1.“網(wǎng)絡(luò)式”復(fù)習(xí)法:即采用章、節(jié)、標(biāo)題、要點(diǎn)四個(gè)層次對(duì)教材進(jìn)行梳理和編織記憶網(wǎng)絡(luò)。
2.提高“回頭率”:為了防止遺忘,就要采用提高“回頭率”的方法。
3.“空想法”:所謂空想法就是不看課本回想看過的內(nèi)容;或看課本的大綱填充細(xì)節(jié)。
4.樹形圖:復(fù)習(xí)時(shí),選出較有代表性的參考書,通讀全書后,理出該領(lǐng)域研究的主要線索。
5.梳理錯(cuò)題法:把綜合復(fù)習(xí)階段做過的所有習(xí)題重新瀏覽一遍。
6.“齊頭并進(jìn)”法:在復(fù)習(xí)過程中,由于要復(fù)習(xí)的學(xué)科多,所以必須合理安排時(shí)間。
專題5 均勻柱體、疊加柱體、切割體的壓強(qiáng)的計(jì)算
知識(shí)點(diǎn)一 均勻柱體的壓強(qiáng)
1、密度均勻的柱狀物體(圓柱、棱柱)對(duì)水平面的壓強(qiáng)p=ρgh。
2、推導(dǎo)過程: p=FS=GS=ρVgS=ρgh
知識(shí)點(diǎn)二 疊加柱體的壓強(qiáng)
1、運(yùn)用p=F/S時(shí),注意S是受力面積,不一定等于底面積。
2、解題技巧:用未知量表示已知量的方程思想。
知識(shí)點(diǎn)三 切割體的壓強(qiáng)
1、橫向切割:壓力變小,受力面積不變,壓強(qiáng)減小。
2、縱向切割:柱形固體豎直切割后仍是柱體,可使用計(jì)算式p=ρgh分析,壓強(qiáng)不變。
3、不規(guī)則切割:壓力和受力面積都改變,可使用割補(bǔ)法轉(zhuǎn)化為柱體進(jìn)行分析。
(2023?西寧)如圖甲所示,將一塊質(zhì)地均勻的長木板平放在水平桌面上,用水平向右的推力F緩慢推動(dòng)長木板,直至圖乙所示的位置。在此過程中,長木板對(duì)桌面的壓力、壓強(qiáng)的變化情況是( )
A.壓力變小,壓強(qiáng)變小B.壓力不變,壓強(qiáng)變大
C.壓力不變,壓強(qiáng)不變D.壓力變大,壓強(qiáng)變大
【解答】解:(1)長木板放在水平桌面上,長木板對(duì)桌面的壓力等于長木板的重力,用水平向右的推力F緩慢推動(dòng)長木板,直至圖乙所示的位置,因長木板的重力不變,則對(duì)水平桌面的壓力不變。
(2)長木板對(duì)水平桌面的壓力不變,受力面積減小,由公式p=FS可知,長木板對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大。
故選:B。
(2023?泰安)如圖所示,有兩個(gè)正方體實(shí)心物體A、B疊放在水平桌面上,物體A重5N,B重40N。已知物體A對(duì)B的壓強(qiáng)與此時(shí)物體B對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等,物體A對(duì)B的壓力、物體B對(duì)桌面的壓力分別為FA和FB。物體A和物體B的密度分別是ρA和ρB,下列說法中( )
①FA:FB=1:9
②FA:FB=1:8
③ρA:ρB=27:8
④ρA:ρB=9:8
A.只有①③正確B.只有①④正確
C.只有②③正確D.只有②④正確
【解答】解:物體A對(duì)B的壓力與物體B對(duì)桌面的壓力之比:
FAFB=GAGA+GB=5N5N+40N=19,故①正確,②錯(cuò)誤;
正方體物體A對(duì)B的壓強(qiáng):pA=FASA=GASA=GALA2=5NLA2,
正方體物體B對(duì)桌面的壓強(qiáng):pB=FBSB=GA+GBSB=5N+40NLB2=45NLB2,
由題意可知:pB=pA,
即:5NLA2=45NLB2,
解得:3LA=LB;
根據(jù)重力公式和密度公式可得,物體對(duì)接觸面的壓強(qiáng):p=FS=GS=mgS=ρVgS,
所以,pA=ρAVAgSA=ρALAg,
pB=ρAVAg+ρBVBgSB=ρBLBg+ρALA3(3LA)2g=3ρBLAg+ρALA9g,
因pB=pA,所以ρALAg=3ρBLAg+ρALA9g,
ρAρB=278,故③正確,④錯(cuò)誤。
故選:A。
(2023?福建)如圖甲所示,一塊質(zhì)量分布均勻的長木板平放在水平桌面上,對(duì)長木板施加一個(gè)水平向右的力F,使木板沿著與桌子邊緣平行的方向緩慢向右做直線運(yùn)動(dòng),直到木板的14長度伸出桌面時(shí)停止運(yùn)動(dòng),此過程中木板對(duì)桌面的壓強(qiáng)p與木板被推動(dòng)的距離x的關(guān)系圖象如圖乙所示。已知木板寬為0.25m,下列判斷正確的是( )
A.長木板的底面積為0.25m2
B.當(dāng)x=0.26m時(shí),木板對(duì)桌面的壓強(qiáng)為37.5Pa
C.當(dāng)x=0.30m時(shí),木板對(duì)桌面的壓力為9N
D.移動(dòng)過程中,木板對(duì)桌面的壓力先不變后增大
【解答】解:
A、由圖乙可知,長木板從x=0.1m處運(yùn)動(dòng)到x=0.3m處,共運(yùn)動(dòng)了0.2m,此時(shí)木板的14長度伸出桌面,所以長木板的長度為4×0.2m=0.8m,
則長木板的底面積:S=0.8m×0.25m=0.2m2,故A錯(cuò)誤;
