高考物理復(fù)習(xí)：固體壓強(qiáng)基本計(jì)算方法解析

2007-12-06 17:50:09 　來(lái)源：文章作者：實(shí)驗(yàn)中學(xué) 任多佳

　　公式：p=-

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

　　2、壓力產(chǎn)生和重力并無(wú)直接關(guān)系。如圖1所示，物體對(duì)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(dāng)不受其他外力時(shí)物體對(duì)水平面壓力F=G(圖2)。此種解題情況較為常見(jiàn)，可以單獨(dú)記憶，其他情況受力分析解決。

　　4、受力面積S相互作用時(shí)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(gè)大小不同的長(zhǎng)方體疊在一起，如圖3所示，長(zhǎng)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(duì)乙、乙對(duì)丙、丙對(duì)地的壓強(qiáng)之比為_(kāi)___

　　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(jìn)行具體，根據(jù)比例關(guān)系取特殊值的方法可以使問(wèn)題得到較大簡(jiǎn)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(shè)甲乙丙的重力分別為1、2、3；同理甲、乙、丙底面積也可設(shè)為1、2、3，直接使用特殊值進(jìn)行F甲=1，F(xiàn)乙=1+2=3，F(xiàn)丙=1+2+3=6，S甲=1，S乙=2，S丙=3，則p甲=-=1，p乙=-，p丙=-=2，則壓強(qiáng)比為2:3:4

　　訓(xùn)練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(duì)整塊磚A的壓力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為pB，整塊磚A(上面放有半塊磚B)對(duì)地面的壓強(qiáng)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(wèn)題

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

　　例2、a、b兩個(gè)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(qiáng)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(qiáng)p也相等，所以A為正確答案。

　　例3、如圖4所示，有五塊完全相同的磚以三種形式擺放在水平地面上。(a)是兩塊疊放；(b)是單塊磚平放；(c)是兩塊磚并排平放。它們對(duì)地面的壓強(qiáng)分別為pa、pb、和pc，則____

　　A.pa>pc>pb B.pa＝pc＝2pb

　　C.pa＝pb＝pc D.pb=pc=-pa

　　分析：三種放法較后都是柱形，符合p=gh使用條件，高度之比為2：1：1，材料相同，所以壓強(qiáng)之比等于高度之比，為2：1：1，選擇D。

　　訓(xùn)練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(duì)地面壓強(qiáng)之比為_(kāi)___

　　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(wèn)題

　　例4、江河的冰面上所承受的較大壓強(qiáng)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(guò)？

　　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(guò)冰面。

　　注意：類(lèi)似問(wèn)題人走路時(shí)與地面接觸的是一只腳，站立時(shí)為兩只腳。

　　訓(xùn)練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_(kāi)___N，它四腳著地時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為_(kāi)___Pa。若大象抬起一條腿，它對(duì)地面的壓強(qiáng)____(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)