压力压强实验易错题辨析
陈菊清
摘 要：宁波市的一道压力压强实验的中考题，对覆杯实验进一步探究.得分率相当低，容易出错.将易出现的错误进行辨析，找到正确的分析方法.
关键词：实验；易错题；辨析
（2015年宁波科学试题第22题）如图甲所示的覆杯实验中（1）硬纸片不会掉下的事实是_________________存在的证据.（2）有同学认为实验中是水粘住了纸片，老师用如图乙所示装置进行实验.随着空气被抽出，纸片掉下了，排除了纸片是被水粘住的可能.若换用容积和高度均相同，而杯口更小的杯子进行实验，要使同一硬纸片掉下，相同情况下需要抽气的时間会_________________（填“变短”、“变长”或“不变”）.
1 错误解法
第（1）题的答案比较容易，填大气压.第（2）的答案容易出错.
错解1：由于纸片处于要掉未掉的临界状态时，装置内的空气对纸片向上的压强与水对纸片向下的压强相等.换用杯口更小的杯子后，杯子中的水的高度没变，水对纸片的压强不变，纸片处于临界状态时装置内的空气压强不变，所以选填“不变”.
错解2：纸片处于临界状态时，所受到的水和空气的压力差等于纸片的重力，所受到的水和空气的压强差等于纸片的重力与杯口面积之比.纸片的重力不变，换用杯口更小的杯子后，纸片的重力与杯口面积之比变大，即水对纸片的压强与空气对水的压强之差变大，水的深度不变，对纸片的压强不变，所以空气对纸片的压强变小，所以抽气时间变长.
错解分析：错解1中，如果不考虑纸片本身的重力，这个解法是正确的，但题目并未指出不计纸的重力，这是一个需要实际操作的实验题，纸片的重力是一个不能被忽略的因素，并且在这道题中是关键因素.
错解2中，纸片掉落，是因为水对纸片的压力与纸片重力之和大于空气对纸片的压力.受这种定势的影响，在此题中，错误地认为，处于临界状态时，水对纸片的压力大于空气对纸片的压力.实际上处于临界状态时的纸片受到两个向下的力：重力和水的压力，一个向上的力就是空气的压力，重力与水的压力之和等于空气的压力，空气对纸片的压力是大于水对纸片的压力，空气对纸片与水对纸片的压力差等于纸片的重力，而不是水与空气对纸片的压力差等于纸片的重力.
2 正确解答
纸片处于临界状态时，受到向下的重力G，和水对纸片向下的压力F，及装置内的空气对纸片向上的压力F0.这三个力平衡，所以G+F=F0，F0-F=G.等式两边都除以S得F0/S-F/S=G/S即P0-P=G/S.换用杯口更小的杯子后，纸片的重力G不变，纸片的受力面积S变小，杯中水的高度不变，水对杯底的压强P不变，空气对纸片的压强P0变大一些，所以抽气时间变短.
说明：（1）在实验中，没有抽气时，纸片受到向下的重力、水的压力和杯口向下的支持力，向上的空气压力，这四个力平衡.抽气时，空气压力变小，杯口的支持力变小，纸片处于临界状态时，杯口的支持力变为零.
（2）纸片在杯口外面的部分受到空气对它向上和向下的压强，压强相等，受力面积相等，向上和向下的压力相等，合力为零.所以杯口外面露出的纸片的多少对纸片运动状态的改变没有影响.
摘 要：宁波市的一道压力压强实验的中考题，对覆杯实验进一步探究.得分率相当低，容易出错.将易出现的错误进行辨析，找到正确的分析方法.
关键词：实验；易错题；辨析
（2015年宁波科学试题第22题）如图甲所示的覆杯实验中（1）硬纸片不会掉下的事实是_________________存在的证据.（2）有同学认为实验中是水粘住了纸片，老师用如图乙所示装置进行实验.随着空气被抽出，纸片掉下了，排除了纸片是被水粘住的可能.若换用容积和高度均相同，而杯口更小的杯子进行实验，要使同一硬纸片掉下，相同情况下需要抽气的时間会_________________（填“变短”、“变长”或“不变”）.
1 错误解法
第（1）题的答案比较容易，填大气压.第（2）的答案容易出错.
错解1：由于纸片处于要掉未掉的临界状态时，装置内的空气对纸片向上的压强与水对纸片向下的压强相等.换用杯口更小的杯子后，杯子中的水的高度没变，水对纸片的压强不变，纸片处于临界状态时装置内的空气压强不变，所以选填“不变”.
错解2：纸片处于临界状态时，所受到的水和空气的压力差等于纸片的重力，所受到的水和空气的压强差等于纸片的重力与杯口面积之比.纸片的重力不变，换用杯口更小的杯子后，纸片的重力与杯口面积之比变大，即水对纸片的压强与空气对水的压强之差变大，水的深度不变，对纸片的压强不变，所以空气对纸片的压强变小，所以抽气时间变长.
错解分析：错解1中，如果不考虑纸片本身的重力，这个解法是正确的，但题目并未指出不计纸的重力，这是一个需要实际操作的实验题，纸片的重力是一个不能被忽略的因素，并且在这道题中是关键因素.
错解2中，纸片掉落，是因为水对纸片的压力与纸片重力之和大于空气对纸片的压力.受这种定势的影响，在此题中，错误地认为，处于临界状态时，水对纸片的压力大于空气对纸片的压力.实际上处于临界状态时的纸片受到两个向下的力：重力和水的压力，一个向上的力就是空气的压力，重力与水的压力之和等于空气的压力，空气对纸片的压力是大于水对纸片的压力，空气对纸片与水对纸片的压力差等于纸片的重力，而不是水与空气对纸片的压力差等于纸片的重力.
2 正确解答
纸片处于临界状态时，受到向下的重力G，和水对纸片向下的压力F，及装置内的空气对纸片向上的压力F0.这三个力平衡，所以G+F=F0，F0-F=G.等式两边都除以S得F0/S-F/S=G/S即P0-P=G/S.换用杯口更小的杯子后，纸片的重力G不变，纸片的受力面积S变小，杯中水的高度不变，水对杯底的压强P不变，空气对纸片的压强P0变大一些，所以抽气时间变短.
说明：（1）在实验中，没有抽气时，纸片受到向下的重力、水的压力和杯口向下的支持力，向上的空气压力，这四个力平衡.抽气时，空气压力变小，杯口的支持力变小，纸片处于临界状态时，杯口的支持力变为零.
（2）纸片在杯口外面的部分受到空气对它向上和向下的压强，压强相等，受力面积相等，向上和向下的压力相等，合力为零.所以杯口外面露出的纸片的多少对纸片运动状态的改变没有影响.
