
1.一个质量是40kg 的中学生,他每只脚着地的面积为120cm 2,他走路时对地的压强是多少帕?(g=10N/kg)
2.冬天河面结冰,冰层能承受的最大压强为2×104Pa ,一个质量为40kg 的小孩一只脚的面积为160cm 2,他能不能步行通过冰面?
3.在封冻的冰面上,若人的每只鞋底面积是125cm 2,体重为500N 的人恰好可以通过,如果每只鞋底面积是175cm 2,最多可以让体重为多少N 的人通过冰面?
4.在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立脚印,人员立即用蜡浇铸了如图所示的鞋模.蜡鞋模的平均厚度为3cm ,质量为657g ,又经过测试,达到同样脚印的压强为1.5×104Pa ,罪犯的体重为多少?(ρ
蜡=0.9×103kg/m 3)
5.如图所示,物体A 重100N ,边长都为25cm ,当它放在桌子中间和它有 52
在桌面外时,桌面受到的压强分别是多大?
6.如图所示,边长a 为0.1m 、密度ρ为0.5×103kg/m 3
的立方体放在光滑的水平面上,立方体的一个侧面和一个竖直的光滑挡板全部接触.用一个与挡板垂直的力F 推立方体,F 的大小为6N ,试求:
(1)立方体对水平面的压强p 1;
(2)立方体对挡板的压强p 2(g 取10N/kg).
7.一个平底薄壁杯子内装150g 的水,放在水平桌面上,杯子与桌面的接触面积是10cm 2,(g=10N/kg),如图所示,求:
(1)求距离杯底3cm 处某点受到水的压强;
(2)求水对杯底的压力;
(3)若杯子的质量是70g ,求桌面所受杯子的压强.
8.如图所示,有一个底面积是200cm 2、高为10cm 的柱形容器,顶部有一个面积是40cm 2的小孔,孔上装有一根倾斜管子,从管子上端灌水,当h 1=20cm 时,水对容器底的压强是多少?水对容器顶面的压强为多少?
9.一油库装煤油的油罐中盛有4m 深的煤油,在距底部0.5m 处发现有一个半径为2cm 的圆形漏油孔,求:
(1)煤油对罐底的压强多大?
(2)小孔处煤油的压强多大?要想堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加多大的力?(煤油密度
ρ=0.8×103kg/m 3,取g=10N/kg)
答案:
1.解:中学生对地面的压力:
F=G=mg=40kg×10N/kg=400N ,
受力面积:
S=120cm 2=0.012m 2,
对地的压强: p=Pa m
N S F 3.33333012.04002≈= 答:他走路时对地的压强约为33333.3Pa .
解析:
分析:中学生对地面的压力和自身的重力相等,根据G=mg 求出其大小,走路时受力面积为一只脚着地的面积,根据压强公式求出对地的压强.
点评:本题考查了压强的计算,要注意走路时受力面积为一只脚着地的面积,两脚站立时为两只脚着地的面积,计算过程注意单位的换算.
2.解:∵小孩步行时一只脚着地
∴s=160cm 2=0.016m 2,
∴p =2016.0/1040m
kg N kg S mg S G S F ⨯====2.5×104P a >2×104Pa 答:他不能步行通过冰面. 解析:
点评:固体压强计算,一要注意在水平面上时F=G ,二分析清楚受力面积:站立是两只脚着地,步行时一只脚着地.
3.解:体重为500N 的人对冰面的压力:
F=G=500N ,
冰面承受的最大压强:
p=Pa m
N S F 424102101252500⨯=⨯⨯=- 每只鞋底面积是175cm 2时,允许通过的最大压力: F′=ps′=2×104Pa×2×175×10-4m 2=700N ,
即允许通过的最大体重为700N .
答:最多可以让体重为700N 的人通过冰面.
解析:
分析:水平面上物体的压力和自身的重力相等,先根据p= F/S
求出冰面承受的最大压强;再根据题意求出每只鞋底面积是175cm 2时,允许通过的最大体重.点评:本题考查了压强公式的简单计算,关键是知道人走路时是单脚着地,还要注意单位的换算.
4.解:蜡鞋模的体积:V=33730/9.0657cm cm
g g m
==ρ 蜡鞋模的底面积:s=2223
1043.22433730m cm cm
cm h V -⨯===, 罪犯对水平面的压力(即罪犯的重力):F=Ps=1.5×104Pa×2×2.43×10-
2m 2=729N=G , 答:罪犯的体重为729N .
解析:
分析:用蜡鞋模来估测罪犯的体重,一般可简要归结为两个步骤:
①先估算罪犯的脚底面积;已知蜡鞋模的质量,可利用密度公式求得其体积,进而可通过测出蜡鞋模的平均厚度来求得鞋底面积.
②通过定理测试,得出达到同样脚印所需的压强;然后利用F=PS 求得压力的大小(S 为两个鞋底的面积),而对于水平面上的物体,对水平面的压力等于其重力,根据这个特点即可得到罪犯的体重.
