题目内容

17.如图所示,边长分别为 0.2 米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平地面上,ρA为0.l×l03千克/米3,ρB为0.8×l03千克/米3.求:
(1)物体A的质量mA.
(2)物体B对地面的压强pB.
(3)请分析:若在正方体A、B上部沿水平方向分别截去相同厚度后,A剩余部分对地面的压强与B剩余部分对地面的压强之间的关系,下面合理的选项是ABC.
A 大于. B 等于. C 小于.

分析 (1)求出物体A的体积,利用m=ρV计算物体A的质量;
(2)先利用m=ρV计算物体B的质量m,再利用公式G=mg求出重力G,压力F=G,最后利用公式p=$\frac{F}{S}$求出物体B对地面的压强;
(3)由于两个物体都是规则的实心正方体物体,由(1)(2)可知两个物体质量相等,且ρA<ρB,利用p=ρgh表示出切除相同高度后,剩余部分对水平面的压强再做比较.

解答 解:(1)物体A的体积:VA=(0.2m)3=0.008m3,
根据ρ=$\frac{m}{V}$可得,物体A的质量:
mA=ρA VA=0.1×103kg/m3×0.008m3=0.8kg;
(2)物体A的体积:VB=(0.1m)3=0.001m3,
物体B的质量:
mB=ρB VB=0.8×103kg/m3×0.001m3=0.8kg;
物体B对地面的压力:
FB=GB=mBg=0.8kg×10N/kg=8N,
物体B对地面的压强:
pB=$\frac{{F}_{B}}{{S}_{B}}$=$\frac{8N}{(0.1m)^{2}}$=800Pa;
(3)由于两个物体都是规则的实心正方体物体,且m甲=m乙,ρA<ρB,
由图可知:hA>hB,则SA>SB,
由p=$\frac{F}{S}$可知:p甲<p乙;
当从水平方向截去相同高度h后,由p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{ρ{h}^{3}g}{{h}^{2}}$=ρgh可知:
剩余的甲物体对地面的压强:
${p}_{A}^{′}$=ρAg(hA-h)=pA-ρAgh,
剩余的乙物体对地面的压强:
${p}_{B}^{′}$=ρBg(hB-h)=pB-ρBgh,
由于ρA<ρB,pA<pB;
则${p}_{A}^{′}$与${p}_{B}^{′}$的大小关系无法比较,即ABC都有可能.
答:(1)物体A的质量mA为0.8kg;
(2)物体B对地面的压强pB为800Pa;
(3)ABC.

点评 本题考查密度公式的应用、压强的大小计算,难点在(3),这是典型的柱状固体的压强问题,要根据已知条件,灵活选用压强计算式p=$\frac{F}{S}$和p=ρgh(适用于实心柱体对支撑面的压强)进行分析解答.

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