文档内容
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
专题07 力与压强压轴题类型培优(原卷版)
考点直击
典例分析+变式训练
类型1 重心变化的辨析
(1)根据物体的实际情况,判定其重心的位置。
【典例1】如图为一款宠物饮水器,其整体质量分布均匀,将饮水器里装满水,若宠物将
水全部喝完,在此过程中,饮水器与水的整体重心位置移动方向为 。
【变式训练】在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序,该工序的目的是使飞轮的重心
发生微小的位移,以使它准确位于轴心上。如图所示,一个质量为 M=80kg、半径为R
=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点)自由转动。用力推动
一下大飞轮,飞轮转动若干周后停止。多次试验,发现飞轮边缘上的标记 F总是停在图
示位置
(1)根据以上情况,可以初步确定飞轮重心P可能在图中
A.轴心正下方的某一位置 B.轴心左侧的某一位置 C.轴心右侧的某一位置
(2)工人在飞轮边缘上的某点E处,焊接上质量为m=0.4kg的金属后,再用力推动飞
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
轮,当观察到 的现象时,说明飞轮
的重心已调整到轴心上了。
(3)请在图中标出E的位置。
【典例2】如图所示,水平地面上有一均匀正方体物块,边长为a,某人将其在地面上任意
翻滚,但始终未离开地面,则在翻滚过程中物块重心离地面的高度最大升高量为 。
【变式训练2】有一“不倒翁”,由半径为R的半球体与顶角为60°的圆锥体组成(如图),
它的重心在对称轴上。为使“不倒翁”在任意位置都能恢复竖直状态,则该“不倒翁”
的重心到顶点的距离必须大于 。
类型2 摩擦力的判断与辨析
(1)根基物体运动情况(一般图形结合),判断物体受到的滑动摩擦力:
①物体匀速直线运动时,物体受到的是平衡力,物体受到的摩擦力(阻力)等于外力;
②物体静止时(平衡状态)受到的静摩擦力大小随外力的变化而变化,与外力大小相等。
(2)结合二力平衡,灵活整体或拆分,判断分析物体受到摩擦力的情况。
【典例1】利用力学知识,回答下列问题:
(1)如图所示行李箱在传送带都做匀速直线运动,a为水平,b为倾斜,那么分别在
a、b两种情况下的行李箱是否存在摩擦力的情况是 。
A.a不存在,b存在 B.a存在,b不存在 C.a、b都存在 D.a、b都不存在
(2)如图甲所示,水平面上的物体在力F 、F 的作用下向右做直线运动,力F 、F 及
1 2 1 2
物体的速度v随时间变化的图象如图乙、丙、丁所示,物体在 t ~t 时间内所受摩擦力
2 3
大小为 N。
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
【变式训练】小宇用图甲探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验时发现:在木块没有
被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化。若某次实验开始拉动木块直到木块匀
速滑动的F﹣t图像如图乙所示,其中0~4s木块处于静止状态。由图乙可知:要使木块
由静止开始运动,至少要用 N的水平拉力拉木块;木块在第6秒时受到的摩擦
力大小为 N.
