中考中的压强情境问题选析

1、中考中的压强情境问题选析塘湾初中孟友华初中物理所讲述的压强知识，包括压强的基本概念、固体、液体和气体压强的特点。由于这部分内容与实际生活密切相联且综合性较强，一直是中考的热点问题。随着新课标的实施，“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想已渗透到教学的各个环节。因此，将压强知识置身于具体生活情境中，联系社会热点问题来进行考查，已成为这两年中考的一大特点。由于生活中与压强有关的现象丰富多彩，一道道试题读起来令人有耳目一新之感。下面介绍一下今年中考试题所涉及的几个问题。一、“脚印”问题（例1 2006 江西）双休日，小段一家人去动物园游玩时小段给妈妈和小象拍了一张合影，如图10所示。在拍摄现场的沙

2、地上留下了小象和妈妈的脚印。小段发现小象的脚印还没有妈妈的脚印深。小象的质量是2t，此时小象的触地面积为2500cm2,妈妈的体重为500N，所穿的“远征”牌皮鞋每只触地面积为20 cm2,请你通过计算解释这个现象。（g取10N/Kg）分析与解：在沙地上留下脚印的深与浅问题，就是压力的作用效果问题。而压力的作用效果是由压强的大小决定的。因此可以先计算出压强的大小，再作出说明。小象对沙地的压强为8×104Pa小段的妈妈对沙地的压强为12.5×105Pa由于小象对沙地的压强比小段妈妈对沙地的压强小,所以小象的脚印还没有小段妈妈的脚印深。点评：看完该题的解答后，你很自然的会想到：

3、如果人和动物在支持面上的脚印一样深，那么它们对支持面的压强就相等了。这在生活实际中或许还有不少应用呢！对的，请看下题,相信你一定能顺利得出答案。（2006 广州）通常情况下，物体压在同样的泥地上，如果压强相同则压痕深度相同。野生动物调查员在野外泥土上发现黑熊刚留下的足印，为了估计黑熊的质量，他把一个底面积是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与黑熊足印深度相同的痕迹，测出此时装了沙的容器总质量1.25Kg(g取10N/Kg(1装了沙的容器对地压强有多大?(2量出黑熊与地接触的足印总面积共800cn2,估算黑熊的质量有多大?二、“滑雪和滑冰”问题（例

4、2 2006福州）如图16所示，质量为60kg的滑雪运动员，其脚下每块滑雪板长2 m、宽0.1 m、重10 N。求运动员站立时，水平雪面受到的压强。（g取10 Nkg）某同学求解如下： 已知：m60kg a2m b0.1m求：p解：运动员站立时水平雪面的受力面积Sab2m×0.1m0.2m2Gmg60kg×10Nkg600N 运动员站立在水平雪面上水平雪面受到的压力 FG 由压强公式: 3×103Pa 答：运动员站立时，水平雪面受到的压强是3×103Pa请检查该同学的解题过程与结果，指出其中的错误并加以更正。分析与解：该题联系滑雪的实际考查压强的计算。在

5、运用压强公式时，要注意公式中各个字母的物理意义。其中的S是受力面积，即施力物体与支持面的接触面积。联系到滑雪的具体情境，运动员有两个滑雪板与雪接触，因此受力面积应是一个滑雪板面积的两倍。另外把人和滑雪板当作一个整体，对雪的压力在大小上应等于人和两个滑雪板的重力之和，而不是仅等于人的重力。因此本题有两处错误：一是受力面积S；二是压力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点评：与本题相类似，在讨论容器中装水、车辆装货以及两个物体叠放在一起等问题

6、时，一般都采用“整体法”来解答。在初中现有知识范围，这样更容易理解。另外要小心的是：压强公式中的S是物体与支持面的接触面积，分析时，要联系实际去考虑。例如：履带式坦克就有两条履带与地面接触，而人走路时是轮流用一只脚与地面接触。三、车辆超载问题（例3）(例3 扬州一辆汽车驶过润扬大桥，交警示意行车，该车司机反应时间为0.5s,反应距离为12.5m,查得该车总重为10t,车轮与地面总接触面积为0.12m2,按照规定,该车速度不得超过100Km/h,对地面的压强不得超过7×105Pa以内,请通过计算说明,该车被拦下的原因是什么?( g取10N/Kg分析与解：车辆行驶时,交警要重点检查的问题

