2、杯漂浮在水面上,測(cè)出水的深度為,如圖所示;再將一金屬球放入燒杯中,此時(shí)燒杯仍漂浮在水面上,測(cè)出水的深度為;最后將該金屬球取出放入水中(空燒杯仍漂浮在水面上),待金屬球沉底后測(cè)水的深度為。已知水的密度為水,則
A.金屬球的密度為水
B.金屬球的密度為水
C.金屬球沉底后,它對(duì)容器底的壓力為水
D.金屬球沉底后,它對(duì)容器底的壓力為水
【答案】AC
【解析】根據(jù)阿基米德定律,金屬球放入燒杯中時(shí)比只有燒杯浮在水面上時(shí)多排開(kāi)的水所受重力,等于金屬球的重力,即G金=ρ水(h1﹣h0)Sg,根據(jù)重力的公式G金=m金g,由m金=ρ水(h1﹣h0)S;金屬球沉入水底時(shí)比只有燒杯浮在水面上時(shí)多排開(kāi)
3、的水的體積,等于金屬球的體積,即V金=(h2﹣h0)S;根據(jù)密度公式ρ=得,金屬球得密度ρ金===水,故A正確,B錯(cuò)誤;金屬球沉底后對(duì)杯底得壓力等于金屬球重力減去水對(duì)金屬球得浮力,根據(jù)浮力公式F浮=ρ水Vg,F(xiàn)N=G金﹣F浮=ρ水(h1﹣h0)Sg﹣ρ水(h2﹣h0)Sg=水。故C正確,D錯(cuò)誤。
【母題來(lái)源3】2019年重慶B卷
【母題原題】如圖所示,將圓柱體甲、乙放在水平面上,已知ρ甲>ρ乙,若沿水平方向切除相同的高度Δh,則下列圖像中能正確表示余下部分對(duì)地面的壓強(qiáng)p′與切去部分高度Δh的關(guān)系是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根據(jù)題意及圖知道,ρ甲>ρ乙、h甲>
4、h乙,由p=ρgh知道p甲>p乙,所以開(kāi)始時(shí)甲圖線在乙圖線的上面,若沿水平方向切除相同的高度?h,由于ρ甲>ρ乙,所以?p甲>?p乙,即甲的壓強(qiáng)減小的快,但由于甲的高度大于乙的高度,所以,甲的壓強(qiáng)不可能比乙先變成零,故只有D正確。
【母題來(lái)源4】2019年江蘇蘇州卷
【母題原題】如圖甲所示,一個(gè)裝有適量水的燒杯放置在水平來(lái)面上,將一裝滿水的小試管(管壁厚度不計(jì))倒扣在水中,對(duì)小試管施加一個(gè)豎真向上的拉力F,使其緩慢上升到如圖乙所示位置,在此過(guò)程中,小試管中一直充滿水,這是由于___________的作用,試管口中心的壓強(qiáng)______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】大氣
5、壓 變小
【解析】由于大氣壓能支持10米多高的水柱,因此在對(duì)小試管施加一個(gè)豎直向上的拉力F,使其緩慢上升過(guò)程中,小試管中一直充滿水,由甲到乙液面到試管口的深度減小,由p=ρgh知道,液體對(duì)試管口的壓強(qiáng)變小,外面大氣壓不變,試管口中心的壓強(qiáng)是等于大氣壓加上液面到試管口的壓強(qiáng),則在此過(guò)程中,試管口中心的壓強(qiáng)變小。
【母題來(lái)源5】2019年四川南充卷
【母題原題】如圖,容器中裝深度10 cm,質(zhì)量為60 g的水,已知容器的質(zhì)量為30 g,底面積為5 cm2,容器底部受到水的壓強(qiáng)為_(kāi)__________Pa,容器對(duì)平桌的的壓強(qiáng)為_(kāi)__________Pa。(ρ水=1×103 kg/m3,g=1
6、0 N/kg)
【答案】1×103 1.8×103
【解析】水的深度h=10 cm=0.1 m,容器底部受到水的壓強(qiáng):p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa;質(zhì)量為60 g的水,容器的質(zhì)量為30 g,總質(zhì)量為:m=60 g+30 g=90 g,重力為:G=mg=90×10﹣3 kg×10 N/kg=0.9 N水平桌面受到容器的壓力:F=G=0.9N,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng):。
【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用,要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力。
【母題來(lái)源6】2019年四川德陽(yáng)卷
【母題原題】如圖所示,有一圓柱形容器,放
7、在水平桌面上?,F(xiàn)將一體積為2×10–4 m3,質(zhì)量為0.54 kg的矩形金屬塊放在容器底部,再向容器中加入水至14 cm深時(shí),水對(duì)容器底的壓強(qiáng)是________Pa,金屬塊對(duì)容器底部的壓力是________N(金屬塊與容器底部不是緊密接觸,ρ水=1.0×103 kg/m3,取g=10 N/kg)。
【答案】1.4×l03 3.4
