知道变化前后压强计算比例,怎么算前后质量比例

(1)放&> (2)增大 (3)增大 减小 (4)减小 (5)不变(6)变深 变浅
解析试题分析:(1)由于该反应达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;说明升高温度,化学平衡向正反应方向移动。根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。正反应方向为吸热反应。实验逆反应为放热反应。由于当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小。说明减小压强,平衡逆向移动。根据平衡移动原理:减小压强,化学 向气体体积增大的反应方向移动。逆反应方向为气体体积增大的反应,m+n>p。(2)减压时,平衡逆向移动,A的含量增大,所以其质量分数增大。(3)若加入B(体积不变),增大反应物的浓度,化学平衡正向移动,则A的转化率增大;但是对于B来说,佳润量远大于平衡移动的消耗量,所以B的的转化率反而降低。(4)若升高温度,平衡正向移动,A、B、的浓度减小,C的浓度增大,所以B、C的浓度之比 将减小。(5)若加入催化剂,正反应速率和逆反应速率都加快,但是加快后的速率仍然相等,所以平衡不移动,气体混合物的总物质的量不变。(6)若B是有色物质,A、C均无色,则加入C(体积不变),平衡逆向移动,产生更多的A、B。因此B的浓度增大,混合物颜色加深。若维持容器内压强不变,充入氖气时,则必然要扩大容器的容积,B的浓度减小,所以混合物颜色变浅。考点:考查温度、压强、催化剂、物质的浓度对化学平衡移动、物质的转化率的影响的知识。
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科目:高中化学
题型:填空题
(本题16分)降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为研究的主要课题。(1)已知在常温常压下:① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)&&ΔH =-1275.6 kJ/mol② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)&&ΔH =-566.0 kJ/mol③ H2O(g) = H2O(l)&&ΔH =-44.0 kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。(2)在容积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在温度500℃时发生反应:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H&0。CH3OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题:①从反应开始到20分钟时,H2的平均反应速率v(H2)=_________________。②从30分钟到35分钟达到新的平衡,改变的条件可能是&&&&&&&&&&&&&。A. 增大压强&&& B.加入催化剂&& C.升高温度&&& D.增大反应物的浓度&③列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位小数)④如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持温度不变,达到新平衡时,CH3OH的浓度____________1mol.L-1(填“&”、“&”或“=”)。(3)一种原电池的工作原理为:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用该电池为电源,以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,使CO2在铜电极上可转化为甲烷。①该电池负极的电极反应式为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。②电解池中产生CH4一极的电极反应式为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。(4)下图是NaOH吸收CO2后某种产物的水溶液在pH从0至14的范围内H2CO3、HCO3-、CO32-三种成分平衡时的组成分数。下列叙述正确的是&&&&&&&&&&&&&。A.此图是1.0 mol·L-1碳酸钠溶液滴定1.0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲线B.在pH分别为6.37及10.25时,溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)C.人体血液的pH约为7.4,则CO2在血液中多以HCO3-形式存在D.若用CO2和NaOH反应制取NaHCO3,宜控制溶液的pH为7~9之间