【变式训练】(•罗湖区)水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力 F的作用,F的大
小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒,物体做匀速直线运动
C.2~4秒,物体受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力是2N
【典例2】(•福州一模)如图所示,G =5N,G =20N,在水平向右的拉力F=10N的作
A B
用下一起向右做水平匀速直线运动,则物体B受到水平地面的摩擦力为 N。
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
【变式训练1】如图所示,用20N的水平力F将重20N的物体A压在竖直墙壁上,如果此
时物体A匀速向下滑动,墙壁对A物体的摩擦力大小是 N;如果用30N的水平力
F将A压在竖直墙壁上静止不动,墙壁对A物体的摩擦力大小是 N。
【变式训练2】如图所示,物体A重10N,用F等于100N的力垂直压物体在墙上,物体受
到静摩擦力为 N;如果压力减为50N时,物体做匀速向下运动,这时物体受到摩
擦力为 N;如果压力减为20N,摩擦力大小 (改变/不变);如果压力将增
加为200N,则物体受到的摩擦力为 N;如果压力为50N时,用一个向上拉力,
使物体向上做匀速运动,则拉力为 N。
类型3 压强的计算与辨析
(1)压强的计算公式p= ,公式变形,F=pS、S= 。
(2)公式p=ρgh既可以计算液体的压强,还可以计算质地均匀的柱形固体对水平面的压
强,它实际是由公式p= 演变而来,演变过程p= = = = ρgh。
题型一 质地均匀且规则的物体切割后叠加比较
【典例1】如图所示,两个密度均匀质量相等的圆柱体 A、B,底面积之比为S :S =2:
A B
3.若将A的上方水平截去一段叠放在B的正上方后,A剩余部分对水平面的压强恰好
等于此时B对水平地面的压强,A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,则A截去
的高度与A原高度之比为△h:h= ,A、B的密度之比为 : = 。
A B
ρ ρ
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
【变式训练】如图所示,放在水平地面上的均匀实心正方体甲、乙对地面的压强相等。若
甲乙沿竖直方向切去相同厚度,并将切去的部分叠放在对方剩余部分上面,则甲乙对地
面的压力变化量△F甲 △F乙 ,甲乙对地面的压强P甲' P乙'(均选填“大
于”、“等于”或“小于”)。
【典例】均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为 p甲 、p乙 ,如图所
示。现沿水平方向分别切去相同高度的部分后,甲、乙剩余部分对水平地面的压强相等。
下列关于甲、乙的密度
甲
、
乙
和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲 、p乙 大小的判断,
正确的是( ) ρ ρ
A.
甲
=
乙
,p甲 >p乙 B.
甲
=
乙
,p甲 <p乙
C.ρ甲 >ρ乙 ,p甲 >p乙 D.ρ甲 >ρ乙 ,p甲 <p乙
【变式ρ训练】ρ如图所示,甲、乙两个实心正方体放置ρ在水ρ平地面上。已知甲的质量为 1千
克,甲的底面积为0.01米2。
(1)求物体甲对地面的压强p甲 。
(2)沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度 h相等,此时甲、乙剩余部分的
质量相等。比较切去前甲、乙对地面压强p甲 、p乙 的大小关系,并写出推导过程。
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
题型二 质地均匀且规则的物体相互叠加后比较
【典例】把同种材料制成的甲、乙两个实心正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压
强分别为 p 和 p .把甲放在乙的上面,如图所示,则乙对桌面的压强为:
1 2
。
【变式训练】正方体甲和乙的边长之比是2:3,将它们分别放置在水平桌面上时,它们对
桌面的压强均为p,则它们的密度之比
甲
:
乙
为 ;将甲按图所示放置在乙上
面,乙对桌面的压强为p',则p':p等于ρ ρ 。
