壓強(qiáng)錯(cuò)解“集結(jié)號”

楊博春

在壓強(qiáng)這部分內(nèi)容中，包括的知識(shí)點(diǎn)主要有：壓強(qiáng)的概念、液體壓強(qiáng)、壓強(qiáng)的計(jì)算、大氣壓強(qiáng)、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系等。在這些知識(shí)點(diǎn)中，壓力的概念；在進(jìn)行壓強(qiáng)計(jì)算時(shí)，受力面積的確定；液體壓強(qiáng)與液體密度及深度的關(guān)系；液體深度的確定等都是同學(xué)們?nèi)菀壮霈F(xiàn)錯(cuò)誤的地方。只有對這些知識(shí)點(diǎn)把握到位，在進(jìn)行解題時(shí)才不會(huì)犯錯(cuò)。下面，結(jié)合同學(xué)們平時(shí)出錯(cuò)率較高的一些例題，對這部分知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化，希望幫助同學(xué)們更好地掌握這部分內(nèi)容。

一、理解錯(cuò)誤壓力

例如圖1，用10 N的壓力把一物體壓在水平地面上，此物體自身的重力為20 N，與地接觸面積為10 cm2。那么此物體對地面的壓強(qiáng)為多少？

典型錯(cuò)誤由題意得

p=== Pa=2×104 Pa

錯(cuò)因分析求此物體對地面的壓強(qiáng)時(shí)，對地面的壓力F中漏掉了作用在物體上的壓力。物體對地面的壓力應(yīng)為F=G+F′。

正確答案由題意得

p=== Pa=3×104 Pa

所以物體對地面的壓強(qiáng)為3×104 Pa。

歸納拓展在求解壓強(qiáng)時(shí)，要注意對壓力的確定。不能簡單地認(rèn)為物體的重力就是壓力，正確掌握壓力和重力的關(guān)系，才能準(zhǔn)確把握壓力的大小。

二、理解錯(cuò)誤受力面積

例重79 N的正方體鐵塊放在0.5 m2的水平桌面中央，求鐵塊對桌面的壓強(qiáng)。（g=9.8 N/kg，鐵=7.9×１０３ kg/m3）

典型錯(cuò)誤對于這道題，許多同學(xué)不假思索，很快進(jìn)行如下計(jì)算

p=== Pa=158 Pa

錯(cuò)因分析上述計(jì)算過程中的錯(cuò)誤是沒有正確區(qū)分p=公式中S的含義。鐵塊放在桌面中央，桌面受力面積應(yīng)為鐵塊與桌面的接觸面積，接觸面積不一定等于桌面的面積。應(yīng)先求出鐵塊的底面積，再確定桌面的受力面積，才能正確求出桌面受到的壓強(qiáng)。

正確答案鐵塊的質(zhì)量

m== kg=7.9 kg

鐵塊的體積

V== m3=10-3 m3

因?yàn)殍F塊是正方體，所以鐵塊邊長是0.1 m，底面積S=0.01 m2<0.5 m2，鐵塊與桌面接觸面積小于桌面的面積。故桌面受力面積應(yīng)為0.01 m2，則鐵塊對桌面的壓強(qiáng)

p=== Pa=7 900 Pa。

歸納拓展求解物體的壓強(qiáng)，關(guān)鍵是要正確分析受力面積，這就要求我們必須清楚地知道物體之間的接觸面積是多少，不能認(rèn)為題中給出的面積就是受力面積。

三、錯(cuò)誤判斷液體的密度

例如圖2所示，甲乙兩支完全相同的試管，內(nèi)裝質(zhì)量相等的液體，甲試管豎直放置，乙試管傾斜放置，兩支試管液面相平。設(shè)液體對兩試管底的壓強(qiáng)分別為p和p，則p___________p。（選填“大于”、“等于”或“小于”）

典型錯(cuò)誤等于。兩支試管的高度相同，液體質(zhì)量相同， 根據(jù)公式p=ρgh得p=p。

錯(cuò)因分析造成錯(cuò)誤的主要原因，在于沒有正確分析甲、乙兩種液體的密度關(guān)系，受到圖形和思維定式的干擾，認(rèn)為兩種液體的密度是相等的。