B、由圖乙可知,長木板完全在桌面時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)p=30Pa,
由p=FS可知,長木板對(duì)桌面的壓力:F=pS=30Pa×0.2m2=6N,即長木板的重力為6N,
當(dāng)x=0.26m時(shí),此時(shí)桌面的受力面積:S1=(0.8m﹣0.26m+0.1m)×0.25m=0.16m2,
長木板對(duì)桌面的壓力不變,此時(shí)木板對(duì)桌面的壓強(qiáng):p1=FS1=6N0.16m2=37.5Pa,故B正確;
C、當(dāng)x=0.30m時(shí),木板伸長的長度小于木板長度的一半,此時(shí)木板對(duì)桌面的壓力還是等于木板自身的重力,即木板對(duì)桌面的壓力為6N,故C錯(cuò)誤;
D、木板移動(dòng)過程中,木板伸長的長度始終小于木板長度的一半,所以木板對(duì)桌面的壓力始終等于自身的重力,所以木板對(duì)桌面的壓力不變,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
(2023?廣西)質(zhì)量分布均勻的實(shí)心正方體A、B置于水平桌面上,如圖甲。將B沿水平方向截取高為h的柱體,并將該柱體疊放在A上,A、B剩余部分對(duì)桌面的壓強(qiáng)p隨截取高度h的變化關(guān)系如圖乙,則B的密度為 kg/m3,A的重力為 N(g取10N/kg)。
【解答】解:(1)由圖乙知,B的高度為hB=10cm=0.1m,截取高度h為0時(shí),B對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)為pB=600Pa,
B為質(zhì)量分布均勻的實(shí)心正方體,根據(jù)p=ρgh得,ρB=pBg?B=600Pa10N/kg×0.1m=600kg/m3;
(2)截取高度h為2cm時(shí),B剩余部分的高度為hB'=10cm﹣2cm=8cm=0.08m,
B剩余部分對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)為:pB'=ρBghB'=600kg/m3×10N/kg×0.08m=480Pa,
此時(shí)B截去的質(zhì)量m1=ρBV1=600kg/m3×0.1m×0.1m×0.02m=0.12kg;
此時(shí)B截去的重力G1=m1g=0.12kg×10N/kg=1.2N;
A對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p1=G1+GASA,
即:480Pa=1.2N+GASA...①
截取高度h為10cm時(shí),B的重力G2=m2g=ρBV2g=600kg/m3×0.1m×0.1m×0.1m×10N/kg=6N;
A對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p2=G2+GASA,
即:800Pa=6N+GASA...②
聯(lián)立①②可得GA=6N。
故答案為:600;6。
(2023?襄陽)均勻?qū)嵭恼襟wA重為100N,對(duì)它施加20N向上的拉力F(如圖甲所示),此時(shí)A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為pA;撤去力F后將A沿豎直和水平方向各切去一部分(如圖乙所示),使剩余部分為一長方體B(其邊長b>a,b等于A的邊長),此時(shí)B對(duì)地面的壓強(qiáng)為pB。已知pB=pA,則B重 N。
【解答】解:正方體A的密度為:ρ=mV=GAgb3=100N10N/kg×b3=10kgb3;
正方體A重為100N,對(duì)它施加20N向上的拉力F時(shí),A對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為:
pA=FASA=GA?FSA=100N?20Nb2=80Nb2??????①;
均勻?qū)嵭奈矬w對(duì)水平面的壓強(qiáng):p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρS?gS=ρgh,
則長方體B對(duì)地面的壓強(qiáng)為:pB=ρga=10kgb3×10N/kg×a=100N×ab3?????②,
已知pB=pA,即80Nb2=100N×ab3,
所以ab=45,
將A沿豎直和水平方向各切去一部分后密度不變,即長方體B的密度也為ρ,
則長方體B與正方體A的重力之比:GBGA=ρga2bρgb3=a2b2=4252=1625,
所以B的重力為:GB=1625GA=1625×100N=64N。
故答案為:64。
(2023?和平區(qū)校級(jí)模擬)兩個(gè)完全相同的正方體均勻物塊;分別沿各自虛線切割掉一半,將剩余部分a和b按照?qǐng)D示位置擺放在同一水平面上,比較兩物塊對(duì)水平面的壓強(qiáng)( )
A.a(chǎn)比較大B.b比較大C.一樣大D.無法判斷
【解答】解:
因?yàn)樗矫嫔衔矬w的壓力和自身的重力相等,即F=G,
由圖a,如果沿水平方向切去一半后,剩余部分的重力減半即為12G,受力面積不變即為S,
由b圖,如果沿對(duì)角線切去一半后,剩余部分的重力減半即為12G,物塊為正方體,所以b比a受力面積大,即b中受力面積大于S,
由p=FS可知,a對(duì)水平地面的壓強(qiáng)大。
