2024解析：第九章固体压强-讲核心（解析版）

模块要点考查方式学习要求考查类型等级划分7个要点压力的作用效果压力的概念概念辨析易错点☆☆探究影响压力作用效果的因素实验探究常考点☆☆压强公式及应用压强的概念概念辨析易错点☆压强的基本公式应用实验探究常考点☆☆固体压强柱体压强规律应用易错点☆☆切割体压强规律应用难点☆☆☆叠放体压强规律应用难点☆☆☆1.物理学中把_____________在物体表面上的力叫做压力。压力的方向总是____________于接触面目指向被压物体。2.压力并不都是由重力引起的，把物体放在水平面上时，如果物体不受其他力，则压力大小____________物体的重力大小。3.压力的作用效果与____________和____________有关。【答案】1、垂直作用；垂直；2、等于；3、压力；受力面积。【例1】1.关于压力与重力，下列说法正确的是（）A.放在水平面上的物体，压力就是重力B.压力都是由物体的重力产生的C.压力的方向总是垂直向下的D.压力和重力是不同的两种力，压力不一定与重力有关【答案】D【解析】【详解】A.放在水平地面上的物体，物体对水平面的压力和自身的重力相等，但两者产生的原因不同，不能说对地面的压力就是物体的重力，故A错误；BCD．压力是垂直作用在物体表面上的力，其方向总是垂直于接触面；而重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，其方向总是竖直向下的，所以，压力不一定是由于物体重力产生的，两者的大小不一定相等，两者的方向也不一定相同，如将物体压在竖直的墙面上，其压力与重力无关，此时压力的方向是垂直指向被压墙面，故BC错误，D正确。故选D。【例2】2.画出物体对接触面的压力的示意图：（）【答案】【解析】【分析】根据垂直压在物体表面上的力叫压力，先确定压力的作用点，在压力的方向（垂直于接触面）上画一有向线段，表示压力，据此画图．【详解】压力的作用点在接触面上，即物体与接触面接触的中心，然后过作用点作垂直于接触面的力，如图所示：【例3】3.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。（1）实验中小明是通过观察___________来比较压力作用效果的；（2）比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是___________；（3）若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图___________所示实验；（4）小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是___________。【答案】①.泡沫的凹陷程度②.当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显③.甲、丙④.没有控制压力的大小相同【解析】【详解】（1）[1]实验中小明是通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果的，这种科学探究方法是转换法。（2）[2]甲、乙两图中，受力面积相同，乙图中压力更大，泡沫的凹陷程度更大，故得出结论：当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。（3）[3]根据控制变量的思想，要想探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应当控制压力大小相同，只改变受力面积的大小，故应比较甲、丙两实验。（4）[4]如图丁所示，将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块时，不仅改变了受力面积，也改变了压力，因此得出的结论是错误的，原因是没有控制压力的大小相同。【例4】4.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明和小华利用所提供的器材（小桌、海绵、砝码、木板）设计了图（a）、（b）两个实验，通过观察图（a）、（b）后得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌挪放到一块木板上，发现小桌对木板的压力效果不够明显，如图（c）所示。通过对图（a）、（c）的比较又得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论。请你根据已学过的压强知识分析：（1）造成前后两个结论不一致的原因是__________；（2）比较图（b）和图（c）可知，比较压力的作用效果的大小需要满足的条件是：__________。【答案】①.受力面的材料不同②.受力面材料相同且易发生形变【解析】【详解】（1）[1]承受压力的材料不同，两种材料的形变性质也不同。即使受到压强相同，它们的形变情况也是不同的，故无法通过它们的形变比较它们受到的压强大小。（2）[2]为了简捷直观地比较出压强的大小，应该使压力作用在同种材料表面，且材料的形变随压强的变化比较明显。【例5】5.如图A、B、C、D、E五图中物体对支持面的压力分别为FA、FB、FC、FD、FE，物体所受重力均为50N，则FA=___________，FB=___________，FC=___________，FD=___________，FE=___________。（图中力F和支持面均在水平或竖直方向。）【答案】①.50N②.70N③.30N④.20N⑤.0【解析】【详解】[1]A物体受到向下的重力和向上的支持力F1，处于二力平衡状态，物体对支持面的压力与物体受到的支持力是一对相互作用力，故物体对支持面的压力[2]B物体受到向下的重力、压力F以及向上的支持力F2，处于三力平衡状态，物体对支持面的压力与物体受到的支持力是一对相互作用力，故物体对支持面的压力[3]C物体受到向下的重力、向上的拉力F和支持力F3，处于三力平衡状态，物体对支持面的压力与物体受到的支持力是一对相互作用力，故物体对支持面的压力[4]D物体在水平方向受到向左的压力F和支持面对它向右的支持力F4，这两个力是一对平衡力，物体对支持面的压力与物体受到的支持力是一对相互作用力，故物体对支持面的压力[5]E物体在竖直方向受重力和向上的支持力F，因为故物体对支持面的压力【例6】6.如图所示，水平实验桌上有一个长方体石块和一个正方体铁块，石块的质量和体积均大于铁块。小海认为石块质量大，石块对水平实验桌的压强大；小霞认为铁块的底面积小，铁块对水平实验桌的压强大。老师说他们的说法都有问题。在没有测量仪器的条件下，请你帮他们想一个办法，选择合适的器材，通过实验比较石块和铁块对水平实验桌的压强大小，并简要写出主要的实验步骤及实验现象。【答案】见解析

