【精品讲义】浙教版 科学 7年级下册 3.7.2 压强——液体压强(教师版含解析)
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浙教版中考科学一轮复习液体压强与连通器液体压强的计算、连通器【知识点分析】一.液体压强1.产生原因:受重力、且有流动性2.液体压强的测量:利用压强计进行测量。
3.探究液体压强的影响因素:(1)将压强计放在同一液体同一深度,方向不同发现压强大小一致(2)将压强计放在同一液体,相同方向,不同深度发现压强大小与深度有关(3)将压强计放在不同液体,相同深度,发现压强大小与液体密度有关3.液体压强的计算公式:P=ρgh二.连通器1.定义:上端开口,底部相通的容器2.原理:连通器里的水不流动时,各容器中的水面总保持相平3.液面高低的原因:不同液体,在交界位置的接触面积相同,压强大小相同液面平衡。
4.应用:牲畜的自动饮水器、锅炉水位计,三峡船闸,以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶【例题分析】一、单选题1.如图所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最小()A.a B.b C.c D.d【答案】A【解析】深度是指某点到液面的竖直距离,则由图可知a点的深度最小,根据公式p=ρgh 可知,a处水的压强最小。
2.如图所示,公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,两渠水面相平,关于涵洞水流方向的正确说法是()A.由于水向低处流,涵洞中的水从乙流向甲B.由于甲侧涵洞口在水下位置较深,压强较大,涵洞中的水由甲流向乙C.由于水渠乙中水较深,故水由乙流向甲D.由于两渠构成连通器,水面已经相平了,所以涵洞中的水不流动【答案】D【解析】上端开口,下端连通的容器叫连通器,连通器的特点是:容器中装有同种液体并且不流动时,各容器内的液面保持相平,如图所示,现在甲、乙两个水渠的水面已经相平了,故涵洞内的水不会流动,故D正确。
3.如图所示,容器中盛有水,其中h1=90cm,h2=60cm,容器底面积S=20cm2,水对容器顶部压强是()A.6000Pa B.2000Pa C.3000Pa D.4000Pa【答案】C【解析】容器顶距离液面的高度h=h1h2=90cm60cm=30cm=0.3m水对容器顶的压强p顶=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa故ABD 不符合题意,C符合题意。
第七节压强【知识点全掌握】一、压力的作用效果1.压力1)定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力2)压力产生的条件:只有相互接触且又发生挤压的物体之间才有压力3)方向:压力的方向与受力物体的表面即支撑面垂直且指向被压物体4)大小:压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关2.影响压力作用效果的因素1)比较甲组和乙组,结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显2)比较乙组和丙组,结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显二、压强1.定义:单位面积受到的压力叫压强2.公式:通常用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,那么3.单位:国际单位制中,压强的单位是“帕斯卡”,简称帕(Pa)。
1Pa=1N/m24.物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量5.对压强计算公式的理解1)无论对于固体、液体还是气体产生的压强都普遍适用2)公式中的受力面积S是指两个物体相互接触的那部分面积,而并不一定是受压物体的表面积计算时,力的单位要用牛,面积的单位要用平方米,压强的单位要3)应用公式p=FS用帕三、增大或减小压强的方法1.增大压强的方法1)保持受力面积不变,增大压力2)保持压力不变,减小受力面积3)同时增大压力和减小受力面积2.减小压强的方法1)保持受力面积不变,减小压力2)保持压力不变,增大受力面积3)同时减小压力和增大受力面积四、液体的压强1.液体压强产生的原因:由于液体受到重力作用,并且具有流动性,因此,液体内部向各个方向都有压强2.液体压强的特点1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强2)液体的压强随深度的增加而增大(可比较实验B和D)3)在同一深度,液体向各个方向的压强相等(可比较实验A、B和C)4)不同液体的压强还跟液体的密度有关。
在同一深度,液体的密度越大,该处的压强也越大(可比较实验E和F)3.液体压强的公式p=ρgh式中p为液体的压强,ρ为液体的密度,g = 9.8 N/kg,h为液体的深度4. 两公式的区别与联系1) 是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体,还是气体都是适用的2) p =FS 推导出来的,只适合于计算液体和特殊固体的压强,推导过程如下:p =F S =G S =mg S =ρgV S =ρgSh S=ρgh【例题精析】例1.如图所示A 、B 两个正方体放在水平地面上,己知两物体的边长之比是L A :L B =2:1,重力之比为G A :G B =3;2,则A 地面压强与B 对地面的压强之比为( )A .3:8B .3:1C .2:3D .3:4【解答】解:L A :L B =2:1,所以S A :S B =4:1; 因为在水平地面,所以F =G ,则F A :F B =G A :G B =3:2; 所以p A :p B =F A S A :F BS B =F A S A ×S B F B =32×14=38=3:8。
