许多刚升入初中的学生在物理学的力学部分容易出错, 特别是在压强和浮力这两个知识点上。这是因为相关的公式繁多, 而且变化情况很快, 导致它们成为中考里丢分非常严重的区域。为了协助学生们把思路整理清楚, 这篇文章汇总了在力学综合运用过程中最容易犯错的考点, 建议家长们进行收藏以便留给孩子参考。
压力与压强
很多同学在刚开始学习的时候, 最容易搞混的就是压力与重力之间的关联, 这种关联常常让人摸不着头脑, 压力这个概念, 指的是垂直作用在物体表面上的力, 它的方向非常明确, 总是垂直于接触面并且指向被压的那个物体, 所以这一点必须搞清楚, 虽然在各种题目当中, 如果物体是水平放置的, 大家会看到压力的大小往往等于重力的大小, 这种情况经常遇到, 但是大家要明白, 这并不是一个绝对的真理, 不能一概而论, 也不能在所有情况下都这样认为。
比如说, 当物体放在斜面上的时候, 又或者是有外力在上面把物体往上拉的时候, 那么压力就不等于是重力了。压强它表示的是压力的作用效果, 这个物理量的大小, 不仅要看压力的大小, 还要看受力面积的大小。
在处理有关固体压强的问题时候, 找准所谓的受力面积是关键所在, 大家一定要看清楚, 到底是哪个面在跟其他东西接触。
在做很多题目的时候, 题目往往会给出物体的底面积, 并且同时给出容器的底面积。这个时候, 你要非常仔细地阅读题目。你需要看清楚物体究竟是直接放在桌面上, 还是放置在另一个物体的上面。
受力面积的定义, 永远是两个物体之间实际接触的那部分的面积。你千万不要简单地就把题目中出现的所有数据全部代入计算中。这样做, 才是避开陷阱的第一步。
液压易错点
液体里的压强现象, 跟固体那种压法比起来, 存在着根本上的不一样。液体的内部朝四面八方都会产生压强, 并且随着深度的不断加深, 这个压强值就会一点一点地变变大。在这一点上, “深度”这个词眼是学生群体中犯错误最容易频发的一个重灾区。那么到底什么是“深度”呢?
它的意思是从那个液体的表面开始, 笔直地朝着往下走的方向, 去测量到达某一个特定点的那个距离长度, 而绝对不是从容器的底端开始往上计算出来的那个高度数值。这个道理在我们看到那些形状奇奇怪怪的异形容器的时候, 表现得就显得特别尤其明显。
在计算液体对容器底部的压力时, 千万不要直接利用重力公式。正确的逻辑步骤是先用液体压强公式来算出容器底部受到的压强, 之后再用那个变形的压强定义式去求压力这种操作才合理, 只有当容器本身就是柱形的时候, 液体对底部的压力才会和液体的重力相等这回事。
对于“大口小底”的那种容器来说, 液体对底部产生的压力, 其实是比液体的重力要小的。反过来, 在“小口大底”的容器里, 液体给底部的压力, 就会大于液体自身的重力了。
之所以会出现这种受力的不一样, 就是因为容器的侧壁会对液体产生支持力, 或者施加压力的结果。只要能把这一点搞明白, 那么在遇到那些复杂的关于容器压强题目的时候, 就可以处理得非常轻松, 完全不会觉得有任何困难。
浮力产生源
浮力是怎么产生的, 就是因为物体上面的面和下面的面受到了液体不同的压力，从而产生了差值。可是, 如果一个物体和容器的底部贴合得特别紧密, 这样水的下方就进不了去了, 因此这个物体就不会受到浮力的影响了。
这里有一个非常典型的例子可以说明问题, 比如说桥墩深深地埋在河底的淤泥里面了, 或者是那个平整的塑料块紧贴着杯子的底部了。
