主题14 压力与压强
中考真题
(2011年上海市)
如图所示,实心均匀正方体A 、B 放置在水平地面上,受
到的重力均为64 N,A 的边长为0.2 m,B 的边长为0.3 m.
(1)求正方体A 对水平地面的压强
(2)求正方体A 、B 的密度之比p A :p B
(3)若正方体A 、B 上沿水平方向分别截去相同的厚度h 后,A 、B 剩余部分对水平地面的压强为p'A 和p'B .请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h 的取值范围.
【解析】
(1)正方体A 对水平地面的压强pA =F A /SA =64 N/(0.2 m)2=1 600 Pa. (2)正方体A 、B 的密度之比p A :p B =(mA /a3) :(mB /b3) =(GA /GB ) .(b 3/a3)=(b/a)3=(0.3m/0.2 m)3=27:8.
(3)设切去厚度为H 时,P' A =P' B ,即p A g(a-H) =p B g(b-H) ,将a =0.2 m 、b =0.3 m 代入,解之得H =(3/19)m ≈0.16 m .当hP'B ;当h =0.16 m时,P' A =P' B ,当h>0.16 m时,P' A
拓展延伸
1.在上例中,若两个实心正方体A 、B 的边长分别为a 和b ,密度分别为p A 和p B ,它们对水平桌面的压强相等.则:
(1)物体A 的质量m A _______;物体B 对水平桌面的压力F B = ;
(2)若a =b/2,则A 、B 两物体的密度比p A :p B =_______;重力比p A :p B =_______ _______;
(3)设想将正方体A 、B 沿竖直方向分别截去相同的厚度d ,并将截去的部分叠放在各自剩余的上方,通过计算比较此时两物体对水平桌面压强的大小关系.
2.科学兴趣小组的学生在野生动物园游玩时,发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印,如何通过脚印来估测大象的质量呢?同学们找来平底圆柱形容器,将它放在脚印边同样的沙面上.不断往容器中装小钢珠,使容器陷入沙面的深度和脚印深度相等,然后又做了脚印的石膏模型,回到学校后测得该容器的底面积为10 cm 2,容器和小钢珠的总质量为25 kg.把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状,剪下“脚印”,测得质量为40 g.在同一张纸上剪下一块边长10 cm的正方形,测出质量为5 g.
(1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为多少帕?
(2)大象的质量约为多少千克?
3.现代家具越来越重视“人体工学”的设计,如图甲所示的电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图乙、丙所示,右表中数据为重500 N的人使用电脑椅时的一些参数.求:
(1)椅子的重力.
(2)人端坐在椅子上时对座垫的压强,并据此说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的 原因.
(3)人端坐在椅子上时椅子对地面的压强.
精要评点
本主题以比较两个实心正方体A 、B 对水平地面(桌面)的压强为问题情景,并通过拓展延伸,考查学生应用压强知识解决实际问题的能力.真题从水平方向分别截去相同的厚度,比较A 、B 剩余部分对水平地面的压强大小关系;拓展1则是从竖直方向分别截去相同的厚度后,将截去的部分叠放在各自剩余的上方,比较此时两物体对水平桌面压强的大小关系.拓展2以游玩野生动物园,发现大象行走时留下的脚印为情景,考查学生对压力和压强等考点的掌握程度.拓展3是将压强知识应用于日常生活中的电脑椅,具有一定
的生活气息.
失分点跟踪
1.在比较两物体对水平桌面压强的大小关系时,失分在没有理解截去相同的厚度d ,并将其叠放在各自剩余的上方后,它们对水平桌面的压力没有发生变化,但受力面积发生了变化,分别为a(a-d) 和b(b-d) ,此时A 物体对水平桌面的压强p A =p A a 3g/a(a-d) =p A a 2g /(a-d) ,同理可得B 物体对水平桌面的压强p B =p B b 2g /(b-d) =p A abg/(b -d );两物体对水平桌面的压强比p A :p B =[a/(a-d]:[b/(b-d)];因为a /(a-d) =1/(1-d/a).当d 不变、a 变小时,d/a将变大,1-d/a变小,导致1/(1-d/a)变大.由于b
2.在计算人端坐在椅子上时对座垫的压强时,失分在错误地理解为人端坐在椅子上
-时对座垫的压强为p =F/s=500 N/8×102 m2=6 250 Pa,殊不知人端坐在椅子上时对座垫
的压力为320 N(表格中的信息) ,其余的压力F' =500 N-320 N=180 N,是通过脚作用在地面上,只有320 N的压力是作用在座垫上的.在求人端坐在椅子上时椅子对水平地面压强时,失分表现在:一是没有将椅子的重加上;二是电脑椅的轮子数错认为4个(实际上有5个,可观察插图得出).
参考答案
1.(1)mA =pAa 3;F B =p B b 3g ; (2)1:4; (3)pA
53.(1)100 N (2)略 (3)2.1×10 Pa.
