北京師范大學大同附屬中學 陳秀秀
初中階段的學生對于壓強的計算容易出現(xiàn)公式選擇不當,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和液體壓強。
根據(jù)這幾年的教學經(jīng)驗,我將關于固體壓強和液體壓強的做題方法歸納為以下幾點。
第一,先分析施力物體。對于如何判斷是固體壓強還是液體壓強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,若施力物體是液體則為液體壓強。
第二,后選取合適的公式進行計算。
固體壓強計算。一般初中階段涉及到的固體壓強的計算都是將物體放在水平桌面上,所以先需要對物體進行受力分析,受力分析如下圖所示:
因為物體處于靜止狀態(tài),所以受平衡力:G=FN
又因為物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對相互作用力,所以:F=FN.
由前面兩個公式可以得出:壓力等于重力,即:F=G。
由G=mg可以得出:F=G=mg。
再套用壓強的計算公式:p=F/S即可計算出固體壓強。
液體壓強的計算。對于液體壓強的計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的數(shù)值距離。
運用公式:p=ρgh便可以計算出液體壓強。
然后由p=F/S得:F=pS便可以計算出液體壓力。
下面列舉例題進行進一步講解:
【例1】電動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,如圖,是一輛停放在水平地面上的電動汽車,質量為1.4×103kg,每個輪胎和地面的接觸面積為7×10-3m2,g取10N/kg,求:
(1)車對地面的壓力;
(2)車對地面的壓強.
[分析]本題求解為車對地面的壓力和壓強,分析施力物體為車,所以是固體壓強,對于固體壓強需先通過F=G求壓力,再通過p=F/S求解壓強即可。
答:車對地面的壓力為1.4×104N,車對地面的壓強為2×106Pa。
【例2】如圖,學生課桌質量為10kg,桌子與地面有四個接觸面,每個接觸面的面積為2×10-4 m2;某同學將底面積為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.(不計水杯的質量,取g=10N/㎏)求:
(1)塑料水杯對桌面的壓強;
(2)水對塑料水杯底部的壓強
(3)水對塑料水杯底部的壓力
[分析]本題求解的水杯對桌面的壓強,施力物體是水杯,而水杯是固體,所以用固體壓強的解題思路進行就行,即先通過F=G求壓力,再通過p=F/S求解壓強即可。后面兩問求解的是水對水杯底部的壓強和壓力,施力物體是水,而水是液體,所以需要用液體壓強的解題思路進行解答,即先用p=ρgh計算出液體壓強。然后由p=F/S得:F=pS計算出液體壓力。
(4)答:塑料水杯對桌面的壓強5×103Pa,水對塑料水杯底部的壓強2×103Pa,水對塑料水杯底部的壓力1N。