在這個章節(jié),我們要研究對固體進行切割或重組后的壓強變化規(guī)律。主要研究三種切割——豎切、橫切和斜切。這三種切割還會和前面的疊加體結(jié)合,以及切割后的物體進行重組,我們會得到一些更有趣的結(jié)論。這些結(jié)論都能幫助我們快速解題。
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1、認(rèn)識了橫切、豎切、斜切對直柱體的壓強的影響:橫切壓強變?。回Q切壓強不變;斜切壓強可能變大也可能變小
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熟悉了豎切壓強不變在題目中的應(yīng)用,要熟練地在壓力,壓強,底面積,質(zhì)量,密度,體積這些物理量之間自由轉(zhuǎn)化,才能快速解題
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最后一題的另一種解法很巧妙,通過構(gòu)造出豎切的情況,就很容易判斷出丙和丁的壓強大小了
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1、當(dāng)疊加體各層進行豎切時,最底層的直柱體對水平面的壓強始終不變,為$\rho _{1}gh_{1}$。只需要考慮壓強附加值的變化,也就是上方的總重力和最底層的底面積之比的這部分
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如果是直柱體疊加,對每一層都進行豎切,則每一項的$\rho gh$部分是不變的,變化的只有底面積比。拿最簡單的雙層直柱疊加體來說,當(dāng)兩層都進行豎切,則$\rho _{1}gh_{1}$、$\rho _{2}gh_{2}$不變,若$\dfrac{S_{2}}{S_{1}}$變大,則壓強變大;$\dfrac{S_{2}}{S_{1}}$變小,則壓強變小;$\dfrac{S_{2}}{S_{1}}$不變,則壓強不變
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1、直柱體的豎切并重組主要有兩類題型:一類是將物體豎切一部分,再放到剩余部分的上面,從而形成疊加體。此時總重力不變,底面積變小,因而壓強變大。這類題的技巧是采用特值法
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另一類是切割后互換的題型。底層物體對水平面的壓強前后不變,只是上方多了一個物體,所以壓強增大的部分就是增加部分的重力與剩余底面積之比
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1、通過割補法,發(fā)現(xiàn)直柱體斜切后,上小下大則壓強減小,小于$ρgh$;上大下小則壓強增大,大于$ρgh$。記住這個規(guī)律,斜切的題目就能馬上判斷出答案
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重點關(guān)注了割補法。通過補全或切割出一個中介圖形,來實現(xiàn)不規(guī)則圖形和整體圖形的壓強比較
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最后一道題就巧用割補法中的“補”。把難以比較壓強的三角塊補成了直柱體,這樣只看高度就能判斷壓強大小了
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1、在兩個壓強公式的基礎(chǔ)上,比較橫切后的壓強大小變化時,如果題目存在質(zhì)量相同的條件,就說明壓力相同,適合利用公式$p=\dfrac{F}{S}$來推出更多的大小關(guān)系;如果題目有壓強的條件,往往更適合利用公式$p=ρgh$
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此外,還使用到了極限法這種特殊的技巧
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對于橫切互換的題目,可以通過比較互換部分質(zhì)量的大小,來判斷壓強的變化
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1、橫切的壓力和壓強的疊加規(guī)律:$F_{上}+F_{下}=F$,$p_{上}+p_{下}=p$
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利用這兩個規(guī)律,解決了三道判斷橫切后壓力或壓強大小比較的題目,在解題中,同學(xué)們始終要注意密度公式和壓強公式的靈活運用
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1、學(xué)習(xí)同一均勻直柱體橫切的壓強比例規(guī)律
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設(shè)密度為$ρ$、高度為$h$的直柱體橫切掉的高度為$\Delta h$,剩余的高度為$h_{剩}$,則存在比例關(guān)系:$\dfrac{\Delta h}{h}=\dfrac{\Delta p}{p}$,$\dfrac{h_{剩}}{h}=\dfrac{p_{剩}}{p}$,$\dfrac{\Delta h}{h_{剩}}=\dfrac{\Delta p}{p_{剩}}$ 。也就是說,對于同一個直柱體,壓強的比例就是高度的比例
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1、對于同一直柱體,高度的比例,就是體積的比例,也就是質(zhì)量的比例
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高度比,體積比,質(zhì)量比,都等于壓強比,即$\dfrac{\Delta h}{h}=\dfrac{\Delta V}{V}=\dfrac{\Delta m}{m}=\dfrac{\Delta p}{p}$,$\dfrac{h_{剩}}{h}=\dfrac{V_{剩}}{V}=\dfrac{m_{剩}}{m}=\dfrac{p_{剩}}{p}$,$\dfrac{\Delta h}{h_{剩}}=\dfrac{\Delta V}{V_{剩}}=\dfrac{\Delta m}{m_{剩}}=\dfrac{\Delta p}{p_{剩}}$
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1、?橫切和豎切規(guī)律的綜合運用。除了強化了基本的橫切豎切規(guī)律,還要注意這些題目中運用到的一些技巧,比如逆推反證的技巧,列出比例代數(shù)式相互表示和物理代數(shù)式化簡、代換的技巧,把孔洞看成豎切或橫切問題的技巧。這些才是題目的難點,也是同學(xué)們要在本節(jié)課中學(xué)到的新內(nèi)容