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B
C
解:
$G=mg=45\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=450\ \mathrm{N}$
$F=G=450\ \mathrm{N}$
$S=2×0.015\ \mathrm{m}^2=0.03\ \mathrm{m}^2$
$p=\frac{F}{S}=\frac{450\ \mathrm{N}}{0.03\ \mathrm{m}^2}=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$
答:他对地面的压强是$1.5×10^4\ \mathrm{Pa}。$
D
1
$2×10^6$
$2.5×10^4$
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步分析:
1. 分析压力的变化:水平面上的物体对桌面的压力等于自身重力,木板A质量分布均匀,在移动过程中自身重力不变,所以对桌面的压力始终等于重力,保持不变。
2. 分析压强的变化:根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力$F$不变,在木板移动过程中,木板与桌面的接触面积$S$逐渐减小(从初始的$l$变为$l-\frac{l}{3}=\frac{2l}{3}$),所以压强$p$会不断变大。
结合选项逐一判断:A选项压强不变错误;B选项压力不变正确;C选项压力变小错误;D选项压强变小错误。
【解析】
在木板A移动的过程中:
1. 压力分析:
木板A质量分布均匀,其重力$G$保持不变。由于木板放在水平桌面上,根据水平面上压力与重力的关系,木板对桌面的压力$F_{压}=G$,因此压力大小始终不变,故B选项正确,C选项错误。
2. 压强分析:
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,其中$F=F_{压}$不变,木板与桌面的接触面积$S$随木板右移逐渐减小(最终接触面积为$l-\frac{l}{3}=\frac{2l}{3}$),由公式可知,当$F$不变、$S$减小时,压强$p$会不断变大,因此A、D选项错误。
综上,正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
压力与重力的关系;压强的计算
【点评】
本题考查压力和压强的变化分析,核心是理解水平面上压力等于物体重力,以及压强公式的应用,关键在于判断接触面积和压力的变化情况。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,首先需要回忆压强的计算公式$ p = \frac{F}{S} $,明确压强的大小由压力和受力面积两个因素共同决定。在分析压强与其中一个因素的比例关系时,必须运用控制变量法,固定另一个因素不变,否则结论不成立。
接下来逐一分析选项:
对于选项A,若不控制受力面积不变,当受力面积发生变化时,压强与压力并不一定成正比,因此该说法错误;
对于选项B,若不控制压力不变,当压力发生变化时,压强与受力面积并不一定成反比,因此该说法错误;
对于选项C,当压力一定时,根据公式$ p = \frac{F}{S} $,压强随受力面积的增大而减小,二者成反比,该说法符合控制变量的要求,是正确的;
选项D自然错误,因为C选项正确。
【解析】
根据压强的计算公式$ p = \frac{F}{S} $,结合控制变量法分析各选项:
1. 选项A:未控制受力面积不变,当受力面积改变时,压强与压力的正比关系不成立,故A错误;
2. 选项B:未控制压力不变,当压力改变时,压强与受力面积的反比关系不成立,故B错误;
3. 选项C:当压力$ F $一定时,由$ p = \frac{F}{S} $可知,压强$ p $与受力面积$ S $成反比,符合物理规律,故C正确;
4. 选项D:因C选项正确,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
压强的影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查压强与压力、受力面积的关系,核心是掌握控制变量法在物理规律分析中的应用。很多学生容易忽略“控制变量”的前提条件而误选A或B,解题时一定要明确:只有在其中一个因素固定时,才能讨论压强与另一个因素的比例关系。
【难度系数】
0.8
【分析】
要计算同学对地面的压强,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,需要先确定压力$F$和受力面积$S$。首先,同学站在水平地面上,对地面的压力等于自身的重力,所以先利用重力公式$G=mg$计算出重力,即得到压力$F$;其次,同学站立时两只脚与地面接触,所以受力面积是两只脚的接触面积之和;最后将压力和受力面积代入压强公式,即可算出压强。
【解析】
解:
1. 计算同学的重力:
$G=mg=45\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=450\ \mathrm{N}$
2. 确定对地面的压力:
因为同学站在水平地面上,所以对地面的压力等于重力,即$F=G=450\ \mathrm{N}$
3. 计算受力面积:
站立时两只脚与地面接触,总接触面积$S=2×0.015\ \mathrm{m}^2=0.03\ \mathrm{m}^2$
4. 计算对地面的压强:
$p=\frac{F}{S}=\frac{450\ \mathrm{N}}{0.03\ \mathrm{m}^2}=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$
答:他对地面的压强是$1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
$1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
压强的计算、重力的计算、压力与重力的关系
【点评】
本题是压强计算的基础题型,重点考察了压强公式的应用,以及对水平地面上压力与重力关系、受力面积判断的理解,解题时需注意站立时是两只脚接触地面,避免漏乘2。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先需要明确压力的相关特点:压力是垂直作用在物体表面的力,属于弹力,它的受力物体是被压的物体(本题中是斜面),所以作用点应该在斜面上(物体与斜面的接触位置),方向是垂直于斜面向下的,和重力的竖直向下不同。
我们可以按照这个思路,逐个分析选项:先看作用点是否在斜面上,再看方向是否垂直斜面向下,不符合的就排除,符合的就是正确选项。
【解析】
压力的定义是垂直作用在物体表面的力,其三要素满足:
1. 作用点:在被压物体(斜面)的表面,即物体A与斜面的接触位置;
2. 方向:垂直于接触面(斜面)指向被压物体(斜面内部)。
对各选项逐一分析:
选项A:作用点在物体A的重心,方向竖直向下,这是物体A所受重力的示意图,并非物体A对斜面的压力,错误;
选项B:作用点在物体A的重心,不符合压力作用点在斜面上的要求,错误;
选项C:作用点在物体A的重心,方向竖直向下,是物体A的重力示意图,错误;
选项D:作用点在斜面与物体A的接触面上,方向垂直斜面向下,完全符合压力的三要素,正确。
【答案】
D
【知识点】
压力的示意图、压力的方向、力的三要素
【点评】
本题主要考查压力示意图的正确画法,需要注意区分压力与重力的差异:重力的受力物体是物体本身,方向竖直向下;压力的受力物体是被压的接触面,方向垂直于接触面指向被压物体。解题时容易混淆二者的作用点和方向,需重点区分。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先,铅笔重力可忽略,固体能够传递压力,因此铅笔对木板的压力等于手指对铅笔的压力,即1N。
对于手指受到的压强,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,需要先将接触面积单位换算为平方米,再代入压力值计算。
计算木板受到的压强时,同样利用压强公式,先把木板的接触面积换算为平方米,再结合压力值进行计算。
【解析】
1. 确定铅笔对木板的压力:
由于铅笔重力忽略不计,固体可以传递压力,所以铅笔对木板的压力等于手指施加的压力,即$F_{\mathrm{板}}=1\ \mathrm{N}$。
2. 计算手指受到的压强:
已知手指受到的压力$F_{\mathrm{手}}=1\ \mathrm{N}$,接触面积$S_{\mathrm{手}}=0.5\ \mathrm{mm}^2=0.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^2=5×10^{-7}\ \mathrm{m}^2$,
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得:
$p_{\mathrm{手}}=\frac{F_{\mathrm{手}}}{S_{\mathrm{手}}}=\frac{1\ \mathrm{N}}{5×10^{-7}\ \mathrm{m}^2}=2×10^6\ \mathrm{Pa}$。
3. 计算木板受到的压强:
木板受到的压力$F_{\mathrm{板}}=1\ \mathrm{N}$,接触面积$S_{\mathrm{板}}=0.4\ \mathrm{cm}^2=0.4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=4×10^{-5}\ \mathrm{m}^2$,
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得:
$p_{\mathrm{板}}=\frac{F_{\mathrm{板}}}{S_{\mathrm{板}}}=\frac{1\ \mathrm{N}}{4×10^{-5}\ \mathrm{m}^2}=2.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
1;$2×10^6$;$2.5×10^4$
【知识点】
固体压力传递;压强的计算;单位换算
【点评】
本题考查固体压力传递特点与压强的计算,解题关键是准确进行面积单位的换算,熟练运用压强公式,理解固体传递压力的规律。
【难度系数】
0.6