2020中考复习物理微考点专题训练——专题十七:压强计算(解析版).doc
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1、2020中考复习 物理微考点专题训练专题十七:压强计算考点一:固体压强1.某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L.测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进之后,工作人员又进行了制动测试,描绘出了制动距离(从刹车开始到车停止的距离)与制动时的速度关系图象,如图所示 (1)由图象可知,车速越_ ,制动距离越长(2)该车空载静止时,对水平地面的压强是多少?(g取10N/kg) (3)在水平道路中速匀速行驶测试中,
2、若平均阻力为1000N,牵引力做的功是多少?(4)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,汽油取0.7103kg/m3,q汽油=4.6107J/kg)【答案】解:(1)由图象可知,汽车的速度越大,停车距离会随着反应距离的变长而变长,即制动距离越长;(2)汽车的重力:G=mg=1200kg10N/kg=12000N,汽车静止时对水平地面的压力:F=G=12000N 受力面积S=0.096m2,该车空载静止时,对水平地面的压强p=FS=12000N0.096m2=1.25105Pa;(3)由题可知,汽车做匀速直线运动
3、,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小是相等的,可得牵引力F牵=f=1000N,汽车牵引力做的功W机械=F牵s=1000N1.7105J=1.7108J. (4)由=mV可知,车消耗汽油的质量m汽油=汽油V=0.7103kg/m310103m3=7kg,汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg4.6107J/kg=3.22108J,由=W有用Q放可得,内燃机输出的有用能量W有用=Q放=3.22108J53%=1.7066108J;最终蓄电池增加的能量W=W有用W机械=1.7066108J1.7108J=6.6105J. 答:(1)大;(2)该车空载静止时,对水平地面的压强是1.25105Pa;
4、(3)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是1.7108J. (4)此过程最终使蓄电池增加了6.6105J能量2.一辆小轿车质量为1.8t,四个轮子与地面的总接触面积为1000cm2.小轿车在水平路面上做匀速直线运动,2.5h行驶了225km,该车的发动机的额定功率为20kw,(g=10N/kg,q汽油=4.5107J/kg)求:(1)小轿车静止时对地面的压强;(2)轿车在这次行驶过程中受到的牵引力;(3)若汽油完全燃烧产生的热量的25%转化为车运动时的机械能,则这次行驶中要消耗多少kg的汽油?【答案】解:(1)汽车静止时对路面的压力:F=G=mg=1.8103k
5、g10N/kg=1.8104N,汽车对地面压强:p=FS=1.8104N1000104m2=1.8105Pa;(2)根据公式P=Wt可得,汽车行驶过程牵引力所做的功:W=Pt=20103W2.53600s=1.8108J,根据W=Fs可得:汽车牵引力F=Ws=1.8108J2.25105m=800N,(3)t=2.5h=9103s,根据=WQ放可得,放出的热量:Q放=W=1.8108J25%=7.2108J,根据Q=mq可得,需要汽油的质量:m=Q放q汽油=7.2108J4.5107J/kg=16kg。答:(1)小轿车静止时对地面的压强为1.8105Pa;(2)轿车在这次行驶过程中受到的牵引力
6、为800N;(3)若汽油完全燃烧产生的热量的25%转化为车运动时的机械能,则这次行驶中要消耗16kg的汽油。【解析】(1)汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再利用p=FS求出对路面的压强;(2)根据公式P=Wt可求汽车行驶过程所做的功,再利用W=Fs可求牵引力的大小;(3)根据=WQ放可求放出的热量,然后根据Q=mq可求需要汽油的质量。3.四轮沙滩卡丁车,其满载时总重为3600N,车轮与沙滩接触的总面积为0.2m2.卡丁车满载时在水平沙滩上以10m/s的速度做匀速直线运动,它的功率为2.3104W.(g=10N/kg) (1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对
7、沙滩的压强为多少帕?(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛?(3)该卡丁车以汽油为燃料,若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能,则以该速度行驶10min需要燃烧多少千克的汽油?(q汽油=4.6107J/kg)【答案】解:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,对沙滩的压力:F=G=3600N,卡丁车对沙滩的压强:p=FS=3600N0.2m2=1.8104Pa;(2)由P=Wt=Fst=Fv可得,此次行驶中卡丁车的牵引力:F牵=Pv=2.3104W10m/s=2300N;(3)牵引力做的功:W=Pt=23000W1060s=1.38107J,由=WQ放可得,完全燃烧汽油放出的热
