怎样比较液体压强的大小
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第二节液体的压强1.液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用,并且具有流动性。
2.液体内部压强的测量工具:压强计3.液体压强的特点:●液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
●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,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
4.液体压强的大小●推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。
●液体的压强公式:p=ρghp——压强——帕斯卡(Pa);ρ——液体密度——千克每立方米(kg/m3);h——液体深度——米(m)●液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。
左下三幅图中h都是液体的深度,a都是自由液面。
●从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
●对于形状不规则的容器,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。
此时液体压强只能用液体压强公式计算。
并且要先求压强,后求压力。
●形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小,等于以容器的底面积为底,液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。
●如果容器的形状是规则的(长方体、圆柱形),并且放在水平面上,那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。
这时可以先求出压力,然后算出压强。
5.连通器●定义:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
●连通器原理:如果容器内只有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
应用:茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器;船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等*1.液体由于受作用,因而对容器底有力,当然也就有压强;液体具有性,容器壁要阻碍它,因而液体对容器壁要产生力,也要产生。
*3.研究液体内部压强的测量仪器是。
这种仪器上的金属盒(盒面是橡皮膜)放到液体中时,收到液体对它的压力,使它发生形变,_______(向内凹、向外凸),它的U形玻璃管两边液柱的高度会发生变化,被测的液体中某处的压强大小就是通过U形管两边液面的显示出来的。
液体压强的规律
液体对容器的底面和侧壁都有压强。
在同一深度,同一液体向各个方向有压强,且压强都相等。
在同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。
在同一深度,不同液体密度越大液体该处压强越大。
液体容器底、内壁、内部的压强称为液体压强,简称液压。
液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用。
若液体在失重的情况下,将无压强可言。
由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点:①液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强。
固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。
②在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等。
③密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递。
我们知道,物体受到力的作用产生压力,而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。
液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对容器壁也存在压强。
液体压强的探究实验液体压强的探究实验是一种常见的物理实验,通过该实验可以探索液体内部的压强分布规律,并将其应用于实际生活中的一些问题。
本文将从物理定律、实验准备和过程,以及实验的应用和其他专业性角度对这一实验进行详细解读。
一、物理定律在进行液体压强的探究实验之前,我们需要熟悉一些液体压强的相关物理定律。
首先是帕斯卡定律,即液体在静力平衡状态下,任意一点的压强大小与方向都相同。
根据帕斯卡定律,液体内的压强仅与液体的密度和高度有关,并且对液体内部的任意一点来说,压强只与该点所处的深度有关,而与液体的形状和容积无关。
另外还有浸没定律,该定律指出,浮在液体表面上的物体所受到的浮力大小等于物体排挤出的液体的重量,与物体的形状和材质无关。
二、实验准备和过程1. 实验材料和仪器本实验所需的材料和仪器包括:一个透明的容器(如玻璃瓶)、不同密度的液体(如水、橙汁、食用油)、一个支撑物(如长木棍)、一些标尺或尺子等。
2. 实验步骤(1)将透明容器放置在水平的桌面上,使其底部与桌面保持平行。
(2)在容器中直立放置一根支撑物,这根支撑物的高度可以通过放置标尺或尺子并调整其位置来设定。
(3)将不同密度的液体分别倒入容器中,要保证液体的高度不同,并且顶部要与容器的边缘平行。
(4)通过观察液体的高度以及液体顶部与容器边缘的相对位置,来了解液体内部的压强分布情况。
(5)如果需要进一步研究液体压强与液体高度和密度的关系,可以调整容器的高度和液体的种类,重复以上步骤进行实验。
三、实验应用和其他专业性角度实验结果的应用与涉及液体压强的一些实际问题有关。
以下从应用和其他专业性角度对实验进行详细解读。
1. 水塔和水压控制液体压强的实验可以帮助我们理解水塔和水压控制的原理。
水塔中储存的水会通过重力作用施加压力,带动水流通过管道供应给上层建筑。
而水的流动速度和水压大小与液体高度和密度有关。
通过测量不同高度和密度的液体所产生的压强,可以帮助我们合理设计水塔的高度和管道的直径,以确保合适的水压供应。
实验14 探究液体内部的压强大小【设计与进行实验】图探究液体内部压强与哪些因素有关的对比实验1.实验器材:压强计、刻度尺、水、硫酸铜溶液(盐水)等。
2. 实验前要检查装置的气密性:用手轻压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中的液柱是否变化,若漏气,两液柱始终相平;3. 实验前U形管液面应调平:为了避免橡皮管中有气体导致液面不相平,应拆除橡皮管重新安装;4. 实验方法:(1)转换法:通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小;(2)控制变量法:①探究液体内部的压强与方向的关系:控制金属盒在同种液体的统一深度,改变金属盒的方向,观察U形管液面的高度差;②探究液体内部压强与深度的关系:控制金属盒在同种液体中,金属盒方向不变,改变金属盒的深度,观察U形管液面的高度差;③探究液体内部压强与液体密度的关系:控制金属盒在相同深度,金属盒方向不变,改变液体的种类,观察U形管液面的高度差;5. 实验过程中U形管两边液柱的高度几乎不变的原因:实验仪器气密性不好;6.分析数据和现象,总结结论【交流与反思】7.探究移动方向的判断:改变液体密度,为了使液体压强不变,若密度增大,探头应向上移动,若密度减小,探究应向下移动;8.液体密度的相关判断:①同一深度处,液面差大的液体密度大;②液面差相等时,深度深的液体密度小;9.液体压强的相关计算;实验结论:液体内部向各个方向都有压强,在液面同一深度处,向各个方向的压强都相等;深度越大,压强越大;液体内部的压强大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,则压强越大。
