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专题 16 固体压强计算
题型 选择题 填空题 作图题 实验题 计算题 总计
题数 20 10 0 0 10 40
一、选择题(共20小题):
1.如图所示,把一个重力为10N、底面积为10cm2的正方体甲,放在一个重力为5N、棱长为2cm的
正方体乙的正上方,乙放在水平桌面上。则正方体乙受到甲的压力产生的压强是( )
A.2.5×104Pa B.1.5×104Pa C.104Pa D.2.5Pa
【答案】A
【解析】解:将甲叠放在乙的正上方,则甲对乙的压力:F=G =10N;
甲
由题意可知,甲的底面积为S =10cm2,乙的底面积为S =2cm×2cm=4cm2=4×10﹣4m2,
甲 乙
因为乙的底面积小于甲的底面积,故将甲放在乙的上方时,甲对乙的受力面积(甲、乙间的接触面
积)为S=S =4×10﹣4m2,
乙
F 10N
则乙受到甲的压力产生的压强:p= = =2.5×104Pa。
S 4×10-4m2
故选:A。
2.如图是甲、乙两种物质的重力和体积的关系图象,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成两
个圆柱体A、B,其底面积S :S =1:4.把它们平放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地
A B
面的压强之比为( )
A.3:1
B.4:3
C.4:1
D.3:4
【答案】C
【解析】圆柱体对水平地面的压力F=G=mg,且两圆柱体的质量相等,知道底面积(受力面积)大
F
小关系,利用p= 可得两圆柱体对水平地面的压强之比。
S
解:圆柱体对水平地面的压力F=G=mg,且两圆柱体的质量相等,
则A、B两圆柱体对水平地面的压力之比:F:F=G:G=mg:mg=m:m=1:1;
A B A B A B A B
受力面积S:S=1:4,
A B
所以A、B两圆柱体对水平地面的压强之比:p:p F :F 1:1 4:1.
A B= A B= =
S S 1 4
A B
故选:C。
3.如图所示,是ab两种物质m﹣V的关系图象,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正
方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.a、b的密度之比为4:1
B.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4:1
C.a、b的密度之比为2:1
D.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2:1
【答案】B
【解析】解:AC、由图象可知,当m=80g时,V =5cm3、V =40cm3,
甲 乙
m 80g m 80g
a、b两种物质的密度为:ρ = = =16g/cm3,ρ = = =2g/cm3,
a V 5cm3 b V 40cm3
甲 乙
a、b的密度之比:ρ:ρ=16g/cm3:2g/cm3=8:1,故A、C错误;
a b
BD、用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,其体积之比:
m m
V :V = : =ρ:ρ=1:8,
甲 乙 ρ ρ b a
a b
由V=L3可得正方体的边长之比:L :L =1:2,
甲 乙
因为正方体对水平地面的压强p F G mg ρVg ρL3g ρLg,
= = = = = =
S S S S L2
所以,甲乙两物体对水平地面的压强之比:p ρ L g 8×1×g 4,故B正确、D错误。
甲= a 甲 = =
p ρ L g 1×2×g 1
乙 b 乙
故选:B。
4.两个质地均匀的正方体分别放在水平桌面上,它们的重力之比是 1:2,与桌面的接触面积之比
是2:1,那么桌面所受的压强之比是( )
A.1:1 B.2:1 C.1:4 D.1:2
【答案】C
【解析】解:因为物体放在水平桌面上时,对桌面的压力F=G,
所以两个物体对桌面的压力之比:F:F=G:G=1:2,
1 2 1 2
受力面积之比S:S=2:1,则两物体对桌面的压强之比:p:p F :F 1:2 1:4.
1 2 1 2= 1 2= =
S S 2 1
1 2
故选:C。
5.如图甲所示,质量均匀分布的实心正方体放在水平地面上,对地面的压强为 2000Pa,若该正方
4
体沿A、B、C、D面将右边部分切除(CE= AB),剩余部分对地面的压强为( )
5
A.800Pa B.1000Pa C.1600Pa D.2400Pa
【答案】B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】4 4
【解析】解:设正方体的棱长为a,CE= AB= a,正方体的密度为ρ,
5 5
F G mg ρgV ρgSh
原来实心正方体对桌面的压强为:p= = = = = =ρgh=ρga=2000Pa,
S S S S S
1 4 2
则切去后剩余部分的体积为:V = a2× a= a3,
剩
2 5 5
2
ρ× a3g
G ρV g 5 1 1
剩余部分对地面的压强为:p′= 剩= 剩 = = ρag= ×2000Pa=1000Pa,故B正
S S 4 2 2
剩 剩 a× a
5
确。
故选:B。
6.两个均匀物体A、B质量分别为m 、m ,密度分别为ρ 、ρ ,底面积分别为S 、S ,高度分别
A B A B A B
为h 、h ,将A、B叠放在水平桌面上,如图所示,A对B的压强为P ,B对桌面的压强为P ,则
A B 1 2
下列关系正确的是( )
A.p m g B.p m g
1= A 1= B
S S
B A
C.p (m +m )g D.P (m +m )g
2= A B 2= A B
S S
B A
【答案】C
【解析】解:AB、图中,A对B的压力F =G =mg,受力面积为S ,则A对B的压强p F m g
1 A A A 1= A = A
S S
A A
,故A、B错误;
CD、图中,B对桌面的压力F=G+G=(m+m)g,受力面积为S,则B对桌面的压强
2 A B A B B
p F (m +m )g,故C正确,D错误;
2= 2= A B
S S
B B
故选:C。
7.有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高为5cm、底面积为20cm2,B的高为8cm、底面积为50cm2。
若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为p =1.0×103Pa,B对桌面的压
1
强为p ;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为p =6.0×103Pa,A对桌面的压强变为p 。(g
2 3 4
=10N/kg)下列判断正确的是( )
①A的重力为20N
②B的密度为3.0g/cm3
③p:p=2:5
3 2
④p=7×103Pa
4
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.只有①② B.只有②③ C.只有②④ D.只有①④
【答案】C
F
【解析】解:①将A按图甲的方式放在水平桌面上,根据 p= 可知A对桌面的压力F =pS =
1 1 A
S
1.0×103Pa×20×10﹣4m2=2N,在水平面上压力等于物体的重力,即A的重力G=F=2N,故①错误;
A 1
F
②若按图丙的方式放置时,根据p= 可知B对A的压力F=pS=6.0×103Pa×20×10﹣4m2=12N,
3 3 A
S
B的重力G=F=12N,
B 3
G 12N
由G=mg知B的质量为:m = B= =1.2kg=1200g,
B g 10N/kg
B的密度为:ρ m m 1200g 3.0g/cm3,故②正确;
B= B= B = =
V h S 8cm×50cm2
B B B
③将 B 按图乙的方式放在水平桌面上,B 对桌面的压强为:p F G 12N
2= 2= B= =
S S 50×10-4m2
B B
2.4×103Pa,
故:p 6×103Pa 5,故③错误;
3= =
p 2.4×103Pa 2
2
④若按图丙的方式放置时,A对桌面的压强:p F G +G 2N+12N 7×103Pa,故④正
4= 4= A B= =
S S 20×10-4m2
A A
确。
故选:C。
8.如图所示A、B两个正方体放在水平地面上,己知两物体的边长之比是L:L=2:1,重力之比为
A B
G:G=3:2,则A对地面的压强与B对地面的压强之比为( )
A B
A.3:8 B.3:1 C.2:3 D.3:4
【答案】A
【解析】解:L:L=2:1,所以S:S=4:1;
A B A B
因为在水平地面,所以F=G,则F:F=G:G=3:2;
A B A B
所以p:p F :F F S 3 1 3 3:8。
A B= A B= A× B = × = =
S S S F 2 4 8
A B A B
故选:A。
9.如图所示,正方体A、B叠放在水平面上,A、B边长之比为1:2,若A对B的压强与B对水平面
