大同杯 第3讲 密度和压强(3)

2019-08-31 23:54

A. p甲m乙

C. p D. p

>p乙 ,m甲>m乙 >p乙 ,m甲=m乙

【答案】解:设甲边长为a,乙边长为b,则由图可知a>b,两物体对地面的压强相等,即ρ甲a3g/ a2=ρ乙b3g/ b2;化简得:ρ甲a=ρ乙b.截去相等高度后,甲的体积仍大于乙的体积;两物体剩余质量m甲=ρ甲a2(a-h),m乙=ρ乙b2(b-h),m甲/m乙=ρ甲a2(a?h)/ ρ乙b2(b?h);即剩余部分质量甲的质量大于乙的质量;两物体对地面的压强由P=F/S得:P甲=ρ甲a2(a?h)g/ a2=ρ甲(a-h)g;P乙=ρ乙b2(b?h)g/ b2;P甲/ P乙=ρ甲(a?h)/ ρ乙(b?h)= b(a?h)/ a(b?h)= ab?bh/ ab?ah;即剩余部分甲对地面的压强大于乙对地面的压强.故选C.

三【课后作业】

一.选择题

1.某钢瓶内氧气的密度为8kg/m3,一次气焊用去其中的1/4,则钢瓶内剩余氧气的密度为( ) A. 8kg/m3 B.6kg/m3 C. 4kg/m3 D. 2kg/m3

2.科学考察队员在北极考察时,为 了探索冰层下海水的成分,他们在厚薄均匀的冰层打一个深达250m的冰洞,则为了取海水水样,系在取水筒上绳子的长度至少为(已知水的密度为1.03?10kg/m3,冰的密度为0.9?10kg/m3) ( )

A.10m B.32m C.218m D.250m

3.建筑工地需要长1.0m、宽0.5m、高0.3m的花岗岩350块,花岗岩的密度为2.6?10kg/m3。现用一辆载重量为5t的卡车去加工厂运回,则共需运几次( ) A.28m B.29m C.30 D.31

4.现有密度分别为?1和?2的两种液体,且?1

A.甲杯内也提的质量大 B.乙杯内液体的质量大 C.两杯内液体质量一样大 D.无法确定

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3335.有A、B、C三个由同种材料制成的金属球,他们的质量分别为128g、400g、60g,体积分别为16cm3、50cm3、12cm3,则( )

A.球一定是空心的 B.球一定是空心的 C.球一定是空心的 D.它们一定都是空心的

6.一容器装满水后,容器和水的总质量为m1,若在容器内放入一质量为m的小金属块A后再加满水,总质量为m2,若在容器内放一质量为m的小金属块A和一质量也未m的小金属块B后再加满水,总质量为m3,则金属块A。和金属块B的质量之比为( ) A. m2 : m3 B.( m2- m1): (m3- m1) C.( m3- m2):( m2- m1) D.( m2+m- m3):( m1+m- m2)

7.有两个用相同材料制成的圆柱体A和B,A的高度是B的高度的3倍,将A竖直放置在水平地面上,B竖直放置在A上,如图3-9所示,这时A对地面的压强与B对A的压强之比为3:1,若将A、B倒置后仍放在水平地面上,则A对B的压强与B对水平地面的压强之比是( ) A.1:3 B.1:2 C. 4:1 D.1:1

8.用不同材料制成厚度相同的圆盘,如果两圆盘的半径之比为2:1,密度之比为2:1,当它们水平放置在水平地面上时,则它们对水平地面的压力和压强之比( )

A.1:2和2:1 B. 1:2和1:2 C.1:1和2:1 D. 1:1和1:2

9.甲、乙、丙三个质量相同的实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强关系是p甲

则力F甲、F乙、F丙、的大小关系( )

A.一定是F甲F乙>F丙 D. 可能是 F甲=F乙=F丙

10.用一个恒定的力F把一个重为G的物体压在斜面的下方,力F垂直于物体表面,如图3-10所示,当物体静止时下列说法中正确的是( ) A.物体与斜面间的压力可能为零 B.物体与斜面间的压力等于F C.物体与斜面间的压力小于F