8、量:Q放=W=1.38107J25%=5.52107J,由Q放=mq可得,完全燃烧汽油的质量:m=Q放q=5.52107J4.6107J/kg=1.2kg。答:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为1.8104Pa;(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为2300N;(3)以该速度行驶10min需要燃烧1.2kg的汽油。【解析】(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,对沙滩的压力和自身的重力相等,根据p=FS求出对地面的压强;(2)根据P=Wt=Fst=Fv求出此次行驶中卡丁车的牵引力;(3)利用W=Pt求出牵引力做的功,即汽油完全燃烧产生热量转化的机械能,根据=WQ放求出完全燃烧汽
9、油放出的热量,根据Q放=mq求出完全燃烧汽油的质量。4.体重800N的人,双脚与地面的接触面积400cm2,用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知被提升的物体M重力为900N,人如在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度,拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,不计钢丝绳的重、摩擦力大小求:(1)滑轮组提升重物所做的有用功;(2)拉力做的总功;(3)滑轮组提升重物的机械效率(4)提升物体时,人对地面的压强【答案】解:(1)有用功:W有=Gh=900N8m=7200J;(2)由v=st得,物体上升时间:t=sv=8m0.4m/s=20s,据图乙可知,此时拉力做的总功是
10、8000J;(3)滑轮组的机械效率:=W有用W总100%=7200J8000J100%=90%;(4)由图甲可知,n=2,所以绳子自由端移动的距离:s=28m=16m;根据W总=Fs可得,拉力:F=W总s=8000J16m=500N;提升重物时,人对地面的压力:F压=G人F=800N500N=300N,人对地面的压强:p=F压力S=300N400104m2=7500Pa答:(1)滑轮组提升重物所做的有用功是7200J;(2)拉力做的总功为8000J (3)滑轮组提升重物的机械效率是90%;(4)提升物体时,人对地面的压强是7500Pa【解析】(1)已知物体M的重力,根据公式W=Gh计算拉力F对
11、所提升物体M做的有用功;(2)根据图乙可以确定此时拉力做的功,即总功;(3)再据机械效率的计算公式计算即可;(4)据图甲能看出有两端绳子吊着动滑轮,故应该费2倍的距离,所以结合公式W=Fs可以计算出绳子自由端的拉力;求出提升重物时,人对地面的压力,利用p=FS计算压强5.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型若A、B是质量分布均匀的正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比A:B=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙).求:(1)图乙中,物块A对地面的压力;(2)物块A的密度;(3)若将物块B放在水平地面上,A放
12、在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几?【答案】解:(1)由p=FS可得,物块A对地面的压力:F=pSA=5100Pa0.2m0.2m=204N;(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G总=F=204N;由重力和密度公式可得:GA+GB=AVAg+BVBg=204N,因为A:B=3:1,所以有:A(0.2m)310N/kg+13A(0.3m)310N/kg=204N,解得:A=1.2103kg/m3;(3)物块A的重:GA=AVAg=1.2103kg/m3(0.2m)310N/kg=96N;物块B的重:GB=BVB
13、g=131.2103kg/m3(0.3m)310N/kg=108N;沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,则物块B剩余部分的底面积为SBx,物块B剩余部分的重为GBx,则由p=FS可得:pB=GA+GBxSBx=2800Pa,即96N+108Nx(0.3m)2x=2800Pa,解得x=23,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积。答:(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;(2)物块A的密度为1.2103kg/m3;(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。【解析】(1)根据压强的变形公式即可求出物块A对地面的压力;(2)因为水平地面上
14、静止的物体,地面受到的压力等于重力,所以甲乙的总重力等于图乙中物块A对地面的压力,然后根据密度的变形公式和重力的计算公式即可求出物块A的密度;(3)设应将物块B沿竖直方向切去的比例为x,则由G=mg和p=FS求出切去比例。本题考查了压力、压强的计算,灵活的运用p=FS是解题的关键,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。6.某轿车的质量是1.2t,每个车轮与地面接触面积是0.02m2。(1)求轿车空载静止时,对水平地面的压强;(2)在平直公路上测试轿车性能时,轿车由静止开始运动,若水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后,轿车以30m/s的速度做匀速直线运动。求轿车在
15、20s至40s时间内牵引力做的功;(3)求轿车发动机功率的大小。【答案】解:(1)轿车空载静止时,对水平地面的压力:F=G=mg=1.2103kg10N/kg=1.2104N,对水平地面的压强:p=FS=1.2104N0.02m24=1.5105Pa;(2)由图可知,轿车在20s40s时间内牵引力F=3000N保持不变,由v=st可得,在2040s时间内通过的路程:s=vt=30m/s20s=600m,在2040s内牵引力做的功:W=Fs=3103N600m=1.8106J;(3)轿车发动机的功率:P=Wt=1.8106W20s=9104W。答:(1)轿车空载静止时,对水平地面的压强为1.51