【解析】向容器中加入水至14 cm深時(shí),水對(duì)容器底的壓強(qiáng)是:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.14 m=1.4×l03Pa;由圖知道,金屬塊浸沒(méi)在水中,由阿基米德原理知道,金屬塊所受的浮力是:F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg
8、/m3×2×10–4 m3×10 N/kg=2 N;金屬塊的重力是:G金=m金g=0.54 kg×10 N/kg=5.4 N;由平衡條件知道,金屬塊對(duì)容器底部的壓力是:F壓=G金–F浮=5.4 N–2 N=3.4 N。
【難點(diǎn)中心】本類題通常主要考?jí)簭?qiáng)和液體壓強(qiáng)的計(jì)算.通常基本以選擇題或填空題的形式出現(xiàn),涉及的考點(diǎn)有壓力的計(jì)算、壓強(qiáng)的計(jì)算以及液體壓力和液體壓強(qiáng)的計(jì)算。初中學(xué)生的想象比較直觀,學(xué)生常常會(huì)由固體而直接聯(lián)想到液體,把液體和固體產(chǎn)生的壓強(qiáng)簡(jiǎn)單地等同起來(lái),把課本前面提到的固體對(duì)水平支持面壓力大小的計(jì)算辦法照搬到液體上來(lái)用,從而認(rèn)為液體對(duì)容器底部的壓力總等于液體的重力,從而容易造成失
9、分。
【考點(diǎn)難點(diǎn)突破】
【知識(shí)鏈節(jié)】
1.利用p=F/S計(jì)算固體壓強(qiáng)的關(guān)鍵是確定受力面積,解題時(shí),要抓住“受力”二字,分析物體表面到底有多大面積受到壓力作用,而不能取任意的一個(gè)面積代入。[
2.固體壓強(qiáng)解題的思路:①根據(jù)物體平衡條件和物體間相互作用規(guī)律求出壓力F;②確認(rèn)受力面積S;③再根據(jù)公式p=F/S求出壓力對(duì)受力面的壓強(qiáng),要特別注意壓力和重力的區(qū)別。
液體壓強(qiáng)公式p=ρgh說(shuō)明:
A.公式適用的條件為:液體[
B.公式中物理量的單位為:p:Pa;g:N/kg;h:m
C.從公式中看出:液體的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān),而與液體的質(zhì)量、體積、重力、容器的底面積、容器形
10、狀均無(wú)關(guān)。著名的帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)充分說(shuō)明這一點(diǎn)。
【技能方法】
1.利用壓強(qiáng)公式計(jì)算時(shí),關(guān)鍵是找出壓力和受力面積,這也是考生的易錯(cuò)點(diǎn)。
A.使用該公式計(jì)算壓強(qiáng)時(shí),關(guān)鍵是找出壓力F(一般F=G=mg)和受力面積S(受力面積要注意兩物體的接觸部分)。
B.特例:對(duì)于放在桌子上的直柱體(如:圓柱體、正方體、長(zhǎng)放體等)對(duì)桌面的壓強(qiáng)p=ρgh[。
2.液體壓強(qiáng)和壓強(qiáng)的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用,要知道在水平面上物體對(duì)水平面的壓力等于物體自身的重力.形狀不規(guī)則的容器是學(xué)生最容易出錯(cuò)的,注意液體產(chǎn)生的壓力不一定等于自身重力。應(yīng)先計(jì)算壓強(qiáng),再根據(jù)壓強(qiáng)算壓力。在計(jì)算液體壓強(qiáng)時(shí)難點(diǎn)是水深度的計(jì)算,
11、要知道水的深度指的是距離液面的高度,不是距離容器底的深度。
科§
【母題1】(2019·江蘇省連云港市八年級(jí)期末)由同種材料做成的兩個(gè)高度相同但底面積不同的實(shí)心圓柱體A、B,豎直放置在水平面上,如圖所示,他們對(duì)水平面 的壓強(qiáng)大小關(guān)系是
A.pA>pB B.pApB,不符合題意;B.pA
12、;C.pA=pB,符合題意;D.無(wú)法判斷,不符合題意。
【母題2】(2019·山東省東營(yíng)市墾利區(qū)八年級(jí)期末)如圖所示,底面積和質(zhì)量都相同的A、B兩容器,裝有等深、等質(zhì)量的不同液體。把它們放在水平桌面上,則液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)pA_______pB,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)pA′______pB′(選填“>”、“<”或“=”)。
【答案】< =
【解析】由圖可知,A容器內(nèi)液體的體積大于B容器內(nèi)液體的體積,已知液體質(zhì)量相等,由可得,。兩容器內(nèi)液體的深度相同,根據(jù),則A容器中液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)較小,即pA
13、的總重相等,故兩容器對(duì)桌面的壓力相等,即FA=FB。
