福建省2017-2023中考物理试题高频考点精选-02压强的计算、液体压强、流体压强
一.选择题(共4小题)
1.(2022 福建)如图,小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升,这是因为吸管
上方空气( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
2.(2023 福建)如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m,下列判断正确的是( )
A.长木板的底面积为0.25m2
B.当x=0.26m时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C.当x=0.30m时,木板对桌面的压力为9N
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
3.(2019 福建)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
4.(2017 福建)我国完成了速度超过400km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产生“强吸力”的原因是两车之间的空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小
C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
二.填空题(共4小题)
5.(2021 福建)我国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,支架上悬空部分结构特点如图,其上方空气的流速 下方的流速,上方的压强 下方的压强,使房屋更加牢固。
6.(2021 福建)如图,将一边长为10cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高1cm,容器底部受到液体的压强变化了80Pa,则木块底部受到液体压强为 Pa,木块受到的浮力为 N。
7.(2020 福建)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强约为 Pa(ρ海水取1.03×103kg/m3,g取10N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
8.(2018 福建)如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比SA:SB=2:1,液面的高度之比hA:hB=3:2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入A、B液体未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B容器底部受到液体的压强之比pA:pB=
三.计算题(共8小题)
9.(2022 福建)如图是一款能自动浮沉的潜水玩具,正方体潜水器内装有智能电磁铁,将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中,容器放置在水平铁板上,不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l,自动调节电磁铁电流大小,改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前,潜水器处于漂浮状态。闭合开关,潜水器启动后先匀速下沉,完全浸入水中后,变为加速下沉直至容器底部,下沉全过程F随l变化的关系保持不变,水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm,重为5N,容器的底面积为1000cm2,水深为25cm。求:
(1)潜水器漂浮时受到的浮力。
(2)下沉全过程潜水器重力所做的功。
(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
10.(2023 福建)小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示,质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg,球内氦气的密度为0.17kg/m3,室内空气的密度为1.22kg/m3。求:
(1)探空仪所受的重力。
(2)探空仪对水平桌面的压强。
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
11.(2021 福建)一辆5G无人配送车,质量为400kg,轮胎与路面的总接触面积为0.025m2,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍。如图是配送车某次运动的路程与时间图象。求:
(1)10min内配送车的平均速度。
(2)配送车匀速行驶时的牵引力。
(3)配送车对水平地面的压强。
12.(2020 福建)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90m用时30min,月球车的质量为135kg,车轮与地面接触的总面积为1.5×10﹣2m2,g取10N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强;
(3)登月后,月球车在月球上的质量。
13.(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变化的图像如图。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/kg。
(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?
14.(2018 福建)学校机器人兴趣小组进行了“精准吊装”试验。n块长短不一的长方体木块均平放在水平试验平台上,机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放,如图。已知木块的宽度相同,高度均为h=0.2m,密度均为ρ=0.5×103kg/m3,长度分别为a1,a2、a3…,an且长度之比a1:a2:ay:…:an=1:2:3:…:n,g取10N/kg
(1)求吊装前长度为a的木块对试验平台的压强;
(2)若该平台够承受的最大压强为p=1.5×104Pa,平台上最多能叠放几块木块?
(3)若吊装某木块的过程中需克服木块重力做功60J.吊装下一块需做功120J,则再吊装下一块需做功多少?