正確答案兩支試管的豎直高度相同，液體的體積不同，則由圖2可知V＜V。又已知液體的質(zhì)量m相同，由公式ρ=，可知ρ>ρ，再根據(jù)壓強(qiáng)公式p=ρgh，得出p>p。故正確的答案為：大于。

歸納拓展在求解液體壓強(qiáng)時(shí)，同學(xué)們很注重對“h”的確認(rèn)，對液體的密度這一影響液體壓強(qiáng)的重要因素經(jīng)常容易忽略。同學(xué)們對這兩個(gè)影響壓強(qiáng)的因素都要有準(zhǔn)確地把握才能避免犯錯(cuò)誤。

四、錯(cuò)誤判斷液體的深度

例如圖3，放在水平桌面上的圓柱形容器，裝滿水后，容器中A點(diǎn)的壓強(qiáng)為多少？（g取10 N/kg）

典型錯(cuò)誤由公式p=ρgh=1.0×103×10×0.1Pa

=1 000 Pa。

錯(cuò)因分析公式p=ρgh中h表示深度，它是指從液體的自由液面到計(jì)算壓強(qiáng)的那點(diǎn)間的豎直距離，而不是計(jì)算壓強(qiáng)的那點(diǎn)到液面底部的距離。

正確答案由圖可知A點(diǎn)深度h應(yīng)是30 cm，根據(jù)公式，A點(diǎn)受到的壓強(qiáng)應(yīng)為p=ρgh=1.0×103×10×0.3 Pa=3 000 Pa。

歸納拓展對液體深度的確認(rèn)方法是：容器中某一點(diǎn)的深度，是指從液體的自由液面到液體中該點(diǎn)的豎直距離，而非該點(diǎn)到容器底部或者其他部位的距離。

五、錯(cuò)誤判斷容器的形狀

例重為20 N的容器放在水平桌面上，容器內(nèi)盛有60 N的水，水深0.4 m，容器的底面積S=2×10-2 m2。求水對容器底部的壓強(qiáng)。（g取10 N/kg）

典型錯(cuò)誤水對容器底部的壓力F=G=60 N。

水對容器底部的壓強(qiáng)

p== Pa=3 000 Pa

錯(cuò)因分析F=G是不一定成立的，液體對容器底的壓力與液體本身重力的關(guān)系跟容器的形狀有關(guān)。圖4a中F=G，圖4b中F＞G，圖4c中F

正確答案p=ρgh=1.0×103×10×0.4 Pa=4 000 Pa

歸納拓展液體對容器底部的壓力和液體本身重力的關(guān)系與容器的形狀有關(guān)，不能認(rèn)為液體的重力始終與容器底部所受的壓力相等。

六、錯(cuò)誤理解大氣壓強(qiáng)

例1關(guān)于大氣壓強(qiáng)，下列說法正確的是（）

A． 大氣壓的值在不同的地點(diǎn)是不相同的

B． 大氣壓等于76 cm高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)

C． 離地面越高，大氣壓數(shù)值就越大

D． 同一地方大氣壓的數(shù)值不會(huì)發(fā)生變化

典型錯(cuò)誤B或C。

錯(cuò)因分析錯(cuò)選B的原因是不知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件。由于大氣壓與多種因素有關(guān)，因此，把76 cm高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。而不同情況下，大氣壓的數(shù)值不同，大氣壓的值并不是一成不變的。錯(cuò)選C是記錯(cuò)了大氣壓與海拔高度的關(guān)系。大氣壓的數(shù)值與海拔高度有關(guān)，離地面越高，大氣壓越低。一般來說，在海拔3 000 m高度內(nèi)，平均每升高12 m，大氣壓降低133.3 Pa。其實(shí)，大氣壓除了與高度有關(guān)外，在同一地點(diǎn)，大氣壓還與天氣、季節(jié)甚至?xí)r間等因素有關(guān)。通常，晴天的大氣壓比陰天高，冬天的大氣壓比夏天的高，上午的大氣壓比下午的高。

正確答案A。

例2兩塊平整的玻璃合攏后，很難分開，這是因?yàn)椋ǎ?/p>

A． 兩塊玻璃自己粘在了一起

B． 用的力氣小，所以分不開

C． 是大氣壓的作用

D． 無從下手，所以難以分開。

典型錯(cuò)誤錯(cuò)選A、B或D。

錯(cuò)因分析由于玻璃非常平整，合攏時(shí)就把玻璃之間的空氣排出了，而玻璃的外側(cè)受大氣壓的作用，緊緊地壓在一起，所以很難把它們分開。假設(shè)兩塊玻璃的面積為10 cm2，那么分開這么小面積的兩塊玻璃就需要大約100 N的力，可見，兩塊較大面積的玻璃合攏后很難分開。

