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上海初三物理_压强计算_知识点及例题精讲

知识要点

初三物理压强计算

知识点1 基本计算公式

密度公式: ρ =

V

,密度、质量、体积知道任意两个量,求第三个量。

压强定义公式:P = F,分析压力的施力物体和受力物体,明确受力面积。

S

液体内部压强的大小:p = ρgh,注意:当柱体放在水平面上,对水平面的压力的大小等于物体重力时,可以用这一公式。

知识点2 基本方法与技巧

(1)牢记两个压强公式,理解式中各个物理量的意义,注意统一用国际单位;

(2)要能正确地确定压力、确定受力面积、确定深度;

(3)相关的物理量(如重力、质量、密度等)及计算也要搞清楚;

(4)液体对容器底部的压力并不一定等于液体的重力;

(5)计算有关固体、液体的压力和压强问题时,先求压力还是压强的次序一般不同。

例题精讲

正确理解物体间的压力

【例题1】有一重50N,边长为20㎝的正方体木块,放在水平地面上。若用10N的力竖直向上拉木块,但没有拉起来,求此时木块对地面的压强。

【分析】压强的计算,需要确定压力、面积。要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点。如果认为压力F=G=50N,那就要犯错误了。本题中压力虽然是由于物

体受到重力产生的,但用10N的力竖直向上拉木块,虽然没有拉起来(那样对

地面的压力就为零了),却减轻了木块对地面的压力。要问减轻了多少压力?向

上用多少力,压力就减少多少。即此时木块对地面的压力为F=50N–10N=40N。

当然,还可以对木块进行受力分析:木块共受三个力:重力G=50N,方向竖直

向下;施加的力F1=10N,方向竖直向上;地面对木块向上的力F2,方向竖直向

上.由于木块静止,所有向上的力等于向下的力。即F2=G-F1=50N-10N=40N。

根据物体间力的作用是相互的,木块对地面的压力大小就等于F2。

木块对水平地面的压强P = F2 =

S

40 N

0.2m ? 0.2m

= 1000Pa

【答案】1000Pa

正确理解受力面积

【例题2】正方体铝块的质量为 2.7kg,分别放在以下的水平桌面中央,那么受力面积各是多少?产生的压强各是多大?(ρ铝=2.7×103㎏/m3,取g=10N/㎏)

⑴每边长1m的正方形水平面。

⑵每边长10cm的正方形水平面。

【分析】压强公式中的受力面积S实际上是指物体间接触部分的面积。本题中,铝块的面积可能小于桌面的面积,也可能等于或大于桌面的面积。物体间接触部分的面积,

不会超过两物体中较小的面积。所以,应先求出铝块的底面积,再与桌面的面积

进行比较.这样必须求铝块的边长,要求出边长,必须先用求体积。

F = G铝 = 2.7kg ?10N / kg = 27 N

V铝 = m铝

ρ铝

=

2.7kg

2.7 ? 10 3 kg / m 3

= 1? 10 -3 m 3

所以铝的边长为0.1m=10cm,铝的底面积为0.01m2 对比题目中的三种情况,分别求出压强:

(1)受力面积S1=S铝=0.01m2

P1 = =

27 N

0.01m 2

= 2700Pa

(2)受力面积S2=S铝=0.01m2

P2 = F

S

= 27 N

0.01m 2

= 2700Pa

(3)受力面积S3=S水平面=1.0×10-4m2

P3 = F

S

= 27 N

1.0 ? 10 - 4 m 2

= 2.7 ? 10 5 Pa

【答案】见分析

液体对容器底部压强和容器对水平支持面的压强的计算

【例题3】如图所示,一开口的杯子,装上8 cm高的水后,放在水

平桌面上。已知杯子内部底面积为50 cm2,外部底面积为

60 cm2;杯子装上水后的总质量为0.6 kg。

求:(1)水对杯底的压力;(2)杯子对桌面的压强。

【分析】水对杯底的压力是液体的压力压强问题,它取决于水的密度、深度和水的底面积(即杯子内部底面积);杯子对桌面的压强是固体的压力压强问题,它取决于杯

子对桌面的压力和桌面的受力面积。其中杯子对桌面的压力等于杯子和水的总重

力。

(1)先求水对杯底的压强P1 = ρgh = 1.0 ?10 3 kg / m 3 ? 9.8N / kg ? 0.08m = 784Pa 再求水对杯底的压力F1 = P1S1 = 784Pa ? 50 ?10 -4 m 2 = 3.92N

