压强题的横切竖切问题归纳
成都纺织专科学校-新教师培训小结
中考物理压强题的方法归纳
--------柱状体压强
近年来中考物理压
强变化题也在不断地变化,如前几年:求在甲、乙、丙三个立方体上
分别放一个质量相等的铜块,则三个
立方体对水平地面的压强大小关系;或在三个正方体上
表面中央施加竖直向下的力,使三个正方体对水平
地面的压强相同,则力F甲、F乙、F丙
的大小关系;或两个完全相同的圆柱形容器内分别盛有质量相同
的水和酒精(ρ水>ρ酒
精)。为了使水对容器底的压强小于酒精对容器底的压强,应分别在两个容器内
倒入或抽出
(无液体溢出)等质量或等体积液体等等题型;近年来开始求在正方体 A 、B
上部沿水平(或
竖直)方向分别截去一定的厚度后,通过计算比较A、B
剩余部分对地面压强的大小关系等
等。
这类柱状体压强的问题涉及了质量、体积、高度、深度
、密度、重力、压力、压强等多
个物理量以及它们之间的关系建立,具有知识高综合度的特征,因而出现
解决问题的高思维
度特征。初中学生逻辑推理和分析归纳的能力薄弱,对知识综合度较高的柱体压强相关
判断
存在一定困难。所以此类题目的得分率也较低。通过长期教学研究,本人总结了几点在该方
面的解题体会:
首先,对于在水平地面上的柱体,我们不难发现,若
问题:有一正方体放置
在水平地面上,设正方体的高为h,密度为
ρ,求正方体对地面的压强P。则
解析:
P
FGmg
Vg
shg
gh
sssss
即推广:各种不同柱状体对水平面的压强都有
P
gh
。这在解答柱体压强变化中是
不可或缺的知识点。
一、横切问题
例题1:如图1所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的
压强相等
。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水
平地面的压强关系是(
A
p
甲
<
p
乙
。
C
p
甲
=
p
乙
。
)
甲
乙
B
p
甲
>
p
乙
。
D
无法判断。
图1
解析:如图2所示,设正方体的密度为ρ ,高
度为h,截去相同的高度为△h,原来压
强为
P
,截去部分后的压强为
P'<
br>,变化的压强为△P,则
P
gh
,
P'
g(hh)
gh
ghPP
△h
h
图2
因为原来压强
P
相同,所以要判断
P'
的大小,只要判断△P的
大小关系即可。△P大的,
P'
小,△P小的
,
P'
大。
又因为
P
gh
,
P<
br>
g
,所以
P
h
即
P
Ph
ghhP
,
hh
h
P
。
h
h
甲
h
乙
P
乙
,所以
p
甲
>
p
乙
,选( B )
甲
P
(变式)若把上题中甲、乙沿水平方向分别截去相同质量或相同体积的部分,则剩余部
分对水平
地面的压强关系是?
如图3,若截去相同的质量:
解析:设正方体的质量为m
,底面积为s,截去相同的质量为△m
,
原来压强为
P
,截去部分后的压强为
P'
,变化的压强为△P,则
图3
△m
P
Fmg
,
ss
F'(mm)gmgmg
P'PP
ss
ss
同理例1,因为原来压强P相同,所以要判断
P'
的大小,只要判断△P的
大小关系即可。△P大的,
P'
小,△P小的,
P'
大。
Fmgmg
mgmgm
P
, ,
s
,所以
P
mg
ssP
sm
P
m
P
。
即
P
m
mg
P,又原来P相等,s
甲
s
乙
m
甲
m
乙
P
乙
甲
P
s
又因为
P
所以
p
甲
>
p
乙
,选( B )
如图4,若截去相同的体积:
解析:
设正方体的密度为ρ
,体积为V,截去相同的体积为△V ,底面
积为s,原来压强为P,截去部分后的压强为
P'
,变化的压强为△P,
则
图4
△V
因为F=G=mg
m=ρv 所以F’=ρ(V-△V)g
F'
