物理復習:固體壓強基本計算方法解析

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)
    公式:p=F/S

  注意事項:1、壓強單位一定是帕斯卡(Pa),要求公式中的單位統(tǒng)一為國際單位(受力面積S單位:m2)

  2、壓力產(chǎn)生和重力并無直接關(guān)系。如圖1所示,物體對墻面壓力等于F而非物體重力G。

  3、物體靜止放在水平面上,當不受其他外力時物體對水平面壓力F=G。此種解題情況最為常見,可以單獨記憶,其他情況受力分析解決。

  4、受力面積S相互作用時兩物體相互接觸的面積,而不是其他的面積。

  一、特殊值法

  例1、三個大小不同的長方體疊在一起,長方體甲、乙、丙的質(zhì)量分別為1kg、2kg、3kg,它們的底面積分別為100cm2、200cm2、300cm2,那么,甲對乙、乙對丙、丙對地的壓強之比為____

  A.1:2:3  B.1:3:6  C.2:3:4  D.3:4:5

  分析:很多題目尤其是填空題提供大量數(shù)據(jù)的目的往往不是要求進行具體計算,根據(jù)比例關(guān)系取特殊值的方法可以使問題得到最大簡化,前提是單位已經(jīng)統(tǒng)一。本題中,甲、乙、丙的重力之比等于質(zhì)量之比為1:2:3,我們不妨設甲乙丙的重力分別為1、2、3;同理甲、乙、丙底面積也可設為1、2、3,直接使用特殊值進行計算F=1,F(xiàn)=1+2=3,F(xiàn)=1+2+3=6,S=1,S=2,S=3,則則壓強比為2:3:4

  練習1:在水平地面上平放著一塊磚A,然后在它上面再平放著與它同樣材料制成的半塊磚B,半塊磚B對整塊磚A的壓力產(chǎn)生的壓強為pB,整塊磚A(上面放有半塊磚B)對地面的壓強為pA,則pB與pA的比為( )

  A.2:3  B.3:2   C.1:2   D.2:1 答案:A

  二、柱形固體問題

  放在水平面上的均勻柱形固體,設其底面積為S,高為h,則其對水平面壓強p=ρgh,則(柱形固體在水平面上不受其他外力時)p=ρgh,或者柱形固體對水平面壓強只有其材料、高度決定,與受力面積大小無關(guān)。

  例2、a、b兩個由同種材料制成的圓柱體,它們的高度相同,質(zhì)量之比ma:mb=3:5,把它們豎直放置在水平桌面上,則水平桌面受到圓柱體的壓強之比pa:pb等于____

  A.1:1   B.3:5  C.5:3   D.9:25

  分析:由題意分析兩圓柱體,ρ相同,h相同,由p=gh,壓強p也相等,所以A為正確答案。

  練習2:同樣的立方體木塊,如圖5沿虛線將其切去一半,剩下的部分對地面壓強之比為____

  A、1:1 B、1:2

  C、2:1 D、4:1

  答案:B

  (解題關(guān)鍵:高度之比為1:2)

  三、受力面積問題

  例4、江河的冰面上所承受的最大壓強是0.7×105Pa,有一輛質(zhì)量為28t的坦克,它的一條履帶跟地面的接觸面積是3.5m2,這輛坦克能不能從冰面上通過?

  分析:坦克履帶為兩條,受力面積是7m2

  解:p=3.92×104(pa)<0.7×105pa,能通過冰面。

  注意:類似問題人走路時與地面接觸的是一只腳,站立時為兩只腳。

  練習3:一頭質(zhì)量為6×103kg的大象,每只腳掌的面積為600cm2,它的重力為____N,它四腳著地時對地面的壓強為____Pa。若大象抬起一條腿,它對地面的壓強____(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(g=10N/kg)

  答案:6×104N;2.5×105Pa;變大。(壓力不變,抬起一條腿受力面積變小)
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