专训1 各种压强的计算
名师点金: 1.公式总结:
(1)公式p=F/S适用于所有压强的计算。 ..
(2)公式p=ρgh既可计算液体的压强,还可以计算质地均匀的柱形固体对水平面的压强。
(3)孤立在水平面的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G。
(4)盛水容器对水平面的压强可利用公式p=F/S底=(G水+G容器)/S底解答。 2.注意的问题:(1)计算固体压强时,一定要找准对应的压力和受力面积。 ..........(2)计算液体压强时,要注意高度与深度的区别。
固体压强的计算
1.【2017·衡阳】2017年5月5日C919在浦东机场成功起飞,这是我国最新自主研发的中型民航客机,打破了欧美国家民航技术的长期垄断,成为我国“大国制造”的标志之一。该机在某次试飞时以300 km/h的速度水平匀速飞行了2 h;估计该机质量为40 t,着陆后静止在水平地面时轮子与地面的总接触面积为4 m2。(g取10 N/kg)求:
(1)飞机在这2 h内水平飞行的路程; (2)飞机水平匀速飞行时受到的升力; (3)飞机静止在水平地面时对地面的压强。
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2.如图所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员在附近遥控机器人。若机器人质量为500 kg,每条履带与地面的接触面积为1 000 cm2。(g取9.8 N/kg)则:
(1)机器人的重力为多少?
(2)若南极某处冰面能承受的压强为4.2×104 Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
(3)如果科考队员的质量为70 kg,他双脚跟冰面的接触面积为300 cm2,科考队员能在冰面上安全行走吗?
(第2题图)
液体压强的计算
3.长颈鹿是地球陆地上目前个子最高的动物,因此它的血压也是在动物中最高的。成年的长颈鹿平均身高可达4.3 m,它的质量可达2 t,长颈鹿一只脚掌的着地面积为250 cm2。求:
(1)长颈鹿站立时,对水平地面产生的压力和压强分别是多大?
(2)若长颈鹿的血液密度为1.05×103 kg/m3,当它的心脏收缩时,需把血液压到比心脏高3 m的头部,则长颈鹿心脏收缩时,需产生的压强至少是多大?(收缩压是指心脏收缩时产生的压强,计算时不考虑大气压,本题g取10 N/kg)
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4.图中平底茶壶的质量是0.4 kg,底面积是4×10-3 m2,内盛0.6 kg的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为1 m2的水平桌面中央,忽略壶壁厚度,g取10 N/kg。试求:
(1)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力; (2)茶壶对桌面的压强。
(第4题图)
气体压强的计算
5.【中考·乌鲁木齐】1654年,马德堡市长和他的助手做了著名的“马德堡半球实验”,证明了大气压的存在。
(1)实验中,他们把两个铜半球壳灌满水后合在一起,再把水全部抽出,此时球内接近________,周围的________把两个铜半球紧紧地压在一起。
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(2)如图,某校同学用底面积为500 cm2的平底压力锅代替铜半球模拟上述实验,在山底比在山顶拉开锅的最小拉力要________(山底与山顶气温相同),在山底,当锅两边受到的拉力均为4 000 N时,锅恰好被拉开,拉开之前锅内空气的压强约为多少?(大气压取105 Pa)
(第5题图)
6.伪气功师声称有“空手吸盆”的特异功能,进行招摇撞骗。其做法是先偷偷地把挂衣钩的吸盘紧密地压在平滑的脸盆底面,在大气压下,吸盘和脸盆被紧紧压在一起,这种情况与马德堡半球实验有异曲同工之处,伪气功师只要抓住隐藏着的挂衣钩,就能把装有一定质量的水的脸盆提起来。
小科同学用受力面积约为12 cm2的吸盘,成功地表演了“空手吸盆”,若当时的大气压值约为1.0×105 Pa,请你根据以上数据,计算大气压对这个吸盘的压力有多大?
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7.学习了大气压的知识以后,小明对大气压通常有1.0×105 Pa这么大存有疑问,想亲自证实一下。
(1)小明买来一个塑料挂钩,把它的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面,如图所示,测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为10 cm2;又找来一个轻塑料桶(质量可忽略不计),在桶中装8 L水,经过计算,他认为塑料桶挂到挂钩上不会把吸盘拉掉。请写出计算过程和判断依据(g取10 N/kg)。
(2)当小明把水桶挂到挂钩上时,吸盘却被拉掉了,是大气压没有那么大还是其他原因?请发表你的看法。
(第7题图)
8.在1标准大气压下水的沸点是100℃,如果气压增大,沸点也会升高,家用高压锅就是应用这个原理设计的。已知水的沸点跟气压的关系如图所示。测得锅盖出气孔的直径为4 mm,压在出气孔上的限压阀质量为80 g,请你通过计算对照图象判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少?(g取10 N/kg)
(第8题图)
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