一、初中物理压力与压强问题
1.完全相同的圆柱体甲、乙置于水平地面上,将圆柱体分别置于它们的上方,甲、乙上表面受到的压强相等,如图所示。现将A、B位置互换,互换前后甲、乙上表面受到压强变化量大小分别为?pA、?pB,互换后甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙,则
A.?pA??pB,p甲?p乙 C.?pA??pB,p甲?p乙 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
B.?pA??pB,p甲?p乙 D.?pA??pB,p甲?p乙
圆柱体甲、乙完全相同,将圆柱体AB分别置于它们的上方,甲、乙上表面受到的压强相等,将A、B位置互换,互换前后甲、乙上表面受到压强并无变化,所以
?pA??pB
由图可知A与圆柱体接触的积小于B与圆柱体接触的面积, 所以
GA<GB
互换后甲、乙对地面的压力分别为
F甲=G甲+GB F乙=G乙+GA
因此F甲大于F乙;由压强公式p?F可知 Sp甲>p乙
故选A。
2.如图所示,均匀圈柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器放置在水平地面上。现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出相同高度的液体乙后,甲对地面的压强等于乙对容器底部的压强。若甲、乙原来的质量分别为m甲、m乙则
A.m甲可能等于m乙 C.m甲一定大于m乙
B.m甲一定等于m乙 D.m甲一定小于m乙
【答案】C 【解析】 【详解】
由图可知,甲、乙的横截面积关系为:
S甲>S乙,
已知甲、乙的剩余部分对底部的压强相等,根据
F?pS?G?mg
可知,甲、乙的剩余部分质量大小关系为:
m甲剩>m乙剩;
对于规则的均匀固体,其对地面的压强
p?FGmg?Vg?Sgh??????gh SSSSS则p甲=?甲gh甲,根据液体压强公式可得,乙对容器底部的压强p乙=?乙gh乙 由图可知,甲、乙原来的高度是:
h甲<h乙,
现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出相同高度的液体乙后(设减小的高度为△h),由
h?=﹣hh
可得,甲、乙剩余的部分高度:
h甲?<h乙?,
由题知剩余的甲对地面的压强等于剩余的乙对容器底部的压强,根据p=?gh可得:
?甲>?乙。
由于切去甲的高度与抽出乙的高度相同,且
S甲>S乙,
根据V=Sh可知,切去甲的体积与抽出乙的体积关系是:
V甲切>V乙抽,
根据m=?V可知,切去甲的质量与抽出乙的质量关系是:
m甲切>m乙抽,
由于物体原来的质量
m=m剩?m切,
所以,
m甲>m乙,
故C正确,ABD错误。
3.某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。则下列分析正确的是( )
A.血液滴在甲试管中受到的浮力最小 B.硫酸铜溶液中ρ甲密度最大
C.血液滴在丙试管中受到的重力等于排开硫酸铜溶液的重力 D.三个试管底部受到硫酸铜溶液的压强相等 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.同一感染者体积相同的一滴血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液悬浮,浮力等于重力;丙中血液沉底,浮力小于重力,所以
F甲=F乙>F丙
故A错误;
B.当物体密度小于液体密度时,物体漂浮,故感染者血液的密度小于ρ甲;当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与 ρ乙相同;当物体密度大于液体密度时,物体下沉,故感染者血液的密度大于ρ丙;故硫酸铜溶液中ρ甲密度最大,故B正确;
C.血液滴在丙试管中下沉,故受到的重力大于排开硫酸铜溶液的重力,故C错误; D.当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与 ρ乙相同,当血液滴漂浮时,硫酸铜溶液的密度大于血液的密度,当血液滴下沉时,硫酸铜溶液的密度小于于血液的密度,可知
ρ甲>ρ乙>ρ丙
由图知液面相平,由公式p=ρgh可得
p甲>p乙>p丙
故D错误。 故选B。
4.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,B球有一半体积露出液面,两容器内液面相平。下列分析正确的是:( )
A.两小球所受浮力FA?FB
B.两种液体的密度?甲?2?乙 C.两种液体对容器底部的压强p甲?D.两种液体对容器底部的压力F甲?【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.A小球在甲中悬浮,B小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即
FA?GA,FB?GB
p乙
1F乙 2A、B两球完全相同,所以重力相等。则A、B两球所受浮力相同,即FA?FB,故A错误; B.根据F浮??水gV排可得,A小球在甲中悬浮,则A所受浮力为
FA??甲gV排??甲gVA
B小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B所受浮力为
'FB??乙gV排?1?乙gVB 2由题意可知,A、B两球体积相等且所受浮力相等,即
FA?FBVA?VB联立可得甲、乙液体密度的关系为?甲?C. 由于两容器内液面相平,根据p?
1?乙,故B错误; 2?液gh可得,两种液体对容器底部的压强分别为
p甲??甲gh p乙??乙gh
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
?甲??乙
所以p甲?p乙,故C错误;
F可得,两种液体对容器底部的压力分别为 SD.由于两容器底面积相同的,根据p?F甲?p甲S??甲ghS F乙?p乙S??乙ghS
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
?甲?1?乙 2两种液体对容器底部的压力关系为F甲?故选D。
1F乙,故D正确。 2
5.如图所示,放在水平地面上的物体A、B高度相等,A对地面的压力小于B对地面的压力。若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的厚度hA′、hB′及剩余部分对地面压强pA′、pB′的关系是( )
A.hA′>hB′,pA′<pB′ C.hA′<hB′,pA′>pB′ 【答案】A 【解析】 【分析】
根据固体密度公式、压强公式作答。 【详解】
物体A、B对地面的压力等于其自身重力,由A对地面的压力小于B对地面的压力知
B.hA′>hB′,pA′>pB′ D.hA′<hB′,pA′<pB′
GA?GB
即
?AVA??BVB
又由物体A、B高度相等可得
?ASA??BSB
若使剩余部分的质量相等,即
''?ASAhA??BSBhB
则需要
''hA?hB
又由物体A对地面的接触面积大于物体B,可知压强为
''''pA??AghA?pB??BghB
故选A。
6.甲、乙两个正方体放置在水平地面上,如图(a)、(b)所示,它们对地面的压强分别为p甲和p乙.将它们沿竖直方向切下相同比例的部分后,再把甲切下部分放在甲剩余部分的下方,把乙切下部分放在乙剩余部分的上方,如图(c)、(d)所示,此时它们对地面的压强变为p甲'、p乙'.若p甲'=p乙',则下列判断中正确的是