AP物理2:压力

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例子问题

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问题1:压力

在什么深度的盐水溶液中,压力表的压力会等于大气压力的三倍?

可能的答案:

正确答案:

解释

我们可以从压强方程开始。

我们要记住,大气压的值等于1atm,也等于101325Pa。

现在,如果我们把计压设为大气压力的三倍,我们就能求出深度。

问题2:压力

立方体体积为的立方体是淹没了一杯液体。立方体顶部的压力为104kPa,立方体底部的压力为106kPa。流体的近似密度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

立方体的体积是。要知道正方体的高度,就必须知道正方体的边长。

使用压力公式。

重写方程求解(流体的密度),然后代入已知值。

这是近似的

问题3:压力

深海球的设计目的是使内部空气的压力保持在1atm这样潜水员在返回水面时就不会遭受减压的痛苦。深海球有一个圆形的舱口,直径是。当深海球在深度时,作用在圆形舱口上的合力是多少在海里?海水的密度是

可能的答案:

正确答案:

解释

压力随深度的增加如下:

因为海洋表面的压力和深海圈内的压力是一样的,所以我们可以忽略两者。(这被称为表压,或高于一个大气压的压力)。求深度处的压强:

求出舱口的面积,并使用力等于压力乘以面积的定义:

问题4:压力

一个U形的管子里装满等量的油和水,两种液体的界面在管子的中间(“U”的底部)。这个管子在大气压力下是敞开的在任何一端。考虑到油的密度比水的密度小吗,油柱的高度__________水柱的高度

可能的答案:

低于

等于

不知道每种液体的量是无法确定的

高于

正确答案:

高于

解释

液体之间的界面发生在管的底部。这里压强是一样的。我们还知道管子两边的顶部都是对大气压力开放的。因此,我们可以为界面处的压力创建两个方程,令其相等:


通过设置它们彼此相等,结果是:

由于水的密度大于油的密度,我们可以得出结论,油柱的高度将大于水柱的高度。

问题5:压力

在你开始公路旅行之前,你要检查一下轮胎,确保里面有足够的空气。你会发现它们的压强是25psi。这是什么压力?

可能的答案:

大气压力

表压

绝对压力

总压强

正确答案:

表压

解释

轮胎的压力是计压;25psi是轮胎内压力与大气压之差,不加大气压达到测量值。绝对压强把这些量加在一起。

问题1:压力

计算压差,在湖的表面和深度之间在表面之下。

可能的答案:

正确答案:

解释

湖表面的压力就是大气压力,。深层压力表面之下是。因此,压差为

然后我们可以代入值in得到答案in

回想一下,这个压力被称为表压,并且在湖中水下点的总压力包括表压和大气压力。

问题7:压力

假设一个人在海里游泳,海水的密度是。如果这个人游到水面以下5米的深度,这个游泳者会感受到多大的压力?

可能的答案:

正确答案:

解释

这个问题向我们展示了一个浸入液体中的物体(人)承受压力的情景。为了求出正确的压强,我们需要考虑几件事。

首先,我们需要考虑液体的密度。在这种情况下,我们被告知液体是盐水,我们也知道题目中的密度。其次,我们需要考虑物体在液体表面以下的距离。同样,这个值是在题干中给出的。第三,我们还需要记住液体上方有一个压强,这个压强来自于大气。这个值(应该提交到内存中)是,或

把这些考虑放在一起,我们就有了一个可以用来计算压强的方程。

代入已知的值,解出总压强。

问题1:压力

假设有一个力作用在一个面积的表面上。作用在这个表面上的压强是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

这是一个相当直接的问题,给我们一个作用在一个表面上的力矢量,问我们压强。

首先,我们可以检查压力方程:

接下来,我们需要找出压力的符号约定。根据上面的方程,看起来好像如果我们代入一个负值的压强和一个正值的面积,我们会得到一个负值的压强。然而,事实并非如此。

结果是,压强是标量数量。这样做的原因是,当任何力作用在一个表面上时,它是垂直于那个表面的。因此,力的作用方向取决于表面的朝向。不管你朝哪个方向,作用在这个表面上的力总是垂直的。因此,压力本质上只是力和面积之间的比例,与方向无关。

问题9:压力

假设你不小心松开了一个氦气球,氦气球开始越来越高地升向天空。气球将继续上升,直到下列哪一种情况发生?

可能的答案:

气球将无限期地继续上升。

气球内部空气的温度等于周围空气的温度。

气球内空气的重量等于周围空气的重量。

气球内空气的质量等于周围空气的质量。

气球内部空气的密度等于周围空气的密度。

正确答案:

气球内部空气的密度等于周围空气的密度。

解释

要回答这个问题,可以从概念上把它想象成气球“淹没”在大气中。记住,浮力是指由流体的位移引起的力,液体和气体都算作流体。因此,在这种情况下,气球可以被认为浸没在液体中,就像任何物体都可以浸没在液体中一样。

我们试图寻找气球停止上升的点。这类似于气球在液体中“漂浮”的情况。在这种情况下,向上和向下的力是相等的,相互平衡。

现在,我们需要确定作用在气球上的向上和向下的力,并使它们相等。向上的力将是由于大气中空气的位移而产生的浮力。向下的力就是气球的重量。

我们可以进一步用它的重量和密度来改写气球的质量。

消去重力项,我们得到:

其次,重要的是要认识到,被置换的大气体积与气球的体积完全相同,因为是气球引起了大气中空气的置换。因此:

此外,由于这两个值相等,我们可以在上面的表达式中消去它们,得到下面的表达式。

在这里,我们已经表明,一旦气球的密度与周围大气的密度相等,它就会停止上升。

问题10:压力

Vt物理11 22 15流体容器2

Vt物理11 22 15流体容器3

Vt物理11 22 15流体容器1

考虑三个不同形状的容器,如下所示。每个容器都装满了深度为。哪个容器底部的压力最大?

可能的答案:

每个容器底部的压强都是一样的

一个容器

容器B

如果不知道每个容器中水的体积,就无法确定。

容器C

正确答案:

每个容器底部的压强都是一样的

解释

在这个问题中,我们被告知三个不同形状的容器都装满了水。我们还知道每个容器的水深是一样的。

为了求出任何容器底部的压强,我们需要记住压强的方程。

因为每个容器都是对着大气的,所以我们可以忽略上面表达式中的大气压力一项。因此,绝对压力成为表压。

而且,由于每个容器都装满了水,所以每个容器中的流体密度是相同的。此外,我们为每个容器考虑的深度也是相同的。因此,每个容器底部的压力是完全相同的。

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