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压强易错题解析

2020-09-10黄继奎

初中生学习指导·提升版 2020年4期
关键词:伞面液面试管

黄继奎

压强是力学中的重点和难点,考题形式千变万化,令很多同学感到头疼,稍不注意就可能出错。下面总结几类易错题型,希望对同学们有所帮助。

误区一:误把深度当高度

例1(2019·广东·广州)如图1所示,在平静的湖中,a、b、c、d四个位置压强最小的是( )。

A. a     B. b

C. c D. d

错解:C

解析:在压强公式p = ρgh中,h是指某点到自由液面的竖直距离,而不是图中所标注的到湖底的距离。由图1可知a点到湖面的距离最短(h深度最小),a处水的压强最小。

答案:A

点评:液体压强公式p = ρgh中,深度h是某点到自由液面的竖直距离,不要把深度误认为液体的高度或液柱的长度。

误区二:不擅于挖掘隐含条件

例2 如图2所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,则液体对试管底部的压强较大的是( )。

A. 甲      B. 乙

C. 一样大    D. 无法确定

错解:C

解析:甲、乙液面高度相同、质量相等,故有的同学误认为甲、乙密度相同。仔细分析图2可知,乙试管中液体的体积较大,甲试管中液体的体积较小,已知两种液体质量相等,由密度公式ρ =  可知:甲液体的密度较大,在图2中两液体深度相同的情况下,根据压强公式p = ρgh可知,甲液体对试管底部的压强较大。

答案:A

点评:从图中得出h甲= h乙、V甲< V乙是本题的突破口。

误区三:混淆固体与液体的压力和压强

例3(2019·四川·眉山)如图3所示,重为2 N、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有8 N的水。将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30 cm,则水对容器底部的压力为   N,容器对地面的压强为   Pa。(g取10 N/kg)

错解:水对容器底部的压力:F = G水 = 8 N。水对容器底部的压强为:p水 =ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3000 Pa;容器对地面的压强为:p容=1000 Pa ;容器加水后对地面总的压强为:p总= p水+ p容= 3000 Pa + 1000 Pa = 4000 Pa 。

解析:当容器不是柱体时,液体对容器底部的压力与固体不同,不等于液体的重力,应根据液体底部的压强来求。本题中水对容器底部的压强:p水 = ρ水 gh =1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3000 Pa,由p= 可得,水对容器底部的压力:F = pS = 3000 Pa×20×10﹣4 m2=6 N。容器底部对地面的压力:F′= G总= G水+ G容=2 N + 8 N = 10 N,容器底部对地面的压强:p = =5000 Pa 。

答案:6 5000

点评:(1)求解固体和液体的压力、压强方法是不同的:对于液体,先根据p = ρgh求压强,再由F =pS求压力;对于固体,先求压力F,再由p =求压强。

(2)液体对容器底部的压力为:F = pS = pghS ,其中“hS”是指以容器的底面积S为底,液体深度h为高的那部分柱状液体的体积。

误区四:流体压强与流速关系不清

例4(2019·山东·烟台)如图4所示,小红手撑雨伞走在路上,一阵大风吹来,伞面被“吸”变形。下列判断推理及其解释中正确的是( )。

A. 伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方

B. 伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速大于下方

C. 伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方

D. 伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速小于下方

错解:D

解析:如图4所示,相同时间内,空气通过伞上方的路程大于通过伞下方的路程,所以伞上方的空气流速大于下方。由于流体的流速越大的地方压强越小,因此傘下方的压强大于上方的压强,伞在上下压强差的作用下被“吸”向上方。

答案:C

点评:相同时间内,空气通过伞上和伞下的路程长短不同,可判断空气流速不同。

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