力学专题08 力学固体压力与压强压轴型计算专题突破届中考物理专项复习21页.docx

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力学专题08力学固体压力与压强压轴型计算专题突破届中考物理专项复习21页

力学“固体压力与压强”压轴型计算专题突破

考点分析

此专题是力学中较重要的知识,在力学中虽然不是最难的知识点,但却是中考中重点考查的知识点,对于固体压力与压强通常会在中考中考查的知识有三种,一:

考查固体压力与压强的力学基本知识,如压力与重力的关系,压力的方向,固体压强的增大与减小方法;二:

考查影响压强的因素,通常以实验的形式考查,三:

考查固体压力与压强的相关计算;本专题主要探究固体压力与压强相关的计算。

考点突破

此专题中的题型,主要在中考试题的最后力学计算题中进行考查,主要考查几种题型:

(1)对于固体,当物体置于水平面上时,固体对支持面的压力F=G物,此时计算对支持面的压强时P=F/S=G/S,当物体静止水平面下,同时受到向上的拉力、向上的支持力及向下的重力时,此时物体对支持面的压力即为支持面对物体向上的支持力,此时F压=G-F拉,此时物体在三个力的作用下对支持面的压强P=G-F拉/S。

如果物体沉于盛有某种液体的容器底时,物体此时对容器底的压力F=G-F浮,此时物体对容器底的压强P=G-F浮/S物。

如图1所示当物体在压力F作用下静止在竖直的墙面时,此时物体对支持面的压力即为F,压力的大小与物体的重力无关,此时物体对支持面的压强P=F/S。

如图2当物体在压力F的作用下静止于天花板上时,此时若物体的重力为G,若F>G,则此时,物体对天花板的压力F′=F-G,此时物体对天花板的压强P=F-G/S物。

另外对于规则物体在计算对水平面的压强时,还可以运用的公式为P=F/S=G/S=ρgSh/S=ρgh其中h指物体的高度。

(2)而对于容器类固体的压强,若容器盛有液体,此时容器对桌面的压力为F=G容+G液(与容器的形状无关),此种题型在计算容器对接触面的压强时的公式为P=G容+G液/S容。

(3)当物体的体积或质量发生变化或多个物体位置发生变化(如叠加题型)求压强的变化量,或根据压强的变化及压力的变化量求解某些新的物理量,此种题型必须注意,物体位置或体积改变后,接触面上压力发生的变化,同是还要注意,受力面积发生的变化。

(4)当容器中盛液体,液体的体积发生变化或有物体放入液体后,求容器对桌面的压力与压强的变化,此种题型应注意,向容器内的液体放入某物体后,要注意液体的外溢情况,注意容器对接触面的压力变化,而此种题型,容器接触面的面积通常并不发生变化。

考点典例

例1:

(2018•河北)实心圆柱体甲和长方体乙分别放置在水平地面上,甲的密度为0.6×103kg/m3,质量为12kg、底面积为4×10﹣2m2,乙的质量为5.4kg,边长分别为0.1m、0.2m、0.3m,(g取10Nkg)

(1)求乙的密度学科,网

(2)求甲直立时对水平地面的压强

(3)若在甲的上方水平截去一段并叠放在乙的正上方后、甲剩余圆柱体对水平地面的压强恰好等于此时乙对水平地面压强的最小值,求甲截去的高度。

【答案】

(1)0.9×103kg/m3

(2)3000Pa(3)0.21m

【解析】

【点睛】此题难度不大,

(1)、

(2)两问,简单的运用公式即可计算求解,较容易;要正确解答(3)只要正确理解题中“甲剩余圆柱体对水平地面的压强恰好等于此时乙对水平地面压强的最小值”根据压强相等列出等式代入题中已知数据即可求解,但应注意最小压强为:

当压力一定时应代入最大的受力面积即此题S乙大=0.2m×0.3m,另外对于规则固体对水平面的压强通常可根据P=ρ甲gh求解。

例2:

