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[!--downpath--]【關鍵詞】物理教學;壓強;浸沒;浸入;估算方式
【中圖分類號】G633.7【文獻標示碼】A
【文章編號】1004―0463(2016)04―0124―01
壓強知識對初學者來說,要把握好可不是件容易的事,非常是對壓強的估算,有相當一部份朋友認為困難重重,究其緣由就是沒有吃透教材內容及沒有把握估算壓強的方式,下邊筆者就談個人的一點感想.
一、理解概念,打下基礎
溶入液體或二氧化碳中的物體遭到液體或二氧化碳對它豎直向下拖的力,這個力叫壓強.“浸入”包含兩方面的意義:一是物體全部浸沒,即浸入或沒入,此時排開液體的容積等于物體容積,即V排=V物;二是物體部份浸沒,此時排開液體容積大于物體容積,即V排
二、吃透教材內容,歸納估算方式
以人教版八年級數學上冊為例,壓強知識在第十章,分三節內容,分別為“浮力”、“阿基米德原理”、“物體沉浮的條件及應用”,每一節內容包含什么估算方式呢?下邊逐一剖析.
1.稱重法.在第一節中,教材第50頁圖10.1-2是一個檢測鋁塊溶入水底時所受壓強的演示實驗裝置圖.其中甲圖為彈簧測力計在空氣中測得鋁塊的重力,即物重,用G表示;乙圖為鋁塊溶入水底時彈簧測力計讀數,即視重,用G/表示.教材中有這樣一段敘述:從以上實驗可以看見二力平衡法求浮力應用,鋁塊溶入水底時,彈簧測力計的示數變小了,這說明溶入水底的鋁塊遭到壓強的作用,彈簧測力計示數的減少值,就是壓強的大小.用自己的語言敘述為:用彈簧測力計分別測出物體在空氣中和在水底時的讀數G和G/,二者讀數之差就等于壓強,于是可得到估算壓強的公式
F浮=G-G/
2.壓力差法.同樣是第一節,教材第50頁圖10.1-3剖析壓強形成的緣由時.物塊上表面遭到水對它的壓力為F1,下表面遭到水對它的壓力為F2.教材中有這樣一段敘述:液體對長方體向下的壓力F2小于液體對它向上的壓力F1.浸入在液體中的物體,其上、下表面遭到液體對它的壓力不同,這就是壓強形成的誘因.換句話說,液體對物體上下表面的壓力差就是壓強,于是有F浮=F2-F1.
3.阿基米德原理法.在教材第二節中,通過對第54頁圖10.2-2的演示并對實驗數據的剖析以及大量實驗結果表明,浸在液體中的物體遭到向下的壓強,壓強的大小等于它排開液體所受的重力.這就是阿基米德原理,用公式表示就是F浮=G排=ρ液V排g.
4.平衡法.在教材第三節,對物體的沉浮條件的三種狀態(圖10.3-1)都可以找到相應的估算方式(物體浸入在液體中).
①物體懸浮時.當壓強小于重力時,物體下浮,但最后將懸浮,物體保持平衡狀態,此時物體遭到的壓強將等于其重力,即有F浮=G,物體排開液體的容積大于物體的容積,即V排
②物體漂浮時.當壓強等于重力時,物體受力平衡,可以漂浮在液體內任何位置.由二力平衡知識可知,F浮=G,此時的蘊涵條件是物體排開液體的容積等于物體的容積,即V排=V物.
③物體沉底時.當壓強大于重力時,物體將下沉,最后將墜入容器頂部保持平衡狀態.此時物體遭到重力G、浮力F浮及容器底對它的支持力N三個力的作用,于是有F浮+N=G,即F浮=G-N.
以上4種估算壓強的方式都在教材中可以找到,并且,教材中沒有全部給出估算壓強公式,這就要求班主任在講課時率領中學生一起歸納總結,并用公式的方式表示下來,便于中學生吃透教材,把握估算方式.
三、掌握技巧,靈活運用
在以上四種估算方式中,并不是每一道題都能全部用上,通常來說是一道題用一種方式,但也有一些題要用上兩種甚至兩種以上的方式,要具體問題具體剖析.
例1彈簧測力計的掛鉤上掛著一個重量為1N的鉤碼,當鉤碼步入水底,彈簧測力計的示數為0.87N,這個鉤碼遭到的壓強有多大?
解析:題中告訴了鉤碼的重力G=1N,且曉得了鉤碼溶入水底時彈簧測力計的讀數為0.87N,即視重為G/=0.87N,因而此題適用稱重法,故有F浮=G-G/=1N-0.87N=0.13N.
例2如右圖所示,容積為V=的鐵塊在繩子的拉力F=0.8N的作用下完全浸入在水底二力平衡法求浮力應用,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,繩子重力不計,求:
(1)鐵塊此時遭到的壓強.
(2)鐵塊的重力.
解析(1)由阿基米德原理法可得F浮=G排=ρ液V排g=ρ液V物g=1.0×103kg/m3×200×10-6m3×10N/kg=1N
(2)物塊在拉力作用下保持平衡狀態,由平衡條件可知:G+F=F浮,所以G=F浮-F=1N-0.8N=0.2N.