的压强相等,则A、B的密度之比为( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.3:8 B.3:4 C.8:3 D.4:3
【答案】C
【解析】解:因为A、B边长之比为:a 1,
A =
a 2
B
所以A、B面积之比为:S a 1 1,
A =( A ) 2=( ) 2=
S a 2 4
B B
则体积之比为:V a 1 1。
A =( A ) 3=( ) 3=
V a 2 8
B B
由题知,A对B的压强与B对水平地面的压强相等,即p=p,
A B
根据p F可得,F F ,则A对B的压力和B对地面的压力之比为F S 1,
= A = B A = A =
S S S F S 4
A B B B
1
所以A对B的压力为 ,
3
此时压力等于其本身重力,所以G m g 1,即ρ V g 1,
A = A = A A =
G m g 3 ρ V g 3
B B B B
所以ρ 8。故选:C。
A =
ρ 3
B
10.如图所示,质地均匀的实心圆柱体A、B叠放在水平地面上,已知他们的密度之比ρ :ρ =
A B
1:3,底面积之比S :S =4:3,A对B的压强和B对地面的压强之比P :P =1:2,则他们的
A B A B
高度之比h:h 为( )
A B
A.9:4
B.3:2
C.3:1
D.9:2
【答案】A
【解析】解:实心圆柱体A、B的质量为:m=ρV=ρSh,m=ρV=ρSh,
A A A A A A B B B B B B
F G mg
∵p= = =
S S S
m g
A
∴A对B的压强和B对地面的压强之比: p A = S B = m A = 1,
p m g+m g m +m 2
B A B A B
S
B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】h ρ S ρ S 3 3 9
∴m=m,即ρSh=ρSh, A = B B = B × B = × = 。
A B A A A B B B h ρ S ρ S 1 4 4
B A A A A
故选:A。
11.如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积S =3S ,高度h =2h ,对
a b a b
地面的压强p =p ,圆柱体密度分别为ρ 和ρ ,对地面的压力分别为F 和F 。则下列说法正
a b a b a b
确的是( )
A.ρ=ρ,F=F
a b a b
B.ρ=2ρ,F=3F
a b a b
1
C.ρ=2ρ,F = F
a b a b
3
1
D.ρ = ρ,F=3F
a b a b
3
【答案】B
【解析】解:由题知,两圆柱体的底面积S=3S,高度h=2h,对地面的压强p=p,
a b b a a b
则S:S=3:1,h:h=1:2,p:p=1:1,
a b a b a b
F G ρVg ρSgh p
(1)均匀圆柱体对水平地面的压强:p= = = = =ρgh,则圆柱体的密度:ρ=
S S S S gh
;
p p
所以两圆柱体的密度之比:ρ:ρ = a : b =h:h=2:1,即:ρ=2ρ;
a b gh gh b a a b
a b
F
(2)由p= 可得F=pS,所以它们对地面的压力之比:
S
F:F=pS:pS=(1×3):(1×1)=3:1,即:F=3F,故B正确、ACD错误。
a b a a b b a b
故选:B。
12.如图所示,A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强为p ,若取走A,B对地面的
1
压强为p ,已知p :p =3:2,若A、B的边长之比为L :L =2:3,则下列说法正确的是(
2 1 2 A B
)
A.A、B的体积之比V:V=4:9 B.A、B的密度之比ρ:ρ=16:27
A B A B
C.A、B的质量之比m:m=1:2 D.A、B的物重之比G:G=2:5
A B A B
【答案】C
V (L ) 3 23 8
【解析】解:A、B的体积之比 A = A = = ,故A错误;
V (L ) 3 33 27
B B
G +G
A、B两个正方体叠放在水平地面上,B对地面的压强p = A B ,
1 S
B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】G +G
A B
G p S G +G 3
取走A,B对地面的压强为p = B ,所以 1= B = A B= ,
2 S p G G 2
B 2 B B
S
B
G 1 m 1
整理可得: A = ,所以 A = ,故C正确、D错误;
G 2 m 2
B B
m
A
ρA V m V 1 27 27
密度之比: = A = A× B = × = ,故B错误。
ρ m m V 2 8 16
B B B A
V
B
故选:C。
13.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比 ρ :ρ =
甲 乙
5:4,底面积之比S :S =6:5,对水平地面的压强之比p :p =2:3,下列说法不正确的
甲 乙 甲 乙
是( )
A.甲、乙的质量之比是4:5
B.甲、乙的高度之比是8:15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的质量后,剩余部分对地面的压强不可能相等
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
【答案】D
F F p S 2×6 4
【解析】解:A、由p= 可得,甲、乙对水平地面的压力之比: 甲= 甲 甲= = ,
S F p S 3×5 5
乙 乙 乙
因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,F=G,
所以甲、乙两物体的重力之比:G :G =F :F =4:5,
甲 乙 甲 乙
由G=mg可得,甲、乙的质量之比:m :m =G :G =4:5,故A正确;
甲 乙 甲 乙
F G mg ρVg ρShg
B、质量均匀的长方体对水平地面的压强p= = = = = =ρgh,
S S S S S
p p 2 3
甲、乙的高度之比:h :h = 甲 : 乙 = : =8:15,故B正确;
甲 乙 ρ g ρ g 5×g 4×g
甲 乙
C、因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,
F G mg
所以,物体对地面的压强:p= = = ,
S S S
G -△mg G -△mg
切去相同质量时,剩余部分对地面的压强:p ′= 甲 ,p ′= 乙 ,
甲 S 乙 S
甲 乙
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】因为G :G =4:5,S :S =6:5,
甲 乙 甲 乙
4 6
所以G = G ,S = S ,
甲 5 乙 甲 5 乙
若剩余部分对地面的压强相等,p ′=p ′,
甲 乙
4
G -△mg
G -△mg G -△mg 5 乙 G -△mg
则: 甲 = 乙 , = 乙 ,
S S 6 S
甲 乙 S 乙
5 乙
4 6 6
G ﹣△mg= G - ×△mg,
5 乙 5 乙 5
解得:△mg=2G ,
乙
△m=2m ,即要使剩余部分的压强相等,减去部分的质量为乙的质量的 2倍,这是不可能的,故C
乙
正确;
D、由于水平面上的柱状物体对地面的压强可以利用p=ρgh比较,则切去相同的高度后,两者压
强的变化量分别为:
△p ′=ρ g△h,△p ′=ρ g△h,
甲 甲 乙 乙
已知它们的密度之比ρ :ρ =5:4,则:ρ >ρ ,
甲 乙 甲 乙
所以,△p ′>△p ′,
甲 乙
已知原来甲乙对水平地面的压强之比:p :p =2:3,则:p <p ,
甲 乙 甲 乙
由于剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p.所以剩余部分对地面的压强不可能相等,故D错误;
故选:D。
14.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比 ρ :ρ =
甲 乙
2:3,底面积之S :S =3:4,对水平地面的压强之比p :p =8:5,下列有关甲、乙的说
甲 乙 甲 乙
法正确的是( )
A.甲、乙的重力之比是1:2
B.甲、乙的体积之比是16:5
C.甲、乙的高度之比是5:12
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面
的压强
【答案】D
F F p S 8×3 6
【解析】解:A、由p= 可得甲、乙对水平地面的压力之比: 甲= 甲 甲= = ,
S F p S 5×4 5
乙 乙 乙
因为水平面上物体的压力等于自身重力,
所以甲、乙物体的重力之比:G :G =F :F =6:5,
甲 乙 甲 乙
由G=mg可得甲、乙质量之比:m :m =G :G =6:5,故A错误;
甲 乙 甲 乙
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】m m m 6 5
B、由ρ= 可得甲、乙的体积之比:V :V = 甲 : 乙= : =9:5,故B错误;
V 甲 乙 ρ ρ 2 3
甲 乙
V V 9 5
C、由V=Sh可得甲、乙长方体的高度之比:h :h = 甲 : 乙= : =12:5,故C错误;
