淺談初中壓力壓強疑難問題的突破策略

孫鐵軍

(浙江省慈溪市逍林初級中學(xué) 315321)

壓力壓強是初中物理知識中重點內(nèi)容，對于學(xué)生來說也是難點內(nèi)容，在實際解題期間，學(xué)生經(jīng)常因為無法確定壓力、重力和壓強概念，進而對固體液體壓力、解題方法等掌握不足，思路不夠清晰，所以在遇到物理壓力壓強動態(tài)化知識時無法無從下手，導(dǎo)致最終物理成績不足.為提升學(xué)生壓力壓強解題質(zhì)量，需要學(xué)生明確固體、液體壓力壓強知識概念和內(nèi)容等，盡可能在考試中取得好成績，促進學(xué)生未來發(fā)展.

一、初中壓力壓強基本概念介紹

液體知識，由于液體壓強和密度處于的深度存在一定關(guān)系，和容器整體形狀大小無關(guān)，所以可以先借助p=ρgh計算出液體壓強，然后使用公式F=ρS計算出容器底部液體壓力.從初中物理解題中可以得出具體解題思路，尋找固體壓力和液體壓強知識時解題關(guān)鍵內(nèi)容，為使得學(xué)生更好的解決經(jīng)典題型知識，需要對初中物理重點知識和難點知識進行講解和分析.

二、初中壓力壓強疑難問題的突破對策

1.固體壓力知識內(nèi)容

圖1

主要題型如下，一個重量為2N的物體，底面積是200平方米的容器，水平放置在桌面上，容器中盛有10千克的水，水的深度是30厘米，請求出容器對整個桌面的壓力大?。?/p>

解題要點知識：容器放置在水平桌面上，整個桌面受到的壓力都是來自于容器的，還包括容器中的液體，給予的重力，所以解決此道初中物理例題可以將容器和液體看作是一個整體，和容器的形狀大小是不相關(guān)的.所以可以結(jié)合題意列式為F=G總+G器+G液.

將物理式子變式為一個重力為2N，底面積為200平方米的容器，將其放置在水平桌面上，并且容器注重盛有10千克的水，加入將一個重力為5N的物體放置到水中，容器中水不會溢出，那么請求出對桌面造成的壓力？

求解要點此道物理題并未告知物體放入水中的狀態(tài)，也不知道整個物理容器的形狀，通過以往物理題型可以得到，容器形狀并不會受到桌面固體壓力影響，可以選擇簡單規(guī)則容器對物理條件進行分析，結(jié)合物理狀態(tài)可以將其分為三種形式.第一是漂浮，第二是懸浮，第三則是沉底，(在圖2中依次為abc表示)無論什么形式，都是基于原題基礎(chǔ)上，在水中放入一個物體，桌面受到的壓力都是來自整個容器，主要是容器中液體和物體的重力，所以可以將容器中液體和物體看作一個整體.

圖2

圖3

圖2中ab物體是漂浮和懸浮狀態(tài)，這時物體對液體的壓力、液體對物體的浮力在物理學(xué)角度是一對相對作用力，液體對于整個容器壓力，以及容器底部對于液體的支持力也是一對相互作用力，四個力都是整體中出現(xiàn)的內(nèi)力，可以完全忽視，所以，容器對整個桌面的壓力則可以表示為F=G總=G器+G物.圖2中c物體是沉底狀態(tài)，和容器的底部完全接觸，不過物理對于容器底部的壓力以及容器底部對于整個物體的支持力是整體的內(nèi)力，所以不會影響整個桌面受到的壓力，所以F=G總=G器+G液+G物.所以可以借助物理整體法對題型進行分析，可以忽視物體在液體中所處的狀態(tài)，將整個物體看作一個方框作為代替，此道類型題可以使用圖3代替，所以F=G總.

圖4 圖5

變式二，如圖4所示，一個重力為2N的物體，底面積 是200平方米的容器放置在水平桌面上，將一個重力為1N的木塊使用細(xì)繩系在容器低端，用3N的力量拉動繩子，請求出容器對整個桌面產(chǎn)生的壓力.

此題則是在變式一基礎(chǔ)中的a基礎(chǔ)上添加了繩子的拉力，拉力出現(xiàn)在物體和容器之間，是整體的內(nèi)力，可以不做考慮.所以可以從圖4轉(zhuǎn)化為圖5，容器對于整個桌面的壓力則為F=G總=G器+G液+G物.

