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压强典型题汇总.docx
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压强典型题汇总
密闭的液体有一个重要的特点,即加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递,这个规律被称为帕斯卡定律,液压机就是根据这一原理工作的.如图所示为它的工作原理图,其两活塞与同一容器的液体相接触,设小活塞的横截面积为S1,加在它上面的压力为F1,大活塞的横截面积为S2.请你依据帕斯卡定律写出液体对大活塞的压力F2的数学表达式,并简要说明使用液压机的好处.
答案:
根据帕斯卡定律:
p1=p2,即
变形可得:
由此可知,使用液压机时,可以省力;因为大活塞横截面积是小活塞横截面积的几倍,加在大活塞上的压力就是小活塞上的几倍.
某教师用“试管爬升”实验验证大气压的存在,其做法如下:
取两个直径相差很小的平底试管,将细试管底部插入装满水的粗试管内,再将两试管迅速倒置(保持竖直),会看到
细试管慢慢“爬进”粗试管里,如图23所示,细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”,取决于开始时插入粗试管的深度,如果插入过浅细试管就不能自动上升。
若细试管的重为G,外直径为d,水的密度为ρ0,大气压强为p0,请你通过推导计算,回答下列问题:
(1)细试管在“爬升”时,受到大气对它竖直向上的压力是多少?
(2)细试管开始插入的深度h0满足什么条件时,它刚好可以向上“爬升”。
、
答案:
(1)F0=p0S=p0πd2/4。
(2)细试管受力情况如图答3。
细试管刚好能“爬升”时,细试管受力平衡F0=G+F,p0S=G+(p0-ρ0gh0)S,h0=4G/πd2ρ0g。
刚买的罐头为什么不容易打开?
怎样才容易打开?
把小试管放在火上烤一烤,把它插入水中,你看到什么现象?
解释一下。
有病打点滴时,针头为什么那么尖细?
为什么光滑?
把盐水瓶挂的越高,挂的越快?
水为什么滴的那么均匀?
图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。
若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体的体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。
以下说法正确的是【】A.当气温升高,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降
B.当气温升高,球内气体体积缩小,玻璃管内液面上升
C.当气温降低,球内气体体积缩小,玻璃管内液面下降
D.当气温降低,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面上升
高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减少。
现有一个直径为24厘米,空心柱小孔的横截面积为10平方毫米,限压阀的质量为100克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0x10^5pa,问
1.高压国内气体能达到最大压强为多大?
2.经商品质量检验部门检验,此高压锅内的最大压强不能超过1.8×105帕,要使此高压锅能继续使用,原来的限压阀还能用吗?
若不能,应该再配备一个质量为多大的限压阀?
(g取10牛/千克)
解:
(1)F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,s=10mm2,=0.00001m2,P0=1×105Pa,P1=F/s=1N/0.00001m2=1×105Pa. P内=P0+P1=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa;
(2)P限=P最大-P0=1.8×105Pa-1×105Pa=0.8×105Pa, F限=P限×s=0.8×105Pa×0.00001m2=0.8N, G=F限=0.8N, m=G/g=0.8N/10N/kg=0.08kg=80g. 答:
(1)锅内气体能达到的最大压强是2×105Pa;
(2)不能,应该在配一个质量为80g的限压阀.
若外界大气压为HcmHg试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。
有一种测量液体密度的简便方法,叫做海尔法.如图所示,容器a中装水,b中装待测密度的液体,倒立U形管的上方口c处接抽气筒,抽出少量管内空气,使管内气压pc低于大气压p0.若水在管中上升高度为ha,被测液体在管中上升高度为hb,试求被测液体的密度ρ.
在海滩案发现场保留了罪犯清晰的站立脚印,公安人员立即用蜡浇铸了鞋模,测量蜡鞋模的平均厚度为3cm,质量为675g,又经测试达到脚印同样深度压强为1.5×104Pa,罪犯的体重为多少?
(ρ蜡=0.9×103Kg/m3)
履带式拖拉机的质量是6000kg,每条履带与地的接触面为第2.5,宽30cm;如果河面冰层能承受的最大压强为1.0×105Pa,这台拖拉机能否通过冰面?
若能通过,最多能载多少kg的货物?
如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。
试求:
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)壶对桌面的压强。
(g=10N/kg)
一油库装煤油的油罐中盛有4m深的煤油,在距底部0.5m处发现有一面积为10cm2的圆形漏油孔.(ρ油=0.8克/厘米3)求:
(1)小孔处煤油的压强多大?
(2)要堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力?
(g=10N/kg)
小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点.实验前,他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上,如图甲所示.
(1)当他将金属盒浸没于水中后.发现U形管两端液面如图乙所示的情景,则实验装置可能出现了 橡皮管破裂
问题.
(2)排除故障后.他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图丙所示,由此可知液体内部的压强与 深度
有关.
(3)接着小明要探究液体内部压强与液体密度的关系.则应保持深度
不变.
(4)小明保持丙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示.比较丙、丁两次实验,小明得出了:
在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论.你认为他的结论是否可靠?
不可靠
.原因是:
小强没有考虑到烧杯中因加入盐水而使金属盒到液面的深度发生了变化
.
