中考物理必考计算 专题03压强专题计算

中考物理必考计算 专题03压强专题计算

专题03 压强 考点解读 一、 对压强公式的理解：‎ ‎（1）应用计算时，单位要统一。F的单位是牛顿（N），受力面积S的单位要用平方米（m2），这样得到物体所受压强P的单位是帕（Pa）。‎ ‎（2）压力F的大小不一定等于重力，方向也不一定是竖直向下。压力与物体表面垂直；‎ ‎（3）受力面积S是指物体相互挤压的面积，与物体表面积不一定相等，可以等于或小于物体表面积，但绝对不会大于物体的表面积。‎ ‎（4）压强公式既适用与固体，又适用与液体，也适用与气体。‎ ‎（5）灵活运用速度公式及其变形公式,。 二、对压强公式p=ρgh的理解：‎ ‎（1）应用P=ρgh计算时，单位要统一。p表示液体的压强，单位是Pa，ρ表示液体的密度，单位是kg/m3，h表示液体的深度，单位是m，g一般取9.8 N/kg。‎ ‎（2）h是指深度，表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离，即深度是由上往下量的。‎ ‎（3）压强公式P=ρgh既适用液体和气体，又适用形状规则的固体。‎ ‎（4）灵活运用速度公式及其变形公式,。‎ ‎（5）液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力，只有柱形容器（圆柱、正方体、长方体）放到水平面上，液体对容器底部的压力才等于液体的重力（F=G）。其他情况的压力应用公式求解。‎ 重点考向 ‎1．（2019•南京）2019年，我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就﹣“玉兔二号”月球车成功 登陆月球背面。图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型，质量为36kg。‎ ‎（1）模型车静止在水平地面上时，它对地面的压力为多少牛？（g取10N/kg）‎ ‎（2）若车轮与地面的总接触面积为400cm2，则车对地面的压强为多少帕？‎ 11‎ ‎【解析】解：（1）模型车静止在水平地面上时，它对地面的压力：‎ F＝G＝mg＝36kg×10N/kg＝360N。‎ ‎（2）车对地面的压强：‎ p＝＝＝9×103Pa。‎ 答：（1）模型车静止在水平地面上时，它对地面的压力为360N；‎ ‎（2）若车轮与地面的总接触面积为400cm2，则车对地面的压强9×103Pa。‎ ‎2．（2019•岳阳）人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示，某餐厅的送餐机器人的质量为40kg，它与地面的接触面积为0.01m2。‎ ‎（1）求送餐机器人的重力；‎ ‎（2）送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的。有一小块玻璃钢材料的质量为90g，体积为50cm3，求该材料的密度；‎ ‎（3）若送餐机器人托着3kg的物体，求此时机器人对水平地面的压强。‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）送餐机器人的重力：‎ G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N；‎ ‎（2）该材料的密度：‎ ρ＝＝＝1.8g/cm3；‎ ‎（3）送餐机器人托着3kg的物体，总质量：‎ m总＝3kg+40kg＝43kg，‎ 总重力：‎ 11‎ G总＝m总g＝43kg×10N/kg＝430N，‎ 此时机器人对水平地面的压力：‎ F＝G总＝430N，‎ 此时机器人对水平地面的压强：‎ p＝＝＝4.3×104Pa。‎ 答：（1）送餐机器人的重力为400N；‎ ‎（2）该材料的密度为1.8g/cm3；‎ ‎（3）此时机器人对水平地面的压强为4.3×104Pa。‎ ‎3．（2019•长春）水平桌面放置一个质量为0.8kg的保温杯，杯底对桌面的压强为2×103Pa，g取10N/kg。求：‎ ‎（1）保温杯对桌面压力的大小。‎ ‎（2）桌面的受力面积。‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）保温杯放在水平桌面上，保温杯对水平桌面的压力：‎ F＝G＝mg＝0.8kg×10N/kg＝8N；‎ ‎（2）由p＝得，桌面的受力面积：‎ S＝＝＝4×10﹣3m2。‎ 答：（1）保温杯对桌面压力是8N。‎ ‎（2）桌面的受力面积是4×10﹣3m2。‎ ‎4．