题型三 不规则密闭容器装液体正反放置时压强的变化
【典例】将一个装有一定质量水(水未装满)的圆台状封闭容器,如图所示,放置在水平
桌面上,如果将其改为倒立放置(未画出),则容器对桌面的压力将 ;水对容
器底的压强将 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【变式训练】两个完全相同的圆台形容器重为G,以不同方式放置在水平桌面上,容器内
盛有深度相同的水,如图所示。某物理兴趣小组在学习了压力和压强知识后提出了如下
三个观点:①水对容器底部的压力F 一定小于F ;②容器对桌面的压力F ′一定小于
a b a
F ′;③容器对桌面的压强p 一定大于p .其中正确的是( )
b a b
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
题型四 容器装不同液体时压强和压力的比较
【典例】两个底面积不同的(S >S )薄壁圆柱形容器A和B,容器足够高,分别盛有甲、
A B
乙两种液体,且两种液体对容器底部的压强相等,如图所示。若在两容器中同时倒入或
同时抽出原液体,使两种液体对容器底部的压力相等,正确的判断是( )
A.倒入的液体体积V甲 可能等于V乙 B.倒入的液体高度h甲 一定小于h乙
C.抽出的液体体积V甲 一定小于V乙 D.抽出的液体质量m甲 可能小于m乙
【变式训练1】如图所示,完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体,下列
分析正确的是( )
A.若甲乙的质量相等,则A点的压强等于B点的压强
B.若甲乙的质量相等,则C点的压强小于D点的压强
C.若甲乙对容器底部的压强相等,若要使甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压
强,可以在两容器中分别倒入体积相等的液体
D.若甲乙对容器底部的压强相等,则甲的质量一定大于乙的质量
【变式训练2】如图所示,甲、乙两个容器内分别装有酒精和水,已知两个容器底部所受
到的压强相等,比较同一高度上 A、B两点液体压强的大小,则 p p .(填
A B
“<”、“>”或“=”)
题型五 容器装相同液体时压强和压力的比较
【典例】如图所示,有三个重力相同形状不同的容器甲、乙、丙放在水平桌面上,三个容
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
器的底面积相等,内盛同种液体至同一高度,则下列说法中正确的是( )
A.容器对桌面的压强不相等,压力相等
B.所盛液体对容器底部的压强和压力都相等
C.在三个容器中加入相同质量的同种液体,容器底部受到液体的压力仍然相等
D.在三个容器中加入相同质量的同种液体,容器底部受到液体的压强仍然相等
【变式训练】如图所示,置于桌面上的甲、乙两容器质量相等,底面积相等,注入等质量
的同种液体,则液体对甲容器底部的压力 液体对乙容器的压力,液体对容器底
部的压强p甲 p乙 ,容器对桌面的压强p'甲 p'乙 ,容器对桌面的压力 F'甲
F'乙 。(以上4个空都填“>”、“<”或“=”)
能力提升训练
一、选择题。
1.如图所示,放在水平地面上的甲、乙、丙是同种材料制成的实心物体,已知质量m甲 >
m乙 >m丙 ,底面积S甲 >S乙 >S丙 ,对地面的压强分别为p甲 、p乙 和p丙 ,则下列关系正
确的是( )
A.p甲 =p乙 =p丙 B.p甲 <p乙 <p丙
C.p甲 >p乙 >p丙 D.缺少条件,无法判断
2.实心均匀正方体甲、乙按如图所示放置在水平桌面上,已知它们对桌面的压强相等。现
将乙在桌面外的部分沿竖直方向切去,切去的比例为 n。甲按相同比例n沿水平方向切
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
去一部分,并将切去部分叠放在对方剩余的上方,此时甲、乙对桌面的压力分别为 F甲 、
F乙 ,压强分别为p甲 、p乙 。关于压力、压强的大小关系,下列判断正确的是( )
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
3.实心均匀柱体甲、圆台乙放置于水平地面上,已知它们高度相同、底面积S甲 >S乙 ,如
图所示。若在甲、乙上方沿水平方向截去相同体积,将切下部分竖放在对方剩余部分正
上方后,甲、乙上方受到的压强p甲 ′<p乙 ′。则截去前甲、乙对地的压力F甲 、F乙 ,
