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专题5均匀柱体、叠加柱体、切割体的压强的计算
知识点一均匀柱体的压强
1、密度均匀的柱状物体(圆柱、棱柱)对水平面的压强p=ρgh。
2、推导过程:p=FS
知识点二叠加柱体的压强
1、运用p=F/S时,注意S是受力面积,不一定等于底面积。
2、解题技巧:用未知量表示已知量的方程思想。
知识点三切割体的压强
1、横向切割:压力变小,受力面积不变,压强减小。
2、纵向切割:柱形固体竖直切割后仍是柱体,可使用计算式p=ρgh分析,压强不变。
3、不规则切割:压力和受力面积都改变,可使用割补法转化为柱体进行分析。
(2023?西宁)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置。在此过程中,长木板对桌面的压力、压强的变化情况是()
A.压力变小,压强变小 B.压力不变,压强变大
C.压力不变,压强不变 D.压力变大,压强变大
【解答】解:(1)长木板放在水平桌面上,长木板对桌面的压力等于长木板的重力,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置,因长木板的重力不变,则对水平桌面的压力不变。
(2)长木板对水平桌面的压力不变,受力面积减小,由公式p=F
故选:B。
(2023?泰安)如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为FA和FB。物体A和物体B的密度分别是ρA和ρB,下列说法中()
①FA:FB=1:9
②FA:FB=1:8
③ρA:ρB=27:8
④ρA:ρB=9:8
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【解答】解:物体A对B的压力与物体B对桌面的压力之比:
FAFB=G
正方体物体A对B的压强:pA=F
正方体物体B对桌面的压强:pB=F
由题意可知:pB=pA,
即:5NL
解得:3LA=LB;
根据重力公式和密度公式可得,物体对接触面的压强:p=F
所以,pA=ρAVAg
pB=ρAVAg+ρBVBgSB=ρ
因pB=pA,所以ρALAg=3ρBLAg+ρ
ρAρB=27
故选:A。
(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14
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
【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14
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=FS可知,长木板对桌面的压力:F=pS=30Pa×0.2m
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=F
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。
(2023?广西)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则B的密度为kg/m3,A的重力为N(g取10N/kg)。
【解答】解:(1)由图乙知,B的高度为hB=10cm=0.1m,截取高度h为0时,B对水平桌面的压强为pB=600Pa,
B为质量分布均匀的实心正方体,根据p=ρgh得,ρB=pBg
(2)截取高度h为2cm时,B剩余部分的高度为hB=10cm﹣2cm=8cm=0.08m,
B剩余部分对水平桌面的压强为:pB=ρBghB=600kg/m3×10N/kg×0.08m=480Pa,
此时B截去的质量m1=ρBV1=600kg/m3×0.1m×0.1m×0.02m=0.12kg;
此时B截去的重力G1=m1g=0.12kg×10N/kg=1.2N;
A对水平桌面的压强p1=G
即:480Pa=1.2N+G
截取高度h为10cm时,B的重力G2=m2g=ρBV2g=600kg/m3×0.1m×0.1m×0.1m×10N/kg=
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