如图所示,几块长、宽、厚之比为4﹕2﹕1的体积相同的砖,按砖的材料不同分为3组,甲、乙、丙3组砖的密度比为1﹕2﹕3,则下列说法正确的是
A.甲、乙、丙3组砖对地的压强之比为1﹕4﹕12
B.甲、乙、丙3组砖中中间一块砖受到的压强之比为2﹕1﹕6
C.甲组砖的中间一块砖和乙组砖的中间一块砖互换,乙组砖的最上面一块砖和丙组砖的最下面一块砖互换,互换后砖的摆放方法依旧如图所示,则甲、乙、丙3组砖对地面的压强之比为1﹕3﹕8
D.甲组砖的中间一块砖和乙组砖的中间一块砖互换,乙组砖的最上面一块砖和丙组砖的最下面一块砖互换,互换后砖的摆放方法与这块砖在原图中的摆放方法相同,则甲、乙、丙3组砖对地面的压强之比为1﹕3﹕8
试题答案
ABC
试题解析
A、砖的体积V相同,知道三种砖的密度关系,根据密度公式求三组砖的质量关系,利用G=mg求三组砖的重力关系,可求对地面的压力大小关系,知道砖长、宽、厚之比为4:2:1,可以设长为40cm、宽为20cm、厚为10cm,求出三图中地面的受力面积关系,最后利用压强公式求地面受到的压强之比;
B、先求三图砖中间一块砖的压力(F=G),然后求出三图中中间一块砖的受力面积关系,最后利用压强公式求中间一块砖受到的压强之比;
C、甲组砖的中间一块砖和乙组砖的中间一块砖互换,乙组砖的最上面一块砖和丙组砖的最下面一块砖互换,则压力分别为:F甲=2G甲+G乙,F乙=G甲+G乙+G丙F丙=2G甲+G乙,再根据互换后砖的摆放方法依旧如图所示,可知其受力面积之比,再根据P=即可求出甲、乙、丙3组砖对地面的压强之比.
D、甲组砖的中间一块砖和乙组砖的中间一块砖互换,乙组砖的最上面一块砖和丙组砖的最下面一块砖互换,则压力分别为:F甲=2G甲+G乙,F乙=G甲+G乙+G丙F丙=2G甲+G乙,根据互换后砖的摆放方法与这块砖在原图中的摆放方法相同,求出其受力面积关系,利用压强公式求地面受到的压强之比.
解答:A、由题知,砖的体积V相同,
∵ρ=,
∴m=ρV,
∴3m甲:3m乙:3m丙=3ρ甲V:3ρ乙V:3ρ丙V=ρ甲:ρ乙:ρ丙=1:2:3;
∵G=mg,
∴三组砖重力之比:
3G甲:3G乙:3G丙=3m甲g:3m乙g:3m丙g=3m甲:3m乙:3m丙=1:2:3,
∵对地面的压力:F=G,
∴三图砖对地面的压力:
F甲:F乙:F丙=3G甲:3G乙:3G丙=1:2:3,
∵长、宽、厚之比为4:2:1,
∴可以设长为40cm、宽为20cm、厚为10cm,
三图中地面的受力面积:
S甲=40cm×20cm=800cm2,S乙=40cm×10cm=400cm2,S丙=20cm×10cm=200cm2,
S甲:S乙:S丙=800cm2:400cm2:200cm2=4:2:1,
三图砖对地面的压强:
p甲:p乙:p丙=::=::=1:4:12,故本选项正确.
B、三图砖对中间一块砖的压力:
F甲′:F乙′:F丙′=G甲:G乙:G丙=1:2:3,
三图中中间一块砖的受力面积:
S甲′=20cm×10cm=200cm2,
S乙′=40cm×20cm=800cm2,S丙′=20cm×10cm=200cm2,
S甲′:S乙′:S丙′=200cm2:800cm2:200cm2=1:4:1,
三图砖对中间一块砖的压强:
p甲′:p乙′:p丙′=::=::=2:1:6,故本选项正确.
C、甲组砖的中间一块砖和乙组砖的中间一块砖互换,乙组砖的最上面一块砖和丙组砖的最下面一块砖互换,
则压力分别为:F甲=2G甲+G乙,F乙=G甲+G乙+G丙,F丙=2G甲+G乙,
其压力之比为F甲:F乙:F丙=4:6:8.
如图所示的甲、乙、丙3组砖的受力面积分别为:S甲=40cm×20cm=800cm2,S乙=40cm×10cm=400cm2,S丙=20cm×10cm=200cm2,
S甲:S乙:S丙=800cm2:400cm2:200cm2=4:2:1,
则甲、乙、丙3组砖对地面的压强之比p甲:p乙:p丙=::=::=1:3:8,故本选项正确.
D、甲组砖的中间一块砖和乙组砖的中间一块砖互换,乙组砖的最上面一块砖和丙组砖的最下面一块砖互换,
则压力分别为:F甲=2G甲+G乙,F乙=G甲+G乙+G丙,F丙=2G甲+G乙,
其压力之比为F甲:F乙:F丙=4:6:8.
因互换后砖的摆放方法与这块砖在原图中的摆放方法相同,所以甲、乙、丙3组砖的受力面积分别为
S甲″:S乙″:S丙″=4:2:4,
三图砖对地面的压强:
p甲″:p乙″:p丙″=::=::=1:3:2,故本选项错误.
故选ABC.
点评:本题考查了学生对密度公式、重力公式、压强公式的掌握和运用,本题关键:一是知道砖对地面、下面砖的压力等于砖重,二是确定受力面积的大小.此题有一定的拔高难度,属于难题.
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