四、计算题
12. 如图所示,一桶煤油重 450 N,深度为 0.5 m,桶底的面积为 0.1 m²,煤油的密度为 $0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,g 取 10 N/kg。求:
(1)煤油对桶底的压强。
(2)桶底受到煤油的压力。

12. 如图所示,一桶煤油重 450 N,深度为 0.5 m,桶底的面积为 0.1 m²,煤油的密度为 $0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,g 取 10 N/kg。求:
(1)煤油对桶底的压强。
(2)桶底受到煤油的压力。
答案
12. 解:(1) $p = \rho gh = 0. 8 × 10^3 \ \mathrm{kg/m}^3 × 10 \ \mathrm{N/kg} × 0. 5 \ \mathrm{m} = 4 × 10^3 \ \mathrm{Pa}$。
(2) $F = pS = 4 × 10^3 \ \mathrm{Pa} × 0. 1 \ \mathrm{m}^2 = 400 \ \mathrm{N}$。
答:(1)煤油对桶底的压强是 $4 × 10^3 \ \mathrm{Pa}$。
(2)桶底受到煤油的压力是 400 N。
(2) $F = pS = 4 × 10^3 \ \mathrm{Pa} × 0. 1 \ \mathrm{m}^2 = 400 \ \mathrm{N}$。
答:(1)煤油对桶底的压强是 $4 × 10^3 \ \mathrm{Pa}$。
(2)桶底受到煤油的压力是 400 N。
解析
【分析】本题是液体压强与压力的计算题,解题思路:(1) 计算煤油对桶底的压强,需使用液体压强公式$ p = \rho gh $,其中$\rho$为煤油密度,$g$为重力加速度,$h$为煤油深度(液面到桶底的垂直距离,题目已给出);(2) 计算桶底受到的压力,根据压强的定义式变形$ F = pS $,用求出的压强乘以桶底面积即可,注意容器为上宽下窄,液体对桶底的压力不等于煤油重力,需按压强与面积的乘积计算。
【解析】(1) 已知煤油密度$\rho = 0.8 × 10^3 \ \mathrm{kg/m}^3$,深度$h = 0.5 \ \mathrm{m}$,$g = 10 \ \mathrm{N/kg}$,根据液体压强公式:
$ p = \rho gh = 0.8 × 10^3 \ \mathrm{kg/m}^3 × 10 \ \mathrm{N/kg} × 0.5 \ \mathrm{m} = 4 × 10^3 \ \mathrm{Pa} $;
(2) 已知桶底面积$S = 0.1 \ \mathrm{m}^2$,根据压强与压力的关系$ F = pS $:
$ F = pS = 4 × 10^3 \ \mathrm{Pa} × 0.1 \ \mathrm{m}^2 = 400 \ \mathrm{N} $。
【答案】(1) 煤油对桶底的压强是$4 × 10^3 \ \mathrm{Pa}$;(2) 桶底受到煤油的压力是$400 \ \mathrm{N}$。
【知识点】液体压强计算、压力计算
【点评】本题为液体压强的基础应用题,需熟练掌握液体压强公式$p=\rho gh$和压力与压强的关系$F=pS$,关键是明确液体压力与液体重力的区别,避免直接用液体重力计算,适合巩固液体压强的基础知识点。
【难度系数】0.8
【解析】(1) 已知煤油密度$\rho = 0.8 × 10^3 \ \mathrm{kg/m}^3$,深度$h = 0.5 \ \mathrm{m}$,$g = 10 \ \mathrm{N/kg}$,根据液体压强公式:
$ p = \rho gh = 0.8 × 10^3 \ \mathrm{kg/m}^3 × 10 \ \mathrm{N/kg} × 0.5 \ \mathrm{m} = 4 × 10^3 \ \mathrm{Pa} $;
(2) 已知桶底面积$S = 0.1 \ \mathrm{m}^2$,根据压强与压力的关系$ F = pS $:
$ F = pS = 4 × 10^3 \ \mathrm{Pa} × 0.1 \ \mathrm{m}^2 = 400 \ \mathrm{N} $。
【答案】(1) 煤油对桶底的压强是$4 × 10^3 \ \mathrm{Pa}$;(2) 桶底受到煤油的压力是$400 \ \mathrm{N}$。
【知识点】液体压强计算、压力计算
【点评】本题为液体压强的基础应用题,需熟练掌握液体压强公式$p=\rho gh$和压力与压强的关系$F=pS$,关键是明确液体压力与液体重力的区别,避免直接用液体重力计算,适合巩固液体压强的基础知识点。
【难度系数】0.8
五、解答题
13. 某飞机在从A地飞往B地途中,副驾驶一侧的挡风玻璃爆碎。在机舱内外压强差的作用下,副机长的身体被“吸”出去一半(系了安全带)。只有飞机上的燃料到目的地基本用完,才正好具备降落的条件,如果飞机半途降落则会因燃料太重而增加降落的风险。在这样的危险情况下,正、副机长凭借着自己的经验、技术与胆识,完成了一次无人员伤亡的迫降,挽救了大家的生命。
请利用上述材料,结合已学的物理知识,回答以下问题。
(1)为什么挡风玻璃爆碎时,副机长的身体会被“吸”出去?
(2)燃料太重会给降落带来什么风险?
13. 某飞机在从A地飞往B地途中,副驾驶一侧的挡风玻璃爆碎。在机舱内外压强差的作用下,副机长的身体被“吸”出去一半(系了安全带)。只有飞机上的燃料到目的地基本用完,才正好具备降落的条件,如果飞机半途降落则会因燃料太重而增加降落的风险。在这样的危险情况下,正、副机长凭借着自己的经验、技术与胆识,完成了一次无人员伤亡的迫降,挽救了大家的生命。
请利用上述材料,结合已学的物理知识,回答以下问题。
(1)为什么挡风玻璃爆碎时,副机长的身体会被“吸”出去?
(2)燃料太重会给降落带来什么风险?
答案
13. 答:(1)飞机快速飞行时,窗外的空气流速大、压强小,机舱内的空气流速小、压强大,飞机外的气压小于飞机内的气压,就会将副机长的身体“吸”出去。
(2)飞机的质量越大,惯性就越大,如果燃料太重,就会使飞机降落后滑行距离变大,这样容易出事故。
(2)飞机的质量越大,惯性就越大,如果燃料太重,就会使飞机降落后滑行距离变大,这样容易出事故。
解析
【分析】
本题需结合流体压强与流速的关系、惯性的物理知识解答两个问题:(1)分析挡风玻璃爆碎时身体被“吸”出的原因,需回忆流体压强与流速的关系,即流速大的位置压强小;(2)分析燃料太重对降落的风险,需明确惯性与质量的关系,质量越大惯性越大。
【解析】
(1)飞机快速飞行时,窗外空气流速大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,因此机舱外气压小于机舱内气压,形成向内的压强差,将副机长的身体“吸”出去。
(2)惯性的大小与质量有关,质量越大,惯性越大。飞机燃料太重时,总质量大,惯性大,降落后滑行的距离会变大,容易引发事故。
【答案】
13. 答:(1)飞机快速飞行时,窗外的空气流速大、压强小,机舱内的空气流速小、压强大,飞机外的气压小于飞机内的气压,就会将副机长的身体“吸”出去。
(2)飞机的质量越大,惯性就越大,如果燃料太重,就会使飞机降落后滑行距离变大,这样容易出事故。
【知识点】
流体压强与流速的关系、惯性
【点评】
本题结合真实航空事件考查物理知识的实际应用,将流体压强规律、惯性知识与生活场景结合,体现了物理学科的实用性,难度适中,要求学生能灵活运用所学知识分析实际问题。
【难度系数】
0.6