故選:A。
(2023?東莞市校級(jí)二模)如圖所示,水平桌面上有一長為L,質(zhì)量分布均勻的木板M,右端與桌邊對(duì)齊,在水平力F的作用下,沿直線向右勻速離開桌邊,在此過程中,下列說法正確的( )
A.M對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大,摩擦力不變
B.M對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大,摩擦力變小
C.M對(duì)桌面的壓強(qiáng)變小,壓力不變
D.M對(duì)桌面的壓強(qiáng)不變,壓力不變
【解答】解:(1)因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,在水平力F的作用下沿直線向右勻速離開桌邊時(shí),木板對(duì)桌面的壓力F不變,
因在水平力F 的作用下沿直線向右勻速離開桌邊時(shí),木板與桌面的接觸面積變小,受力面積變小,
所以,由p=FS可知,長木板對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大,故CD錯(cuò)誤;
(2)因滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān),
所以,在水平力F 的作用下沿直線向右勻速離開桌邊時(shí),壓力和接觸面的粗糙程度不變,
所以,木板受桌面的摩擦力不變,故A正確、B錯(cuò)誤。
故選:A。
(2023?西區(qū)二模)如圖所示,有三個(gè)實(shí)心圓柱體甲、乙、丙放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙底面積相同,三者對(duì)地面的壓強(qiáng)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
【解答】解:
(1)因?yàn)榧?、乙、丙都是?shí)心圓柱體,
對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSg?S=ρgh;
由圖知,甲、乙、丙的高度h甲=h乙<h丙,且三者對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,
由p=ρgh可知,三圓柱體的密度關(guān)系為:ρ甲=ρ乙>ρ丙;故A正確,B錯(cuò)誤;
(2)由圖知,甲、乙的底面積關(guān)系為:S甲<S乙,高度關(guān)系為:h甲=h乙,
由V=Sh可知,甲、乙的體積關(guān)系為:V甲<V乙,
因?yàn)棣鸭祝溅岩?,由m=ρV可知,甲、乙圓柱體的質(zhì)量關(guān)系為:m甲<m乙;
已知乙、丙的底面積關(guān)系為:S乙=S丙,它們對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,
由p=FS=GS=mgS可知,乙、丙圓柱體的質(zhì)量關(guān)系:m乙=m丙,
綜上可知,三圓柱體的質(zhì)量關(guān)系為:m甲<m乙=m丙,故CD錯(cuò)。
故選:A。
(2023?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖甲所示,A、B兩個(gè)質(zhì)量均勻的正方體放在水平地面上,將A、B分別沿水平方向切去體積為ΔVA和ΔVB的部分,直到切完為止,A、B剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)隨剩余部分體積的變化關(guān)系如圖乙所示,已知物體A的密度為3g/cm3。則下列說法正確的是( )
A.物體A的高為20cm
B.物體B的密度為0.75g/cm3
C.將A、B切下部分疊到對(duì)方剩余部分正上方,若疊放后A、B對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,則ΔVA:ΔVB=1:2
D.若ΔVA=ΔVB,則A剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)一定大于B剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)
【解答】解:AB、水平地面上的正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng):p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSLgS=ρgL,
由圖乙可知,左側(cè)圖線中,當(dāng)V=1×103cm3時(shí),p=3×103Pa,正方體的棱長:L=3V=31×103cm3=10cm=0.1m,
則左測圖線所表示的物體的密度:ρ=pgL=3×103Pa10N/kg×0.1m=3×103kg/m3,
因此左測圖線表示物體A,即物體A的邊長為10cm,故A錯(cuò)誤;
右側(cè)圖線表示物體B,當(dāng)VB=8×103cm3時(shí),pB=3×103Pa,正方體的棱長:LB=3VB=38×103cm3=20cm=0.2m,
物體B的密度:ρB=pBgLB=3×103Pa10N/kg×0.2m=1.5×103kg/m3=1.5g/cm3,故B錯(cuò)誤;
C、由ρ=mV可知,物體A、B的質(zhì)量分別為:mA=ρAVA=3g/cm3×1×103cm3=3000g=3kg,mB=ρBVB=1.5g/cm3×8×103cm3=12000g=12kg,
A、B的底面積之比:SASB=LA2LB2=(10cm)2(20cm)2=14,
疊放后A、B對(duì)地面的壓力分別為:FA'=GA﹣ΔGA+ΔGB=mAg﹣ρAΔVAg+ρBΔVBg,F(xiàn)B'=GB﹣ΔGB+ΔGA=mBg﹣ρBΔVBg+ρAΔVAg,
由p=FS可知,pA'pB'=FA'SAFB'SB=FA'FB'×SBSA=mAg?ρAΔVAg+ρBΔVBgmBg?ρBΔVBg+ρAΔVAg×SBSA=mA?ρAΔVA+ρBΔVBmB?ρBΔVB+ρAΔVA×SBSA=3kg?3×103kg/m3×ΔVA+1.5×103kg/m3×ΔBB12kg?1.5×103kg/m3×ΔVB+3×103kg/m3×ΔVA×41=11,
解得:ΔVAΔVB=12,故C正確;
D、若ΔVA=ΔVB=ΔV,A、B剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)分別為:pA“=FA剩SA=GA?ΔGASA=mAg?ρAΔVAgSA=3kg×10N/kg?3×103kg/m3×10N/kg×ΔV(0.1m)2,pB“=FB剩SB=GB?ΔGBSB=mBg?ρBΔVBgSB=12kg×10N/kg?1.5×103kg/m3×10N/kg×ΔV(0.2m)2,
則pA“﹣pB“=3kg×10N/kg?3×103kg/m3×10N/kg×ΔV(0.1m)2?12kg×10N/kg?1.5×103kg/m3×10N/kg×ΔV(0.2m)2<0,
因此A剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)小于B剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
(2023?虹口區(qū)一模)如圖所示,均勻正方體甲、乙放在水平地面上,若在兩物體上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,已知切去的質(zhì)量Δm甲>Δm乙,則甲、乙剩余部分對(duì)地面的壓力F甲和F乙、壓強(qiáng)p甲和p乙的關(guān)系是( )
A.F甲>F乙 p甲>p乙
B.F甲>F乙 p甲<p乙
C.F甲<F乙 p甲>p乙
D.F甲<F乙 p甲<p乙
【解答】解:由圖可知,在兩物體上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,則切去的部分的體積關(guān)系:V甲切<V乙切,
甲切去的質(zhì)量為:Δm甲=ρ甲V甲切=ρ甲S甲h甲切,
乙切去的質(zhì)量為:Δm乙=ρ乙V乙切=ρ乙S乙h乙切,
又因?yàn)榍腥サ馁|(zhì)量Δm甲>Δm乙,
所以甲、乙密度關(guān)系為:ρ甲>ρ乙,
又因?yàn)榍腥サ母叨汝P(guān)系:h甲切<h乙切,
所以ρ甲S甲>ρ乙S乙,
因?yàn)槭S嗖糠值母叨认嗟龋?br>所以甲、乙剩余部分的重力分別為:
G甲剩=ρ甲S甲hg,
G乙剩=ρ乙S乙hg,
所以G甲剩>G乙剩,
又因?yàn)榉旁谒降孛嫔系木鶆驅(qū)嵭恼襟w對(duì)地面的壓力等于其重力,
所以甲、乙剩余部分對(duì)地面的壓力關(guān)系為:F甲>F乙,
放在水平地面上的均勻?qū)嵭恼襟w對(duì)地面的壓力相等,
放在水平地面上的均勻?qū)嵭恼襟w對(duì)地面的壓強(qiáng):p=FS=mgS=ρS?gS=ρhg,
在兩物體上部沿水平方向切去一定的厚度,剩余部分的高度相等,
根據(jù)p=ρhg可知,甲、乙剩余部分對(duì)地面壓強(qiáng)關(guān)系:p甲>p乙,
故A正確。
故選:A。
(2023?靜安區(qū)校級(jí)二模)如圖所示,質(zhì)量相等的實(shí)心均勻正方體甲、乙置于水平地面上,現(xiàn)沿水平方向切去一部分,使甲、乙剩余部分的高度相同。若剩余部分的質(zhì)量為m甲、m乙,對(duì)地面的壓強(qiáng)為p甲、p乙,則( )
A.m甲<m乙,p甲<p乙B.m甲<m乙,p甲>p乙
C.m甲>m乙,p甲<p乙D.m甲>m乙,p甲>p乙
【解答】解:由圖可知,V甲>V乙,又m甲=m乙,由ρ=mV可知,ρ甲<ρ乙。對(duì)于正方體可得p=FS=GS=ρVgS=ρgh,
甲、乙剩余部分的高度相同,由p=ρgh可得p甲<p乙;
如果只切甲,使甲剩余的高度與乙等高,由于甲、乙原來質(zhì)量相等,則剩余的質(zhì)量為m甲<m乙,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選:A。
(2023?姑蘇區(qū)校級(jí)二模)如圖所示,質(zhì)量分布均勻的長方體用幾種不同的方法切去一半,剩余的一半留在桌面上。切割前后,木塊對(duì)桌面的壓強(qiáng)大小不變的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:假設(shè)長方體重為G,底面積為S,則其對(duì)桌面的壓力為F=G,與桌面的接觸面積為S。由此可得,長方體對(duì)桌面的壓強(qiáng)p=FS。
A、按圖A所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)镚2,底面積變?yōu)镾2,則其對(duì)桌面的壓力變?yōu)镕2,與桌面的接觸面積變?yōu)镾2。由此可得,長方體對(duì)桌面的壓強(qiáng)pA=F2S2=FS。故A符合題意。
