壓強(qiáng)典型題剖析

1、-i密閉的液體有一個(gè)重要的特點(diǎn)，即加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地被液體向各個(gè)方向傳遞，這個(gè)規(guī)律被稱為 帕斯卡定律，液壓機(jī)就是根據(jù)這一原理工作的.如圖所示為它的工 作原理圖，其兩活塞與同一容器的液體相接觸，設(shè)小活塞的橫截面 積為S1，加在它上面的壓力為 F 1，大活塞的橫截面積為 S2.請(qǐng)你 依據(jù)帕斯卡定律寫出液體對(duì)大活塞的壓力 F 2的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并簡要說明使用液壓機(jī)的好處.答案：根據(jù)帕斯卡定律：Pl=P2 ,即-變形可得: 由此可知，使用液壓機(jī)時(shí)，可以省力；因?yàn)榇蠡钊麢M截面積是小活 塞橫截面積的幾倍，加在大活塞上的壓力就是小活塞上的幾倍.某教師用 試管爬升”實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證大氣壓的存在，其做法

2、如下：取兩個(gè) 直徑相差很小的平底試管，將細(xì)試管底部插入裝滿水的粗試管內(nèi)， 再將兩試管迅速倒置（保持豎直），會(huì)看到細(xì)試管慢慢爬進(jìn)”粗試管里，如圖23所示，細(xì)試管能否在粗試管內(nèi)豎直向上 爬升”取決 于開始時(shí)插入粗試管的深度，如果插入過淺細(xì)試管就不能自動(dòng)上升。若細(xì)試管的重為G,外直徑為d,水的密度為p 0大氣壓強(qiáng)為P0,請(qǐng)你通過推導(dǎo)計(jì)算，回答下列問題:(1) 細(xì)試管在 爬升”時(shí)，受到大氣對(duì)它豎直向上的壓力是多少？(2) 細(xì)試管開始插入的深度h0滿足什么條件時(shí)，它剛好可以向上爬升”、答案：(1) F0=p0S=pn d2/4( 2)細(xì)試管受力情況如圖答 3細(xì)試管剛好能 爬升”時(shí)，細(xì)試管受力平衡F0=G

3、+F , p0S=G+ (p0p 0gh) S, h0=4G/ n d2 p Og剛買的罐頭為什么不容易打開？怎樣才容易打開?把小試管放在火上烤一烤，把它插入水中，你看到什么現(xiàn)象？解釋 一下。有病打點(diǎn)滴時(shí)，針頭為什么那么尖細(xì)？為什么光滑？把鹽水瓶掛的越高，掛的越快？水為什么滴的那么均勻？圖為伽利略制造的第一個(gè)溫度計(jì)，它可以測量氣體的溫度。若外部 大氣壓不變，在氣溫發(fā)生變化時(shí)，球形容器內(nèi)氣體的體積隨之發(fā)生變化，使玻璃管內(nèi)液面上升或下降，從而測量出氣溫的高低。以下說法正確的是【 A.當(dāng)氣溫升高，球內(nèi)氣體體積膨脹，玻璃管內(nèi)液面下降B.當(dāng)氣溫升高，球內(nèi)氣體體積縮小，玻璃管內(nèi)液面上升C .當(dāng)氣溫降低，球

4、內(nèi)氣體體積縮小，玻璃管內(nèi)液面下降D .當(dāng)氣溫降低，球內(nèi)氣體體積膨脹，玻璃管內(nèi)液面上升 高壓鍋的鍋蓋上有一個(gè)空心柱為排氣孔，空心柱上戴著一個(gè)帽子為 限壓閥，當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)超過安全值時(shí)，鍋內(nèi)的氣體就會(huì)沖 出限壓閥，氣體跑出一部分，使鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減少?，F(xiàn)有一個(gè)直 徑為24厘米，空心柱小孔的橫截面積為10平方毫米，限壓閥的質(zhì)量為100克的高壓鍋，要用它來煮飯，若當(dāng)時(shí)的大氣壓為1.0x10八5pa,問1. 高壓國內(nèi)氣體能達(dá)到最大壓強(qiáng)為多大？2. 經(jīng)商品質(zhì)量檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)，此高壓鍋內(nèi)的最大壓強(qiáng)不能超過1 .8x 105帕，要使此高壓鍋能繼續(xù)使用，原來的限壓閥還能用嗎？若不 能，應(yīng)該再配備一個(gè)質(zhì)量為多

5、大的限壓閥？ ( g取10牛/千克)解：(1) F=G=mg=0.1kX 10N/kg=1N, s=10mm2 =0.00001m2, P0=1x 105Pa ,P1= F/s= 1N/0.00001m2=1x 105Pa . P 內(nèi)二P0+P1二X 105Pa+1x 105Pa=2x 105Pa ;( 2 ) P 限 二P 最大-P0=1.8X 105Pa- 1X 105Pa=0.8X 105Pa ,F 限 二P限X s=0.8 x 105PaX 0.00001m2=0.8N,G=F限=0.8N,m= G/g= 0.8N/10N/kg=0.08kg=80g . 答：(1)鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大