15.(2018 福建)学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验。7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2m,宽度均为b=0.2m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12kg,g取10N/kg。
(1)已知1号木块的长度a=1.2m,求未叠放时1号木块对地面的压强;
(2)如图,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程克服木块重力所做的功;
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6min求整个过程克服木块重力做功的功率。
序号 1 2 3 4 5 6 7
质量 2m m
16.(2017 福建)学校进行“注模”艺术品的展示活动。小闵同学制作一底部面积S=2×10﹣3m2,高h=0.15m的作品,将密度ρ=0.9×103kg/m3的某种液体注入模具内,用了体积V=5×10﹣4m3的液体,如图所示,g取10N/kg,求:
(1)成型前液体对模具底部的压强p1;
(2)成型作品放在水平桌面上,对桌面的压强p2。
福建省2017-2023中考物理试题高频考点精选-02压强的计算、液体压强、流体压强
参考答案与试题解析
一.选择题(共4小题)
1.(2022 福建)如图,小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升,这是因为吸管
上方空气( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
【答案】B
【解答】解:在吸管的上方推动注射器的活塞时,吸管上方空气的流动速度较大,压强较小,在瓶内气压作用下水面上升。
故选:B。
2.(2023 福建)如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m,下列判断正确的是( )
A.长木板的底面积为0.25m2
B.当x=0.26m时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C.当x=0.30m时,木板对桌面的压力为9N
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
【答案】B
【解答】解:
A、由图乙可知,长木板从x=0.1m处运动到x=0.3m处,共运动了0.2m,此时木板的长度伸出桌面,所以长木板的长度为4×0.2m=0.8m,
则长木板的底面积:S=0.8m×0.25m=0.2m2,故A错误;
B、由图乙可知,长木板完全在桌面时对桌面的压强p=30Pa,
由p=可知,长木板对桌面的压力:F=pS=30Pa×0.2m2=6N,即长木板的重力为6N,
当x=0.26m时,此时桌面的受力面积:S1=(0.8m﹣0.26m+0.1m)×0.25m=0.16m2,
长木板对桌面的压力不变,此时木板对桌面的压强:p1===37.5Pa,故B正确;
C、当x=0.30m时,木板伸长的长度小于木板长度的一半,此时木板对桌面的压力还是等于木板自身的重力,即木板对桌面的压力为6N,故C错误;
D、木板移动过程中,木板伸长的长度始终小于木板长度的一半,所以木板对桌面的压力始终等于自身的重力,所以木板对桌面的压力不变,故D错误。
故选:B。
3.(2019 福建)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
【答案】C
【解答】解:上层液体所产生的压强:
p上=ρ1gh1=0.8ρgh;
下层液体所产生的压强:
p下=ρ2gh2=ρg×2h=2ρgh;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:
p底=p上+p下=0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。
故选:C。
4.(2017 福建)我国完成了速度超过400km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产生“强吸力”的原因是两车之间的空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小
C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
【答案】C
【解答】解:两列高速运行的列车交会过程中,两列高速列车之间的空气流动速度很大,压强小,两列车外侧的压强不变,车受到外侧压强大于车内侧受到的压强,两列车产生“强吸力”,故C正确。
故选:C。
二.填空题(共4小题)
5.(2021 福建)我国南极泰山站采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,支架上悬空部分结构特点如图,其上方空气的流速 小于 下方的流速,上方的压强 大于 下方的压强,使房屋更加牢固。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:支架上悬空部分结构特点如图所示,当空气流过时上方气体的流速小,压强大,下方的流速大,压强小,产生了一个向下的压力差,使房屋更加牢固。
故答案为:小于;大于。
6.(2021 福建)如图,将一边长为10cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高1cm,容器底部受到液体的压强变化了80Pa,则木块底部受到液体压强为 640 Pa,木块受到的浮力为 6.4 N。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)液面比放入前升高1cm,即h=0.01m,容器底部受到液体的压强变化了80Pa;
由p=ρgh得,液体的密度为:ρ===800kg/m3;
正方体木块的边长为10cm,木块静止时露出液面的高度为2cm,则木块下表面距水面的距离为:h浸=10cm﹣2cm=8cm=0.08m;
则木块底部受到液体压强为p木=ρgh浸=800kg/m3×10N/kg×0.08m=640Pa;
(2)木块排开液体的体积为:V排=0.1m×0.1m×0.08m=0.0008m3;
木块受到的浮力为:F浮=ρV排g=800kg/m3×0.0008m3×10N/kg=6.4N。
故答案为:640;6.4。
7.(2020 福建)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强约为 1.03×108 Pa(ρ海水取1.03×103kg/m3,g取10N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa;
(2)在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物时,潜水器排开海水的体积不变,
由F浮=ρgV排可知,受到的浮力不变,而自身的总重力减小,
当潜水器受到的浮力大于自重时,潜水器会上浮。
故答案为:1.03×108;大于。
8.(2018 福建)如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比SA:SB=2:1,液面的高度之比hA:hB=3:2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入A、B液体未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球 漂浮 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B容器底部受到液体的压强之比pA:pB= 1:2
