一.固体压强
1.如图所示.质量为l200kg的小轿车,四个轮胎与地面的
2
总接触面积为0.08m.(g取10N/kg)求: (1)小轿车受到的重力是多少?
(2)小轿车静止在水平地面时,对地面的压强是多少?
2.在高速公路上,一些司机为了降低运营成本,肆意超载,带来极大的危害.按照我国汽
5
车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强就控制在7×10Pa以内.有一辆自重2000kg的
2
6轮汽车,已知该车在某次实际运营中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m.(g取10N/kg)求:(1)这辆汽车对地面的压强是多少?是否超过行业标准? (2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨?
3.一辆汽车驶过润扬大桥,交警示意停车,该车司机反应时间为0.5s,反应距离为12.5m,
2
查得该车总质量为10t.车轮与地面总接触面积为0.12 m,按照规定,该车速度不得超过
5
100km/h,对地面的压强应在7×10Pa以内,请通过计算说明该车被拦下的原因是什么? 4.一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上匀速行使.有关数据如下表.
(1)在行使过程中,车对地面的压力是多大?
2
(2)自行车从一块面积为2cm的小石块上驶过,自行车的外轮胎会否扎破?通过计算判断. 5.某动物保护组织在我国西南边陲云南寻找国家重点保护动物野牛时,采集到了野牛在水平沙地上站立时留下的脚印石蜡模型.经测量该石蜡模型的平均厚度为2cm,质量为450g;
5
对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2×10Pa.已知石蜡的密度ρ蜡
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=0.9×10kg/m,取g=10N/kg,试求:(1)这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积. (2)这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力.(3)这头野牛的质量. 6.在一次刑事案件的侦破中,人员在海滩案发现场发现了罪犯走过时留下的清晰的脚印后,立即用石蜡浇注了如图所示的鞋模.经测量该鞋模的平均厚度
4
为3cm,质量为675g;又经测试脚印在该海滩达到同样深度的压强为1.5×10Pa,
33
求罪犯的体重是多少kg.(ρ蜡=0.9×10kg/m,g=10N/kg)
2
7.质量是20t的坦克,每条履带与地面的接触面积是2m,每条履带的宽度是0.4m,求: (1)坦克所受的重力是多大?(2)坦克在平路上行驶时对地面的压强是多大?
(3)如果坦克垂直通过一条宽度是0.5m的壕沟,当坦克位于壕沟的正上方时,坦克对地面的压强是多大?(g=10N/kg)
8.坦克越过壕沟时,有一个简便办法:坦克上备有气袋,遇到壕沟时把气袋放下去,给气袋
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充气后,坦克通过壕沟就像走平地一样.设坦克的质量为4×10 kg,履带着地面积为5m.当坦克的前一半履带压在气袋上时,坦克对气袋的压强是多少?(设坦克前后是对称的) 9.为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖.如图所示,质量3.6kg的某空心砖,规格为20cm×15cm×10cm,砖的实心部分占总体积的60%.求:(1)该砖块材料的密度;
(2)生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料多少?
(3)一块同规格的空心砖和实心砖,以相同方式放在水平地面上,对地面的压强最多相差多少?
10.在青海玉树灾重建中,村民住房重建所用砖的承压是必须考虑的一个重要指标.用砖砌
墙修房时,考虑各种因素砌墙的最大实际高度只能是最大理论高度的30%.玉树县村民在住房重建中,使用的是一种长方体实心砖,这种砖长为0.24m,宽为0.12m,高为0.05m,重
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为36N,所能承受的最大压强是5×10Pa.(g取10N/kg)求: (1)每块砖质量是多少千克?(2)砖块的密度是多少? (3)用这种砖来修房砌墙,墙实际最高可以砌多高?