(2018河北中考命题研究专家原创题)如图A是一个底面积为200cm2的足够高的圆柱形容器,里面装有15cm深的水,B是边长为10cm有实心正方体,密度为1.5×103kg/m3,C是边长为20cm的实心正方体,重力为30N,将A、B、C三个物体放入同一水平桌面上,(g=10N/kg)

(1)求B对水平桌面的压强

(2)把B放在A容器中,求静止时水对容器A底部的压强(水没有溢出)(3)如果从B或C的上侧水平截取一部分长方体放在C或B的上面,最后使它们对水平地面的压强相等,应当怎样截取?

并求出截取的长度。

【答案】

(1)1.5kg

(2)2000Pa(3)见解析

【解析】

(1)物体B的质量mB=ρBVB=1.5×103kg/m×0.001m3=1.5kg.

(2)物体B的密度大于水的密度,因此把B放在A容器中,静止后B沉底,A容器中水面上升的高度△h=Vp排/SA=VB/SA=0.001m3/0.2m2=0.05m,此时水对容器底的压强:

PA=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.15m+0.05m)=2×103Pa

.(3)PC=FC/S=30N/0.04m2=750Pa

例3:

(2018海南中考)滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动。

如图所示,小兵质量约为34kg,所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg,鞋底每个轮子与地面接触面积为4cm2。

(g取10N/kg)

求:

(1)小兵自身受到的重力

(2)若比赛时小兵滑行1200m用时2.5min,小兵滑动的平均速度是多少m/s。

(3)小兵单脚滑行时对地面的压强(4)小兵在练习时,想冲上一个斜坡,请从能量角度分析他该怎样做,为什么?

(不计斜坡阻力)

【答案】

(1)340N

(2)8m/s(3)2.5×105Pa.(4)见答案解析

解析】

(1)小兵自身的重力G=mg=34kg×10N/kg=340N…

(2)滑行所用的时5min=150s所以小兵滑的平均速度V=S/t=1200m/150s=8m/s

(3)旱冰鞋每只质量为3kg,所以旱冰鞋的总重力G=3kg×2×10N/kg=60N则此时小兵对地面的总压力F=G总=340N+60N=400N

而鞋底每个轮子与地面接触面积为4cm2所以小兵单脚滑行时与地面接触面积S=4×4cm2=16cm2=1.6×10-3m2此时小兵对地面的压强P=F/S=400N/0.0016m2=2.5×105Pa.

(4))在上坡前,增快速度,增加自身的动能,滑上斜坡动能转化重力势能。

例4:

(2018河北沧州第三次中考统考试题)有一个质量为0.8kg的薄壁形圆柱容器,向该容器内注入一定量的某测液体,然后再将一个质量为0.4kg实心圆柱体放入容器中,圆柱体放入容器前后,液体对容器底部的压强和容器对桌面的压强变化情况如下表所示,(g=10N/kg)求

(1)容器受到的重力及容器的底面积?

(2)放入圆柱体后,容器中溢出液体的重力?

(3)圆柱体所受的浮力?

压强

放入圆柱体前

放入圆柱体后

液体对容器底的压强P液/Pa

1600

2400

容器对桌面的压强P容/Pa

2000

3000

【答案】

(1)8N。

0.02m2

(2)20N(3)36N.

【解析】

例5:

(2018河北盐山二中一模试题)如图所示,轻质薄壁圆柱体容器甲与圆柱体乙置于水平地面上,容器甲足够高,底面积为0.05m2,且盛有10cm深的某种液体,液体对容器底的压力为50N,圆柱体乙的重力为160N,底面积为0.08m2(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3)求:

学科:

(1)圆柱体乙对水平地面的压强和容器内液体的密度。

(2)若将一物块A分别浸没在容器甲的液体中和放在圆柱体乙上表面的中央时,液体对容器甲底部压强的变化量是圆柱体乙对水平地面压强变化量的一半,求物块A的密度。

(3)若A的体积为100cm3,求A放进去后容器甲对地面压强的变化量。

【答案】

(1)2000Pa,1.0×103kg/m3

(2)3.2×103kg/m3(3)64Pa.

