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4. (★★★)小明和小华在沙滩上玩耍时发现：两人在沙滩上行走的脚印大小不同，小明的脚印较大，但两人脚印的深浅相同。关于他们对沙滩的压强及压力，下列关系式正确的是【 】
A.pₐ ＞ pᵦ，Fₐ ＞ Fᵦ
B.pₐ ＞ pᵦ，Fₐ ＜ Fᵦ
C.pₐ = pᵦ，Fₐ ＞ Fᵦ
D.pₐ = pᵦ，Fₐ ＜ Fᵦ
A.pₐ ＞ pᵦ，Fₐ ＞ Fᵦ
B.pₐ ＞ pᵦ，Fₐ ＜ Fᵦ
C.pₐ = pᵦ，Fₐ ＞ Fᵦ
D.pₐ = pᵦ，Fₐ ＜ Fᵦ
答案
C
解析
【解析】
压强是表示压力作用效果的物理量，两人脚印深浅相同，说明压力作用效果相同，即对沙滩的压强相等，$pₐ = pᵦ$；根据压强公式$p=\frac{F}{S}$变形可得$F=pS$，小明脚印较大（受力面积$S$更大），在压强$p$相同的情况下，受力面积越大，压力越大，因此$Fₐ ＞ Fᵦ$，故正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
压强的物理意义、压强公式的应用
【点评】
本题考查压强的相关知识，关键是通过脚印深浅判断出两人对沙滩的压强相等，再结合压强公式比较压力大小，需要准确理解压强的物理意义并灵活运用公式。
【难度系数】
0.6
压强是表示压力作用效果的物理量，两人脚印深浅相同，说明压力作用效果相同，即对沙滩的压强相等，$pₐ = pᵦ$；根据压强公式$p=\frac{F}{S}$变形可得$F=pS$，小明脚印较大（受力面积$S$更大），在压强$p$相同的情况下，受力面积越大，压力越大，因此$Fₐ ＞ Fᵦ$，故正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
压强的物理意义、压强公式的应用
【点评】
本题考查压强的相关知识，关键是通过脚印深浅判断出两人对沙滩的压强相等，再结合压强公式比较压力大小，需要准确理解压强的物理意义并灵活运用公式。
【难度系数】
0.6
5. (★★★)如图 8.1 - 8 所示，长方体 A 在斜面上保持静止，请画出 A 对斜面压力 F 的示意图。
答案
解析
【解析】
压力是长方体A对斜面的弹力，作用点在斜面上，选取长方体与斜面接触面的中心处，方向垂直于斜面向下。从作用点出发，沿垂直斜面向下的方向画一条带箭头的线段，标注符号F，即可得到压力的示意图。
【答案】
示意图如下：（在斜面与长方体接触面的中心位置，画垂直斜面向下的带箭头线段，标注F，与参考答案图示一致）
【知识点】
压力的示意图、力的示意图绘制
【点评】
绘制压力示意图时，需明确压力的作用点在被压物体即斜面上，方向垂直于接触面指向被压物体，注意与重力方向区分开。
【难度系数】
0.5
压力是长方体A对斜面的弹力，作用点在斜面上，选取长方体与斜面接触面的中心处，方向垂直于斜面向下。从作用点出发，沿垂直斜面向下的方向画一条带箭头的线段，标注符号F，即可得到压力的示意图。
【答案】
示意图如下：（在斜面与长方体接触面的中心位置，画垂直斜面向下的带箭头线段，标注F，与参考答案图示一致）
【知识点】
压力的示意图、力的示意图绘制
【点评】
绘制压力示意图时，需明确压力的作用点在被压物体即斜面上，方向垂直于接触面指向被压物体，注意与重力方向区分开。
【难度系数】
0.5
6. (★★★)如图 8.1 - 9 所示是探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验，器材有：砖块(两块)、海绵。请根据所学知识分析：
(1) 实验中通过观察来判断压力的作用效果。
(2) ①比较甲、乙两图，可以得出结论：。
②比较两图，可以得出结论：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3) 小明将图乙中的砖块沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示，他观察实验现象，经过分析、论证得出的结论是：压力的作用效果与受力面积无关。他的说法是否正确？(填“正确”或“不正确”)，原因是。
(1) 实验中通过观察来判断压力的作用效果。
(2) ①比较甲、乙两图，可以得出结论：。
②比较两图，可以得出结论：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3) 小明将图乙中的砖块沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示，他观察实验现象，经过分析、论证得出的结论是：压力的作用效果与受力面积无关。他的说法是否正确？(填“正确”或“不正确”)，原因是。
答案
海绵的凹陷程度
压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显
甲、丙
不正确
没有控制压力大小不变
压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显
甲、丙
不正确
没有控制压力大小不变
解析
【解析】
(1) 实验采用转换法，通过观察海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果。
(2) ①甲、乙两图压力大小相同，受力面积不同，甲中海绵凹陷程度更深，可得出结论：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
②要探究受力面积一定时压力对作用效果的影响，需控制受力面积相同、改变压力大小，甲、丙两图符合该条件。
(3) 将图乙中的砖块沿竖直方向切开后，砖块对海绵的压力也随之减小，没有控制压力大小不变，因此得出的“压力的作用效果与受力面积无关”的结论不正确。
【答案】
(1) 海绵的凹陷程度
(2) ①压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；②甲、丙
(3) 不正确；没有控制压力大小不变
【知识点】
压力作用效果的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查压力作用效果的探究实验，重点考查控制变量法和转换法的应用，实验中需严格遵循控制变量的原则分析结论。
【难度系数】
0.6
(1) 实验采用转换法，通过观察海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果。
(2) ①甲、乙两图压力大小相同，受力面积不同，甲中海绵凹陷程度更深，可得出结论：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
②要探究受力面积一定时压力对作用效果的影响，需控制受力面积相同、改变压力大小，甲、丙两图符合该条件。
(3) 将图乙中的砖块沿竖直方向切开后，砖块对海绵的压力也随之减小，没有控制压力大小不变，因此得出的“压力的作用效果与受力面积无关”的结论不正确。
【答案】
(1) 海绵的凹陷程度
(2) ①压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；②甲、丙
(3) 不正确；没有控制压力大小不变
【知识点】
