中学生物理压强计算题怎么做

学习啦  曾扬   2018-09-19 14:48:49

  今天为大家精心整理了一篇有关初中物理液体压强计算解题技巧的相关内容,以供大家阅读。

  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。

  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=0.8×103kg/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=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=784Pa

  压力:F=pS=784Pa×2×10-3m2=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/(2×10-3m2)=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/(2×10-3m2)=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1.5×10-2m2,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=45×9.8N/kg/(3×10-2m2)=14700Pa

  (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=(45×9.8N/kg+200N)/325Pa=1.97m2

  今天的内容就介绍到这里了。

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