压强p甲 、p乙 的大小关系是( )
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
4.如图所示,圆柱体A和圆柱体B放在水平地面上。圆柱体A对地面的压强p ,圆柱体
A
B对地面的压强为p .圆柱体A的密度为 ,圆柱体B的密度为 .圆柱体A的底面
B A B
积为S ,圆柱体B的底面积为S .柱体Aρ的质量为m ,圆柱体Bρ的质量为m .圆柱
A B A B
体A的高度为h ,圆柱体B的高度为h .已知:p :p =6:5; : =4:5;S :
A B A B A B A
S =5:8.则下列计算结果正确的是( ) ρ ρ
B
A.两圆柱体的质量之比是m :m =4:3
A B
B.两圆柱体的高度之比是h :h =2:3
A B
C.如果将圆柱体A水平切去 h ,则两圆柱体对地面压强相等
A
D.如果从两个圆柱体上部各水平切去 .圆柱体A对地面的压强为p ′,圆柱体B
A
对地面的压强为p ′.则p ′:p ′=4:5
B A B
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
5.甲乙丙三个实心正方体分别放在水平桌面上,它们对水平地面的压强相等,已知物体密
度关系为
甲
>
乙
>
丙
,若分别在三个正方体上表面中央施加一个竖直向上的拉力F甲 、
F乙 、F丙 ,ρ使三ρ个正方ρ体对水平面的压强仍然相同,则三个力的大小关系( )
A.F甲 =F乙 =F丙 B.F甲 <F乙 <F丙
C.F甲 >F乙 >F丙 D.无法判断
二、填空题。
6.如图所示,有两组同样的砖,A组一块,B组两块。每块砖平放时的长:宽:高为4:
2:1.A组砖对地面的压力和压强分别为F 和p ;B组砖对地面的压力和压强分别为
A A
F 和p ;则:F F ,p p (选填“>”“=”“<”)
B B A B A B
7.一块厚度相同、质量分布均匀的正方形板,它的边长为L.如果在板上再黏上同样厚度
的一个小正方形,如图阴影部分所示。此时板的重心距A点距离为 。
8.把一根粗糙的木棒按图所示的方式放在分开的两手的食指上。两手指距木棒两端的距离
相同。现在缓缓地相向移动两个手指。刚开始移动时。发现右食指相对木棒发生移动,
而左手食指相对木棒未发生移动。则此时右食指对木棒的摩擦力 (选填“大
于”、“等于”或“小于”)左食指对木棒的摩擦力。当两手指碰到一起时,两手指的
位置在木棒中心的 侧(选填:“左”或“右”)。
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
9.如图甲所示,是一个实心、均匀、硬质、不吸水工艺品AB,重力为4.8N,工艺品A、
B部分均为圆柱体,如图乙所示,质量为60g的薄壁圆柱形溢水杯中装有12cm的水,
静止放在水平桌面上,溢水口距杯底19cm,相关数据如表所示,
水
=1.0×103kg/m3,g
取10N/kg,此时水对容器底的压强为 Pa。用一根细线吊着ρ工艺品AB,将其缓
慢竖直浸入溢水杯的水中。当工艺品下表面与溢水杯底距离为11cm时,细线对工艺品
的拉力为 N,松开细线,待工艺品AB稳定后,将工艺品AB向上提升3cm,求此
时溢水杯对桌面的压强 Pa。(工艺品始终保持竖直,且不沾水)
A B 溢水杯
底面积/cm2 40 20 60
高度/cm 10 10 22
10.如图所示,A、B为完全相同的两个容器,阀门直径可忽略,各盛有 5cm深的水,初
始时阀门K关闭,此时水对A、B两容器底面的压力之比为 。A、B之间用导管
连接,若将阀门K打开,则整个装置相当于一个 ,待水不流动时,水对A、B
两容器底面的压强之比为 。
11.如图甲所示,一个圆柱形容器置于水平桌面上,容器足够高且G容 =5N,容器内放有
一个实心长方体A,底面积S =200cm2,高h =10cm,A底部的中心通过一段细杆与
A A
容器底部相连,现向容器内缓慢注水,一段时间后停止注水,已知在注水过程中,细杆
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
对物体的力F随水深度h的变化关系图象,如图乙所示,则细杆的长度为 cm,
然后把一个实心长方体B放在A的正上方,水面上升2cm后恰好与B的上表面相平,
如图丙所示,此时杆对物体的力恰好为0N,且 =3 ,图丙中容器对地面的压强为
B A
Pa(杆重、体积和形变均不计)。 ρ ρ