(VV)g
Vg
Vg
P'PP
ssss
同理例1
,因为原来压强P相同,所以要判断
P'
的大小,只要判断△P的大小关系即可。
△P
大的,
P'
小,△P小的,
P'
大。
Vg
VgV
Fmg
Vg
Vg
P
, ,
s
,所以
P
Vg
sssP
sV
P
V
P
。 即
P
V
又因为
P
V
甲
V
乙
P
乙
,所以
p
甲
>
p
乙
,选( B )
甲
P
二、竖切问题
例2、如图5所示,甲、乙两个均匀实心正方体放在
水平地面上时对水平地面的压强相
等,若分别在两物体上沿竖直方向截去质量相同的部分并分别放在剩余
物体的上方, 此时
压强p
甲
、p
乙
比较 ,正确的是( )
A p
甲
<
乙
。
B
p
甲
=p
乙
。
C
p
甲
>p
乙
。
D 视截去部分的质量大小才能确定。
解析:
如图6所示,设正方体的质量为m,底面积为s,边长为a,
密度
为ρ,原来压强为
P
,截去相同的质量为△m ,截去部分
后剩下的质量为
m
1
,截去部分叠加后的压强为
P'
, 截去部分的
△S
图6
S
1
△m
甲
图5
乙
底面积为△S,截去部分后的底面积为S
1
,变化的压强为△P,则
正方体截去部分后仍然是柱体,压强不变,
P
ga
。再把截掉的
部分放到剩余部分上后,
压强要变大,即
P'PP
。
因为原来压强<
br>P
相同,所以要判断
P'
的大小,只要判断△P的大小关系即可。△P大的,<
br>P'
大,△P小的,
P'
小。
m
V
sa,s
m
a
PP'P
mgmg
m
1
gm
g
mgmgmg
ga
ga
s
1
ss
1
ss
1
s
1
mg
mgm
gam
P
3
m
ss
s
ammm
a
m
P
m
m
所以,
P
m、P相同,m
甲
m
乙
P
乙
,所以p
甲
>p
乙
,选( C )
甲<
br>P
(变式)若上题中分别在两物体上沿竖直方向截去体积相同或厚度相同的部分并分别放在剩余物体的上方, 此时压强p
甲
、p
乙
的大小关系如何?
如图7所示,若截去相同的体积:
解析:
设正方体截去相同的体积为△V,底面积
为s,边长为a,密
度为ρ,原来压强为
P
,,截去部分叠加后的压强为
P'
, 截
去部分的底面积为△S,截去部分后的底面积为S
1
,变化的
压强为△P,则
同理例2,
△S
图7
S
1
△V
m
V
sa,s
V
a
mgmg
VgV
gaV
P
P
V
s
1
ss
s
asVVV<
br>a
V
P
所以,
P
VV
V、P相同
,V
甲
V
乙
P
乙
,所以p
甲
>p<
br>乙
,选( C )
甲
P
如图8所示,若截去相同厚度:
解析:
设正方体截去相同的厚度为△a,底面积为s,边长为a,密度为ρ,
原来压强为
P
,截去
部分叠加后的压强为
P'
,
截去部分的底面积为△S,截去部分后的底面积为S
1
,变化的压
强为△P,则
同理例2,
△S
2
Va
2
a
m
V
sa
aa,saa<
br>
aa
△a
图8
S
1
mgmg<
br>
a
2
aga
P
2
P
s
1
ssaaaaa
所以,
P
a
P
aa
a、P相同,a
甲<
br>a
乙
P
乙
,所以p
甲
>p
乙
,选( C )
甲
P
综上分析,可归纳为:
一、沿水平方向截去
P
h
P
(相同高度)
h
m
PP
(相同质量)
m
V
PP
(相同体积)
V
二、沿竖直方向截去后叠加
m
P
(相同质量)
mm
V
PP
(相同体积)
VV
a
PP
(相同厚度)
aa
P柱体压强问题除了固体,还包括液体的柱体压强,此类问题的题设条件主要以压强相
等形式为起点。
本篇文章就题设条件为“压强相等的柱体”进行讨论,着重分析变化压强Δ
p
的情况,进而认识
对公式Δ
p
=Δ
F
S
或Δ
p
=ρ
g
Δ
h
的理解和运用。