(2)先求杯子对桌面的压力F2 = G = 0.6kg = 5.88N

再求杯子对桌面的压强P2 = F2 =

S 2

5.88N

60 ?10 -4 m 2

= 980Pa

【答案】见分析

实战演练

基础巩固

1. 如图所示,用20N的水平压力把一重为10N的物体压在竖直墙壁上,若物

体与墙壁的接触面积是50cm2,求墙壁受到的压强。

答案:4000 Pa(注意:此题压力与重力无关)

第1题

2. 如图所示,边长为10cm的正方体金属块恰有一半放在面积为1m2的水平桌

面上,当弹簧测力计的示数为9.8N时,金属块对桌面的压强为1960Pa,求

此金属块的密度。

答案:2×103kg/m3(注意:此题压力等于金属块重力与弹簧测力计示数的差,受

力面积等于金属块底面积的一半)

第2题

3. 如图所示,放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面

高度h1=0.8m;容器顶部和底部的面积均为0.1m2,顶部到底部的高度

h2=0.6m,容器中的液体密度为1.2×103kg/m3,则液体对容器顶部的压力

为多少。

答案:235.2N(深度为h1-h2)

第3题

4. 如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是50cm2,内盛0.6kg的开水,

水深12cm,放置在面积为1m2的水平桌面中央。试求:⑴水对茶壶底部

的压力;⑵茶壶对桌面的压强。

答案:(1)5.88N(水对茶壶底部的压力不等于水的重力);(2)1960 Pa(受

力面积应是茶壶的底面积)

第4题

5. 如图所示,边长分别为0.2米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平

地面上,ρA =0.1×l03千克/米3,ρB=0.8×l03千克/米3。求:

(1)物体A的质量m A。

(2)物体B对地面的压力F B。

(3)小明和小华两位同学设想在正方体A、B上部沿水平方向分别截去一第5题

定的厚度后,通过计算比较A、B剩余部分对地面压强的大小关系。小明设想在A、B的上部均

截去0.09米,小华设想在A、B的上部均截去0.05米,他们的计算过程及得出的结论分别如下表所示:

①请判断:就他们设想截去的厚度而言,小明的结论是的,小华的结论是的。(均选填“正确”或“错误”)

②是否有可能存在某一厚度h,沿水平方向截去h后使A.B剩余部分对地面的压强相等?若

有可能,求出h的值;若没有可能,说明理由。

答案:(1)0.8kg (2)7.84N (3)①正确正确②有可能。h≈0.086米

中考真题

6. (2011 年上海中考真题)如图所示,实心均匀正方体 A、B 放置在水平地面上,受到的重力

均为 64 牛,A 的边长为 0.2 米,B 的边长为 0.3 米。

①求正方体 A 对水平地面的压强

②求正方体 A、B 的密度之比ρA: ρB

③若正方体 A、B 上沿水平方向分别截去相同的厚度 h后,A、B 剩余部分对

水平地面的压强为 P A’和 P B’,请通过计算比较它们的大小关系及其对应的 h

的取值范围。

第6题

答案:(1) P A = F A

S A

= 1600Pa

(2) ρ A

ρ B

=

m A

V A

m B

V B

27

8

(3)设切去高度为H时,P A ' = P B '

即 ρ A g (0.2 - H ) = ρ B g (0.3 - H )

解得H ≈ 0.16m

当h < 0.16m时,P A ' > P B ' ,当h > 0.16m时,P A ' < P B ' ,当h = 0.16m时,P A ' = P B '

-22

形容器,容器内盛有质量为4千克的水。

①求水的体积V。

②求容器对地面的压强p。

③现将一物块浸没在水中,水未溢出,若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压强的

增加量,则该物块的密度 ρ物为千克/米3。

1?10 米

m 的水和酒精,甲、乙的底面积分别为 S 、2S 。( ρ 酒精= 0.8 ?10 千克 / 米 )

答案:①

V 酒精 =2 ?10 米 ;② p 酒精 =784帕 ; 答案:① V =

m

ρ

=

4千克 1.0 ?10 3千克/米 3

= 4 ?10 -3米 3

② F = G = mg = (1千克 + 4千克)? 9.8牛/千克 = 49牛

p =

F S

=

49牛 -2

2 = 4.9 ?10 3帕 ③1.0 ?10

3

8.

(2013 年上海中考真题)如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为

3 3

① 若乙容器中酒精的质量为 1.6 千克,求酒精的体积V 酒精 。 ② 求乙容器中 0.1 米深处酒精的压强 p 酒精 。

③ 现有物体 A 、B (其密度、体积的关系如下表所示),请在物体 A 、B 和容器甲、乙中各选

择一个,当把物体放入容器中后(液体不会溢出),可使容器对水平地面的压力最大且压强最 大。求该最大压力

F 最大 和最大压强 p 最大 。

第 8 题

-3 3

F 最大 =

G 最大 =(3ρV + m ) g ;

p 最大 =

F 最大 S 最小

= 3ρV + m

S g ; 9.

