中考中的壓強情境問題選析

1、中考中的壓強情境問題選析塘灣初中孟友華初中物理所講述的壓強知識，包括壓強的基本概念、固體、液體和氣體壓強的特點。由于這部分內容與實際生活密切相聯且綜合性較強，一直是中考的熱點問題。隨著新課標的實施，“從生活走向物理，從物理走向社會”的思想已滲透到教學的各個環(huán)節(jié)。因此，將壓強知識置身于具體生活情境中，聯系社會熱點問題來進行考查，已成為這兩年中考的一大特點。由于生活中與壓強有關的現象豐富多彩，一道道試題讀起來令人有耳目一新之感。下面介紹一下今年中考試題所涉及的幾個問題。一、“腳印”問題（例1 2006 江西）雙休日，小段一家人去動物園游玩時小段給媽媽和小象拍了一張合影，如圖10所示。在拍攝現場的沙

2、地上留下了小象和媽媽的腳印。小段發(fā)現小象的腳印還沒有媽媽的腳印深。小象的質量是2t，此時小象的觸地面積為2500cm2,媽媽的體重為500N，所穿的“遠征”牌皮鞋每只觸地面積為20 cm2,請你通過計算解釋這個現象。（g取10N/Kg）分析與解：在沙地上留下腳印的深與淺問題，就是壓力的作用效果問題。而壓力的作用效果是由壓強的大小決定的。因此可以先計算出壓強的大小，再作出說明。小象對沙地的壓強為8×104Pa小段的媽媽對沙地的壓強為12.5×105Pa由于小象對沙地的壓強比小段媽媽對沙地的壓強小,所以小象的腳印還沒有小段媽媽的腳印深。點評：看完該題的解答后，你很自然的會想到：

3、如果人和動物在支持面上的腳印一樣深，那么它們對支持面的壓強就相等了。這在生活實際中或許還有不少應用呢！對的，請看下題,相信你一定能順利得出答案。（2006 廣州）通常情況下，物體壓在同樣的泥地上，如果壓強相同則壓痕深度相同。野生動物調查員在野外泥土上發(fā)現黑熊剛留下的足印，為了估計黑熊的質量，他把一個底面積是10cm2的容器放在足印附近的沙地上，再慢慢往容器中倒入沙子，直到容器在泥地上留下與黑熊足印深度相同的痕跡，測出此時裝了沙的容器總質量1.25Kg(g取10N/Kg(1裝了沙的容器對地壓強有多大?(2量出黑熊與地接觸的足印總面積共800cn2,估算黑熊的質量有多大?二、“滑雪和滑冰”問題（例

4、2 2006福州）如圖16所示，質量為60kg的滑雪運動員，其腳下每塊滑雪板長2 m、寬0.1 m、重10 N。求運動員站立時，水平雪面受到的壓強。（g取10 Nkg）某同學求解如下： 已知：m60kg a2m b0.1m求：p解：運動員站立時水平雪面的受力面積Sab2m×0.1m0.2m2Gmg60kg×10Nkg600N 運動員站立在水平雪面上水平雪面受到的壓力 FG 由壓強公式: 3×103Pa 答：運動員站立時，水平雪面受到的壓強是3×103Pa請檢查該同學的解題過程與結果，指出其中的錯誤并加以更正。分析與解：該題聯系滑雪的實際考查壓強的計算。在

5、運用壓強公式時，要注意公式中各個字母的物理意義。其中的S是受力面積，即施力物體與支持面的接觸面積。聯系到滑雪的具體情境，運動員有兩個滑雪板與雪接觸，因此受力面積應是一個滑雪板面積的兩倍。另外把人和滑雪板當作一個整體，對雪的壓力在大小上應等于人和兩個滑雪板的重力之和，而不是僅等于人的重力。因此本題有兩處錯誤：一是受力面積S；二是壓力F 更正如下：S = 2ab = 2×2m×0.1m = 0.4m2 F = G2G板 = 600N2×10 N = 620 N= 1.55×103 Pa點評：與本題相類似，在討論容器中裝水、車輛裝貨以及兩個物體疊放在一起等問題

6、時，一般都采用“整體法”來解答。在初中現有知識范圍，這樣更容易理解。另外要小心的是：壓強公式中的S是物體與支持面的接觸面積，分析時，要聯系實際去考慮。例如：履帶式坦克就有兩條履帶與地面接觸，而人走路時是輪流用一只腳與地面接觸。三、車輛超載問題（例3）(例3 揚州一輛汽車駛過潤揚大橋，交警示意行車，該車司機反應時間為0.5s,反應距離為12.5m,查得該車總重為10t,車輪與地面總接觸面積為0.12m2,按照規(guī)定,該車速度不得超過100Km/h,對地面的壓強不得超過7×105Pa以內,請通過計算說明,該車被攔下的原因是什么?( g取10N/Kg分析與解：車輛行駛時,交警要重點檢查的問題