科目:高中化学
题型:填空题
可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g);ΔH=Q,试根据图回答:(1)压强p1比p2________(填“大”、“小”)。(2)(a+b)比(c+d)________(填“大”、“小”)。(3)温度t1℃比t2℃________(填“高”、“低”)。(4)Q值是________(填“正”、“负”)。
科目:高中化学
题型:填空题
(6 分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过CH3OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)&&&&&& ΔH=-23.5 kJ·mol-1。在T1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。(1)该条件下反应平衡常数表达式K=________。在T1℃时,反应的平衡常数为________;(2)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4 mol·L-1,c(H2O)=0.6 mol·L-1、c(CH3OCH3)=1.2 mol·L-1,此时正、逆反应速率的大小:v(正)________v(逆)(填“&”、“&”或“=”)。
科目:高中化学
题型:填空题
甲醇可通过将煤气化过程中生成的CO和H2在一定条件下,发生如下反应制得:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=&&&&&&&,CO的转化率为&&&&&&&。(2)该反应的平衡常数表达式为&&&&&&&,温度升高,平衡常数&&&&&&&(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则加入各物质后该反应向&&&&&&&(填“正”、“逆”)反应方向移动,理由是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。
科目:高中化学
题型:填空题
溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100 mol/L、c(B)=0.200 mol/L及c(C)=0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。请回答下列问题:(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:②&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&;③&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。(2)实验②平衡时B的转化率为&&&&&&&;实验③平衡时C的浓度为&&&&&&&。(3)该反应的ΔH&&&&&&&0,其判断理由是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率:实验②:v(B)=&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。实验③:v(C)=&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。
科目:高中化学
题型:填空题
某温度时在2L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析:(1)该反应的化学方程式为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2)反应开始至2min,用X表示的平均反应速率为:&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(3)下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是&&&&&&&&(填字母)A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化B.单位时间内每消耗3mol X,同时生成2mol ZC.混合气体的总质量不随时间的变化而变化(4)在密闭容器里,通入a mol X(g)和b mol Y(g),发生反应X(g)+ Y(g)=2Z(g),当改变下列条件时,反应速率会发生什么变化(选填“增大”、“ 减小” 或“不变”)① 降低温度:&&&&&&&&&&&&&&&②保持容器的体积不变,增加X(g)的物质的量:&&&&&&&&&&&&&&&③ 增大容器的体积:&&&&&&&&&&&&&&&
科目:高中化学
题型:填空题
将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g),在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1,则在2 s时,容器中有&&&mol A,此时C的物质的量浓度为&&&&&&&&。
科目:高中化学
题型:填空题
一定条件下将2.3 mol SO2气体和1.2 mol O2气体充入一容积可变的密闭容器中,可滑动活塞的位置如图1所示,在恒温恒压下发生如下反应:2SO2(g)+ O2(g)&&& 2SO3(g),其中△H & 0 ,当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示:(1)平衡时SO2转化率为&&&&&&(计算结果精确至1%);(2)该条件下反应的平衡常数为&&&&(保留三位有效数字);(3)讨论温度对该反应中SO2转化率的影响&&&&&&&&&&&&&。气体的等温变化大题及答案和解析越详细越好_百度作业帮
气体的等温变化大题及答案和解析越详细越好
气体的等温变化大题及答案和解析越详细越好
气体的等温变化、玻意耳定律典型例题   【例1】一个气泡从水底升到水面时,它的体积增大为原来的3倍,设水的密度为ρ=1×103kg/m3,大气压强p0=1.01×105Pa,水底与水面的温度差不计,求水的深度.取g=10m/s2.【分析】气泡在水底时,泡内气体的压强等于水面上大气压与水的静压强之和.气泡升到水面上时,泡内气体的压强减小为与大气压相等,因此其体积增大.由于水底与水面温度相同,泡内气体经历的是一个等温变化过程,故可用玻意耳定律计算.【解答】设气泡在水底时的体积为V1、压强为: p1=p0+ρgh气泡升到水面时的体积为V2,则V2=3V1,压强为p2=p0.由玻意耳定律 p1V1=p2V2,即(p0+ρgh)V1=p0&#,得水深 【例2】如图1所示,圆柱形气缸活塞的横截面积为S,下表面与水平面的夹角为α,重量为G.当大气压为p0,为了使活塞下方密闭气体的体积减速为原来的1/2,必须在活塞上放置重量为多少的一个重物(气缸壁与活塞间的摩擦不计)   【误解】活塞下方气体原来的压强 设所加重物重为G′,则活塞下方气体的压强变为   ∵ 气体体积减为原的1/2,则p2=2p1   【正确解答】据图2,设活塞下方气体原来的压强为p1,由活塞的平衡条件得        同理,加上重物G′后,活塞下方的气体压强变为   气体作等温变化,根据玻意耳定律:   得 p2=2p1∴ G′=p0S+G【错因分析与解题指导】【误解】从压强角度解题本来也是可以的,但 免发生以上关于压强计算的错误,相似类型的题目从力的平衡入手解题比较好.在分析受力时必须注意由气体压强产生的气体压力应该垂直于接触面,气体压强乘上接触面积即为气体压力,情况就如【正确解答】所示.【例3】一根两端开口、粗细均匀的细玻璃管,长L=30cm,竖直插入水银槽中深h0=10cm处,用手指按住上端,轻轻提出水银槽,并缓缓倒转,则此时管内封闭空气柱多长?已知大气压P0=75cmHg.【分析】插入水银槽中按住上端后,管内封闭了一定质量气体,空气柱长L1=L-h0=20cm,压强p1=p0=75cmHg.轻轻提出水银槽直立在空气中时,有一部分水银会流出,被封闭的空气柱长度和压强都会发生变化.设管中水银柱长h,被封闭气体柱长为L2=L-h.倒转后,水银柱长度仍为h不变,被封闭气体柱长度和压强又发生了变化.设被封闭气体柱长L3.所以,管内封闭气体经历了三个状态.由于“轻轻提出”、“缓缓倒转”,意味着都可认为温度不变,因此可由玻意耳定律列式求解. 【解】根据上面的分析,画出示意图(图a、b、c).