点评:此题主要考查压强的大小及其计算,密度公式的应用,重力等知识点,难度不大,计算时注意要统一使用国际单位制单位,此题内容新颖,把物理知识与侦破案件结合在一起,体现了学以致用的思想.
5.解:物体在桌面中间时,物体对桌面的压强: p=Pa m
m N S G S F 160025.025.0100=⨯== 物体有5
2×0.25m=0.1m 在桌面外时, 物体与桌面的接触面积: S′=0.25m×(0.25m -0.1m)=0.0375m 2,
物体对桌面的压强: p′=Pa m N S F 67.26660375.0100'2
=≈= 答:物体放在桌子中间时桌面受到的压强为1600Pa ;
分析:物体对水平桌面的压力等于它的重力,求出物体与桌面的接触面积,然后由压强公式求出物体对水平桌面的压强.
点评:本题考查了求物体对桌面的压强,应用压强公式即可正确解题,解题时要注意求出桌面的受力面积.
6.解:(1)∵ρ=V
m ,∴立方体的质量: m=ρV=0.5×103kg/m 3×(0.1m)3=0.5kg ,
立方体对水平面的压强:
p 1=2
)1.0(/105.0m kg N kg S mg S G S F ⨯====500Pa ; (2)立方体对挡板的压力F′=6N ,
立方体对挡板的压强:
p 2=Pa m N S F 600)
1.0(6'2== 答:(1)立方体对水平面的压强500Pa ;
(2)立方体对挡板的压强600Pa .
解析:
分析:(1)由密度公式的变形公式求出立方体的质量,立方体对水平面的压力等于它的重力,由压强公式可以求出立方体对水平面的压强;
(2)立方体对挡板的压力等于立方体受到的推力,由压强公式可以求出挡板受到的压强.
点评:本题考查了求压强,应用密度、压强公式可以正确解题.
7.解:(1)距离杯底3cm 处某点的深度:
h=12cm -3cm=9cm=0.09m ,
受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.09m=900Pa ;
(2)水对杯底的压强:
p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.12m=1200Pa ;
水对容器底的压力:
F=p′S 容=1200Pa×10×10-
4m 2=1.2N ; (3)桌面所受杯子的压力:
F″=G 总=(m 杯+m 水)g=(0.15kg +0.07kg)×10N/kg=2.2N ,
桌面所受杯子的压强: p″=Pa m
N S F 220010102.224=⨯=- 答:(1)距离杯底3cm 处某点受到水的压强为900Pa ;
(2)水对杯底的压力为1.2N ;
(3)若杯子的质量是70g ,桌面所受杯子的压强为2200Pa .
分析:(1)根据题意求出距离杯底3cm 处某点的深度,根据公式p=ρgh 求出受到水的压强;
(3)桌面所受杯子的压力等于水和杯子的重力之和,根据G=mg求出其大小,然后根据压强公式求出桌面所受杯子的压强.
点评:本题考查液体深度、液体压强、压强和压力的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,解题过程中要注意单位的换算.
8.解:(1)水的深度为:h=h1+h2=20cm+10cm=30cm=0.3m,
水对容器底部的压强:
p底=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2940Pa.
(2)容器顶距离液面的高度为h1=20cm=0.2m,
水对容器顶的压强:
p顶=ρgh1=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa.
答:水对容器底的压强是=2940Pa;水对容器顶面的压强为=1960Pa.
解析:
分析:(1)已知水的深度,利用公式p=ρgh可求水对容器底部的压强.
(2)先求容器顶距离液面的高度,再利用公式p=ρgh求水对容器顶的压强.
点评:本题考查压力、压强等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是水的深度(水的深度指的是某点到液面的垂直距离,而不是到容器底的距离)的计算
9.解:(1)煤油对罐底的压强:
p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×4m=3.2×104Pa;
(2)小孔所处的深度:
h′=5m-0.5m=4.5m,
煤油对小孔的压强:
p′=ρgh′=0.8×103kg/m3×10N/kg×4.5m=3.6×104Pa,
小孔的面积:
S=πr2=3.14×(2×10-2m2)2=1.256×10-3m2,
煤油对塞子的压力:
F=p′S=3.6×104Pa×1.256×10-4m2=4.5216N,
∵施加的力和塞子受到的压力相等,
∴需要在罐壁处施加的力为4.5216N.
答:(1)煤油对罐底的压强为3.2×104Pa;
(2)小孔处煤油的压强为3.6×104Pa,要想堵住这个孔,至少需要在罐壁处施加4.5216N的力.
解析:
分析:(1)知道煤油深度和煤油的密度,利用液体压强公式计算煤油对罐底的压强;
(2)根据题意求出小孔的深度,利用液体压强公式计算煤油对小孔的压强,又知道小孔的半径可求面积即为塞子的面积,利用F=pS计算煤油对塞子的压力,利用相互作用力求出施加的力.点评:本题考查物体所受液体压强的计算,关键是小孔深度和面积的计算,要注意小孔这个深度是离液面的距离,不是距离容器底的距离,这是最容易出错的地方.
