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B
等于
小于
受力
面积
压力大小
压力大小
瓶子倒放前倒掉适量的水
$p=\dfrac{F}{S}$
压力
$\mathrm{N}$
受力面积
$\mathrm{m}^2$
压强
$\mathrm{Pa}$
2.5
50
每平方米面积上
受到的压力为0.5牛
解:​$(1)$​大象对地面的压力等于自身重力,抬起一只脚时压力不变:
​$ F = G = 6×10^4\ \mathrm {N}$​
​$ (2)$​四只脚着地时,根据压强公式计算压强:
​$ p=\dfrac {F}{S}=\dfrac {6×10^4\ \mathrm {N}}{0.24\ \mathrm {m^2}}=2.5×10^5\ \mathrm {Pa}$​
【分析】
要判断茶杯正放和倒扣时对桌面的压力、压强变化,可分两步分析:首先分析压力,水平桌面上的物体对桌面的压力等于自身重力,茶杯正放和倒扣时自身重力不变,因此对桌面的压力相等;再分析压强,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,当压力相同时,受力面积越小,压强越大,倒扣后茶杯与桌面的接触面积变小,所以压强会变大,据此即可判断正确选项。
【解析】
1. 压力的判断:空平底茶杯放在水平桌面上,对桌面的压力等于茶杯自身的重力,即$F=G$。正放时的压力$F_1$和倒扣时的压力$F_2$,由于茶杯的重力$G$不变,因此$F_1=F_2$。
2. 压强的判断:根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,已知$F_1=F_2$,倒扣后茶杯与桌面的受力面积$S_2 < S_1$,因此$p_1 < p_2$。
综上,正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算
【点评】
本题考查压力和压强的大小比较,解题关键是明确水平面上物体对桌面的压力等于自身重力,同时结合压强公式分析受力面积变化对压强的影响,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先分析铅笔的受力状态,铅笔静止处于平衡状态,左右食指对铅笔的压力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知这两个力大小相等;再根据力的作用是相互的,可推出左侧食指受到的压力等于右侧食指受到的压力。
接着根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,已知左右食指受到的压力大小相同,左侧食指的受力面积更大,因此左侧食指受到的压强更小。
最后看实验变量,此实验中压力大小相同,只有受力面积不同,所以是探究压力的作用效果与受力面积的关系。
【解析】
1. 压力大小分析:铅笔静止时,左右食指对铅笔的压力是一对平衡力,由二力平衡条件可知这两个力大小相等;根据力的作用是相互的,左侧食指受到的压力等于左侧食指对铅笔的压力,右侧食指受到的压力等于右侧食指对铅笔的压力,因此左侧食指受到的压力等于右侧食指受到的压力。
2. 压强大小分析:根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,左右食指受到的压力$F$相同,左侧食指的受力面积$S$更大,所以$p_{左}=\frac{F}{S_{左}}$,$p_{右}=\frac{F}{S_{右}}$,可得左侧食指受到的压强小于右侧食指受到的压强。
3. 实验探究因素分析:此实验中压力大小保持相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,因此可探究压力的作用效果与受力面积的关系。
【答案】
等于;小于;受力面积
【知识点】
二力平衡条件、压强大小比较、压力作用效果的影响因素
【点评】
本题借助简单的力学实验,综合考查了二力平衡条件、压强公式应用及压力作用效果的影响因素,侧重基础知识的理解与实际应用能力的考查,贴近生活,易于理解。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先观察实验装置,图中是同一个装水的瓶子,瓶子和水的总重力不变,先确定控制不变的量是压力大小。接着对比(a)(b)两图,压力大小相同,受力面积不同,倒放时受力面积小,压力作用效果更明显,由此推导结论。最后思考要让倒放和正放压力作用效果相同,因为倒放时受力面积小,压强更大,所以需要减小倒放时的压力,最简单的方法就是倒掉适量的水来减小总压力。
【解析】
1. 由图可知,实验中使用的是同一个装水的瓶子,瓶子和水的总重力不变,因此控制不变的量是压力大小。
2. 对比(a)(b)两图,压力大小相同,倒放时受力面积更小,压力作用效果更明显,因此可得出结论:在压力大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
3. 瓶子倒放时受力面积小,压强更大,要使倒放与正放时产生相同的作用效果,需要减小倒放时的压力,最简单的方法是瓶子倒放前倒掉适量的水,减小总重力,从而减小压力。
