北京師范大學(xué)大同附屬中學(xué) 陳秀秀
初中階段的學(xué)生對(duì)于壓強(qiáng)的計(jì)算容易出現(xiàn)公式選擇不當(dāng),不知該如何入手破題等各種各樣的方法。而在初中階段容易出現(xiàn)最多的就是固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)。
根據(jù)這幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),我將關(guān)于固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)的做題方法歸納為以下幾點(diǎn)。
第一,先分析施力物體。對(duì)于如何判斷是固體壓強(qiáng)還是液體壓強(qiáng)最主要的是從施力物體入手分析。若施力物體是固體則為固體壓強(qiáng),若施力物體是液體則為液體壓強(qiáng)。
第二,后選取合適的公式進(jìn)行計(jì)算。
固體壓強(qiáng)計(jì)算。一般初中階段涉及到的固體壓強(qiáng)的計(jì)算都是將物體放在水平桌面上,所以先需要對(duì)物體進(jìn)行受力分析,受力分析如下圖所示:
因?yàn)槲矬w處于靜止?fàn)顟B(tài),所以受平衡力:G=FN
又因?yàn)槲矬w對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)相互作用力,所以:F=FN.
由前面兩個(gè)公式可以得出:壓力等于重力,即:F=G。
由G=mg可以得出:F=G=mg。
再套用壓強(qiáng)的計(jì)算公式:p=F/S即可計(jì)算出固體壓強(qiáng)。
液體壓強(qiáng)的計(jì)算。對(duì)于液體壓強(qiáng)的計(jì)算需要注意的是深度(h)的確定。深度(h)指的是自由面到研究點(diǎn)的數(shù)值距離。
運(yùn)用公式:p=ρgh便可以計(jì)算出液體壓強(qiáng)。
然后由p=F/S得:F=pS便可以計(jì)算出液體壓力。
下面列舉例題進(jìn)行進(jìn)一步講解:
【例1】電動(dòng)汽車是正在大力推廣的新型交通工具,它具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn),如圖,是一輛停放在水平地面上的電動(dòng)汽車,質(zhì)量為1.4×103kg,每個(gè)輪胎和地面的接觸面積為7×10-3m2,g取10N/kg,求:
(1)車對(duì)地面的壓力;
(2)車對(duì)地面的壓強(qiáng).
[分析]本題求解為車對(duì)地面的壓力和壓強(qiáng),分析施力物體為車,所以是固體壓強(qiáng),對(duì)于固體壓強(qiáng)需先通過F=G求壓力,再通過p=F/S求解壓強(qiáng)即可。
答:車對(duì)地面的壓力為1.4×104N,車對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×106Pa。
【例2】如圖,學(xué)生課桌質(zhì)量為10kg,桌子與地面有四個(gè)接觸面,每個(gè)接觸面的面積為2×10-4 m2;某同學(xué)將底面積為2×10-3m2、容量為1L、裝滿水后水深為20cm的塑料水杯放在課桌的桌面上.(不計(jì)水杯的質(zhì)量,取g=10N/㎏)求:
(1)塑料水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng);
(2)水對(duì)塑料水杯底部的壓強(qiáng)
(3)水對(duì)塑料水杯底部的壓力
[分析]本題求解的水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng),施力物體是水杯,而水杯是固體,所以用固體壓強(qiáng)的解題思路進(jìn)行就行,即先通過F=G求壓力,再通過p=F/S求解壓強(qiáng)即可。后面兩問求解的是水對(duì)水杯底部的壓強(qiáng)和壓力,施力物體是水,而水是液體,所以需要用液體壓強(qiáng)的解題思路進(jìn)行解答,即先用p=ρgh計(jì)算出液體壓強(qiáng)。然后由p=F/S得:F=pS計(jì)算出液體壓力。
(4)答:塑料水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)5×103Pa,水對(duì)塑料水杯底部的壓強(qiáng)2×103Pa,水對(duì)塑料水杯底部的壓力1N。