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4液体的压强
网络课程内部讲义
液体的压强
教师:
阮红
爱护环境,从我做起,提倡使用电子讲义
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液体的压强
一、液体产生压强的原因是:
液体受重力的作用.
二、液体压强的特点:
1.液体对容器底部和侧壁都有压强;
2.液体内部向各个方向都有压强.压强随深度的增加而增大;
3.在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
4.不同液体的压强还跟液体密度有关系.
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三、液体压强公式:
p=ρgh
式中,ρ表示液体密度、h表示自由液面竖直向下的深度.由公式可知:
液体内部某一深度的压强大小与深度成正比,与液体密度成正比.
四、连通器原理:
装入同种液体的连通器,在液体静止时,各容器中的液面保持相平.常用的连通器有:
船闸、压强计、锅炉水位计、过路涵洞、茶壶等.
重点和难点
1.由液体压强公式p=ρgh可知,当液体密度p一定时,液体压强跟它的深度成正比.即在同种液体中(或密度ρ相同),深度越大,液体向各个方向的压强也越大.
2.当液体的深度h一定时,液体的压强跟液体的密度成正比.即在相同深度、密度大的液体,液体向各个方向的压强也越大.
以上两种比例关系写成比例式即是:
3.根据液体压强公式p=ρgh,液体内部某一深度的压强是由液体的密度和深度两个因素决定的,而与液体体积的大小、液体质量的多少没有关系.由此可见,一定质量的某种液体可产生不同的压力、压强.
4.理解公式p=FS和p=ρgh的区别和联系
液体压强公式p=ρgh是从压强公式中推导出来的,所以压强公式p=FS具有普遍的适用性.但
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在实际运用中,它们之间又有区别,在公式p=FS中,决定压强大小的因素是压力和受力面积;在
液体压强公式p=ρgh中,决定液体压强大小的因素是液体密度和深度;对于规则的直柱形容器,底
部受到的压强用公式p=FS和p=ρgh计算结果一致;对于其他不规则的容器,底部受到的液体的压强一定要用液体压强公式p=ρgh计算,否则会出现错误.
例1、甲、乙两支完全相同的试管,内装质量相等的液体,甲管竖直放置、乙管倾斜放置,两管液面相平,如图所示,设液体对两试管底的压强分别为P甲和P乙,则P甲P乙.(填“大于”、“等于”、或“小于”)
例2、如图所示玻璃杯中装有重3牛的水,杯子的底面积为20厘米2、杯内水面高度为10厘米,若玻璃杯受到的重力为1牛.求:
(1)水对杯底的压力.
(2)装水玻璃杯对水平桌面的压强.
答:
水对杯底的压力是1.96牛.装水玻璃杯对水平桌面的压强是2×109帕.
小结:
通过计算水对容器底的压力是1.96牛、杯内水重3牛,即水对杯底的压力不等于水重.因此,在计算液体对容器底的压力时,要先用公式p=ρgh求压强,再利用压强公式变形后求压力p=FS.
例3、如图所示,甲、乙、丙三个容器的底面积相等,容器中装有相同高度的水,若将三个相同的木块,分别放入三个容器中,水不溢出,静止后比较容器底部受到的压强()
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A.甲最大B.乙最大C.丙最大D.一样大
例4、连通器在日常生产和生活中有着广泛的应用,在下图所举的事例中,不是利用连通器原理工作的是()
课堂练习
1.如图所示容器中装满酒精,A点处的压强为
帕,B点处的
压强为
帕.(ρ酒精=0.8×103千克/米3,g取10牛/千克)
2.如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相连,中间有一阀门K,容器
中都装有水,且水面相平,打开阀门K后,则(
)
A.由于水的重力作用,水从甲容器流回乙容器
B.由于甲、乙容器水面相平,所于水不流动
C.A点压强大于B点压强,所以水从甲容器流向乙容器
D.B点压强大于A点压强,所以水从乙容器流向甲容器
3.如图所示,两玻璃管下端用橡皮管相连,上端开口,管内装有水,当B管慢慢上升时()
A.B管水面将高于A管水面B.B管水面将低于A管水面C.两管液面仍要保持相平D.无法确定
4.工人师傅在装修房屋时,把一个两边开口的塑料管装上水,两个工人各拿一端放在墙面上,观察两液面,这样做的目的是()
A.塑料管可以当刻度尺用B.塑料管两液面相平可以刻出墙面高C.塑料管两液面相平可以在墙上找出水平面D.无法确定
5.在三个完全相同的容器中,分别注入硫酸、水、煤油,则当容器是直圆筒时,下列说法中正确的是()
A.当三种液体体积相同时,容器底所受液体压强最大的是硫酸产生的
B.当三种液体质量相同时,容器底所受液体压强最小的是煤油产生的C.当三种液体深度相同时,容器底所受液体压强全一样D.当三种液体质量相同时,容器底所受液体压强全一样
6.用上端开口,粗细不同、形状各异的容器,底部相连制成连通器,里面注入同种液体,则()A.将它放在水平桌面上,当液体不流动时,各容器内在同一水平面上液体产生的压强一定相同
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B.将它放在水平桌面上,当液体不流动时,各容器内在同一水平面上液体产生的压强不同,粗管的压强大C.将它放在斜面上,当它静止且液体不溢出也不流动时,各容器内的液面都在同一水平面上D.将它放在斜面上,当它静止且液体不溢出也不流动时,各容器内的液面都在跟斜面相平行的同一平面内
7.在三个底面积相同、高度相同,但形状不同的容器中,装满某种液体,如图所示,则容器底部所受到的液体的压强是()
A.p乙>p丙>p甲B.p丙>p乙>p甲
C.p甲=p乙=p丙
容器底部所受到的压力是()
A.F甲>F乙>F丙
B.F乙>F丙>F甲
C.F甲=F乙=F丙
容器中液体的重量是()
A.G乙>G丙>G甲B.G丙>G乙>G甲C.G甲=G乙=G丙
若甲装满水银,乙装满酒精,丙装满水,液体对底部的压强是().A.p甲>p乙>p丙B.p甲>p丙>p乙C.p甲=p乙=p丙
8.甲、乙两等高直圆筒容器,底面积之比为2∶1,都装满水,若在两容器中分别放入质量比为1∶3的两个木块,则甲、乙两容器底部所受的压强之比为,压力之比为.