浙教版七年级下科学同步学习精讲精练第3章运动和力3.7-2压强——液体压强目录 (1) (2) (5) (8) (10)液体的压强1.水对容器底部和侧壁的压强(1)如图甲所示,液体对容器底部有压强,且深度越大,压强越大。
(2)如图乙所示,液体对容器侧壁也有压强,且深度越大,压强越大。
(3)液体压强产生的原因:液体受到重力作用且具有流动性。
2.水内部的压强特点大量实验表明:一切液体内部都存在着压强。
液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体的压强还跟液体的密度有关,同一深度处,液体密度越大,压强越大。
3.压强计压强计是测量液体内部压强的仪器。
通常情况下,U形玻璃管两边的液面相平。
用手挤压橡皮膜时,U 形管两边液面出现高度差,两边高度差表示橡皮膜受到压强,压强越大,液面高度差也越大。
1.研究液体的压强(1)实验步骤:①将压强计金属盒放入盛水的容器中,观察U形管两边是否出现高度差,认识液体内部是否存在压强。
保持金属盒在水中的深度不变,改变金属盒的方向,观察液体内部是否向各个方向都有压强、同一深度各方向的压强是否相等;②增大金属盒在水中的深度,观察压强计。
认识液体内部压强与深度的关系;③换用其他液体,观察在深度相同时,液体内部的压强是否与液体的密度有关。
(2)实验结论:液体内部向各个方向都有压强;在同一深度,各个方向压强相等;深度增加,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
【说明】①所谓深度,与我们平常所说的高度的概念是相反的。
它是从液面开始往下计算,而高度是从下往上计算,也就是说越高的地方,深度越浅,越深的地方,位置越低。
②液体的压强与深度和密度有关。
③液体压强与液体的质量、体积、容器的形状没有关系。
④ABC:相同液体,相同高度,相同底面积,底部压强相同(根据液体压强公式:p=ρgh,密度、深度相同,又由于底面积相同,压强相同)。
EF:F底部受到的压强要大(根据p=ρgh可知,液体密度不变,高度变高,故压强变大)。
【例】(雅安中考)小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”(乙和丙容器中装的是同种液体)。
(1)实验中,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U 形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性________(填“好”或“差”);调节好压强计后,U形管两边液面相平。
(2)小敏把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小,由此,他判断图甲中的液体是酒精,他的判断是________(填“正确”或“错误”)的;接着他改变图乙中探头的深度,其探究情况如图丙所示。
(3)比较图________和________,得出探头浸入液体中的深度________(填“越深”或“越浅”),U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越________。
(4)小敏发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U 形管两边液柱的高度差不变,表明________________________。
【答案】(1)差;(2)错误;没有保证深度相同;(3)乙、丙;(4)在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
【解析】(1)若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U 形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性差;(2)小敏把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,由图可知,没有控制探头所在的深度相同,所以不能通过液体压强的大小来比较液体密度的大小,故他的判断是错误的。
(3)研究液体压强与深度的关系时,应控制液体密度相同,改变深度,故小敏应该比较图乙、丙;探头浸入液体的深度越深,U 形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越大。
(4)在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U 型管两边的液面高度差相同,说明在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
2.液体压强公式的推导(1)如图所示,圆柱形容器中液体密度为ρ,深度为h ,容器底面积为S ,则液体体积V =Sh ,质量m =ρV =ρSh ,重力G =mg =ρShg 。
液体对容器底部的压力F =G ,则容器底部受到的液体的压强p =F S =G S =ρgSh S=ρgh p =ρgh 即为液体内部的压强公式。
公式中ρ表示液体的密度,单位是kg/m 3;h 表示液体的深度,即由液面到液体内部研究点的竖直距离,单位是m ;g 是物理常数,g =9.8N/kg ,粗略计算取10N/kg ;p 是液体内部的压强,单位是Pa 。
(2)由公式p =ρgh 也可以知道,液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关,而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。
