李丽坤
(云南省民族大学附属中学 650031)
摘要:在初中物理试题中,常常将“浮力”与“压强”这两部分知识综合起来,求液体对容器底部压强的变化,它是一种考查学生综合物理素养的能力型的一种综合题。这类习题涉及到的知识点多,对同学的思维能力、综合运用知识的能力要求较高,浮力和液体压强是初中物理考查的重点和难点,也是中考常考题型。因此同学解这些习题感到很困难,无从下手。同学在解这类习题的过程中,主要思维障碍是液面高度的变化Δh的判断,即两个位置液面的变化,而Δh的判断是它们的连接点,也恰恰是解这类题的关键。首先要解决这类问题要让学生明白以下原理。放入物体或注入液体后,液面升高致使容器底部受到的液体的压强增大,增大的压强是由于增加的Δh导致的,所以压强变化的理论依据是 ΔP = ρg△h。笔者在中考专题复习时,将这种习题分为两种类型 , 运用图形语言进行归类剖析,形象直观,浅显易懂,学生易理解、接受,因此收到了较好的效果 。 本文将这类题目进行归类剖析。
关键词:浮力 压强变化量 压强 液面变化量
第一类 : 规则容器中的液体的质量没有变化 。
例1、底面积S容=100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为500cm3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后如图甲所示,若将一体积为400cm3 ,重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:水对容器底部受到的压强增大了多少?(g取10N/kg)
解析:因为容器中的液体的质量(或体积)没有变化,液体变化是由于放入(或拿出)物体后引起的,所以物体放入前后,液面下的体积变化△V
第二类:规则容器中的液体的质量发生了变化
这种类型中有一类是:已知倒入的液体质量,不知道物体的状态。
例2、如图,一个底面积S容=300cm2的圆柱形容器内装有h1=3cm深的水,水面上有底面积为 S木=80cm2,高H=10cm的均匀长方体木块,密度为0.6× 103kg/m3,若(1)小明向容器中注入440g水,此过程中木块始终竖立,水未溢出容器外(水的密度为ρ水 = 1× 103kg/m3)(2)若小明向容器中注入960g水,此过程中木块始终竖立,水未溢出容器外。
求:容器底部受到水的压强分别变化了多少 ?(g取10N/kg)
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分析:因为木块的密度小于水的密度,所以水倒入容器中,有可能出现两种情况,木块离开或未离开容器底部,木块所处的状态需通过分析才能确定,因此此类题一般先假定液体倒入容器后,木块未离开容器底部,所以倒入容器中的液体去填充木块周围的空间,
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那接下来怎样确定△h我们就不能简单的套用(1)问的公式了。
下面我用下面图形来分析上面的情形:
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由上面分析可知当小明向容器中注入960g水时,木块最终漂浮在水面上。则此时
所以我们在遇到这类题时不能用一个特定的公式或方法来求解,而要从理解物理意义入手,具体问题具体分析,寻求液体深度的变化
△h,才能根据△p =ρg△h得出正确结论。
总之液体压强变化问题中的变量分析,是初中物理的一个难点, 情况远不只有以上几种,但这里所讲的目的是想通过分析提高学生解决实际问题的能力,培养学生的思维能力,只要我们掌握了这种思维模式,把所学知识灵活应用,一定会突破一个个难点的。
参考文献
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[3]孙德生,“压强、浮力”综合题的复习策略-谈图形解疑[J].物理之友,2001年(6):33-34
[4]刘合银,浅谈液体对容器底部压强的变化[J].湖北中小学实验室,2001年(6):1.
作者简介:李丽坤,女,云南昆明市寻甸县人,中学一级教师,从事中学物理教学研究。