【解析】【详解】选择器材：一块大小合适的海绵。实验步骤：①将海绵放在水平面上；②分别将石块和铁块放在海绵上，观察海绵的凹陷程度；③对比现象：若石块下的海绵凹陷的深，则对水平实验桌的压强大；反之铁块对水平实验桌的压强大。【例7】7.为了探究压强大小跟哪些因素有关，老师准备了如图所示的器材：①装有沙的容器；②砝码；③用钉子做腿的小桌；④海绵；⑤木板；⑥盛有适量水的矿泉水瓶。请同学们自选器材，写出至少两种探究方案。方案一：_____________________________方案二：_____________________________【答案】①.见解析②.见解析【解析】【详解】[1][2]方案一：选择①装有沙的容器、②砝码、③用钉子做腿的小桌，小桌放在沙子上，观察小桌陷入沙子的深度；在小桌上再放砝码，再观察小桌陷入沙子的深度；把小桌的桌面朝下，小桌上放砝码，再观察桌面陷入沙子的深度，可以达到实验目的。方案二：选择②砝码、③用钉子做腿的小桌、④海绵，小桌放在海绵上，观察小桌陷入海绵的深度；在小桌上再放砝码，再观察小桌陷入海绵的深度；把小桌的桌面朝下，小桌上放砝码，再观察桌面陷入海绵的深度，可以达到实验目的。方案三：选择①装有沙的容器、⑤木板、⑥盛有适量水的矿泉水瓶，木板放在有沙的容器中，观察沙面的凹陷程度；木板上再放盛有适量水的矿泉水瓶，观察沙面的凹陷程度，可以达到实验的目的；或者直接将装水的矿泉水瓶分别正放和倒放在沙面上，观察沙面的凹陷程度，再调整瓶中水的多少，放在沙面上继续观察沙面的凹陷程度，均可以达到实验的目的。【例8】8.为了探究压力的作用效果与受力面积是否有关，小阳同学将一个正立方体沿竖直方向切成大小不同的A、B两块，并将他们放在海绵上，如图所示，发现海绵的凹陷程度相同，由此他得出的结论是：压力的作用效果与受力面积无关。请你利用这些器材，设计一个实验证明小阳的结论是错误的。写出实验步骤和实验现象。【答案】见详解【解析】【详解】小阳同学实验过程中A、B两块物体不仅受力面积不同，物体对接触面的压力也不同，而控制变量法，需要保证实验过程中只有一个变量，所以我们需要保持压力相同来探究压力的作用效果与受力面积是否有关。所以实验步骤：将物体A竖直放在海绵上，观察凹陷程度；然后将物体A横放在海绵上，观察凹陷程度。实验现象：竖放时比横放时海绵凹陷程度大。证明压力作用效果与受力面积有关，所以小阳的说法是错误的。1.物体所受的___________大小与___________之比叫做压强。压强是表示___________的物理量，压强的定义式是___________，运算时必须统一成国际单位，即压力的单位用___________，接触面的面积单位用___________，压强的单位是___________。2.压强单位Pa的认识：一张报纸平放时对桌子的压强约___________；成人站立时对地面的压强约为___________；它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为___________；3.增大压强的方法：___________压力或___________受力面积。4.减小压强方法：___________压力或___________受力面积。【答案】1、压力；受力面积；压力作用效果；P=F/S；牛顿（N）；平方米（m2）；帕斯卡（Pa）；2、0.5pa；1.5×105pa；1.5×105N；3、增大；减小；4、减小；增大。【例9】9.下列关于压力和压强说法中正确的是（）A.单位面积上受到的压力越大，压强越大B.10Pa的物理意义是每平方米面积受到的压强是10PaC.压力的作用效果越明显，压强越大D.增大压力，同时减小受力面积，则压强一定增大【答案】ACD【解析】【详解】A．压强为压力与受力面积的比值，即单位面积所受压力大小，故A正确；B．10Pa=10N/m2，物理意义是每平方米面积受到的压力为10N，故B错误；C．压强大小表示的就是压力的作用效果，作用效果越明显，压强越大，故C正确；D．由可知增大压力同时减小受力面积，压强一定会增大，故D正确。故选ACD【例10】10.一个图钉帽的面积是0.8cm2，图钉尖的面积是5×10-4cm2，手指对钉帽的压力是20N，手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强各是多大？【答案】2.5×105Pa，4×108Pa【解析】【详解】解：图钉尖对墙的压力等于手指对图钉帽的压力，即F2=F1=20N图钉帽的面积S1=0.8cm2=8×10-5m2图钉尖的面积S2=5×10-4cm2=5×10-8m3手对图钉帽的压强图钉尖对墙的压强答：手对图钉帽的压强为2.5×105Pa，图钉尖对墙的压强为4×108Pa。