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1、一割一補(bǔ)”妙解題
在求特殊形狀液體產(chǎn)生的壓力或壓強(qiáng)大小時(shí)可妙用“割補(bǔ)法”。割補(bǔ)法就是將特殊形狀的液體轉(zhuǎn)化為豎直狀的液體,使原液柱的底面積發(fā)生變化。此法在解題時(shí)簡(jiǎn)單、直觀,適合選擇題與填空題。下面舉例說(shuō)明:
例1 如圖1所示,兩個(gè)完全相同的圓臺(tái)形容器。將1kg水倒入甲容器中,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)是p甲;將1kg煤油倒入乙容器中,煤油對(duì)容器底的壓強(qiáng)是p乙,則p甲與p乙的關(guān)系為( )
A. p甲>p乙 B. p甲<p乙
C. p甲=p乙 D. 無(wú)法判斷
【解析】若直接利用液體壓強(qiáng)公式p=gh來(lái)求解,由于水>煤油,h水<h煤油,自然無(wú)法比p甲與p乙的大小。這也是部分同學(xué)錯(cuò)選D的原因。若采用“
2、割補(bǔ)法”變圓臺(tái)形的液體為圓柱形的液體,如圖2所示,這時(shí)p甲==,p乙==,而S甲>S乙,所以p甲<p乙,故應(yīng)選B。
例2 如圖3所示,錐形瓶中盛有0℃的水,用酒精燈加熱使水溫升到10℃,這一過(guò)程中(不計(jì)水的汽化及瓶的熱脹冷縮),水對(duì)錐形瓶底的壓強(qiáng)變化是( )
A. 變大 B. 變小
C. 先變大后變小 D. 先變小后變大
【解析】考慮到水的反常膨脹,4℃時(shí)水的密度最大,把水從0℃升到10℃分為兩個(gè)階段。其中從0℃升到4℃,水溫升高體積反而減小,則水的深度減小,密度增大;從4℃升到10℃,水溫升高體積增大,則水的深度增大,密度減小。水在0℃、4℃和10℃的情況分別進(jìn)行割補(bǔ)如圖4
3、的甲、乙、丙所示,顯然S甲>S乙,由p==可知p甲<p乙,故水從0℃升到4℃時(shí)對(duì)瓶底的壓強(qiáng)變大。同理可得,S甲<S丙,則p甲>p丙,故水從4℃升到10℃時(shí)對(duì)瓶底的壓強(qiáng)變小。由上述可知,此題的正確選項(xiàng)為C。
練習(xí):1. 有兩個(gè)完全相同容器,分別向里面裝有1kg的水和酒精放在水平桌面上,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為p水,酒精對(duì)容器底的壓強(qiáng)為p酒精,則( )
A. p水<p酒精 B. p水>p酒精
C. p水=p酒精 D. 無(wú)法確定
2. 有兩個(gè)形狀完全相同但開口方向不同的容器甲和乙,如圖5所示,它們分別裝滿酒精和煤油,酒精對(duì)容器底的壓強(qiáng)為p甲,煤油對(duì)容器底的壓強(qiáng)為p乙,則p甲___p乙。
參考答案:1. D 2. =