)動,由于同一幅圖中兩次FB的大小、方向和作用點都相同,所以FA的作用效果與G的作用效果是相同的。
(2)分析比較(a)、(b)和(c)的數(shù)據(jù)可知:物體重力大小增大為原來的幾倍,物體對斜面的壓力大小也增大為原來的幾倍,所以,物體對斜面的壓力大小與物體重力大小成正比。
(3)物體在水平面上對水平面的壓力與物體的重力相等,當傾角α增大時物體對斜面的壓力變小,所以在物體重力不變的條件下,可以通過減小傾角α來增大物體對斜面的壓力,故C正確;
當物體在傾角α一定的斜面上時,物體對斜面的壓力不變,與物體對斜面的作用點位置無關,故AB錯誤;
(4)由于物體對斜面的壓力方向垂直于斜面向下,物體重力方向豎直向下(即與水平面垂直),根據(jù)直角三角形的關系可知,物體對斜面的壓力方向與物體重力方向間夾角的大小等于α。
故答案為:
(1)杠桿平衡的;相同;(2)對斜面的壓力大小與物體重力大小成正比;(3)C;(4)等于。
【點評】本題考查杠桿平衡條件的實驗探究,知道杠桿中的各力的作用效果是使杠桿轉(zhuǎn)動,關鍵是明確重力的力臂做法。
36.如圖所示,為小麗在“研究影響壓力作用效果的因素”實驗中所選用的器材在水平桌面上進行的實驗過程圖示。
(1)本實驗的科學探究方法是: 控制變量法、轉(zhuǎn)換法 ;
(2)小麗為了探究壓力作用的效果跟壓力大小的關系,應該通過圖中的 D、E 兩次實驗進行比較得出結(jié)論:為了探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應該通過圖中的 E、F 兩次實驗進行比較得出結(jié)論;
(3)通過實驗小麗得出結(jié)論:壓力作用的效果不僅跟壓力的大小有關,而且跟受力面積有關。小麗的結(jié)論 正確 (選填“正確”或“不正確”)
(4)在生活中,書包的背帶做得又寬又大,這是利用了: 增大受力面積 來減少壓力作用的效果;壓路機的碾子很重,這是利用了: 增大壓力 來增加壓力作用的效果。
【分析】(1)物理學中對于多因素(多變量)的問題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題;每一次只改變其中的某一個因素,而控制其余幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物影響,分別加以研究,最后再綜合解決,這種方法叫控制變量法;
不能直接觀察物理量的變化,而是通過物理量變化導致其它量的變化時,通過其它量的變化判斷物理量的變化,這種方法是轉(zhuǎn)換法;
(2)(3)影響壓力作用效果的因素是壓力和受力面積,結(jié)合控制變量法,可對實驗現(xiàn)象進行分析;
(4)通過實驗結(jié)論,結(jié)合影響壓力作用效果的因素,可對生活中的實例進行分析。
【解答】解:
(1)本實驗中,探究壓力作用效果與多個量的關系,用到了控制變量法;其次,通過海綿或泡沫的形變程度來反映壓力的作用效果,還用到了轉(zhuǎn)換法;
(2)探究壓力作用的效果跟壓力大小的關系,應控制受力面積相同而壓力大小不同,由圖示實驗可知,應選擇圖D、E兩次實驗進行比較得出結(jié)論;為了探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應控制物體間的壓力相等而受力面積不同,應該通過圖中的E、F兩次實驗進行比較得出結(jié)論;
(3)由圖D、E所示實驗可知,受力面積相同而物體間的壓力不同,壓力作用效果不同,由此可知,壓力作用效果與壓力大小有關,由圖E、F所示實驗可知,物體間的壓力相同而受力面積不同,壓力作用效果不同,由此可知,壓力作用效果與受力面積有關,由此可知,小麗的結(jié)論是正確的。
(4)書包的背帶做得又寬又大,這是利用了:增加受力面積來減少壓力作用的效果;壓路機的碾子很重,這是利用了:增大壓力來增加壓力作用的效果。
故答案為:(1)控制變量法、轉(zhuǎn)換法;(2)D、E;E、F;(3)正確;(4)增大受力面積;增大壓力。
【點評】熟知影響壓力作用效果的因素,能運用控制變量法和轉(zhuǎn)換法對實驗的現(xiàn)象進行分析,并能結(jié)實驗結(jié)論運用到生活中,是正確解答本題的關鍵。
四.計算題(共1小題)
37.2017年5月5日C919在浦東機場成功起飛,這是我國最新自主研發(fā)的中型民航客機,打破了歐美國家民航技術的長期壟斷,成為我國“大國制造”的標志之一。該機在某次試飛時飛機以300km/h的速度水平勻速飛行了2h;估計該機質(zhì)量為40t,著陸后靜止在水平地面時輪子與地面的總接觸面積為4m2.求:
(1)飛機在這2h內(nèi)水平飛行的路程;
(2)飛機水平勻速飛行時受到的升力;