7、主要有兩個,一是有沒有超速(即車輛行駛的速度是否超過允許的最大值；二是有沒有超載(即車輛對地面的壓強是否超過允許的最大值。因此，求解本題時，可以先求出車速和車對地面的壓強，再跟題中的規(guī)定進行比較一下，就能找到原因了。汽車的速度為V=m/s=25m/s=90Km/h<100Km/h因此該汽車沒有超速。汽車的重力為G=mg=10×103Kg×10N/Kg=105N所以它對地面的壓強為p=N/m2=8.33×105Pa>7×105Pa,故該車被攔的原因是車輛超載。這樣會使公路由于無法承受這么大的壓強而損壞。點評：車輛的超速和超載問題，這是一個社會熱

8、點問題。從物理走向社會，是新課改的指導思想之一。大家平時學習和練習時，就要理論聯系實際，學會用物理思想去思考和理解生活實際問題。四、車輛載物量的計算問題例4（2006 佛山）體重為400N的小明騎自行車上學，在水平路面上勻速行駛。有關數據如下表所示：自行車凈重200N行駛時輪胎與地面接觸的總面積50cm2輪胎承受的最大氣壓2×105Pa輪胎直徑0.61m勻速行駛過程中的總阻力總重力的0。05倍試求：（1）行駛過程中，車胎對地面的壓強是多大？（2）小明在行駛過程中能載的貨物最多是多少？分析與解：(1小明在水平路面上行駛時，車胎對地面的壓力F=G人G車 =400N200N=600N車胎與

9、地面接觸的總面積為S=500cm2=50 ×10-4cm2根據公式p=1.2×105Pa(2當小明騎車帶一些貨物時，則車輪對地面的壓強增大。同時輪胎承受的氣壓也增大。車輪對地面的壓強和胎內氣體對車胎的壓強是相等的。當車輪受到的壓強達到輪胎承受的最大氣壓時，車中所載貨物重力就是允許的最大載物量。所以求解這個問題時，可以先從小明載貨行駛時地面能承受的最大壓力入手。具體過程為：根據公式p=可知：小明載貨行駛時地面能承受的最大壓力為Fm=ps=2×105Pa×50cm2=2×105Pa×50×10-4m2=1000N載貨行駛時對地面

10、的壓力為Fm=G人G車G貨能載的貨物最大重力為G貨=Fm- G人- G車=1000N-400N-200N=400N點評：分析車輛裝貨問題時，要注意的是：車胎承受的最大重力與車的最大載物量不是同一回事，不能混為一談。另外，要學會從題中所附的表格中尋找與解題相關的信息。生活中的各種設備和電器的說明書不少都是以表格的形式提供信息的。大家要多接觸，多思考，需要時能從中及時找出對討論問題有關的信息來。五、高壓鍋問題（例5、2006 北京市）. 家庭常用的高壓鍋（圖甲）與普通鍋主要不同之處在于它的密封性好。圖乙是高壓鍋的結構示意圖，它的蓋子上有三個氣孔，帶有活塞的氣孔1使鍋內與外界連通，此時鍋內氣壓與外界

11、大氣壓相等（外界大氣壓為）。當鍋內溫度升高至100時，鍋內氣體會把氣孔1的活塞頂起，這時鍋被密封。鍋內溫度繼續(xù)升高，氣體壓強增大，當壓強增至最大值時，氣體就會沖開氣孔2上的限壓閥。氣孔3正常情況下無作用，圖乙中未畫出。設鍋內氣壓每增加，水的沸點相應增加1。鍋內水的初始溫度為20。限壓閥被沖開前，鍋內水在升溫階段單位時間內升高的溫度相同。（1）鍋內溫度升高到110時，鍋內的氣壓是多大？（2）此高壓鍋限壓閥的質量為70g，氣孔2的面積為，則鍋內的最高溫度可達到多少？（g取10N/kg，結果保留整數）（3）若“壓強每增加，水的沸點相應增加1”這一條件以及限壓閥的質量和氣孔2的面積均未知，請用一只手表及題中的其他條件，估測出鍋內的最高溫度。（說明：寫出鍋內最高溫度的表達式，并指出表達式中各測量量的含義。）分析與解：本題是該市中考的壓軸題，粗看一下：實在無從下手，教材上并設有介紹過高壓鍋中壓強和沸點的計算。但仔細審題后就會發(fā)現：題中告訴了我們如下“信息”（1）設鍋內氣壓每增加，水的沸點相應增加1。（2）限壓閥被沖開前，鍋內水在升溫階段單位時間內升高的溫度相同。充分利用這些信息，結合所學的課本知識，本題就很容易求解了。具體解答過程為：（1）外界大氣壓，水的沸點