（2019•福建）将平底薄壁直圆筒状的空杯，放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图象如图o饮料出口的横截面积S1＝0.8cm2，饮料流出的速度v＝50cm/s，杯高H＝10cm，杯底面积S2＝30cm2，g取10N/kgo ‎（1）装满饮料时，杯底受到饮料的压力为多大？‎ ‎（2）饮料的密度为多大？‎ ‎（3）设杯底与杯座的接触面积也为S2，饮料持续流入空杯5s后关闭开关，杯对杯座的压强为多大？‎ 11‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）由图可知空杯对杯座的压力：F0＝0.9N；‎ 装满饮料时，杯对杯座的压力：F1＝4.5N；‎ 因杯子为平底薄壁直圆筒状，‎ 所以杯底受到饮料的压力：F＝F1﹣F0＝4.5N﹣0.9N＝3.6N。‎ ‎（2）饮料的质量：m＝＝＝＝0.36kg；‎ 杯中饮料的体积：V＝S2H＝30cm2×10cm＝300cm3＝3×10﹣4 m3；‎ 则饮料的密度：ρ＝＝＝1.2×103kg/m3；‎ ‎（3）饮料持续流入空杯5s，则流入杯中饮料的质量：‎ m1＝ρS1vt＝1.2×103kg/m3×0.8×10﹣4 m2×0.5m/s×5s＝0.24kg；‎ 此时饮料对杯底的压力：F2＝m1g＝0.24kg×10N/kg＝2.4N，‎ 此时杯对杯座的压强：p＝＝＝1.1×103Pa。‎ 答：（1）装满饮料时，杯底受到饮料的压力为3.6N；‎ ‎（2）饮料的密度为1.2×103kg/m3；‎ ‎（3）设杯底与杯座的接触面积也为S2，饮料持续流入空杯5s后关闭开关，杯对杯座的压强为1.1×103Pa。‎ ‎5．（2020•泉州模拟）我国从20世纪70年代开始大规模研制潜水器，现已达到国际领先水平。2010年7月下水的“蛟龙号”深海潜水器，是我国自主研制的，若“蛟龙号”潜水器下潜至5000m，（ρ海水＝1.03×103kg/m3，g取10N/kg）求：‎ ‎（1）它受到的海水压强大约是多少？‎ ‎（2）若蛟龙号上的一观察窗口面积为0.5m2，则该窗口所承受海水的压力为多少？‎ ‎【解析】解：（1）潜水器受到海水的压强：‎ 11‎ p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×5000m＝5.15×107Pa；‎ ‎（2）观察窗口的面积S＝0.5m2，‎ 由p＝可得，观察窗受到的压力：‎ F＝pS＝5.15×107Pa×0.5m2＝2.575×107N。‎ 答：（1）它受到的海水压强大约是5.15×107Pa；‎ ‎（2）该窗口所承受海水的压力为2.575×107N。‎ ‎6．（2019•朝阳区校级模拟）我国自主研制的深海载人深潜器“蛟龙”号圆满完成了7km级海试。它有一个50cm2的观察窗，当它在7km深处时（海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求：‎ ‎（1）海水产生的压强 ‎（2）观察窗受到的海水压力。‎ ‎【解析】解：（1）海水产生的压强：‎ p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m＝7×107Pa；‎ ‎（2）由p＝可得，观察窗受到的海水压力：‎ F＝pS＝7×107Pa×50×10﹣4m2＝3.5×105N。‎ 答：（1）海水产生的压强为7×107Pa；‎ ‎（2）观察窗受到的海水压力为3.5×105N。‎ ‎7．（2019•长春模拟）如图所示，水平桌面的中央放着一个底面积为0.04m2、重20N的圆形鱼缸，鱼缸内装有深0.2m、重100N的水。（g＝10N/kg）‎ 求：（1）水对鱼缸底的压强。‎ ‎（2）水对鱼缸底的压力。‎ ‎【解析】解：（1）鱼缸底部受到的水的压强：‎ p水＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2×103Pa；‎ ‎（2）由p＝可得，水对鱼缸底部的压力：‎ F水＝p水S＝2×103Pa×0.04m2＝80N。‎ 答：（1）水对容器底的压强为2×103Pa；‎ ‎（2）容器底受到水的压力为80N。‎ 11‎ ‎8．（2019•古田县校级模拟）如图所示，把一只平底玻璃杯放在水平桌面上，在瓶内装入150g的水，杯子与桌面的接触面积是10cm2，取g＝10N/kg，求：‎ ‎（1）水对杯底的压强；‎ ‎（2）水对杯底的压力；‎ ‎（3）若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103Pa，求玻璃杯的质量。