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14 如图所示,面积为$1m^2$的水平桌面正中央放着一个平底鱼缸,内外底面积均为$100cm^2$;缸内有3kg的水和一条100g的鱼,水的深度为20cm,忽略鱼缸厚度和质量,求:(g取10 N/kg)
(1)水对鱼缸底的压强;
(2)水对鱼缸底产生的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
(1)水对鱼缸底的压强;
(2)水对鱼缸底产生的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
答案
14.(1)$2×10^3\mathrm{Pa}$ (2)$20\mathrm{N}$ (3)$3. 1×10^3\mathrm{Pa}$
【解析】(1)根据 $p=\rho gh$ 可知,水对鱼缸底的压强 $p=\rho gh=1. 0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×0. 2\mathrm{m}=2×10^3\mathrm{Pa}$。
(2)根据 $\rho =\frac{F}{S}$可知,水对鱼缸底产生的压力为$F=pS=2×10^3\mathrm{Pa}×100×10^{-4}\mathrm{m}^2=20\mathrm{N}$。
(3)鱼缸对桌面的压力为 $F=G_{总}=m_{总}g=(3\mathrm{kg}+0. 1\mathrm{kg})×10\mathrm{N/kg}=31\mathrm{N}$,鱼缸对桌面产生的压强 $\rho =\frac{F}{S}=\frac{31\mathrm{N}}{100×10^{-4}\mathrm{m}^2}=3. 1×10^3\mathrm{Pa}$。
【解析】(1)根据 $p=\rho gh$ 可知,水对鱼缸底的压强 $p=\rho gh=1. 0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×0. 2\mathrm{m}=2×10^3\mathrm{Pa}$。
(2)根据 $\rho =\frac{F}{S}$可知,水对鱼缸底产生的压力为$F=pS=2×10^3\mathrm{Pa}×100×10^{-4}\mathrm{m}^2=20\mathrm{N}$。
(3)鱼缸对桌面的压力为 $F=G_{总}=m_{总}g=(3\mathrm{kg}+0. 1\mathrm{kg})×10\mathrm{N/kg}=31\mathrm{N}$,鱼缸对桌面产生的压强 $\rho =\frac{F}{S}=\frac{31\mathrm{N}}{100×10^{-4}\mathrm{m}^2}=3. 1×10^3\mathrm{Pa}$。
解析
【分析】
本题考查液体压强、液体压力和固体压强的计算，需分步骤明确各物理量的计算逻辑：
1. 第(1)问是液体压强计算，使用液体压强公式$p=\rho gh$，需统一深度单位为米；
2. 第(2)问是液体压力计算，由压强公式变形$F=pS$，注意将面积单位从$cm^2$转换为$m^2$；
3. 第(3)问是固体压强计算，鱼缸对桌面的压力等于总重力（鱼缸质量忽略），总质量为水和鱼的质量之和，再用$p=\frac{F}{S}$计算，受力面积为鱼缸底面积。
【解析】
(1) 水对鱼缸底的压强，根据液体压强公式：
$p=\rho_{水}gh=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×0.2\mathrm{m}=2×10^3\mathrm{Pa}$；
(2) 水对鱼缸底的压力，由$p=\frac{F}{S}$变形得：
$F=pS=2×10^3\mathrm{Pa}×100×10^{-4}\mathrm{m}^2=20\mathrm{N}$；
(3) 鱼缸对桌面的压力等于总重力，总质量$m_{总}=m_{水}+m_{鱼}=3\mathrm{kg}+0.1\mathrm{kg}=3.1\mathrm{kg}$，
总重力$G_{总}=m_{总}g=3.1\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=31\mathrm{N}$，
鱼缸对桌面的压强：
$p'=\frac{F'}{S}=\frac{31\mathrm{N}}{100×10^{-4}\mathrm{m}^2}=3.1×10^3\mathrm{Pa}$。
【答案】