甲 乙 S S 3 4
甲 乙
F G mg ρVg ρShg
D、长方体对水平地面的压强p= = = = = =ρgh,
S S S S S
将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度△h后,甲、乙压强的变化量:
△p =ρ g△h,△p =ρ g△h,
甲 甲 乙 乙
因为ρ :ρ =2:3,即ρ <ρ ,所以△p <△p ,
甲 乙 甲 乙 甲 乙
因为对水平地面的压强之比p :p =8:5,即p >p ,
甲 乙 甲 乙
剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p。
所以甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强,故D正确。
故选:D。
15.如图,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比 ρ :ρ =4:
甲 乙
5,底面积之比S :S =5:8,对水平地面的压强之比p :p =6:5,下列有关甲、乙的说
甲 乙 甲 乙
法正确的是( )
①甲、乙的质量之比是3:4
②甲、乙的体积之比是15:16
③将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后,剩余部分对地面的压强可能相等
④将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
A.①③④ B.③④ C.①②③ D.②③④
【答案】C
F F p S 6 5 3
【解析】解:①由p= 可得,甲、乙对水平地面的压力之比: 甲= 甲 甲= × = ,
S F p S 5 8 4
乙 乙 乙
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由F=G=mg可得,
G
甲
m g F 3
甲、乙的质量之比: 甲= = 甲= ,故①正确;
m G F 4
乙 乙 乙
g
m
甲
m V ρ m ρ 3 5 15
②由ρ= 可得,甲、乙的体积之比: 甲= 甲 = 甲× 乙= × = ,故②正确;
V V m m ρ 4 4 16
乙 乙 乙 甲
ρ
乙
F G mg ρVg
③因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,物体对地面的压强:p= = = = ,
S S S S
ρ △Vg ρ △Vg
切去相同体积时,两者压强的变化量分别为:△p = 甲 ,△p = 乙 ,
甲 S 乙 S
甲 乙
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】ρ △Vg
甲
△p S ρ S 4 8
则: 甲= 甲 = 甲× 乙= × =32:25,
△p ρ △Vg ρ S 5 5
乙 乙 乙 甲
S
乙
所以,△p >△p ,
甲 乙
已知原来甲乙对水平地面的压强之比p :p =6:5,则:p >p ,
甲 乙 甲 乙
由于剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p.所以剩余部分对地面的压强可能相等;故③正确;
④由于水平面上的柱状物体对地面的压强可以利用p=ρgh比较,则切去相同的高度后,
两者压强的变化量分别为:△p ′=ρ g△h,△p ′=ρ g△h,
甲 甲 乙 乙
已知它们的密度之比ρ :ρ =4:5,则:ρ <ρ ,
甲 乙 甲 乙
所以,△p ′<△p ′,
甲 乙
已知原来甲乙对水平地面的压强之比p :p =6:5,则:p >p ,
甲 乙 甲 乙
由于剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p.所以剩余部分对地面的压强不可能相等;故④错误;
综上分析可知,只有①②③正确。
故选:C。
16.把同种材料制成的甲、乙两个正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为 p 和p,
1 2
如图所示,把甲放在乙的上面,则乙对桌面的压强为( )
A.p+p
1 2
B.p2+p2
1 2
p 3+p 3
C. 1 2
p 2
2
p 3+p 3
1 2
D.
p 2
1
【答案】C
【解析】解:设两正方体的密度为ρ,边长分别为L 和L ,
甲 乙
G ρgL3
甲对桌面的压强为:p = 甲= 甲=ρgL ,
1 s L2 甲
甲 甲
p p
∴L = 1,同理,L = 2,
甲 乙
ρg ρg
p 3 p 3
ρg( 1 ) +ρg( 2 )
ρgL3 +ρgL3
ρg ρg
p3+p3
当把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压强为:p= 甲 乙= = 1 2
L2 p 2 p2
乙 ( 2 ) 2
ρg
。
故选:C。
17.两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿水平方
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】向切去高为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为p ,A剩余部分对地的压强为
B
p,p、p 与L的变化关系如图乙所示。则以下分析正确的是( )
A A B
A.B的底面积为100cm2 B.B的重力是40N
C.L=2.5cm时,p:p=4:7 D.L=7.5cm时,p:p=5:11
A B A B
【答案】C
【解析】解:A、由“将A沿水平方向切去高为L的部分,把切去部分叠放在B上”可知,A剩余部
分对地的压强减小,B对地的压强增大,由图乙可知,下面的图线反映了p 与L的变化关系,上面
A
的图线反映了p 与L的变化关系;
B
由图乙中A的图线可知,当切去部分的高度为10cm时,A剩余部分对地面的压强为0,即此时A全
部被切去,因此A的边长为10cm,
则由题意可知B的边长:a=2a=2×10cm=20cm,
B A
因此B的底面积:S=a2=(20cm)2=400cm2,故A错误;
B B
B、由图乙可知,A没有叠放在B上时,B对地面的压强p =5×103Pa,
B0
F
由p= 可知,此时B对地面的压力:F =p S=5×103Pa×400×10﹣4m2=200N,
S B0 B0 B
则B的重力:G=F =200N,故B错误;
B B0
C、A的底面积:S=a2=(10cm)2=100cm2,
A A
由图乙可知,A全部叠放在B上时,B对地面的压强p′=6×103Pa,
B
F
由p= 可知,此时B对地面的压力:F′=p′S=6×103Pa×400×10﹣4m2=240N,
S B B B
则A、B的总重力:G =F′=240N,
AB B
因此A的重力:G=G ﹣G=240N﹣200N=40N,
A AB B
V S L L 2.5cm 1
当L=2.5cm时,A切去部分与A的总体积之比: A切= A = = = ,
V S a a 10cm 4
A A A A
1 1 1
则A切去部分的重力:G =m g=ρV g=ρ× Vg= G = ×40N=10N,
A切 A切 A A切 A 4 A 4 A 4
因此A剩余部分的重力:G =G﹣G =40N﹣10N=30N,
A剩 A A切
A剩余部分对地面的压力:F =G =30N,
A1 A剩
将A切去部分叠放在B上时,B对地面的压力:F =G +G=10N+200N=210N,
B1 A切 B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】F
A1
p S F S 30N 400×10-4m2 4
则 A1= A = A1× B = × = ,故C正确;
p F F S 210N 100×10-4m2 7
B1 B1 B1 A
S
B
V S L L 7.5cm 3
D、当L=7.5cm时,A切去部分与A的总体积之比: A切2= A = = = ,
V S a a 10cm 4
A A A A
3 3 3
则A切去部分的重力:G =m g=ρV g=ρ× Vg= G = ×40N=30N,
A切2 A切2 A A切2 A 4 A 4 A 4
因此A剩余部分的重力:G =G﹣G =40N﹣30N=10N,
A剩2 A A切2
A剩余部分对地面的压力:F =G =10N,
A2 A剩2
将A切去部分叠放在B上时,B对地面的压力:F =G +G=30N+200N=230N,
B2 A切2 B
F
A2
p S F S 10N 400×10-4m2 4
则 A2= A = A2× B = × = ,故D错误。
p F F S 230N 100×10-4m2 23
B2 B2 B2 A
S
B
故选:C。
18.一块均匀矩形冰砖放置在水平地面上,如图甲所示,现用冰刀将冰砖的右侧切去一部分,剩余
部分如图乙所示,对地面的压强p =1800Pa;将图乙的冰砖倒置后如图丙所示,冰砖对地面的
1
压强p=3600Pa。甲中冰砖对地面的压强为( )
2
A.2100Pa B.2400Pa C.2700Pa D.3000Pa
【答案】B
【解析】解:设图乙中砖块重力为G,底面积为S,图丙中砖块底面积为S,
