初中物理“固液压力压强”解题顺序探究.pdf
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1、初中物理“固液压力压强”解题顺序探究董世强(甘肃省酒泉市第二中学 7 3 5 0 0 0)【摘要】固液压力与压强是初中物理的重要知识点,涉及固体和液体的特性.本文通过整理相关题目进行探究,阐述固液压力压强的概念、计算公式、在实际问题中的应用,结果表明,熟练掌握固液压力压强的计算顺序和应用原理,可以很好的解决相关问题,提高学生的实际物理应用能力.【关键词】初中物理;压力压强;解题固液压力和压强是初中物理课程中的重要知识点,它们与力学概念有密切联系.固液压力和压强的研究不仅有理论方面的意义,还有广泛的实际应用,如机械工程、建筑工程、医疗器械等领域.在求解压力和压强问题时,液体和固体的求解方式存在一
2、定的差异.液体中的压力和压强求解方式是先求压强,再求压力;而在固体的求解中,首先要求解的是压力,然后再计算压强.本文将讨论这种计算差异产生的原因和液体和固体中压力和压强求解的相关知识点.1 固体:先求压力,再求压强在固体中,压力是直接作用在物体表面上的力,因此压力可以直接通过测量物体所受的力来求解.也就是单位面积上所受压力的大小.固体的压强可以通过压力除以被压物体表面的面积来计算得到.因此,在固体中,我们需要先求解物体所受的压力,然后再根据物体的面积来计算出其所受的压强.图1例1 如图1所示,甲和乙是两个质量相等的实心正方体,把它们放置在地面上,已知甲的边长为2 0 c m,其对地面的压强为4
3、 0 0 0 P a,将一个质量为4 8 k g的金属块放置在正方体甲的正上方,此时甲对地面的压强大小刚好等于乙对地面的压强大小.问:若取下金属块,分别将甲、乙沿水平方向切去相同高度h,使甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强,求h的取值范围.试题分析在该问题中,题目虽然是询问h的取值范围,但不难发现,需要用压强的式子进行不等式的联立,才能化简得到h的范围.由题目知甲与地面的接触面积,因此可以想到压强公式p=FS,继续倒推,需得到乙与地面接触的面积,进而利用压强公式进行不等式的联立.首先,不 难 计 算 出 正 方 体 甲 的 重 力 大 小 为1 6 0 N,由题目可得,如果将4
4、8 k g的金属块放置在甲的上方,这个时候甲对地面的压强大小可以计算出:p甲=F甲S甲=G甲+G乙S甲=1 6 0 N+4 8 k g1 0 N/k g0.0 4 m2=1 6 0 0 0 P a.又因为甲和乙对地面的压强相等,则p乙=p甲=1 6 0 0 0 P a,又知道甲和乙质量相等,则 G乙=G甲=1 6 0 N,则正方体乙的底面积S乙=G乙S乙=1 6 0 N1 6 0 0 0 p a=0.0 1 m2,所以乙的边长 l乙=S乙=0.0 1 m2=0.1 m.到此为止,我们得到了一些必要条件,即甲和乙与地面接触的面积分别是多少,以及甲和乙的剩余部分重量的表示方式,于是可以根据压强公式
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