用 p = F ÷ A 计算压强,需要以牛顿为单位的力。如果题目给的是以千克为单位的质量,要先用 W = m × g 求出重量,再除以面积。漏掉这一步,是压强题最常见的失分原因之一。
这一课能帮你守住固体与流体中的压强里的每一道计算题。质量与重量的关系在质量、重量与密度中讲解。
为什么这很重要?
质量(mass)是物体含有多少物质,单位为千克。重量(weight)是重力作用在这份质量上的力,单位为牛顿。它们是不同的量,单位也不同。
当 g = 10 N/kg 时,质量 60 kg 的人重 600 N。数字大了十倍,用 60 而不是 600,算出的压强就小了十倍。
防止失误的流程
- **划出题目给的那个量。**它的单位是 N 还是 kg?
- 如果是 kg,写出 W = mg,先算重量。
- 需要时把面积换成 m²。
- 写出 p = F ÷ A,代入以牛顿为单位的力。
- **检查答案的单位:**N ÷ m² = Pa。
如果题目说的是“力”或“重量”,就不需要换算。如果说的是“质量”或给了千克,就要换算。
例题
一名质量 60 kg 的学生双脚站立。每只鞋的接触面积为 0.025 m²。
求对地面的压强。取 g = 10 N/kg。(自编示例数据。)
**步骤 1,重量:**W = mg = 60 × 10 = 600 N。
**步骤 2,总面积:**2 × 0.025 = 0.050 m²。
**步骤 3,压强:**p = F ÷ A = 600 ÷ 0.050 = 12 000 Pa。
**检查:**如果学生抬起一只脚,面积减半为 0.025 m²,压强变成两倍,即 24 000 Pa,因为 600 ÷ 0.025 = 24 000。
要留意的错误
常见的失误是用质量代替力。
**错误答案:**p = 60 ÷ 0.050 = 1200 Pa。
学生把千克除以了平方米。结果是 1200 kg/m²,不是帕斯卡,而且小了十倍。
纠正方法是先写出重量:600 N ÷ 0.050 m² = 12 000 Pa。这里单位检查很有用,因为 kg ÷ m² 不可能得到 Pa。
自我检测
取 g = 10 N/kg。
1. 一本质量 2.5 kg 的书放在桌上,接触面积为 0.050 m²。求压强。
显示答案
W = 2.5 × 10 = 25 N。p = 25 ÷ 0.050 = 500 Pa
2. 一头大象质量 4000 kg,四只脚每只的面积为 0.10 m²。求它静止站立时脚下的压强。
显示答案
W = 4000 × 10 = 40 000 N。总面积 = 4 × 0.10 = 0.40 m²。p = 40 000 ÷ 0.40 = 100 000 Pa,即 1.0 × 10⁵ Pa。
3. 一个物块对某表面产生 8000 Pa 的压强,接触面积为 0.030 m²。求它的质量。
显示答案
F = pA = 8000 × 0.030 = 240 N。m = W ÷ g = 240 ÷ 10 = 24 kg
接下来学什么
用压强练习题把五项技能合在一起,并用错题记录与重测队列记下任何反复出现的失误。
考试时间紧,很容易忘了先换算。在线上一对一物理补习中,老师可以用真实题目和你一起走一遍这个检查流程,直到你不用提醒也会做。