【例11】11.某坦克的质量为45t，每条履带与地面的接触面积是0.75m2，则坦克静止在水平地面上时对地面的压强（）A.60Pa B.30Pa C. D.【答案】D【解析】【详解】坦克静止在水平地面时，坦克对地面的压力等于坦克的重力，则坦克对地面的压力坦克静止在水平地面上时对地面的压强故ABC不符合题意，D符合题意。故选D【例12】12.一个长方体木块放在水平桌面的边缘，O为木块的中心，如图所示，木块受到的重力为G，底面积为S，则下列说法不正确的是（）A.木块对桌面的压力的大小为GB.木块对桌面的压强为G/SC.木块对桌面压力的受力面积小于SD.沿竖直方向将木块外侧的这一半切掉，此时木块对桌面的压强比原来小【答案】B【解析】【详解】A．该长方体木块放在水平桌面上处于平衡状态，因此它对桌面的压力等于它的重力，故A正确，A不符合题意；BC．长方体木块对桌面的压强为，这里S是受力面积，从图中看应该小于木块的底面积，故B错误，B符合题意，C正确，C不符合题意；D．沿竖直方向将木块外侧的这一半切掉，此时木块对桌面的压力比原来减小，而受力面积不变，根据压强公式，其对桌面的压强将减小，故D正确，D不符合题意。故选B。【例13】13.京剧是中国五大戏曲剧种之一，腔调以西皮、二黄为主，用胡琴和锣鼓等伴奏，被视为中国国粹，列入了“人类非物质文化遗产代表作名录”，如图中，这位扮相为孙悟空的京剧演员连续地展示了两个亮相动作，他对地面的压力及压强分别为F甲、F乙、p甲、p乙，则下列判断中正确的是（）A.F甲=F乙，p甲=p乙 B.F甲<F乙，p甲>p乙C.F甲=F乙，p甲>p乙 D.F甲>F乙，p甲>p乙【答案】D【解析】【详解】由受力分析可知，图甲中演员对地面的压力F甲等于演员与棍子的重力之和，图乙中演员对地面的压力F乙等于演员的重力，故可知F甲>F乙，图甲中演员与地面的接触面积S甲小于图乙中演员与地面的接触面积S乙，故由可知，图甲中演员对地面的压强p甲大于图乙中演员对地面的压强p乙，即p甲>p乙，故ABC错误，D正确。故选D。【例14】14.两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上，取两个相同的物块分别置于海绵上，如图所示，下列关于甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小及海绵下陷深度h甲、h乙的比较，正确的是A.F甲=F乙，h甲＞h乙 B.F甲=F乙，h甲=h乙C.F甲＜F乙，h甲=h乙 D.F甲＞F乙，h甲＞h乙【答案】A【解析】【详解】比较甲、乙可知，物块无论怎样放置，它的质量是不会变的，因此磅秤的读数F甲＝F乙；在压力相同的情况下，甲图中海绵的受力的作用面积小于乙，因此，甲的压强大于乙，海绵下陷会较深，即h甲>h乙，故选A。【例15】15.沙滩上留有大人和小孩深浅相同大小不同的两对脚印，如图所示，则下列说法中正确的是A.大人对沙滩的压力大，压强大B.小孩对沙滩的压力小，压强小C.两个人对沙滩的压力相同D.两个人对沙滩的压强相同【答案】D【解析】【分析】垂直作用在物体表面上的力叫压力．物体在单位面积上受到的压力叫压强．压强的大小从压力产生的作用效果分析．【详解】脚印的深浅相同，说明压力产生的效果相同，所以对地面的压强一样大．压强相同的情况下，大脚印的面积大，小脚印的面积小，根据压强的定义式，对沙滩的压力表示为，可知大脚印对沙滩的压力大．故选D．【例16】16.如图所示：a、b、c三个不同的圆柱体放在水平沙地上，它们陷入沙中深度相同，它们的重力Ga、Gb、Gc和压强关系pa、pb、pc，试比较它们的大小关系：___________、___________。【答案】①.Ga>Gb>Gc②.pa=pb=pc【解析】【详解】[1][2]三个不同的圆柱体放在水平沙地上，它们陷入沙中深度相同，所以三个圆柱体对沙地的压强相等pa=pb=pc圆柱体对水平沙地的压力大小等于其重力大小，即F=G，根据a的受力面积最大，c的受力面积最小，故有Ga>Gb>Gc【例17】17.甲、乙两个实心正方体放在两块相同的海绵上，海绵的凹陷程度如所示，则下列判断正确的是（）A.甲的质量一定比乙大 B.甲的质量一定比乙小C.甲的密度一定比乙大 D.甲的密度一定比乙小【答案】A【解析】【详解】AB．由图可知，乙图的受力面积比较小，如果甲乙的压力相同时，那么应该是乙的作用效果越显著，但是图中明显显示甲图的作用效果明显，这说明甲图的压力大，因此甲正方体的质量一定比乙大，故A正确，B错误；

