2020年基于核心素养下的34个中考物理特色专题专题27压强问题解析

1专题27压强问题1.对压强公式P=F/S的理解：（1）压力F的大小不一定等于重力，方向也不一定是竖直向下。压力与物体表面垂直；（2）受力面积S是指物体相互挤压的面积，与物体表面积不一定相等，可以等于或小于物体表面积，但绝对不会大于物体的表面积。（3）在理解了压力和受力面积之后，运用压强公式计算时，F的单位是牛顿（N），受力面积S的单位要用平方米（m2），这样得到物体所受压强P的单位是帕（Pa）。（4）在讨论压力作用效果时，应该用控制变量法来分析，即当压力F一定时，压强P与受力面积成反比；当受力面积一定时，压强P与压力成正比。如果在增大压力F的同时，减小受力面积，那么物体受到的压强是增大的；在减小压力和同时增大受力面积时，压强是减小的，对后面两点希望大家也要有清醒的认识。（5）压强公式P=F/S既适用与固体，又适用与液体，也适用与气体。2.利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方：（1）应用的公式是P=ρgh；（2）g=9.8N/kg有时题中为了计算简单给出g=10N/kg（3）ρ是指产生压强的液体的密度，一般给出，但对常见的液体水，其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3（4）h是指深度，表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离，即深度是由上往下量的。对以上问题理解后，各量单位统一了，代入公式计算能很好地解决实际问题。3．对大气压的变化规律及其应用的总结：4.对流体压强与流速关系的认识流体压强大小与流速关系：在流体中流速越大地方，压强越小；流速越小的地方，压强越大。2【例题1】共享单车为人们的绿色出行带来便利，车把上凹凸不平的花纹是通过增大摩擦的。小明骑着单车到公园游玩，10min沿水平路面行驶了3km，他骑车的平均速度是m/s。若小明和单车的总质量是80kg，每个车轮与水平地面的接触面积是25cm2，骑行过程中单车对地面的压强是Pa．（g取10N/kg）【答案】增大接触面的粗糙程度；5；1.6×105。【解析】（1）车把上凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦的。（2）小明骑车的平均速度：v===5m/s；、（3）骑行过程中单车对地面的压力：F=G=mg=80kg×10N/kg=800N，单车与地面的接触面积：S=2×25×10﹣4m2=5×10﹣3m2，骑行过程中单车对地面的压强：p===1.6×105Pa。【例题2】“五·一”期间，爸爸开车带着小明去登山．从小明家到山脚下用时30min，车的里程表显示本次行驶的路程为36km，爸爸开车的平均速度为km/h．小明登上山顶时，感觉呼吸有些困难，这是因为大气压随高度的增加而．【答案】72。减小。【解析】对第一个空，路程、时间都已知，根据平均速度公式直接可求解。由于大气压是大气层受到重力作用而产生的，因此离地面越高，空气越稀薄，大气压则越小。所以第二个空很好解决。【例题3】随着人们生活水平的提高，小汽车已经逐步进入家庭．某品牌小汽车质量是1600kg，车上载有人和物品质量共为200kg，车轮与地面的总接触面积为2.0×10﹣2m2．若小汽车以输出功率60kW在市区外水平路面上做匀速直线运动，运动速度v1=72km/h；当汽车将要进入市区时，司机减小了油门，使汽车的输出功率立即减小为24kW并保持该功率继续直线行驶，汽车的速度与时间的关系如图所示，设运动过程中汽车所受阻力不变，g取10N/kg．求：（1）该汽车静止时对水平路面的压强．（2）汽车运动过程中受到的阻力；（3）t2时间后汽车运动的速度v2的大小．3【答案】（1）该汽车静止时对水平路面的压强为9×105Pa．（2）汽车运动过程中受到的阻力为3000N；（3）t2时间后汽车运动的速度v2的大小为8m/s．【解析】该汽车静止时对水平路面的压力等于车和物品的总重力，又知受力面积，利用p=可求压强．根据P===Fv求出汽车以v1速度匀速行驶时牵引力的大小，然后根据二力平衡的条件求出受到的阻力；阻力已经求出，然后根据P=Fv计算t2时间后汽车运动的速度v2的大小．