压力作用效果的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查压力作用效果的探究实验，重点考查控制变量法和转换法的应用，实验中需严格遵循控制变量的原则分析结论。
【难度系数】
0.6
7. (★★★)小明同学的质量为 60 kg，自然站立在水平地面上，每只脚与地面的接触面积为 240 cm²，g 取 10 N/kg。
(1) 求小明对地面的压力。
(2) 求小明双脚站立时对地面的压强。
(3) 某沼泽地能承受的压强为 800 Pa，小明同学需站在一块面积不小于多少的平板上面(平板的质量忽略不计)才不会陷入沼泽地？
(1) 求小明对地面的压力。
(2) 求小明双脚站立时对地面的压强。
(3) 某沼泽地能承受的压强为 800 Pa，小明同学需站在一块面积不小于多少的平板上面(平板的质量忽略不计)才不会陷入沼泽地？
答案
解：
(1) 小明对地面的压力：
$ F = G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$
(2) 双脚站立时接触面积：
$ S = 2 × 240\ \mathrm{cm}^2 = 480\ \mathrm{cm}^2 = 0.048\ \mathrm{m}^2$
对地面的压强：
$ p = \frac{F}{S} = \frac{600\ \mathrm{N}}{0.048\ \mathrm{m}^2} = 1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 由$p = \frac{F}{S}$得，平板的最小面积：
$ S' = \frac{F}{p'} = \frac{600\ \mathrm{N}}{800\ \mathrm{Pa}} = 0.75\ \mathrm{m}^2$
答：
(1) 小明对地面的压力为600N；
(2) 双脚站立时对地面的压强为$1.25×10^4Pa$；
(3) 平板面积不小于$0.75\ \mathrm{m}^2$。
(1) 小明对地面的压力：
$ F = G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$
(2) 双脚站立时接触面积：
$ S = 2 × 240\ \mathrm{cm}^2 = 480\ \mathrm{cm}^2 = 0.048\ \mathrm{m}^2$
对地面的压强：
$ p = \frac{F}{S} = \frac{600\ \mathrm{N}}{0.048\ \mathrm{m}^2} = 1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 由$p = \frac{F}{S}$得，平板的最小面积：
$ S' = \frac{F}{p'} = \frac{600\ \mathrm{N}}{800\ \mathrm{Pa}} = 0.75\ \mathrm{m}^2$
答：
(1) 小明对地面的压力为600N；
(2) 双脚站立时对地面的压强为$1.25×10^4Pa$；
(3) 平板面积不小于$0.75\ \mathrm{m}^2$。
解析
【解析】
(1) 小明自然站立在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，根据$F=G=mg$计算：
$ F = G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$
(2) 先计算双脚站立时的总接触面积并进行单位换算，再根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强：
双脚站立时接触面积：$ S = 2 × 240\ \mathrm{cm}^2 = 480\ \mathrm{cm}^2 = 0.048\ \mathrm{m}^2$
对地面的压强：$ p = \frac{F}{S} = \frac{600\ \mathrm{N}}{0.048\ \mathrm{m}^2} = 1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 平板质量忽略不计，小明对沼泽地的压力仍等于自身重力，根据压强公式的变形$S'=\frac{F}{p'}$计算平板的最小面积：
$ S' = \frac{F}{p'} = \frac{600\ \mathrm{N}}{800\ \mathrm{Pa}} = 0.75\ \mathrm{m}^2$
【答案】
(1) $\boldsymbol{600\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{1.25×10^4\ \mathrm{Pa}}$
(3) $\boldsymbol{0.75\ \mathrm{m}^2}$
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算、压强公式变形应用
【点评】
本题考查压强的相关计算，重点考查压强公式及其变形的灵活运用，解题时需注意受力面积的单位换算，同时结合实际场景理解压力与重力的关系，属于力学基础综合题。
【难度系数】
0.6
(1) 小明自然站立在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，根据$F=G=mg$计算：
$ F = G = mg = 60\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 600\ \mathrm{N}$
(2) 先计算双脚站立时的总接触面积并进行单位换算，再根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强：
双脚站立时接触面积：$ S = 2 × 240\ \mathrm{cm}^2 = 480\ \mathrm{cm}^2 = 0.048\ \mathrm{m}^2$
对地面的压强：$ p = \frac{F}{S} = \frac{600\ \mathrm{N}}{0.048\ \mathrm{m}^2} = 1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$
(3) 平板质量忽略不计，小明对沼泽地的压力仍等于自身重力，根据压强公式的变形$S'=\frac{F}{p'}$计算平板的最小面积：
$ S' = \frac{F}{p'} = \frac{600\ \mathrm{N}}{800\ \mathrm{Pa}} = 0.75\ \mathrm{m}^2$
【答案】
(1) $\boldsymbol{600\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{1.25×10^4\ \mathrm{Pa}}$
(3) $\boldsymbol{0.75\ \mathrm{m}^2}$
【知识点】
压力与重力的关系、压强的计算、压强公式变形应用
【点评】
本题考查压强的相关计算，重点考查压强公式及其变形的灵活运用，解题时需注意受力面积的单位换算，同时结合实际场景理解压力与重力的关系，属于力学基础综合题。
【难度系数】
0.6