B、按圖B所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)镚2,底面積仍為S,則其對(duì)桌面的壓力變?yōu)镕2,與桌面的接觸面積仍為S。由此可得,長方體對(duì)桌面的壓強(qiáng)pB=F2S=F2S。故B不符合題意。
C、按圖C所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)镚2,底面積大于S2,則其對(duì)桌面的壓力變?yōu)镕2,與桌面的接觸面積大于S2。由此可得,長方體對(duì)桌面的壓強(qiáng)pC<F2S2=FS。故C不符合題意。
D、按圖D所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)镚2,底面積大于S2,則其對(duì)桌面的壓力變?yōu)镕2,與桌面的接觸面積大于S2。由此可得,長方體對(duì)桌面的壓強(qiáng)pD<F2S2=FS。故D不符合題意。
故選:A。
(2023?阿瓦提縣一模)如圖所示,甲、乙兩個(gè)實(shí)心均勻正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等。若沿水平方向?qū)⑵浞謩e切去體積相等的部分,并將切去部分疊放在對(duì)方剩余部分的上面,這時(shí)它們對(duì)水平地面的壓力為F甲和F乙、壓強(qiáng)為p甲和p乙,則( )
A.F甲<F乙,p甲>p乙B.F甲<F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲>p乙D.F甲>F乙,p甲<p乙
【解答】解:地面上放置的正方體物體,地面受到的壓強(qiáng):p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSg?S=ρgh,
因?yàn)閮晌矬w對(duì)水平面的壓強(qiáng)相同,則p=ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,
由圖知h甲>h乙,
所以ρ甲<ρ乙;
由沿水平方向截去相同體積ΔV后,切去部分的質(zhì)量m甲<m乙,
切去部分的重力G甲<G乙,
當(dāng)將剩余部分疊放在對(duì)方上面時(shí),甲壓力變大、乙壓力變小,
根據(jù)p=FS知,甲的壓強(qiáng)變大,乙的壓強(qiáng)變小,
因?yàn)樵瓉韷簭?qiáng)相等,
所以甲、乙剩余部分對(duì)地面壓強(qiáng)p甲>p乙;
已知S甲>S乙,
所以剩余的物體對(duì)水平面的壓力:
F甲>F乙。
故選:C。
(2023?莆田一模)如圖所示,甲、乙是放在水平地面上的兩個(gè)質(zhì)量均勻的長方體,它們的密度之比ρ甲:ρ乙=4:5,底面積之比S甲:S乙=5:8,對(duì)水平地面的壓強(qiáng)之比p甲:p乙=6:5,下列有關(guān)甲、乙的說法正確的是( )
A.甲、乙的質(zhì)量之比是4:3
B.甲、乙的體積之比是8:9
C.將甲、乙分別沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)可能相等
D.將甲、乙分別沿水平方向切去相同的體積后,剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)可能相等
【解答】解:A、由p=FS可得甲、乙對(duì)水平地面的壓力之比:F甲F乙=p甲S甲p乙S乙=65×58=34,
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,所以,由F=G=mg可得,甲、乙的質(zhì)量之比:
m甲m乙=G甲gG乙g=G甲G乙=F甲F乙=34,故A錯(cuò)誤;
B、由ρ=mV可得甲、乙的體積之比:
V甲V乙=m甲ρ甲m乙ρ乙=m甲m乙×ρ乙ρ甲=34×54=1516,故B錯(cuò)誤;
C、由于水平面上的柱狀物體對(duì)地面的壓強(qiáng)可以利用p=ρgh比較,則切去相同的高度后,兩者壓強(qiáng)的變化量分別為:
Δp甲′=ρ甲gΔh,Δp乙′=ρ乙gΔh,
已知它們的密度之比ρ甲:ρ乙=4:5,則:ρ甲<ρ乙,
所以,Δp甲′<Δp乙′,
已知原來甲、乙對(duì)水平地面的壓強(qiáng)之比p甲:p乙=6:5,即:p甲>p乙,
由于剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)p′=p﹣Δp,所以剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)不可能相等;故C錯(cuò)誤;
D、因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,所以,物體對(duì)地面的壓強(qiáng):p=FS=GS=mgS=ρVgS,
切去相同體積時(shí),兩者壓強(qiáng)的變化量分別為:Δp甲=ρ甲ΔVgS甲,Δp乙=ρ乙ΔVgS乙,
則:ρ甲gΔVS甲ρ乙gΔVS乙=ρ甲ρ乙×S乙S甲=45×85=32:25,
所以,Δp甲>Δp乙,
已知原來甲、乙對(duì)水平地面的壓強(qiáng)之比p甲:p乙=6:5,即:p甲>p乙,