CD．甲的体积大于乙的体积，即V甲＞V乙，且m甲＞m乙，根据可知，甲的密度可能大于乙的密度，可能等于乙的密度，也可能小于乙的密度，故C错误，D错误。故选A。【例18】18.体积相同的三个实心正方体金属块A、B、C，A为铜块，B为铁块，C为铝块（ρ铜>ρ铁>ρ铝），把它们静止放在水平桌面上，三物体对桌面的压强大小关系是（）A.pA>pB>pC B.pA<pB<pC C.pA=pB=pC D.无法判断【答案】A【解析】【详解】正方体体积V=a3，三个正方体体积相同，所以棱长a相同；把它们静止放在水平桌面上，它们对桌面的压强p=ρga，因为ρ铜>ρ铁>ρ铝所以它们对桌面的压强pA>pB>pC故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。【例19】19.如图所示是甲、乙两种固体物质的质量m和体积V的关系图像，若用甲、乙两种固体物质分别做成质量相等的正方体A、B，则A、B对水平桌面的压强之比为（）A.1∶4 B.4∶1 C.1∶8 D.8∶1【答案】B【解析】【详解】根据图象数据，可以进行拓展推理：乙的质量为4g时，体积为4cm3；因为同种物质的质量与体积成正比，如果乙的质量为8g时，它的体积为8cm3。则甲与乙的质量都为8g时，甲的体积为1cm3，乙的体积为8cm3。即甲乙质量相同时，二者的体积比为

