初中物理中,有關壓強的計算問題是學生普遍覺得較難的問題,筆者在教學過程中,結合教學實踐進行研究,認為壓強問題的重點應是固體壓強和液體壓強,若能理解好p=FS和p=ρgh,及壓力與壓強等相關概念,則這類問題的解答也并非難事.本文將壓強問題分成固體壓強和液體壓強,并結合例題進行分析解答,供參考.
一、固體壓強
壓強是物體在單位面積上所受到的壓力.固體壓強是相互接觸的物體表面的相互擠壓作用產生的,通常由公式p=F/S進行計算.常見的固體壓強問題有:
1.水平面上的壓強問題.水平面上的壓強問題多數情況是由于物體的重力作用,而在接觸面上產生壓強.這時應注意壓力作用的有效面積.對于兩個互接觸的規則物體如圖1中的兩個物理A、B,當放在上方的物體的面積小于下方物體的面積時即A在B上時,承受上方物體重力的實際面積是(有效接觸面積)上方物體的面積;當下方物體的面積小于上方物體的面積時,即B在A上時,承受上方物體重力的實際面積就是上方物體的面積;垂直作用于受力物體表面的力是重力.
2.非水平面上的壓強問題.初中物理問題相對較簡單,不是水平面上的問題,通常就是豎直面內的問題,這類問題一般是:一物塊在水平恒力F的作用下,貼在墻上不動時,物塊對墻的壓強.
解答此類問題時,通常要先根據題意,找出題設條件直接給出的壓力,或根據題意計算出壓力;然后分析找出物體的受力面積;再利用公式計算物體所受的壓強.
【例1】 某種易碎的工業材料,規格為20cm×10cm×6cm,質量為1.8kg,置于水平地面上,如圖2所示.求:
(1)這種材料的密度;
(2)地面受到的壓強;
(3)若該材料能承受的最大壓強是4.5×103Pa,則在它上面最多能疊放幾塊相同的材料?
分析:依密度公式ρ=mV可求該材料的密度,依壓強公式p=FS求壓強,而水平置于地面上時,F=G.(3)問中根據已知的能承受的最大壓強和材料底面積,求出最大壓力,即最大重力,進而求出幾塊相同的材料數.