家有初中生的家长们,是不是经常为孩子的物理学习发愁?尤其是压强这部分内容,各种复杂的概念和题目,让孩子们一个头两个大。今天,咱们就来一起挑战一道超易错又难解的初中物理压强题,帮孩子们把这个知识难点彻底搞懂,说不定看完你都能变身物理小能手,辅导起孩子来更轻松!
先瞅瞅这道题长啥样:
在高低不同的两个水平面上,放着甲、乙两只高度不一样、但底面积相同的圆柱形薄壁玻璃杯。这里说的薄壁玻璃杯,简单理解就是杯子壁特别薄,薄到对里面液体的相关计算没啥影响,可以忽略不计。杯子里装着质量相同的两种不同液体,而且静止的时候,液面刚好是平的。另外,甲杯子里有个 A 点,乙杯子里有 B 点和 C 点,A 点和 B 点到液面的距离是一样的,A 点和 C 点到各自杯子底部的距离也是一样的。现在要比较 A、B、C 这三个地方受到液体的压强大小。
咱们一步一步来分析。
首先,从 “两个杯子里液体质量相同” 和 “底面积相同且液面持平” 这两个关键信息入手。想象一下,有两堆同样重的东西,一堆堆得比较紧实,体积小;另一堆比较松散,体积大。这里的液体也是类似的道理,从图上能明显看出,甲杯子里的液体体积小,乙杯子里的液体体积大。在物理学里,有个描述物质 “紧实程度” 的量叫密度,同样质量的东西,体积小的密度就大,所以甲液体的密度比乙液体的密度大。这是整个解题的基础,把这个搞清楚了,后面就好理解了。
接下来看看 A 点和 B 点。它们到液面的距离是一样的,这在物理学上叫深度相同。就好比在游泳池里,在同样深度的地方,水对你的压力大小和水的 “紧实程度” 有关。因为甲液体更 “紧实”,也就是密度大,所以 A 点受到的液体压力就比 B 点大,也就是 A 点的压强比 B 点大。
再说说 A 点和 C 点。为了更好地分析,咱们用一种科学的方法,叫 “分割法”。把甲杯子里 A 点所在的水平面以上的液体看作一部分,叫甲上部分液体;A 点所在的水平面以下的液体看作另一部分,叫甲下部分液体。同样,把乙杯子里 C 点所在的水平面以上的液体看作乙上部分液体,C 点所在的水平面以下的液体看作乙下部分液体。
由于 A 点和 C 点到各自杯子底部的距离是一样的,而且杯子底面积相同,根据体积的计算公式(虽然这里不写公式,但原理是底面积乘以高度得到体积),可以知道甲下部分液体和乙下部分液体的体积是相等的。又因为前面已经知道甲液体密度大,根据质量和密度、体积的关系(同样不写公式,简单理解就是密度大的,同样体积质量就大),所以甲下部分液体的质量比乙下部分液体的质量大。
而题目中说两个杯子里液体总质量是一样的,那么甲上部分液体的质量就比乙上部分液体的质量小。在物理学中,液体对某个点的压强和这个点上面液体的重力有关系,重力又和质量有关(质量大,重力就大)。所以,乙上部分液体对 C 点产生的压力,就比甲上部分液体对 A 点产生的压力大,也就是 C 点的压强比 A 点大。
综合这两轮比较,我们就知道了 C 点的压强最大,A 点其次,B 点的压强最小,所以这道题的答案是 A 选项。
大家看,这么一道复杂的题目,只要把思路理清,一步一步分析,也没那么难,对吧?其实在物理学习中,像这样的错题是非常有价值的。每一道错题都像是一个小陷阱,暴露了我们知识的漏洞或者思维的误区。如果只是把答案记住,下次遇到类似的题目,可能还是会犯错。只有认真研究错题,搞清楚错在哪里,为什么错,才能真正把知识学透,以后再遇到相关的题目就能轻松应对。
与之相似的另一道压强综合题如下,大家试着做一下,具体思路如下: