初中物理压强的大小及其计算解答题

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 $\rho =0.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ，长度分别为 $a_1$ ， $a_2$ 、 $a_3\dots$ ， $a_n$ 且长度之比 $a_1:a_2:a_y:\dots :a_n=1:2:3:\dots :n$ ， $g$ 取 $10N/\mathit{kg}$

（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 $p=1.5\times {10}^4\mathit{Pa}$ ，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？

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 $S=2\times {10}^{-3}{m}^2$ ，高 $h=0.15m$ 的作品，将密度 $\rho =0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ 的某种液体注入模具内，用了体积 $V=5\times {10}^{-4}{m}^3$ 的液体，如图所示， $g$ 取 $10N/\mathit{kg}$ ，求：

（1）成型前液体对模具底部的压强 $p_1$ ；

（2）成型作品放在水平桌面上，对桌面的压强 $p_2$ 。

如图甲所示，一个底面积为 $0.04m^2$的薄壁柱形容器放在电子秤上，容器中放着一个高度为 $0.1m$的均匀实心柱体 $A$，向容器中缓慢注水，停止注水后，容器中水的深度为 $0.1m$，电子秤的示数与容器中水的深度关系如图乙所示，求

（1）容器中水的深度为 $0.06m$时，水对容器底部的压强；

（2） $A$对容器底部压力恰好为零时，容器对电子秤的压强

（3）停止注水后， $A$所受的浮力：

（4）停止注水后，将 $A$竖直提高 $0.01m$， $A$静止时水对容器底的压强

如图是一款新研发的机器人。若机器人重为 $15N$，与地面的接触面积是 $1\times {10}^{-3}{m}^2$，牵引力大小是 $10N$、机器人在水平地面上沿直线行走 $10m$，用时 $100s$。求：

（1）机器人行走的平均速度；

（2）机器人牵引力做的功；

（3）机器人静止时对水平面的压强。

无人驾驶飞机简称"无人机"，中国近年来在无人机制造方面进展神速。无人机的飞行控制系统简称"飞控"。无人机悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由"飞控"下达。"飞控"主要由感知飞行姿态的陀螺仪（控制飞行姿态）、 $\mathit{GPS}$ 定位模块（与地面传递信息）超声波传感器（探测障碍物）、气压传感器（获取气压获知高度）等各种功能的传感器及控制电路组成。如图是我国制造的"翼龙"多用途无人机，该机表面采用的复合材料受力不易形变，飞机外形采用流线型设计，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空对地打击武器，广泛应用于如灾情监视、军事活动等领域。

（1）请从短文描述中找出蕴含的物理知识。（至少二条，知识点不能重复）

举例：超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是利用声波能够传递信息。

① 　　

② 　　

（2）经查阅资料获知，"翼龙"无人机机身质量 $1.1t$ ，最大载荷质量 $200\mathit{kg}$ 。当该机以最大载荷质量停在水平跑道上时，无人机轮胎与地面接触的总面积为 $0.05m^2$ ．求此时无人机对水平跑道的压强。 $(g=10N/\mathit{kg})$

（3）飞机利用超声波传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值 $R_1$ 与离地高度 $h$ 的关系如图甲所示，图乙是检测电路（电源电压不变），要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应该选用 　　（选填"电流表或电压表" $)$ ，应安装在 　　（选填"1或2或3" $)$ 位置，判断依据是： 　　。

消防员趴在淤泥地上，受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离，这与压强的知识有关。图1模拟受困者双脚站立时的场景，他对水平地面的压强为 $15000\mathit{Pa}$ ；图2模拟消防员趴在淤泥地上的场景，当受困者完全伏在消防员背上后，消防员与水平地面的接触面积为 $0.5m^2$ ，受困者与消防员的质量分别为 $60\mathit{kg}$ 和 $50\mathit{kg}$ ， $g$ 取 $10N/\mathit{kg}$ 。

（1）求受困者所受的重力；

（2）求图1中受困者双脚与地面的接触面积；

（3）当受困者完全伏在图2中消防员背上后，求消防员对地面的压强。

某新型建筑材料既防火、防水还保温，这种材料的密度为 $0.3\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ 。

