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垂直
200
压力
受力面积
压力
受力面积
$F$
$S$
$p$
$p=\frac{F}{S}$
牛顿($\mathrm{N}$)
平方米($\mathrm{m}^2$)
帕斯卡

$\mathrm{Pa}$
$1\ \mathrm{N/m}^2$
不相同
在压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显
大小
受力面积大小
$6×10^4$
$2.5×10^5$
不变
变大
​$ 5×10^5$​
$1×10^{-2}$
【分析】
首先回忆压力的定义,明确压力的核心特征是垂直作用在物体表面;接着分析水平地面上静止的铁块,在水平面上,物体对地面的压力大小等于自身的重力,因为此时重力与地面对物体的支持力是平衡力,而物体对地面的压力和地面对物体的支持力是相互作用力,大小相等,所以压力大小等于重力。
【解析】
1. 根据压力的定义可知,垂直作用于物体表面的力叫作压力,因此第一空填写“垂直”。
2. 铁块静止在水平地面上,此时铁块对水平地面的压力大小等于自身的重力,已知铁块重力为200N,所以铁块对水平地面的压力为200N。
【答案】
垂直;200
【知识点】
压力的定义;水平面上压力与重力的关系
【点评】
本题属于力学基础题,主要考查压力的基本概念和特殊情境下压力的计算,难度较低,需要牢记压力的定义以及水平面上压力与重力的等量关系。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,需回忆压强相关的基础概念:首先,通过控制变量法的实验(如海绵受压实验)可知,影响压力作用效果的两个因素是压力的大小和受力面积的大小;其次,压强是为描述压力作用效果引入的物理量,其定义为物体所受压力与受力面积的比值;最后,记住压强相关的物理量符号及计算公式,压力用F表示,受力面积用S表示,压强用p表示,公式为$p=\frac{F}{S}$。按照这个思路依次填写每个空即可。
【解析】
1. 根据压力作用效果的探究实验结论,影响压力作用效果的因素是压力和受力面积;
2. 压强的定义是:物体所受的压力与受力面积之比;
3. 在物理学中,用F表示压力,S表示受力面积,p表示压强,压强的计算公式为$p=\frac{F}{S}$。
【答案】
压力;受力面积;压力;受力面积;F;S;p;$p=\frac{F}{S}$
【知识点】
压力作用效果的影响因素、压强的定义、压强的计算公式
【点评】
本题考查压强的基础概念,涵盖影响压力作用效果的因素、压强的定义、物理量符号及计算公式,属于力学入门级知识点,是后续学习压强计算、固体液体气体压强应用的基础,需准确记忆。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆国际单位制的相关知识:压力属于力的范畴,力的国际单位是牛顿;面积的国际单位是平方米。根据压强的定义式$p=\frac{F}{S}$,压强的单位由压力单位和面积单位组合而来,同时它有专门的名称帕斯卡,简称帕,符号为$\mathrm{Pa}$。再结合压强公式推导$1\mathrm{Pa}$的具体含义,即$1\mathrm{N}$除以$1\mathrm{m}^2$,得到$1\mathrm{N/m}^2$。
【解析】
1. 压力是力的一种,在国际单位制中,力的单位是牛顿($\mathrm{N}$),因此压力的单位是牛顿($\mathrm{N}$);
2. 面积的国际单位是平方米($\mathrm{m}^2$);
3. 由压强公式$p=\frac{F}{S}$可知,压强有专门的单位帕斯卡,简称帕,符号为$\mathrm{Pa}$;
4. 根据压强公式推导可得:$1\mathrm{Pa}=\frac{1\mathrm{N}}{1\mathrm{m}^2}=1\mathrm{N/m}^2$。
【答案】
牛顿$(\mathrm{N})$;平方米$(\mathrm{m}^2)$;帕斯卡;帕;$\mathrm{Pa}$;$1\ \mathrm{N/m}^2$
【知识点】
力的国际单位、面积的国际单位、压强的单位
【点评】
本题属于基础概念题,主要考查国际单位制中压力、面积、压强的单位及压强单位的推导,是构建压强知识体系的核心基础内容,需准确记忆和理解。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆压力作用效果的影响因素为压力大小和受力面积大小。用两手指压铅笔两端时,先判断压力关系:铅笔静止,两手指对铅笔的压力是平衡力,大小相等;同时铅笔对手指的压力与手指对铅笔的压力是相互作用力,大小也相等,因此两手指受到的压力相等。再看受力面积,铅笔削尖一端受力面积小,另一端受力面积大。根据压力作用效果的规律,压力相等时受力面积不同,压力作用效果不同,因此两手指凹陷程度不同,进而得出对应结论。
【解析】
1. 压力大小判断:铅笔处于静止状态,两手指对铅笔的压力是一对平衡力,大小相等;而铅笔对手指的压力与手指对铅笔的压力是相互作用力,大小也相等,因此两手指受到的压力大小相等。
2. 受力面积分析:铅笔削尖的一端受力面积小,另一端受力面积大。
3. 现象与结论:由于压力相等,受力面积不同,压力作用效果不同,所以两手指的凹陷程度不相同,这表明在压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
【答案】
不相同;在压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显
【知识点】
压力作用效果的影响因素;相互作用力的特点
【点评】