變式三 如下圖所示，一個重力為2N的物體，底面積是200平方米的容器，放置在水平桌面上，內(nèi)部裝有10千克的水，加入一個重為10N的實心鐵塊使用細(xì)線拴住，并且完全沉浸在水中，水為沒有溢出，繩子的拉力是3N，那么請求出容器對整個桌面的壓力.

圖6 圖7

解題主要內(nèi)容，將容器和內(nèi)部東西看作是一個整體，就是容器、液體和物體屬于一個整體，物理被完全浸入水中，以及部份被浸入液體中，都不會影響最終結(jié)果，繩子的拉力出現(xiàn)在墻壁和物體之間，墻壁并不屬于這個整體，所以，拉力不屬于三者的內(nèi)部，在對物體受力分析使要充分考慮，將圖6轉(zhuǎn)化為如圖7，容器對于整個桌面的壓力則為F=G總-F拉=G器+G液+G物-F拉=G器+G液+F浮.

2.液體壓強知識

圖8

題型是如圖8所示，一個重力為2N的物體，底面積為200平方米容器放置在水平桌面上，容器之中盛有10千克水，水的整體深度是30厘米，請求出容器底部受到的液體壓強.

解題要點結(jié)合p=ρgh計算出液體壓強，和容器形狀是不存在關(guān)系的，針對液體壓強公式進行計算，在此基礎(chǔ)上將物體全部融入到液面深度上，做出改變工作，發(fā)現(xiàn)影響容器底部的是壓強，是重點知識，解決此類知識內(nèi)容關(guān)鍵在于深度Δh的變化，影響液體面的因素主要是物體在液體之中體積發(fā)生變化，也就是ΔV，所以可以畫圖尋找Δh和ΔV之間的關(guān)系，那么問題就可以輕松解決了.

變式一，求解液面上升后液體壓強，底面積為200平方米的圓柱容器，將其放置在桌面上，內(nèi)部盛有深度為30厘米的水，再將一個體積為500 立方米物體放入到水中，那么物體則會浸入到水中，水不會溢出，請求出底部受到的液體壓強.將物體放入到液體中，那么容器中液面就會上升，容器底部受到的液體壓強會不斷提升，那么此時的液體壓強p=ρg(h原+Δh)，物體侵入的狀態(tài)，第一種是懸浮，第二種是沉底，第三種是受到壓力后處于一種平衡狀態(tài)，只有物體浸沒其中，那么V物=V排和狀態(tài)是不存在關(guān)系的.所以可以針對懸浮狀態(tài)進行分析，如圖9中將物體放入到液面中，液體面積上升到Δh，此部分水的體積和增加物體體積相等所以：ΔV=V排=S·Δh，那么Δh=V排/S，則容器底部受到得到液體壓強是p=ρgh=ρg(h原+Δh)=ρg(h原+V排/S).

圖9

變式二是一個底面積是200平方米的圓柱容器，放置在水平桌面上，內(nèi)部專有深度為30厘米的水.將其放置在重為2N、底面積為100平方米的目標(biāo)放入到水中，那么木塊漂浮水沒有溢出，求出容器底部受到的液體壓強.

圖10

解題要點，結(jié)合生活情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，木塊浸入到液體中占得體積是V排，液體從木塊四周上升，則可以依據(jù)變式一基礎(chǔ)上進行求解，那么Δh=V排/(S-S物).這是初中物理知識中一個容易出現(xiàn)的難點知識，可以通過畫圖形式突破.物體放入水中液面就會上升，不過水的體積并不會發(fā)生變化，可以借助畫圖和物體前后體積變化解決問題.如圖10，物體放入前，整體高度則是h，則容器底面積則是s，所以Sh=V水.放入木塊后，則可以組成一個圓柱體，那么S(h+Δh)=V水+ΔV排.整理上述兩個式子則為Δh=ΔV排/S.其中ΔV排是結(jié)合V排=F浮/ρg=ρh(h原+ΔV排/S)

總而言之，只有學(xué)生輕松掌握解題思路，以及正確解題方法，才能夠正確解決初中物理壓力壓強基礎(chǔ)知識，提升對基礎(chǔ)知識的理解程度，所以需要對初中物理題進行分析和解決，做好總結(jié)工作，從而使得學(xué)生可以掌握具體知識內(nèi)容，對于學(xué)生解決問題具有一定價值.學(xué)生還有具備合理解題思路，才能夠更好的解決問題，提升初中物理壓力壓強解題效果，增強物理成績，促進自身發(fā)展.