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        固液體壓強壓力的計算與比較

        2008-01-01 00:00:00
        物理教學探討 2008年2期

        大多數(shù)同學都感覺固、液體壓強部分的題目挺難,做題時公式無從選擇,其實不然,此類題目有一定的解題規(guī)律,你如果嚴格按照此規(guī)律來進行解答,在各類考試中定會輕松過關。

        1 所必需具備的相關知識

        (1)判斷所要解答的壓強壓力總是是屬于固體的還是液體的。

        看問號即可。如果問題是“液體對容器底部的壓強是多大?”則為液體壓強問題;如果問題是“杯子對桌面的壓強、壓力各是多大?”就是固體的壓強壓力問題。

        (2)知道比較液體壓力的特殊方法。

        液體對容器底的壓力不一定等于容器中液體的重力,它們之間的關系與容器的形狀有關。關系如圖1:

        巧記口訣:“底大壓力大”,因為容器側壁的壓強也通過液體傳遞給了容器底部;“底小壓力小”,因為容器側壁承受了一部分液體的重力。

        這個知識點提供了一種在常規(guī)方法無法解決情況 下的液體壓力比較方法。

        2 固液體壓強壓力問題的解題規(guī)律

        (1)首先判斷所要解答的壓強壓力問題是屬于固體的還是液體的。

        (2)如果屬于固體的壓強壓力總是。一航方法是:先算壓力,再用算得的壓力求壓強(P=F/S)。

        (3)如果屬于液體的壓強壓力問題,一般方法是:先算壓強(P=ρ液gh),再用算得的壓強求壓力(F=PS),若上述一般方法無法解決,需用“比較液體壓力的特殊方法”(前面已述)。

        3 典型例題解析

        (1)固、液體壓強壓力的計算

        例1 如圖2,放在水平桌面上的某容器內裝有500mL的水,容器質量不計,水面高8cm,容器底面積為50cm2,求:(1)水對容器底的壓力和壓強;(2)容器對水平桌面的壓力和壓強(g取10N/Kg)

        分析 按上述解題規(guī)律,先判斷第(1)問屬于液體的壓力壓強問題,應先用P=ρ液gh求壓強,再用F=PS求壓力;第(2)問屬于固體的壓力壓強問題,應先用F=G求壓力,再用P=F/S求壓強。

        解 (1)P=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa

        F=PS=800Pa×50×10-4m2=4N

        (2)F=G=G水=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×500×10-6m3×10N/kg=5N

        P=F/S=5N/50×10-4m2=1000Pa

        (2)固、液體壓強壓力的比較

        例2 如圖3所示甲乙丙三個容器底面積相同,內裝深度相同的同種液體,容器自身重力不計,放在水平桌面上,則

        (1)水對容器底的壓強關系P甲____P乙____P丙

        (2)水對容器底的壓力關系F甲____F乙____F丙

        (3)容器對水平桌面的壓強關系P甲____P乙____P丙

        (4)容器對水平桌面的壓力關系F甲____F乙____F丙

        分析 (1)(2)問屬于液體的壓力壓強問題,應先用P=ρ液gh比較壓強;(3)(4)問屬于固體的壓力壓強問題,應先用F=G比較壓力,即先解決第(4)問,由生活經驗可知,丙容器盛水最多,故容器最重,對桌面的壓力也最大。

        解 (1)=;=(2)=;=(3)<;<(4)<;<

        例3 如圖4甲所示為一礦泉水瓶(水不滿),若將其倒置如圖4乙,則瓶蓋受到的壓強與圖4甲中瓶底受到的壓強相比將_____;壓力將_______。(填“變大”“變小”或“不變”)

        分析 此2問均為液體的壓旨壓力問題,先由P=ρ液gh,h變大,可得P變大;再由F=PS,P變大,但瓶蓋面積比瓶底面積小,即S變小,故無法確定F是否變化。這種情況下,一般方法無法解決,不要忘記采用特殊方法:“底小壓力小”,正放時,F(xiàn)=G水,倒放時,F(xiàn)

        解 變大;變小。

        你會了嗎?有興趣的同學可以做一做以下兩題。

        1、輪船在10m深的河里航行,船底距離河底6m,水對船底的壓強多大?若船底有一面積4cm2的小洞,用塞子堵住洞口時,水對塞子的壓力是多大?(g取10N/Kg)

        2、一個盛滿水后瓶蓋密封的硬料瓶,放在水平桌面上,如圖5甲所示,水對瓶底的壓強為P1,瓶底對桌面的壓強為P′1;將瓶倒置后,如圖5乙所示,水對瓶蓋的壓強為P2,瓶蓋對桌面的壓強為 P′2,則( )

        注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。

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