6、壓強(qiáng)是2X 105Pa; (2)不能，應(yīng)該在配一個(gè)質(zhì)量為80g的限壓閥.若外界大氣壓為H cmHg試寫出下列各種情況下，被密封氣體的 壓強(qiáng)(管中液體為水銀)。有一種測量液體密度的簡便方法，叫做海爾法.如圖所示，容器中裝水，b中裝待測密度的液體，倒立 U形管的上方口 c處接抽氣筒，抽出少量管內(nèi)空氣，使管內(nèi)氣壓Pc低于大氣壓P0.若水在管中上升高度為ha,被測液體在管中上升高度為hb,試求被測液體的密度P.在海灘案發(fā)現(xiàn)場保留了罪犯清晰的站立腳印，公安人員立即用蠟澆鑄了鞋模，測量蠟鞋模的平均厚度為 3cm,質(zhì)量為675g,又經(jīng)測試達(dá) 到腳印同樣深度壓強(qiáng)為 1.5 x 104Pa,罪犯的體重為多少？

7、（ p蠟=0.9x 103Kg/m3）履帶式拖拉機(jī)的質(zhì)量是6000 kg，每條履帶與地的接觸面為第 2.5 , 寬30 cm;如果河面冰層能承受的最大壓強(qiáng)為1.0 x 105Pa,這臺(tái)拖拉機(jī)能否通過冰面？若能通過，最多能載多少 kg的貨物？如圖所示，平底茶壺的質(zhì)量是 400g，底面積是40cm?，內(nèi)盛0.6kg的開水，放置在面積為1m的水平桌面中央。試求:(1)水對(duì)茶壺底部的壓力;(2)壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)(g=10N/kg)一油庫裝煤油的油罐中盛有 4m深的煤油，在距底部0.5m處發(fā)現(xiàn)有 一面積為10亦的圓形漏油孔.(p油=0.8克/厘米3)求：(1)小孔 處煤油的壓強(qiáng)多大?(2)要堵住這個(gè)孔，至

8、少需要在罐壁處施加多大 的力？ (g=10N/kg)小明利用U形管壓強(qiáng)計(jì)和裝有水的大燒杯來探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特 點(diǎn).實(shí)驗(yàn)前，他注意到 U形管兩邊的液面已處在同一水平線 上，如圖甲所示.(1)當(dāng)他將金屬盒浸沒于水中后.發(fā)現(xiàn) U形 管兩端液面如圖乙所示的情景，則實(shí)驗(yàn)裝置可能出現(xiàn) 了 問題.(2)排除故障后.他重新將金屬盒浸沒于水中，發(fā)現(xiàn)隨著金屬盒沒入水中的深度增大，U形管兩邊液面的高度差逐漸變大，如圖丙所示，由此可知液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與 有關(guān).甲乙（3）接著小明要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系.則應(yīng)保持不變.（4）小明保持丙圖中金屬盒的位置不變，并將一杯濃鹽水倒入燒杯 中攪勻后，實(shí)驗(yàn)情形如圖丁所示.

9、比較丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)，小明得出 了：在同一深度，液體的密度越大，其內(nèi)部的壓強(qiáng)越大的結(jié)論.你 認(rèn)為他的結(jié)論是否可靠？.原因是：在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明和小 華利用所提供的器材（小桌、海綿、砝碼、木板）設(shè)計(jì)了圖(a(b(c（a）、（ b）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過觀察圖（a）、（b）后得出“壓力一 定時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯”的結(jié)論.此后小 華把小桌挪放到一塊木板上，發(fā) 現(xiàn)小桌對(duì)木板的壓力效果不夠明顯，如圖（c）所示.通過對(duì)圖（a）、（c）的比較又得出“壓力一定時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越不明顯”的結(jié)論.FT0Biel請(qǐng)你根據(jù)已學(xué)過的壓強(qiáng)知識(shí)分析：（1）小明和小華

10、是根據(jù)的現(xiàn)象來比較壓力的作用效果的.（2 ）造成前后兩個(gè)結(jié)論不一致的原因是（3） 設(shè)圖（b）中小桌對(duì)海綿的壓強(qiáng)是 pb，圖（c）中小桌對(duì)木 板的壓強(qiáng)是pc ,則pb pc.（4）比較圖（b）和圖（c）可知，根據(jù)壓力的作用效果比較壓 強(qiáng)的大小需要滿足的條件是：答案：（1）受力面（海綿和木板表面）的形變程度（2）前后兩次受力面的材料不同（3） “二”（4 ）必須在相同的物體表面（或相同的材料）的情況下進(jìn)行比 較.為了探究實(shí)心圓柱體對(duì)水平地面壓力的作用效果與哪些因素有 關(guān)，某同學(xué)用若干個(gè)不同的圓柱體豎直放在同一水平沙面上，進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)分別如表一、表二、表三所示.實(shí)驗(yàn)時(shí)，他仔細(xì)觀察沙

