2011年2月21日,“雪龙”号极地考察船抵近南极中山站,考察船与中山站之间是一层海冰.科考队员打算驾驶履带车驶过冰层前往中山站,载人履带车的质量为25t,每条
题型:不详难度:来源:
2011年2月21日,“雪龙”号极地考察船抵近南极中山站,考察船与中山站之间是一层海冰.科考队员打算驾驶履带车驶过冰层前往中山站,载人履带车的质量为25t,每条履带与冰面的接触面积为2m2.为探测冰层的承受极限,科考队员把质量为280kg、底面积为4000cm2的钢锭压在水平冰层上,冰层恰好处于极限状态(有微小裂缝但无明显破裂).问:
(1)冰层能承受的极限压强是多少?(g恒取10N/kg) (2)通过计算判断履带车能否安全驶过冰层? |
答案
(1)冰层能承受的极限压强是7000Pa(2)履带车不能安全驶过冰层 |
解析
试题分析:(1)已知钢锭质量,根据公式G=mg可求钢锭的重力;钢锭对冰层的压力等于钢锭的重力;根据公式P=可求冰层能承受的极限压强; (2)已知履带车的质量,根据公式G=mg可求履带车的重力;履带车对冰层的压力等于履带车的重力;根据公式P=可求履带车对冰层的压强;再与冰层能承受的极限压强相比较即可得出结论. 解:(1)冰层能承受的极限压强P大=====7000Pa; 答:冰层能承受的极限压强是7000Pa. (2)履带车对冰层的压强P=====62500Pa>7000Pa; 所以履带车不能安全驶过冰层. 答:履带车不能安全驶过冰层. 点评:本题考查压强的计算,关键是公式的应用,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力,解题过程中要注意单位的换算 |
举一反三
进一步探究: 晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”,她首先做了如下实验: 如图,将托盘天平的左盘扣在支架上,调节天平平衡后,将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上,发现天平指针偏转并保持一定角度,左盘受到一个持续的压力. 容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似.可见,容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力,而 面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强. (1)上述过程中运用的科学方法主要有 法. (2)气体分子对器壁的压强与哪些因素有关呢? ①晓丽对该问题进行了如下简化: a、容器为长方体; b、容器中的气体分子不发生相互碰撞; c、容器中气体分子分为6等份,每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞; d、所有气体分子的速度均等于它们的平均速度v; e、所有气体分子与器壁的碰撞均为完全弹性碰撞(详见②中“c”). ②已知每个气体分子的质量为m,单位体积中的气体分子个数为n0.晓丽推导出了气体分子的数学表达式.她的推导过程如下:(请将推导过程填写完整) a、单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数n= ; b、△t时间内垂直碰撞到某一器壁△S面积上的平均分子数△N= ; c、由于是完全碰撞,因此△S面积上所受的平均压力F与△t的乘积为:F△t=△N•2mv; d、气体分子对器壁的压强公式为:P= .
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(2006•南昌)双休日,小段一家人去动物园游玩时,小段给妈妈和小象拍了一张合影,如图所示,在拍摄现场的沙地上,留下了小象和妈妈的脚印,小段发现小象的脚印还没有妈妈的脚印深.如果小象的质量是2t,此时小象的触地面积为2 500cm2;妈妈的体重为500N,所穿的“远征牌”,皮鞋每只触地面积为20cm2,请你通过计算解释这个现象(g取10N/公斤)
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(2009•青岛)归纳式探究: 叶子探究在温度为0℃条件下,一定质量的氮气的压强和体积的关系.她将压强由1.013×l05Pa增加到1.013×108Pa的过程中,得到如下实验数据(其中a、b对氮气来说是常数):
P/Pa
| V/m3
| PV/Pa•m3
| /Pa•m3
| 1.013×105
| 2.24×10﹣2
| 2.3×103
| 2.3×103
| 1.013×107
| 2.24×10﹣4
| 2.3×103
| 2.3×103
| 5.065×107
| 0.62×10﹣4
| 3.1×103
| 2.3×103
| 1.013×108
| 0.46×10﹣4
| 4.1×103
| 2.3×103
| (1)由上述实验数据可以得到如下公式: ="K" (K为常数),其中K= (写上单位).由数据形式变为公式形式运用了 法. (2)在压强由1.013×105Pa增加到1.013×107Pa的过程中,我们可以将公式简化为 ,则这时的p﹣V关系可以用图象中的图线 来表示.
(3)实验中若氮气的压强为1.013×106Pa,则它的体积为 . |
(2011•朝阳)如图所示,水平桌面上放着A、B、C三个木块,它们的密度均为ρ,高度均为h,对桌面的压强分别用pA、pB、pC表示.A为圆柱体,B、C均为圆台形,A、B、C的上、下横截面积分别为:S、S;S′、S;S、S′;已知S>S′.
(1)证明:pA=ρgh. (2)猜想:pA、pB、pC大小顺序关系(直接写出结果,不需推导) (3)描述固体物块对支持面压强可用ρgh计算的前提条件. |
(2011•普洱)某杂技团表演“叠罗汉”.若每位队员的质量是60kg.每只脚与台面的接触面积约为0.02m2.图分别是一人独立、两人叠加和三人叠加的示意图.
(1)(4分)请通过计算完成下表.
竖直叠加人数
| 1人独立
| 2人叠加
| 3人叠加
| 4人叠加
| …
| 台面所受压强(Pa)
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| (2)(4分)根据上表数据,在如下坐标系中画出台面所受压强随叠加人数增加的变化图线.从该图线可直观读出当叠加人数增加到5人时,他们对台面的压强为 Pa. |
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