如何理解固體壓強與液體壓強的區別和聯系

徐鋒南

摘 要：因同學們在學習的過程中對固體壓強與液體壓強的區別容易混淆，在有關計算中也常用錯計算式等。因此從三大方面去體現它們的區別和聯系，幫助引導同學們理解固體壓強和液體壓強的區別，后面還采用舉例方式增進同學們對它們的認識和理解。

關鍵詞：固體壓強；液體壓強；區別；聯系；方法

在“壓強”這一章的教學中，我們經常能發現許多學生對固體壓強與液體壓強的區別和聯系認識不夠，并且在解答相關的問題時經常會混淆，也容易出現錯誤。下面就本人的教學經驗，和大家共同探討解決固體壓強與液體壓強的區別和聯系的方法。以便同學們今后遇到這類問題時能弄個清楚明白。

一、搞清楚固體壓強與液體壓強的區別

固體壓強與液體壓強有以下幾個方面的區別：

1.固體壓強與液體壓強的產生原因不同

固體壓強是由于固體本身的重力或受到擠壓產生的。如，放在水平桌面上的書本對桌面的壓強是由于書本的重力產生的；被壓在豎直面上的物塊對豎直面的壓強是由于被擠壓而產生的，與物塊的重力無關，原因是此時壓力與重力垂直。液體壓強是由于液體的流動和液體重力產生的。

2.固體壓強與液體壓強的方向不同

固體壓強的方向是垂直于接觸面的。液體壓強是各個方向都有的，液體壓強的方向可用液體壓強計去檢驗。

3.固體壓強與液體壓強的計算式不同

固體壓強的計算式只能用壓強的定義式P=■，而液體壓強的計算式有P=■和P=ρgh，只不過計算液體壓強時多用P=ρgh。而P=■只在特殊情況下才用，如在計算柱形容器底受到的液體壓強大小時可用，其他情況不用。

4.固體壓強與液體壓強的影響因素不同

由固體壓強的計算式P=■可知，固體壓強的影響因素有壓力（F）和受力面積（S）。當受力面積（S）一定時，增大（或減小）壓力（F），就可以增大（或減小）壓強（P）；當壓力（F）一定時，增大（或減少）受力面積（S），就可以減小（或增大）壓強P。

由液體壓強的普遍計算式P=ρgh可知，影響液體壓強大小的因素是液體密度（ρ）和液體的深度（h）。同種液體（即ρ一定時），液體壓強的大小只與深度有關。且深度越大，液體壓強越大；同一深度（即h一定時），液體壓強的大小只與液體密度有關，且液體密度越大，液體壓強越大。

5.固體壓強與液體壓強的應用場合不同

固體壓強一般應用在建筑、交通、生活等方面。如，建筑房屋時，就要考慮樓房的高度、樓房的建筑材料與地基性質、地基面積大小等關系；生活中如書包背帶的寬度，水桶把手的大小，水果刀刀口的利刃與否等都與固體壓強有關。固體壓強涉及的都是固體與固體之間的壓強。

液體壓強的大小一般應用于抽水機、水庫、水壩、潛水設備等方面。一般都涉及要考慮液體深度、液體壓強方面的應用。

二、固體壓強與液體壓強的聯系

固體壓強與液體壓強的聯系或共同之處較簡單。如，都屬于壓強，屬于壓力的作用效果；二者的單位都是牛/米2或帕斯卡等。

三、解答固體壓強與液體壓強混合題的方法

解答這類題型的方法主要是：仔細審清題意，弄清楚要完成的任務——是求固體的壓力或壓強還是求液體的壓力或壓強？若是求固體壓強，則要先求出固體壓力后才能求出固體壓強；若是求液體壓強，則要先求出液體壓強后才能求出液體壓力。

例如，如圖所示，有一個容器高為40 cm，質量為1 kg，底面積為100 cm2，容積為6×10-3 m3，容器中裝滿水并置于水平桌面上。求：

（1）水對容器底的壓強；

（2）水對容器底的壓力；

（3）容器對水平桌面的壓力；

（4）容器對水平桌面的壓強。

解析：本題中要求的就是液體的壓強和壓力，固體的壓力和壓強。

（1）水對容器底的壓強屬于液體壓強，可用P=ρ液gh去算，這里的ρ液=ρ水=1.0×103 kg/m3，說明只要知道水的深度h即可。而題目h水=40 cm=0.4 m，所以P水能計算出來；（2）要算水對容器底的壓力，用F=PS去求，上一問中已求出了P水，且容器底面積S=100 cm2

=10-2 m2可算已知了；（3）因容器置于水平桌面上，所以容器對水平桌面的壓力應等于容器本身重力與容器內水的重力之和；（4）容器對水平桌面的壓強屬于固體壓強，應用固體壓力除以容器底面積。

解答過程：

（1）P水=ρ水gh=1.0×103×9.8×0.4 Pa=3.92×103 Pa

（2）F水=P水S=3.92×103×10-2 N=39.2 N

（3）∵F桌=G水+G容=（m水+m容）g=（ρ水V容+m容）g

∴F桌=（1.0×103×6×10-3+1）×9.8 N=68.6 N

（4）P桌=F桌/S=68.6/10-2 Pa=6.86×103 Pa

由上述解答過程可知，水對容器底的壓力、壓強與容器對水平桌面的壓力、壓強是截然不同的。計算方法也不同：要計算液體壓力，必須先算出液體壓強；要計算固體壓強，必須先算出固體壓力。

本題中，若同學們再深入探討還能發現：水對容器底的壓力小于水的重力。同學們不妨去深入探討一下，就能發現其中的秘密所在。如果同學們能將上述問題都弄清楚，說明同學們對固體壓強與液體壓強的區別和聯系都弄懂了。

關于固體壓強與液體壓強，同學們關鍵是要弄清楚它們的物理意義、計算方法、應用等。只要同學們用心去比較、多練習，一切問題都能迎刃而解。

（作者單位 江西省寧都縣私立育新學校）

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