阿基米德原理是一个极其重要的定律, 这个定律揭示了一个关键性的事实, 那就是浮力的大小仅仅取决于液体的密度以及物体排开液体的体积这两项因素, 许多学生在解题的过程当中, 经常会被那些与计算无关的要素所干扰, 比如物体的具体形状、实际质量、自身密度或者是所处的浸没深度等等, 必须明确一点, 一旦物体处于完全浸没的状态, 那么无论怎么改变它所在的深度, 都不会对这个物体所接收到的浮力大小产生任何影响。
在使用阿基米德原理这个办法的时候, 大家一定要把“浸入”和“浸没”这两个词之间的区别给看仔细了, “浸入”这里面是包括了物体被部分淹没的情况, 也包含了物体被完全淹没的情况的, 但是“浸没”呢, 说出来的意思就是指着物体排开那些液体的体积, 和物体自己本身占有的那个体积是完全一样大的这样的状态, 把这两者之间到底是个什么关系给弄明白了, 这才是去计算浮力所需要的基础性的前提条件了, 同时这也是能够防止在计算的过程中出现各种错误的最为关键的地方。
浮沉判定法
物体的浮沉状态问题在力学综合题目中出现的频率非常高。在日常解决这类问题时, 大家通常会采用两种具体的判断方法。第一种方法是力学比较法, 其核心思路是对物体所受到的浮力大小与重力大小之间的关系进行对比分析。
第二种方法是密度比较法, 这种方法侧重于比较物体本身的密度数值与周围液体密度的数值大小关系。另外需要注意的是漂浮和悬浮这两个概念, 它们之间很容易产生混淆之处, 因此必须投入足够的精力去对它们进行仔细区分。
当物体漂浮的时候, 它只有部分体积是浸在液体里面的, 此时的浮力是等于重力的, 而且, 物体的密度是小于液体的密度的。
而当物体悬浮的时候, 它是完全浸没在液体内部了的, 浮力同样是等于重力的, 但是呢, 这时候物体的密度是等于液体的密度的。不管是什么情况, 无论是漂浮还是悬浮, 只要处在平衡状态的话, 浮力就都是等于重力的。
在处理沉底问题的时候, 物体受到浮力, 这个浮力是小于重力的, 而且此时容器底部会朝着物体提供一个支持力。
很多综合题目都会结合起来使用弹簧测力计来进行考查, 那么那个测力计所显示的读数, 实际上就是拿重力去减去浮力所得到的结果, 借助这种进行受力平衡的转化过程, 能够将原本比较抽象难以理解的浮力相关问题, 转变成一个简单的加减法力学计算问题。
受力分析法
力学综合题之所以会给大家呈现出一种很难的感觉, 主要原因在于这类题目从来都不会去单一地考查某一个知识点, 它往往是要把压强、浮力、杠杆或者是滑轮组这些内容结合起来进行考察。面对着这样的题目, 我们一定要做的第一件事就是明确研究对象。
咱们需要思考的究竟是研究那个处于水中的物体? 还是说去研究那个盛放着水的容器? 再或者, 是打算研究整个的系统? 因为一旦研究对象不同, 接下来的受力分析工作就完全是截然不同的两个方向。
在进行受力分析的时候, 建议学生们养成专门绘制受力示意图这样的一种习惯举动。如果涉及的是处于水中的那种物体, 那么一般情况下会受到重力这一种力、浮力这一种力, 以及拉力或者是支持力这些情况其中的一种。
如果是对于容器而言的话, 则必须要考虑到重力这种力以及压力这种力, 还有来自桌面的支持力这一点相关情况。通过实际绘画图形的方式展示出来, 能够让人们直接看清各个不同力量彼此之间所呈现出来的那种平衡关系状态, 从而能够有效地避免在后续去列出相关数学方程过程之中出现遗漏某个关键性重要力值的错误现象发生。