11.质量为76千克的滑雪运动员,其脚下的每块雪板长2米、宽0.1米,重12牛,求运动员站立时,水平雪面受到的压强.(取g=10N/kg)
12.如图所示正方体A的边长0.1米,质量2千克,正方体B边长0.2米,质量16千克,B叠放在A的正.求: ①B对A的压强;②A对水平地面的压强.
13.一块砖长、宽、厚分别是20cm、10cm、5cm,质量是2kg.当砖以不同的方式放在水平地面上时,砖对水平地面的最大压强和最小压强分别是多大?(取g=10N/kg)
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14.某纪念碑质量是100t,立在一块基石上,基石高1m,它的密度为2×10kg/m,如果地
4
面受到压强不能超过6.68×10Pa,基石的底面积至少是多少?
4
15.冬天河面结冰,冰层能承受的最大压强为2×10Pa,一个质量为40kg的小孩一只脚的
2
面积为160cm,他能不能步行通过冰面?
2
16.将质量为2.7Kg的正方体铝块放在1m的水平桌面,铝块对桌面的压强为多大?
3
(g=10N/Kg,ρ铝=2.7g/cm)
17.如图所示,水平桌面上放着A、B、C三个木块,它们的密度均为ρ,高度均为h,对桌面的压强分别用pA、pB、pC表示.A为圆柱体,B、C均为圆台形,A、B、C的上、下横截面积分别为:S、S;S′、S;S、S′;已知S>S′. (1)证明:pA=ρgh.
(2)猜想:pA、pB、pC大小顺序关系(直接写出结果,不需推导) (3)描述固体物块对支持面压强可用ρgh计算的前提条件. 18.如图(甲)是一个深度很浅的皮碗,如图(乙)是将皮碗压向水平的天花板,挤出皮碗下的全部空气,在大气压的作用下,皮碗像吸盘一样“平贴”在天花板上.皮碗的
2
吸附面积为10cm,皮碗中心引出的细线可悬挂一个物体在空中.(不计细线和皮碗的重
5
力,大气压取1×10Pa,g取10N/kg)
(1)要想吸盘不脱落,所挂物体的重力不得超过多少?
(2)设细线下挂一边长为10cm、质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落(物体底面保持水平),剪断细线后物块落在水平地面上无反弹和翻滚,从触地时开始计时,物块对地面的压强随时间变化的关系如图(丙)(接触面积一直是正方体的底面积),压强减至px时便保持不变,求t=0时物块对地面的压力和t=0.1s时px为多少. 二.液体压强
1.如图所示,小倩同学提了11kg的水给树苗浇水,已知桶自身重为1kg,桶
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的底面积是5×10m(桶的厚度不计),桶中水深h为20cm,提水时手的受力
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面积为0.8×10m. 求:(1)水对桶底的压力和压强各是多大?(2)提水时手受到的压强多大?
2.如图所示,质量是2kg的平底水桶底面积为800cm,放在水平地面上,
3
桶内装有50cm深、体积是45dm的水.小萍同学用竖直向上的力F提水桶,但是没有提起来.这时水对桶底的压强和桶对地面的压强相等.求: (1)桶内水的质量是多少?
(2)小萍同学提水桶的力F多大?(g=10N/kg)
3.某大楼每相邻两层水龙头间隔3m,若第二层水龙头中
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的水的压强为1.97×10Pa,则第七层楼水龙头中的水压强是多少?水塔中水面到底楼的高度为多少?(设水龙头到地面的高度为0.8m)
4.如图所示,水塔与自来水管组成连通器,若水塔内水面高度h1=18m,五楼住户水龙头出水口高度h2=13m,四楼住户水龙头出水口高度h3=10m,水龙头出水口直径为2cm.求: (1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是多少?
(2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少?(g取10N/kg)
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5.如图所示,一块密度为1.5×10千克/米、厚度为0.05米的正
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方形物块放置在水平地面上,底面积为2×10米的轻质薄壁柱形
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容器置于物块,且容器内注有4×10米的水.求: (1)求水对容器底部的压力F水.
(2)若要使物块对水平地面的压强是水对容器底部压强的一半,求物块的边长a.
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6.图中平底茶壶的质量是0.4kg,壶底面积是4×10m.内盛0.6kg
2
的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为1m的水平桌面(g=10N/kg).试求:(1)水对茶壶底部产生的压强; (2)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力; (3)茶壶对桌面的压强.(g=10N/kg)
7.随着电热水器的不断改进,右图所示的电热水壶深受人们的喜爱.它的容积为2L,壶身和底座的总质量是1.2kg,底座与水平桌面的接触面积为
2
250cm,装满水后水深16cm.求:(1)装满水后水的质量; (2)装满水后水对电热水壶底部的压强; (3)装满水后桌面受到的压强.
8.如图所示,置于水平桌面上的容器装有某种液体.液体的体积为
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2.0×10m,液体的深为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10m,
3
容器底受到液体的压强为5.0×10pa.求: (1)液体的密度.
(2)距容器底高为0.2m处A点的液体压强. (3)这个装着液体的容器对桌面的压强.(g取10N/kg) (4)液体对容器底的压力.
2
9.如图,底面积为100cm,重10N的容器放在水平桌面上,容器内有重50N的水,水深40cm.求:(1)容器中A点的处的压强为多少? (2)水对容器底的压力为多少?
(3)容器对水平桌面的压力为多少?对水平桌面的压强为多少? 10.三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,其船闸是世界上最大的,如图所示.现有一艘轮船从水位是150m的上游进入首级闸室,当首级闸室的水位降
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到128m时,轮船就可以进入下一级闸室了.若首级人字闸门每扇门都是一个高40m、宽20m、厚3m的长方体实心钢门.求:(1)一扇首级人字闸门的质量是多少? (2)轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减少了多少?
2
11.在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面积为0.01m,它对桌面的压强为200Pa. (1) 求玻璃杯的质量. (2) 在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,求水的深度.
(3) 通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图中a、b、c的哪一种?(g=10N/kg,杯壁的厚度可忽略) 12.构建理想模型是初中阶段我们学到的一种物理方法.在探究液体内某一深度的压强大小时,可以构建一个“液柱”模型.在图所示的容器中从液体表面向下截取一段“液柱”,设这个液柱的深度为h,液面的面积为S,液体密度为ρ,请同学们推导出液体的压强公式.
13.如图所示,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有
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四个接触面,每个接触面的面积为4×10m;某同学将容量为1L,装满水后水深为18cm的塑料水杯放在课桌的桌面上.(不计塑料水杯的质量,g取10N/kg)求: (1)水对杯底的压强;(2)课桌对地面的压强.
14.某市区准备兴建一栋高100m的高层建筑,请你用所学的知识解决建筑工中的几个问题 (1)墙体是用空心砖砌成,请从物理学角度说明使用空心砖有哪些主要优点?(限举2例)
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(2)完成此建筑需要浇筑钢筋混凝土2.8×10m(ρ=2.5×10kg/m),还需要其他材料5
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×10kg.求此建筑物的总质量及其对地面的压力.(g=10N/10kg).
(3)若要从地面向房顶提供自来水,加压设备至少需要给水施加多大的压强?
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15.底面积分别为4×10m和1×10m的甲、乙两个容器分别盛有相同深度的酒精和水,如图所示,通过测量得到甲容器内酒精的体积为2×-233310m.(酒精的密度为0.8×10kg/m,g取10N/kg)求:(1)甲容器内酒精的质量m.
(2)乙容器底部受到的水的压强p.
(3)某同学在两容器中分别抽去相同体积的液体后,使剩
余部分的液体对甲、乙容器底部的压强相等,那么在两容器中分别抽去液体的体积为多少?
16.感冒需要输液,图为输液示意图,输液时有时会发生回血(血液倒流
3
入输液管)现象,正常情况下输液瓶中的液体至少要产生8×10Pa的压强才能保证输液正常进行.
(1)药瓶瓶口插有两根管子.其中C管的作用是利用
使药液从A管中顺利流出;若要提高输液速度,除了调节调节器外,还有一个简便的方法就是: .
(2)请你计算一下输液瓶中的药液至少要高出扎针的手多高才行?(g=10N/kg;忽略输液管中气体柱产生的影响;药液的密度约为水的密度)(3)请你分析为什么会发生回血现象?怎样才能不回血?
17.如图所示,连通器粗管直径是细管直径的4倍,现在连通器中注入水银,待水银稳定后再向细管中注入70cm高的水(注入水后细管中仍有水银).求:粗管中水银面上升多少?细管中水银面下降多少? 三.大气压强
1.高压锅盖直径为24cm,限压阀出气口横截面积是10mm,限压阀质量是100g,在1标准
5
大气压(近似为10Pa)下使用时,
(1)锅内气体能达到的最大压强是多大?
(2)锅盖内外两表面的压力差的最大值是多大?
5
(3)若经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×10Pa,要使此高压锅能继续使用,原来的限压阀还能不能继续使用?若不能,应该在配一个质量为多大的限压阀?
2.注射器的针筒质量为60g.光滑且不漏气的活塞质量为40g.将出液孔堵住,使空气封闭在筒内,用力F竖直向上拉住活塞,针筒不会掉下来,如图所示.求:(1)力F的大小是多少?
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(2)如果活塞横截面积为6cm,外部大气压为1×10 Pa,封闭在筒内的气体压强是多大?
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3.2012年6月“蛟龙号”载人潜水器挑战7000m的海深.(ρ水=1.0×10kg/m,g=10N/kg)
5
(1)1个标准大气压约等于1×10Pa,多高水柱产生的压强相当于1个标准大气压? (2)请用水的密度代替海水的密度进行近似计算:“蛟龙号”下潜到7000m深度时,受到海
2
水的压强相当于多少个标准大气压?此时“蛟龙号”1cm的表面上将承受多大的海水压力? 4.如图为大型玻璃厂用两个吸盘来搬运玻璃板的示意图,先把吸盘压在玻璃板上,抽气后能使吸盘和玻璃板紧紧连在-起,这样就
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可以把它们提起来、若玻璃板底面积S=1m,厚d=8×10m,密度
335
ρ=2.5×10kg/m,大气压强p=1.0×10Pa,吸盘与玻璃板之间抽成真空(取g=10N/kg). 求:(1)玻璃板的质量是多少?(2)玻璃板所受重力是多大? (3)两个吸盘与玻璃板之间的接触(相对)面积至少是多大? 5.高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的.图
2
为水的沸点跟气压的关系图象.已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm,限压阀的质量为84g.请你通过计算并对照图来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少℃?(g取
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10N/kg,大气压值取1.0×10Pa)
2
6.高压锅是利用锅内气体压强大于1个标准大气压(约1×105Pa),从而提高锅内液体沸点进行工作的.如图所示的高压锅,其锅内设计的最大气压为2个标准大气压,此时水的沸点为120℃.如果限压阀的横截面积为6mm2,则(g取10N/kg) (1)画出减压配重物体在锅内气压为2个标准大气压时的受力图. (2)锅内气体对减压配重物体向上的最大压力是多少牛? (3)限压阀上面的减压配重物体的质量不能超过多少克?
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7.一颗图钉尖的面积是5×10m,图钉帽的面积是0.5×10m,手指对图钉的压力为20N,求:(1)图钉尖对墙面产生的压强;(2)图钉尖对墙面产生的压强相当于多少米深处水所产
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生的压强;(3)在一标准大气压下图钉帽受到大气的压力.(ρ水=1.0×10kg/m,g取10N/kg,
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p0=1.0×10Pa)
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