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)液体的体积之比为:===,
由于液体对两个容器底部的压力大小相等,则根据F=G=mg可知:mA=mB,
所以液体密度之比为:====;
则ρA=ρB;
由于A中的小球悬浮,根据悬浮条件可知:ρ球=ρA;
所以ρ球<ρB,根据物体的浮沉条件得出B液体的漂浮;
(2)将完全相同的两小球分别放入A、B液体未溢出,则液体对容器底部的压力等于液体的重力和小球的重力之和,
所以液体对容器底部的压力相等;即FA=FB;
根据p=可得:
pA:pB=:=×=1:2。
故选:漂浮;1:2。
三.计算题(共8小题)
9.(2022 福建)如图是一款能自动浮沉的潜水玩具,正方体潜水器内装有智能电磁铁,将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中,容器放置在水平铁板上,不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l,自动调节电磁铁电流大小,改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前,潜水器处于漂浮状态。闭合开关,潜水器启动后先匀速下沉,完全浸入水中后,变为加速下沉直至容器底部,下沉全过程F随l变化的关系保持不变,水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm,重为5N,容器的底面积为1000cm2,水深为25cm。求:
(1)潜水器漂浮时受到的浮力。
(2)下沉全过程潜水器重力所做的功。
(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)潜水器处于漂浮状态时,潜水器受到的浮力F浮=G潜水器=5N;
(2)潜水器的底面积S1=10cm×10cm=100cm2=0.01m2;
由F浮=ρ液V排g=ρ水gS1h1得,漂浮时浸入水中的深度:
h1==0.05m,即等于潜水器边长的一半,
则此时潜水器的重心恰好与水面相平,所以潜水器下降的距离h2=h﹣h1=0.25m﹣0.05m=0.2m;
潜水器的重力所做的功:W=G潜水器h2=5N×0.2m=1J;
(3)潜水器匀速下沉时,F随l的变化关系式为:
F=F浮﹣G潜水器=ρ水gS1(h﹣l)﹣G潜水器=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×(0.25m﹣l)﹣5N=(20﹣100l)N;
依题意,潜水器浸没后加速下沉,F随l的变化关系不变,即F=(20﹣100l)N;
潜水器沉底静止时,l=0,受到的吸引力F=20N;
潜水器漂浮时,潜水器受到的重力等于它排开水的重力,因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25cm深的水重G水;
容器的底面积S2=1000cm2=0.1m2;
潜水器和水的总重:G总=G水=ρ水gS2h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m=250N;
潜水器沉底静止时,容器对铁板的压力:F压=F+G总=20N+250N=270N;
由p=可得,容器对铁板的压强:p==2700Pa。
答:(1)潜水器漂浮时受到的浮力为5N;
(2)下沉全过程潜水器重力所做的功为1J;
(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。
10.(2023 福建)小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示,质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg,球内氦气的密度为0.17kg/m3,室内空气的密度为1.22kg/m3。求:
(1)探空仪所受的重力。
(2)探空仪对水平桌面的压强。
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
【答案】(1)探空仪所受的重力为4N。
(2)探空仪对水平桌面的压强为200Pa。
(3)悬浮时氦气球的体积为0.6m3。
【解答】解:(1)探空仪的重:力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。
(2)探空仪对水平桌面的压力:F=G=4N,
则探空仪对水平桌面的压强:p==200Pa。
(3)气球悬浮,则F浮=G=(m+m壳+m氦气)g ①
不计探空仪的体积和球壳的厚度,则氦气球受到浮力:F浮=ρ空气gV球 ②
氦气的质量:m氦气=ρ氦气V球 ③
联立①②③可得:悬浮时氦气球的体积:V球===0.6m3。
答:(1)探空仪所受的重力为4N。
(2)探空仪对水平桌面的压强为200Pa。
(3)悬浮时氦气球的体积为0.6m3。
11.(2021 福建)一辆5G无人配送车,质量为400kg,轮胎与路面的总接触面积为0.025m2,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍。如图是配送车某次运动的路程与时间图象。求:
(1)10min内配送车的平均速度。
(2)配送车匀速行驶时的牵引力。
(3)配送车对水平地面的压强。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)根据图像可知,配送车在10min内通过的路程为1.2km,
10min内配送车的平均速度:v===2m/s;
(2)配送车的重力:G=mg=400kg×10N/kg=4000N,
配送车匀速行驶受到的阻力:f=0.05G=0.05×4000N=200N,
由于配送车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,则牵引力:F牵=f=200N;
(3)配送车对水平地面的压力:F=G=4000N,
配送车对水平地面的压强:p===1.6×105Pa。
答:(1)10min内配送车的平均速度为2m/s。
(2)配送车匀速行驶时的牵引力为200N。
(3)配送车对水平地面的压强为1.6×105Pa。
12.(2020 福建)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90m用时30min,月球车的质量为135kg,车轮与地面接触的总面积为1.5×10﹣2m2,g取10N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强;
(3)登月后,月球车在月球上的质量。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)测试时,月球车行驶的速度:
v===0.05m/s;
(2)测试时,月球车对水平地面的压力:
F=G=mg=135kg×10N/kg=1350N,
月球车对水平地面的压强:
p===9×104Pa;
(3)因质量是物体本身的一种属性,其大小与物体的空中位置无关,
所以,登月后,月球车在月球上的质量不变,即m月=m=135kg。
答:(1)测试时,月球车行驶的速度为0.05m/s;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强为9×104Pa;
(3)登月后,月球车在月球上的质量为135kg。
13.(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变化的图像如图。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/kg。
(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?
