初二物理压强典型例题解析
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初二物理压强典型例题解析
例1 一块砖,平放、侧放、立放在水平地
面上(如图1—4—1),关于砖对地面的压力
和压强的说法中正确的是 ( ).
图1—4—1
A
.平放时压力最大,压强最小
B
.侧放时压力最小,压强最大
C
.立放时压力最大,压强也最大
D
.三种放法压力一样大,立放压强最大
讲解 紧扣压强概念,当压力一定时(
均为砖重
G
),则接触面积最小时(砖立放的情
况),压强为最大.故正确答案为D
.
注意 讨论此题型时要注意题目给出的条件,砖被放在水平面上,所以砖对水平
地面的
压力由重力产生,而砖的重力不因其放法的不同改变,所以砖对地面的压力不变,而对地面
的压强,在压力一定的情况下与受力面积有关,立放时的接触面积比平放、侧放都小,所以
立放压强最
大.
例2
如图1—4—2所示,烧瓶中的水停止沸腾后,若从烧瓶中往外抽气,会看到水又
沸腾起来,这是由于
( ).
图1—4—2
A
.气压升高,水温升高
B
.气压降低,水温升高
C
.气压降低,水的沸点降低
D
.气压升高,水的沸点降低
1
讲解 根据水的沸点与气压的关系,正确答案为
C
.
注意 本题目只要搞清楚,
从密闭烧瓶中往外抽气时可使瓶内气压降低,而沸点的高低
与大气压有关,如果气压降低,沸点就降低,
所以停止沸腾的水又重新沸腾.
例3 已知图钉帽的面积是1厘米,图钉尖的面积是5×102
-
4
厘米,手指对图钉帽的
2
压力是20牛,那么图钉尖对墙
的压强
p
2
是手对图钉帽的压强
p
1
的________倍
.
讲解 由于
p
1
=
F
20牛
=
2
S
1
1厘米
p
2
=
F
20牛
=
S
1
51
0
4
厘米
2
20牛20牛
∶=2000∶1
4
22
510厘米1厘米
所以
p
1
∶
p
2
=
即
p
2
=2000
p
1
填2000
注意 该题说明两个问题:①图钉尖面积特别小,加在钉帽上一个较小的压力,就可以
得到
一个很大的压强;②固体可以大小不变地传递压力,而不一定能大小不变地传递压强,
压强与受力面积有
关.
例4 一个棱长为0.2米,重为200牛顿的正方体物块,放在1米的正方形水平桌面上,该正方体物块对桌面的压强是________帕.
讲解
物块对桌面的压强
p
=
2
G
F
=
S
1
S
物
所以
p
=
3
200牛
=5×10帕
0.20.2米
2
注意 本题主要考查了对压强的定义式的理解.物块放在水平
桌面上,压力由重力产生,
受力面积为接触面积,即物块的底面积,不能由桌面面积决定.
例5 如图1—4—3所示,两长方体
A
和
B
叠放在水平地面上,
A
受重力10牛,
B
受
重力30牛,已知
A
对
B的压强与
B
对地面的压强之比为3∶2,则
A
与
B
的底
面积之比为
________.
2
图1—4—3
讲解
由题意
p
A
=
G
A
10牛
=
S
A
S
A
p
B
=
G
A
G
B
10牛
= <
br>S
B
S
B
1040
∶将
p
A
∶p
B
=3∶2代入
p
A
p
B
所以
S
A
∶
S
B
=
得
S
A
∶
S
B
=1∶6
注意 在求物体B
对地面压强时,当心别在压力
FB
中漏掉物体
A
的重力:F
B
=
G
B
+
G
A
.
例6 图1—4—4是演示“液体内部的压强”的实验示意图,将图(
a
)和图(
b<
br>)相比
较,说明在液体内部:________________.
(
a
) (
b
) (
c
)
图1—4—4
将图(
a
)和图(
c
)相比较,说明在
液体内部:________________.
讲解 对比(
a
)图和(b
)图得出同一深度处各个方向的压强都相等;对比(
a
)图和
(
c
)图得出“压强随深度的增加而增大”.
注意 该实验题主要考查了学生的观察能力
和分析能力.观察实验现象时,要兼顾金属
盒上的橡皮膜的放法和
U
形管的高度差,才
能分析出它所反映的物理规律.在做题时容易
出现的问题是,学生观察到现象了,但不会叙述结论,而简
单地答成(
a
)、(
b
)两图的高
度差相同,(
a
)、(
c
)两图的高度差不同,这是现象而不是结论.所以明确物理现象,要正
确地得
出结论,表达也是很重要的.
3
例7
在海拔几千米的高原上煮鸡蛋,水沸腾了很长时间,鸡蛋总是不熟,其原因是
( ).