A、B两个正方体分别由甲乙材料制成，它们的质量相等，则它们的体积之比为1：8。又因为正方体的体积计算公式为，有

即

得

即A与B的边长之比为1：2，它们的底面积之比为

它们的质量相等，则它们重力相等，它们对水平桌面的压力是相等的，它们对水平桌面的压强之比为

故ACD错误，不符合题意；B正确，符合题意。故选B。【例20】20.如图甲所示，一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F，向右缓慢地推木板，使其一部分露出桌面，如图乙所示，在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强和摩擦力的变化情况是（）A.F不变，f变大 B.f不变，p变大C.F变小，p、f变大 D.F不变，p变大【答案】BD【解析】【详解】用水平力拉动水平桌面上的长木板时，木板对桌面的压力等于自身的重力，所以拉动过程，压力不变，木板一部分露出桌面，则受力面积变小，据和，压强变大。滑动摩擦力与压力的大小及接触面的粗糙程度有关，而拉动过程，接触面的粗糙程度不变，压力大小不变，所以摩擦力也不变，故AC不符合题意，BD符合题意。故选BD。【例21】21.如图，在水平桌面上放着三个铝制实心的圆柱体，它们的质量分别是100克、130克、170克，它们对桌面的压强大小判断正确的是（）A.甲最大 B.丙最大C.一样大 D.条件不足，无法判断【答案】C【解析】【详解】由题可知，三个物体均为圆柱体，则它们对地面的压强为三个铝制的实心圆柱体密度相同，高度相同，所以三个圆柱体对水平桌面的压强一样大，故C正确，ABD错误。故选C。【例22】22.如图所示，甲、乙、丙是三个完全相同的圆柱体竖放在水平地面上，若把乙、丙中的阴影部分切除后，甲、乙、丙对水平地面的压强大小关系正确的是A.P甲＝P乙＝P丙 B.P甲＜P乙＜P丙C.P甲＝P乙＜P丙 D.P甲＜P乙＝P丙【答案】C【解析】【详解】物体的重为G，则甲对水平地面的压强：．乙的重和受力面积都减小了一半，对水平地面的压强：．所以，．乙和丙比较，S'=S''，F'＜F''，所以丙对水平地面的压强：，即p'＜p''，所以，P甲＝P乙＜P丙．【例23】23.如图所示，物体A重30N，B重15N，物体A的底面积为5cm2，物体B的底面积为3cm2，则A对B的压强为___________Pa，B对桌面的压强是___________Pa。【答案】①.1×105②.1.5×105【解析】【详解】[1]物体A对B的压强[2]物体B对桌面的压强是【例24】24.把一块砖平放在水平地面上，它对地面产生的压强为p，若把8块同样的砖按图所示放在水平地面上，则它们对地面产生的压强为（）A.8p B.4p C.2p D.p【答案】C【解析】【详解】设一块砖对地面的压力为F，与地面的接触面积为S，有

