中考物理二轮复习专题冲刺专题06 固体与液体的压强变化分析计算(解析版)
专题 06 固体与液体的压强变化分析计算
一、分析计算压强变化常用到的基础知识:
① 压强:
S
F
p
ghp
② 密度:
V
m
③ 重力与质量的关系: G = mg
④ 柱形物体的体积:V= sh
⑤ 力的概念:力的平衡、压力。
二、常见题目类型:面对的大多是柱形物体或柱形容器内的液体。
1、固体:①叠放(或施加压力); ②切割; ③叠放、切割+叠放等问题。
2、液体:①在容器倒入或抽取原液体;②在液体中放入或取出物体。
3、固体压强与液体压强比较。
三、选择题的分析判断方法:
物理公式推导(定性、定量)、数学比例、极限法、分解法、给予数值法等。
① 根据题目提供的已知条件判断出两个物体原来的密度、压力、压强的大小关系。可根据 P=F/S P=ρgh ρ
=
m/V 等判断。
② 根据要求的未知物理量,确定压强、压力的变化情况:变化量(ΔP、ΔF)。
③ 结合题目找出改变(增大或减小)ΔP、ΔF的方法。变化的压强可以用 ΔP=ΔF/S (对于柱类物体也可用
ΔP=ρgΔh)等分析计算;变化的压力可以用 ΔF=Δmg
、
ΔF=ΔPS
、
ΔF=mg/n( n 为比例)等分析计算。
④ 柱形物体或液体的压强均可以用 P=F/S 或 P=ρgh 判断,要看题目提供的条件。
分析此类问题应用的知识多,综合性强,应熟练掌握质量、重力、压力、密度、压强及体积、面积等有关知识。
四、计算题的分析判断方法:
一般计算的是有关压强、压力或它们的变化量等问题,需注意的是有些情况下,可以列出等式求解更方便,
g可能不用参加计算。
【例题 1】如图 1所示,实心均匀正方体甲、乙分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。现从甲、乙正
方体上部沿水平方向切去部分后,它们剩余部分的体积相等,则甲、乙对地面的压力变化量△F甲和△F乙的
关系是
1
A.△F甲一定大于△F乙 B.△F甲可能大于△F乙
C.△F甲一定小于△F乙 D.△F甲可能小于△F乙
【答案】C
【解析】
① 先根据原来提供的已知条件(切去前),推导出有关的物理量(如密度的大小关系、质量的大小关系、压
强的大小关系等),像本题
a. 原来甲与乙对地面的压强相等,即 p甲=p乙 根据 p=ρgh 可知:
ρ
甲
gh
甲
=ρ
乙
gh
乙
因为 h
甲
<h
乙
所以甲与乙的密度关系为:ρ甲>ρ乙
b. 根据 p=F/S可知: 因为 S
甲
<S
乙
p甲=p乙 所以甲与乙的压力关系为:F甲< F 乙
② 再根据切去以后(即变化的过程)判断出有关的物理量的变化情况,像本题:
从甲、乙正方体上部沿水平方向切去部分后,它们剩余部分的体积相等 V
甲
=V
乙
,
根据 m=ρV,因为 ρ甲>ρ乙 所以 m甲>m乙 即甲与乙的压力关系为:F甲′> F 乙′
③ 比较原来与现在的相同的物理量即可得出结果。像本题:
原来甲与乙的压力关系为:F甲< F 乙
现在甲与乙的压力关系为:F甲′> F 乙′
故 △F甲一定小于△F乙
【例题 2】如图 2所示,放在水平地面上的物体 A、B高度相等,A对地面的压力小于 B对地面的压力。若在
两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的厚度 hA′、hB′及剩余部分对
地面压强 pA′、pB′的关系是
A.hA′>hB′,pA′<pB′ B.hA′>hB′,pA′>pB′
C.hA′<hB′,pA′>pB′ D.hA′<hB′,pA′<pB′
【答案】A
【解析】
由原来 A、B高度相等,A对地面的压力小于 B对地面的压力,可知 A的质量小于 B的质量;即
hA=hB时,mA<mB。现在剩余的是 mA′=mB′,可推导出 hA′>hB′ 。剩余部分对地面的压强运用 p=F/S,A的底
2
面积大于 B的底面积。可以得出 pA′<pB′。
这道题的关键是运用数学知识分析比较。
【例题 3】如图 3所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器分别置于高度差为 h的两个水平面上。甲物
高为 5h
、
底面积为 S甲;圆柱形容器高度为 7h,液体乙深度为 6h、底面积为 S乙(S甲=2S乙)、体积为 5×10-3
米3(ρ乙=0.8×103千克/米3)。求:
① 液体乙的质量 m乙。
② 距离液面 0.1 米深处的液体内部压强 P乙。
③ 如图所示,若沿图示水平面 MN 处切去部分甲物,从容器中抽取部分乙液体至水平面 MN 处,发现二者
质量的变化是一样。现从甲的上部继续沿水平方向截去高度
△
h后,甲对水平地面压强为 P’甲;向容器中加
入深度为
△
h的液体乙后,乙对容器底部的压强为 P’乙。请通过计算比较 P’甲和P’乙的大小关系及其对应的
△
h取值范围。
【答案】
①4千克;② 784 帕;
③
△
h=1.2h
1、若 0<
△
h≤1.2h,则 P’甲≥P’乙
2、若 1.2h <
△
h<4h,则 P’甲<P’乙
【解析】
解答本题的关键是要找到甲与乙密度大小的关系,然后在列出一个等式求解。
① 由密度公式可得 m乙=ρ乙V乙=4千克
② P乙=ρ乙gh=0.8×103千克/米3×9.8 牛/千克×0.1 米=784 帕
③ 先比较出甲与乙密度的大小关系,因为二者质量的变化是一样,根据
△m甲=△m甲 ρ 甲h甲S甲=ρ乙h乙S乙 ρ甲h2S 乙=ρ乙3h乙S乙
甲与乙的密度关系 ρ甲
:
ρ乙=3:2
再设变化
△
h时两者的压强相等可列出等式:
P’甲=P’乙
3
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