A
.大气压强小,水的沸点低
B
.高原上气压太低了
C
.炉火的温度低
D
.水沸腾的时间太长了
讲解 离地面越高,大气压强越小.一切液体的沸点,随气压减小而降低,气压增大而
升高
.大气压随着高度增加而减小,所以水的沸点随高度增加而降低.海拔1千米处约为
97℃,3千米处约
为91℃,6千米处约为80℃,9千米处约为70℃.在海拔8848米的珠穆
朗玛峰顶大约在72℃
水就沸腾了.所以选项
A
是正确的.
注意 大气压随高度的增加而减小,但减小
的过程是不均匀的,越高,大气压随高度增
加而减小得越慢;同一地点大气压强还随气象情况和季节不同
而变化.晴天的大气压比阴天
高一些,冬天的大气压比夏天高一些.
例8
用来测定大气压的仪器是 ( ).
A
.托里拆利实验
B
.气压计
C
.马德堡半球实验
D
.无液气压计
讲解 用来测定大气压的仪器叫气压计.常用的气压计有水银气
压计和金属盒气压计也
叫无液气压计.托里拆利实验是测定大气压值的实验,马德堡半球的实验是证明大
气压存在
的实验.这道题选项
B
是正确的
注意
大气压的值并不是固定不变的,随着离地面高度的增加,大气压的值明显的降
低.在海拔2 000米以
内,我们可以近似地认为,每升高12米,大气压降低133帕(1毫米
水银柱).利用大气压随高度变
化的规律,在无液气压计的刻度盘上标上高度就构成了高度
计,它是航空、登山必不可少的仪器.
例9 如图1—4—5所示为四个描述离心泵工作原理的示意图,其中正确的是 ( ).
讲解 水泵在起动前,先往泵壳里灌满水,起动后,叶轮在电动机带动下高速旋转,泵
壳里
的水也随着叶轮高速旋转,同时被甩入出水管中,这时叶轮附近压强减小,大气压迫使
低处的水进入泵壳
中而把水从低处抽到高处.所以选项
D
是正确的.
4
A
B
C
D
图1—4—5
注意 抽水机里的压
强小于外面的大气压,大气压使低处的水进入抽水机,从而实现了
利用大气压把水从低处抽到高处.
例10 如图1—4—6所示,甲、乙、丙三个容器(容器重忽略不计)底面积都相同、
高
度也相同,如果三个容器都装有同种液体,求:
图1—4—6
(1)哪个容器受到液体的压强和压力最大?
(2)哪个容器对桌面的压强和压力最大?
讲解 (1)由于甲、乙、丙三个容器内装有同种液体,则
甲
=
乙
=
丙
,如图所示
容器装的液体深度相同
h
甲
=
h
乙
=
h
丙
.根据
p
=
gh
,液体对容器底的压强相等即
甲
=
乙
=
丙
.
由于三个容器的底面积相同
S
甲
=
S
乙
=
S
丙
,根据
p
=
底的压力相等
F
甲
=
F
乙
=
F
丙
.
(2)容器对桌面的压力等于容器重力和容器内液体的重力之和.如图所示甲、乙
、丙
三个容器中装有的液体重
G
甲
<
G
乙
<
G
丙
,由题意可知容器对桌面的压力
F
′=
G
,所以丙<
br>容器对水平桌面的压力最大(
F
′
甲
<
F
′
乙
<
F
′
丙
).由于三个容器的底面积相等
S
甲<
br>=
S
=
S
丙
,根据
p
=
乙
F
,得
F
=
pS
,所以液体对容器
S
F
得
出丙容器对水平桌面的压强最大.
S
注意 在这道题的分析和解答中能够体会到液体的压
强只与液体的密度和深长有关,与
液体的总重、盛装液体容器的形状、大小等无关.而液体的压力则与液
体的压强、受力面积
5
有关,与容器内的液体重力无关.容器对桌面的压力和压强可以从容器的整体分析得出.
例11 如图1—4—7(
a
),物体
A
放在斜面上,画出
A
对斜面的压力示意图.
精析
此题考查学生是否明确压力的受力物体,考查压力大小并不总等于重力,还考查
压力的方向.
(
a
) (
b
)
图1—4—7
如图l—4—14(
b
),压力的作用点在斜面上,且方向垂直于斜面,在大小和
方向上都
与重力不同.
注意:当物体放在水平面上,且处于静止状态时,压力大小
F
=
G
,这种情况是经常遇
到的.
但往墙上按图钉时,手对图钉的压力;擦黑板时,板擦对黑板的压力大小一般都不等于
物体的重力.
例12 (温州市中考试题)下列四个事例中,用于增大压强的是 ( )
A
.推土机上安装两条履带
B
.铁轨铺在枕木上
C
.用滑雪板滑雪
D
.把刀刃磨薄
精析 在上
述实例中,都是通过改变受力面积来改变压强题目要求找到增大压强的例
子,而减小受力面积可以增大压
所以,把刀刃磨薄增大了压强.