【解析】

(1)因为乙静止于水平面上时,对水平地面的压力F=G,则P=F/S=G/S=160N/0.08m2=2000Pa.

又因为甲为直形容器,所以液体对容器底的压力即为液体的重力所以F=G液即50N=ρ液gSh所以液体的密度ρ=50N/10N/kg×0.05m2×0.1m=1.0×103kg/m3.

(2)若将一物块A分别浸没在容器甲的液体中,此时液面上升的高度△h=VA/S甲所以液体对容器甲底部压强的变化量△P1=ρ液gVA/S甲,而△P2=ρAgVA/S乙;又因为△P1=(1/2)△P2,所以ρ液gVA/S甲=0.5ρAgVA/S乙代入题中已知数据可得ρA=3.2×103kg/m3。

(3)若A的体积为100cm3,则A的重力GA=ρAgVA=3.2N所以A放进去后容器甲对地面压强的变化量△P3=3.2N/0.05m2=64Pa.

例6:

(2018河北盐山实验中学中考一模试题)如图所示,边长分别为0.2m和0.3m的实心正方体A、B放置在水平地面上,物体A的密度为2×103kg/m3,物体的质量为13.5kg,求

(1)物体B的密度?

(2)物体A对水平地面的压强?

(3)若在正方体A、B上沿水平方向分别截去相同体积V后,A、B剩余部分对水平地面的压强分别为P′A和P′B,请通过计算比较它们大小关系及其对应的的V的取值范围?

【答案】

(1)0.5×103kg/m3.

(2)3920Pa.(3若PA′=PB′则V=5.625×10-3m3,若PA′>PB′可得:

V<5.625×10-3m3若PA′5.625×10-3m3

【解析】

例7:

(2019河北中考预测试题)如图所示,均匀的长方体甲和薄壁圆柱形容器乙置于水平地面上,长方体甲的底面积为3S,容器乙足够高,底面积为2S,盛有体积为5×10-3m3的水,(ρ水=1×103kg/m3)

(1)若甲的重力为20N,底面积为5×10-4m2,求甲对地面的压强?

(2)求乙容器中水的质量?

(3)若将甲沿水平方向切去厚度为h的部分,并将切去的部分浸没在乙容器的水中时(没有沉入水底),甲对水平地面压强的变化量恰为水对乙容器底面积压强增加量的2倍,求甲的密度。

【答案】

(1)4×104Pa.

(2)5kg(3)3.0×103kg/m3

【解析】

(1)因为物体对地面的压力F=G所以P=F/S=20N/5×10-4m2=4×104Pa.

(2)根据ρ=m/V则m=ρV=1×103kg/m3×5×10-3m3=5kg

(3)若将甲沿水平方向切去厚度为h的部分,甲对水平地面的压强变化量△P甲=ρ甲gh,乙中水对容器底部的压强变化量△P乙=ρ水g△h水又因为乙中水面升高的高度为△h=3Sh/2S=1.5h,因为甲对水平地面压强的变化量恰为水对乙容器底面积压强增加量的2倍所以可得:

ρ甲gh=2ρ水g△h代入△h=1.5h可得:

ρ甲=3ρ水=3.0×103kg/m3.

【典型剖析】

(1)甲对地面的压力等于其自身的重力,又知甲的底面积利用P=F/S即可计算出甲对地面的压强。

(2)已知乙容器中水的体积和水的密度利用ρ=m/V可计算出水的质量,(3)利用液体的压强公式根据甲对水平地面压强的变化量△P甲恰好为水对乙容器底部压强增加量△P水的2倍,列出等式即可求解甲的密度。

学科%网

例8:

(2018河北中考原创模拟试题)放置在水平地面上的两个物体A和B均为实心长方体,它们的长、宽、高如图所示,物体A的密度为0.8×103kg/m3,物体B的质量为9.6kg,

(1)物体A的质量?