主题14 压力与压强
中考真题
(2011年上海市)
如图所示,实心均匀正方体A 、B 放置在水平地面上,受
到的重力均为64 N,A 的边长为0.2 m,B 的边长为0.3 m.
(1)求正方体A 对水平地面的压强
(2)求正方体A 、B 的密度之比p A :p B
(3)若正方体A 、B 上沿水平方向分别截去相同的厚度h 后,A 、B 剩余部分对水平地面的压强为p'A 和p'B .请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h 的取值范围.
【解析】
(1)正方体A 对水平地面的压强pA =F A /SA =64 N/(0.2 m)2=1 600 Pa. (2)正方体A 、B 的密度之比p A :p B =(mA /a3) :(mB /b3) =(GA /GB ) .(b 3/a3)=(b/a)3=(0.3m/0.2 m)3=27:8.
(3)设切去厚度为H 时,P' A =P' B ,即p A g(a-H) =p B g(b-H) ,将a =0.2 m 、b =0.3 m 代入,解之得H =(3/19)m ≈0.16 m .当hP'B ;当h =0.16 m时,P' A =P' B ,当h>0.16 m时,P' A
拓展延伸
1.在上例中,若两个实心正方体A 、B 的边长分别为a 和b ,密度分别为p A 和p B ,它们对水平桌面的压强相等.则:
(1)物体A 的质量m A _______;物体B 对水平桌面的压力F B = ;
(2)若a =b/2,则A 、B 两物体的密度比p A :p B =_______;重力比p A :p B =_______ _______;
(3)设想将正方体A 、B 沿竖直方向分别截去相同的厚度d ,并将截去的部分叠放在各自剩余的上方,通过计算比较此时两物体对水平桌面压强的大小关系.
2.科学兴趣小组的学生在野生动物园游玩时,发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印,如何通过脚印来估测大象的质量呢?同学们找来平底圆柱形容器,将它放在脚印边同样的沙面上.不断往容器中装小钢珠,使容器陷入沙面的深度和脚印深度相等,然后又做了脚印的石膏模型,回到学校后测得该容器的底面积为10 cm 2,容器和小钢珠的总质量为25 kg.把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状,剪下“脚印”,测得质量为40 g.在同一张纸上剪下一块边长10 cm的正方形,测出质量为5 g.
(1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为多少帕?
(2)大象的质量约为多少千克?
3.现代家具越来越重视“人体工学”的设计,如图甲所示的电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图乙、丙所示,右表中数据为重500 N的人使用电脑椅时的一些参数.求:
(1)椅子的重力.
(2)人端坐在椅子上时对座垫的压强,并据此说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的 原因.
(3)人端坐在椅子上时椅子对地面的压强.
精要评点
本主题以比较两个实心正方体A 、B 对水平地面(桌面)的压强为问题情景,并通过拓展延伸,考查学生应用压强知识解决实际问题的能力.真题从水平方向分别截去相同的厚度,比较A 、B 剩余部分对水平地面的压强大小关系;拓展1则是从竖直方向分别截去相同的厚度后,将截去的部分叠放在各自剩余的上方,比较此时两物体对水平桌面压强的大小关系.拓展2以游玩野生动物园,发现大象行走时留下的脚印为情景,考查学生对压力和压强等考点的掌握程度.拓展3是将压强知识应用于日常生活中的电脑椅,具有一定
的生活气息.
失分点跟踪
1.在比较两物体对水平桌面压强的大小关系时,失分在没有理解截去相同的厚度d ,并将其叠放在各自剩余的上方后,它们对水平桌面的压力没有发生变化,但受力面积发生了变化,分别为a(a-d) 和b(b-d) ,此时A 物体对水平桌面的压强p A =p A a 3g/a(a-d) =p A a 2g /(a-d) ,同理可得B 物体对水平桌面的压强p B =p B b 2g /(b-d) =p A abg/(b -d );两物体对水平桌面的压强比p A :p B =[a/(a-d]:[b/(b-d)];因为a /(a-d) =1/(1-d/a).当d 不变、a 变小时,d/a将变大,1-d/a变小,导致1/(1-d/a)变大.由于b
2.在计算人端坐在椅子上时对座垫的压强时,失分在错误地理解为人端坐在椅子上
-时对座垫的压强为p =F/s=500 N/8×102 m2=6 250 Pa,殊不知人端坐在椅子上时对座垫
的压力为320 N(表格中的信息) ,其余的压力F' =500 N-320 N=180 N,是通过脚作用在地面上,只有320 N的压力是作用在座垫上的.在求人端坐在椅子上时椅子对水平地面压强时,失分表现在:一是没有将椅子的重加上;二是电脑椅的轮子数错认为4个(实际上有5个,可观察插图得出).
参考答案
1.(1)mA =pAa 3;F B =p B b 3g ; (2)1:4; (3)pA
53.(1)100 N (2)略 (3)2.1×10 Pa.