1 1 2
F
由p= 可得F=pS,可知图乙中砖块对地面压力:F=pS=1800Pa×S,
S 1 1 1 1
图丙中砖块对地面压力:F=pS=3600Pa×S,
2 2 2 2
又因为图乙、丙中为同一砖块且均水平自然放置,砖块对地面压力:F=F=G,
1 2 1
即:1800Pa×S=3600Pa×S
1 2
1
解得:S = S,
2 2 1
3
将乙、丙两图组装为一组合长方体,则F =2G,S =S+S = S,
总 1 总 1 2 2 1
F 2G 4
= 总= 1= ×
组合长方体砖块对地面的压强:p S 3 3 1800Pa=2400Pa,
总 S
2 1
F G mg ρVg ρShg
柱形均匀固体对水平地面的压强:p= = = = = =ρgh,
S S S S S
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由于图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以图甲中砖块对地面的压强p'=p=2400Pa。
故选:B。
19.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 =2:3.若将A的上方
A B
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对水平面的压强,
A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,A截去的高度与A原高度之比△h:h,A、B的密度
之比ρ:ρ,则( )
A B
A.△h:h=1:3 ρ:ρ=3:2 B.△h:h=1:5 ρ:ρ=10:9
A B A B
C.△h:h=1:3 ρ:ρ=1:2 D.△h:h=1:5 ρ:ρ=9:10
A B A B
【答案】D
【解析】解:(1)设两个密度均匀质量相等圆柱体A、B的质量为m,
△h △h
则圆柱体A截去部分的质量△m= m,剩余部分的质量(1- )m,
h h
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,A剩余部分和此时B对水平地面的压力之比:
△h △h △h △h
F:F=(1- )mg:(1+ )mg=(1- ):(1+ ),
A B h h h h
因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,
△h
1-
F F F F S h 2
所以,由p= 可得: A = B ,则 A = A ,即 = ,
S S S F S △h 3
A B B B 1+
h
△h 1
解得: = ;
h 5
3
(2)因A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,所以,B的高度h′= h,
5
V S h 2 h 2 h 10
A = A = × = × =
由V=Sh可得,A和B的体积之比:V S h' 3 h' 3 3 9 ,
B B h
5
m
m ρ V V 9
由ρ= 可得,A、B的密度之比: A = A = B = 。
V ρ m V 10
B A
V
B
故选:D。
20.如图所示,正方体B放在水平地面上,在B上方中央再放置一边长较大的正方体A。若将B沿
竖直方向切去部分后(图中虚线),仍使正方体A放在B上方中央,正方体A对B压强的变化量
为Δp ,地面所受压强的变化量为Δp ,则关于Δp 和Δp 的大小关系,下列判断中正确的是
1 2 1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】( )
A.Δp 一定等于Δp B.Δp 一定大于Δp
1 2 1 2
C.Δp 可能大于Δp D.Δp 一定小于Δp
1 2 1 2
【答案】A
【解析】解:假设正方体A的重力G,由图可知:当B中间的长方体没有沿竖直方向切去时,
A
G
正方体A对B压强:p = A
A S
B
G +G G G
地面所受压强:p = A B= A+ B
B S S S
B B B
当正方体B也只能竖直方向切去部分后,AB之间的接触面积减小,变为S′,B的重力也减小为
B
G′,则:
B
G
正方体A对B压强p′= A
A S
B'
G +G G G
地面所受压强p′= A B' = A+ B'
B S S S
B' B' B'
G G
则:△p=p′﹣p = A - A
1 A A S S
B' B
G G G G G G G G
△p=p′﹣p=( A+ B' )﹣( A+ B )=( A - A )+( B' - B )
2 B B S S S S S S S S
B' B' B B B' B B' B
由于拼成正方体B的长方体三块材质相同、高相等,
G G
设为h,则正方体B对地面产生的压强p=ρgh不变,所以 B' = B ;所以,△p=△p。
S S 1 2
B' B
故选:A。
二、填空题(共10小题):
21.如图所示两个正方体金属块 A、B叠放在水平地面上,金属块B对地面的压强为p 。若取走金
1
属块A,金属块B对地面的压强为p ,已知A、B边长之比L :L =2:3,p :p =3:2,则金属
2 A B 1 2
块A与金属块B的重力比为G:G= ,密度比为ρ:ρ= 。
A B A B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】1:2;27:16。
【解析】解:两个正方体金属块A、B叠放在水平面上,金属块B对地面的压力等于金属块A、B的
重力之和,即F=G+G,
1 A B
F G +G
受力面积为金属块B的底面积,则金属块B对地面的压强p = 1= A B ,
1 S S
B B
若取走金属块 A,金属块B对地面的压力等于金属块B的重力,即F=G,
2 B
F G
受力面积为金属块B的底面积,则金属块B对地面的压强p = 2= B ,
2 S S
B B
G +G G
则两次金属块B对地面的压强之比p:p = A B : B=(G+G):G,
1 2 S S A B B
B B
数据代入得,(G+G):G=p:p=3:2,
A B B 1 2
则金属块A、B的重力之比G:G=1:2,
A B
若金属块A、B的边长之比L:L=2:3,
A B
则金属块A、B的体积之比V:V=(L)3:(L)3=8:27,
A B A B
G
m
因为ρ= ,G=mg,所以ρ m g G ,
V = = =
V V Vg
G G G G 1 2
则金属块A与金属块B的密度之比ρ:ρ = A : B = A : B= : =27:16。
A B V g V g V V 8 27
A B A B
故答案为:1:2;27:16。
22.A、B是质量分布均匀的正方体物块,其中A的底面积为400cm2,密度之比ρ:ρ=2:1,将A
A B
放在水平地面上,B 放在A的上面如图甲,此时A对水平地面的压强为1.2×104Pa,若将A叠放
在B的上面,如图乙所示,B对地面的压强为3×103Pa,则物块A的密度为 g/cm3,
若要使图甲中物块 A对地面的压强减为 1×104Pa,可以将物块 A 沿水平方向切去原来的
(填分数)。
5
【答案】1.2; 。
6
F
【解析】解:(1)甲方法放置时,由p= 可得,A对水平地面的压力:
S
F=pS=1.2×104Pa×400×10﹣4m2=480N,
A A A
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】因水平面上物体的压力和的重力相等,且A、B的重力不变,
所以,乙方法放置时对地面的压力:F=F=G+G=480N,
B A A B
F 480N
则B物体的底面积:S = B= =0.16m2,
B p 3×103Pa
B
由S=L2可得,正方体物块A、B的边长分别为:
L =√S =√400cm2=20cm=0.2m,L =√S =√0.16m2=0.4m,
A A B B
由G=mg=ρVg=ρL3g可得,正方体A、B的重力之比:
G ρ L 3g ρ L 2 0.2m 1
A = A A = A×( A )3= ×( )3= ,
G ρ L 3g ρ L 1 0.4m 4
B B B B B
结合G+G=480N可得:G=96N,G=384N,
A B A B
则G=mg=ρVg=ρL3g可得,物块A的密度:
G 96N
ρ = A = = 1.2×103kg/m3=1.2g/cm3;
A L 3g (0.2m) 3×10N/kg
A
(2)若要使图甲中物块A对地面的压强减为1×104Pa时,此时A对地面的压力:
F′=p′S=1×104Pa×400×10﹣4m2=400N,
A A A
则A剩余部分的重力:G′=F′﹣G=400N﹣384N=16N,
A A B
由G=mg=ρVg=ρShg=ρL2hg可得,A剩余部分的高度:
G ' 16N 1
= A = =
h m,
ρ L 2g 1.2×103kg/m3×(0.2m) 2×10N/kg 30
A A
1
L -h h m
所以,物块A沿水平方向切去原来的 A =1 - = 1 30 5。
L L - =
A A 0.2m 6
5
故答案为:1.2; 。
6
23.如图所示,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块放置在水平地面上,甲与乙的边长之比为