(2)求长方体A、B的重力之比GA:

GB。

(3)若长方体A、B的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面,这时A、B剩余部分对水平地面的压强为PA′、PB′,请通过计算比较它们的大小关系及其对应的比例n的取值范围?

【答案】

(1)1.6kg

(2)1:

6(3)当n<0.08时,PA′0.08时,PA′>PB【解析】

(1)根据ρ=m/V可得mA=ρAVA=0.8×103kg/m3×0.2m×0.1m×0.1m=1.6kg.

(2)GA:

GB=mA:

mB=1.6kg:

9.6kg=1:

6。

(3)因为P=F/S所以当PA′=PB′时有FA′/SA′=FB′/SB′可得:

GA-nGA+nGB/SA(1-n)=GB-nGB+nGA/SB(1-n)可解得:

n=0.08,当n<0.08时,PA′0.08时,PA′>PB′.

【典型剖析】

(1)先根据题意可求出物体A的体积利用密度公式求出物体A的质量;

(2)根据G=mg求出长方体A、B的重力之比;(3)水平底面上物体的压力和自身的重力相等,先求出长方体A、B的底面积之比,即为受力面积之比,再根据压强公式表示出剩余部分物体的压强,求出当两者压强相等时截取的比例,进一步讨论可得出它们的大小关系及其对应的比例n的取值范围。

例9:

(2018石家庄新华区质检试题)如图所示,圆柱体甲的质量为3.2kg,高为0.2m,密度为1.6×103kg/m3,

(1)求圆柱体甲的体积

(2)现有一薄壁圆柱形容器乙,容器的底面积为0.02m2,在容器乙中倒入某种液体,将甲竖直放入其中,并分别测出甲放入前后容器对水平桌面的压强,发现甲放入后容器对水平桌面的压强增大1000Pa,液体对容器底部的压强不变,g=10N/kg,①求甲受到的浮力;②求液体密度的最小值。

【答案】

(1)=2×10-3kg/m3.

(2)12N,0.6×103kg/m3.

【解析】

(1)V甲=m甲/ρ甲=3.2kg/1.6×103kg/m3=2×10-3kg/m3

例10:

(2018保定莲花区三模试题)如图所示,均匀实心正方甲、乙放在水平地面上,甲的底面积为0.04m2,质量为20kg;乙的体积为0.001m3,已知g=10N/kg,

(1)求甲对地面的压强P甲

(2)若将乙叠放在甲的上方中央,乙对甲的压强为P1,若将甲叠放在乙的上方中央,甲对乙的压强为P2,已知P2=4P1,求乙的密度?

(3)当甲、乙分别平放在水平地面上时,若分别沿水平方向切去相同的体积V,求甲、乙对地面压强变化量△P甲与△P乙的比值。

【答案】

(1)5×103Pa

(2)5×103kg/m3(3)1:

8

【解析】

考点专练

1:

(2019河北中考预测试题)如图所示轻质薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上,容器甲足够高,底面积为0.05m2,且盛有10cm深的某所种液体,液体对容器底的压力为50N,圆柱体乙的重力为160N,底面积为0.08m2,(g=10N/kg)求

(1)圆柱体乙对水平地面的压强和容器内液体的密度?

(2)若将一物块A分别浸没在容器甲的液体中和放在圆柱体乙上表面的中央时,液体对容器甲底部压强的变化量是圆柱体乙对水平地面压强的变化量的一半,求物块A的密度?

学科;网

(3)若A的体积为100cm3,求A放进甲容器液体后,容器甲对地面的压强变化量?

2:

(2018中考模拟试题)现在许多建筑均用空心砖来砌啬人们以孔洞率来表示砖空心部分占总体积的百分比,如图所洋是一种空心砖的示意,其规格是250mm×120mm×100mm它是一种长方体,其孔洞率是30%,每块砖重为42N,求:

⑴该砖的质量为多少kg?