7、主要有两个,一是有没有超速(即车辆行驶的速度是否超过允许的最大值；二是有没有超载(即车辆对地面的压强是否超过允许的最大值。因此，求解本题时，可以先求出车速和车对地面的压强，再跟题中的规定进行比较一下，就能找到原因了。汽车的速度为V=m/s=25m/s=90Km/h<100Km/h因此该汽车没有超速。汽车的重力为G=mg=10×103Kg×10N/Kg=105N所以它对地面的压强为p=N/m2=8.33×105Pa>7×105Pa,故该车被拦的原因是车辆超载。这样会使公路由于无法承受这么大的压强而损坏。点评：车辆的超速和超载问题，这是一个社会热

8、点问题。从物理走向社会，是新课改的指导思想之一。大家平时学习和练习时，就要理论联系实际，学会用物理思想去思考和理解生活实际问题。四、车辆载物量的计算问题例4（2006 佛山）体重为400N的小明骑自行车上学，在水平路面上匀速行驶。有关数据如下表所示：自行车净重200N行驶时轮胎与地面接触的总面积50cm2轮胎承受的最大气压2×105Pa轮胎直径0.61m匀速行驶过程中的总阻力总重力的0。05倍试求：（1）行驶过程中，车胎对地面的压强是多大？（2）小明在行驶过程中能载的货物最多是多少？分析与解：(1小明在水平路面上行驶时，车胎对地面的压力F=G人G车 =400N200N=600N车胎与

9、地面接触的总面积为S=500cm2=50 ×10-4cm2根据公式p=1.2×105Pa(2当小明骑车带一些货物时，则车轮对地面的压强增大。同时轮胎承受的气压也增大。车轮对地面的压强和胎内气体对车胎的压强是相等的。当车轮受到的压强达到轮胎承受的最大气压时，车中所载货物重力就是允许的最大载物量。所以求解这个问题时，可以先从小明载货行驶时地面能承受的最大压力入手。具体过程为：根据公式p=可知：小明载货行驶时地面能承受的最大压力为Fm=ps=2×105Pa×50cm2=2×105Pa×50×10-4m2=1000N载货行驶时对地面

10、的压力为Fm=G人G车G货能载的货物最大重力为G货=Fm- G人- G车=1000N-400N-200N=400N点评：分析车辆装货问题时，要注意的是：车胎承受的最大重力与车的最大载物量不是同一回事，不能混为一谈。另外，要学会从题中所附的表格中寻找与解题相关的信息。生活中的各种设备和电器的说明书不少都是以表格的形式提供信息的。大家要多接触，多思考，需要时能从中及时找出对讨论问题有关的信息来。五、高压锅问题（例5、2006 北京市）. 家庭常用的高压锅（图甲）与普通锅主要不同之处在于它的密封性好。图乙是高压锅的结构示意图，它的盖子上有三个气孔，带有活塞的气孔1使锅内与外界连通，此时锅内气压与外界

11、大气压相等（外界大气压为）。当锅内温度升高至100时，锅内气体会把气孔1的活塞顶起，这时锅被密封。锅内温度继续升高，气体压强增大，当压强增至最大值时，气体就会冲开气孔2上的限压阀。气孔3正常情况下无作用，图乙中未画出。设锅内气压每增加，水的沸点相应增加1。锅内水的初始温度为20。限压阀被冲开前，锅内水在升温阶段单位时间内升高的温度相同。（1）锅内温度升高到110时，锅内的气压是多大？（2）此高压锅限压阀的质量为70g，气孔2的面积为，则锅内的最高温度可达到多少？（g取10N/kg，结果保留整数）（3）若“压强每增加，水的沸点相应增加1”这一条件以及限压阀的质量和气孔2的面积均未知，请用一只手表及题中的其他条件，估测出锅内的最高温度。（说明：写出锅内最高温度的表达式，并指出表达式中各测量量的含义。）分析与解：本题是该市中考的压轴题，粗看一下：实在无从下手，教材上并设有介绍过高压锅中压强和沸点的计算。但仔细审题后就会发现：题中告诉了我们如下“信息”（1）设锅内气压每增加，水的沸点相应增加1。（2）限压阀被冲开前，锅内水在升温阶段单位时间内升高的温度相同。充分利用这些信息，结合所学的课本知识，本题就很容易求解了。具体解答过程为：（1）外界大气压，水的沸点