气体所经历的三个状态的状态参量如下表所示: 由于整个过程中气体的温度不变,由玻意耳定律: p1V1=p2V2=p3V3即75×20S=(75-h)(30-h)S=(75+h)L3S  由前两式得: h2-105h+750=0取合理解 h=7.7cm,代入得   【说明】必须注意题中隐含的状态(b),如果遗漏了这一点,将无法正确求解.  【例4】容器A的容积是10L,用一根带阀门的细管,与容器B相连.开始时阀门关闭, A内充有10atm的空气,B是真空.后打开阀门把A中空气放一些到B中去,当A内压强降到4atm时,把阀门关闭,这时B内压强是3atm.求容器B的容积.假设整个过程中温度不变.【分析】对流入容器B的这部分空气,它后来的状态为压强p′B=3atm,体积VB(容器B的容积).为了找出这部分空气的初态,可设想让容器A中的空气作等温膨胀,它的压强从10atm降为4atm时逸出容器A的空气便是进入B内的空气,于是即可确定初态.【解答】先以容器A中空气为研究对象,它们等温膨胀前后的状态参量为VA=10L,pA=10atm;V'A=?,p'A=4atm.由玻意耳定律 pAVA=p'AV'A,得 如图1所示. 再以逸出容器A的这些空气为研究对象,它作等温变化前后的状态为:p1=p'A=4atm,V1=V'A-VA=15Lp'1=3atm,V'1=VB同理由玻意耳定律 p1V1=p'1VB,得 所以容器B的容积是20L.  【说明】本题中研究对象的选取至关重要,可以有多种设想.例如,可先以后来充满容器A的气体为研究对象(见图2)假设它原来在容器A中占的体积为Vx,这部分气体等温变化前后的状态为: 变化前:压强pA=10atm、体积Vx,  变化后:压强p′A=4atm 体积V′x=VA=10L.  由 pAVx=p′AV′x   由此可见,进入B中的气体原来在A内占的体积为VA-Vx=(10-4)L=6L.再以这部分气体为研究对象,它在等温变化前后的状态为:  变化前:压强p1=10atm,体积V1=6L,  变化后:压强p2=3atm,体积V2=VB.  由玻意耳定律得容器B的容积为: 决定气体状态的参量有温度、体积、压强三个物理量,为了研究这三者之间的联系,可以先保持其中一个量不变,研究另外两个量之间的关系,然后再综合起来.这是一个重要的研究方法,关于气体性质的研究也正是按照这个思路进行的.【例5】一容积为32L的氧气瓶充气后压强为1300N/cm2.按规定当使用到压强降为100N/cm2时,就要重新充气.某厂每天要用400L氧气(在1atm下),一瓶氧气能用多少天(1atm=10N/cm2)?设使用过程中温度不变.【分析】这里的研究对象是瓶中的氧气.由于它原有的压强(1300N/cm2),使用后的压强(100N/cm2)、工厂应用时的压强(10N/cm2)都不同,为了确定使用的天数,可把瓶中原有氧气和后来的氧气都转化为1atm,然后根据每天的耗氧量即可算出天数.【解】作出示意图如图1所示.根据玻意耳定律,由p1V1=p′1V′1,p2V2=p′2V′2得
所以可用天数为:   【说明】根据上面的解题思路,也可以作其他设想.如使后来留在瓶中的氧气和工厂每天耗用的氧气都变成1300N/cm2的压强状态下,或使原来瓶中的氧气和工厂每天耗用的氧气都变成100N/cm2的压强状态下,统一了压强后,就可由使用前后的体积变化算出使用天数.  上面解出的结果,如果先用文字代入并注意到p′1=p′2=p0 ,即得 或p1V1=p2V2+np0V0  这就是说,在等温变化过程中,当把一定质量的气体分成两部分(或几部分),变化前后pV值之和保持不变(图2).这个结果,实质上就是质量守恒在等温过程中的具体体现.在气体的分装和混合等问题中很有用. 【例6】如图所示,容器A的容积为VA=100L,抽气机B的最大容积为VB=25L.当活塞向上提时,阀门a打开,阀门b关闭;当活塞向下压时,阀门a关闭,阀门b打开.若抽气机每分钟完成4次抽气动作,求抽气机工作多长时间,才能使容器A中气体的压强由70cmhg下降到7.5cmHg(设抽气过程中容器内气体的温度不变)? 【误解】设容器中气体等温膨胀至体积V2,压强由70cmHg下降到7.5cmHg,根据pAVA=p2V2  得
所需时间 【正确解答】设抽气1次后A中气体压强下降到p1,根据pAVA=p1(VA+VB)得 第二次抽气后,压强为p2,则 同理,第三次抽气后, 抽气n次后,气体压强 代入数据得:n=10(次)     【错因分析与解题指导】【误解】的原因是不了解抽气机的工作过程,认为每次抽入抽气机的气体压强均为7.5cmHg.事实上,每次抽气过程中被抽气体体积都是VB,但压强是逐步减小的,只是最后一次抽气时,压强才降低至7.5cmHg.因此,必须逐次对抽气过程列出玻意耳定律公式,再利用数学归纳法进行求解.  【例7】有开口向上竖直安放的玻璃管,管中在长h的水银柱下方封闭着一段长L的空气柱.当玻璃管以加速度a向上作匀加速运动时,空气柱的长度将变为多少?已知当天大气压为p0,水银密度为ρ,重力加速度为g.【误解】空气柱原来的压强为p1=p0+h当玻璃管向上作匀加速动时,空气柱的压强为p2,对水银柱的加速运动有p2S-p0S-mg=ma即 p2=p0+ρ(g+a)h考虑空气的状态变化有p1LS=p2L′S 【正确解答】空气柱原来的压强为p1=p0+ρgh  当玻璃管向上作匀加速运动时,空气柱的压强为p2,由水银柱加速度运动得p2S-p0S-mg=ma
∴ p2=p0+ρ(g+a)h 气体作等温变化p1LS=p2L′S 【错因分析与解题指导】 本题是动力学和气体状态变化结合的综合题.由于牛顿第二定律公式要求使用国际单位,所以压强的单位是“Pa”.【误解】中p1=p0+h,由动力学方程解得p2=p0+ρ•(g+a)h,在压强的表示上,h和ρ(g+a)h显然不一致,前者以cmHg作单位是错误的.所以在解答此类习题时,要特别注意统一单位,高为h的水银柱的压强表达为p=ρgh是解题中一个要点.  [例8]如图所示,内径均匀的U型玻璃管竖直放置,截面积为5cm2,管右侧上端封闭,左侧上端开口,内有用细线栓住的活塞.两管中分别封入L=11cm的空气柱A和B,活塞上、下气体压强相等为76cm水银柱产生的压强,这时两管内的水银面的高度差h=6cm,现将活塞用细线缓慢地向上拉,使两管内水银面相平.求(1)活塞向上移动的距离是多少?(2)需用多大拉力才能使活塞静止在这个位置上? [分析]两部分气体是靠压强来联系 U型玻璃管要注意水银面的变化,一端若下降xcm另一端必上升xcm,两液面高度差为2xcm,由此可知,两液面相平,B液面下降h/2,A管液面上升h/2在此基础上考虑活塞移动的距离[解答](1)对于B段气体pB1=76-6=70(cmHg) pB2=p
VB1=11S(cm3) VB2=(11+3)S(cm3)  根据玻意耳定律 pB1VB1=pB2VB2   对于A段气体  pA1=76(cmHg) pA2=pB2=55(cmHg)
VA1=11s(cm3) VA2=L'S(cm3)  根据玻意耳定律 pA1VA1=pA2VA2     对于活塞的移动距离: h'=L'+3-L=15.2+3-11=7.2(cm)  (2)对于活塞平衡,可知 F+pA2S=P0S,F=P0S-PS   [说明]U型管粗细相同时,一侧水银面下降hcm,另一侧水银面就要上升hcm,两部分液面高度差变化于2hcm,若管子粗细不同,应该从体积的变化来考虑,就用几何关系解决物理问题是常用的方法.  [例9]如图所示,在水平放置的容器中,有一静止的活塞把容器分隔成左、右两部分,左侧的容积是1.5L,存有空气;右侧的容积是3L,存有氧气,大气压强是76cmHg.先打开阀门K,当与容器中空气相连的U形压强计中左、右水银面的高度差减为19cm时,关闭阀K.求后来氧气的质量与原来氧气的质量之比(系统的温度不变,压强计的容积以及摩擦不计).   [分析]对于密封的一定质量空气 把原来容器中的氧气做为研究对象 容器外(放走的)氧气体积△V  △V=(V1'+V2')-(V1+V2),在后来状态下,氧气密度相同     [解答]对于空气(温度不变)   对于氧气(温度不变)做为研究对象   容器外的氧气(假设仍处于末态)的体积     [说明]:理想气体的状态方程,是对一定量的气体而言,当它的状态发生变化时,状态参量之间的变化规律.遵守气态方程.而两部分气体时,要各自分别应用状态方程.再通过力学条件,找到这两部分气之间压强或体积的关系.本题容器内的氧气是属于变质量问题,也可以把它假想成质量不变来处理. 气体单位体积的分子数相等,质量和体积成正比,可求得剩余质量(或放出的质量)与原质量之间的比例关系.  求物体的质量可以用m=ρV某个状态时的密度和该状态时体积的乘积,而气态方程也可以写做密度形式 常用此式求某一状态时气体单位体积的分子数,然后再求气体的质量.  [例10]一横截面积为S的气缸水平放置,固定不动,气缸壁是导热的,两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室,达到平衡时1、2两气室体积之比为3∶2,如图所示,在室温不变的条件下,缓慢推动活塞A,使之向右移动一段距离d,求活塞B向右移动的距离,不计活塞与气缸壁之间的摩擦. [分析]气缸水平放置,不计活塞与气缸壁的摩擦,平衡时,两气室的压强必相等.两气室各密封一定量的气体,缓慢推动活塞,故温度保持不变,分别运用玻意耳定律解题. [解]因气缸水平放置,又不计活塞的摩擦,故平衡时两气室内的压强必相等,设初态时气室内压强为p0,气室1、2的体积分别为V1和V2;在活塞A向右移动d的过程中活塞B向右移动的距离为x;最后气缸内压强为p,因温度不变,分别对气室1和2的气体运用玻意耳定律,得气室1 p0V1=p(V1-Sd+Sx) ①
气室2 p0V2=p(V2-Sx) ②由①、②两式解得 [说明]气体实验定律,是研究某一定质量的气体,状态发生变化时,前、后状态参量变化的规律.切不可理解为两部分气体状态参量的关系.2个实心正方体对桌面的压强相等,切去相同体积、厚度、质量、底面积,剩下的压强分别为多少2个实心甲乙正方体对桌面的压强相等,切去相同体积、厚度、质量、底面积的一块,剩下的压强分别与原来压强相等吗?(_百度作业帮
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【本讲教育信息】一. 教学内容:第十章
液体压强 (一) 二. 重点、难点1. 理解压力的概念,知道压力的方向,懂得压力垂直于受力面及压力与重力的区别 ; 2. 掌握压强的概念及其定义式p=F/S的物理意义 ;
3. 理解压强的单位帕斯卡及其物理意义 ;4. 掌握增大或减小压强的方法 . 三. 知识点分析(一)
压力1. 定义:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.2. 方向:垂直于支持面指向受力物体 ;作用点:受力物体的表面上3. 一个物体受到别的物体施加的压力的同时,这个物体也对那个物体施加压力,物体间压力的作用是相互的.4. 压力可能由重力产生,也可能不是由重力产生的;压力的大小和方向也不一定等于重力的大小和方向. (二)压强1. 定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强.2. 压强不是压力,它是表明压力作用效果的物理量,压强是由压力和受力面积两个因素共同决定的.3. 公式:压强=压力/受力面积 ,即:p=F/Sp= F/ S不仅在计算固体压强时可以使用,在计算液体和气体压强中也适用.4. 单位:SI制:帕斯卡(Pa)1帕斯卡=1牛顿/米2 ,意义:每平方米表面积上受到的压力是1牛顿.压强单位还有:百帕(HP)、千帕(KP)、兆帕(MP)等……5. 增大和减小压强的方法:(1)增大压强的方法:当压力不变时,减小受力面积.(2)减小压强的方法:当压力不变时,增大受力面积.6. 在物体受力平衡的条件下,固体间传递压力的大小、方向不变;但产生的压强却由受力面积的大小来决定,不能由固体来传递. 【典型例题】[例1] 一块长方体花岗岩纪念碑高、宽、厚分别为10m、3m、2m,密度为2.5×103Kg/m3,地面所能承受的最大压强为1.2×105Pa.为使地面能承受住,现把纪念碑立在高为1m,密度为2×103Kg /m3的长方体基石上,取:g=10N/Kg.(1)纪念碑的质量是多少?(2)若纪念碑直接矗立在地面上,它对地面的压强是多大?(3)基石的底面积至少要多大?分析:本题的前两问比较简单,用基本公式进行计算就行了.已知了纪念碑的长、宽、高可求出它的体积,再乘以密度便可得到它的质量;进而可通过重力公式得出纪念碑的重力,也就是它对地面压力的大小,再除以底面积可得压强.在求最后一问基石底面积最小值,要用到此时对地面压强最大的临界条件,便可列方程求最小底面积了.(1)纪念碑的质量为:m=ρV=2.5×103Kg/m3×10m×3m×2m=1.5×105Kg(2)纪念碑直接矗立地面时对地面的压强为:p=F/ S=mg /S=1.5×103Kg×10N/Kg/(3m×2m)=2.5×105Pa(3)设基石的底面积为S石m2,则基石质量为:m石=ρ石V石=2×103Kg /m3×1m×S石m2=2×103S石Kg
基石对地面的压强为:
p石=F/S石=(m+m石)g/ S石
1.2×105Pa=(1.5×105Kg+2×103S石Kg)×10N/Kg/S石
S石=15m2说明:本题考查运用压强的知识解决实际问题的能力.进行有关压强的计算,必须掌握定义式p=F/S,知道计算压强p时,首先要明确与该压强相对应的压力F和受力面积S.本题两次运用了压强公式p=F/S,虽然公式一样,但对应的压力和受力面积都不同.可见,使用p=F/ S时必须注意p、F、S三者对应,还应注意单位要统一成国际单位制.[例2] 一块砖长、宽、高之比是4:2:1,三块完全相同的砖叠放在水平桌面上如图A所示,砖对桌面的压强为1.5×103N/ m2,现在把它们按B图方式叠放,砖对桌面的压强是多少帕?