⑵该砖材料的密度?

⑶生产同种规格的空心砖比一块实心砖可节省多少材料?

(4)除了节约材料外,利用空心砖的物理意义还有什么?

3:

(2018安徽中考)重为200N的方形玻璃槽,底面积为0.4m2,放在水平台面上,向槽内加水至水深为0.3m(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.)玻璃槽的侧臂厚度不计。

(1)求水对玻璃槽底部的压强和槽底对水平桌面的压强。

(2)将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5cm,求该物块的密度。

(3)用力F垂直向下作用在物体的上表面,使物块露出水面的高度为2cm,并保持静止,求此时力F的大小。

4:

(2016·滨州)有一圆柱形容器,放在水平桌面上.现将一边长有一的棱长为10cm,质量为2.7kg的正方体金属块放在容器底部(如图所示).g取10N/kg.求:

(1)物体密度.

(2)物体对容器底的压强.(3)向容器中加入水至8cm深时,水对容器底的压强多大?

物体受到容器的支持力多大?

(容器足够高,物体与容器底没有紧密接触)

5:

(2016重庆中考)某大学的一座塑像,其基座结构类似于图乙和图丙的模型,若A、B是质量分布均匀的正方体物块,其边长分别是20cm、30cm、密度之比为ρA:

ρB=3:

1。

将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙所示)求

(1)图乙中物块A对地面的压力?

(2)物块A的密度?

(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面如图丙,要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块沿竖直方向切去几分之几?

6:

(2018石家庄统考试题)如图所示,甲、乙两个质量均为2kg的实心圆柱体放于水平地面上,甲的底面积为4×10-3m2,乙的体积为0.8×10-3m3,(g=10N/kg)

(1)求乙的密度?

(2)甲对地面的压强?

(3)若S甲=1.5S乙,在甲、乙上部沿水平方向分别切去△m甲和△m乙,再将切去的部分相互叠在对方剩余部分的上方,使甲、乙对水平地面的压强相等,请比较△m甲和△m乙的关系,并求出两者的差值?

7:

(2017唐山路北三模)如图所示,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上,容器甲足够高,底面积为5×10-2m2,盛有质量为5kg的水,圆柱体乙的质量为16kg,底面积为8×10-2m2,(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3)

(1)求容器甲内水的体积V水

(2)求圆柱体乙对水平地面的压强P乙(3)若将一物块A分别浸没在容器甲的水中,放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等,求物块A的密度ρA。

8:

一块写有校训的花岗岩石料质量为31.8t、密度为2.65×103kg/m3,立在用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上(如图”所示),石料与基座的接触面积为2.12m2。

已知砖的密度为2.05×103kg/m3,基座砖缝中水泥砂浆的密度与砖的密度相同。

(g取10N/kg)学+科网

求:

(1)花岗岩石料的体积;

(2)石料对基座的压强;(3)石料对基座与基座对地面的压强之比。

9:

(2018·安徽)重为200N的方形玻璃槽,底面积为0.4m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深0.3m(已知

=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,玻璃槽的侧壁厚度不计)

(1)求水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强;

(2)将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该

物块露出水面的高度为5cm,求该物块的密度;

(3)用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2cm并保持静止,求此时力F的大小。

10:

(2018河北中考模拟试题)如图所示,圆柱体甲的质量为3.6kg,高为0.2m,密度为1.8×103kg/m3,①求甲的体积②现有一薄壁圆柱形容器乙,质量为0.8kg,在容器乙中倒入某种液体,将甲竖直放入其中,并分别测出甲放入前后容器对水平桌面的压强P容、液体对容器底部的压强P液,如表所示。

放入物体前

放入物体后

P容(Pa)

1960

2940

P液(Pa)

1568

1568

(a)求容器的底面积;(b)求液体密度的最小值。

11:

(2018河北中考押题卷)如图所示,将甲、乙、丙三个物体放在同一水平面上,甲是一个底面积为200cm2,且足够高的圆柱形容器,里面盛有15cm深的水,乙是边长为0.1m,质量为2.4kg的实心正方体,丙是边长为0.2m,质量为32kg的实心正方体,(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

求:

(1)物体乙的密度?