（1）该汽车静止时对水平路面的压力：F=G总=m总g=（m车+m物）g=×10N/kg=1.8×104N，对水平路面的压强：p===9×105Pa；（2）因为P===Fv，所以，当汽车以v1速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力：F1===3000N，因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的阻力：F阻=F1=3000N（3）当汽车以v2速度匀速行驶时，汽车受到的牵引力F2=F阻=3000N，则t2时间后汽车运动的速度：v2===8m/s．一、选择题1.关于下面四幅图的说法正确的是（）甲乙丙丁4A.如图甲：将竖直玻璃管倾斜，水银柱的高度变大；B．如图乙：盆景中的水位能保持一定高度，是利用了连通器原理；C．如图丙：A管中水面上升，是因为流体中流速越大的位置压强越大；D．如图丁：把水气压计从山下移到山顶，细管内的水柱上升。【答案】D【解析】（1）玻璃管倾斜只会改变水银柱的长度，而高度不会发生变化；（2）上端开口，下部连通的容器称为连通器，注入同一种液体，在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上，这就是连通器的原理；（3）流体流速越快的位置压强越小，据此判断；（4）把水气压计从山下带到山上时，发生变化的是海拔高度，而大气压随海拔的升高而减小，因此可从瓶内外的气压差来分析。A．在托里拆利实验中，水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度，这一高度的大小是由外界大气压决定的，所以不会因玻璃管的倾斜而改变。如果把玻璃管倾斜一定角度，则水银柱的长度就会相应变长，故A错误；B．盆景水位保持一定高度是大气压支撑水没有流出来，故B错误；C．A管中水面上升，是因为流体中流速越大的位置压强越小，故C错误；D．把水气压计从山下带到山上，瓶内空气的压强不变，而外界大气压随高度的增加而减小，此时在瓶内气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，因此管内水柱的高度会升高，故D正确。2．两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△m甲、△m乙和甲乙的密度满足的关系是（）A．ρ甲＞ρ乙，△m甲＞△m乙B．ρ甲＜ρ乙，△m甲＞△m乙C．ρ甲＜ρ乙，△m甲＜△m乙D．ρ甲＞ρ乙，△m甲＜△m乙【答案】D【解析】（1）正方体对水平地面的压强可以导出用公式：p=ρgh，切割之前它们对水平面的压强相等，p甲=p乙，即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙，5由图可知，h甲＜h乙，所以，ρ甲＞ρ乙；BC错误；（2）由图知S甲＜S乙，在切割之前p甲=p乙，所以由F=pS可知，切割之前甲、乙对地面的压力F甲＜F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甲＜m乙…….①当沿水平方向切去不同厚度，剩余的压力相同，即F甲剩=F乙剩，则甲、乙剩余部分的质量：m甲剩=m乙剩……..②所以由①②可知，切去的质量△m甲＜△m乙，故D正确，A错误。故选：D。3.在平南高铁站，离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，人必须站在安全线以外的区域候车，以免产生危险，这主要是因为高速列车经过时，列车与人之间的（）A.空气流速增大，压强减小B.空气流速减小，压强减小C.空气流速增大，压强增大D.空气流速减小，压强增大【答案】A．【解析】当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快，从而造成人周围空气流速不同，结合流体压强与流速的关系即可解决此题。当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢，根据流体压强与流速的关系可知：人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险．二、填空题4.如图所示，把饮料吸管A插入盛水的杯中，另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端．往B管中吹气，可以看到A管中的水面上升．