分析:两种放置方法都在水平桌面上,故桌面所受压力的大小与砖的重力大小相等,砖的重力不变,所以桌面所受压力不变.两种放置方法只是受力面积不同而已,故压强与受力面积成反比成立.FA=FB=G
pASA= pBSB
pB= pASA/ SB=pA×4×2/2×1=4pA=6×103Pa说明:解决固体问题应按着“先压力,后压强”的顺序,即:必须先确定了压力的大小,然后再求压强.[例3] 甲、乙两个正方体物块放在水平桌面上,它们对桌面的压强相等,压力之比为9:4,则甲、乙的密度之比为(
D. 4:9 分析:正方体对水平桌面的压强p=F/ S=G/S=ρgV/S=ρgSh/S=ρgh.由此导出式可知,截面积不变的正方体对水平支持面的压强与正方体的体积、受力面积、重力大小均无关,只与物体的高度、密度有关.使用该导出式和压强的定义式p=F/S可顺利求解. 设甲的边长为a甲,乙的边长为a乙.
P甲=ρ甲ga甲,P乙=ρ乙ga乙,P甲=P乙
ρ甲ga甲=ρ乙ga乙,ρ甲/ρ乙=a乙/ a甲
p甲=F甲/S甲=G甲/a甲2 ,p乙=F乙/S乙=G乙/a乙2 ,p甲=p乙
G甲/a甲2 =G乙/a乙2
G甲/G乙= a甲2/ a乙2=9/4
a甲/a乙=3/2
ρ甲/ρ乙=a乙/a甲=2/3本题正确选项为A说明:由压强的定义式p=F/S导出的p=ρgh的适用条件必须是侧壁竖立、横截面积不变、质量分布均匀的实心物体.所以,该导出式不仅适用于长方体、正方体、圆柱体,对于其他截面积不变的柱体也都适用,掌握这一特性有助于提高解题的速度,特别是分析有关选择题和填空题时,尤为方便.[例4] 如图所示,一个圆台重10N,上表面积S1=1dm2,受到水平方向压强p1=102Pa,对墙面产生的压强p2=104Pa.若将圆台竖直放在水平桌面上,上表面施加12N竖直向下的压力,桌面会受到多大的压强?解析:固体可以传递压力,加在圆台上的压力与圆台给墙的压力相等,从而可求出小面积的大小.将圆台竖直放在水平桌面上时,圆台对桌面的总压力等于圆台的重力加上第二次的压力.答案:因为F1=F2,所以p1S1=p2S2,S2= p1S1/p2=102×1/104=0.01(dm2)圆台竖直放在水平桌面上时:p1’= F总/ S2=(G+F)/S2=(10+12)/10-4=2.2×105(Pa)答:桌面会受到2.2×105Pa的压强.说明:在计算固体问题时,我们经常用到“在受力平衡条件下,固体能大小、方向不变的传递压力”这个结论,但同学们要特别注意,固体不能传递压强,像本题当中“圆台上下表面所受的压强不同”就是一个非常典型的例子.[例5] 将一个底面积为S1,高为h1的圆柱体铜柱锻造成一个高为原来的2/5的六角螺母,前后均放在水平桌面上,如图所示,求后来压强是原来的多少倍?解析:将同一金属工件锻造成不同形状前后体积不变,因此可通过高的变化求出柱体锻造前后底面积之比;再由锻造前后质量不变,重力不变和放在水平面上的条件锻造前后对水平面的压力不变.再由比例关系便不难求出锻造前后对水平面的压强之比了.答案:因为体积不变V1=V2,所以:S1h1=S2h2 ,S1/S2=h2/h1=2/5
因为G1=G2,所以:p2/ p1 =(F2/S2)/(F1/S1)=G2S1/G1S2=2/5
答:后来压强是原来压强的2/5倍.说明:解决这类形状变换后,体积并不改变的题目要抓住两点:一是由体积不变的条件找出变化前后受力面积的关系;二是由于同种材料体积不变,所以质量、重力不变,对水平面的压力也不变.[例6] 如图所示,长方体A面的面积比C面的面积多5m2,B面的面积比C面的面积多10m2,产生压强500Pa,求将B面着地时产生的最大和最小压强值范围.分析:求B着地平放时的压强值应该先将物体的重力表达式解出来,再将B着地时压强大小的式子表示出来讨论.G=F= pASA=500×(5+SC)pB=F/SB=500×(5+SC)/(10+SC)