16、05Pa;(2)轿车在2040s时间内牵引力做的功1.8106J;(3)轿车发动机的功率为9104W。【解析】(1)轿车空载静止时对水平地面的压力等于自身的重力,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于4个车轮与地面接触面积之和,根据p=FS求出对水平地面的压强;(2)从图象中得出轿车在20s40s时间内牵引力的大下,根据s=vt求出轿车运动的距离,利用W=Fs求出轿车在20s至40s时间内牵引力做的功;(3)根据P=Wt求出轿车发动机功率的大小。本题考查了重力公式和压强公式、速度公式、做功公式、功率公式的应用,从图中得出牵引力的大小和知道水平面上物体的压力等于自身的重力是关键。考点二:液体压
17、强1.为展示我国人民军队的高科技成果,我军研制出各种新武器、新装备其中某型号的两栖步兵战车如图所示,战车质量为22t,履带着地总面积为4m2.(g=10N/kg,水=1.0103kg/m3) (1)该战车在天安门长安街上接受检阅时,对水平地面的压强为多少?(不计战车上人的质量) (2)该战车具有水上打击目标和运送的功能,在一次水上演习中,战车排开水的体积为23m3,则战车受到水的浮力为多大?(3)在这次水上演习中,战车某处在受到水的压强为1.5104Pa,则该处的深度为多少?【答案】解:(1)该战车的重力:G=mg=22103kg10N/kg=2.2105N,战车在水平地面上,战车对水平地面的
18、压力:F=G=2.2105N,战车对水平地面的压强:p=FS=2.2105J4m2=5.5104Pa;(2)战车排开水的体积为23m3,战车受到水的浮力:F浮=gV=1.0103kg/m310N/kg23m3=2.3105N;(3)由p=gh可得,该处的深度:h=p水g=1.5104Pa1.0103kg/m310N/kg=1.5m答:(1)战车对水平地面的压强为5.5104Pa;(2)战车受到水的浮力为2.3105N;(3)该处的深度为1.5m【解析】(1)知道战车质量可求得其重力;利用压强公式求战车对水平地面的压强;(2)由阿基米德原理计算战车受到水的浮力;(3)知道战车在某处受到水的压强,
19、利用液体压强公式求所处的深度2.用细线竖直拉着一长方体物体,将物块从盛满水的烧杯上方缓慢下降直至完全浸没水中,物块下降过程中,所受拉力F随下降高度h的变化关系如图所示,求:(1)物块的重力;(2)物块受到的最大浮力;(3)当物块刚好完全浸没时,物块下表面受到水的压强。【答案】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为10N,此时物块处于空气中,根据二力平衡条件可知,物块的重力:G=F拉=10N;(2)由于物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则物块受到的最大浮力:F浮=GF=10N4N=6N;(3)物块刚浸没时下表面距水面距离:h=7cm3cm=4cm=0.04m;物
20、块下表面受到水的压强:p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.04m=400Pa;答:(1)物块的重力为10N;(2)物块受到的最大浮力为6N;(3)当物块刚好完全浸没时,物块下表面受到水的压强为400Pa。【解析】为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:(1)由图可知AB段物块未浸入液体,测力计的示数即为物块的重力,所以从图中可读出物块的重力大小。(2)由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,根据F浮=GF可求得物块受到的浮力。(3)下降高度3cm时,下表面接触水面,下降7cm时,物块刚好浸没水中,这时水面上升,物块下
21、表面距水面距离是4cm,由p=gh可计算,下表面受到水的压强。3.如图所示,将体积为0.001m3的正方体木块,放入盛有水的水槽中。待木块静止时,其下表面距水面0.06m,已知水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)木块下表面受到水的压强大小;(2)木块受到的浮力大小;(3)木块的密度大小。【答案】解:(1)木块下表面受到水的压强:p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.06m=600Pa;(2)正方体木块的边长:L=3V=30.001m3=0.1m,木块受到的浮力:F浮=gL2h=1.0103kg/m310N/kg(0.1m)20.06m=6N;(3)因木块漂浮,则G
22、木=F浮,即m木g=木Vg=F浮,所以木=F浮Vg=6N0.001m310N/kg=0.6103kg/m3。答:(1)木块下表面受到水的压强为600Pa;(2)木块受到的浮力为6N;(3)木块的密度为0.6103kg/m3。【解析】(1)已知木块下表面的水深,根据p=gh求出下表面受到水的压强;(2)根据正方体的体积求出边长,根据阿基米德原理求出木块受到的浮力;(3)根据物体漂浮的条件和密度公式求出木块的密度。4.有一足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木圆木可近似看作一个圆柱体,底面积0.8m2,高5m,密度0.7103kg/m3.(g=10N/kg) (1)未向水池内注水时,圆木对池底
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