本题需结合流体压强与流速的关系、惯性的物理知识解答两个问题:(1)分析挡风玻璃爆碎时身体被“吸”出的原因,需回忆流体压强与流速的关系,即流速大的位置压强小;(2)分析燃料太重对降落的风险,需明确惯性与质量的关系,质量越大惯性越大。
【解析】
(1)飞机快速飞行时,窗外空气流速大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,因此机舱外气压小于机舱内气压,形成向内的压强差,将副机长的身体“吸”出去。
(2)惯性的大小与质量有关,质量越大,惯性越大。飞机燃料太重时,总质量大,惯性大,降落后滑行的距离会变大,容易引发事故。
【答案】
13. 答:(1)飞机快速飞行时,窗外的空气流速大、压强小,机舱内的空气流速小、压强大,飞机外的气压小于飞机内的气压,就会将副机长的身体“吸”出去。
(2)飞机的质量越大,惯性就越大,如果燃料太重,就会使飞机降落后滑行距离变大,这样容易出事故。
【知识点】
流体压强与流速的关系、惯性
【点评】
本题结合真实航空事件考查物理知识的实际应用,将流体压强规律、惯性知识与生活场景结合,体现了物理学科的实用性,难度适中,要求学生能灵活运用所学知识分析实际问题。
【难度系数】
0.6
六、物理名人
14. 牛顿,英国著名的物理学家。在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。
(1)为了表彰牛顿在力学中的贡献,以他的名字作为哪一个物理量的单位?
(2)查阅资料,列举牛顿在物理学中的其他成就。
14. 牛顿,英国著名的物理学家。在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。
(1)为了表彰牛顿在力学中的贡献,以他的名字作为哪一个物理量的单位?
(2)查阅资料,列举牛顿在物理学中的其他成就。
答案
14. (1)力。
(2)发现了万有引力定律、用实验证明太阳光是复色光。(合理即可)
(2)发现了万有引力定律、用实验证明太阳光是复色光。(合理即可)
解析
【分析】
本题考查物理学史的基础知识,分为两小问:
1. 第一问需回忆以物理学家名字命名的物理单位,牛顿是力学领域的重要人物,对应以其名字命名的物理量单位;
2. 第二问需列举牛顿除牛顿运动定律外的其他物理学成就,结合常识即可作答。
【解析】
(1) 根据国际单位制规定,力的单位为牛顿,这是为表彰牛顿在力学中的贡献,因此以他的名字作为力的单位;
(2) 牛顿在物理学中的其他成就包括发现万有引力定律,以及通过三棱镜实验证明太阳光是由多种色光组成的复色光,合理即可。
【答案】
(1) 力;(2) 发现了万有引力定律、用实验证明太阳光是复色光。
【知识点】
物理单位、物理学史
【点评】
本题属于物理学史的基础识记题,考查学生对牛顿主要贡献及相关物理单位的了解,难度较低,平时积累相关常识即可解答。
【难度系数】
0.8
本题考查物理学史的基础知识,分为两小问:
1. 第一问需回忆以物理学家名字命名的物理单位,牛顿是力学领域的重要人物,对应以其名字命名的物理量单位;
2. 第二问需列举牛顿除牛顿运动定律外的其他物理学成就,结合常识即可作答。
【解析】
(1) 根据国际单位制规定,力的单位为牛顿,这是为表彰牛顿在力学中的贡献,因此以他的名字作为力的单位;
(2) 牛顿在物理学中的其他成就包括发现万有引力定律,以及通过三棱镜实验证明太阳光是由多种色光组成的复色光,合理即可。
【答案】
(1) 力;(2) 发现了万有引力定律、用实验证明太阳光是复色光。
【知识点】
物理单位、物理学史
【点评】
本题属于物理学史的基础识记题,考查学生对牛顿主要贡献及相关物理单位的了解,难度较低,平时积累相关常识即可解答。
【难度系数】
0.8
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