利用相互作用力關(guān)系　處理液體壓強(qiáng)變化問(wèn)題

(江蘇省蘇州市工業(yè)園區(qū)星港學(xué)校，江蘇　蘇州　215021)

在液體中放入物體或者液體中冰塊熔化等會(huì)導(dǎo)致液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)變化，這是“壓強(qiáng)與浮力”一章的難點(diǎn)問(wèn)題，很多學(xué)生遇到此類問(wèn)題時(shí)往往無(wú)從下手。在教學(xué)過(guò)程中若能指導(dǎo)學(xué)生用簡(jiǎn)便的方法處理復(fù)雜的問(wèn)題，勢(shì)必能為學(xué)生指出一條光明大道，大大提高解題的效率。本文利用相互作用力的關(guān)系，結(jié)合浮力產(chǎn)生的基本原理來(lái)求解或比較液體壓強(qiáng)的變化量。

1　由一道習(xí)題想到的處理方法

例1(由2015年德州中考題改編)：如圖1所示，桌面上甲、乙兩個(gè)相同的容器，有體積相同的實(shí)心木球和銅球，容器中分別裝有等質(zhì)量的水和酒精。水、酒精、木球和銅球的密度關(guān)系為：ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ銅。將木球放入水中、銅球放入酒精中(無(wú)液體外溢)，靜止時(shí)木球和鐵球所受浮力的大小分別為F1和F2，水和酒精對(duì)容器底部的壓強(qiáng)分別為p1和p2，則F1F2，p1p2(選填“大于”“小于”或“等于”)。

圖1

解析：將木球放入水中、銅球放入酒精中處于靜止時(shí)，由密度的關(guān)系可知木球漂浮在水面上，銅球沉于酒精底部。兩球受到的浮力分別為F1=G木=ρ木V球g,F2=G排=ρ酒精V球g，因?yàn)棣涯?ρ酒精，所以F1

由此可見(jiàn)，當(dāng)在液體中放入物體導(dǎo)致液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)增加的情況，可以根據(jù)物體對(duì)液體產(chǎn)生的壓力導(dǎo)致液體對(duì)容器底部的壓力增加來(lái)求解，而壓力的增加量即為物體受到的浮力大小，即ΔF=F浮。

2　結(jié)論應(yīng)用

2.1　利用結(jié)論巧解液壓變化量

圖2

(1) 冰塊受到的浮力；

(2) 物體的密度；

(3) 當(dāng)冰塊全部熔化后，容器底部受到水的壓強(qiáng)變化量是多少？

解析：(1)F浮=4.2N；

(2)V物=0.5×10-4m3，ρ物=1.2×103kg/m3；

2.3　利用結(jié)論快速判斷液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化

例3(由2016年重慶中考B卷改編)：在甲、乙圓柱形容器中盛有兩種不同的液體，將兩個(gè)相同的小球分別放入液體中，小球靜止時(shí)位置如圖3所示，此時(shí)液面相平。……