12.一个底面积是 50厘米2 的圆柱形平底容器内装有水银、水、煤油。三种液体的体积
之比为 1:2:3,如果测出水银层的深度是 1厘米,容器底面受到的总压强大小是
帕;容器底面受到的总压力大小是 牛。(
水银
=13.6×103千克/米3、
水
=1×103
千克/米3、 煤油 =0.8×103千克/米3 ) ρ ρ
三、实验探究题ρ 。
13.在测摩擦力的实验中,实验步骤如图所示,根据图示回答下列问题:
(1)该实验应 拉动物体。原理 。
(2)比较A、B实验说明:
(3)比较A、C实验说明:
(4)在本实验小华同学应用的主要研究物理问题的方法是 。
A.类比法 B.控制变量法 C.推理法 D.等效替代法。
14.在学习了滑动摩擦力知识后,小明和小华想用所学的知识进一步探究运动鞋的鞋底防
滑效果,他们各自带来了洗干净的运动鞋,又准备了一张练习立定跳远用的橡胶垫,一
个弹簧测力计和细线。
(1)为了能准确地测量滑动摩擦力的大小,小明认为应该让运动鞋沿水平方向做
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
运动,此实验是根据 原理测出滑动摩擦力大小的。
(2)小明将自己的运动鞋放在水平桌面的橡胶垫上,按正确的方法拉动,读出了弹簧
测力计的示数如图甲所示为 N;若实际拉动的过程中没有做到匀速运动,则鞋子
受到的摩擦力是 (选填“变化”或“不变”)的。
(3)小华测出他的鞋滑动摩擦力比小明的大,但她的鞋却不一定是“防滑冠军”,这
是因为 。
四、计算题。
15.如图甲所示,完全相同的两物块A、B叠放在水平面上,在20N的水平力F 的作用下
1
一起做匀速直线运动:
(1)此时物块A所受的摩擦力为多少牛?
(2)若将A、B物块按图乙所示紧靠放在水平面上,用水平力 F 推A,使它们一起做
2
匀速直线运动,则推力F 为多少牛?
2
16.如图,实心圆柱体甲、乙的密度均为 3×103kg/m3,甲的质量为 6kg,底面积为
200cm2,乙的质量为12kg,底面积为300cm2。水平地面上的轻质薄壁容器丙内盛有
9cm深的水,容器上部分高度为下部分高度的五分之一,容器下底面积为 1000cm2。若
把甲沿水平方向切割Δh的高度,切割下来的部分竖直缓慢浸没在丙容器的水中,液面
的上升高度Δh水 与切割的高度Δh的部分关系如图丁所示。求:
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
(1)圆柱体甲的体积V甲 ;
(2)容器丙中水的重力;
(3)若将圆柱体乙放入原装有9cm深水的容器丙中,此时容器丙对水平地面的压强。
17.如图所示,均匀实心圆柱体甲和圆柱形容器乙置于水平桌面上。乙容器高为 20cm,内
盛有密度为0.6g/cm3的液体;已知S甲 =30cm2,S甲 :S乙 =3:4。现沿竖直方向在甲上
切去底面积为S的部分,并将切去部分置于容器乙的液体中,切去部分会自然沉底,并
静止在容器底部。截取甲的部分放入乙中静止后,乙对桌面的压强随截取面积 S的变化
关系如图丙所示。容器乙的壁厚和质量均忽略不计,求:
(1)截取甲之前,乙中液体的深度;
(2)若将甲全部放入乙中,求液体对容器底部的压强与截取前的变化量;
(3)甲的密度。
五、解答题。
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
18.如图所示,质量分别为M和m的两个物体A和B(M>m)将它们分别放在水平且光
滑的很长的车板上,车以速度v向右运动,当车突然停止运动时,将会发生什么现象?
为什么?
19.如图(a)所示,放在水平面上的实心圆柱体甲、乙由同种材料制成,密度为5×103千
克/米3.甲、乙的高度均为0.1米。甲的质量为5千克,乙的质量为15千克。
①求:甲的体积V甲 。
②求:甲对水平面的压力F甲 。
③如图(b)所示,若在甲、乙上沿水平方向截去某一相同的厚度,并将所截去的部分
均叠放至对方剩余部分上表面的中央。当截去厚度 h时,恰能使叠放后的物体甲′、
乙′对地面的压力相等,
(a)所截的厚度h为 米;(本空格不需要写解答过程)
(b)此时物体甲′、乙′对地面的压强分别为 p甲 ′、p乙 ′,则p甲 ′:p乙 ′=
。(本空格不需要写解答过程)
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com
更多资料添加微信号:DEM2008 淘宝搜索店铺:优尖升教育 网址:shop492842749.taobao.com