由于剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)p′=p﹣Δp,所以剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)可能相等,故D正確。
故選:D。
(2023?谷城縣校級(jí)模擬)如圖所示,a、b為放在水平地面上的兩個(gè)均勻圓柱體,已知底面積Sa=3Sb,高度hb=2ha,對(duì)地面的壓強(qiáng)pa=pb,圓柱體密度分別為ρa(bǔ)和ρb,對(duì)地面的壓力分別為Fa和Fb,則下列說法正確的是( )
A.ρa(bǔ)=ρb,F(xiàn)a=FbB.ρa(bǔ)=2ρb,F(xiàn)a=3Fb
C.ρa(bǔ)=ρb2,F(xiàn)a=Fb3D.ρa(bǔ)=ρb3,F(xiàn)a=3Fb
【解答】解:
由題知,兩圓柱體的底面積Sa=3Sb,高度hb=2ha,對(duì)地面的壓強(qiáng)pa=pb,
則Sa:Sb=3:1,ha:hb=1:2,pa:pb=1:1,
(1)均勻圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng):p=FS=GS=ρVgS=ρS?gS=ρgh,
則圓柱體的密度:ρ=pg?;
所以兩圓柱體的密度之比:
ρa(bǔ):ρb=pag?a:pbg?b=hb:ha=2:1,
即:ρa(bǔ)=2ρb;
(2)由p=FS可得F=pS,
所以它們對(duì)地面的壓力之比:
Fa:Fb=paSa:pbSb=(1×3):(1×1)=3:1,
即:Fa=3Fb,故B正確、ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
(2023?廣西三模)甲、乙為兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的實(shí)心圓柱體,放置在水平桌面上,沿水平方向切去上部分,剩余部分對(duì)桌面的壓強(qiáng)p與切去部分高度h的關(guān)系如圖所示,已知甲的密度為4.0×103kg/m3,則圓柱體甲的高度為 cm。當(dāng)切去的高度均為12cm,將各自切去部分放置在另一個(gè)圓柱體的剩余部分的上表面時(shí),甲剩余部分和乙切去部分的組合體對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p1,乙剩余部分和甲切去部分的組合體對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p2,且p1:p2=3:2,則甲、乙圓柱體的底面積之比為 。
【解答】解:(1)由圖像可知,開始時(shí)甲對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p甲=8000Pa,
因均勻?qū)嵭膱A柱體對(duì)水平桌面的壓強(qiáng):p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρS?gS=ρgh,
所以,圓柱體甲的高度:h甲=p甲ρ甲g=8000Pa4.0×103kg/m3×10N/kg=0.2m=20cm;
(2)由圖像可知,圓柱體乙的高度h乙=30cm,
因物體對(duì)水平面的壓力和自身的重力相等,
當(dāng)它們被切去高度均為h=12cm時(shí),
由F=G=mg=ρVg=ρShg可得,甲剩余部分和乙切去部分的組合體對(duì)桌面的壓力:
F1=?甲???甲G甲+??乙G乙=20cm?12cm20cmG甲+12cm30cmG乙=0.4G甲+0.4G乙=0.4(G甲+G乙),
乙剩余部分和甲切去部分的組合體對(duì)桌面的壓力:
F2=(G甲+G乙)﹣0.4(G甲+G乙)=0.6(G甲+G乙),
因p1:p2=3:2,
所以,p1p2=F1S甲F2S乙=F1F2×S乙S甲,即32=0.4(G甲+G乙)0.6(G甲+G乙)×S乙S甲,
解得:S甲S乙=49。
故答案為:20;4:9。
(2023?南寧一模)如圖所示,在水平地面上有兩個(gè)由同種材料制成的均勻正方體金屬塊甲和乙,其密度為3×103kg/m3,它們的邊長之比為1:2,甲的邊長為10cm,則甲對(duì)地面的壓強(qiáng) Pa,若乙沿水平方向切割一部分疊放在甲的正上方,此時(shí)甲、乙對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,則乙正方體切去的厚度為Δd= cm。(g取10N/kg)
【解答】解:(1)正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng):
p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρ?3g?2=ρgh,
則甲對(duì)地面的壓強(qiáng):
p甲=ρgh甲=3×103kg/m3×10N/kg×0.1m=3000Pa;
(2)將乙物塊沿水平方向切下部分的高度為Δd,切下的部分放在甲物塊上,
則切去部分的重力:
ΔG乙=Δm乙g=ρ乙ΔV乙g=ρ乙S乙Δdg,
此時(shí)甲物塊對(duì)水平面上的壓力:
F甲=G甲+ΔG乙=ρ甲S甲h甲g+ρ乙S乙Δdg,
已知它們的邊長之比為1:2,則它們的面積之比為S甲:S乙=1:4,
甲的邊長為h甲=10cm=0.1m,則乙的邊長為h乙=20cm=0.2m,
此時(shí)甲物塊對(duì)水平面的壓強(qiáng):