在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验,通过观察图(a)、(b)后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论.此后小华把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力效果不够明显,如图(c)所示.通过对图(a)、(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论.
请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是根据的现象来比较压力的作用效果的.
(2)造成前后两个结论不一致的原因是.
(3)设图(b)中小桌对海绵的压强是pb,图(c)中小桌对木板的压强是pc,则pb pc.
(4)比较图(b)和图(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是:
.
答案:
(1)受力面(海绵和木板表面)的形变程度
(2)前后两次受力面的材料不同(3)“=”
(4)必须在相同的物体表面(或相同的材料)的情况下进行比较.
为了探究实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个不同的圆柱体竖直放在同一水平沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示.实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组内三次实验时沙面的凹陷程度相同,而各组之间却不同,第一组凹陷程度最小,第二组次之,第三组最大.表一(ρ铜=8.9×103kg/m3)
表二(ρ铁=7.8×103kg/m3)
表三(ρ铜=8.9×103kg/m3)
(1)分析表一(或表二、或表三)中的数据及观察到的现象,初步表明:
实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与 的大小无关.
(2)分析比较实验序号1与7(或2与8、或3与9)的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:
.
(3)分析比较实验序号 的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:
当圆柱体的高度相同时,材料的密度越大,压力的作用效果越显著.
(4)进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,还可归纳得出结论:
(a)分析比较表一(或表二、或表三)中的数据及观察到的现象,表明:
.
(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象,表明:
.
故答案为:
(1)压力;
(2)当圆柱体的材料相同时,高度越高,压力的作用效果越明显;
(3)4与7(或5与8、6与9);(4)(a)同种材料,高度相同的圆柱体,其压力作用效果与压力的大小无关;(b)在压力相同时,材料的密度越大、高度越大,压力的作用效果越明显.
小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点.实验前,他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上,如图甲所示.
(1)当他将金属盒浸没于水中后.发现U形管两端液面如图乙所示的情景,则实验装置可能出现了 橡皮管破裂
问题.
(2)排除故障后.他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图丙所示,由此可知液体内部的压强与 深度
有关.
(3)接着小明要探究液体内部压强与液体密度的关系.则应保持深度
不变.
(4)小明保持丙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示.比较丙、丁两次实验,小明得出了:
在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论.你认为他的结论是否可靠?
不可靠
.原因是:
小强没有考虑到烧杯中因加入盐水而使金属盒到液面的深度发生了变化
.
在学习“压力”时,某小组同学把铅笔压在大拇指和食指之间(如图)所示,发现两手指与铅笔接触部位在受压力作用时都有凹陷的现象存在;同时还发现:
两手指的凹陷程度_________(选填“相同”或“不同”)。
由此引发“压力作用效果与哪些因素有关”的探究。
该小组同学把同种材料制成的不同物体放在同一沙面上,进行了三组实验,并分别将实验测得的压力F、受力面积S和物体在沙中的下陷深度h分别记录在下面三张表中。
据及观察到的现象,
表一
序号
F/(N)
S/(cm2)
h/(cm)
1
5
10
0.8
2
10
20
0.8
3
15
30
0.8
表二
序号
F/(N)
S/(cm2)
h/(cm)
4
2.5
10
0.4
5
5
20
0.4
6
7.5
30
0.4
表三
序号
F/(N)
S/(cm2)
h/(cm)
7
2.5
20
0.2
8
5
40
0.2
9
7.5
60
0.2
__________________________________________________________可以得出的初步结论是。
⑵分析比较序号为_____________________的数据及观察到的现象,可以得出的初步结论是:
当压力大小相等时,受力面积越大,压力作用效果越不显著。
⑶进一步分析比较表一、表二和表三中的数据,并归纳得出结论:
①分析比较_________________________的数据及观察到的现象,可以得出单位面积的压力相同时,压力作用效果相同。
②分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象,可以得出________________
__________________________________________。
答案.⑼不同;⑽受力面积一定时,压力越大,压力作业效果越显著。
⑾4与7、1与5与8、6与9。
⑿表一或表二或表三。
⒀单位面积的压力越大,压力作用效果越显著。
如图所示的单个高度相同的实心铁块放在水平桌面上,已知正方形铁块A最重,圆柱体铁块C的底面积最小.哪个铁块对地面的压强最大呢?
同学们提出了以下三种猜想:
猜想一:
正方形铁块A最重,所以它对桌面的压强最大.
猜想二:
圆柱体铁块C的底面积最小,所以它对桌面的压强最大.
猜想三:
三个铁块的高度相同,所以它们对桌面的压强相等.
(1)以图中长方形铁块B为研究对象,推导它对桌面的压强大小的表达式,根据表达式分析判断上述哪一个猜想是正确的.(已知铁的密度为ρ,长方形铁块的高度为h,底面积为S.)压强表达式的推导:
p=___________.分析判断:
由上面压强的表达式可知,铁块对桌面的压强只与______________有关,所以猜想三是正确的.
(2)利用海绵或其他简易器材,设计一个
实验粗略验证上面的猜想.
13.
(1)F/S=G/S=mg/S=ρShg/S=ρhg铁块的高度和密度
(2)将三个铁块竖直放置海绵上,观察比较海绵被压陷的深度,若深度相同,则可验证猜想三正
确.
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