液体压强知识点

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中考专题复习──压强、液体压强的计算

江苏丰县广宇中英文学校刘庆贺

压强、液体的压强因为概念较为抽象,对于学生来说是一个难点。同时,压强、液体压强的计算又要涉及到学习过的力、压力、重力、合力、质量、密度、体积、面积等,这部分知识还与后面的大气压、浮力等有密切的联系。单一知识点掌握不牢,多个知识点之间又相互干扰,造成大部分学生在学习压强、液体的压强知识时会感到困难。然而,这部分知识却是中考“餐桌”上必备的“硬骨头”,由不得你不啃。怎么啃?八个字──抓住症结,各个击破。

一、备考指南

压强、液体压强的计算,主要是运用两个公式及其变形解决有关问题。题型常见的有填空、选择、计算及探究题。两个公式一个是压强的定义式p=F/S,另一个是液体压强公式p =ρgh。经验表明,不少学生在学习了这一部分内容后,一般会记住公式,但理解往往是片面的,有时甚至是错误的。因此,学习中要注意对压强公式的理解,除明确各物理量间的数学关系(学生往往重视这一点),明确各量的单位,最重要的是要明确公式所表达的物理意义(学生往往忽略这一点)。进行计算时,要能正确地确定压力、确定受力面积、确定深度。除此以外,还要明确,由于固体不具有流动性,而液体具有流动性,造成了计算固体对水平支持面的压力压强的方法,与计算液体对容器底部的压力压强的方法一般不同。

二、难点突破

运用压强、液体压强的公式计算时,必须注意相关知识理解,以免造成干扰。如确定压力时,要注意压力与重力可能有关,但也可能无关。与重力可能有关时,可能会涉及到物体的重力、质量、密度、体积等,这又可能需要用到三个公式G = mg,m=ρV,V=Sh。确定受力面积时要注意此面积就是指两个物体接触部分的面积。它一般等于较小的物体面积,但也可能比较小的还要小。确定深度时要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。液体对容器底部的压力与液体受到的重力可能相等,也可能不等,这取决于容器的形状。

难点一:固体压强的有关计算

1.正确理解物体间的压力

例1有一重48N,边长为20㎝的正方体木块,放在水平地面上。一个小孩用10N的力竖直向上拉木块,但没有拉起来,求此时木块对地面的压强。

评析:题目考查压强的计算,需要确定压力、面积。要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点。如果认为压力F=G=48N,那就要犯错误了。本题中压力虽然是由于物体受到重力产生的,但小孩用10N的力竖直向上拉木块,虽然没有拉起来(那样对地面的压力就为零了),却减轻了木块对地面的压力。你要问减轻了多少压力?向上用多少力,压力就减少多少。即此时木块对地面的压力为F=48N–10N=38N。当然,你还可以对木块进行受力分析:如图1,木块共受三个力:重力G=48N,方向竖直向下;小孩施加的力F1=10N,方向竖直向上;地面对木块向上的力F2,方向竖直向上.由于木块静止,所有向上的力等于向下的力。即F2=G-F1=48N-10N=38N。根据物体间力的作用是相互的,木块对地面的压力大小就等于F2。

答案:木块受力如图1,由于木块静止,F2= G - F1=48N-10N=38N

根据物体间力的作用是相互的,木块对地面的压力大小就等于F2

木块对天花板的压强.

反思:正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键,特别是涉及到两个以上力的作用时,受力分析有助于我们找准各力之间的关系。初中阶段,我们要掌握物体受同一直线上三个力作用的情况。

2.正确理解受力面积

例2正方体铝块的质量为2.7㎏,分别放在以下的水平桌面中央,那么受力面积各是多少?产生的压强各是多大?(ρ铝=2.7×103㎏/m3,取g=10N/㎏)

⑴每边长1m的正方形水平面。

⑵每边长10cm的正方形水平面。

⑶每边长1cm的正方形水平面。

评析:压强公式中的受力面积S实际上是指物体间接触部分的面积.本题中,铝块的面积可能小于桌面的面积,也可能等于或大于桌面的面积。物体间接触部分的面积,不会超过两物体中较小的面积。所以,应先求出铝块的底面积,再与桌面的面积进行比较.这样必须

求铝块的边长,要求出边长,必须先用求体积.

答案:

反思:物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点.

难点二:液体对容器底部的压力与所盛液体的重力的关系

液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力。如图2所示,是形状不同的三个容器装有密度为ρ、深度为h的液体,底面积均为S。根据液体压强计算公式,液体对容器底部的压强为p =ρgh,所以液体对容器底部的压力为F=pS=ρghS。液体的重力为G = mg =ρgV。所以,比较各容器底部受到液体的压力大小F与液体重力G的大小,只需要比较Sh(容器的底面积和高的乘积,即图2中两竖直虚线间所包围的体积)与V(液体的体积)之间的关系即可。图甲为口大底小的容器,Sh<V,所以容器底受到的压力小于液体的重力,即F<G;图乙为柱状容器,Sh=V,所以容器底部受到的液体的压力等于液体的重力,即F=G;图丙为

口小底大的容器,Sh>V,所以容器底部受到的压力大于液体的重力,即F>G。可见,容器的形状不同,则容器底部受到的压力与所装液体的重力大小关系就不一样。

甲乙丙

图2

你还可以这样理解:甲容器口大底小,对液体提供向上的支持力的,不仅仅是容器底部,周围侧壁对液体也提供向上的支持力,这就减轻了液体对容器底部的压力,使F<G。乙容器的侧壁对液体也有作用力,但方向是水平的,不能减轻了液体对容器底部的压力,所以F=G。丙容器的侧壁对液体的力的方向向下(依据:压力的方向总是与接触面垂直),使容器底部不仅承受液体的重力,还要承受侧壁对液体向下的压力,使F>G。

由于液体对容器底部的压力并不一定等于液体的重力,所以在计算液体对容器底部的压力时,应先根据公式p=ρgh求出液体的压强,再根据F=pS求出压力。

例3(2007年山东省中考试题)在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa。在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底产生的压强为900 Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是图3中(a)(b)(c)的哪一种?(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)

评析:题目主要考查液体对容器底部的压力与所盛液体的重力的关系。因为容器的形状不一定为柱形,所以不能根据水的质量求深度,可以根据p=ρgh求解。而要推测出玻璃杯的大致形状,必须根据液体对容器底部的压力与所盛液体的重力的关系。

答案:水的深度

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