答案
D
例13 如图1—
4—8,指出各图中
A
、
B
、
C
、
D
四个
点的深度.
(
a
) (
b
)
6
(
c
)
图1—4—8
精析 只有正确找出液体中某点的深度,才能正确地计出压强.
答案
h
A
=(50—20)
cm
=30
cm
h
B
=40
cm
h
C
=(50—20)
cm
=30
cm
h
D
=50
cm
例14 (北京市中考试题)如图1
—4—9所示的试管内装有一定量的水,当试管竖直
放置时,水对管底的压强为
p
1<
br>;当管倾斜放置时,水对管底的压强为
p
2
,比较
p
1
、
p
2
的大
小,则 ( )
图1—4—9
(
a
) (
b
)
A
.
p
1
>
p
2
B
.
p
1
<
p
2
C
.
p
1
=
p
2
D
.条件不足,无法判断
精析 此题考查深度变化对压强的影响.当管倾斜放置
后,图(
a
)(
b
)比较,试管中
液体的长度没有变化,但深度变为
h
2
,
h
2
<
h
l
,根据
=
液
gh
,水的密度没变,水对管
底压强减小.
答案
A
例15 甲、乙两个等高的柱形容器,它们的底面积之比
为2∶1,且都装满了水,若两
个容器的水面上分别浮着质量比为1∶3的两个木块,则甲、乙两个容器
底部受到的压强之
比为 ( )
A
.1∶2
B
.1∶1
C
.2∶3
D
.1∶6
7
精析 容器中装满水,水的深度为
h
.容
器的水面上漂浮木块后,容器中水的深度仍为
装满水时的深度
h
.所以甲、乙两个容底
部的压强之比为1∶1.
答案
B
例16 (重庆市中考试题)甲、
乙两个长方体,由不同材料制成.其底面积分别为
S
甲
=40
cm
2
,
S
乙
=30
cm
,高度之比
h
甲
∶
h
乙
=3∶2,密度之比
甲
∶
乙
=3∶1.
2
如图1—4—10所示,把甲放在水平桌面上,乙放在甲上,水平
桌面受到的压强为
7000
Pa
.把乙取下放在水平桌面上静止不动时,桌面对乙的支
持力为多少牛?
图1—4—10
精析
叠放体对水平桌面的压力为
G
甲
+
G
乙
.
解
设:水平桌面受到的压强为
p
甲对桌面压力
F
=
pS
甲
=7000
Pa
×40×10m=28
N
F
=
G
甲
+
G
乙
=28
N
甲、乙重力之比
-
42
G
甲
G
乙
=
m
甲
g
m
乙
g
=
甲
V
甲
甲
h
甲
S
甲
=
乙
V
乙
乙
h
乙
S
乙
34
0cm
2
3
6
==
330cm
2
2
1
代入①式,解得
G
甲<
br>=24
N
,
G
乙
=4
N
乙单独放在水平桌面上,支持力
N
=
G
乙
=4
N
.
答案 桌面对乙的支持力为4
N
例17 (北京市中考试题)如图
1—4—11所示.将底面积为100
cm
,重为5
N
的容
器放在水
平桌面上,容器内装有重45
N
,深40
cm
的水.
求:(1)距容器底10
cm
的
A
处水的压强.
(2)容器对水平桌面压强.(
g
取10
N
kg
)
2
8
图1—4—11
精析 此题考查学生是否会利用液体压强公式进行计算,是否能区别液体对容器底面的
压力和液体重力.
已知:
S
=100
cm
=0.01
cm
,G
水
=45
N
,
h
1
=40
cm=0.4m,
h
2
=10
cm
=0.1m,
G
容
器
22
=5
N
求:
p
A
、
p
′
解 (1)
p
A<
br>=
水
gh
=
水
gh
(
h
1
-
h
2
)
=1.0×10kg
m×10
N
kg
×(0.4m-0.1m)
=3×10
Pa
3
F
G
水
G
容器
45N5N
(2)
p
′====5×10
Pa
S
0.01m
2
S
3
33
答案 水中
A
处压强为3×10
Pa
,容器对桌面压强为5×10
Pa
例18 (北京市中考试题)如图1—4—12所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面
上.它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是 ( )
33
甲 乙
图1—4—12
A
.甲的密度大,甲受到的重力小
B
.甲的密度小,甲受到的重力小
C
.甲的密度小,甲受到的重力大
9
D
.甲的密度大,甲受到的重力大
精析
柱体对水平地面的压强
p
=
示柱体.