p甲′=ρ甲S甲g?甲+ρ乙gΔdS乙S甲=ρ甲gh甲+S乙S甲ρ乙gΔd=ρ甲gh甲+4ρ乙gΔd
此時(shí)乙物塊對(duì)水平面的壓強(qiáng):
p乙′=ρ乙g(h乙﹣Δd),
因此時(shí)甲、乙物塊對(duì)水平面的壓強(qiáng)相等,
所以,ρ甲gh甲+4ρ乙gΔd=ρ乙g(h乙﹣Δd),
已知同種材料制成,ρ甲=ρ乙,將h甲=10cm=0.1m,h乙=20cm=0.2m代入上式,
解得:Δd=0.02m=2cm。
故答案為:3000;2。
(2023?中山區(qū)一模)如圖所示,一質(zhì)量均勻的長方體木板放在水平桌面上靜止(桌面足夠長),①②③各為其中的13,此時(shí)它對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p1。小明同學(xué)首先只切除③,余下的木板對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p2,則p1 p2;小明同學(xué)拉著余下的木板在水平桌面上勻速直線運(yùn)動(dòng),若此時(shí)木板所受的重力突然消失,則木板將 運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:假設(shè)①、②、③每部分的重力都為G、底面積都為S,則整個(gè)長方體木板的重力為3G,底面積為3S,根據(jù)題意以及p=FS可得,完整長方體木板對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:
p1=F1S1=3G3S=GS,
只切除③,余下的木板的重力為2G,剩余木板的底面積為2S,此時(shí)剩余木板對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:
p2=F2S2=2G2S=GS,
則p1=p2;
小明同學(xué)拉著余下的木板在水平桌面上勻速直線運(yùn)動(dòng),若此時(shí)木板所受的重力突然消失,木板對(duì)桌面不會(huì)再有壓力,因此木板受到桌面對(duì)它的摩擦力為0,木板在水平方向上只受拉力,受力不平衡,因此做加速直線運(yùn)動(dòng)。
故答案為:=;做加速直線。
(2023?營口一模)如圖所示,兩正方體物塊A、B,它們的質(zhì)量之比為1:3,底面積之比為1:2,A對(duì)B的壓力、壓強(qiáng)分別為FA、PA,B對(duì)水平地面的壓力、壓強(qiáng)分別為FB、PB,則FA:FB= ,pA:pB= ;若將物塊A沿豎直方向切去一半,那么剩余部分對(duì)B的壓強(qiáng)與未切前相比 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【解答】解:兩正方體物塊A、B的質(zhì)量之比為mA:mB=1:3,
由G=mg可知A與B的重力之比為:GA:GB=mAg:mBg=1:3,即GB=3GA,
則A對(duì)B的壓力為:FA=GA,B對(duì)桌面的壓力為:FB=GA+GB=GA+3GA=4GA,
則FA:FB=GA:4GA=1:4;
物塊A對(duì)物塊B的壓強(qiáng)pA與物塊B對(duì)桌面的壓強(qiáng)pB之比為pApB=FASAFBSB=FAFB×SBSA=14×21=12;
若將物塊A沿豎直方向切去一半,則物塊A的高度和密度均不變,根據(jù)p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρS?gS=ρgh可知,剩余部分對(duì)B的壓強(qiáng)不變。
故答案為:1:4;1:2;不變。
(2023?常州模擬)如圖,A、B兩個(gè)均勻圓柱體放置于水平地面上,其密度、底面積、高度的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示,A對(duì)地面的壓強(qiáng)大小為 ,若在A、B上方分別沿水平方向切去一部分,并將切去的部分疊放在對(duì)方剩余部分上方,此時(shí)A對(duì)地面的壓強(qiáng)減小2.5×103Pa,且為B對(duì)地面壓強(qiáng)變化量的14,則B原來的質(zhì)量為 kg。(g取10N/kg)
【解答】解:(1)A的體積:VA=SAhA=2×10﹣3m2×0.6m=1.2×10﹣3m3,
A的質(zhì)量:mA=ρAVA=5×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=6kg,
A的重力:GA=mAg=6kg×10N/kg=60N,
水平地面上的物體對(duì)地面的壓力等于重力,則A對(duì)地面的壓力FA=GA=60N,
A對(duì)地面的壓強(qiáng):pA=FASA=60N2×10?3m2=3×104Pa;
(2)在A、B上方分別沿水平方向切去一部分,并將切去的部分疊放在對(duì)方剩余部分上方,
設(shè)A、B切去部分的重力分別為ΔGA、ΔGB,由題知A對(duì)地面的壓強(qiáng)減小了,而A與地面的接觸面積不變,則A對(duì)地面的壓力減小,說明切去部分的重力關(guān)系為ΔGA>ΔGB,
已知A對(duì)地面的壓強(qiáng)減小了2.5×103Pa,即:ΔpA=ΔFSA=ΔGA?ΔGBSA=2.5×103Pa,
A減小的壓力:ΔF=ΔGA﹣ΔGB=ΔpASA=2.5×103Pa×2×10﹣3m2=5N,