这是因为A管上端口附近空气压强变（填“大”或“小”）的缘故；当杯内水的深度为10cm时，杯底受到水的压强大小为Pa．（g取10N/kg）【答案】小；1000．6【解析】对于液体压强计算和流体压强问题，要明确被研究的物体，物体的哪两个侧面流体流速不同，判断两个侧面的压强情况，判断物体在压强差作用下的运动情况．吸管和烧杯构成连通器，吹气之前，吸管内和烧杯内液面相平．当向B管吹气时，A管上方的空气流动速度增大，压强减小，A管下方压强不变，A管内的液体受到向上的压强大，液面上升．利用p=ρgh计算杯底受到水的压强．往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的水面上升，原因是：往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，所以A管水上升或有水喷出．杯内水的深度为10cm时，杯底受到水的压强：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa．5.如图是冰壶比赛的情景．冰壶对冰面的压力是150N，与冰面的接触面积是0.03m2，则冰壶对冰面的压强为Pa．冰壶被掷出后仍能向前运动，是因为冰壶具有，且受阻力小，运动状态改变慢．【答案】5×103；惯性．【解析】此题考查压强的大小计算和惯性，惯性现象在现实生活中随处可见，和我们的生活密切相关，学习中要注意联系实际，用所学惯性知识解决生活中的实际问题．求解固体压强，核心要把哪个物体受到的压强确定下来，然后寻找这个物体受到的压力是多少?寻找这个物体的受力面积说多少？注意单位的统一性。结合公式或者灵活变形即可求解。冰壶对冰面的压强需要利用固体压强公式求解：已知冰壶对冰面的压力是F=150N与冰面的接触面积是S=0.03m2根据压强公式P=F/S有：p=5×103Pa；冰壶被掷出后仍能向前运动，是因为冰壶具有惯性．6.如图所示，一茶杯放在水平桌面上，茶杯底面积为20cm2．杯中水深10cm，杯和水的总重力为3N，则杯对水平桌面的压强为Pa；水对杯底的压力为N．（g=10N/kg，茶杯杯壁厚度不计）7【答案】1500；2．【解析】本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用，对于不规则的容器，对容器底的压力和压强，要先计算液体对容器底的压强p=ρgh、再计算液体对容器底的压力F=pS；容器对桌面的压力和压强，先计算容器对桌面的压力F=G、再计算容器对桌面的压强p=．茶杯对水平桌面的压力等于杯和水的总重力，根据p=求出杯对水平桌面的压强；由图可知杯内水的深度，根据p=ρgh求出水对杯底的压强，利用F=pS求出水对杯底的压力．（1）杯对水平桌面的压力：F=G总=3N，则杯对水平桌面的压强：p===1500Pa；（2）水的深度h=10cm=0.1m，水对杯底的压强：p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa，水对杯底的压力：F′=p′S=1000Pa×20×10﹣4m2=2N．7.乌鸦想喝玻璃瓶中的水．假设玻璃瓶身是圆柱体，其底面积为0.02m2，瓶内圆柱形空间的高度为0.25m，瓶内有水，水深0.20m，瓶壁薄（厚度不计），瓶嘴小，只容乌鸦嘴伸入，且瓶嘴深与乌鸦嘴长相等，瓶放在水平地面上，如图所示．已知空玻璃瓶重12N，则玻璃瓶底对地面的压强是Pa．为了喝到瓶中水，乌鸦用嘴将周围的小石子夹入瓶中．假设每颗石子的质量都是43g，乌鸦至少向瓶中夹入颗石子才能让它自己的嘴接触到瓶中水（假如石子全部浸入水中）．（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，ρ石子=2.5×103kg/m3）8【答案】2600；59．【解析】（1）瓶子内水的体积：V水=Sh水=0.02m2×0.20m=0.004m3，由ρ=可得，瓶子内水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.004m3=4kg，水的重力:G水=m水g=4kg×10N/kg=40N，玻璃瓶底对地面的压力：F=G水+G瓶=40N+12N=52N，玻璃瓶底对地面的压强：p===2600Pa；（2）乌鸦的嘴接触到瓶中水时，石子的体积：V石子=S（h瓶﹣h水）=0.02m2×（0.25m﹣0.20m）=0.001m3，所加石子的质量：m石子=ρ石子V石子=2.5×1