浅析初中物理“压力与压强”内容的运用

“压力与压强”这一内容既是力学中的重要内容，又是初中物理教学的重点和难点之一。不过在教学过程中，笔者发现，学生对“压力和压强”这一内容的掌握和运用情况不尽如人意。为了以学生为主体，激发他们的学习兴趣，让他们灵活运用“压力与压强”的相关知识解决实际问题，笔者结合教学实践，探讨“压力与压强”这一内容的实际运用。

一、明确概念

压力，即垂直作用在物体表面上的力，它的方向总指向受力物并与受力物垂直（F=PS）。压强，即物体所受压力的大小与受力面积的比（P=F/S），它是描述压力产生效果的物理量。在实际教学中，笔者有两个发现：一是一些学生认为压力就是压强；二是另一些学生认为压力的大小就是物体的重力。为了防止学生混淆概念，我们可通过例题明确压力与压强的关系。

例1 一块重为80N、边长为0.1m的正方形铁块，放在面积为1m2的水平桌面中央，问铁块对桌面的压强是多少？

解析 根据P=F/S，我们要求出桌面所受的压强就必须先求出桌面所受的压力及受力面积。通过分析，我们知道铁块对桌面的压力等于铁块的重力（水平、垂直、平衡）80N，受力面积为铁块的底面积S=0.1m×0.1m=0.01m2，所以桌面所受压强P=F/S=80N/0.01m2=8000pa。

通过解析例题，可让学生明确：压力与压强不同，压力与重力也不同，它们是各自独立的物理单位。

二、具体运用

“压力与压强”这一内容涉及范围较广，而且问题中可能涉及固体、液体、气体和流体，因此，笔者着重介绍“压力与压强”的相关知识在固体、液体、气体和流体中的运用。

1.大气压强

大气压强，即大气对浸在它里面的物体所产生的压强。标准大气压P=1.01×105pa，一般取作105pa。因为随着海拔的增高，空气越来越稀薄，所以大气压强随海拔的增高而减小。

例2 某种规格的高压锅出气口的直径为3.2mm，计算出它的面积约为8mm2。要使锅内的气压达到2个标准大气压，问该高压锅应配备的限压阀的质量为多少克（设外界气压为标准大气压，标准大气压取105pa，g取10N/kg）？

解析 设出气口的面积为S，限压阀的质量为m，外界大气压为p，锅内气压为p1。限压阀的作用是为了保证锅内有2个标准大气压，通过分析我们知道，锅内的压强必须和外界压强及限压阀对出气口的压强相等，由于出气口的面积即为受力面积，所以我们可以得出锅内外的压力相等，即：p1S=pS+mg，

m =（p1-p）S/g=0.08kg=80g。

通过解析例题，可让学生明晰：涉及“大气压强”这一知识的题目，关键在于做好受力分析，明确物体的受力情况后，利用压强的计算公式很容易解题。

2.固体压强

固体压强，即物体由于外因或内因而形变时，在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力。通过分析可知，学生在解答有关“固体压强”的相关题目时，出错率较高，其主要原因是：概念不清、未明确受力面积以及不能灵活运用公式等。

例3 如图1所示，实心均匀的正方体甲和乙放置于水平地面上，受到的重力均为64牛，乙的边长为0.2米，甲的边长为0.3米。求：正方体乙对水平地面的压强；正方体甲、乙的密度。若在正方体甲、乙上沿水平方向分别截去相同的厚度h后，甲、乙剩余部分对水平地面的压强分别是多少？它们对应的h的取值范围是怎样的？

解析 因为乙受到的重力为64牛，且静止垂直于水平地面，所以可得出地面所受到的压力即为乙的重力；乙为正方形，地面的受力面积即为乙的底面积，确定了压力和受力面积，根据P=F/S，求出乙对水平地面的压强。可见，第一问的关键在于确定压力和受力面积。第二问主要考密度知识，我们不在此赘言。第三问解题的关键在于求出临界点，即求出当甲、乙压强相同时，厚度h的值，然后，分情况讨论。

本题的关键在于对公式P=gh的灵活运用。虽然P=gh为液体压强的计算公式，但它同样适用密度均匀的长方体、圆柱体和正方体，因此，学生在解题时应灵活运用公式。

3.液体压强

液体压强，即液体对容器底、内部以及内壁所产生的压强（P= gh）。它的特点是：同一液体，压强随着深度的增加而增加；不同液体，同一深度，压强随密度的增大而增大。与“大气压强”和“固体压强”的相关知识相比，“液体压强”的相关知识难度较大，但只要学生牢记基本公式，并灵活运用，还是能做对相关题目。

例4 玻璃杯中装有重为5牛的水，杯子的底面积为20厘米2，杯内水面高度为20厘米。若玻璃杯受到的重力为1牛，求：水对杯底产生的压力；装有水的玻璃杯对水平桌面的压强。

解析 本题考查的“液体压强”知识较为简单，只要通过液体压强的计算公式就能快速求出答案：P1=gh1=1 960pa，F1=P1S=3.92N；P2=F2/S=G/S=3 000pa。

展示这道例题旨在让学生牢记基本公式，毕竟较难的题目也是立足于基本公式（P=gh）之上，所以，学生一定要记牢基本公式，为灵活解题打下基础。

4.流体压强

由于液体和气体都具有流动性，故称为流体。流体流动时产生的压强称为流体压强。流体压强的大小与流体的流速有关，流体压强在流速大的地方较小，在流速小的地方较大。有关“流体压强”这一知识的题目较为简单，主要是利用流速与流体的压强关系解题。

例5 如图2所示，小明做了一个物理实验：从B管右端向管内吹气，A管水面上升，这说明了什么原理？

解析 由于管中上端开口处空气流速大，下端水面上空的空气流速小，因此，管内的水会在容器内空气的较大压强的作用下向上运动，所以，其原理是：对流体而言，流速越大的位置，压强越小。

在初中物理教学中，为了使学生掌握并灵活运用“压力与压强”的相关知识，教师应注重习题的讲解与分析，以使学生在面对实际问题时，有效选择简洁的解题方法，最终实现物理教学生活化的目的。

（作者单位：山东省莒南县道口镇初级中学）

（责任编辑：梁金）