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高考物理復(fù)習(xí):固體壓強基本計算方法解析

【 發(fā)布作者 北京家教】
 公式:p=-

  注意事項:1、壓強單位一定是帕斯卡(pa),要求公式中的單位統(tǒng)一為國際單位(受力面積s單位:m2)

  2、壓力產(chǎn)生和重力并無直接關(guān)系。如圖1所示,物體對墻面壓力等于f而非物體重力g。

  3、物體靜止放在水平面上,當不受其他外力時物體對水平面壓力f=g(圖2)。此種解題情況最為常見,可以單獨記憶,其他情況受力分析解決。

  4、受力面積s相互作用時兩物體相互接觸的面積,而不是其他的面積。

  一、特殊值法

  例1、三個大小不同的長方體疊在一起,如圖3所示,長方體甲、乙、丙的質(zhì)量分別為1kg、2kg、3kg,它們的底面積分別為100cm2、200cm2、300cm2,那么,甲對乙、乙對丙、丙對地的壓強之比為____

  a.1:2:3 b.1:3:6 c.2:3:4 d.3:4:5

  分析:很多題目尤其是填空題提供大量數(shù)據(jù)的目的往往不是要求進行具體計算,根據(jù)比例關(guān)系取特殊值的方法可以使問題得到最大簡化,前提是單位已經(jīng)統(tǒng)一。本題中,甲、乙、丙的重力之比等于質(zhì)量之比為1:2:3,我們不妨設(shè)甲乙丙的重力分別為1、2、3;同理甲、乙、丙底面積也可設(shè)為1、2、3,直接使用特殊值進行計算f甲=1,f乙=1+2=3,f丙=1+2+3=6,s甲=1,s乙=2,s丙=3,則p甲=-=1,p乙=-,p丙=-=2,則壓強比為2:3:4

  練習(xí)1:在水平地面上平放著一塊磚a,然后在它上面再平放著與它同樣材料制成的半塊磚b,半塊磚b對整塊磚a的壓力產(chǎn)生的壓強為pb,整塊磚a(上面放有半塊磚b)對地面的壓強為pa,則pb與pa的比為( )

  a.2:3 b.3:2 c.1:2 d.2:1 答案:a

  二、柱形固體問題

  放在水平面上的均勻柱形固體,設(shè)其底面積為s,高為h,則其對水平面壓強p=-=-=-=-=-=gh,則(柱形固體在水平面上不受其他外力時)p=gh,或者柱形固體對水平面壓強只有其材料、高度決定,與受力面積大小無關(guān)。

  例2、a、b兩個由同種材料制成的圓柱體,它們的高度相同,質(zhì)量之比ma:mb=3:5,把它們豎直放置在水平桌面上,則水平桌面受到圓柱體的壓強之比pa:pb等于____

  a.1:1 b.3:5 c.5:3 d.9:25

  分析:由題意分析兩圓柱體,ρ相同,h相同,由p=gh,壓強p也相等,所以a為正確答案。

  例3、如圖4所示,有五塊完全相同的磚以三種形式擺放在水平地面上。(a)是兩塊疊放;(b)是單塊磚平放;(c)是兩塊磚并排平放。它們對地面的壓強分別為pa、pb、和pc,則____

  a.pa>pc>pb b.pa=pc=2pb

  c.pa=pb=pc d.pb=pc=-pa

  分析:三種放法最后都是柱形,符合p=gh使用條件,高度之比為2:1:1,材料相同,所以壓強之比等于高度之比,為2:1:1,選擇d。

  練習(xí)2:同樣的立方體木塊,如圖5沿虛線將其切去一半,剩下的部分對地面壓強之比為____

  a、1:1 b、1:2

  c、2:1 d、4:1

  答案:b

  (解題關(guān)鍵:高度之比為1:2)

  三、受力面積問題

  例4、江河的冰面上所承受的最大壓強是0.7×105pa,有一輛質(zhì)量為28t的坦克,它的一條履帶跟地面的接觸面積是3.5m2,這輛坦克能不能從冰面上通過?

  分析:坦克履帶為兩條,受力面積是7m2。

  解:p=-=-=-=3.92×104(pa)<0.7×105pa,能通過冰面。

  注意:類似問題人走路時與地面接觸的是一只腳,站立時為兩只腳。

  練習(xí)3:一頭質(zhì)量為6×103kg的大象,每只腳掌的面積為600cm2,它的重力為____n,它四腳著地時對地面的壓強為____pa。若大象抬起一條腿,它對地面的壓強____(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(g=10n/kg)

  答案:6×104n;2.5×105pa;變大。(壓力不變,抬起一條腿受力面積變小)

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