3:2,甲对地面的压强为p,乙对地面的压强为p,则p:p= 。若将甲物体沿竖直方
1 2 1 2
向切去三分之一,并将切去部分叠放到乙的上方,甲剩余部分对地面的压强为p' ,叠放后乙对
1
地面的压强为p',则p':p'= 。
2 1 2
【答案】4:9;1:3。
【解析】解:根据G=mg可知质量相等的甲、乙两个实心正方体物块的重力相等,根据 F=G可知
甲、乙对地面的压力相等;
甲与乙的边长之比为3:2,则甲、乙和地面的接触面积之比为:S:S=32:23=9:4;
1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】F
F S S 4
根据p= 可知p:p = 1 = 2= ;
S 1 2 F S 9
1
S
2
若将甲物体沿竖直方向切去三分之一,并将切去部分叠放到乙的上方,
1 2
甲剩余部分对地面的压力F =(1- )G= G,
甲 3 3
1 4
叠放后乙对地面的压力F =G+ G= G,
乙 3 3
F
甲
1 2
F (1- )S G
根据p= 可知p':p' 3 1 F 3 S 3 3 4 1。
S 1 2= = 甲× × 2= × × =
F F 2 S 4 2 9 3
乙 乙 1 G
S 3
2
故答案为:4:9;1:3。
24.有两个实心圆柱体A和B叠放在一起并且完全接触,放在水平地面上,如图所示。已知A、B两
圆柱体的高分别为8cm、10cm,A与B的底面积之比为1:2,A对B的压强是2000Pa,B的密度
是3×103kg/m3,圆柱体A和B的重力之比为 ;若将A沿水平方向截去2cm的高度,A对
B的压强变化量是Δp,B对地面的压强变化量是Δp,Δp:Δp= 。
1 2 1 2
【答案】1:3;2:1。
【解析】解:由题意可知A、B都是柱体,故它们的体积可以表示为V=Sh,则A对B的压力
F=G=mg=ρVg=ρShg,
A A A A A A A A
F G ρ S h g
A对B的压强p = A = A = A A A =ρhg,
A S S S A A
A A A
p 2000Pa
圆柱体A的密度ρ = A = =2.5×103kg/m3;
A h g 0.08m×10N/kg
A
B的重力G=mg=ρVg=ρShg,
B B B B B B B
圆柱体A和B的重力之比:G:G=ρShg:ρShg=ρSh:ρSh
A B A A A B B B A A A B B B
=2.5×103kg/m3×1×0.08m:3×103kg/m3×2×0.1m=1:3;
若将A沿水平方向截去2cm的高度,
A对B的压强变化量是△p=ρ△hg=2.5×103kg/m3×0.02m×10N/kg=500Pa,
1 A
B对地面的压力变化量等于A对B压力的变化量,即△F=△F=△pS=ρ△hgS,
2 1 1 A A A
因为A与B的底面积之比为1:2,所以B对地面的压强变化量是
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】ΔF ρ ΔhgS 1 1
△p == 2= A A = ρ△hg= ×2.5×103kg/m3×0.02m×10N/kg=250Pa。
2 S S 2 A 2
B B
故Δp:Δp=500Pa:250Pa=2:1。
1 2
故答案为:1:3;2:1。
25.如图所示,在水平地面上有两个由同种材料制成的均匀正方体金属块甲和乙,其密度为
3×103kg/m3,它们的边长之比为1:2,甲的边长为10cm,则甲对地面的压强 Pa,若乙
沿水平方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,则乙正方体切去的
厚度为Δd= cm。(g取10N/kg)
【答案】3000;2。
F G mg ρVg ρh3g
【解析】解:(1)正方体对水平地面的压强:p= = = = = =ρgh,
S S S S h2
则甲对地面的压强:p =ρgh =3×103kg/m3×10N/kg×0.1m=3000Pa;
甲 甲
(2)将乙物块沿水平方向切下部分的高度为Δd,切下的部分放在甲物块上,
则切去部分的重力:△G =△m g=ρ △V g=ρ S Δdg,
乙 乙 乙 乙 乙 乙
此时甲物块对水平面上的压力:F =G +△G =ρ S h g+ρ S Δdg,
甲 甲 乙 甲 甲 甲 乙 乙
已知它们的边长之比为1:2,则它们的面积之比为S :S =1:4,
甲 乙
甲的边长为h =10cm=0.1m,则乙的边长为h =20cm=0.2m,
甲 乙
此时甲物块对水平面的压强:
ρ S gh +ρ gΔdS S
p ′= 甲 甲 甲 乙 乙=ρ gh + 乙 ρ gΔd=ρ gh +4ρ gΔd
甲 S 甲 甲 S 乙 甲 甲 乙
甲 甲
此时乙物块对水平面的压强:p ′=ρ g(h ﹣Δd),
乙 乙 乙
因此时甲、乙物块对水平面的压强相等,
所以,ρ gh +4ρ gΔd=ρ g(h ﹣Δd),
甲 甲 乙 乙 乙
已知同种材料制成,ρ =ρ ,将h =10cm=0.1m,h =20cm=0.2m代入上式,
甲 乙 甲 乙
解得:Δd=0.02m=2cm。
故答案为:3000;2。
26.如图所示,实心均匀正方体甲和实心均匀圆柱体乙置于水平地面,已知甲的质量为 2kg,边长
为0.1m,甲对地面的压强为 Pa。若圆柱体乙的底面积是甲底面积的一半,且甲、乙对
水平地面的压力相等。现将乙沿水平方向切去一部分,使乙与甲等高,已知乙的密度是
2.5×103kg/m3,则乙的压强变化了 Pa。(g取10N/kg)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】2000;1500。
【解析】解:甲的重力:G =m g=2kg×10N/kg=20N,
甲 甲
甲对水平地面的压力:F =G =20N,
甲 甲
甲的底面积即受力面积:S =(0.1m)2=0.01m2;
甲
F 20N
甲对水平地面的压强:p = 甲= =2000Pa;
甲 S 0.01m2
甲
1 1
③由题知,S = S = ×0.01m2=0.005m2,
乙 2 甲 2
已知甲、乙对水平地面的压力相等,F =F =20N,
乙 甲
F 20N
原来乙对地面的压强p = 乙= =4000Pa;
乙 S 0.005m2
乙
现将乙沿水平方向切去一部分,使乙与甲等高,则h′=h =0.1m,ρ =2.5×103kg/m3,
甲 乙
此是乙对地面的压强
F G mg ρVg ρSh'g
p′=p= = = = = =ρgh′=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.1m=2500Pa,
S S S S S
乙的压强变化量为△p=p ﹣p′=4000Pa﹣2500Pa=1500Pa。
乙
故答案为:2000;1500。
27.如图所示,A、B为两个实心均匀的长方体,将它们放置在水平地面上,A、B的底面积之比为
3:4,高度之比为2:3,对水平地面的压强之比为2:1,则A、B的重力之比G :G = ,
A B
如果将A、B分别沿水平方向切去一定高度,并将切去部分叠放在对方剩余部分上,叠放后使
A、B对地面的压强之比保持不变,则A、B被截取的高度之比h:h= 。
A B
【答案】3:2;4:9。
【解析】解:(1)由题意知S:S=3:4,p:p=2:1,
A B A B
F G G p S p S 2 3
根据p= = 知A、B的重力之比: A = A A = A× A = × =3:2;
S S G p S p S 1 4
B B B B B
V S h S h 3 2
(2)AB的体积之比为: A = A A = A× A = × =1:2,
V S h S h 4 3
B B B B B
已知G:G=3:2,由G=mg知m:m=3:2,
A B A B
m
A
m ρ V m V 3 2
由ρ= 知A、B的密度之比为: A = A = A× B = × =3:1;
V ρ m m V 2 1
B B B A
V
B
A切去部分的重力为:G =m g=ρgV =ρgSΔh,
切A 切A A 切A A A A
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B切去部分的重力为:G =m g=ρgV =ρgSΔh,
切B 切B B 切B B B B
ρ gS (h -Δh )+ρ gS Δh ρ gS (h -Δh )+ρ gS Δh
由题意知: A A A A B B B : B B B B A A A =2:1,
S S
A B
代入数据得:Δh:Δh=4:9。
A B
故答案为:3:2;4:9。
28.如图1所示,甲、乙两个实心物体静止在水平地面上,其中甲为底面积为0.25m2、高2m的均匀
柱状体,乙为边长为1m,密度为2×103kg/m3的正方体,当沿水平方向截取不同高度的甲物体,
并平稳地放在乙物体上时,甲、乙对地面的压强随截取的长度 x的变化如图2所示,则
(选填“a”或“b”)图象代表甲的压强随截取的长度x的变化,图2中p:p= 。
1 2
【答案】b;4:5。
【解析】解:(1)当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平稳地放在乙物体上时,
F
甲剩余的质量减小,对地面的压力减小,受力面积不变,由p= 可知,甲对地面压强减小,
