李春光（江蘇省宿遷市沭陽縣胡集初級中學(xué) 江蘇宿遷 223613）

分析初中物理液體壓強
——熟練運用公式解決問題

李春光
（江蘇省宿遷市沭陽縣胡集初級中學(xué) 江蘇宿遷 223613）

在初中物理壓強學(xué)習(xí)中，常用到公式p=F/s ，這個公式適用范圍對固體、液體、氣體均適用。對于柱狀物體，如長方體、正方體、圓柱體等密度均勻，且受力面積為底面積時，可用p=ρgh計算，但是每個物理公式都有其適用范圍，只有合理、靈活的運用公式才能順利解決問題。對于形狀規(guī)則的容器中液體壓強而言，這兩個公式都適用。

初中物理 物理教學(xué) 液體壓強 方法順序

縱觀歷屆中考物理試題，力學(xué)占有相當(dāng)多的比重。可見，液體壓強在物理考題中可謂重中之重，也是學(xué)生不易分析清楚，較難解決的主要題型之一。液體壓強主要涉及物理中的密度、壓力、質(zhì)量、體積等相關(guān)知識點，該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)對初中學(xué)生的抽象思維能力有極高的要求。而且，在初中物理液體壓強教學(xué)中還存在一些難題有待解決，只有物理教師采用適宜的方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生才能更好地理解和掌握所學(xué)的液體壓強知識。［1］

一、弄清壓強公式使用范圍

在研究物體壓強的問題中，常用到公式p=F/s和p=ρgh，但是每個物理公式都有其適用范圍，只有合理、靈活的運用公式才能順利解決問題。［2］

對于形狀規(guī)則的容器中液體壓強而言，這兩個公式都適用。由p=ρgh可知，液體壓強P和液體密度和深度有關(guān)。當(dāng)液體密度相同時，液體壓強與液體的深度成正比；當(dāng)液體的深度相同時，液體的壓強與液體的密度成正比。

二、分析液體壓強的重點、難點

1.液體內(nèi)部壓強的規(guī)律

液體內(nèi)部向各個方向都有壓強：在同一深度，向各方向的壓強都相等；深度 增加，液體的壓強也增大；液體的壓強還與液體的密度有關(guān)，在深度相同時，液體的密度越大，壓強越大。［3］

2.液體壓強在生活中的運用

上端開口，下端連通的容器叫做連通器。連通器的特點是：當(dāng)連通器里的液體不流動時，各容器中的液面總保持在同一高度。這是由于水不流動時，必須使連通器底部的液片左、右兩側(cè)受到的壓強大小相等。常見的連通器的實例：涵洞、茶壺、鍋爐水位計、船閘的工作，都是利用了連通器的原理。

3.熟記液體壓強公式的含義

計算液體壓強的公式是 p=ρgh 其中ρ是液體的密度，g=9.8 牛/千克，h 是液體的深度。要求學(xué)生熟記液體壓強公式，并能靈活運用，解決一些實際問題。［4］

三、復(fù)雜問題分析清楚，能靈活運用公式

在分析物理壓強問題時，當(dāng)液體的密度和深度都不能確定時，常用p=F/s判定液體壓強的大小。利用此法關(guān)鍵是判定液體對容器的壓力F與液體重力G的關(guān)系（一般情況下，G=F）。

但是，當(dāng)容器形狀不規(guī)則（上下粗細(xì)不均勻）時，情況就復(fù)雜了。并非所有公式都適用而且使用順序也頗有玄機。

例1：如圖所示為形狀不同的甲、乙、丙三個薄壁容器，它們的底面積都是S，容器內(nèi)盛有密度為ρ的同種液體，深度都是h。則三個容器底受到的壓力關(guān)系大小如何？

圖3

分析：常規(guī)思維是V甲＞ V乙＞ V丙，所以m甲＞m乙＞m丙，則G甲＞G乙＞G丙，則F甲＞F乙＞F丙。似乎順理成章、十分簡單，但事實真的如此么？

另一種思維是：h甲=h乙=h丙，所以根據(jù)公式p=ρgh可知P甲=P乙=P丙，再運用公式P=FS可知F甲=F乙=F丙。

兩種思路似乎都有道理，但結(jié)果卻不相同，那么到底孰是孰非呢？

認(rèn)真思考一下我們就會明白第二種方法是正確的，而會懷疑摒棄第一種方法。我們由此可以得出結(jié)論：容器形狀會影響底面受力。類似于圖甲這樣口大底小的容器，在相同深度情況下的確能盛更多液體，但側(cè)壁也承擔(dān)了部分壓力，相當(dāng)于底面有了側(cè)壁這樣“向上托”的“好幫手”，所以F＜G液。而類似于圖丙這樣的容器，相當(dāng)于底面有側(cè)壁這樣“向下壓”幫倒忙的“壞朋友”，所以F＞G液。所以，由于容器形狀的緣故，F(xiàn)甲＜G液，F(xiàn)乙=G液，F(xiàn)丙＞G液。［5］

例2：三個質(zhì)量相同的容器底面積相同，容器內(nèi)裝有等質(zhì)量的水。關(guān)于三個容器中水對容器底的壓強、壓力，以及容器對桌面的壓強、壓力大小關(guān)系如何？

解析：求水對杯底的壓力、壓強，這是液體的壓力、壓強問題，應(yīng)先求出水對容器底的壓強，根據(jù)公式p內(nèi)=ρgh可得P甲內(nèi)＞P乙內(nèi)＞P丙內(nèi)。再求水對杯底的壓力，根據(jù)F內(nèi)=P內(nèi)S可得: F甲內(nèi)＞F乙內(nèi)＞F丙內(nèi)。

求容器對桌面的壓強、壓力，屬于固體的壓力、壓強問題。應(yīng)先求出容器對桌面的壓力，根據(jù)F外=G總=G容+G液可知F甲外=F乙外=F丙外。再求出它對桌面的壓強，根據(jù)P外=F外/S可知P甲外=P乙外=P丙外。

所以，綜上所述，在研究這一類問題時我們要首先分清液體對容器底部的壓強、壓力（內(nèi)部問題）和容器對桌面的壓強、壓力（外部問題）。對于內(nèi)部問題（液體問題）我們要先算壓強后算壓力；對于外部問題（固體問題）我們要先算壓力后算壓強。

綜上所述，我們解決這一類問題的口訣是：內(nèi)強外力。公式運用的順序也是固定的。

以上只是本人不成熟的幾點思考，希望可以拋磚引玉，引起更多的教育界同仁集思廣益，對固體、液體壓強計算這個中學(xué)物理的重要知識點同時也是難點，做出更多簡練精辟的歸納與總結(jié)。對于柱形固體對地產(chǎn)生的壓強可以在練習(xí)中進(jìn)行拓展。物理課堂需要立足實驗，讓學(xué)生在動手動腦中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

［1］郭再平 朱弟清. 固體和液體壓強問題的巧解［J］.《理科考試研究》 2013，14.

［2］顧明亮.以液體壓強為例談初中物理課堂教學(xué)［J］.《課堂內(nèi)外》（教師版），2013，12.

［3］王金隆.一種確定液體壓強的方法［J］.《中學(xué)物理》（初中版）1994，05.

［4］童國其. 也談液體壓強與溫度的關(guān)系［J］.《中學(xué)物理》 2003，03.

［5］費樂成. 小議液體壓強的計算［J］. 《中學(xué)物理》 2000，01.