11、面的凹陷程度，并通過比較，發(fā)現(xiàn)每 一組內(nèi)三次實(shí)驗(yàn)時(shí)沙面的凹陷程度相同，而各組之間卻不同，第一組凹陷程度最小，第二組次之，第三組最大.表一（P銅=8.9 x 103kg/m3）實(shí)驗(yàn)序號(hào)材料高度/ cm底面積/ arf1麗20102調(diào)20203銅2030表二（p 鐵=7.8 x 103kg/m3）實(shí)驗(yàn)序號(hào)材料高度/ cm底面積/ cm2斗鐵20105鐵2020e鐵2030表三（p 銅=8.9 x 103kg/m3）實(shí)驗(yàn)序號(hào)材料高度/ cm底面積/ crrf7銅1010S銅10209銅1030的大（1）分析表一（或表二、或表三）中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn) 象，初步表明：實(shí)心圓柱體對(duì)水平地面壓力的作用效果與

12、 小無關(guān).2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 與 7（或 2 與 8、或 3 與 9）的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)論是： （ 3）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào) 的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的 初步結(jié)論是：當(dāng)圓柱體的高度相同時(shí)，材料的密度越大，壓力的 作用效果越顯著（ 4）進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及觀察到 的現(xiàn)象，還可歸納得出結(jié)論：（a）分析比較表一（或表二、或表三）中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn) 象，表明： （b）分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，表明： 故答案為：（ 1）壓力；（ 2）當(dāng)圓柱體的材料相同時(shí)，高度越 高，壓力的作用效果越明顯；（3）4與7 （或5與8、6與9）;（ 4）

13、（ a ）同種材料，高度 相同的圓柱體，其壓力作用效果與壓力的大小無關(guān)；（ b）在壓 力相同時(shí)，材料的密度越大、高度越大，壓力的作用效果越明 顯小明利用U形管壓強(qiáng)計(jì)和裝有水的大燒杯來探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn).實(shí)驗(yàn)前，他注意到 U形管兩邊的液面已處在同一水平線上，如圖甲所示.(1)當(dāng)他將金屬盒浸沒于水中后.發(fā)現(xiàn) U形管兩端液面如圖乙所示 的情景，貝S實(shí)驗(yàn)裝置可能出現(xiàn)了 問題.(2)排除故障后.他重新將金屬盒浸沒于水中，發(fā)現(xiàn)隨著金屬盒沒入水中 的深度增大，U形管兩邊液面的高度差逐漸變大，如圖丙所示，由 此可知液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與有關(guān).甲乙丙T(3) 接著小明要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系.則應(yīng)保持

14、不變.(4) 小明保持丙圖中金屬盒的位置不變，并將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻后，實(shí)驗(yàn)情形如圖丁所示.比較丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)，小明得出 了：在同一深度，液體的密度越大，其內(nèi)部的壓強(qiáng)越大的結(jié)論.你 認(rèn)為他的結(jié)論是否可靠？.原因是：在學(xué)習(xí)“壓力”時(shí)，某小組同學(xué)把鉛筆壓在大拇指和食指之間（如圖）所示，發(fā)現(xiàn)兩手指與鉛筆接觸部位在受壓力作用時(shí)都有凹陷的現(xiàn)象存在；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)：兩手指的凹陷程度（選填“相同”或“不同”）。由此引發(fā)“壓力 作用效果與哪些因素有關(guān)”的探究。該小組同學(xué)把同種材料制成的不同物體放在同一沙面上，進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，并分別將實(shí)驗(yàn)測得的壓力 F、受力面積S和物體在沙中的下陷深度h分別記錄在下面三張表中

15、。據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，表序號(hào)F/(N)S/( cm 2)h/(cm)15100.8210200.8315300.8表二序號(hào)F/(N)S/( cm 2)h/(cm)42.5100.455200.467.5300.4表三序號(hào)F/(N)2S/( cm )h/(cm)72.5200.285400.297.5600.2可以得出的初步結(jié)論是。分析比較序號(hào)為 的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可以得出的初步結(jié)論是：當(dāng)壓力大小相等時(shí)，受力面積越大，壓力 作用效果越不顯著。進(jìn)一步分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)，并歸納得出結(jié)論： 分析比較 的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可以得出單位面積的壓力相同時(shí)，壓力作用效果相同。 分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可以得出答案.不同；受力面積一定時(shí)，壓力越大，壓力作業(yè)效果越顯著。（11） 4與7、1與5與8 6與9。（12）表一或表二或表三。（13）單位 面積的壓力越大，壓力作用效果越顯著。如圖所示的單個(gè)高度相同的實(shí)心鐵塊放在水平桌面上，已知正方形鐵塊A最重，圓柱體鐵塊C的底面積最小.哪個(gè)鐵塊對(duì)地面的壓強(qiáng)最大呢？同學(xué)們提出了以下三種猜想：猜想一：正方形鐵塊 A最重，所以它對(duì)桌面的壓強(qiáng)最大.猜想二：圓柱體鐵塊C的底面積最小，所以它對(duì)桌面的壓強(qiáng)最大. 猜想三：三個(gè)鐵塊的高度相同，所以它們對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等.(1) 以圖中長方