S
由图2可知,b图象代表甲的压强随截取的长度x的变化,则a图象代表乙的压强随截取的长度
x的变化;
(2)由图2可知,甲截取的长度为x 时,p=p =p ,设此时甲截取的重力为△G,
1 1 甲 乙
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由F=G=pS可得:F =G ﹣△G=p S =pS ,F =G +△G=p S =pS ,
甲 甲 甲 甲 1 甲 乙 乙 乙 乙 1 乙
G +G
则F +F =G +G =pS +pS ,即p = 甲 乙 ,
甲 乙 甲 乙 1 甲 1 乙 1 S +S
甲 乙
G +G
由图2可知,p 表示甲物体完全放在乙物体上方时乙对地面的压强,则p = 甲 乙 ,
2 2 S
乙
G +G G +G
所以,p:p = 甲 乙 : 甲 乙=S :(S +S )=(1m)2:[0.25m2+(1m)2]=4:5。
1 2 S +S S 乙 甲 乙
甲 乙 乙
故答案为:b;4:5。
29.如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为 3:4,把它们平放在同
一水平桌面上在甲物体上,沿水平方向截取一段长为X的物体A,并平稳放入容器乙中,用力使
物体A刚好浸没在液体中(A不与容器乙接触,液体无溢出),截取后,甲、乙对桌面的压强随
截取长度X的变化关系如图所示。已知甲的密度为0.6×103kg/m3,容器乙的壁厚和质量均忽略
不计。则圆柱体甲截取前对桌面的压强为 Pa,容器乙中液体的密度为 kg/m3
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】。
【答案】1200;0.4×103。
【解析】解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
F G mg ρVg ρShg
所以,圆柱体对桌面的压强p= = = = = =ρgh,
S S S S S
由图象可知,截取前圆柱体甲对桌面的压强p =4p,且x=10cm=0.1m时,p ′=2p,
甲 0 甲 0
则4p=ρ gh,2p=ρ g(h﹣x),
0 甲 0 甲
联立等式可得:h=2x=0.2m,
所以,圆柱体甲截取前对桌面的压强:p =ρ gh=0.6×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1200Pa;
甲 甲
(2)由图象可知,圆柱形容器乙中未放入物体A时,乙对桌面的压强p =p,
乙 0
因容器乙的壁厚和质量均忽略不计,
所以,乙对桌面的压强等于液体的压强,即p=ρ gh ﹣﹣﹣﹣﹣①
0 乙 乙
圆柱体甲截取长度x=10cm=0.1m时,物体A的体积V=S x,
A 甲
V S x
将物体A浸没在液体乙中,液面上升的高度:△h= A = 甲 ---②
S S
乙 乙
物体A刚好浸没在液体中时,容器乙对桌面的压强等于此时液体的压强,
即:2p=ρ g(h +△h)﹣﹣﹣③
0 乙 乙
联立①②③可解得:h =7.5cm=0.075m,
乙
1 1
由p =4p 可得:p = p = ×1200Pa=300Pa,
甲 0 0 4 甲 4
p 300Pa
由p=ρ gh 得,容器乙中液体的密度:ρ = 0 = =0.4×103kg/m3。
0 乙 乙 乙 gh 10N/kg×0.075m
乙
故答案为:1200;0.4×103。
30.如图,一只锥形烧瓶量得它的上口径与底径之比为1:3,放在水平桌面上,容器内有两种互不
相溶的液体充满容器,且上、下两部分液体恰好深度相同。已知上、下两种液体的密度之比为
ρ :ρ =2:3,上部液体对下部液体的压强为p ,下部液体对瓶底的压强为p ,则p :p =
1 2 1 2 1 2
,设上部液体对下部液体的压力为F,下部液体对瓶底的压力为F,则F:F= 。
1 2 1 2
【答案】2:5;8:45。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】解:(1)由题知,上、下两部分液体恰好深度相同,设两液体的深度均为h,
上部液体对下部液体的压强:p=ρgh,
1 1
因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,
所以,下部液体对瓶底的压强:p=ρgh+ρgh,
2 1 2
p ρ gh ρ 2 2
则 1= 1 = 1 = = ------------①;
p ρ gh+ρ gh ρ +ρ 2+3 5
2 1 2 1 2
1
(2)锥形烧瓶的上口径与底径之比r:r=1:3,则r = r,
1 2 1 3 2
1 1 1 2
则由几何知识可得,中间的口径:r= (r+r)= ×( r+r)= r,
2 1 2 2 3 2 2 3 2
由S=πr2得,锥形烧瓶的中间面积与底面积之比:
2
( r ) 2
S πr2 r2 3 2 4 ②;
= = = = ------------
S πr2 r2 r2 9
2 2 2 2
F
由p= 可得,上部液体对下部液体的压力:F=pS,
S 1 1
F p S 2×4 8
下部液体对瓶底的压力:F=pS,则 1= 1 = = 。
2 2 2 F p S 5×9 45
2 2 2
故答案为:2:5;8:45。
三、计算题(共10小题):
31.某正方体质量是16kg,边长0.2m。(g取10N/kg)
(1)求该正方体受到的重力是多少?
(2)该正方体放在水平面上时,如图A所示,求正方体对水平面的压强是多大?
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,如图B所示,求此正方体对水平
面的压强是多大?
【答案】(1)该正方体受到的重力是160N;
(2)该正方体放在水平面上时,对水平面的压强是4000Pa;
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,正方体对水平面的压强是3000Pa。
【解析】解:(1)该正方体受到的重力:G=mg=16kg×10N/kg=160N;
(2)该正方体放在水平面上时,对地面的压力:F =G=160N,
压
F 160N
受力面积:S=L2=(0.2m)2=0.04m2,正方体对水平面的压强:p= 压= =4000Pa;
S 0.04m2
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,正方体对水平面的压力:
F ′=G﹣F=160N﹣40N=120N,
压
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】F ' 120N
此正方体对水平面的压强:p′= 压 = =3000Pa。
S 0.04m2
答:(1)该正方体受到的重力是160N;
(2)该正方体放在水平面上时,对水平面的压强是4000Pa;
(3)当该正方体受到一个竖直向上的40N的拉力F的作用时,正方体对水平面的压强是3000Pa。
32.置于水平地面上的物体A、B如图所示,A质量为2.5kg,底面积为0.01m2,B重55N,底面积为
200cm2。求:
(1)物体A的重力;
(2)物体A对B的压强;
(3)物体B对水平地面的压强。
【答案】(1)物体A的重力为25N;(2)物体A对B的压强为2500Pa;
(3)物体B对水平地面的压强为4000Pa。
【解析】解:(1)物体A的重力:G=mg=2.5kg×10N/kg=25N;
A A
F 25N
= = =
(2)A对B的压力:F=G=25N,物体A对B的压强:p 2500Pa;
A S 0.01m2
(3)B对水平地面的压力:F′=G+G=25N+55N=80N,
A B
F' 80N
= = =
物体B对水平地面的压强:p′ 4000Pa。
S' 200×10-4m2
答:(1)物体A的重力为25N;(2)物体A对B的压强为2500Pa;
(3)物体B对水平地面的压强为4000Pa。
33.正方体物块A的边长为10cm,正方体物块B的边长为20cm,现将物块A放在水平地面上,物块
B叠放在物块A的正上方,如图所示。已知物块A的密度为2×103kg/m3,物块B的重力是80N,g
取10N/kg。求:
(1)物块A的重力G;
A
(2)物块A对地面的压强p。
A
【答案】(1)物块A的重力为20N;(2)物块A对地面的压强为1×104Pa。
【解析】解:(1)物块A的体积:V=(0.1m)3=0.001m3,
A
m
由ρ= 可得物体A的质量:m=ρV=2×103kg/m3×0.001m3=2kg;
V A A A
物块A的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N;
A A
(2)两物块叠放后,物块A对地面的压力:F=G+G=20N+80N=100N,
A A B
受力面积S=(0.1m)2=0.01m2,
A
F 100N
物块A对地面的压强:p = A = =1×104Pa。
A S 0.01m2
A
答:(1)物块A的重力为20N;(2)物块A对地面的压强为1×104Pa。
34.如图所示,在水平地面上有两个由同种材料制成的均匀正方体金属块甲和乙,其密度为
1.8×103kg/m3,它们的边长之比为1:3,甲的边长为0.2m。求:
(1)甲的重力?
