一、初中物理压力与压强问题1.如图所示,甲、乙两相同容器放在水平桌面上,已知甲、乙两容器里分别装有两种质量相同的不同液体,则在同一高度上的A 、B 两点液体的压强A p 和B p 的大小关系为A .AB p p > B .A B p p =C .A B p p <D .以上都有可能.【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】甲、乙两容器相同,两种液体的质量相同,由F p S=和 F G mg ==知两个容器底部所受压强相同,即p p =甲乙,∵A 、B 两点在同一高度上,m m =乙甲, V V 甲乙>,∴ρρ甲乙< ,∴根据p gh ρ=知:AB 以下液体对底部压强A B p p 下下<,∵AB 两点压强为A A p p p =-甲下,B B p p p =-乙下 ,∴A B p p >.故选A .2.A 、B 两个实心正方体的质量相等,密度之比AB ρρ∶=8∶1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )A .F F 甲乙∶=1∶1, p p 乙甲:=1∶2 B .F F 甲乙∶ =1∶1,p p 乙甲:=1∶4 C .F F 甲乙∶=1∶2,p p 乙甲: =2∶1 D .F F 甲乙∶ =8∶1,p p 乙甲:=1∶8 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】若按(甲)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力A B F G G =+甲若按(乙)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力A B F G G =+乙故A BA B11F G G F G G +==+甲乙∶ 由mVρ=,可得 AA AB B B BA B A 18V m m V m m ρρρρ===⨯ 则AB 两物体的边长之比为12 ,则AB 两物体的面积之比为14,因为所以按(甲)、(乙)两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是B B A A B A14F F F S S S F S F S F S p p =⨯⨯===甲乙甲乙乙甲甲乙 故选B 。
3.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。
若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则它们对地面压力的变化量△F 甲、△F 乙的关系是( )A .△F 甲一定大于△F 乙B .△F 甲可能大于△F 乙C .△F 甲一定小于△F 乙D .△F 甲可能小于△F 乙【答案】C 【解析】 【详解】两个正方体的边长分别为h 甲和h 乙,h 甲<h 乙,由p =F S =G S =mg S=ρVg S =ρShg S =ρgh可知,由于甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,对地面的压强相等,即:p 甲=p 乙,所以,ρ甲gh 甲=ρ乙gh 乙,在两正方体上部沿水平方向切去相同高度的部分,由于底面积不变,对地面的压力变化是切去的部分,即:△F =ρ△Vg =ρS △h g =ρh 2△hg ,则:F F 甲乙=22h hg h hg ρρ甲甲乙乙 =h h 甲乙<1, 所以,△F 甲<△F 乙,故△F 甲一定小于△F 乙。
故选C 。
4.如所示,一密度均匀的实心物块放在地面上,对地面的压强为p ,若沿虚线将该物块切去一部分,留下部分对地面的压强为p ',则( )A .p < p 'B .p > p 'C .p = p 'D .无法判断【答案】B 【解析】 【详解】设原来物体的重力为G 原,梯形的下表面积为S 1;给原来的物体增加G 部分的物体,如图所示,成为规则物体,那么,整个物体对地面的压强为:1111GG G G G p p S S S S +==+=+原原总 ;沿虚线将该物块切去一部分,设此时剩余部分的重力为G ',梯形的下表面积为S 2,根据第一幅图的情况可知,质量和面积是等比例减小的,所以总压强是不变的。
根据关系可知:G G G G Gp p S S S S +==+=+总2222'''; 根据p 总相等可得:1G Gp p S S +=+2' 那么:1G Gp p S S =2-'->0 所以:p >p ′;故选B 。
5.如图所示,质量相等的A 、B 两个正方体放在水平面上,A 的边长比B 大.如果从其正中间水平或竖直方向打通一个横截面积大小相同的圆柱形的小孔后,使其剩余部分对水平面压强相等.设想了下列四种做法:(1)两个正方体均水平打孔; (2)两个正方体均竖直打孔;(3)B 水平打孔、A 竖直打孔; (4)A 水平打孔、B 竖直打孔; 以上想法中能实现目的是 A .(1)、(2) B .(1)、(3) C .(2)、(3) D .