【母題3】(2019·江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)初二期末)如圖所示,正方體物塊A在水平推力F的作用下,從甲圖位置勻速運(yùn)動(dòng)到乙圖位置.在此過(guò)程中,A對(duì)桌面的壓力將______(變大/不變/變?。?,A對(duì)桌面的壓強(qiáng)將___________(變大/不變/變?。TO(shè)圖丙中A對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p1,若沿著粗實(shí)線的方向用平直的刀具切割后取走上半部分,剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為p2,則p2______p1(>/=/<)。若繼續(xù)沿著細(xì)點(diǎn)劃線的方向切割后取走右邊部分,剩余的左邊部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為p3,則p3_________p2(>/=/<)。
【答案】不變
14、 變小 < =
【解析】根據(jù)題意知道,從甲圖位置勻速運(yùn)動(dòng)到乙圖位置的過(guò)程中,物體在豎直方向上處于平衡狀態(tài),故G=F支,而支持力與壓力相等,即壓力大小也等于重力大小,重力不變,則壓力不變;由于在物體移動(dòng)的過(guò)程中,與桌面的接觸面積變大,由知道,在F不變而接觸面積增大時(shí),壓強(qiáng)將變小;若沿著粗實(shí)線的方向用平直的刀具切割后取走上半部分,剩余部分質(zhì)量減半,即重力減半,壓力減半,而與桌面的接觸面積不變,所以,對(duì)水平地面壓強(qiáng)減半,即p2
15、,剩余的左邊部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為p3,相對(duì)于圖中豎直虛線左邊部分來(lái)說(shuō),壓力減半,受力面積不變,即剩余的左邊部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是:。
【母題4】(2019·江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)初二物理)如圖所示,一個(gè)密封的圓臺(tái)狀容器,內(nèi)裝一定質(zhì)量的水,放在水平桌面上?,F(xiàn)把它倒置過(guò)來(lái)后,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)與原來(lái)相比較會(huì)________,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)會(huì)_________。
【答案】變大 變大
【解析】由圖知道,水的體積一定,當(dāng)?shù)怪眠^(guò)來(lái)后水的高度增大了,由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh知道,倒置過(guò)來(lái)后水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變大了;由于對(duì)桌面的壓力等于總重力,即一定值,當(dāng)?shù)怪眠^(guò)來(lái)后容器與桌面的接觸面積減小,由 知道,
16、倒置過(guò)來(lái)后容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大了。
【母題5】(2019·江西省南昌市第二中學(xué)八年級(jí)期末)如圖所示,質(zhì)量為300 g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面積為200 cm2,內(nèi)裝2.7 kg的水,已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3。求:
(1)容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng);
(2)水對(duì)容底部的壓力。
【答案】(1)1.5×103 Pa (2)24 N
【解析】(1)容器對(duì)水平桌面的壓力是:
F=G=(m水+m容)g=(2.7 kg+0.3 kg)×10 N/kg=30 N;
容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)是:=1.5×103 Pa;
(2)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):
p′=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa,
則水對(duì)容器底部的壓力是:
F′=p′S=1.2×103 Pa×200×10-4 m2 =24 N。
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