2020年春八年级物理全册 第八章 压强专题训练（一）压强的相关计算分层精炼 （新版）沪科版

专题训练(一)压强的相关计算压强的计算属于初中物理力学的基本计算之一,主要分为固体压强和液体压强的计算。在进行压强的计算时,先区分压强的类型很重要,一般固体压强先利用F=G计算压力,再利用p=计算压强;而液体压强通常利用p=ρgh计算。类型1固体压强的相关计算1.如图甲所示,用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上底面积为5cm2的圆柱体,弹簧测力计的示数F与其零刻度线A点上升高度hA关系如图乙所示。分析可知,圆柱体的重力为3N;当弹簧测力计的示数为1N时,圆柱体对水平桌面的压强为4000Pa。2.边长为10cm的正方体木块静止放在面积为0.5m2的水平桌面中央,当对木块施加一个竖直向上的拉力F时,它对桌面的压强减小了150Pa,则拉力F的大小为(D)A.150NB.75NC.4.5ND.1.5N3.如图所示,在海滩作案现场发现了罪犯清晰的双脚站立的脚印,公安人员立即浇铸了一只脚模(用熔化的石蜡倒入后凝固而成),经测量,蜡脚模的平均厚度为3cm,质量为675g,又经测试,达到脚印同样深度的压强为1.5×104Pa(ρ蜡=0.9×103kg/m3,g取10N/kg)。求:(1)这只脚模的体积是多少?每个脚印的面积是多少?(2)罪犯重多少牛?解:(1)脚模的体积V==750cm3每个脚印的面积S1==250cm2=2.5×10-2m2(2)因为人有两只脚,所以罪犯站立时的受力面积S=2S1=2×2.5×10-2m2=5×10-2m2因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,可得罪犯的重G=F=pS=1.5×104Pa×5×10-2m2=750N类型2液体压强的相关计算4.如图所示,容器中盛有水,其中h1=100cm,h2=60cm,容器底面积S=20cm2,g取10N/kg,水对右侧容器顶的压强是(D)A.10000PaB.2000PaC.6000PaD.4000Pa5.目前,世界上能够制造潜水深度6000m潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062m,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取ρ海水=1.0×103kg/m3,求:(1)在7000m的深度,潜水器受到的海水压强为多少?(2)若“蛟龙号”上有一个50cm2的观察窗,在7000m深度时观察窗受到的海水压力为多大?解:(1)潜水器受到的海水压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa(2)观察窗受到的海水压力F=pS=7×107Pa×50×10-4m2=3.5×105N6.某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25cm处,保持平衡,如图所示。已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为20cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,玻璃管所受重力为0.5N(g取10N/kg)。求:(1)水对塑料片产生的压力;(2)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒入该液体,当倒入深度达到20cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少?解:(1)当玻璃管竖直插入水中h1=25cm=0.25m时,水对塑料片产生的压强p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa水对塑料片的压力F1=p1S片=2.5×103Pa×20×10-4m2=5N(2)当倒入玻璃管中液体深度为20cm时,液体对塑料片向下的压强为p2=ρ2gh2此时塑料片恰好下落,则满足p1=p2,即ρ水gh1=ρ2gh2则该液体的密度ρ2==1.0×103kg/m3×=1.25×103kg/m3类型3压强的综合计算7.如图是一瓶邵阳大曲(一种酒)。爱学习的聪聪测得这瓶酒放在水平面上时瓶内酒的高度为0.16m,瓶底面积为4×10-3m2,又了解到酒的体积为500mL,酒的密度为0.9×103kg/m3,空瓶的质量为0.4kg。请你帮聪聪同学完成以下计算(g取10N/kg):(1)这瓶酒放在水平面上时,酒对瓶底的压强是多少?(2)这瓶酒放在水平面上时,酒瓶对水平面的压强是多少?解:(1)酒对瓶底的压强p=ρ酒gh=0.9×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.44×103Pa(2)V=500mL=5×10-4m3酒的质量m酒=ρ酒V=0.9×103kg/m3×5×10-4m3=0.45kg酒和瓶的总重G=m总g=(m酒+m瓶)g=(0.45kg+0.4kg)×10N/kg=8.5N酒瓶对水平面的压力F'=G=8.5N酒瓶对水平面的压强p'==2.125×103Pa8.有一平底玻璃杯放在水平桌面上,内装重为1.5N的水,杯中水的高度是12cm,杯子与桌面的接触面积是10cm2,如图所示(g取10N/kg)。(1)求水对杯底的压力是多少?(2)若桌面受到玻璃杯的压强是2.7×103Pa,求玻璃杯的质量。解:(1)水对杯底的压强p水=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa水对杯底的压力F水=p水S=1200Pa×10×10-4m2=1.2N(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以水和玻璃杯的总重力G总=F桌=p桌S=2.7×103Pa×10×10-4m2=2.7N玻璃杯的重力G杯=G总-G水=2.7N-1.5N=1.2N由G=mg可得,玻璃杯的质量m杯==0.12kg9.阿根廷工程师设计了一款新型家用电梯,该电梯外形是长圆筒,升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升;需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯室往下降。底部高压区始终与外界联通,外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为100kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为200N,底部和顶部的面积均为0.9m2(g取10N/kg)。(1)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,则顶部低压区的气压为多大?(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa,则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少?解:(1)人和电梯的总重力G=(m0+m人)g=(100kg+60kg)×10N/kg=1600N人乘电梯匀速上升时,受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力、竖直向上的大气压力的差,故气压差F1=G+f=1600N+200N=1800N设顶部低压区的压强为p1,则气压差产生的向上的压力为F1=(p0-p1)S=(1×105Pa-p1)×0.9m2=1800N则顶部低压区的气压p1=9.8×104Pa(2)电梯匀速下降时,受到竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力、竖直向上的压力,电梯受到的向上的压力为F2=(p0-p2)S=(1×105Pa-9.5×104Pa)×0.9m2=4500N电梯匀速下降,摩擦力方向向上,G总=F2+f=4500N+200N=4700N总质量为m总==470kg则下降时能装载的物体的最大质量为m2=m总-m0=470kg-100kg=370kg