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受力面积一定,
压力越大,压强越大
压力一定,受力面积
越小,压强越大
①⑤⑦
②③④⑥
$解:​F=(m_人+m_车)g=(10\ \mathrm {kg}+40\ \mathrm {kg})×10\ \mathrm {N/kg}=500\ \mathrm {N}​$
$​ p=\frac FS=\frac {500\ \mathrm {N}}{20×10^{-4}\ \mathrm {m^2}}=2.5×10^5\ \mathrm {Pa} ​$
【分析】
要探究压强的影响因素,需运用控制变量法。观察(a)、(b)两图,砖的放置方式相同,受力面积不变,(b)图中砖的数量更多,压力更大,通过海绵凹陷程度反映压强大小,可探究受力面积相同时压力对压强的影响;观察(a)、(c)两图,砖的数量相同,压力不变,放置方式不同导致受力面积不同,海绵凹陷程度不同,可探究压力相同时受力面积对压强的影响。
【解析】
(1) 对比(a)、(b)两图,砖与海绵的接触面积(受力面积)相同,(b)图中对海绵的压力更大,海绵凹陷程度更明显,说明压强更大,因此得出结论:受力面积一定,压力越大,压强越大。
(2) 对比(a)、(c)两图,对海绵的压力相同,(c)图中砖与海绵的接触面积(受力面积)更小,海绵凹陷程度更明显,说明压强更大,因此得出结论:压力一定,受力面积越小,压强越大。
【答案】
(1) 受力面积一定,压力越大,压强越大
(2) 压力一定,受力面积越小,压强越大
【知识点】
压强的影响因素、控制变量法
【点评】
本题借助海绵凹陷程度转换体现压强大小,运用控制变量法探究压强与压力、受力面积的关系,注重对实验探究方法和压强规律的考查。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,我们首先回忆压强的计算公式$p=\frac{F}{S}$,压强大小由压力$F$和受力面积$S$共同决定。当压力$F$一定时,减小受力面积$S$可增大压强,增大受力面积$S$可减小压强。接下来逐个分析每个事例:①针和锥子顶端很尖、⑤啄木鸟的嘴很尖、⑦刀刃磨薄,都是通过减小受力面积来增大压强;②铁轨铺枕木、③承重墙建宽地基、④安全带宽而平、⑥坦克宽履带,都是通过增大受力面积来减小压强,从而区分出增大和减小压强的事例。
【解析】
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,在压力$F$一定时,减小受力面积$S$可增大压强,增大受力面积$S$可减小压强。
①针和锥子的顶端做得很尖、⑤啄木鸟的嘴很尖、⑦刀刃磨得薄些,均通过减小受力面积来增大压强;
②铁轨铺在枕木上、③房屋承重墙建在宽地基上、④汽车安全带宽而平、⑥坦克装宽履带,均通过增大受力面积来减小压强。
【答案】
①⑤⑦;②③④⑥
【知识点】
压强的影响因素;增大压强的方法;减小压强的方法
【点评】
本题结合生活实例考查压强的改变方法,紧扣压强公式,注重物理知识与生活实际的联系,难度不大,理解压强公式即可解题。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先要明确,在水平路面上,物体对地面的压力等于自身的总重力。所以第一步先计算小明和自行车的总质量,再利用重力公式$G=mg$求出总重力,也就是对地面的压力。接下来计算压强,需使用压强公式$p=\frac{F}{S}$,这里要注意将接触面积的单位从$\mathrm{cm^2}$换算为国际单位$\mathrm{m^2}$,再代入压力和面积的值计算压强。
【解析】
1. 计算小明和自行车的总质量:
$m_{总}=m_{人}+m_{车}=40\ \mathrm{kg}+10\ \mathrm{kg}=50\ \mathrm{kg}$
2. 计算对地面的压力:
由于在水平面上,压力等于总重力,因此$F=G_{总}=m_{总}g=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
3. 换算接触面积的单位:
$S=20\ \mathrm{cm^2}=20×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=2×10^{-3}\ \mathrm{m^2}$
4. 计算自行车对地面的压强:
$p=\frac{F}{S}=\frac{500\ \mathrm{N}}{2×10^{-3}\ \mathrm{m^2}}=2.5×10^5\ \mathrm{Pa}$
【答案】
小明骑自行车时对地面的压力为500N,自行车对地面的压强为$2.5×10^5\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
固体压力计算、固体压强计算、单位换算
【点评】
本题考查固体压力与压强的基础计算,关键是明确水平面上压力等于总重力,解题时需注意面积单位的正确换算,属于常规基础题型。
【难度系数】
0.8