【答案】见试题解答内容
【解答】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=3×10﹣4m3;
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/m3×0.8×10﹣4m2×0.5m/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。
14.(2018 福建)学校机器人兴趣小组进行了“精准吊装”试验。n块长短不一的长方体木块均平放在水平试验平台上,机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放,如图。已知木块的宽度相同,高度均为h=0.2m,密度均为ρ=0.5×103kg/m3,长度分别为a1,a2、a3…,an且长度之比a1:a2:ay:…:an=1:2:3:…:n,g取10N/kg
(1)求吊装前长度为a的木块对试验平台的压强;
(2)若该平台够承受的最大压强为p=1.5×104Pa,平台上最多能叠放几块木块?
(3)若吊装某木块的过程中需克服木块重力做功60J.吊装下一块需做功120J,则再吊装下一块需做功多少?
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)设长度a1的木块底面积为S1,则其对水平台的压力为:
F=G1=m1g=ρV1g=ρS1hg
对水平台产生的压强为:p1====ρgh=0.5×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1000Pa;
(2)由题可知,木块长度之比a1:a2:a3:…:an=1:2:3:…:n,
因各木块的密度相同、高度和宽度也相同,
则由G=mg=ρVg=ρabhg可知各木块的重力之比等于木块长度之比,
即G1:G2:G3:…:Gn=1:2:3:…:n,
设叠放i块木块后,对平台的压强达到最大,
最大压力Fm=G总=G1+G2+G3+…+Gi=(1+2+3+…+i)G1,
则p最大===(1+2+3+…+i)p1=(1+2+3+…+i)×1000Pa=1.5×104Pa,
解得i=5,所以该平台最多只能叠放5块木块。
(3)设叠放第n块时所做的功为60J,
由题可知,木块的宽及高度相同,长度之比为a1:a2:ay:…:an=1:2:3:…n,
可得Gn=nG1,由W=Gh可得:
Wn=Gn(n﹣1)h=n(n﹣1)hG1=60J ①
Wn+1=Gn+1(n+1﹣1)h=n(n+1)G1h=120J ②
由①②可解得n=3,
则吊装下一块为第5块,所做的功为:
==,
可得:W5=×W4=×120J=200J。
答:(1)吊装前长度为a的木块对试验平台的压强为1000Pa;
(2)该平台够承受的最大压强为p=1.5×104Pa,平台上最多能叠放5块木块。
(3)吊装某木块的过程中需克服木块重力做功60J.吊装下一块需做功120J,再吊装下一块需做功200J。
15.(2018 福建)学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验。7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2m,宽度均为b=0.2m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12kg,g取10N/kg。
(1)已知1号木块的长度a=1.2m,求未叠放时1号木块对地面的压强;
(2)如图,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程克服木块重力所做的功;
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6min求整个过程克服木块重力做功的功率。
序号 1 2 3 4 5 6 7
质量 2m m
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由题可知,木块放在水平地面上,1号木块对地面的压力大小为F1=G1=m1g=2mg=2×12kg×10N/kg=240N,
S1=ab=1.2m×0.2m=0.24m2,
则1号木块对地面产生的压强为:p1===1000Pa;
(2)由题可知,把2号木块吊装到1号木块的上面,此过程中克服木块所做的功为:
W2=G2h=mgh=12kg×10N/kg×0.2m=24J;
(3)由表中数据可知,吊装n(n>1)号木块所做的功为:Wn=Gn(n﹣1)h==mgh=24J
则W总=6Wn=6×24J=144J,
功率大小为:P===0.4W。
答:(1)已知1号木块的长度a=1.2m,未叠放时1号木块对地面的压强为1000Pa;
(2)把2号木块吊装到1号木块的上面,此过程克服木块重力所做的功为24J;
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6min,整个过程克服木块重力做功的功率为0.4W。
16.(2017 福建)学校进行“注模”艺术品的展示活动。小闵同学制作一底部面积S=2×10﹣3m2,高h=0.15m的作品,将密度ρ=0.9×103kg/m3的某种液体注入模具内,用了体积V=5×10﹣4m3的液体,如图所示,g取10N/kg,求:
(1)成型前液体对模具底部的压强p1;
(2)成型作品放在水平桌面上,对桌面的压强p2。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由题意可知,成型前模具内液体的深度h=0.15m,
则液体对模具底部的压强:
p1=ρgh=0.9×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1350Pa;
(2)因质量与物体的形状、状态、空间位置无关,
所以,由ρ=可得,作品的质量:
m=ρV=0.9×103kg/m3×5×10﹣4m3=0.45kg,
成型作品放在水平桌面上,对桌面的压力:
F=G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N,
对桌面的压强:
p2===2250Pa。
答:(1)成型前液体对模具底部的压强为1350Pa;
(2)成型作品放在水平桌面上,对桌面的压强为2250Pa。