9.把试管内装上一定质量的水,设竖直放置时水对管底的压强为p1,倾斜放置在水不流出来时,水对管底的压强为p2,比较二者大小,应是p1p2(填>、=、<).10.如图一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上,然后反过来倒
立在桌面上(如图B),两次放置橙汁对杯底的压强分别是pA和pB,则
A.pA>pB
B.pA<pB
C.pA=pB
D.无法判断
11.如图所示,容器里装有水,容器的底面积为1.5分米2,根据图中所示的高度,求:
(1)水对容器内壁A点处的压强;
(2)水对容器底部的压力.(g=10N/kg)
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12.长江三峡大坝上下游水位差最高可达113m,上游的船要在船闸中经过5个闸室使船体逐渐降低,每个闸室水位变化二十多米,因而三峡船闸的闸门非常大.其首级人字闸门每扇高39.5m,宽20.2m.
倘若门外的水位高30m,则这扇闸门所受水的最大压强是
Pa,已知闸门所受水的平均压
强是最大压强的一半,则这扇闸门所受水的压力是
N.(g取10N/kg)
13.发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖(如图所示),这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重威胁着下游群众的生命安全.若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到55m,水的密度为
1.0×l03kg/m3,g取10N/kg.
(1)求上述情况下湖堤底部受到的水的压强.
(2)假设该湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大压强都是6×105Pa,那么,最多还能允许水面上升多少米?
14.质量为1kg的平底空水桶,底面积为700cm2.水桶内装有30cm深的水,放在水平地面上.如图甲所示,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa.当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强
1800Pa.则下列选项正确的是(g取10N/kg)()
A.水桶内水的质量为28kg
B.水桶内水的质量为27kgC.F的大小为154N
D.F的大小为126N
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15.如图所示的水桶,质量为2kg,底面积为500cm2,高50cm.将此水桶放在水平地面上,向水桶内倒入30kg的水,此时水面到桶底的距离为40cm.当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,水桶对地面的压强减小了3000Pa.(g=10N/kg).求:
(1)F的大小为多少?
(2)提水桶前,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小多少?
(3)提水桶后,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大多少?
16.如图16所示,小强同学用压强计研究“液体内部压强与深度的关系”.
A
(1)在实验中,小强把探头直接放到水杯底部,这时A处的橡皮管与玻璃管
互相脱开,他观察玻璃管中的液体液面
;(填“相平”、“不相平”)
(2)保持探头在水杯底部,他把橡皮管与玻璃管互相连接好,再缓慢提高探
头(未离开液面),在此过程中观察到玻璃管中的液体液面差
;(填
“变大”、“不变”、“变小”)
(3)小强同学从这个实验中得出液体内部压强与深度的关系是:
深度加深,
压强
.(填“变大”、“不变”、“变小”)
图16
17.实验桌上有两只大烧杯,其中一杯盛有纯净水,另一杯盛有盐水.老师告诉小敏盐水的密度大于纯净水的密度,希望她用压强计将它们区别开.如图所示,小敏将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,分别记下压强计U形管两侧的液柱高度差h甲和h乙.她发现h甲小于h乙,于是认为乙杯子中盛的是盐水.老师指出小敏的实验过程是不正确的.小敏认真思考后发现自己在实验过程中没有控制变量,并提出了新的实验思路如下:
将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,
压强计U形管两侧的液柱高度差分别用h′甲和h′乙表示,使h′甲与h′乙
,比较
,
则
的一定是盐水.请你将小敏的实验思路补充完整.
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18.在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa.
(1)求玻璃杯的重力大小.
(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是右图中(a)、(b)、(c)的哪一种.
(水的密度为,取g=10N/kg,杯壁的厚度可忽略)
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