(3)飛機靜止在水平地面時對地面的壓強。
【分析】(1)知道飛機勻速飛行的時間和速度,根據(jù)v=求出水平飛行的路程;
(2)飛機水平勻速飛行時處于平衡狀態(tài),豎直方向受到的升力和自身的重力是一對平衡力,二力大小相等,根據(jù)F=G=mg求出其大?。?br>(3)飛機靜止在水平地面時對地面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)p=求出對地面的壓強。
【解答】解:(1)由v=可得,飛機在這2h內(nèi)水平飛行的路程:
s=vt=300km/h×2h=600km;
(2)因飛機水平勻速飛行時處于平衡狀態(tài),豎直方向受到的升力和自身的重力是一對平衡力,
所以,飛機水平勻速飛行時受到的升力:
F=G=mg=40×103kg×10N/kg=4×105N;
(3)飛機靜止在水平地面時對地面的壓力:
F壓=G=mg=40×103kg×10N/kg=4×105N,
對地面的壓強:
p===1×105Pa。
答:(1)飛機在這2h內(nèi)水平飛行的路程為600km;
(2)飛機水平勻速飛行時受到的升力為4×105N;
(3)飛機靜止在水平地面時對地面的壓強為1×105Pa。
【點評】本題考查了速度公式和重力公式、壓強公式以及二力平衡條件的應用,關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等。
五.解答題(共3小題)
38.鳥撞飛機事件時有發(fā)生,是不是它們“瞎”了?研究發(fā)現(xiàn)雨燕等鳥類具有邊飛邊睡的能力,甚至還能長時間張開一只眼睛來觀察飛行路徑,避免與其它鳥類或物體碰撞。研究還發(fā)現(xiàn),某種鳥類只有距離運動的物體30m內(nèi)才逃離。由于飛機速度很快,所以它們就沒有足夠的時間來逃離,而引起撞機事件。綜合上述信息,回答下列問題:
(1)數(shù)據(jù)顯示,一只0.5kg的鳥正面撞在迎面飛來的速度為720km/h的飛機上,就會產(chǎn)生1.6×104N撞擊力,對飛機造成損傷。假如撞擊面積為0.01m2,計算該鳥撞擊飛機的壓強。
(2)如表是三種材料的相關參數(shù),從飛機承受鳥類撞擊能力和飛機自身重量考慮,最適宜用來制造飛機的材料是 材料C 。
(3)如圖,一架飛機以720km/h的速度向正前方O點的鳥迎頭飛去,則飛機的頭A點到達O點位置所需的時間是 0.15 s,這也就是飛機留給該鳥逃離O點的時間。
(4)天空自古以來都是鳥類的地盤,能夠長時間飛行的鳥類有邊飛邊睡的能力是它們 適應 飛行生活的表現(xiàn),是自然選擇的結(jié)果。根據(jù)達爾文進化論推測,隨著空中高速飛行器的增多,很多很多年后,鳥類 可能 (選填“可能”或“不可能”)具有更強的躲避高速飛行器的能力。
【分析】(1)根據(jù)壓強的計算公式求出壓強;
(2)為了抗擊鳥的撞擊,飛機的材料的抗壓性要大;為了使飛機飛行,應用密度小的材料;
(3)根據(jù)速度公式求出時間;
(4)根據(jù)生物進化論分析。
【解答】解:(1)鳥撞擊飛機的壓強為:p===1.6×106Pa;
(2)為了抗擊鳥的撞擊,飛機的材料的抗壓性要大;為了使飛機飛行,應用密度小的材料;對比可知,材料C符合以上兩個條件;
(3)v=720km/h=200m/s;由v=得飛機的頭A點到達O點位置所需的時間是:
t===0.15s;
(4)生物都有適應環(huán)境的能力,能夠長時間飛行的鳥類有邊飛邊睡的能力是它們適應飛行生活的表現(xiàn);鳥類可以通過提高自己的躲避能力來適應環(huán)境。
故答案為:(1)產(chǎn)生的壓強為:1.6×106Pa;(2)材料C;(3)0.15;(4)適應;可能。
【點評】本題考查了壓強的計算、速度的計算、材料特點的分析,屬于基礎知識。
39.2017年4月25 日,“共享單車”在銀川市開始投放使用。如圖所示,“共享單車”每輛車的前后均貼有二維碼,騎車前先要解鎖,市民用手機上的APP掃描車上對應的二維碼(解鎖碼),APP識別之后就會傳輸車輛信息到云數(shù)據(jù),接著再給對車輛返回一串解鎖指令:“共享單車”采用的是軸傳動裝置,踩動單年時,傳動軸在磁體周圍轉(zhuǎn)動,可以產(chǎn)生出變化的電流;“共享單車”具有GPS定位功能,能實時定位車輛的位置。
(1)“共享單車”上應用了很多物理知識,請你根據(jù)題目提供的材料列舉兩例。
示例:單車的尾部安裝著反光鏡,夜間騎車時,當有光線從任意角度射向尾燈時,它都能把光“反向射回”,這是利用了光的反射定律。
(2)一輛“共享單車”的質(zhì)量為26kg,前后輪胎總著地面積約為100cm2,請你估算出一名普通中學生騎行時車對地面的壓強是多大?