‎ ‎【解析】解：（1）杯内水的深度：‎ h＝12cm＝0.12m，‎ 水对杯底的压强：‎ p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m＝1200Pa；‎ ‎（2）由p＝可得，水对杯底的压力：‎ F＝pS＝1200Pa×10×10﹣4m2＝1.2N；‎ ‎（3）桌面所受玻璃杯的压力：‎ F′＝p′S＝2.7×103Pa×10×10﹣4m2＝2.7N，‎ 因水平面上物体的压力和自身的重力相等，‎ 所以，玻璃杯的总质量：‎ m＝＝＝＝0.27kg＝270g，‎ 则玻璃杯的质量：‎ m杯＝m﹣m水＝270g﹣150g＝120g。‎ 答：（1）水对杯底的压强为1200Pa；‎ ‎（2）水对杯底的压力为1.2N；‎ ‎（3）玻璃杯的质量为120g。‎ ‎9．（2020•长宁区一模）如图所示，水平地面上薄壁圆柱形容器甲、乙的底面积分别为2S、S，容器内分别盛有质量相等的水和酒精（ρ酒精＝0.8×103千克/米3）。‎ ‎①求甲容器中0.1米深处水的压强。‎ ‎②若乙容器中酒精质量为2.4千克，求酒精的体积。‎ ‎③若在乙容器内抽取0.2米深酒精后，酒精和水对容器底的压强相等，求甲中水的深度。‎ 11‎ ‎【解析】解：‎ ‎①甲容器中0.1米深处水的压强为：‎ p水＝ρ水gh甲水＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1000Pa。‎ ‎②由ρ＝可得，酒精的体积：‎ V酒精＝＝＝3×10﹣3m3；‎ ‎③水的体积：V水＝＝＝2.4×10﹣3m3；‎ 在乙容器内抽取0.2米深酒精后，酒精和水对容器底的压强相等，‎ 则根据p＝ρgh可知，ρ水gh水＝ρ酒精gh酒精，‎ 即：1×103kg/m3×10N/kg×＝0.8×103kg/m3×10N/kg×（﹣0.2m），‎ 解得：S＝0.0075m2；‎ 则水的深度为：h＝＝＝0.16m。‎ 答：①甲容器中0.1米深处水的压强为1000Pa。‎ ‎②若乙容器中酒精质量为2.4千克，酒精的体积为3×10﹣3m3。‎ ‎③若在乙容器内抽取0.2米深酒精后，酒精和水对容器底的压强相等，甲中水的深度为0.16m。‎ ‎10．（2019•黔南州二模）如图所示，放置在水平地面上重10N的平底薄壁容器，底面积100cm2内装40N的水，水深20cm。现将一体积为200cm3的金属块系在弹簧测力计挂钓上，然后把它浸没于容器内的水中（水未溢出，金属块未接触容器底部）弹簧测力计示数为15.8N．（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：‎ ‎（1）金属块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？‎ ‎（2）金属块浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？‎ 11‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）金属块未放入水中时，容器底部受到水的压强：‎ p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa，‎ 由p＝得容器底部受到水的压力：‎ F＝pS＝2000Pa×100×10﹣4m2＝20N；‎ ‎（2）金属块浸没于水中受到的浮力为：‎ F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3＝2N，‎ 金属块的重力为：‎ G金属＝F浮+F示＝2N+15.8N＝17.8N；‎ 容器对水平地面的压力：‎ F压＝（G容+G水+G金属）﹣F示＝（10N+40N+17.8N）﹣15.8N＝52N，‎ 此时容器对水平地面的压强：‎ p′＝＝＝5200Pa。‎ 答：（1）铜块未放入水中时，容器底部受到水的压力是20N；‎ ‎（2）铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是5200Pa。‎ ‎11．（2019秋•丰台区期末）如图所示，在水平桌面上放置一个体积为20cm3、重为1.8N的小球，小球处于静止状态。旁边的桌面上放置一个平底薄塑料杯（重力忽略不计），高为0.1m，杯中装满水，水重为3N．（g＝10N/kg）求：‎ ‎（1）画出小球静止在水平桌面时的受力示意图；‎ ‎（2）小球对水平桌面的压力；‎ ‎（3）杯中水对杯底的压强；‎ ‎（4）把小球缓慢的放入水中，当小球再次静止时，杯子对桌面的压力增加了多少牛？