如图所示8块砖对地面的压强为

故ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。故选C。【例25】25.如图所示，甲、乙两个实心圆柱体竖直放在水平桌面上，甲的高度小于乙的高度，甲的底面积大于乙的底面积，甲、乙两圆柱体对桌面的压强相等。则关于甲、乙两圆柱体所受重力G甲、G乙及甲、乙的密度ρ甲、ρ乙，下列判断中正确的是（）A.G甲＞G乙 B.G甲＜G乙 C.ρ甲＝ρ乙 D.ρ甲＜ρ乙【答案】A【解析】【详解】CD．实心圆柱体对水平桌面的压强由图可知，两圆柱体的高度关系为因甲、乙两圆柱体对桌面的压强相等，所以，由可知，甲、乙的密度关系为故CD错误；AB．因水平面上物体的压力和自身的重力相等，且甲的底面积大于乙的底面积，所以，由的变形式可知，两圆柱体所受重力关系为故A正确，B错误。故选A。【例26】26.如图所示，两个正方体金属块A、B叠放在水平面上，金属块B对地面的压强为p1，金属块A对金属块B的压强为p2。已知金属块A与金属块B的边长比为2∶3，密度之比为9∶8，则p1与p2的比值为________。【答案】16∶9【解析】【详解】设正方体金属块A的重力为GA，正方体金属块B的重力为GB，由题意可知，金属块A与金属块B的边长比为2∶3，设金属块A的边长为2l，则金属块B的边长为3l，金属块A与金属块B的密度之比为9∶8，则金属块A与金属块B的重力之比为金属块B对地面的压强p1为金属块A对金属块B的压强p2为p1与p2的比值为即p1与p2的比值为16∶9。【例27】27.如图，两正方体金属块A、B叠放在水平面上，金属块B对地面的压强为P1．若取走金属块A，金属块B对地面的压强为P2,边长之比l1:l2=2:3，已知P1:P2=3:2，则金属块A与金属块B的密度之比为_________．【答案】27:16【解析】【详解】金属块A的重力金属块B的重力两个正方体金属块A、B叠放在水平地面上，金属块B对地面的压强若取走金属块A，金属块B对地面的压强得到【例28】28.如图所示，甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上．沿水平方向分别切去相同高度部分后，剩余部分对地面的压强相等．关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和原来的压强p甲、p乙的判断，正确的是A.ρ甲>ρ乙，p甲=p乙B.ρ甲=ρ乙，p甲=p乙C.ρ甲>ρ乙，p甲>p乙D.ρ甲<ρ乙，p甲>p乙【答案】C【解析】【详解】当从水平方向截去相同高度h后，剩余的甲物体对水平面的压强：，剩余的乙物体对水平面的压强：，因为剩余部分对地面的压强相等，故，由图得：(h甲−h)<(h乙−h)，因此：ρ甲>ρ乙；切去相同高度部分产生的压强分别是：，，因为ρ甲>ρ乙，所以p甲1>p乙1，剩余部分对地面的压强相等，因此原来的压强P甲、P乙的关系是：P甲>P乙，故C正确，ABD错误．【练1】29.关于压力、压强，下列说法正确是（）A.压力是由于物体受到的重力而产生的，物体越重，压力就越大B.压力的方向总是垂直于受力物体表面，所以一定是竖直向下的C.压力越大，压强一定越大D.在压力一定时，减小受力面积可以增大压强【答案】D【解析】【详解】A．压力是垂直作用在物体表面上的力，压力有时是由重力产生的，有时与重力无关，故A错误；B．压力的方向总是垂直于受力物体的表面，但物体表面不一定是水平的，也有可能是倾斜的，所以不一定是竖直向下的，故B错误；C．由可得，压力一定时，受力面积越小，压强越大，受力面积一定时，压力越大压强越大，故C错误；D．由可得，在压力一定时，减小受力面积可以增大压强，故D正确。故选D。【练2】30.如图所示，在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中，下列说法正确的是（）①甲、乙两次实验中，小桌对海绵压力大小相等②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的