由題意可得,B對(duì)地面壓強(qiáng)的變化量:ΔpB=4ΔpA=4×2.5×103Pa=1×104Pa,
因?yàn)锽對(duì)地面壓強(qiáng)的變化量:ΔpB=ΔGA?ΔGBSB=ΔFSB=5NSB=1×104Pa,
所以SB=ΔFΔpB=5N1×104Pa=5×10﹣4m2,
則B原來的質(zhì)量為:mB=ρBVB=ρBSBhB=8×103kg/m3×5×10﹣4m2×0.5m=2kg。
故答案為:3×104Pa;2。
(2023?楊浦區(qū)三模)如圖所示,質(zhì)量分別為1kg、2.5kg的均勻柱體甲、乙置于水平地面上,它們的底面積分別為0.01m2、0.02m2,乙的高度為0.1m。
①求柱體甲對(duì)地面的壓強(qiáng)p甲。
②求柱體乙的密度ρ乙。
③若在甲、乙上方沿水平方向分別切去相同體積后,甲、乙對(duì)地面壓強(qiáng)變化量相等,求柱體甲原來的高度h甲。
【解答】解:①由G=mg可得,甲的重力為:G甲=m甲g=1kg×10N/kg=10N,
由于柱體甲置于水平地面,因此,柱體甲對(duì)地面的壓力:F甲=G甲=10N,
由p=FS可得,柱體甲對(duì)地面的壓強(qiáng)為p甲=F甲S甲=10N0.01m2=1000Pa;
②由V=Sh可得,柱體乙的體積V乙=S乙h乙=0.02m2×0.1m=2×10﹣3m3,
由ρ=mV可得,柱體乙的密度為:
ρ乙=m乙V乙=2.5kg2×10?3m3=1.25×103kg/m3,
③根據(jù)p=FS=GS=mgS=ρVgS可得,若在甲、乙上方沿水平方向分別切去相同體積后,甲、乙對(duì)地面壓強(qiáng)變化量相等,
因此,甲對(duì)地面的壓強(qiáng)變化量為:Δp甲=ρ甲gΔVS甲,
乙對(duì)地面的壓強(qiáng)變化量為:Δp乙=ρ乙gΔVS乙,
所以由Δp甲=Δp乙可得,
ρ甲gΔVS甲=ρ乙gΔVS乙,
整理的:ρ甲=ρ乙S甲S乙=1.25×103kg/m3××103kg/m3,
由ρ=mV和V=Sh可得,柱體甲原來的高度為:
h甲=m甲ρ甲S甲=1kg0.625×103kg/m3×0.01m2=0.16m。
答:①柱體甲對(duì)地面的壓強(qiáng)為1000Pa;
②柱體乙的密度為1.25×103kg/m3;
③柱體甲原來的高度為0.16m。
(2023?安次區(qū)校級(jí)模擬)A、B兩正方體,重分別為50N和100N,A的邊長為10cm,B的邊長為20cm,如圖甲、乙放置在水平桌面上,問:
(1)甲、乙兩圖中桌面受到的壓力之比F甲:F乙多大?
(2)圖甲中A受到的壓強(qiáng)p甲為多少?
(3)圖乙中桌面受到的壓強(qiáng)p桌為多少?
【解答】解:
(1)甲對(duì)水平桌面的壓力為:F甲=GA+GB=50N+100N=150N,
乙對(duì)水平桌面的壓力為:F乙=GA+GB=100N+50N=150N;
所以F甲=F乙,即F甲:F乙=1:1;
(2)圖甲中A受到的壓力:FA=GB=100N,
受力面積:S甲=LA2=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
A受到的壓強(qiáng):p甲=FAS甲=100N0.01m2=10000Pa;
(3)由(1)知,圖乙中桌面受到的壓力F乙=150N,
桌面的受力面積等于B的底面積,即:S乙=SB=(20cm)2=400cm2=0.04m2,
圖乙中桌面受到的壓強(qiáng)p桌=F乙S乙=150N0.04m2=3750Pa;
答:(1)甲、乙圖中桌面受到的壓力之比F甲:F乙為1:1;
(2)圖甲中A受到的壓強(qiáng)p甲為10000Pa;
(3)圖乙中桌面受到的壓強(qiáng)p桌為3750Pa。
(2023?長寧區(qū)二模)將質(zhì)量為10千克的均勻長方體置于水平地面上,長方體的棱長分別為a、b、c(a>b>c),放置方式和地面所受壓強(qiáng)等信息如表。
求:①地面所受壓力F的大??;
②平放時(shí)受力面積S的大??;
③最長棱a的長度。
【解答】解:①地面所受壓力F的大小為:
F=G=mg=10kg×9.8N/kg=98N;
②由表格數(shù)據(jù)知平放時(shí)的壓強(qiáng)為980Pa,
根據(jù)p=FS得平放時(shí)受力面積S的大小為:
S=ab=Fp=98N980Pa=0.1m2﹣﹣﹣﹣(1)
③由表格數(shù)據(jù)知側(cè)放時(shí)的壓強(qiáng)為1960Pa,
根據(jù)p=FS得側(cè)放時(shí)受力面積S′的大小為:
S′=ac=Fp'=98N1960Pa=0.05m2﹣﹣﹣﹣(2)
由表格數(shù)據(jù)知豎放時(shí)的壓強(qiáng)為4900Pa,
根據(jù)p=FS得豎放時(shí)受力面積S″的大小為:
S″=bc=Fp″=98N4900Pa=0.02m2﹣﹣﹣﹣(3),
由(1)(2)(3)得a=0.5m。
答:①地面所受壓力F的大小為98N;
②平放時(shí)受力面積S的大小為0.1m2;
③最長棱a的長度為0.5m。
物體
密度(kg/m3)
底面積(m2)
高度(m)
A
5×103
2×10﹣3
0.6
B
8×103
0.5
放置方式
平放
側(cè)放
豎放
示意圖



壓強(qiáng)(帕)
980
1960
4900

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