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)甲对地面的压强?
(3)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,
此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切去重力为多少?(g取10N/kg)
【答案】(1)甲的重力为144N;(2)甲对地面的压强为3600Pa;
(3)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切
去重力为288N。
【解析】解:(1)甲的体积:V =L 3=(0.2m)3=8×10﹣3m3,
甲 甲
m
由ρ= 可得,甲的质量:m =ρ V =1.8×103kg/m3×8×10﹣3m3=14.4kg,
V 甲 甲 甲
则甲的重力:G =m g=14.4kg×10N/kg=144N;
甲 甲
(2)甲的底面积:S =L 2=(0.2m)2=4×10﹣2m2,
甲 甲
甲对地面的压力:F =G =144N,
甲 甲
F 144N
甲对地面的压强:p = 甲= =3600Pa;
甲 S 4×10-2m2
甲
F G mg ρVg ρL3g
(3)均匀正方体对水平面的压强p= = = = = =ρgL,
S S S S L2
因乙沿竖直方向切割一部分后,剩余部分的密度和高度不变,
所以,剩余部分对地面的压强:
p =ρgL =ρg×3L =1.8×103kg/m3×10N/kg×3×0.2m=10800Pa,
乙 乙 甲
又因乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方后,甲、乙对地面的压强相等,
所以,此时甲对地面的压力:
F ′=p ′S =p S =10800Pa×4×10﹣2m2=432N,
甲 甲 甲 乙 甲
则乙正方体切去重力:
△G =G ﹣G =F ′﹣G =432N﹣144N=288N。
乙 总 甲 甲 甲
答:(1)甲的重力为144N;(2)甲对地面的压强为3600Pa;
(3)若乙沿竖直方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,乙正方体切
去重力为288N。
35.如图所示,水平地面上放置了甲、乙两个质量均匀的长方体物块,甲物块的底面积为 100cm2,
乙物块的底面积是甲的2倍。甲物块高15cm,乙物块高12cm;甲的密度为0.6g/cm3,ρ :ρ
甲 乙
=3:5。(g取10N/kg)求:
(1)求乙的质量;
(2)现将甲物块叠放在乙物块上方,求乙物块对水平地面的压强;
(3)若将乙物块沿水平方向切下一部分,切下的部分放在甲物块上,此时甲、乙物块对水平面
的压强相等,求切去的厚度应该是多少厘米?
【答案】(1)乙的质量为2.4kg;(2)乙物块对水平地面的压强为1650Pa;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(3)若将乙物块沿水平方向切下1cm,切下的部分放在甲物块上时,甲、乙物块对水平面的压强相
等。
【解析】解:(1)由题意可得,乙的高度h =12cm,
乙
因为ρ :ρ =3:5。
甲 乙
5 5
所以乙的密度为:ρ = ρ = ×0.6g/cm3=1.0g/cm3,
乙 3 甲 3
乙的底面积为:S =2S =2×100cm2=200cm2,
乙 甲
则乙的体积为:V =S h =200cm2×12cm=2400cm3,
乙 乙 乙
m
由ρ= 可得,乙的质量为:m =ρ V =1.0g/cm3×2400cm3=2400g=2.4kg;
V 乙 乙 乙
(2)甲的体积为:V =S h =100cm2×15cm=1500cm3,
甲 甲 甲
m
由ρ= 可得,甲的质量为:m =ρ V =0.6g/cm3×1500cm3=900g=0.9kg;
V 甲 甲 甲
现将甲物块叠放在乙物块上方,
对地面的压力为:F=G =(m +m )g=(2.4kg+0.9kg)×10N/kg=33N,
总 甲 乙
F 33N
= = =
乙物块对水平地面的压强为:p 1650Pa;
S 200×10-4m2
乙
(3)将乙物块沿水平方向切下部分的高度为h′,切下的部分放在甲物块上,
则切去部分的重力:△G =△m g=ρ △V g=ρ S h′g,
乙 乙 乙 乙 乙 乙
此时甲物块对水平面上的压力:F =G +△G =ρ S h g+ρ S h′g,
甲 甲 乙 甲 甲 甲 乙 乙
此时甲物块对水平面的压强:
F ρ S gh +ρ gh'S S 3
p ′= 甲= 甲 甲 甲 乙 乙=ρ gh + 乙 ρ gh′= ρ gh +2ρ gh′
甲 S S 甲 甲 S 乙 5 乙 甲 乙
甲 甲 甲
此时乙物块对水平面的压强:p ′=ρ g(h ﹣h′),
乙 乙 乙
3
因此时甲、乙物块对水平面的压强相等,所以, ρ gh +2ρ gh′=ρ g(h ﹣h′),
5 乙 甲 乙 乙 乙
1 1
解得:h′= (5h ﹣3h )= ×(5×12cm﹣3×15cm)=1cm。
15 乙 甲 15
答:(1)乙的质量为2.4kg;(2)乙物块对水平地面的压强为1650Pa;
(3)若将乙物块沿水平方向切下1cm,切下的部分放在甲物块上时,甲、乙物块对水平面的压强相
等。
36.如图所示,棱长分别为0.2米和0.1米的实心立方体A、B放置在水平地面上,物体A、B的质量
均为8千克。求:
(1)物体A的密度ρ;
A
(2)物体B对水平地面的压强p;
B
(3)小明设想在A、B两物体中选择某一物体沿竖直或水平方向截取一定质量△m,并将截取部
分△m置于对方的上表面,使此时它们对水平地面的压强p′=p′,上述做法是否都可行?