‎ 11‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）小球静止在水平桌面上，受到竖直向下的重力G球、竖直向上的支持力F支，二力是一对平衡力，大小相等，F支＝G球＝1.8N，二力的作用点都画在小球的重心，如图所示：‎ ‎；‎ ‎（2）小球对水平桌面的压力：‎ F压＝G球＝1.8N。‎ ‎（3）杯中装满水，水深h＝0.1m，杯中水对杯底的压强：‎ p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1×103Pa。‎ ‎（4）小球的质量：‎ m球＝＝＝0.18kg＝180g，‎ 小球的密度：‎ ρ球＝＝＝9g/cm3＝9×103kg/m3；‎ 因为ρ球＞ρ水，所以，小球沉底，‎ 小球在水中静止时受到的浮力：‎ F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3＝0.2N，‎ 杯子重力忽略不计，小球没有放入水中时杯子对桌面的压力：‎ F＝G水＝3N；‎ 小球排开水的重力：G排＝F浮＝0.2N，‎ 则小球放入水中时杯子对桌面的压力：‎ 11‎ F′＝G水+G球﹣G排＝3N+1.8N﹣0.2N＝4.6N，‎ 当小球再次静止时，杯子对桌面的压力增加值：‎ ‎△F＝F′﹣F＝4.6N﹣3N＝1.6N。‎ 故答案为：‎ ‎（1）小球静止在水平桌面时的受力示意图，如图所示；‎ ‎（2）小球对水平桌面的压力为1.8N；‎ ‎（3）杯中水对杯底的压强为1×103Pa；‎ ‎（4）把小球缓慢的放入水中，当小球再次静止时，杯子对桌面的压力增加了1.6N。‎ ‎12．（2019秋•衢州期中）江江用如图所示装置粗略测量大气压的值。她将吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气，吸盘压在玻璃上的面积为6cm2，轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子，吸盘刚好脱落时，测出吸盘、小桶和沙子的总质量为5.4kg。‎ ‎（1）吸盘吸在玻璃上，还没挂上小桶时，吸盘受　平衡　力使吸盘平衡。（不考虑吸盘内可能没排尽的空气产生的力）‎ ‎（2）根据已知数据推算出大气压的值（写出计算过程）‎ ‎【解析】解：‎ ‎（1）真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，所以吸盘内的气压小于外界大气压，从而使吸盘受到的重力和大气压的压力平衡，从而吸附在玻璃上；‎ ‎（2）擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和大气压的压力是一对平衡力，平衡力大小相等，即大气压的压力F＝G＝mg＝5.4kg×10N/kg＝54N；‎ 则p＝＝＝9×104Pa。‎ 故答案为：（1）平衡；（2）大气压的值为9×104Pa。‎ ‎13．（2019秋•新昌县期中）如图，高压锅是家庭厨房中常见的炊具，利用它可将食物加热到100℃以上，它省时高效，深受消费者欢迎。‎ 11‎ ‎（1）小明测得家中高压锅出气孔的横截面积S为12mm2，压在出气孔上的安全阀的质量为72g，g取10N/kg，计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强。‎ ‎（2）当高压锅内气压增大到某一值时，锅内气体就能自动顶开安全阀放气。在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少？对照图所示水的沸点与气压的关系图线，利用这种高压锅烧煮食物时可以到达的最高温度大约是多少？（大气压值取1.0×105Pa）‎ ‎【解析】解：（1）限压阀的重力：G＝mg＝0.072kg×10N/kg＝0.72N，‎ 气孔的面积：S＝12mm2＝1.2×10﹣5m2‎ 限压阀对气孔处气体产生的压强：‎ p＝＝＝＝6×104pa；‎ ‎（2）由题意知：锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和，则锅内气压是1.0×105Pa+6×104Pa＝1.6×105Pa；‎ 对照图象可知，当气压为1.6×105Pa时，所对应的温度大约是115℃。‎ 答：（1）限压阀自重对出气孔处气体所产生的压强为6×104pa；‎ ‎（2）在外界为标准大气压的环境下，该高压锅内的气体能达到的最大压强是1.6×105Pa；利用这种高压锅烧煮食物时，可以达到的最高温度大约是115℃。‎ 11‎