受力分析这里还有另一个关键的点, 也就是关于整体法和隔离法这两个东西的灵活切换, 当有好几个物体连接到一起的时候, 整体法这个东西能够很快地把外面环境对这一整个系统的力量的大小给求出来, 而隔离法这另一种路子却是能辅助我们去剖析那些物体和物体之间所产生的那个相互作用力是怎么样的, 只要把这两种方法都给彻底掌握了的话, 哪怕是再复杂的力学系统, 也是可以被一点一点的拆解开来的。
常见避坑点
在日常开展的考试活动, 里面存在一些经典的那种带有陷阱的题型, 需要格外去特别留意思。举个例子说关于冰块进行融化这个问题, 当情况是纯净的冰在水体中发生融化时, 液面的高度是属于不变的状态的；但是呢, 如果是冰块里面包裹住了密度数值超过水的那类石块, 在冰块完成融化动作之后, 液面会出现下降的情形。
这一类带有文字游戏性质的题目, 通常是决定计算结果是对还是错的关键因素, 所以在进行审题操作的时候必须得做到细致入微。
此外, 还有一些非常容易被陷入的误区, 这些误区往往出现在涉及“溢水杯”的考题之中。
假如一开始那个容器里面就已经灌满了水, 那么在把某个物体放进去之后, 流出去的那部分水的重量, 确实就是那个物体所受到的浮力的大小；然而, 如果当初容器内部并没有装满水, 这时候物体放入后导致水位上升而排开的水中, 有一部分水可能会被保留在容器的内部, 并不会流动到容器外面去。
一旦在这种情况发生时, 如果我们还依旧不顾实际情况, 直接把前面说的那种情形当作通用公式来使用, 也就是认为浮力总是等于那些溢出在外面的水的重量, 那么这种操作就会引发错误的答案。
另外, 还要留心那些藏在题目里的隐含条件。例如当题干说是“轻质容器”的时候, 这就代表容器的重力可以忽略不计。再比如说题干提到“薄壁容器”, 这其实就说明了里面和外面的底面积是一样的大小。
如果把这些细节丢掉了, 常常会造成最后在列方程的时候, 两边无法平衡的情况发生。所以大家在平常做练习的过程中, 应该养成把错题记录下来以及分析陷阱在哪里这样的习惯, 唯有这样, 才能在真正考试的时候时刻保持警觉状态。
物理建模法
物理这个学习的内容, 它可不光是单纯地去背诵一些公式, 更关键的一个事儿, 就是要去把那种模型给建立起来。你比如说, 碰到那些奇形怪状的、很复杂的容器, 我们可以尝试着把它简化成一个等价的柱形模型来处理, 再或者, 面对那种受力过程特别复杂的情况也可以试着把它给简化成一种静态的平衡状态去做分析。
通过这种叫做模型化的思考方式的话, 就能让那些原本比较抽象的题目变得非常直观起来, 这样也就能够很快速地帮助孩子们去找寻到解题的那个突破口在哪里了。
建议孩子们在复习的时候多做一做同类题型的归纳总结。比如说专门去练习切除部分物体后压强怎么变, 或者往容器里面加水的时候浮力怎么变之类的题目。通过这种有针对性的训练, 孩子们就能够形成一种条件反射式的解题思路。这样在遇到类似的新题目的时候, 他们就可以迅速反应出对应的物理模型来。
建立物理模型, 这个活儿是离不开对生活里那些个实实在在的现象进行仔细观察的, 就拿抽水机它那个原理来说, 它对应的是大气压强这一说, 还有那潜水艇是怎么升降的?
