题目内容
(2010?静安区一模)如图所示,甲、乙两个正方体分别放置在水平地面上,它们各自对地面的压强相等,大小均为p.甲的质量为5千克,边长为0.1米.乙的边长为0.05米.求:
①甲的密度ρ甲.
②甲对地面的压力F甲和压强p.
③若将甲、乙中的一个物体叠放到另一个物体上表面的中央后,两物体对地面的压强为p′,则跟原先甲对地面的压强p相比,小华同学在下表中提出了三种不同的设想.
(a)请你判断,设想Ⅰ是
(b)请选择一个可能的设想,计算出相应的压强p′.
①甲的密度ρ甲.
②甲对地面的压力F甲和压强p.
③若将甲、乙中的一个物体叠放到另一个物体上表面的中央后,两物体对地面的压强为p′,则跟原先甲对地面的压强p相比,小华同学在下表中提出了三种不同的设想.
设想 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
内容 | p’=2p | p’>2p | p’<2p |
不可能
不可能
的,设想Ⅱ是可能
可能
的,设想Ⅲ是可能
可能
的.(均选填“可能”或“不可能”)(b)请选择一个可能的设想,计算出相应的压强p′.
分析:(1)已知甲正方体的边长,根据体积公式求出其体积,利用ρ=
求出其密度;
(2)已知甲正方体的边长,求出受力面积,再根据水平面上物体的压力和重力相等求出压力,利用P=
求出压强;
(3)已知乙正方体的边长,先求出受力面积,再根据甲、乙对地面的压强相等求出乙物体的重力,最后根据P=
分别求出两物体叠放时对地面的压强,进一步判断小华同学的设想是否正确.
m |
V |
(2)已知甲正方体的边长,求出受力面积,再根据水平面上物体的压力和重力相等求出压力,利用P=
F |
s |
(3)已知乙正方体的边长,先求出受力面积,再根据甲、乙对地面的压强相等求出乙物体的重力,最后根据P=
F |
s |
解答:解:(1)甲物体的体积为V=L甲3=(0.1m)3=0.001m3,
甲物体的密度为ρ甲=
=
=5×103kg/m3;
(2)甲对地面的压力为F甲=G甲=m甲g=5kg×9.8N/kg=49N,
受力面积为S=L甲2=(0.1m)2=0.01m2,
对地面的压强为P=
=
=4.9×103Pa;
(3)乙物体对地压强的受力面积为S乙=L乙2=(0.05m)2=0.0025m2,
乙物体的重力为G乙=F乙=PS乙=4.9×103Pa×0.0025m2=12.25N,
乙物体叠放在甲物体上时,
对地面的压强为P′=
=
=6125Pa<2P,
甲物体叠放在乙物体上时,
对地面的压强为p′=
=
=2.45×104Pa>2P,
故设想Ⅰ不可能,设想Ⅱ可能,设想Ⅲ可能.
答:(1)甲的密度为5×103kg/m3;
(2)甲对地面的压力为49N,压强为4.9×103Pa;
(3)(a)不可能,可能,可能;
(b)乙物体叠放在甲物体上时对地面的压强为6125Pa或甲物体叠放在乙物体上时对地面的压强为2.45×104Pa.
甲物体的密度为ρ甲=
m甲 |
V甲 |
5kg |
0.001m3 |
(2)甲对地面的压力为F甲=G甲=m甲g=5kg×9.8N/kg=49N,
受力面积为S=L甲2=(0.1m)2=0.01m2,
对地面的压强为P=
F甲 |
S甲 |
49N |
0.01m2 |
(3)乙物体对地压强的受力面积为S乙=L乙2=(0.05m)2=0.0025m2,
乙物体的重力为G乙=F乙=PS乙=4.9×103Pa×0.0025m2=12.25N,
乙物体叠放在甲物体上时,
对地面的压强为P′=
F′ |
S甲 |
49N+12.25N |
0.01m2 |
甲物体叠放在乙物体上时,
对地面的压强为p′=
F′ |
S乙 |
49N+12.25N |
0.0025m2 |
故设想Ⅰ不可能,设想Ⅱ可能,设想Ⅲ可能.
答:(1)甲的密度为5×103kg/m3;
(2)甲对地面的压力为49N,压强为4.9×103Pa;
(3)(a)不可能,可能,可能;
(b)乙物体叠放在甲物体上时对地面的压强为6125Pa或甲物体叠放在乙物体上时对地面的压强为2.45×104Pa.
点评:本题考查了密度、压力、压强的计算,关键是公式及其变形式的灵活应用,在计算物体叠放时对地面的压强时一定要分清受力面积,计算过程还要注意单位的统一.
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