它们对地面的压强相等:
p
甲
=
p
乙
,
甲
gh
甲
=
乙
gh
乙
,
∵
h
甲
=
h
乙
∴
甲
>
乙
.
gSh
FG<
br>===
gh
,其中
h
表示柱体高,
表<
br>SSS
甲
>
乙
, 比较甲、乙的重力
G
甲
和
G
乙
.如果直接从
G
=
g
V去分析,而V
甲
>V
乙
.不
易得到结论.∵
从
甲
=
乙
,得
∵
S
甲
>
S
乙
答案
A
例19 (北京市中考试题)甲、乙两个正方体放在水平桌面上.它们对桌面的压强相
等
,压力之比为9∶4,则甲、乙的密度之比为 ( )
A
.2∶3
B
.3∶2
C
.1∶1
D
.4∶9
精析 物体对桌面的压强
p
=
G
甲
S
甲
=
G
乙
S
乙
∴
G
甲
>
G
乙
F
.对水平桌面的压力F
=
G
,而重力
G
=m
g
=
g
V,
S
通过几个公式,将压强、压力、重力、密度联系起来了.
解法1
由
p
甲
=
p
乙
可写出
F
甲
S甲
=
F
乙
S
乙
S
甲<
br>S
乙
=
F
甲
F
乙
=
9
4
9
a
2
∵ 正方体:=
2
=
4<
br>S
乙
b
S
甲
V
甲
a
3
27
a3
∴ 甲、乙边长=,甲、乙体积比:=
3
=
b28
V乙
b
甲
m
甲
V
甲
G
甲V
乙
F
甲
V
乙
982
==×=×=×=
乙
m
甲
V
乙
G
乙
V
甲
F
乙
V
甲
4273
解法2 正方体对水平桌面压强p
=
F
=
固
gh
(
h
为高
,也是边长)
S
由
甲
=
乙
,可
写出
甲
gh
甲
=
乙
gh
乙<
br>
10
甲
h<
br>甲
a3
===(
a
、
b
分别为甲、乙边长)
乙
h
乙
b2
答案
A
例20 (北京西城区模拟题)如图1—4—13所示,
A
和
B
是用同一种材
料制成的正方
体,它们的边长分别为
L
A
和
L
B
,
且
L
B
=2
L
A
.将物块
A
放在物块B
的上面的中央.物块
B
放在水平地面上.已知
B
对地面的压强
是9×10
Pa
,则
A
对
B
的压强是 ( )
3
图1—4—13
A
.1×10
Pa
B
.1.8×10
Pa
C
.4.5×10
Pa
D
.4×10
Pa
精析 这道题实际上求
A
对
B
的压强
p
A
和
B
对地面的压强
pB
之比.要正确地求出压
强,根据
p
=
3 3
3 3
F
,先要求出压力比和受力面积
S
之比.
S
解 已知:边
长
L
B
2
=,同材料
A
=
B
=
L
A
1
2
s
L
4
正方体的底面积之比:
B
=
B
2
=
1
s
A
L
A
V
L
8
正方体的体积之比:
B
=
B
3
=
1
V
A
L
A
B
和
A
重力比:
3
G
B
gV
B
8
==
gV
A
1
G
A
A
对
B
的压力和
B
对地面的压力比:
F
A
G
A
11
===
F
B
G
A
G
B
189
A
对
B
的压力和
B
对地面的压强比:
p
A
F
A
S
A
Fs
144
==
A
·
B
=×=
F
B
S
B
F
B
s
A
919
p
B
11
3
∵
p
B
=9×10
Pa
∴
p
A
=
答案
D
3 3
4
×9×10
Pa
=4×10
Pa
9
例21 (北京市中考试题)有两个用同种材料制成的圆柱体
A
和
B
,
A
的高度是
B
的
高度的3倍,将
A
竖直放在水平地面上,
B
竖直放在
A
上,如图14-21(
a
)所示,这时
A
对地面的压强与
B
对
A
的压强之比为3∶1.若将
A<
br>、
B
倒置后,仍放在水平面上,如图1-4-21
(
b
)所示
,则
A
对
B
的压强与
B
对水平面的压强之比是 ( )
(
a
) (
b
)
图1—4—14
A
.1∶3
B
.1∶2
C
.4∶1
D
.1∶1
精析 求叠加体的压
强比,不要急于列综合算式,而应该先把压力比和受力面积比求出
来.当压力和物重有关时,可以先把物
体的重力比求出来.