(1)$2×10^3\mathrm{Pa}$；(2)$20\mathrm{N}$；(3)$3.1×10^3\mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算；固体压强计算；压力与重力计算
【点评】
本题是压强相关的基础计算题，核心考查液体、固体压强公式的应用，需注意区分液体压力与液体重力、固体压力与总重力的差异，关键是单位的正确转换，属于对压强核心知识点的直接应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查液体压强、液体压力和固体压强的计算，需分步骤明确各物理量的计算逻辑：
1. 第(1)问是液体压强计算，使用液体压强公式$p=\rho gh$，需统一深度单位为米；
2. 第(2)问是液体压力计算，由压强公式变形$F=pS$，注意将面积单位从$cm^2$转换为$m^2$；
3. 第(3)问是固体压强计算，鱼缸对桌面的压力等于总重力（鱼缸质量忽略），总质量为水和鱼的质量之和，再用$p=\frac{F}{S}$计算，受力面积为鱼缸底面积。
【解析】
(1) 水对鱼缸底的压强，根据液体压强公式：
$p=\rho_{水}gh=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×0.2\mathrm{m}=2×10^3\mathrm{Pa}$；
(2) 水对鱼缸底的压力，由$p=\frac{F}{S}$变形得：
$F=pS=2×10^3\mathrm{Pa}×100×10^{-4}\mathrm{m}^2=20\mathrm{N}$；
(3) 鱼缸对桌面的压力等于总重力，总质量$m_{总}=m_{水}+m_{鱼}=3\mathrm{kg}+0.1\mathrm{kg}=3.1\mathrm{kg}$，
总重力$G_{总}=m_{总}g=3.1\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=31\mathrm{N}$，
鱼缸对桌面的压强：
$p'=\frac{F'}{S}=\frac{31\mathrm{N}}{100×10^{-4}\mathrm{m}^2}=3.1×10^3\mathrm{Pa}$。
【答案】
(1)$2×10^3\mathrm{Pa}$；(2)$20\mathrm{N}$；(3)$3.1×10^3\mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算；固体压强计算；压力与重力计算
【点评】
本题是压强相关的基础计算题，核心考查液体、固体压强公式的应用，需注意区分液体压力与液体重力、固体压力与总重力的差异，关键是单位的正确转换，属于对压强核心知识点的直接应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
15 阅读短文,回答问题。
汽车安全带
现代汽车的速度很快,一旦发生碰撞,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外为防止撞车时造成类似的伤害,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须系好安全带。当发生交通事故时,安全带对人体起到缓冲的作用,防止造成二次伤害。在高档轿车上,前后排座位除了安装安全带外,还装有安全气囊系统。一旦发生严重撞击,气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身上。
甲 乙 丙 丁
(1)关于惯性,下列说法正确的是
A.速度越大惯性越大 B.质量越大惯性越大
(2)如图甲所示,紧急刹车时,人会向
(3)如图乙所示,人体模型与气囊撞击时,模型对气囊的力以及气囊对模型的力是一对
(4)如图丙,在我国北方地区下雪后,汽车轮胎的抓地力会减弱,为了解决该问题,司机会在轮胎上绑上“防滑链”,其原理是通过增大
(5)为了防止交通事故的发生,请你对司机们提一条合理的建议:
汽车安全带
现代汽车的速度很快,一旦发生碰撞,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外为防止撞车时造成类似的伤害,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须系好安全带。当发生交通事故时,安全带对人体起到缓冲的作用,防止造成二次伤害。在高档轿车上,前后排座位除了安装安全带外,还装有安全气囊系统。一旦发生严重撞击,气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身上。
甲 乙 丙 丁
