初中物理压强的大小及其计算解答题

2017年央视春晚桂林分会场的节目令人难忘，不论从舞台的搭建，还是从灯光的运用以及演员的表演来看，都无可挑剔。

（1）据专家介绍，临江而建的观众席平台每1m²的承重标准达到了4000N，由此可知，观众席平台能承受的压强可达多少帕斯卡？

（2）如图所示，在空中表演的舞蹈演员，由钢丝绳牵引着随音乐上下或左右移动。若演员向上移动4m所用的时间为10s，则移动的平均速度是多少？

如图甲所示，放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为100cm ²，装有20cm深的水，容器的质量为0.02kg，厚度忽略不计。A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块，已知B物块的体积是A物块体积的 $\frac{1}{8}$ ．当把A、B两物块用细线相连放入水中时，两物块恰好悬浮，且没有水溢出，如图乙所示，现剪断细线，A物块上浮，稳定后水对容器底的压强变化了60Pa，物块A有 $\frac{1}{4}$ 体积露出水面。已知水的密度为1.0×10 ³kg/m ³，g取10N/kg。试求：

（1）如图甲所示，容器对水平桌面的压强；

（2）细线被剪断后水面的高度差；

（3）A、B两物块的密度。

小明在学习了大气压的知识后，对气体压强与哪些因素有关作出了猜想，下表是他猜想的几个因素和关系以及实例。

序号	影响因素	关系	实例
1	质量	质量增大，压强增大	充气玩具充气过多易爆裂
2	体积	体积减小，压强增大	吹气后的气球用力挤压易爆裂
3	温度	，压强增大	夏天自行车容易爆胎

（1）请在表格中划横线处填上合适的内容。

（2）为了研究气体压强与这些因素之间量的关系，他做了如下实验：用注射器密封一段空气柱，保证其温度不发生变化的情况下，研究气体压强与它的体积之间的关系，此实验中他运用了　 　的研究方法。如图所示，他可以通过注射器上面的刻度直接读出气体的体积V，用弹簧秤竖直向上拉注射器活塞来改变气体的体积。如果已知注射器活塞的横截面积为s，（活塞与注射器壁之间的摩擦、活塞重都忽略不计），当地大气压为标准大气压P₀，当弹簧秤的示数为F时，注射器内气体的压强计算表达式为P＝　　。

（3）通过实验，他得到了表中一些数据：

P（×10^5Pa）	1.0	0.8	0.5	0.4
V（×10^﹣^5m^3）	1	1.25	2	2.5

观察表中数据，可以初步确定，在质量和温度不变的条件下，气体压强与体积成　　。

如图是一款备受青年人喜爱的双轮电动平衡车，已知该车重 $200N$，设计的最大行驶速度为 $5m/s$。试问：

（1）该电动平衡车水平行驶时，电动机将　电　能转为　　能。

（2）体重为 $600N$的小强站在车上，轮胎与水平地面的总接触面积为 $40c{m}^2$，则车对地面的压强为多少？

（3）在水平路面上，当车以最大速度匀速行驶 $24\mathit{km}$时，所受阻力恒为 $25N$，则车行驶的时间和功率分别为多少？

在“大力士”比赛中，需要把一质量 $m=400\mathit{kg}$，边长 $l=1m$，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示。 $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）立方体静止时对水平地面的压强；

（2）翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力 $F$的大小；

（3）“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了 $10m$，用时 $20s$，“大力士”克服立方体重力做功的功率。

电动车是生活中应用非常广泛的一种代步工具。请回答以下问题：

（1）电动车部分材料的技术指标如下表所示，假如让你设计制造电动车车架，你会选择表中的哪种材料？请说明理由。

材料种类	密度 $/\mathit{kg}·m^{-3}$	强度
碳纤维	$1.6\times {10}^3$	强
铝合金	$3.0\times {10}^3$	较弱
铁合金	$4.5\times {10}^3$	较强
锰钢	$7.9\times {10}^3$	强

（2）电动车的刹车车把是一个由刹车线、刹车闸和支点构成的杠杆。刹车时，若在刹车闸 $A$处施加一个如图所示的力 $F$，此时构成一个　 　（选填“省力”“费力”或“等臂” $)$杠杆。

（3）若电动车和小明的总质量为 $120\mathit{kg}$，轮胎与地面的总接触面积约是 $120c{m}^2$，则小明骑车时，车对地面

的压强为多少？ $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（4）电动车在水平路面上以 $10m/s$的速度做匀速直线运动，若电动车的输出功率恒为 $500W$，此时电动车受到的阻力为多大？

实心圆柱体甲和长方体乙分别放置在水平地面上，甲的密度为 $0.6\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，质量为 $12\mathit{kg}$、底面积为 $4\times {10}^{-2}$