解
A
和
B
同材料:
A
=
B
=
,高度比
h
A
3<
br>=
h
B
1
F
A
G
B
pS
==
BA
F
B
G
B
G
B
p<
br>A
S
A
图(
a
)中,
B
对
A<
br>的压力为
F
B
,
A
对地面的压力为
F
A,则
G
B
p
1
=
B
=
G
B
G
B
p
A
3
G
B
1
=
G
A
2
可求得:
∵
G
B
V
B
S
B
h
B
1
===
<
br>V
A
S
A
h
A
2
G
A
s<
br>B
1
h
133
=×
A
=×=
2
h
B
212
s
A
∴
图(b
)中,
A
对
B
的压强
p
A
′和B
对地面的压强
p
B
′之比:
12
F
A
p
A
G
A
s
S
23
1
=
A
=×
B
=×
=
G
A
G
B
212
1
s
A
p
B
F
B
F
B
答案
D
例22 (北京市中考试题)甲、乙两支完全相同的试管,内装质量相等的液
体,甲管
竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,如图1—4—15所示.设液体对两管底的压强分<
br>别为
p
甲
和
p
乙
,则
p
甲
________
p
乙
(填“大于”、“等于”或“小于”)
图1—4—15
精析
计算液体的压强应从公式
p
=
度是决定液体压强的两个关键量.
解 比较甲、乙两试管底,液体的深度均为
h
.再比较液体的密度.从图中看V
甲<V
乙
,
又因为m
甲
=m
乙
,所以根据
=
液
gh
去分析.液体的密度和所求位置的液体深
m
,
得
甲
>
乙
.
V
又 ∴
p
=
液
gh
∴
p
甲
>
p
乙
.
答案 大于
例23
如图1—4—16,甲和乙是底面积相同的容器,其中都装有深度相同的水,
(1)比较水对容器底的压强 ( );(2)比较水对容器底面的压力 ( );
(3)
比较其中
所装水的重力 ( );(4)比较装水容器对桌面的压强 (
).(不计容器重)
13
甲 乙
图1—4—16
精析
依据液体压强公式和
F
=
pS
来比较压强和压强力.
(1)<
br>p
=
液
gh
,甲、乙中
水
和<
br>h
相同,
∴
p
甲
=
p
乙
(2)水对容器底的压力:
F
=
pS
,甲、乙中
p和
S
相同,
∴
F
甲
=
F
乙
(3)水的重力:
G<
br>=m
g
=
水
V
g
,∵ V
甲>V
乙
,
G
甲
>
G
乙
注意
F
甲
=
pS
=
液
gh
·
S
G
甲
=
水
<V
甲
S
∵
hS
<V
甲
∴
分析得
F
甲
<
G
甲
,
图甲:
F甲
<
G
甲
,图乙:
F
甲
=
G
乙
.∴
G
甲
<
G
乙
.
(4)对桌
面压力为
F
′=
G
水
+
G
容器
=
G
水
(不计容器重)
对桌面压强
p
甲
′=
F
甲
S
=
G
甲水
S
G
F
乙
乙水
p
乙
′==
∵
G
甲水
>
G
乙水
S
S
∴
p
甲
′>
p
乙
′
例24 如图1—4
—17所示,M为固定在铁架台上两端开口的梯形管,
N
为轻质塑料
片,被水槽中水托
住,并封住下端开口.若向M几慢慢注入1
kg
的水正好能将
N
压掉;若不注入水,而是将质量是1
kg
的金属块轻轻地放在
N
上,则
N
将________被压掉.(填“会”
或“不会”)
图1—4—17
精析 如图梯形管,装入1
kg
水,水的重力为
G
=m
g
=10
N
(
g
取10
N
kg
)
,而水对
塑料片的压力
F
>10
N
,塑料片
N
刚好
被压掉.
14
若放上1
kg
金
属块,对“
N
”的压力
F
′=10
N
<
F
∴
N
不会被压掉.
答案 不会
例25 已知外界
大气压为标准大气压,如图1—4—18所示的托里拆利实验装置中,管
内水银上方为真空,则管内A
点的压强为________,槽内
B
点的压强为________.强为________,槽内
B
点的压强为________.
图1—4—18
精析 大气的压强仍可以从液体压强的公式进行分析.
解
管内水银面上方是真空,
A
点的压强是由
A
以上的水银柱产生的.
∴
p
A
=10
cm Hg
表示汞
cm
Hg
也可以作为压强的单位.
B
点在水银槽下2
cm
深处,
B
处的压强是大气压和2
cm
水银柱共同产生的压强.
答案
A
处压强为10
cm Hg
,
B
处压强78
cm Hg
例26 如果有一个两端开口的玻
璃管,在它的上端蒙上一层橡皮膜,灌水后,用手堵
住开口端倒过来插入水槽中,如图l—4—19所示
,放手后,橡皮膜形状是平的?凸起的还是
凹进去的?
图1—4—19
精析 从橡皮膜上、下表面受的压强去分析.
15
解 膜的下表面受到水对它向上的压强,大小为
p
1
=
p
0
—
柱高).膜的上表面受到天气对它向下的压强,大小为
p
0.
比较
p
0
和
p
1
,可得
p<
br>0
>
p
1
.
橡皮膜从外向下凹进去.这个结果也可以通过实验检验.
