從一道中考題說(shuō)開(kāi)去-談一談受力分析法在壓強(qiáng)浮力綜合題中的妙用

從一道中考題說(shuō)開(kāi)去——談一談受力分析法在壓強(qiáng)浮力綜合題中的妙用受力分析法在壓強(qiáng)浮力綜合題中的妙用引言：在中學(xué)物理中，壓強(qiáng)和浮力是兩個(gè)重要的概念。理解這兩個(gè)概念，并能夠巧妙地應(yīng)用受力分析法來(lái)解決與壓強(qiáng)和浮力有關(guān)的綜合題目，是中學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的重要任務(wù)之一。本文將通過(guò)分析一道典型的中考題，介紹受力分析法在解決壓強(qiáng)浮力綜合題中的應(yīng)用方法和技巧。一、題目分析：假設(shè)有一長(zhǎng)方形的長(zhǎng)方體物體，其上表面積為4平方米，質(zhì)量為2000千克。該物體放置在水中，水的密度為1000千克/立方米。題目要求求解該物體所受的壓強(qiáng)和浮力大小。二、壓強(qiáng)分析：壓強(qiáng)是指單位面積上受到的力的大小。在這個(gè)題目中，物體所受的壓強(qiáng)可以通過(guò)受力分析法來(lái)求解。1.確定法向受力：通過(guò)觀察題目描述和圖示，可以確定物體所受的重力垂直向下，與地面接觸的法向受力和浮力垂直向上，與水接觸的法向受力。2.建立坐標(biāo)系：為了方便計(jì)算，我們可以將物體的上表面取作坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立一個(gè)正交坐標(biāo)系。3.利用受力平衡條件：在題目中沒(méi)有明確說(shuō)明物體是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，但我們可以假設(shè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，即物體所受的合力為零。根據(jù)受力平衡條件，我們可以得到：豎直方向受力平衡：N-mg=0，其中N表示與物體接觸的法向受力，mg表示物體的重力。水平方向受力平衡：0=0，因?yàn)轭}目沒(méi)有明確說(shuō)明物體是否存在水平方向的受力。通過(guò)求解以上方程，可以得到與物體接觸的法向受力N等于物體的重力mg。4.求解壓強(qiáng)：壓強(qiáng)的定義是單位面積上受到的力的大小。根據(jù)題目中給出的物體上表面積為4平方米，利用得到的物體所受的法向受力N等于重力mg的結(jié)論，我們可以計(jì)算得到該物體所受的壓強(qiáng)P。P=mg/上表面積=2000*9.8/4≈4900帕斯卡。三、浮力分析：浮力是指物體在液體或氣體中所受到上升的力。在這個(gè)題目中，物體所受的浮力可以通過(guò)受力分析法來(lái)求解。1.確定法向受力：通過(guò)觀察題目描述和圖示，可以確定物體所受的重力垂直向下，與地面接觸的法向受力和浮力垂直向上，與水接觸的法向受力。2.建立坐標(biāo)系：為了方便計(jì)算，我們可以將物體的上表面取作坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立一個(gè)正交坐標(biāo)系。3.利用受力平衡條件：在題目中沒(méi)有明確說(shuō)明物體是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，但我們可以假設(shè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，即物體所受的合力為零。根據(jù)受力平衡條件，我們可以得到：豎直方向受力平衡：N-mg+F=0，其中N表示與物體接觸的法向受力，mg表示物體的重力，F(xiàn)表示物體所受的浮力。水平方向受力平衡：0=0，因?yàn)轭}目沒(méi)有明確說(shuō)明物體是否存在水平方向的受力。通過(guò)求解以上方程，可以得到與物體接觸的法向受力N等于物體的重力mg減去浮力F。4.求解浮力：浮力的大小等于物體所處液體的重量。物體所受的浮力F等于液體的密度乘以物體所處的液體體積乘以重力加速度。根據(jù)題目中給出的物體質(zhì)量為2000千克，液體密度為1000千克/立方米，我們可以計(jì)算得到物體所受的浮力F。F=液體密度*物體體積*重力加速度=1000*體積*9.8。通過(guò)求解以上方程，可以得到與物體接觸的法向受力N等于物體的重力mg減去浮力F。即N=mg-F。四、總結(jié)：通過(guò)這道中考題的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)受力分析法在解決壓強(qiáng)浮力綜合題中的妙用之處。通過(guò)建立正交坐標(biāo)系，利用受力平衡條件，在確定物體所受的法向受力后，可以利用定義和物理原理來(lái)求解壓強(qiáng)和浮力的大小。這種方法在解決壓強(qiáng)浮力綜合題目中十分有效，并且可以幫助學(xué)生鞏固和理解相關(guān)概念和原理。在實(shí)際生活中，壓強(qiáng)和浮力都是與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的概念。例如，我們坐在椅子上時(shí)，椅子的四個(gè)腿會(huì)承受我們身體的重力，而由于椅腿的小面積，所以我們的體重對(duì)于椅腿所受的壓強(qiáng)就比較大；在游泳時(shí)，身體會(huì)在水中受到浮力的支持，所以感覺(jué)輕松，浮在水面上。了解和掌握壓強(qiáng)和浮力的概念，并具備運(yùn)用受力分析法解決與壓強(qiáng)浮力有關(guān)的綜合題目的能力，對(duì)于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用都具有重要意義?？傊?，受力分析法在解決壓強(qiáng)浮力綜合題中的妙用得益于其建立坐標(biāo)系、利用受