(2)物体乙放入甲容器中静止时,求水对甲容器底部的压强?

(3)为了使乙、丙对水平桌面的压强相等,小明与小红计算后发现将正方体丙沿水平方向切下厚度h1后,叠放在正方体乙上方,或将正文体丙沿竖直方向切下厚度h2后叠放在正方体乙上方都可以达到目的,求h1和h2.

12:

(2018河北石家庄中考模拟试题)如图所示,底面积为10-2m2,高为0.4m的长方体甲(ρ=2.0×103kg/m3)和底面积为0.02m2的薄壁圆柱形容器乙放在水平地面上,乙容器足够高,内盛有0.1m深的水,(g=10N/kg)

(1)求甲的质量m甲

(2)求水对乙容器底部的压强P水(3)现沿水平方向将长方体甲截取一定的厚度,并将截取部分竖直放入乙容器中,使得水对容器底部的压强最大,且长方体甲对地面的压强减小量最小,请求出甲对地面的压强减少量。

13:

(2018四川镇江中考)消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离,这与压强的知识有关。

图1模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为15000Pa;图2模拟消防员趴在淤泥地上的场景,当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与水平地面的接触面积为

,受困者与消防员的质量分别为60kg和50kg,g取10N/kg)

(1)求受困者所受的重力;

(2)求图1中受困者双脚与地面的接触面积;(3)当受困者完全伏在图2中消防员背上后,求消防员对地15面的压强。

14:

(2017—2018河北省盐山县第二中学第二学期期中试题)在海滩上发现了罪犯清晰的站立脚印,公安人员立即用蜡浇注了如图所示的模型,测量蜡鞋的平均厚度为3cm,质量为675g,又经测试达到同样深度所受的压强为1.5×104Pa,嫌犯的体重为多少?

(已知石蜡的密度是900kg/m3)

15:

(2018贵州铜仁中考)体积为100cm3的一个形状不规则物块,重为1.6N,放在密度为1.0×103kg/m3的水中(g取10N/Kg).求:

(1)通过计算说明物块下沉的原因?

(3分)

(2)当物块浸没在水中时,容器中的水深15cm,则容器底受到水的压强是多大?

(3)物块在水中静止时,物块对容器底部的压力是多大?

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16:

(2019河北中考预测试题)如图所示,柱形容器A和均匀柱体B置于水平地面上,A中盛有体积为6×10-3m3的水,B受到的重力为250N,B的底面积为5×10-2m2。

(1)求A中水的质量。

(2)求B对水平地面的压强。

(3)现沿水平方向在圆柱体B上截去一定的厚度,B剩余部分的高度与容器A中水的深度之比hB′∶h水=2∶3,且B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强,求B的密度ρB。

17:

如图所示,台秤上放置着一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为800g,烧杯的底面积为100cm2。

现将一个质量为600g,体积为400cm3的实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯厚度不计,水未溢出)。

求:

(1)物体A所受到的浮力。

(2)物体A一半浸入水中后,水对烧杯底部压强增大了多少?

(3)物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强。

18:

(2018成德双桥区三模试题)如图所示,底面积为0.006m2均匀圆柱体A和质量为0.3kg,底面积为0.003m2高0.7m的圆柱形薄壁容器B置于水平地面上,已知圆柱体A的密度为1.5×103kg/m3,B中盛有质量为1.5kg的水,(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/Kg)

(1)若A的体积为0.004m3,求A对地面的压力;

(2)求容器B对地面的压强;(3)现将另一物体甲分别放在A的

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