巧用极限法解决“载去相同高度”压强问题(上)
2016-04-21

在学习物理时,极限分析法是比较难运用的一种方法,尤其是解压强问题,同学们往往难以把握极限分析法解答问题的适用范围。在解压强类的问题时,首先需要抓住的是题干中的变量以及变量的约束范围,然后根据压强定律去规范出变量的变化范围,最后再利用极限分析法去分析,这样就能快速得出答案了。下面将结合几道例题来与同学们一起探讨如何运用极限分析法解决“截去相同高度”的压强问题。
例1 如图1所示,甲、乙两个均匀实心的正方体分别放置在水平地面上,且它们各自对地面的压强相等。若分别在两个正方体的上部,沿水平方向截去相同高度后,则甲、乙的剩余部分对地面的压强p的大小关系为( )。
A. [p甲
p乙] C. [p甲=p乙] D. 无法确定
解析:这道题我们先用常规方法来解。依据“需截去相同高度”,则考虑高度h与压强p的关系,可选用公式[p=ρ固gh]求解压强问题,进一步审题可知,题意满足该关系式的应用条件。设原来甲、乙对地面的压强分别为[p′甲]、[p′乙],高度为[h′甲]、[h′乙],截去相同高度后,甲、乙对地面的压强分别为[p甲]、[p乙],已知条件:[p′甲=ρ甲gh′甲=p′乙=ρ乙gh′乙],其中[h′甲>h′乙],则[ρ甲<ρ乙](条件1)。截去相同高度[Δh]后,因[h′甲>h′乙],所以[h甲=h′甲-Δh>h乙=h′乙-Δh],那么,
[p甲=ρ甲gh甲=ρ甲gh′甲-Δh=p′甲-ρ甲gΔh]——①式,
[p乙=ρ乙gh乙=ρ乙gh′乙-Δh=p′乙-ρ乙gΔh]——②式。
现在比较截去[Δh]后压强[p甲与p乙]的大小关系,只需将①式[-]②式,即有[p甲-p乙=(p′甲-p′乙)+ρ乙-ρ甲gΔh],其中[p′甲-p′乙=0],根据条件1,可知[ρ乙-ρ甲gΔh>0],所以[p甲-p乙>0],即[p甲>p乙]。故答案选B。
从上面的解答过程可以看出,用常规方法计算较为繁琐,很容易出错,我们不妨试试用极限法来解决这道题。……