它对应的就是物体浮沉的那些个条件, 咱们要把书本上头学到的那套知识跟生活实际紧紧地连到一起, 这么做的好处是能增强学习过程里头的趣味性的, 同时还能让孩子对物理概念的理解变得更深刻一点, 这样子做到了能够把学到的东西应用在实际当中去。
大气压应用
大气压强在力学方面其实也是个不能随便放过的关键部分。虽然它不像浮力那样会涉及到特别复杂的计算过程, 但是在各种实验探究题里却经常会出现。
托里拆利实验被公认为是用来测量大气压的一种经典方法, 大家必须得清楚一点, 那就是管子本身的粗细程度、长度长短, 包括它是不是倾斜放置了这些情况, 真正影响到水银柱高度的因素只有大气压本身, 这和实际操作当中的各种细枝末节完全没有关系。
流体压强与流速的关系也是经常被考查的重点, 流速比较大的地方压强小, 流速比较小的地方的压强会大一些, 这个基本的结论不光能把飞机为什么会飞起来产生升力解释清楚, 也能把人为什么说要在火车站台上必须设置一条安全线给讲明白, 大家在学习的过程中要明白它内在的物理原理到底是怎么回事, 不要只是死记硬背知识点, 要学会怎么使用压强差的这个说法来把各种动力学现象的解释工作给完成好。
在做那些跟大气压的计算题的时候, 大家需要去注意一下单位到底是怎么换算过来的, 标准大气压大概就等于1.013乘以10的5次方帕斯卡, 这个数值是差不多相当于有10米高的水柱所产生的压强的那样的情况, 所以在去分析像是吸盘、抽水机或者注射器在吸取药液这些模型的时候, 我们必须要很明确地知道是大气压在实际推着东西走, 而不是由人自己在进行吸食的那个动作, 这也就是人们再去理解关于大气压的相关计算题目时的那个特别核心的逻辑所在。
实验探究点
近些年的中考当中, 考试的侧重点正在越来越多地向实验操作的考察方面倾斜。学生们在进行“探讨影响浮力大小因素”这个实验的时候, 必须学会去使用控制变量这种方法。
大家应当去改变液体的密度或者是物体浸没的深度, 并且仔细观察弹簧测力计上显示出来的数值有什么样的变化。控制变量法在物理实验当中具有非常重要的核心地位, 可以把它看作是物理实验的灵魂所在。因此, 我们在书写实验所得出的结论时, 必须做到非常严谨和规范。
在做那个关于压强是怎么回事的实验的时候, 因为我们是通过看海绵这个地方凹下去有多深这样一个事情, 来判断压力起到的作用的效果到底是大还是小。这里面的时候, 是体现出了叫做转换法这样一个思想的东西。
像在做那种考试题目里面的实验部分的时候, 经常会要求大家对这个叫什么一个实验方案的优点缺点进行一个评价, 或者说要去指出这个实验里面到底存在什么样的错误的操作做法。所以说如果说是把教材里面的每一个最基础的那个实验都是熟悉到烂熟于心的话, 这就是拿来应对这一类题目的最好的一个策略方法。
分析实验数据这一点, 确实是特别大的难处所在。你需要去掌握怎么样通过查看表格形式的数据来找出其中隐藏的规律, 并且要学会判断清楚两个变量之间到底算是正比例关系还是说是反比例的关系。
当你在最终下结论的这个过程里面, 绝对不可以忽略掉必须要加上“在某某条件保持一定的情况下”这样的话作为开头的前缀部分。这种非常规范、严肃的描述方式, 它不仅仅是体现了科学那种严谨的精神态度, 更重要的是它可以保障你自己在考试的过程之中绝对不会因为表达不规范而丢掉任何分数。
压强和浮力这两个知识点, 它们在初中物理里面属于比较难啃的骨头。虽然难度大, 但是只要你去把压力、压强还有浮力这三者之间存在的逻辑关系给弄清楚并且搞清楚它们彼此之间的来龙去脉。
在此基础上再去建立起一个非常清晰可见的受力分析模型的话, 那么在考试中去拿到那些高分其实也并不是什么特别困难的事情。所以希望这一份专门针对这方面的知识总结能够真正地帮助到现在正值备考阶段还在努力学习的孩子们。只要通过有针对性地去反复练习相关题目, 那么就一定能够顺利攻克这些力学方面的难关。
你家孩子在物理这门功课的学习过程当中, 遇到的最困难的状况, 到底是什么情况? 这个困难的原因, 到底是由于那些物理公式老是记不住, 还是说那些题目内容完全看不懂, 所以无法下手去解题?
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