=500SC +2500 /(10+SC)当SC=0时,pB=250Pa当SC→∞时,pB’=500Pa答:B着地时产生压强范围是小于500Pa,大于250Pa.说明:本题是一道与数学知识相结合的综合题,能否正确的应用数学知识求出极值是解决本题的关键,而本题当中所涉及的横等变形又是咱们物理题中经常用到的,同学们要注意掌握这种方法. 【模拟试题】(答题时间:30分钟)一. 填空题:1. 用物理知识来说明:缝衣时缝衣针头做得很尖是为了______,手指上套着顶针是为了________. 2. 一块重30牛顿的砖,用20 牛顿的力压在竖直的墙上,该力与墙面垂直,则墙受到的压力是_______牛顿. 3. 压强是反映_______作用效果的物理量,物理学中把物体_____上受到的_____叫做压强.4. 水平桌面的面积为1平方米,上面放着质量为5千克的物体,物体与桌面接触面积为0.1平方米,则物体对桌面的压力是_______牛,对桌面的压强是______帕.5. 如图,在水平方向用50牛的力,将一个重30牛的木块压在竖直的黑板上,木块与黑板间的接触面积为0.01米2,则黑板受到的压力为
帕. 二. 选择题:1. 平放在水平地面的一块砖,沿水平方向切去一半,则剩下的半块砖(
)A. 密度减小一半
B. 密度增大一倍 C. 对地面压强减小
D. 对地面压强不变 2. 球鞋的底部有凹凸不平的花纹,这是为了(
)A. 减少压强
B. 增大摩擦 C. 减少摩擦
D. 增大压力 3. 两个物体相互接触时,下面哪种说法一定可以增大压强?(
)A. 增大压力,减小受力面积
B. 减小压力,增大受力面积C. 同时增大它们之间的压力和受力面积D. 同时减小它们之间的压力和受力面积4. 一台拖拉机对地面的压强是3 104帕,它表示地面每平方米面积上受到的(
)A. 压力是3 104牛
B. 压力是3 104帕C. 压强是3 104帕
D. 重力是3 104帕5. 一根筷子竖立在水平面上,对桌面的压力是F,压强为P,当把一双同样的筷子扎在一起竖立在水平桌面上时,对桌面的压力和压强分别是(
)A. 2F,2P
C. F/2,P/2
F,P 6. 关于压力,下列说法正确的是(
)A. 如果压力由重力产生,压力大小一定等于重力大小B. 如果压力由重力产生,压力大小不一定等于重力大小C. 如果压力由重力产生,压力方向一定与重力方向一致D. 如果压力由重力产生,压力方向不一定与重力方向一致7. 如图所示,两个长方体A和B叠放在水平地面上,A重为10N,B重为30N,A对B的压强与B对地面的压强之比为3:2,则A与B的底面积之比为(
三. 计算题:甲、乙两个长方体,由不同材料制成,其底面积分别为S甲=40cm2、S乙=30cm2,高度之比h甲:h乙=3:2,密度之比ρ甲:ρ乙=3:1,如图所示,把甲放在水平桌面上,乙放在甲 上,水平桌面受到的压强为7000Pa,把乙取下放在水平桌面上静止不动时,桌面对乙的支持力为多少N? 【试题答案】一. 1. 增大压强、减小压强 2. 20 3. 压力、单位面积、压力
4. 49、4905. 50、5000
三.G甲+G乙=F= pS甲=-3=28(N)G甲/G乙=ρ甲gS甲h甲/ρ乙gS乙h乙=(3/1)×(40/30)×(3/2)=6/1所以,G乙=(1/ 7)(G甲+G乙)= 4(N)
N乙=G乙=4(N)

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