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.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。
3.甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上,他们对地面压强相等,已知ρ甲<ρ乙,在两个正方体上部分别沿水平方向切去相同的高度,切去部分的质量分别为m′甲和m′乙,则下列说法中正确的是 A. m′甲一定大于m′乙 C. m′甲一定等于m′乙 【答案】A 【解析】 【详解】
据最初压强相等有:
ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,
即:
ρ甲h甲=ρ乙h乙
ρ甲<ρ乙,故:
h甲?h乙。
甲的横截面积:
S甲=h2甲,
乙的横截面积:
S乙=h2乙.
设切去的高度为△h,要比较切去部分的质量,切去部分的质量=密度×切去部分的体积:
m′甲=ρ甲S甲?h=ρ甲h2甲?h=ρ甲h甲h甲?h m′乙=ρ乙S乙?h=ρ乙h2乙?h=ρ乙h乙h乙?h
则:
m′甲>m′乙。
故选A。
B. m′甲一定小于m′乙 D. m′甲可能等于m′乙
4.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 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 5.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比 ?甲:?乙?2:3,底面积之比S甲:S乙?3:4,对水平地面的压强之比p甲:p乙?8:5,下列有关 甲、乙的说法正确的是( ) A.甲、乙的重力之比是1∶2 B.甲、乙的体积之比是16∶5 C.甲、乙的高度之比是5∶12 D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的重力之比为 G甲FpSpS836?甲?甲甲?甲?甲???G乙F乙p乙S乙p乙S乙545 故A错误; B.甲、乙的体积之比是 m甲G甲gV甲??G?639?甲?甲?甲?乙???m乙G乙V乙G乙?甲525?乙g ?乙故B错误; C.甲、乙的高度之比是 V甲h甲SVS9412?甲?甲?乙??? h乙V乙V乙S甲535S乙故C错误; D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强之差为 p1?p2?F1F2G1G2m1gm2g?甲gV1?乙gV2?????????甲gh1??乙gh2??甲g(h甲?h)??乙g(h乙?h)S1S2S1S2S1S2S1S2 由于 ?甲:?乙?2:3 所以 ?甲?2?乙 3由于 h甲12? h乙5所以 h甲?12h乙 5故 p1?p2??甲g(h甲?h)??乙g(h乙?h)?212291?乙g?h乙??乙gh??乙gh乙??乙gh??乙gh乙??乙gh?0353153 所以 p1?p2 故D正确。 故选D。 6.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