液体对容器底部的压力并不一定等于液体自身的重力。
如图2,只有在甲图的情况下(容器是柱形),液体对容器底部的压力才等于液体的重力;而乙图中,液体对容器底部的压力小于液体的重力;丙图中,液体对容器底部的压力大于液体的重力。
对乙、丙两种情况,要算液体对容器底部的压力,应先利用p =ρhg 算出容器底部所受的压强,再利用公式F =pS (S 是容器的底面积)算出容器底部受到的液体的压力。
【例2】两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,a管竖直放置,b管倾斜放置,此时两管液面处于同一水平位置,如图所示,则管底受到液体的压强是()A.一样大B.a管底大C.b管底大D.无法判断【答案】B【解析】管底受到液体的压强p=ρgh,深度相同,液体质量相同,b管液体体积大,所以密度小,所以b底部压强小。
3.压强的综合计算综合计算时,一般固体先求压力,再求压强;液体先求压强,再求压力。
【说明】①液体的压强大小只跟液体的密度、深度有关,跟液体的重力、体积、容器形状、底面积大小等其他因素都无关。
②液体压强的计算公式p液=ρ液gh中使用的每个物理量的单位都是唯一的,不能用其他单位代替。
③下面三种情况,液体对容器底的压力F与液体重力G液的大小关系不同。
【例3】(株洲中考模拟)如图甲所示,一装有水的圆台形密闭容器放在水平桌面上,水对容器底的压强为p1,容器底对桌面的压强为p2;若把容器倒置过来,如图乙所示水对容器底的压强为p1′,容器底对桌面的压强为p2′,则()A.p1<p1′,p2>p2′ B.p1>p1′,p2<p2′C.p1<p1′,p2<p2′ D.p1>p1′,p2>p2′【答案】D【解析】(1)倒置后,液体深度h减小,∵p=ρgh,∴水对容器底的压强减小,p1>p1′(2)正放和倒放时,对水平桌面的压力相等,都等于水和容器总重,∵p=F/S,受力面积变大,∴对水平桌面的压强变小,即p2>p2′。
故选:D。
【常考1】液体压强的特点【例1】(深圳校级期中)关于液体压强的下列说法中,正确的是()A.液体对容器底的压强小于对容器侧面的压强B.在同一液体内,越深的地方液体的压强越大C.在同一深度,液体向上的压强大于向下的压强D.液体具有流动性,所以液体内部向上的压强为零【答案】B【解析】A、液体压强随深度的增加而增大,所以液体对容器底的压强大于对容器侧面的压强,故A 错误;B、在同一液体内,越深的地方液体的压强越大,故B正确;C、同一深度处液体向各个方向的压强相等,故C错误;D、因为液体内部向各个方向都有压强,故D错误。
【例2】(2018秋•西湖区校级月考)如图所示,底面积相同的两个容器,放在水平桌面上,分别装有水和酒精。
已知水和酒精对容器底的压力相等,水中A点和酒精中B点到各自容器底面的距离也相等,该两点处液体的压强分别用p A、p B表示,则p A、p B的大小关系为()A.p A>p B B.p A<p B C.p A=p B D.不能确定【答案】B【解析】由题意知,两个容器底部所受压力相同,又容器的底面积相同,根据p=F/S,则所受压强相同即p甲=p乙;由p=ρgh,A、B两点等高,即h A下=h B下,p A下>p B下;又因为A、B两点压强为p A=p甲-p A下,p B=p乙-p B下,所以p A<p B。
故选:B。
【例3】(2020春•石家庄期中)如图所示,甲、乙两个相同的圆台形容器以不同的方式放在水平桌面上,容器内装有深度相同、质量相同、密度不同的A、B液体,则两液体密度ρA________ρB,两液体对容器底部压强p A________p B,两容器对桌面的压强p甲________p乙.(均选填“>”、“=”或“<”)【答案】>;>;>。
【解析】(1)水平桌面上,甲乙两容器中两种液体质量相同,由图可知A液体的体积小于B液体的体积,由ρ=m/V可知,两液体的密度ρA>ρB;(2)两容器中液体的深度相同,ρA>ρB,由p=ρgh可知,两液体对容器底部压强p A>p B;(3)水平桌面上,甲乙两个相同容器中两种液体质量相等,则甲乙的总重力相等,故对桌面的压力F甲=F乙,由图知S甲<S乙,由p=F/S可知两容器对桌面的压强p甲>p乙。
【例4】(庆元县校级月考))如图所示,一个两端开口的玻璃管下端扎有橡皮膜,当把它按入水中使橡皮膜处于水面下10cm处时,橡皮膜____________;当在管内注入10cm的水时,橡皮膜____________;当在管内注入10cm的盐水时,橡皮膜____________;当在管内注入10cm的酒精时,橡皮膜____________。
(填“上凸”“下凹”或“水平”)【答案】上凸;水平;下凹;上凸。
【解析】当把两端开口、下端扎一橡皮膜的玻璃管插入盛水的杯内,使橡皮膜处于水面下10cm处时,此时橡皮膜受到水向上的压强,所以橡皮膜将上凸;当往玻璃管中注入水至10cm处时,橡皮膜上下表面受到水的压强相等,所以橡皮膜将水平;当往管内注入盐水至10cm时,由于盐水密度较大,所以橡皮膜受到盐水向下的压强大于水向上的压强,故橡皮膜将下凹。
当往管内注入酒精至10cm时,由于酒精密度较小,所以橡皮膜受到酒精向下的压强小于水向上的压强,故橡皮膜将上凸。
【常考2】液体压强的探究【例5】(2018•沈阳中考)为研究液体内部压强特点,如图甲所示小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的_______有关。
(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,说明倒入液体的密度_______ (填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。