淺談液體壓強(qiáng)題的參考答案

于學(xué)巖+朱曉嵐+蘇福河

中圖分類號：G622 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）14-212-02

現(xiàn)以人教版八下配套教參，對課文里“動手動腦學(xué)物理”液體壓強(qiáng)題的參考答案簡述如下淺見，用以跟同行交流，并期望得到各位師長指教（因受篇幅所限，題的內(nèi)容請參看課文）。

課本p38“動手動腦學(xué)物理”共編寫5道題：

例1：教參答案：因為液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)，液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，所以每次橡皮膜都向內(nèi)凹，而且第二次凹進(jìn)得更多。我們認(rèn)為：

（1）該題的完整答案應(yīng)為：如圖1所示：根據(jù)“力能改變物體形狀”和“液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律”：①因為液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)和壓力；②液體內(nèi)部的壓強(qiáng)和壓力都是隨深度的增加而增大的；③瓶口朝上時橡皮膜離液面淺、橡皮膜受到的壓強(qiáng)和壓力都??；瓶口朝下時橡皮膜離液面深、橡皮膜受到的壓強(qiáng)和壓力都大；所以每次橡皮膜都向內(nèi)凹、且第二次凹進(jìn)得更多些。

（2）由于瓶內(nèi)密閉了空氣實驗證明：要用一次輸液器前端的針頭扎進(jìn)瓶壁，連接針頭的細(xì)輸液管搭在杯外，使瓶內(nèi)空氣跟瓶外大氣相通，這樣橡皮膜都向內(nèi)凹進(jìn)現(xiàn)象才會明顯。

（3）經(jīng)查該題最早編輯在1989.10.第1版義教試用課本p119第8題如圖2所示：一根兩端開口的玻璃圓筒，兩端都扎上橡皮膜，豎直地插入水中。為什么橡皮膜都向內(nèi)凹？為什么下端向內(nèi)凹進(jìn)得更多？我們通過實驗證明：豎直地插入水中以后，依據(jù)帕斯卡定律可知：密閉管內(nèi)的氣體能夠傳遞下端所受的壓強(qiáng)和壓力！上端的橡皮膜是向外凸出、下端的橡皮膜才是向內(nèi)凹進(jìn)的！后來該題才修改成現(xiàn)在題中的內(nèi)容。

（4）九十年代及以前的課文里，均用“凸出的橡皮膜，表示靜止液體對容器底和側(cè)壁能夠產(chǎn)生壓強(qiáng)”；我們認(rèn)為：根據(jù)“力是改變物體形狀的原因”，“凸出的橡皮膜，直觀表示靜止液體對容器底和側(cè)壁能夠產(chǎn)生壓力”！分析后再指出：“凸出的橡皮膜，能夠間接表示靜止液體對容器底和側(cè)壁產(chǎn)生壓強(qiáng)大小”。這個實驗是符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和流體靜力學(xué)內(nèi)容的。

（5）2001.12.第1版舊課標(biāo)課本p70.采用右示上圖的演示實驗，我們認(rèn)為它涉及到流速、壓強(qiáng)、射程、下落高度和時間等5個物理量值之間的關(guān)系，既超出了初中物理教學(xué)內(nèi)容，又不屬于流體靜力學(xué)范疇。特別是把上圖圖片稍加處理，就露出下圖的“真面目”：下數(shù)第2個孔的射程最遠(yuǎn)！現(xiàn)用課本p33.圖9.2-1亦采用這種裝置：“說明液體對側(cè)面有壓強(qiáng)”，我們認(rèn)為在教學(xué)中是不宜選用的。

例2：教參答案：如圖3所示：根據(jù)p=ρgh，由于兩個容器中所盛的液體密度相同，右邊的容器中液體的深度大，所以右邊容器底受到的壓強(qiáng)大。我們認(rèn)為：

（1）該題最早編輯在課文里時，并沒有“兩個容器中盛有同種相同質(zhì)量的液體”的已知條件，那時的插圖十分清晰！根據(jù)“插圖是重要的已知條件”來解答該題：實際測得：兩個容器里液體深度：h左≈1cm、h右≈3cm?！遠(yuǎn)右/h左≈3cm/1cm≈3.0（倍，遠(yuǎn)大于水銀跟其他液體密度之比值），∴左槽裝水銀、右筒不裝水銀時：p左>p右；左槽不裝水銀、右筒裝任何液體時：均有p左

（2）該題在比較“哪個容器底受到的壓強(qiáng)大”時，插圖是重要的已知條件！容器底受到的壓強(qiáng)只跟容器中液體的深度和液體密度有關(guān)、而跟液重或體積等地?zé)o關(guān)！故知“兩個容器中盛有相同質(zhì)量的液體”是沒有用的條件！通過看圖就能明確深度的大小，就可以不用相同質(zhì)量這一條件。但這個條件可以使有些學(xué)生誤答為：“兩容器底受到的壓強(qiáng)相等”。

（3）思考題：①請比較容器底所受的壓強(qiáng)與壓力的大?。ù藭r，壓力等于容器內(nèi)的液重）；②若不計容器質(zhì)量、請比較水平桌面所受的壓強(qiáng)與壓力的大小。

例3：教參答案：（1）在容器的左、右兩部分裝入不同深度的水，會看到橡皮膜凹向深度小的一側(cè)。（2）在容器的左部分裝入水，右部分裝入相同深度的酒精，會看到橡皮膜凹向酒精的一側(cè)。我們認(rèn)為：

要詳細(xì)分析為：內(nèi)裝同種液體深度如圖4所示：∵p=ρhg、h左

例4：教參答案：液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大，攔河壩隨著深度的增加受到水的壓強(qiáng)也增大，在單位面積上受到的壓力也隨之增大。攔河壩設(shè)計成下寬上窄的形狀，可以使它隨著深度的增加承受的壓力也增大。p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×175 m=1.8×106 Pa。

我們認(rèn)為：（1）該問題可以從以下幾個方面作答：①由p =ρhg可知：水越深對壩下部的壓強(qiáng)和壓力都大，下部寬，抵抗壓強(qiáng)、特別是抵抗壓力的能力增強(qiáng)；②下部寬增大攔河壩對壩基的受力面積，能夠減小壩重對壩基的壓強(qiáng)；③上窄下寬，能節(jié)約建筑材料；④上窄下寬，能降底壩的重心、增大壩的穩(wěn)度；……以上均符合初中教學(xué)內(nèi)容。（2）題中沒有給出“g取10N/kg”，故此問的正確答案應(yīng)為：p=ρgh=1.0×103 kg/m3×9.8N/kg×175 m=1.715×106 Pa。

（3）題中給出的“185m”沒有使用，叫做“干擾條件”。

例5：教參答案：這種地漏的結(jié)構(gòu)是一個“扣碗"倒扣在存水杯上，存水杯與下水管連接。當(dāng)存水杯中的水滿后，由連通器原理可知，水就會從下水管流出，而下水管中的“異味”則不能通過地漏進(jìn)入室內(nèi)，從而達(dá)到密封“異味”的效果。

我們認(rèn)為：浴盆下面一要安裝“反水彎（鵝頭）”如圖5右所示；排水管入地還要安裝“地漏”如圖5左所示。它們都是利用“連通器原理”封堵地下管道里的“異味”的！

因受篇幅所限，教參相關(guān)答案不再贅述。向提供圖片和提出很好修改建議的王秀峰高級教師致謝！以上謬誤難免，敬請各位師長斧正。