$m^2$，乙的质量为 $5.4\mathit{kg}$，边长分别为 $0.1m$、 $0.2m$、 $0.3m$， $(g$取 $10\mathit{Nkg})$

（1）求乙的密度

（2）求甲直立时对水平地面的压强

（3）若在甲的上方水平截去一段并叠放在乙的正上方后、甲剩余圆柱体对水平地面的压强恰好等于此时乙对水平地面压强的最小值，求甲截去的高度。

如图所示是正在航拍的无人机。起飞前，放在地面上要确保四脚着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的参数如下表，求： $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）无人机从地面飞到离地 $20m$高处，至少要多长时间？

（2）无人机从 $20m$高处降落到地面，重力做功是多少？

（3）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？

（4）无人机的突出问题是飞行时间短，请提出一个解决问题的合理建议。

机身质量 $/\mathit{kg}$	2.4	四脚着地总面积 $/c{m}^2$	10
电池充满后储存电能 $/J$	36000	最大水平速度 $/(m·s^{-1})$	5
机身尺寸 $/\mathit{mm}$	$400\times 300\times 200$	最大上升速度 $/(m·s^{-1})$	1

滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动。如图所示，小兵质量约为 $34\mathit{kg}$，所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为 $3\mathit{kg}$，鞋底每个轮子与地面接触面积为 $4c{m}^2$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

求：

（1）小兵自身受到的重力

（2）若比赛时小兵滑行 $1200m$用时 $2.5\mathit{min}$，小兵滑动的平均速度是多少 $m/s$。

（3）小兵单脚滑行时对地面的压强

（4）小兵在练习时，想冲上一个斜坡，请从能量角度分析他该怎样做，为什么？（不计斜坡阻力）

“节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。李明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为 $50\mathit{kg}$，所骑自行车质量为 $15\mathit{kg}$。 $(g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）若他在平直公路上 $5\mathit{min}$内匀速行驶了 $1500m$，则这段时间他骑行的速度是多大？

（2）若他骑行时的牵引力恒为 $60N$，则他骑行这 $5\mathit{min}$内克服阻力做了多少功？

（3）若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为 $25c{m}^2$，则他骑行时自行车对地面的压强为多少？

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。下表是 某型号电动自行车主要技术参数。

（1）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为 $50c{m}^2$，当一个质量为 $50\mathit{kg}$的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取 $g=10N/\mathit{kg})$

（2）若蓄电池储存能量的 $80\%$用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为 $40N$，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？

（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

整车	整车质量	$40\mathit{kg}$
	最高车速	$⩽30\mathit{km}/h$
	最大噪声	$⩽62\mathit{dB}$
蓄电池	蓄电容量	$0.576\mathit{kW}·h$
电动机	额定电压	$48V$
	额定功率	$240W$

如图所示，质量为 $500g$的薄壁容器放在水平地面上，容器底面积为 $80c{m}^2$，内装 $1.5L$的水，已知 $g=10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，求：

（1）容器对水平桌面的压强；

（2）水对容器底部的压力。

从2016年开始，省会兰州和部分地区的大街小巷出现了一批体积小、节能环保的知豆纯电动车，如图所示正在充电的知豆。知豆空车时整车质量为670千克，额定功率为 $9\mathit{kW}$．则该车行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍 $(g=10N/\mathit{kg})$，请问：

（1）该车静止在水平地面上，轮胎与地面的接触总面积为 $0.04m^2$，则空车时该车对地面的压强多大？

（2）若该车载人后总质量为 $800\mathit{kg}$，该车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度多大？

（3）小丽家距学校大约 $7200m$，小丽爸爸开知豆送小丽去学校路上用时 $10\mathit{min}$，兰州市城市道路限速 $40\mathit{km}/h$，请计算说明小丽爸爸是否驾车超速？

一名体重为 $560N$ 、双脚与地面接触面积为 $0.04m^2$ 的学生站在水平地面上，用如图所示的滑轮组，在 $20s$ 内将 $600N$ 的重物匀速提升 $1m$ （绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。

（1）请画出滑轮组的绕线。当这名学生未提重物时，他站在地面上对地面的压强多大？

（2）若匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是 $75\%$ ，拉力的功率多大？

（3）若用该滑轮组将 $800N$ 的重物匀速提起 $1m$ ，机械效率又是多大？

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 $h$ 变化的图象如图。饮料出口的横截面积 $S_1=0.8c{m}^2$ ，饮料流出的速度 $v=50\mathit{cm}/s$ ，杯高 $H=10\mathit{cm}$ ，杯底面积 $S_2=30c{m}^2$ ， $g$ 取 $10N/k{g}_o$

（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 $S_2$ ，饮料持续流入空杯 $5s$ 后关闭开关，杯对杯座的压强为多大？