思考
(1)此时若在管内与管外液面相平处划出一个小液片,液片是怎样达到平衡的?
(2)橡皮膜凹进的程度跟管内液柱高有什么样的关系?
例27 (1998年北京)在水平
面上竖直立着
A
、
B
两具实心圆柱体,它们的底面积之
比是2∶3,
对地面的压强分别为
p
A
和
p
B
,且
p
A
∶
p
B
=1∶3.把叠放在
B
上后,
B
对
地面
的压强为
p
B
′,则
p
B
与
p
B
′之比是 ( ).
A
.11∶9
B
.9∶11
C
.2∶9
D
.9∶2
精析 因为在水平面上,所以
F
A
=
G
A
,<
br>F
B
=
G
B
,根据
p
=
水
gh
(
p
0
为大气压,
h
为水
G
F
,
S
A
∶
S
B
=2∶3,
A
S
G
B
=
F
A
P
A
S
A
122
2
===,
G
A
=
G
B
,当把A
叠放在
B
上后,
B
对地面的压力
F
B
′=
9
F
B
P
B
S
B
339
F
B
F
B
1111
2
G
A
+<
br>G
B
=
G
B
+
G
B
=
G
B
,则
p
B
∶
p
B
′=∶=
F<
br>B
∶
F
B
′=
G
B
∶
G
B
=9∶
9
99
S
B
S
B
11,选项
B
正确.
注意 根据公式
p
=
F
可知,压强
p
是由压力的大小和受力面积的大小决定的,而压
S
力是因物体间的相互作用而产生
的,把
A
叠放在
B
上,则
B
对地面的压力是
A对
B
的压
力和
B
受到的重力的合力,即
B
物体
所受的向下的合力
F
合
B
产生的对水平地面的压力
F
B′=
F
合
B
=
F
A
+
G
B<
br>=
G
A
+
G
B
.
例28
(1998年福建福州) 下表是某同学做“研究液体的压强”实验时所测得的部分
数据记录.(1)实
验次数l、4、5说明:水的压强随________增加而增大;(2)实验次数1、
2、3说明:在
同一深度,水向各个方向的________.
实验
次数
1
2
深度
(厘米)
3
3
橡皮膜
方 向
朝上
朝下
水
压强计左右液面
高度差(厘米)
2.6
2.6
16
3
4
5
3
6
9
朝侧面
朝上
朝上
2.6
5.4
8.2
精析 由实验数据记录可以观察到,第1、4、5次实验,橡皮
膜在液体内部的深度由3
厘米、6厘米增加到9厘米,压强计的
U
形管两边的液面高度
差由2.6厘米、5.4厘米增加
到8.2厘米,即压强增大,所以水的压强随深度的增加而增大.由第
1、2、3次实验,橡皮
膜所在液体的深度都是3厘米处,可以得出:在同一深度,水向各个方向的压强
相等.所以
这道题的答案是:深度;压强相等.
注意 通过实验得出液体的压强特点:
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)液体的压强随深度增加而增大;
(3)在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(4)不同的液体的压强还跟液体的密度有关系.
例29
(1998年内蒙古呼和浩特) 如图1—4—20所示,容器中有液体,凸出的橡皮
膜表明_____
___________________.
精析 容器侧壁的孔是橡皮膜封住的,在没有倒入水的时
候是平的,当向容器内倒进一
定量的水时,橡皮膜向外凸出,凸出的橡皮膜表明水对容器的侧壁有压强.
这道题的答案是:
液体对容器侧壁有压强。
图1—4—20
注意
固体由于受到重力作用,对支承它的物体有压强.申于液体也受到重力的作用,
同时液体没有固定的形状
,又易流动,所以在液体内部有压强,对阻碍它流散开的容器壁也
有压强.
例30(1999年天津) 如图1—4—21所示,为一个梯形容器的纵截面,两侧壁高度分
别为a
和
b
,从开口
c
处向容器内注满密度为
的
液体,则容器底部所受液体的压强为
17
( ).
A
.
g(ab)
2
B
.
g(ab)
2
C
.
gb
D
.
ga
图1—4—21
精析 液体内部的压强公式
p
=
gh
,这里的
h
是的指由液面算起至液体中某个位置
的深度.本题的液面在“
c
处”,故容器底部所受
液体的压强应为
gb
.正确答案为
C
.
注意 深度
相同,形状不同的容器装满同一种液体,对底面产生的压强相等,但产生的
压力可能不同;压力的大小与
底面积的大小成正比.
例31 (1999年重庆) 有一边长为0.1米的正方体金属块,质量
为15千克,放在面
积为0.5米水平桌面的中央(
g
=10牛/千克).求:
(1)金属块对桌面的压力多大?
(2)金属块对桌面的压强多大?