正確答案C。

歸納拓展對大氣壓強(qiáng)知識(shí)的理解，應(yīng)該從它產(chǎn)生的原因入手，進(jìn)一步掌握其大小、如何證明其存在及有何應(yīng)用等知識(shí)。只是從表面上了解，不能夠深入理解和掌握，是出現(xiàn)錯(cuò)解的根本原因。

七、錯(cuò)誤理解流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系

例1如圖5所示，下列說法中正確的是（）

A. A處水流速度最大，壓強(qiáng)最大

B. B處水流速度最大，壓強(qiáng)最大

C. B處水流速度最大，壓強(qiáng)最小

D. A、B、C三處水流速度相同，B處壓強(qiáng)最小

典型錯(cuò)誤A或D。

錯(cuò)因分析這是一道考查課本實(shí)驗(yàn)的題目。錯(cuò)選A的原因是認(rèn)為A處離水龍頭近，所以A處水流速度大，壓強(qiáng)小。錯(cuò)選D的原因是認(rèn)為在一定時(shí)間內(nèi)流過A、B、C三處的水量相同，所以A、B、C三處水流的速度相同。其實(shí)，雖然在一定時(shí)間內(nèi)流過A、B、C三處的水量相同，但由于B處水管較細(xì)，所以只有B處的水比A、C兩處的流速大，才能在相同的時(shí)間內(nèi)與A、C兩處流過相同的水量。B處豎直水柱的高度較小，表示B處水流的壓強(qiáng)較小，因?yàn)榱魉佥^大的地方壓強(qiáng)較小。

正確答案C。

例2閱讀下面一段文字，回答問題。

草原犬鼠的空調(diào)系統(tǒng)

圖6是非洲草原犬鼠洞穴的橫截面示意圖，犬鼠的洞穴有兩個(gè)出口，一個(gè)是平的，而另一個(gè)則是隆起的土堆。生物學(xué)家不是很清楚其原因，他們猜想：草原犬鼠把其中一個(gè)洞口堆成土包狀，是為了建一處視野開闊的瞭望臺(tái)。如果這一假設(shè)成立的話，它又為什么不在兩個(gè)洞口都堆上土包呢？那樣不是有兩個(gè)瞭望臺(tái)了嗎？物理學(xué)家觀察后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上正是由于兩個(gè)洞口形狀不同，才使地面上的風(fēng)吹進(jìn)了犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去了習(xí)習(xí)涼風(fēng)。這實(shí)際上是草原犬鼠的天然“空調(diào)系統(tǒng)”。

試從物理學(xué)的角度說明為什么地面上的風(fēng)能吹進(jìn)犬鼠的洞穴，給犬鼠帶去習(xí)習(xí)涼風(fēng)？并說明洞穴中的空氣流動(dòng)的方向。

典型錯(cuò)誤此題是一道問答題，由于“讀”不懂圖，出現(xiàn)的錯(cuò)誤答案形式是多樣的，在此不再贅述。

正確答案風(fēng)吹過平的洞口與吹過凸起的洞口時(shí)，氣體流速不同，右邊洞口氣體流速大于左邊洞口。根據(jù)流體壓強(qiáng)特點(diǎn)，流體流速越大的地方，壓強(qiáng)越小，導(dǎo)致左邊洞口氣體壓強(qiáng)大于右邊，空氣從左邊洞口吹進(jìn)，從右邊洞口吹出，形成天然的“空調(diào)系統(tǒng)”。

歸納拓展對于“流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系”這部分內(nèi)容，生活中的事例很多，同學(xué)們不要僅滿足于了解課本知識(shí)。隨著新課改的不斷推進(jìn)，現(xiàn)在的考題改變了原來只考查理論知識(shí)以及結(jié)論的形式，逐漸向考查知識(shí)獲得的過程（例1）及理論知識(shí)的應(yīng)用（例2）轉(zhuǎn)型。同學(xué)們要轉(zhuǎn)變以前的學(xué)習(xí)觀念，跟上時(shí)代的發(fā)展。