A B
请说明理由。请写出满足p′=p′时的截取和放置方式,并计算出△m。
A B
【答案】(1)物体A的密度ρ 为1×103kg/m3;(2)物体B对水平地面的压强p 为7840Pa;
A B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(3)小明在B物体上方沿水平方向截取4.8kg,并将截取部分置于A的上表面时,它们对水平地面
的压强p′=p′。
A B
m 8kg
【解析】解:(1)物体A的密度ρ = A = =1×103kg/m3;
A V (0.2m) 3
A
(2)因物体B对水平地面的压力和自身的重力相等,
F G m g 8kg×9.8N/kg
所以,物体B对水平地面的压强p = B= B= B = =7840Pa;
B S S S (0.1m) 2
B B B
F G m g 8kg×9.8N/kg
(3)物体A对水平地面的压强p = A = A = A = =1960Pa,
A S S S (0.2m) 2
A A A
由p<p 可知,应从B上截取;
A B
F ' (m+△m)g F ' (m-△m)g
若沿水平方向截取,则p′= A = ,p′= B = ,
A S S B S S
A A B B
(m+△m)g (m-△m)g (8kg+△m)×g (8kg-△m)×g
由p′=p′可得, = ,即 = ,:
A B S S (0.2m) 2 (0.1m) 2
A B
解得:△m=4.8kg;
F G mg ρVg ρShg
若沿竖直方向截取,由p= = = = = =ρgh可知,B剩余部分对水平地面的压强
S S S S S
不变,
F ' F (m+△m)g mg (8kg+△m)×g 8kg×g
则由p′=p′可得, A = B ,即 = , = ,
A B S S S S (0.2m) 2 (0.1m) 2
A B A B
解得:△m=24kg>8kg,所以不可行。
答:(1)物体A的密度ρ 为1×103kg/m3;(2)物体B对水平地面的压强p 为7840Pa;
A B
(3)小明在B物体上方沿水平方向截取4.8kg,并将截取部分置于A的上表面时,它们对水平地面
的压强p′=p′。
A B
37.小杨选择了两个高度分别为10cm和6cm,底面积S :S =1:3的实心均匀的圆柱体A、B进行工
A B
艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,
并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示。求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;
(3)图2中a的值。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1)圆柱体A的密度是2×103kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加400Pa;
(3)图2中a的值是3。
【解析】解:(1)从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,
则A对桌面的压强逐渐减小,B对桌面的压强逐渐增加,
可以判断A的最初压强是2000Pa,
p 2000Pa
= = =
均匀柱体对水平面的压强 p=ρgh,则圆柱体 A 的密度:ρ
A gh 10N/kg×0.1m
A
2×103kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块的重力:△G=ρg△hS,已知S:S=1:3,
A A A A A B
将圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量:
△F △G ρ g△h S 2×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m
△p = = A = A A A ═ =400Pa;
B S S S 3
B B B
(3)由图象知,B的最初压强是1200Pa,则由p=ρgh可得圆柱体B的密度:
p 1200Pa
ρ = B = =2×103kg/m3,
B gh 10N/kg×0.06m
B
由图象知,截取高度a,剩下部分A和截取后叠加B的压强相等,
ρ gaS +ρ gh S
即:p'=p',则有:ρg(0.1m﹣a)= A A B B B ,
A B A S
B
因为ρ=ρ,S:S=1:3(即S=3S),
A B A B B A
aS +h ×3S a+3h a+3×0.06m
所以化简代入数据可得:0.1m﹣a= A B A = B= ,
3S 3 3
A
解得:a=0.03m=3cm。
答:(1)圆柱体A的密度是2×103kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加400Pa;
(3)图2中a的值是3。
38.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。若 A、B是质量分布均
匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρ:ρ=3:1.将A放在水平地面上,
A B
B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。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B沿竖直方向切去几分之几。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;(2)物块A的密度为1.2×103kg/m3;
(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。
F
【解析】解:(1)由p= 可得,物块A对地面的压力:F=pS=5100Pa×0.2m×0.2m=204N;
S A
(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G =F=204N;
总
由重力和密度公式可得:G+G=ρVg+ρVg=204N,
A B A A B B
1
因为ρ:ρ=3:1,所以有:ρ×(0.2m)3×10N/kg+ ρ×(0.3m)3×10N/kg=204N,
A B A 3 A
解得:ρ=1.2×103kg/m3;
A
(3)物块A的重:G=ρVg=1.2×103kg/m3×(0.2m)3×10N/kg=96N;
A A A
1
物块B的重:G=ρVg= ×1.2×103kg/m3×(0.3m)3×10N/kg=108N;
B B B 3
沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,
则物块B剩余部分的底面积为S•x,物块B剩余部分的重为G•x,
B B
F G +G ⋅x
则由p= 可得:p = A B =2800Pa,
S B S ⋅x
B
96N+108N⋅x
=
即 2800Pa,
(0.3m) 2 ⋅x
2
解得x= ,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积。
3
答:(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;(2)物块A的密度为1.2×103kg/m3;
(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。
39.图甲是格致楼下为防止车辆开到学生老师活动区域而放置的隔离墩,其外观形状如图乙所示:
底座由三个圆柱体A、B、C组成,底座上方是一个球体D,全部都由大理石打造而成。A的底面
积S =700cm2,A的高度h =4cm,B的底面积S =300cm2,B的高度h =2cm,C和D的总重量为
A A B B
G=423N,此时隔离墩对地面的压强为p=7500Pa,求:
(1)隔离墩对地面的压力;
(2)大理石的密度;
(3)为使隔离墩对地面的压强减少为p′=5000Pa,若按照如图丙虚线所示方法,增大A的底
面积,则A的底面积应为多少cm2?(最后结果保留整数)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1)隔离墩对地面的压力为525N;(2)大理石的密度为3×103kg/m3;
(3)为使隔离墩对地面的压强减少为p′=5000Pa,若按照如图丙虚线所示方法,增大A的底面积,
则A的底面积应为1161cm2。
F
【解析】解:(1)根据p= 可得,隔离墩对地面的压力:F=pS=7500Pa×700×10﹣4m2=525N;
S A
(2)隔离墩的总重力:G =F=525N,C和D的总重量:G=423N,
总
则A和B的总重力:G′=G ﹣G=525N﹣423N=102N,
总
G' 102N
A和B的总质量:m′= = =10.2kg,
g 10N/kg
A和B的总体积:V′=Sh+Sh=700cm2×4cm+300cm2×2cm=3400cm3=3.4×10﹣3m3,
A A B B
m' 10.2kg
大理石的密度:ρ = = = 3×103kg/m3;
V' 3.4×10-3m3
(3)设增大的A的底面积为△S,则增大A的部分对地面的压力:
△F=△G=△mg=ρ△Vg=ρ△Shg,
A
则此时隔离墩对地面的压力:F+ρ△Shg=p′(S+△S),
A A
即:525N+3×103kg/m3×△S×0.04m×10N/kg=5000Pa(700×10﹣4m2+△S),
解得△S≈0.0461m2=461cm2,
则A的底面积应为700cm2+461cm2=1161cm2。
答:(1)隔离墩对地面的压力为525N;(2)大理石的密度为3×103kg/m3;
(3)为使隔离墩对地面的压强减少为p′=5000Pa,若按照如图丙虚线所示方法,增大A的底
面积,则A的底面积应为1161cm2。
40.如图所示,水平桌面上放有一薄壁柱形容器,容器的中央放有一个柱形物体,容器与物体的重
力之比1:3,保持物体始终不动,然后向容器里加水,加入水的质量 m 和水对容器底的压强p
水
的关系如表格所示。已知当加入水的质量为4kg时,容器对桌面的压强为5000Pa,容器足够高,
水
整个过程无水溢出。请根据条件求解:
m /kg 1 2 3 4 5
水
p /Pa 1000 2000 2700 3200 3700
水
(1)容器的底面积;
(2)柱形物体的重力;
(3)要使容器对桌面的压强和水对容器底的压强之比为3:2,则加入的水的质量应为多少kg?
【答案】(1)容器的底面积为0.02m2;(2)柱形物体的重力为45N;
(3)要使容器对桌面的压强和水对容器底的压强之比为3:2,则加入的水的质量应为4.8kg。
【解析】解:(1)由表格数据知前2次加水时,水对容器底的压强增加量为1000Pa,后2次加水
时,水对容器底的压强增加量为500Pa,说明第3次时,水淹没了物体,
则从第3次到第4次,容器对桌面的压强增加量为:
△F △G △m g 1kg×10N/kg
△p= = 水= 水 = =3200Pa﹣2700Pa=500Pa,
S S S S
解得:S=0.02m2;
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(2)已知容器与物体的重力之比1:3,设物体的重力为G,容器的重力为G = G,
容 3
由题知,当加入水的质量为4kg时,容器对桌面的压强为5000Pa,
1
G+ G+4kg×10N/kg
则p G+G +G 3 5000Pa,
= 容 水= =
S 0.02m2
解得物体的重力:G=45N;
(3)第4次时,p :p =5000Pa:3200Pa>3:2,
桌 水
1 1
G+ G+m 'g 45N+ ×45N+5kg×10N/kg
第5次时,p ′ 3 水 3 5500Pa,
桌 = = =
S 0.02m2
此时p ′:p ′=5500Pa:3700Pa<3:2,
桌 水
可见水的质量在4~5kg之间,设加水的质量为m,
1
G+ G+mg
p ″ F″ 3 45N+15N+m×10N/kg,
桌 = = =
S S 0.02m2
此时水对容器底的压强 等于水的质量为4kg时水的压强加上比4kg多的水产生的压强(注意此
时物体已经浸没在水中,水对容器底增加的压力等于增加水的重力),
△m×g (m-4kg)×10N/kg
即p ″=p +△p =p + =3200Pa+ ,
水 水 水 水 S 0.02m2
因为容器对桌面的压强和水对容器底的压强之比为3:2,
45N+15N+m×10N/kg (m-4kg)×10N/kg
即p ″:p ″ = :(3200Pa+ )=3:2,
桌 水 0.02m2 0.02m2
45N+15N+m×10N/kg (m-4kg)×10N/kg
则 ×2=(3200Pa+ )×3,
0.02m2 0.02m2
解得:m=4.8kg。
答:(1)容器的底面积为0.02m2;(2)柱形物体的重力为45N;
(3)要使容器对桌面的压强和水对容器底的压强之比为3:2,则加入的水的质量应为4.8kg。
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