（1）如果将这种材料制成长 $0.4m$ ，高 $0.1m$ ，宽度如图所示为 　　 $\mathit{cm}$ 的实心砖块，则此砖块的体积和质量分别是多少？

（2）此砖块对水平地面的最小压强是多少？ $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。如图所示，质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路而上匀速行驶，5min通过的路程为900m，已知平衡车的质量为10kg，轮胎与地面的总接触面积为25cm ²，g取10N/kg。求：

（1）平衡车的速度；

（2）平衡车的重力；

（3）小红驾驶平衡车时，车对地面的压强。

制作豆腐过程中，要用重物把豆腐压实，如果重物对豆腐的压力为 $200N$ ，受力面积为 $1m^2$ ．压实后， $30\mathit{kg}$ 豆腐的体积为 $0.02m^3$ ．求：

（1）重物对豆腐的压强；

（2）豆腐的密度。

如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为 $600\mathit{kg}$ ，履带与地面接触的总面积为 $0.5m^2$ ，以 $3m/s$ 的速度在水平地面沿直线匀速前进了 $1\mathit{min}$ ，行驶时所受阻力为自重的0.02倍 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$ 。求：

（1）消防机器人在 $1\mathit{min}$ 内通过的路程。

（2）消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强。

（3）在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做功的功率。

水平地面上放着重为200N、边长为0.2m的正方体物块现用斜面将其由底端匀速

拉到顶端，如图所示已知平行于斜面的拉力为120N，物体移动的距离为2m，升高1m。求：

（1）物块放在水平地面上时对地面的压强；

（2）斜面的机械效率；

（3）物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。

2018年2月，一辆无人驾驶迷你巴士在南京试运行，如图所示它是一辆"微型公交"，体现了"绿色环保、低碳出行"的科学发展理念。

（1）巴士行驶过程中，以巴士为参照物，路边的树是 　　的

（2）为了安全，巴士设计的最大速度是20km/h。若它匀速行驶6km，耗时20min，则巴士行驶的速度多大？

（3）满载的巴士静止在水平地面上，总质量为3000kg，若轮胎与地面的总接触面积为600cm ²，则它对地面的压强是多少帕？（g取10N/kg）

电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车，驾驶员与车的总质量为1.6t，车静止时轮胎与地面接触的总面积为0.08m ²．汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶20min，此时驱动电机的输入电压为300V，电流为60A，汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，g取10N/kg。求电动汽车：

（1）静止在水平地面上对地面的压强。

（2）匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能。

（3）匀速行驶过程中牵引力的大小。

（4）匀速行驶过程中牵引力所做的功。

南极冰面上，科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱，运输货物。

（1）木箱底面积为5m ²，质量不计，水平冰面能承受的最大压强为1×10 ⁴Pa，g取10N/kg，求木箱内可装货物的最大质量？

某次运输过程中，拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km。消耗柴油1kg，牵引木箱做功的功率为9kW，q _柴油＝4.5×10 ⁷J/kg。

（2）求该运输过程中，冰面对木箱的摩擦力大小？

（3）求该运输过程，柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率？

2017年4月25日，"共享单车"在银川市开始投放使用。如图所示，"共享单车"每辆车的前后均贴有二维码，骑车前先要解锁，市民用手机上的 $\mathit{APP}$ 扫描车上对应的二维码（解锁码）， $\mathit{APP}$ 识别之后就会传输车辆信息到云数据，接着再给对车辆返回一串解锁指令："共享单车"采用的是轴传动装置，踩动单年时，传动轴在磁体周围转动，可以产生出变化的电流；"共享单车"具有 $\mathit{GPS}$ 定位功能，能实时定位车辆的位置。

（1）"共享单车"上应用了很多物理知识，请你根据题目提供的材料列举两例。

示例：单车的尾部安装着反光镜，夜间骑车时，当有光线从任意角度射向尾灯时，它都能把光"反向射回"，这是利用了光的反射定律。

（2）一辆"共享单车"的质量为 $26\mathit{kg}$ ，前后轮胎总着地面积约为 $100c{m}^2$ ，请你估算出一名普通中学生骑行时车对地面的压强是多大？