【答案】
压力大小;压力大小;瓶子倒放前倒掉适量的水
【知识点】
压力作用效果的影响因素;控制变量法
【点评】
本题通过直观的实验现象,考查了压力作用效果的影响因素,需熟练掌握控制变量法的应用,理解压力、受力面积与压力作用效果的关系。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一道压强基础概念的记忆型题目,解题时需要回忆压强的定义式,以及公式中每个符号所对应的物理量名称和它们的国际单位。首先明确压强是表示压力作用效果的物理量,其计算公式是由压力和受力面积的比值定义而来,然后依次对应每个符号的物理意义和单位即可。
【解析】
本题考查压强的基础知识点,压强的计算公式为$p=\dfrac{F}{S}$,其中$F$表示压力,单位是牛顿(符号$\mathrm{N}$);$S$表示受力面积,单位是平方米(符号$\mathrm{m}^2$);$p$表示压强,单位是帕斯卡(符号$\mathrm{Pa}$)。
【答案】
$p=\dfrac{F}{S}$;压力;$\mathrm{N}$;受力面积;$\mathrm{m}^2$;压强;$\mathrm{Pa}$
【知识点】
压强的计算公式、压强相关物理量及单位
【点评】
本题为压强的基础概念题,是学习压强计算的必备基础知识,需准确记忆公式及各物理量的含义与单位。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先思考水平面上压力与重力的关系:当物体平放在水平桌面上时,物体对桌面的压力等于自身的重力,由此可确定教材对桌面的压力大小;接着回忆压强的计算公式$p=\frac{F}{S}$,将已求得的压力和题目给出的接触面积代入公式,即可计算出教材对桌面的压强。
【解析】
教材平放在水平桌面上,对桌面的压力等于自身重力,即$ F = G = 2.5\ \mathrm{N} $。
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,代入数据$ F = 2.5\ \mathrm{N} $,$ S = 0.05\ \mathrm{m}^2 $,可得:
$ p = \frac{2.5\ \mathrm{N}}{0.05\ \mathrm{m}^2} = 50\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
2.5;50
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算
【点评】
本题考查水平面上压力与重力的关系及压强公式的基本应用,属于力学基础题型,需熟练掌握相关公式和规律。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先回忆压强的定义,压强是表示压力作用效果的物理量,定义为物体所受压力的大小与受力面积之比,单位是帕斯卡(Pa)。1Pa的物理意义是1平方米面积上受到的压力为1牛,类比可知,0.5Pa的物理意义是每平方米面积上受到的压力为0.5牛。解题时需先明确压强物理意义的表述逻辑,再结合题目给定的压强数值进行具体阐述。
【解析】
压强的物理意义是单位面积上受到的压力,帕斯卡(Pa)是压强的单位,1Pa = 1N/m²。因此0.5 Pa表示桌面1 m²面积上受到报纸的压力为0.5 N。
【答案】
桌面1 m²面积上受到的压力是0.5 N
【知识点】
压强的物理意义
【点评】
本题考查对压强物理意义的理解,属于基础概念题,侧重对基本物理概念的掌握。
【难度系数】
0.9
【分析】
(1)首先明确,当大象在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力。抬起一只脚时,大象的重力没有改变,所以对地面的压力也不会发生变化,直接等于其重力即可。
(2)计算压强时,根据压强的定义式$p=\frac{F}{S}$,已知四只脚着地时的压力(等于重力)和总接触面积,将数值代入公式就能算出对地面的压强。
【解析】
(1)大象对水平地面的压力等于自身重力,抬起一只脚时,重力不变,因此压力不变:
$F = G = 6×10^4\ \mathrm{N}$
(2)四只脚着地时,已知压力$F=6×10^4\ \mathrm{N}$,接触面积$S=0.24\ \mathrm{m}^2$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$可得:
$p=\frac{F}{S}=\frac{6×10^4\ \mathrm{N}}{0.24\ \mathrm{m}^2}=2.5×10^5\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1)$6×10^4\ \mathrm{N}$;(2)$2.5×10^5\ \mathrm{Pa}$
【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基本计算,关键是理解水平面上物体对地面的压力等于自身重力,熟练运用压强公式进行计算即可,属于基础题型。
【难度系数】
0.8