(2)、(3)、(4)【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A 、B 两个正方体质量相等的放在水平面上,由于正方体对地面的压力等于自身的重力,所以A 、B 两个正方体对地面的压力相等;又因为A 的边长比B 大,所以A 、B 的底面积S A >S B ,由p=F/S 可知,A 、B 两个正方体对地面的压强p A <p B ;(1)当两个正方体均水平打孔时;A 小孔的重力为G A ′=S 孔G /S A ,B 小孔的重力为G B ′=S 孔G /S B ,则G A ′<G B ′,由于剩余部分对水平面压力F′=G -G ′,则F A ′>F B ′;由于A 、B 的底面积不变,S A >S B ;由p=F/S 可知,剩余部分对水平面压强p A ′可能会与p B ′相等,故两个正方体均水平打孔可行;(2)柱状体对水平面产生的压强是p=ρgh ,当竖直打孔时,由于物体仍是柱状体且高度不变,由p=ρgh 可知剩余部分对水平面压强不变,所以,两个正方体均竖直打孔时剩余部分对水平面压强仍是p A <p B ,故两个正方体均竖直打孔不可行;(3)由(2)知道,若A 竖直打孔,A 剩余部分对水平面压强不变;由(1)知道若B 水平打孔,则重力减小,底面积不变,由p=F/S 可知B 剩余部分对水平面压强p B ′会减小,则剩余部分对水平面压强可以达到相等,故A 竖直打孔B 水平打孔可行;(4)A 水平打孔,由于重力减小,底面积不变,由p=F/S 可知B 剩余部分对水平面压强p A ′减小,B 竖直打孔,B 剩余部分对水平面压强不变;则剩余部分对水平面压强p A ′<p B ′,故A 水平打孔、B 竖直打孔不可行;综上所述只有B 正确,故选B .6.两个正方体甲乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲乙切去的质量Δm 甲、Δm 乙和甲乙的密度满足的关系是( )A .ρ甲>ρ乙,Δm 甲>Δm 乙B .ρ甲<ρ乙,Δm 甲>Δm 乙C .ρ甲<ρ乙,Δm 甲<Δm 乙D .ρ甲>ρ乙,Δm 甲<Δm 乙【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】正方体对水平地面的压强mg F G Vg gSh p gh S S S S Sρρρ====== 切割之前它们对水平面的压强相等p p =甲乙即gh gh ρρ=甲甲乙乙由图可知h h 甲乙<所以ρρ甲乙>由图知S 甲乙<S在切割之前p p =甲乙所以由F pS =可知,切割之前甲、乙对地面的压力F F 甲乙<因为正方体对水平地面的压力等于其重力,且G mg =,所以,切割之前m m 甲乙<当沿水平方向切去不同厚度,剩余的压力相同,即F F =甲剩乙剩则甲、乙剩余部分的质量m m =甲剩乙剩根据切去的质量-m m m ∆=剩得m m ∆∆甲乙<故D 正确,ABC 错误; 故选D 。
7.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,将两个完全相同的物块(物块密度大于液体甲的密度),一个浸没在液体甲中,另一个放在圆柱体乙上.液体甲对容器底部的压力增加量和压强增加量分别为F ∆甲和p ∆甲,圆柱体乙对水平地面压力增加量和压强增加量分别为F ∆乙和p ∆乙,则( )A .F ∆甲一定小于F ∆乙B .F ∆甲可能大于F ∆乙C .p ∆甲一定大于p ∆乙D .p ∆甲可能等于p ∆乙【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】当将物块放在甲液体中,由于物块密度大于液体甲的密度,所以物块将沉底,F G <浮,物块在液体甲中沉底静止F FG +=浮支而F G F ∆==甲浮排圆柱体乙对水平地面压力增加量F G∆=乙所以F F<∆甲乙由图可知S S>甲乙,则由FpS=可得p p∆<∆甲乙故选A。
8.如图所示,A、B两立方体叠置在一起放于水平桌面上,A的密度为ρA,B的密度为ρB 且ρA∶ρB=1∶2,开始时它们的边长比为L A∶L B=1∶1,若不断地缩小A立方体的体积,但始终保持A的形状为立方体,使A、B两立方体的边长L A∶L B的比值由1∶1逐渐变为1∶2、则压强p A∶p B的比值变化情况为()A.始终变大B.始终变小C.先减小后变大D.先增大后减【答案】B【解析】【分析】根据A、B两立方体的边长之比求出面积、体积之比;因放在水平面上物体对支持面的压力大小等于物体重力的大小,所以根据密度公式和压强公式求出A对B的压强与B对桌面的压强之比,当不断地缩小A立方体的体积时,根据特殊值法判断比值的变化情况。
【详解】由L A∶L B=1∶1可知S A∶S B=1∶1, V A∶V B=1∶1由ρA:ρB=1∶2可知m A∶m B=1∶2又因为A、B两立方体叠放在一起放在水平桌面上,根据压强公式FpS=可得A AB A B A BB B A A B A A B A1()()3p F S G S m gSp F S G G S m g m g S====++若不断地缩小A立方体的体积时,设L′A∶L B=k,且112k≤≤,则有S′A∶S B=k2,V′A∶V B= k3由ρA∶ρB=1∶2可知3A B12m m k'=:则有A AB A B A B 3B B AA B A A B A ()()2p F S G S m gS k p F S G G S m g m g S k ''''====''''''+++当1k =时,A B :1:30.333p p =≈; 当0.9k =时,A B :0.330p p ≈; 当0.8k =时,A B :0.318p p ≈; 当0.7k =时,A B :0.300p p ≈; 当0.6k =时,A B :0.271p p ≈; 当0.5k =时,A B :0.235p p ≈;故不断地缩小A 立方体的体积时,压强p A ∶p B 的比值变化情况为始终变小。