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2016中考物理常见压强计算错题分析

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发表于 2016-6-28 22:48:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
  在物理考试、练习中,我发现同学们有些题目错误率很高,如:
       
          一开口杯子装上8cm高的水后,放在水平桌面上。已知杯子内部底面积为50cm2,杯子外部底面积为60cm2,杯子装上水后的总质量为0.6kg,则水对杯底的压力是____N,杯子对桌面的压强是_____Pa。(g=10N/kg)
       
          分析:计算容器底部受到的压强、压力的问题时,很容易与桌面受到的压强、压力混淆,关键问题是没有弄清楚二者产生的原因和影响因素,对公式p=ρgh和p=F/S的应用条件没理解。
       
          首先,要弄懂原理。
       
          下表给出了液体、固体所产生的压强、压力的区别,理解掌握它,既能避免计算题的错误,还有助于我们分析下类问题:
       
          其次,要总结规律:
       
          1、求固体压力和压强问题,一般应先求压力F=G总,然后由公式p=F/S求压强。
       
          2、求液体的压力和压强问题,一般先由公式p=ρgh求压强,然后由公式F=pS求压力。
       
          3、定义公式:p=F/S该式对固体、气体、液体压强都适用。
       
          4、p=ρgh,是从p=F/S推导出来的。对于液体,二式都可用,但液体有其特殊性,所以用p=ρgh为多。式中ρ是指液体的密度,h是指从自由液面到研究点的竖直高度。
       
          推导过程:p=F/S=G/S=mg/S=ρgV/S=[ρg(Sh)]/S=ρgh
       
          例如:底面积为100平方厘米、重为5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N深40cm的水。求:容器对水平桌面的压强(g=10N/kg)。
       
          解答:p=F/S=(5+45)/0.01=50/0.01=5000Pa
       
          说明:压强就等于压力/面积。这里求的是容器底部对水平桌面的压强,而不是容器底部受到的液体给予的压强。因此水的深度、容器的形状都没有实际意义。压力就是容器的重量+液体的重量共计50牛顿,受力面积就是容器的(外)底面积100平方厘米,也就是0.01平方米,所以压强为5000帕斯卡。
       
          然后,用错题辨析。
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发表于 2016-6-29 00:24:56 | 显示全部楼层

       
  
                 
          例如:如图所示,玻璃杯放在水平桌面上,杯重1N,杯中装有2N重的酒精,液面高10cm,已知杯的底面积20cm2(ρ酒精=0.8103kg/m3)。求:(1)酒精对杯底的压力和压强;(2)玻璃杯对桌面的压力和压强。
       
          正确解法为:(1)酒精对杯底的压强:p=ρ酒精gh=0.8103kg/m39.8N/kg0.1m=784Pa
       
          压力:F=pS=784Pa210-3m2=1.568N
       
          (2)玻璃杯对桌面的压力:F’=G杯+G酒=1N+2N=3N
       
          压强:p’=F’/S=3N/(210-3m2)=1500Pa
       
          第(1)步常错解为:酒精对杯底的压力:F=G酒=2N
       
          压强:p=F/S=2N/(210-3m2)=1000Pa
       
          这种做法错误在于忽视了液体产生的压力受容器形状影响的因素,把容器当成了规则容器,认为液体也大小不变地传递压力。从计算结果我们看出,液体对底面产生的压力并不等于液体所受的重力,像这种“口大底小”的容器,底面所受的压力小于液体重,有一部分压力被侧壁分担了;而“口小底大”的容器正相反,底面所受的压力大于液体重;只有粗细均匀的容器,底部受到的液体压力才等于其自重。
       
          因而计算、分析不规则容器底部受到的液体的压力时,必须先用公式p=ρgh来解决压强,再利用F=pS求压力。因为液体压强是与容器形状无关的,而压力与容器形状有关。这是与求固体对水平桌面产生的压强、压力的一大区别。求固体对水平桌面产生的压强、压力一般先根据F=G求压力,再根据p=F/S求压强。
       
          最后,我们看两道练习题:
       
          练习1:如图,装满水的封闭容器放在水平面上,若将容器倒置,则容器底部受到水的压强,受到水的压力;水平面受到的压力,压强(填变大、变小或不变)。
       
          解答:前者属于液体产生的压强压力,所以要先据p=ρgh,判断压强不变(因为液体深度不变),再根据F=pS判断压力变小;后者是固体产生的压强压力,所以可以先由F=G确定压力不变,再由p=F/S确定压强变大。
       
          答案:不变;变小;不变;变大。
       
          练习2:小莉的质量为45kg,她每只鞋接触地面的面积为1.510-2m2,她站在了一块泥地上,为了不让脚陷进泥地,她在水平泥地上放一块重力为200N的木板,当她站在木板中央时,地面受到压强为325Pa。求:(1)她对木板的压强;(2)木板与地面的接触面积。
       
          解答:(1)她对木板的压强:p人=F/S=G人/S人=459.8N/kg/(310-2m2)=14700Pa
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发表于 2016-6-29 01:35:28 | 显示全部楼层

       
  
                 
          (2)木板与地面的接触面积:p地=F’/S=(G人+G板)/S板
       
          S板=(G人+G板)/p地=(459.8N/kg+200N)/325Pa=1.97m2
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