一、初中物理压力与压强问题
1.如图所示,盛有液体甲的薄壁圆柱形容器和均匀圆柱体乙放置在水平地面上。现从容器中抽出一定高度的液体并沿水平方向切去相同高度的部分圆柱体乙,此时甲对容器底部的压力与乙对地面的压力相等。若薄壁圆柱形容器和圆柱体乙原来对地面的压力分别为F甲和F乙,则( )
A.F甲一定等于F乙 C.F甲一定小于F乙 【答案】C 【解析】 【详解】
从容器中抽出一定高度的液体并沿水平方向切去相同高度的部分圆柱体乙时,△h甲=△h
乙
B.F甲一定大于F乙 D.不能确定
,甲对容器底部的压力与乙对地面的压力相等,F甲余=F乙余 ,而此时剩余的高度为h甲余>h。根据F甲=F乙时h甲余>h乙余 进行推理可得出:△h甲=△h乙时△F甲<△F乙,即抽走的液
乙余
体的压力小于切去相同高度的部分圆柱体乙的压力。原来对地面的压力为F原= F余+△F,因为F甲余=F乙余 ,△F甲<△F乙,所以原来对地面的压力F甲一定小于F乙。故选C。
2.有两块完全相同的砖,每块重19.6N,边长分别是20cm、10cm、5cm,如图所示,那么A对B的压强是( )
A.3.92×103Pa 【答案】A 【解析】
B.1.96×103Pa C.3.96Pa D.9.8×103Pa
A砖对B砖的压力等于A砖的重力,即F=G=19.6N; 两砖的受力面积S=5cm×10cm=50cm2=5×10-3 m2; A对B的压强P?F19.6N3??3.96?10Pa. ?32S5?10m点睛:A砖对B砖的压力等于A砖的重力,受力面积为两物体的实际接触面积.
3.将质量相等且分布均匀的圆柱体甲、乙放在水平面上。若沿水平方向均切去高度?h,甲、乙剩余部分对地面的压强p'与切去部分高度?h的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙初始高度h甲
??D.沿水平方向切去相同的质量,甲、乙剩下部分对地面的压强一定是p甲?p乙
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.由图可知,当沿水平方向均切去高度?h时,压强最先变为0的是乙,说明乙的高度小于甲的高度,故A错误;
B.当?h=0时,根据图可以看出甲的压强大于乙的压强,故B错误;
C.切去相同的高度?h,则减小的压强为Δp?ρgΔh,根据图像可以看出切去相同的高度,甲减少的压强大于乙减少的压强,所以根据Δp?ρgΔh可得甲的密度大于乙的密度,故C正确;
D.因为初始压强甲的压强大于乙的压强,且甲和乙的质量相同,所以甲和乙对地面的压力相同,根据公式p?F得,甲的底面积小于乙的底面积,甲和乙的质量相同,所以甲和SF得甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余S乙对地面的压力相同,切去相同的质量,则减小的压力相同,所以剩余部分甲和乙对地面的压力相等,因为甲的底面积小,根据公式p?部分对地面的压强,故D错误。 故选C。
4.甲、乙两个完全相同的烧杯,盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,如图所示,两烧杯中液面恰好相平。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为 p1 和 F1,乙容器中液体对容器底部的压强和压力分别为 p2 和 F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为 p1′和 F1′,乙容器对桌面的压强和压力分别为 p2′和 F2′。则下列判断中正确的是
A.p1?p2,F1?F2
B.p1?p2,F1=F2 C.p1?=p2?,F1?=F2? D.p1??p2?,F1??F2? 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB.由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为?液??物时物体漂浮,?液??物时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,因为
p??gh,且两杯中液面相平,所以,乙杯底的压强大于甲杯底的压强,即p1?p2;又
因为两个烧杯的底面积相同,根据公式F?pS可知F1?F2,故A正确,B错误; CD.由图可知,甲杯中鸡蛋排开盐水的体积大于乙杯中鸡蛋排开盐水的体积,两液面相平,则甲杯中盐水的体积小于乙杯中盐水的体积,又因乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,所以根据??m可知,甲杯中盐水的质量小于乙杯中盐水的质量,甲杯中盐水的V重力小于乙杯中盐水的重力,同一只鸡蛋,则重力相等,甲、乙两个完全相同的烧杯,则杯子重力相等,烧杯对桌面的压力等于杯子、杯子内的盐水和鸡蛋的重力之和,所以,甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力,即F1??F2?,又因为两个烧杯的底面积相同,根据公式p?D错误。 故选A。
F可知,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强,即p1??p2?,故C、S
5.如图所示,盛有甲、乙两种液体的两个轻质薄壁圆柱形容器静置在水平桌面上,现从容器内抽出高度相等的甲、乙液体,此时容器对桌面的压力变化量相等。若薄壁圆柱形容器内剩余甲、乙液体的质量分别为m′甲和m′乙,容器对桌面的压强分别为p′甲和p′乙,则( )
A.m′甲
B.m′甲 【分析】 【详解】 从容器内抽出高度相等的甲、乙液体,此时容器对桌面的压力变化量相等,即 ?F甲??F乙① 根据p?F则有 S?p甲S甲??p乙S乙② 由图可知甲的底面积小于乙的低面积,则 ?p甲??p乙 根据p??gh可知 ?甲>?乙 抽出等高的甲、乙液体,此时容器中剩余液体的高度由图可知 h甲??h乙? 根据p??gh可得剩余部分液体容器对桌面的压强关系 p甲??p乙? 水平桌面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,根据①式可知抽出部分液体的重力关系 ?G甲??G乙 即 ?m甲??m乙 根据②式由p??gh可得 ?甲g?hS甲??甲g?hS甲③ 可知当甲、乙容器中液体高度相同时,质量相同。 由公式p?F和p??gh可得桌面受到甲、乙容器的压力为 SF甲??甲gh甲S甲 F乙??乙gh乙S乙 由③式可知 F甲?F乙 即 m甲?m乙 则 m甲??m甲?m甲? m乙??m乙?m乙? 已知?m甲??m乙且m甲?m乙,所以 m甲??m乙? 综上所述,ABD项不符合题意,C项符合题意。 故选C 6.如图所示,底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面向齐平,且甲的质量等于乙的质量。若从两容器中分别抽出部分液体后,液面仍保持相齐平,则此时液体对各自容器底部的压强pA、pB和压力FA、FB的关系是( ) A.pA?pB,FA?FB C.pA?pB,FA?FB 【答案】A 【解析】 【分析】 B.pA?pB,FA?FB D.pA?pB,FA?FB 甲乙质量相等,对容器底的压力相等;A的底面积大,根据p?F分析液体对各自容器底S部的压强pA、pB的关系;若从两容器中分别抽出部分液体后,两液面仍保持齐平,则和原来的情况相同。 【详解】 甲乙两种液体质量相等,此时两液面齐平。因为是圆柱形容器,对容器底的压力为 F?G?mg, 所以甲乙对容器底的压力相等,即FA?FB; 由于A的底面积大,由p?F可得,A对容器底的压强小,即pA?pB; S若从两容器中分别抽出部分液体后,因为两液面仍保持齐平,所以和未抽出时的情况相同,即pA?pB,FA?FB;故选A。 【点睛】 本题主要考查压强大小比较,重点在分析压力及重力与压力的区别。 7.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