精析
(1)因正方体金属块放在水平桌面上,故压力在大小上等于金属块的重力,即
..
2
F
=
G
=m
g
=15千克×10牛千克=150牛.(2)
p
=
4
F
150牛
==1.5×10帕.
S
0.1米0.1米
注意 该题中“水平桌面”这个条件很关键.如果桌面不水
平而是倾斜的,那么,金属
块对桌面的压力将小于重力了,计算起来要复杂些.
例32
(1998年北京) 甲、乙两支完全相同的试管,内装质量相等的液体,甲管竖直
放置,乙管倾斜放置
,两管液面相平,如图1—4—3所示.设液体对两试管底的压强分别为
p
甲
和
p
乙
,则
p
甲
________
p
乙
.(填“大于”、“等于”或“小于”)
精析 因为液体压强p
=
gh
,如图所示深度
h
相同,体积V
甲
,已知质量m相等,
根据
p
=
m
,
所以密度
田
>
乙
,这道题的答案是“大于”.
V
18
甲 乙
图1—4—22
注意 液体产生的压强仅与液体的密度大利
和深度<
br>h
(指有效深度而不是液柱的长
度)有关,与液体的重(质)量和体积无关.
例33 (1998年陕西西安) 把装满水的量筒,口朝下浸没在水中,如图1—4—23所
示,抓住
筒底向上提,在筒口离开水面前,量筒露出水面部分 ( ).
A
.充满水
B
.有水,但不满
C
.没有水
D
.依次出现上述过程
图1—4—23
精析 量筒内装满
水向上提起筒时,在筒口没有离开水面前,筒内水面上方没有空气,
是真空,量筒内水面上方的压强为零
.而筒外的水面上方的大气压强支持着筒内的水柱,所
以筒内仍充满水.所以选项
A
是
正确的.
注意 由于水银的密度是水密度13.6倍,根据公式样
=
pgh
可知,高达十多米的水
柱才能与76厘米水银柱产生的压强相等.大气压强大约能托起1
0米多高的水柱.这就是我
们为什么用水银而不用水做托里拆利实验的原因.
例34
(1998年河南) 如图1—4—24所示,将一只试管装满水银后倒插在水银槽中,
管顶高出水银面
20厘米,在标准大气压下管外水银面上受到的大气压强等于________帕,
若在试管顶部开一个
小孔,将看到________现象.
精析 760毫米水银柱的大气压强叫做标准大气压,l标
准大气压等于1.01×10帕.当
在试管顶部开一个小孔,管内外水银面都受到大气压的作用,成了连
通器,根据连通器的原
19
3
5
理,
管中水银会流入水银槽内,管内外水银面相平,所以这道题的答案是:1.01×10;管
中水银流入水
银槽内.
图1—4—24
注意 试管内充满水银时,试管顶受到的压强p
是大气压强
p
0
减去管内水银柱的压强
p
柱
,即
p
=
p
0
-
p
柱
.有的同学就会错误
地认为当管顶开一个小孔时,水银会从小孔喷出去,
这是没有考虑到此时大气压强也作用于小孔的缘故.
例35 (1997年北京)如图1—4—25(甲)所示,两个实心的长方体
A
、
B
叠放在一
起后,放在水平地面上.已知它们的密度之比ρ
A
∶ρ
B
=2∶1,底面积之比
S
A
∶
S
B
=1
∶4,
它们的高度之比
h
A
∶
h
B
=2∶3,B
对地面的压强为
p
B
.若把
B
叠放在
A的上面,如图(乙)
所示,
B
对
A
的压强为
p
B
′.甲图中,
A
放在
B
的中央。乙图中,
A
的上
表面仍位于
B
的
下表面的中央.则
p
B
∶
p
B
′为 ( ).
A
.1∶2
B
.4∶1
C
.3∶2
D
.1∶3
甲 乙
图1—4—25
精析 该题先要把两个压强的表达式列出来,用统一的量代换
后再去比,列式时要
B
对地面的压强是
A
、
B
共同产生的.
即
p
B
=
(m
A
m
B
)
g(
A
S
A
h
A
B
S
B
h
B
)
=
S
B
S
B
20
12
(2
B
S
B
h
B
B
S
B
h
B
)g
1
43
==
(ρ
B
h
B
+ρ
B
·
h
B
)g
3
S
B
=
4
ρ
B
h
B
g
3
p
′
B
=
hgS
B
m
B
g
B
h
B
g
S
B
==
BB
=4ρ
B
h
B
g
1
S
A
S
A
S
B
4
所以
P
B
∶
P
B
′=1∶3 故选
D
.
注意 本题较难,主要表现在题目不是直接给出
A
、
B
物体的质
量关系,而是给出了密
度、底面积、高度的比,比较繁杂,容易出错;其次是求的压强比不是对同一支持
面的压强,
而是
B
对地的压强,
B
对压强.这就要求同学仔细审题,
不能搞错对象.
