黄生强
湖北省潜江市园林二中，433100
【题目】如图甲所示为中国首艘国产航母001A下水时的情景.某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程，他们将一个质量为2kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部，该柱形容器质量为6kg、底面积为0.03m2、高为0.4m，如图乙所示.现在向容器中加水，当加水深度为0.1m时，模型刚好离开容器底部，如图丙所示.继续加水直到深度为0.38m，然后将一质量为0.9kg的舰载机模型轻放在航母模型上，静止后它们一起漂浮在水面上.(g取10N/kg)
(1)求图丙中水对容器底部的压强为多少?
(2)求图丙中航母模型浸入水中的体积为多少?
(3)放上舰载机后整个装置静止时，相对于水深为0.38m时，容器对水平地面的压强增加了多少？
.png)
放上舰载机模型后航母模型仍然漂浮水面，由于容器为柱形容器,所以容器对水平地面增加的压力等于增加的浮力
.png)
在此错解中由于容器高度有限，没有考虑放入舰载机模型后水会溢出容器口，容器对水平地面增加的压力小于增加的浮力.
【正解一】
舰载机模型的重力
G舰＝m舰g＝0.9kg×10N/kg＝9N
容器为柱形容器，放上舰载机模型后水对容器增加的压力等于增加的浮力
ΔF1＝ΔF浮＝G舰＝9N
由于航母模型漂浮F浮2＝G
水对柱形容器底的压力等于0.38m高水的重力
放入舰载机前容器对水平地面的压力
F１＝G总＝Ｇ容＋G水＝6kg×10N/kg＋0.38m×0.03m2×103kg/m3×10N/kg＝174N
同理，由于容器高度有限，若放入舰载机模型后水刚好与柱形容器口相平，即没有水溢出容器口，此时容器对水平地面的压力
F2＝G总＝G容＋G水＝6kg×10N/kg＋0.4m×0.03m2×103kg/m3×10N/kg＝180N
即刚好没有水溢出容器口时，能放入的物体的重力
ΔG物＝G′总－G总＝180N－174N＝6N
ΔG物<G舰
则放入舰载机模型后水一定会溢出容器口
此时容器对水平地面增加的压力
ΔF2＝ΔG物＝6N
则容器对水平地面的压强增加了
.png)
【正解二】
舰载机模型的重力
G舰＝m舰g＝0.9kg×10N/kg＝9N
由于容器高度有限且容器为柱形容器.放入舰载机模型后水会溢出容器口，水面上升的高度
Δh=h－h0=0.4m－0.38m=0.02m
航母模型漂浮时排开的水的体积增加了
ΔV排=SΔh=0.03m2×0.02m=6×10－4m3
此时航母模型漂浮时的浮力增加了
ΔF＝ΔF浮＝ρ水gΔV排＝103kg/m3×10N/kg×6×10－4m3＝6N
ΔF<G舰
由此可见，放入舰载机模型后，有水溢出容器口，容器对水平地面实际增加的压力
ΔF＝6N
则容器对水平地面的压强增加了
.png)
解答此题的关键点一,容器为柱形容器,液体对容器底部的压力等于液体重力即F＝G液,同理,在柱形容器中增加的浮力等于液体对容器底部增加的压力ΔF浮＝ΔF.解答此题的关键点二,在此题中由于容器高度有限,在错解中没有考虑放入舰载机模型后水会溢出容器口,此时,液体对容器底部增加的压力小于舰载机模型的重力.
在初中物理总复习时物理概念与知识点多而面广,以这些知识点从不同的角度来命题千变万化,加之各类试题的演变与衍生又无穷无尽，使得这方面的习题成了“题海”.如何让学生从茫茫“题海”解脱出来呢？我认为主要是在习题课教学中实施习题变式，改变学生盲目的做题,一味的死做题的现象,转变学生的物理复习方式,通过习题变式训练，对习题进行一题多解、一题巧解和多题一解能强化发散学生的思维能力,拓展学生的思维空间,引导他们多角度、多方位地审视问题,对提高学生的解题素养和解题能力起到事半功倍的效果.
作者简介：姓名：黄生强，出生年月1970.01.03，性别：男，籍贯：湖北潜江，职称：中学一级教师。