D.物体和斜面间的压力等于和小于F都有可能

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二.填空题

11.某工厂用密度为?1和?2的两种纯金属混合熔炼合金材料。若采取3:2的比例来配方,即密度?1的金属质量取3份,密度为?2的金属质量取2份,那么混合后所得合金材料的密度?为 。 12.飞机设计师为了减轻飞机重力,将一钢制零件改为铝制零件,使其质量减少104kg,则所需铝的质量是 kg。(钢的密度为7.9?10kg/m3,铝的密度为2.7?10kg/m3)

13.某同学称得10cm3的黄河水的质量为10.18kg,已知沙的密度为2.5?10kg/m3,则每立方米黄河水中含沙 kg。

14.一个实心球分内外两层,由不同的材料制成,内层的半径为外层的一半,内层物质的质量与外层物质的质量相等,那么内外两层物质的密度之比为 。

15.一个空瓶质量为m0,装满水后瓶和水的总质量为m1.若先在瓶内装一些金属颗粒,使瓶和金属颗粒的总质量为m2,然后往瓶里再装水直至装满瓶,用天平测得这时瓶、金属颗粒和水的总质量为m3,则瓶里金属颗粒的密度为 。

16.一块含有小铁块的冰块,如果全部浸没在量筒内的水中,可使量筒内的水升高4.6cm,冰块完全融化后,水面有下降0.44cm,量筒的横截面积为50cm2,则冰块中冰 的体积为 cm3,铁块的体积为 cm3

17.砖的标号表示砖能承受的最大压强,如标号100的砖所能承受的最大压强为103N/cm2,如果用这种标号的砖来砌墙,墙最多能砌 m高。(砖密度为1.8?10kg/m3,砖缝中的泥忽略不计)

18.一个质量为m,底面积为S的物体从一个倾角为30o的的斜面(面积远大于S)上滑到滑到一个窄形水平的轨道上,轨道与物体底面的接触面积为压强之比是P1:P2= . 19.水平桌面上,有一叠圆形的金属片,如图3-11所示,最下面的一块物重G,面积为S,它相邻的上面一块金属片物重为G/2,面积为S/2,依次类推,金属块的物重和面积逐渐减半,一直叠下去,则每个金属片上表面所受压强之比P1:P2:P3= .桌面上所受压强为 。

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33331S,物体与斜面及物体与轨道的压力之比是F1:F2= ,220.现有20个质量均匀分布的正方体,每个正方体的边长分别为L,2L,3L…,19L,20L。将边长诶20L的正方体放在水平地面上,然后将边长为19L的正方体放在边长为20L的正方体上表面的中央,再将边长为18L的正方体放在边长为19L的正方体上表面的中央,依此方法,放置余下的所有正方体,若在任意接触面的压强均相等,且最上面边长为L的正方体的密度为?,则这20个正方体中密度最小的正方体的密度等于 ?,边长为10L的正方体的密度为 ?。 三、计算题

21.现用水和酒精各160g,来配制密度为0.84g/cm3的消毒酒精,最多能配成多少克消毒酒精?(设混合过程中体积变化忽略不计)

22.大圆球半径为R,质量为12kg,其内核(半径为r的小球)是密度为?甲=6?103kg/m3的合金甲,外层是密度为?乙=3?103kg/m3的合金乙,已知R/r=2,求甲、乙两种合金的质量各为多少?

课后作业答案: 一、选择题:

1、B 2、B 3、C 4、B 5、C 6、D 7、D 8、A 9、C 10、C 二、填空

11、5ρ1ρ2 /(2ρ1 +3ρ2) 12、54 13、30 14、7:1 15、ρ=(m2-m0) ρ水/(m1+m2-m3-m0) 16、220,10 17、567 18、根号下3:2倍根号下3 19、1:1 20、本题需要利用数列计算;首先假设由上至下数第n正方体的密度分别为ρn,则ρ1=ρ.然后利用L和n表示出第n个正方体的体积Vn、质量Mn、底面面积Sn;根据任意接触面上的压强均相等,找出质量的关系式,由此求出第n个正方体的质量Mn代数式,于是可利用密度公式得出密度表达式,最后即可利用这个表达式讨论和计算.由上至下数第n个正方体,边长为nL,设其密度为ρn,则由题意知:ρ1=ρ.用Vn、mn、Sn 分别为由上至下数第n个正方体的体积、质量、底面面积,则:Vn=(nL)3、Mn=Vnρn、Sn=(nL)2.所以第n个正方体以上的所有正方体的总质量为:Tn=M1+M2+…+Mn,这时第n个正方体对下一正方体或地面的接触面上的压强为:Pn= G总/Sn= Tng/ Sn.根据题意在任意接触面上的压强均相等,即Pn为常数,则对于任意大于1的正整数,都有:Pn=Pn-1,即:Tng/ Sn= T(n?1)g/ S(n?1),∴Tng/(nL)2= T(n?1)g/(n?1)2L2,化简得:Tn=( n/ n?1)2×T,因此:n=1时,T1=M1=V1ρ1=L3ρ, n=2时,T2=(2/2-1)2×T1=4L3ρ=22×L3ρ, n=3(n-1)时,T3=M1+M2+M3=(3/3-1)2×T2=9L3ρ=32×L3ρ…所以可得出:Tn=n2L3ρ,于是可得:Mn=Tn-T(n-1)=(2n-1)L3ρ所以第n个正方体的密度ρn= Mn/Vn=(2n?1)L3ρ/(nL)3.则由此可知:n越大,ρn值越小,所以n=20时密度最小,密度为ρ20=(2×20?1)L3ρ/(20L)3=39ρ/8000;边长为10L的正方体的密度为ρ10=(2×10?1)L3ρ/(10L)3=19ρ/1000.故答案为:39/8000,19/1000 三、计算

21、210g 22、2.67kg 9.33kg

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四【实战检验】

1 、现有下列实验器材:物理天平一台,盛有水的烧杯一个,铜管材料一小块,蜡(蜡芯材料)一大块和细线若干。某学生在没有测量比度的器材的情况下,利用所给仪器,按以下实验步骤测量一根己知长度的铜管内径。已知铜管长度 L =8 .12 厘米,水的密度

ρ0=1.00 克/厘米3 。请在横线处填写相应的表达式或数据: ① 调节物理天平;

② 把小铜块分别置于空气中、水中称量,得出平衡时砝码的质量分别为 m1、m2;则小铜块的密度计算表达式:ρ1=_____;

③ 把小蜡块在空气中称量,平衡时砝码的质量为 m3 ;把小铜块与小蜡块捆在一起浸没于水中称量,平衡时砝码的质量为 m4 。则蜡的密度计算表达式:ρ2=___; ④ 将铜管中塞满蜡;

⑤ 把含有蜡芯的铜管分别置于空气中和水中称量,平衡时砝码的质量分别为 m、m’。则可求出铜管内径 d; 下表为某次测量得到的数据:

物理量 平均值

根据以上数据,可求解出的铜管内径d的值为: d=_____。

答案:

小铜块的密度计算表达式:ρ1=m1ρ0/(m1-m2); 蜡的密度计算表达式:ρ2=m3ρ0/(m2+m3-m4); d=0.58cm

m1 6.15 m2 5.41 m3 4.30 m3 4.95 m 17.20 m’ 13.19 2、容器内盛有部分盐水,在盐水中放入一块淡水凝固成的冰,冰熔化后( )

A.盐水的密度减小,液面上升 B.盐水的密度减小,液面不变 C.盐水的密度减小,液面下降 D.盐水的密度不变,液面也不变

答案:质量不变,密度变小,体积增大,所以液面上升,选A。

3、 有一架托盘天平,没有游码,最小砝码为100毫克,用这架天平称量一个物体,当在右盘中加上36.20克砝码时,天平指针向左端偏1小格;如果在右盘中再加上100毫克的砝码时,天平指针则向右端偏1.5小格,那么所称物体的质量为 ( )

A 36.10克 B 36.22克 C 36.24克 D 36.25克

答案:100mg偏转了2.5格,所以1格为40mg,所以答案选C。

4、一个质量为0.25 kg的玻璃瓶,盛满水时称得质量是1.5kg,若盛满某液体时称得质量是1.75kg,那么

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