(2013 年上海中考 宝山一模)去年 6 月 24 日我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号” 在

马里亚纳海沟试验海域成功下潜至 7020 米海底。(海水密度取 1.0×103 千克/米 3)求: (1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是 7.2×107 帕,则它能下潜的最大深度是多少?

(2)当它从 7020 米深处上浮到 5020 米深处的过程中,探测器上一面积为 50 厘米 2 的观察窗 口所承受的压力减少多少?

答案:(1)7346.9m ;(2)9.8×104N

10. (2013 年上海中考 嘉定一模)如图所示,横截面为正方形的实心均匀长方体 A 、B 放置在

水平地面上,它们的高度分别为 0.2 米和 0.1 米,B 的另一条边长为 0.4 米,A 的密度为 2× 103 千克/米 3,B 质量为 1 千克。 求:(1)A 对水平地面的压强;

(2)B 对水平地面的压强;

(3)若在长方体 A 上沿竖直方向

A 截去四分之一,求这时 A 剩余部分对水平地面的压强

第 10 题 B 为 p A ′。

答案:(1)3920帕;(2)245帕;(3)3920帕

11.(2013 年上海中考奉贤一模)将容积为3×10-3米3、底面积为0.01米2的薄壁轻质柱形容器,

放在水平地面上,在容器中注入 2.5×10-3米3的某种液体,液体的质量为2千克。求:

(1)容器对水平地面的压强;1960

(2)在容器中注入的液体的密度;800

(3)若在容器中加满这种液体,容器底所受压强的增加量。392

答案:(1)1960帕;(2)800kg/m3;(3)392帕

12.(2013年上海中考浦东一模)某底面积为0.01米2的薄壁柱形容器内盛有0.2米深的水,另

一容器中盛有体积为 3.0×10-3米3的酒精(ρ酒精=0.8×103千克/米3)。

1 2 3 求水对容器底部的压强P水。

求酒精的质量m酒。

若把以上两种液体分别倒入底面积为S和2S的两个足够高的薄壁柱形容器内,要

求液体对容器底部压强的比值最大。

根据要求选择:底面积为的容器装水,底面积为的容器装酒精。

求出:液体对两容器底部压强的最大比值。

答案:①水对容器底部的压强为1960Pa;

②酒精的质量为 2.4kg;

③2S;S;液体对两容器底部压强的最大比值为 2.4.

能力提高

1. 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。当甲乙

第1题(a)

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,

甲′乙′(a)所截的厚度h为____________米;

(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′=____________。

答案:①1×10-3米3②49牛③(a)0.05

第1题(b)

2. 如图所示,实心均匀正方体A、B放置在水平地面上,它们的高度分别为0.2米和0.1米,A

的密度为2×103千克/米3,B质量为1千克。

求:①A的质量;②B对水平地面的压强;

③若在正方体A、B上沿竖直方向按相同比例n截下一部分,

并将截下的部分分别叠放在对方剩余部分上,这时A、B剩余部分对水平地面的压强为p A′、p B′,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:①16千克

②980帕A

第2题

B

③G A

G B

m A

m B

=

16

1

S A

S B

4

1

若p A'=p B'

F A′/S A′=F B′/S B′

G A (1 - n) + G B n

S A (1 - n) = G B (1 - n) + G A n

S B (1 - n)

16(1 - n) + n

4

n=0.16 = (1 - n) + 16n

1

若p A'>p B'若 p A'<p B'

0<n<0.16

0.16<n<1

3. 如图所示,质量为0.1千克,底面积为1×10-2米3的正方形木块放在水平地面上,底面积为

5×10-3米2的柱形轻质容器置于木块中央,容器内盛有0.4千克的水。

1 2 3 求地面受到的压力F。

求水对容器底部的压强P。

在水中放入一物块,物块沉淀且水不溢出,若水对容器底部压强的增加量与地面受

到压强的增加量相等,求物块的密度ρ物。

答案:①地面受到的压力为 4.9N.

②水对容器底部的压强为7.84×102Pa.

③物块的密度为2×103kg/m3.

第3题

4. 如图所示,一个底面积为2×10-2米2的薄壁柱形容器放在水平桌面中央,容器高0.15米,内

盛有0.1米深的水。求:

1 2 3 容器内水的质量。

水对容器底部的压强。

当把一个质量为3千克的实心正方体A放入水中后,容器对桌面压强的增加量是

980帕,求物体A的密度大小?

答案:m水=2千克;P水=980帕;ρA=1.5×103千克/米 3

第4题

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