本题通过生活中的简单实验现象,考察压力作用效果的影响因素,需要结合平衡力、相互作用力的知识判断压力大小关系,注重物理概念与生活现象的结合,属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.8
【分析】
这道题是探究压力作用效果的影响因素,需运用控制变量法分析。首先观察图(a)和图(b),二者受力面积相同(均为桌子腿与海绵的接触面积),但图(b)增加了砝码,压力更大,海绵凹陷程度更明显,这是控制受力面积不变,改变压力大小,以此探究压力作用效果与压力大小的关系;再看(b)和(c),二者压力相同(均为桌子与砝码的总重力),但(b)是桌子腿接触海绵,受力面积小,(c)是桌子面接触海绵,受力面积大,海绵凹陷程度不同,这是控制压力不变,改变受力面积,探究压力作用效果与受力面积的关系。
【解析】
1. 分析图(a)与图(b):
保持受力面积不变,图(b)中增加砝码后压力增大,海绵的凹陷程度比图(a)更显著,说明在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显,因此压力的作用效果与压力的大小有关。
2. 分析图(b)与图(c):
保持压力大小不变,图(b)的受力面积小于图(c),海绵的凹陷程度比图(c)更显著,说明在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,因此压力的作用效果与受力面积大小有关。
【答案】
大小;受力面积大小
【知识点】
压力作用效果的影响因素;控制变量法
【点评】
本题借助转换法(通过海绵凹陷程度体现压力作用效果)和控制变量法探究实验,是力学基础实验题,需明确控制变量法的应用逻辑,区分每次实验的变量与不变量。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 计算重力:根据重力计算公式$G=mg$,已知大象质量和$g$的取值,直接代入公式即可求出重力;
2. 计算站立时对地面的压强:水平地面上,物体对地面的压力等于自身重力,先将脚掌面积单位换算为平方米,再求出四只脚掌的总受力面积,最后利用压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强;
3. 判断抬起一条腿时的压力和压强变化:压力始终等于大象的重力,重力不变则压力不变;抬起一条腿后受力面积减小,根据$p=\frac{F}{S}$,在压力不变时,受力面积减小,压强变大。
【解析】
1. 计算大象的重力:
已知$m=6×10^3kg$,$g=10N/kg$,根据重力公式$G=mg$可得:
$G=mg=6×10^3kg×10N/kg=6×10^4N$;
2. 计算站立时对地面的压强:
大象站在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,即$F=G=6×10^4N$;
每只脚掌面积$S_0=600cm^2=600×10^{-4}m^2=0.06m^2$,四只脚掌总受力面积$S=4×0.06m^2=0.24m^2$;
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$可得:
$p=\frac{F}{S}=\frac{6×10^4N}{0.24m^2}=2.5×10^5Pa$;
3. 抬起一条腿时的变化:
抬起一条腿,大象的重力不变,因此对地面的压力不变;
此时受力面积变为3只脚掌的面积,受力面积减小,根据$p=\frac{F}{S}$,压力$F$不变,受力面积$S$减小,所以对地面的压强变大。
【答案】
$6×10^4$;$2.5×10^5$;不变;变大
【知识点】
1. 重力的计算
2. 固体压强的计算
3. 压强的影响因素
【点评】
本题为力学基础题,主要考查重力和压强的基本计算,以及压力、压强变化的判断。解题时需注意受力面积的单位换算,明确水平地面上压力与重力的关系,掌握压强公式的应用是解题关键。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题考查压强公式的应用,解题思路如下:首先回忆压强的定义式$ p = \frac{F}{S} $,明确公式中各物理量的单位规范(力的单位为$ N $,面积单位为$ m^2 $,压强单位为$ Pa $)。对于第一个空,需先将受力面积的单位从$ cm^2 $换算为$ m^2 $,再代入公式计算压强;对于第二个空,已知压力不变,利用公式变形$ S = \frac{F}{p} $,代入已知压力和目标压强计算受力面积,注意最终单位需转换为$ m^2 $。
【解析】
1. 计算50N压力作用在$ 1cm^2 $面积上的压强:
先进行单位换算:$ 1cm^2 = 1 × 10^{-4} m^2 $,
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,代入数据得:
$ p_1 = \frac{F}{S_1} = \frac{50N}{1 × 10^{-4} m^2} = 5 × 10^5 Pa $;
2. 保持压力不变,求产生$ 5 × 10^3 Pa $压强时的受力面积:
由$ p = \frac{F}{S} $变形得$ S = \frac{F}{p} $,
代入$ F = 50N $、$ p_2 = 5 × 10^3 Pa $,得:
$ S_2 = \frac{F}{p_2} = \frac{50N}{5 × 10^3 Pa} = 0.01 m^2 = 1 × 10^{-2} m^2 $。
【答案】
$ 5×10^5 $;$ 1×10^{-2} $
【知识点】
压强公式的应用;单位换算
【点评】
本题是压强公式的基础应用题型,核心易错点在于面积单位的换算,需牢记$ 1cm^2 = 1×10^{-4} m^2 $,计算时严格统一单位,避免因单位失误导致结果错误。
【难度系数】
0.6