(1)关于惯性,下列说法正确的是
B
;A.速度越大惯性越大 B.质量越大惯性越大
(2)如图甲所示,紧急刹车时,人会向
前
倾倒,这是由于惯性,人要保持原来的运动状态不变,此时安全带被拉长了,是因为力改变了物体的形状
。(3)如图乙所示,人体模型与气囊撞击时,模型对气囊的力以及气囊对模型的力是一对
相互作用力
(选填“平衡力”或“相互作用力”),这一对力的特点是大小相等
(选填“相等”或“不相等”)、方向相反。(4)如图丙,在我国北方地区下雪后,汽车轮胎的抓地力会减弱,为了解决该问题,司机会在轮胎上绑上“防滑链”,其原理是通过增大
接触面的粗糙程度
来增大轮胎与地面间的摩擦力,防止打滑;如图丁所示,破窗锤是车上应对突发状况的紧急安全装置,其工作原理最主要通过减小受力面积
方式来增大压强,先在安全玻璃上击打出一点,以此来破坏安全玻璃的表面,玻璃就会从这个点扩散破碎。(5)为了防止交通事故的发生,请你对司机们提一条合理的建议:
保持车距,减速慢行
。答案
15.(1)B (2)前 形状 (3)相互作用力 相等 (4)接触面的粗糙程度 减小受力面积 (5)保持车距,减速慢行
解析
【分析】
本题围绕汽车相关的物理知识设置问题，需结合惯性、力的作用效果、相互作用力、摩擦力、压强等力学知识点逐一分析：
1. 第(1)题考查惯性的决定因素，惯性仅与物体质量有关，与速度无关，据此判断选项；
2. 第(2)题，紧急刹车时，人因惯性保持原有运动状态向前倾倒，安全带被拉长体现力改变物体形状；
3. 第(3)题，两个物体间相互作用的力是相互作用力，其特点是大小相等、方向相反；
4. 第(4)题，防滑链通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，破窗锤通过减小受力面积增大压强；
5. 第(5)题为开放题，结合交通安全提出合理建议即可。
【解析】
(1) 惯性是物体的固有属性，只由质量决定，质量越大惯性越大，与速度无关，故正确选项为B；
(2) 紧急刹车时，汽车减速，乘客上半身因惯性保持原来的运动状态，会向前倾倒；安全带被拉长，说明力可以改变物体的形状；
(3) 模型对气囊的力和气囊对模型的力，是两个物体之间的相互作用，属于相互作用力，相互作用力的大小相等、方向相反；
(4) 防滑链增大了轮胎与地面接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力；破窗锤通过减小受力面积来增大压强，便于击碎玻璃；
(5) 防止交通事故的合理建议如保持车距、减速慢行等。
【答案】
15.(1)B (2)前 形状 (3)相互作用力 相等 (4)接触面的粗糙程度 减小受力面积 (5)保持车距,减速慢行
【知识点】
惯性、摩擦力、压强
【点评】
本题结合生活中的汽车实例，将力学基础知识点与实际应用结合，考查学生对基础概念的理解和运用能力，难度适中，注重物理知识的实用性。
【难度系数】
0.6
本题围绕汽车相关的物理知识设置问题，需结合惯性、力的作用效果、相互作用力、摩擦力、压强等力学知识点逐一分析：
1. 第(1)题考查惯性的决定因素，惯性仅与物体质量有关，与速度无关，据此判断选项；
2. 第(2)题，紧急刹车时，人因惯性保持原有运动状态向前倾倒，安全带被拉长体现力改变物体形状；
3. 第(3)题，两个物体间相互作用的力是相互作用力，其特点是大小相等、方向相反；
4. 第(4)题，防滑链通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，破窗锤通过减小受力面积增大压强；
5. 第(5)题为开放题，结合交通安全提出合理建议即可。
【解析】
(1) 惯性是物体的固有属性，只由质量决定，质量越大惯性越大，与速度无关，故正确选项为B；
(2) 紧急刹车时，汽车减速，乘客上半身因惯性保持原来的运动状态，会向前倾倒；安全带被拉长，说明力可以改变物体的形状；
(3) 模型对气囊的力和气囊对模型的力，是两个物体之间的相互作用，属于相互作用力，相互作用力的大小相等、方向相反；
(4) 防滑链增大了轮胎与地面接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力；破窗锤通过减小受力面积来增大压强，便于击碎玻璃；
(5) 防止交通事故的合理建议如保持车距、减速慢行等。
【答案】
15.(1)B (2)前 形状 (3)相互作用力 相等 (4)接触面的粗糙程度 减小受力面积 (5)保持车距,减速慢行
【知识点】
惯性、摩擦力、压强
【点评】
本题结合生活中的汽车实例，将力学基础知识点与实际应用结合，考查学生对基础概念的理解和运用能力，难度适中，注重物理知识的实用性。
【难度系数】
0.6
