关于初中固体压强,液体压强计算的几点思考
2017-06-25北京师范大学大同附属中学陈秀秀
北京师范大学大同附属中学 陈秀秀
初中阶段的学生对于压强的计算容易出现公式选择不当,不知该如何入手破题等各种各样的方法。而在初中阶段容易出现最多的就是固体压强和液体压强。
根据这几年的教学经验,我将关于固体压强和液体压强的做题方法归纳为以下几点。
第一,先分析施力物体。对于如何判断是固体压强还是液体压强最主要的是从施力物体入手分析。若施力物体是固体则为固体压强,若施力物体是液体则为液体压强。
第二,后选取合适的公式进行计算。
固体压强计算。一般初中阶段涉及到的固体压强的计算都是将物体放在水平桌面上,所以先需要对物体进行受力分析,受力分析如下图所示:
因为物体处于静止状态,所以受平衡力:G=FN
又因为物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互作用力,所以:F=FN.
由前面两个公式可以得出:压力等于重力,即:F=G。
由G=mg可以得出:F=G=mg。
再套用压强的计算公式:p=F/S即可计算出固体压强。
液体压强的计算。对于液体压强的计算需要注意的是深度(h)的确定。深度(h)指的是自由面到研究点的数值距离。
运用公式:p=ρgh便可以计算出液体压强。
然后由p=F/S得:F=pS便可以计算出液体压力。
下面列举例题进行进一步讲解:
【例1】电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点,如图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车,质量为1.4×103kg,每个轮胎和地面的接触面积为7×10-3m2,g取10N/kg,求:
(1)车对地面的压力;
(2)车对地面的压强.
[分析]本题求解为车对地面的压力和压强,分析施力物体为车,所以是固体压强,对于固体压强需先通过F=G求压力,再通过p=F/S求解压强即可。
答:车对地面的压力为1.4×104N,车对地面的压强为2×106Pa。
【例2】如图,学生课桌质量为10kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为2×10-4 m2;某同学将底面积为2×10-3m2、容量为1L、装满水后水深为20cm的塑料水杯放在课桌的桌面上.(不计水杯的质量,取g=10N/㎏)求:
(1)塑料水杯对桌面的压强;
(2)水对塑料水杯底部的压强
(3)水对塑料水杯底部的压力
[分析]本题求解的水杯对桌面的压强,施力物体是水杯,而水杯是固体,所以用固体压强的解题思路进行就行,即先通过F=G求压力,再通过p=F/S求解压强即可。后面两问求解的是水对水杯底部的压强和压力,施力物体是水,而水是液体,所以需要用液体压强的解题思路进行解答,即先用p=ρgh计算出液体压强。然后由p=F/S得:F=pS计算出液体压力。
(4)答:塑料水杯对桌面的压强5×103Pa,水对塑料水杯底部的压强2×103Pa,水对塑料水杯底部的压力1N。