从平衡角度浅议液体压强的特点
2018-06-29贺轶捷
◎贺轶捷
一、问题的提出
液体压强是学生已经压强知识基础之上,进一步对力的作用效果进行学习的新概念,其公式为p=ρgh,对于初学者来说,真正理解液体压强以及如何在不同类型题目中正确使用该公式具有一定的难度,因此本文从初中生角度出发,根据平衡条件分析液体压强公式的正确使用。
二、液体压强的特点
在初中阶段,液体压强原理可表述为:“液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。”此原理只适用于静止的液体,并且文字上仅仅是用“深度”一次来表述,在许多教辅资料中提到,液体深度指“该点到液面的竖直高度”,作为教师需要给学生加以讲解,即从该点画水平线,到液面水平线(或延长线)的垂直高度,如图1所示。
三、从受力分析判断液体深度
如图2所示,A,B,C三点处于同一水平面上,A点到水面的竖直高度为h1,现取一横截面积为ΔS并过A点的水柱,根据液体压强公式可知A点各个方向受到的液体压强为PA=ρgh1,由于容器内液体处于静止状态,因此PB=PA=ρgh1,同理PC=pB=PA=ρgh1。可以看出在求液体某点压强时,液体深度是指该点到“暴露在外”液面的竖直高度,而非该点到顶端的高度。
经由以上分析可以看出,如图3所示,要求B点的压强,只需要找出B点到“暴露在外”液面的竖直高度,即 h1-h2,可得PB=ρg(h1-h2),而不是错误地认为深度为0,得出B点压强为0。
四、总结
根据上文的分析,计算液体压强时,需先理解公式的含义,液体压强公式p=ρgh只适用于静止的液体中,ρ指液体的密度,h则是该点的液体深度,许多学生错认为是该点到竖直方向顶端的高度,教师应该强调“液体深度”是指该点到“暴露在外”液面的竖直高度。
[1]陈扬景.液体压强规律的表述辨析[J].中学理科园地,2016,12(01):58-60.
[2]惠恩玲,张锦国,拾景忠.谈谈对液体压强的深层理解[J].物理教学,2015,37(08):34-36.