【分析】(1)認真閱讀材料找出“共享單車”上應用的物理知識;
(2)估測中學生的質(zhì)量,學生騎行時車對地面的壓力等于人和車的重力之和,根據(jù)p=求出對地面的壓強。
【解答】解:
(1)①用手機上的APP掃描車上對應的二維碼,這是利用了凸透鏡成像;
②踩動單車時,傳動軸在磁體周圍轉(zhuǎn)動產(chǎn)生變化的電流,這是利用了電磁感應現(xiàn)象;
③“共享單車”具有GPS定位功能,這是利用了電磁波傳遞信息。
(2)一名普通中學生的質(zhì)量約為50kg,騎行時車對地面的壓力:
F=G總=(m人+m車)g=(50kg+26kg)×10N/kg=760N,
對水平面的壓強:
p===7.6×104Pa。
答:(1)解答中的任意兩個均可;
(2)一名普通中學生騎行時車對地面的壓強是7.6×104Pa。
【點評】本題考查了壓強的估測和學生的閱讀能力,體現(xiàn)了物理知識來源于生活,服務生活的理念。
40.一位質(zhì)量為60kg的同學為了表演“輕功”,他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣,然后將這4只氣球以相同的方式對稱放在水平放置的木板上,如圖(甲)所示,然后在氣球的上方放置一輕質(zhì)硬塑料板。人輕輕站在塑料板正中央靜止不動,氣球不破裂,即為表演成功,如圖(乙)所示。他除了想表演“輕功”外,還想估算氣球內(nèi)氣體的壓強。這位同學在氣球的外表面涂上顏料,在輕質(zhì)塑料板面向氣球一側(cè)的表面上貼上方格紙。他站上去表演成功后,留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖(丙)所示。表演時場地的大氣壓強為P=1.013×105Pa,表演過程中氣體溫度不發(fā)生變化,g取10N/kg。
(1)氣球在沒有貼方格紙的下層木板上也會留下“印跡”,這一“印跡”面積與上層木板的面積存在什么關系?
(2)經(jīng)測算每個氣球留下的印跡面積約為S=400cm2,則表演成功時,每個氣球內(nèi)的壓強為多少帕?(取4位有效數(shù)字)
【分析】(1)印跡面積等于氣球的受力面積,該面積取決于氣球的形變程度,據(jù)此分析答題。
(2)氣球受到大氣壓力與人的壓力作用,氣球內(nèi)氣體對塑料板的壓力等于大氣壓力與人的重力之和,由壓強公式求出氣球?qū)λ芰习宓膲毫?,然后答題。
【解答】解:(1)印跡面積取決于氣球的形變程度,由于氣球本身(包括氣球內(nèi)的氣體)有質(zhì)量,氣球與下面木板接觸面的壓力大,接觸面的面積大,
因此氣球在沒有貼方格紙的下層木板上留下的“印跡”面積與上層木板的面積不相等。
(2)氣球與塑料板的接觸面積等于每個球的接觸面積與氣球個數(shù)的乘積:
S=400×10﹣4m2×4=0.16m2,
∵p=,
∴氣球?qū)λ芰习宓闹С至=pS,
氣球?qū)λ芰习宓闹С至Φ扔谌说闹亓εc大氣壓之和,
即pS=mg+p0S,
則氣球內(nèi)的氣體壓強:
p=p0+=1.013×105Pa+=1.051×105Pa;
答:(1)這一“印跡”面積與上層木板的面積不相等;
(2)表演成功時,每個氣球內(nèi)的壓強為1.051×105Pa。
【點評】本題難度較大,正確受力分析、應用平衡條件、壓強公式是正確求出球內(nèi)氣體壓強的關鍵;解題時要注意,氣球與塑料板的接觸面積是每個氣球的接觸面積乘以氣球的個數(shù),這是易錯點。性質(zhì)
材料A
材料B
材料C
抗壓性(N/m2)
1.2×104
1.6×104
2.0×104
密度(kg/m3)
1.2×103
4.0×103
1.2×103
性質(zhì)
材料A
材料B
材料C
抗壓性(N/m2)
1.2×104
1.6×104
2.0×104
密度(kg/m3)
1.2×103
4.0×103
1.2×103
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