例36 (1996年辽宁大连) 如图1—4—26所示,两个玻璃容器分别装
有不同的液体,
能否只用刻度尺和压强计比较出这两种液体的密度大小,请你写出实验过程和结论.
精析 实验过程:把压强计的金属盒分别放在容器的液体内同一深度(用刻度尺测量出)
处
,观察
U
型管内液面的高度差.
高度差越大,金属盒所在液体的密度就越大.
图1—4—26
注意 该实验题比较灵活.它脱离教材的分组实验,要求学
生综合运用所学的知识来设
计实验.如何运用刻度尺和压强计完成实验的突破口是把握液体内部压强由液
体密度和学度
决定,即
p
=ρ
gh
.所以用刻度尺可测深度,当深度
一定时,压强和密度有关.因此用压强
计可测试出在同一深度的压强大小,那么两容器中液体密度大小就
比较出来了,那就是压强
大的密度也大.
例37 (1998年山东)一钢精水壶的质量
为1千克,平面壶底的直径和壶的深度均为
20厘米,容积为4×10
-
3
米
,壶中装满水置于水平桌面上.(取
g
=10牛千克)求:
3
3
(1)水对壶底的压强;
p
1
=
gh
=1×10×10×
0.2
21
3
=2×10(帕)
(2)水的质量m
水
=
水
V=1.0×10×4×10
=4(千克)
壶底对桌面的压力
F
=m
g
=(m
水<
br>+m
壶
)
g
=(4+1)×10=50(牛)
壶底对桌面的压强
p
2
=
3
3
-
3<
br>F
50牛
=
22
S
3.1410米
≈1.6×10(帕)
注意 该题目综合考查了液体压强和固体压强的计算.液体压强的大小只跟
液体密度和
深度有关,与液体的质量和容器形状无关,由
p
=
gh
决定.而固体的压强由压强定义式
p
=
F
mg
,求壶度对桌
面的压强是壶加水的重力产生的,所以
F
=m
g
,
p
=.
S
S
例38 (1998年四川)一油库装煤油的油罐中盛有4米深的煤油,在距
底部0.5米处发
现有一个半径为2厘米的圆形漏油孔,求:
(1)煤油对罐底的压强多大?
(2)小孔处煤油的压强多大?要想堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力?
(煤油密度
p
=0.8×10千克米,取
g
=10牛千克)
精析
(1)由
p
=
gh
所以
p
底
=
煤油
33
gh
1
3
=0.8×10千克米×10牛千克×4米
=3.2×10帕
(2)小孔的面积
S
=πR=3.14×(0.02米)
=1.25×10
-
3
3
4
22
米
2
小孔处水深
h
2
=3.5米
p
孔
=
煤油
·
g
·
h
2
33
=0.8×10千克米×10牛千克×3.5米
22
4
=2.8×10帕
由
p
=
F
S
4
-
3
所以
F
=
p
·
S
=2.8×10帕×1.25×10米=3
5牛
2
注意 该题中第(1)问计算煤油对罐底的压强比较简单,而第(2)问的难点在
于计算
小孔处煤油的压强时的深度
h
怎样确定.只要区别液体内部深度和高度关系即可
,所以小
孔处的深度应是
h
2
=4米-0.5米=3.5米.堵住小孔需要的
压力不等于重力,而是按压力
的计算方法
F
=
p
·
S
.
例39 (2000年上海)为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学把若干个用同
种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,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,他仔细观察发现每组内部沙面的凹陷程度相同,而各组却不
同,第一组凹陷程
度最大,第二组其次,第三组最小.
表一
实验序号
1
2
3
压力(牛)
受力面积(厘米)
6.0
9.0
12
表二
实验序号
4
5
6
压力(牛)
受力面积(厘米)
3.0
4.5
6.0
表三
实验序号
7
8
9
压力(牛)
受力面积(厘米)
3.0
4.5
6.0
20
30
40
2
2
2
10
15
20
10
15
20
(1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初
步结
论是:________.
(2)从表中看哪两组表示压力的作用效果相同?
23
(3)从表一、表二、表三的数据分析,可以得到什么结论?
精析
(1)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果就越显著
(2)4与7(或5与8,6与9)
(3)(
a
)表一与表二中的数据及观察到的现象,得出的结论是:受力面积相
同时,压力越大,压力的作用效果越显著;(
b
)表二与表三中的数据及观察到的
现象,得出的结论是:当压力相同时,受力面积越小,力的作用效果越显著.
注意 溯本求源,通
过实验,通过取得数据的比较,探究压力的作用效果与哪些因素有
关,对培养学生科学的思维品质起到良
好的导向作用;同时,为引入压强的概念作了铺垫,
不失为素质教育的一道好题.
24