10.注意:①液体压强大小与其他的因素,如重力、体积、容器的形状、底面积等无关。
②此实验只能定性的描述液体内部的压强特点。
【例1】如图所示为探究“影响液体内部压强的因素”的实验装置,四幅图中容器中的液面相平.甲乙丙丁(1)实验前,首先应检查U形管压强计的气密性是否良好.(2)在进行(1)中的操作时,发现无论重压还是轻压橡皮膜,U形管两侧的液柱的高度均变化很小,说明该U形管压强计气密性较差.(3)若在使用压强计前,发现U形管内的水面已有高度差,通过②方法可以进行调节.(填序号)①从U形管中向外倒出适量的水②拆除软管重新安装③向U形管中倒入适量的水(4)U形管压强计是通过U形管两侧液柱的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的. (5)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增大而增大.(6)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的朝向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论: 在同一液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等.(7)比较图乙和图丁,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗? 不能,理由是: 没有控制金属盒在液体中的深度相同 .(8)该实验中用到的研究问题的科学方法有控制变量法和转换法.(9)若图乙中U形管左侧液柱的高度为4 cm,右侧液柱的高度为7 cm,则U形管底部受到的液体的压强为700 Pa.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)【例2】在探究液体内部的压强与哪些因素有关的实验中,小宇的探究过程如下:(1)他分别在两端开口的玻璃管的一端扎上相同的橡皮薄膜(a、b、c粗细相同,d横截面细些),并在玻璃管内注入不同的液体,观察到橡皮薄膜分别向下凸起,实验现象如图戊所示:根据图甲cd 猜想A:液体内部的压强与液体的质量无关;根据图甲a、b猜想B:液体内部的压强可能与液体的深度有关;根据图甲b、c猜想C:液体内部的压强可能与液体的密度有关.(2)小宇用压强计继续探究,当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小吴却观察到如图乙a所示的情景,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压小于(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压:调节的方法是 B (填选项字母);A.将此时右边支管中高出的液体倒出B.取下软管重新安装(3)小宇再做如图乙b所示的操作,当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮薄膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化,出现这种情况的原因是:软管与U形管接触不严密或漏气.(4)压强计调节正常后,小宇将金属盒先后浸入到不同液体中进行实验,如图乙c所示,并记录部分实验数据在下表中:实验序号液体的密度ρ(×103kg/m3)U形管液柱高度差H(cm)橡皮薄膜的深度h(cm)10.8 H 5.02 8.0 10.0实验序号液体的密度ρ(×103kg/m3)U形管液柱高度差H(cm)橡皮薄膜的深度h(cm)31.0 10.0 10.04 20.0 20.05ρ12.0 10.06 24.0 20.0忽略橡皮薄膜的影响,分析实验数据得出:实验序号1中的H= 4 cm,实验序号5和6中的ρ= 1.2×103kg/m3,再继续分析实验序号2、3、5的数据初步得出猜想 C 是正确的.赵华小组在探究液体内部压强的特点时,遇到如下问题:(1)本实验探究中,主要用到的物理方法有转换法和控制变量法法.(2)如图甲,将压强计的金属盒放在水中,若要使压强计U形管两边液面的高度差减小,可行的办法是 B (填选项字母).A.将压强计的金属盒向下移动一段距离B.将压强计金属盒向上移动一段距离C.将压强计金属盒在原位置转动180°D.将压强计金属盒放在同深度的食盐水中(3)该组同学用a、b两种液体进行了多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图像,如图乙所示,则a、b两种液体的密度关系是ρa>ρb(选填“>”“=”或“<”).。
实验十一、探究液体压强大小的影响因素【实验目的】探究液体内部压强的影响因素有哪些。
【实验器材】压强计;相同的大烧杯2个;食盐;水;刻度尺。
【实验设计】提出问题: 液体内部压强的大小可能与哪些因素有关?猜想或假设:可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
【实验方法】控制变量法和转换法【实验步骤】①将水倒入烧杯,如图a,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表。
②如图b,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表。
③如图c,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表。
【实验记录】:实验内容液体物质探头浸入水下深度橡皮膜朝向U形管两端液面高度差(cm)a 水相同(5cm)向下相同(5cm)向前相同(5cm)向上b 水不同(3cm) 向下不同(5cm)不同(7cm)向下向下c水相同(5cm)向下盐水相同(5cm)向下【实验结论】:实验剖析液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
【考点方向】1、由图1、图2可以知道液体压强产生的原因是:液体受到重力作用;液体有流动性。
(因此在太空失重情况下液体不会产生压强)2、探究液体压强与哪些因素有关实验中,采用了哪些方法?答:控制变量法、转换法。
3、通过观察什么开知道液体压强大小的?答“U型管内页面的高度差,高度差越大说明液体产生的压强越大”。
4、实验前的两个操作:(1)先检查U型管左右两边的液面是否相平。
(2)检查装置的气密性:(用手压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中液面是否发生变化,若变化明显,则气密性良好)。
5、实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么?怎么解决?答:气密性不好,拆下来重新安装。
液体压强知识梳理一、液体压强1、液体压强产生的原因:液体由于受作用,且具有。
但液体压强的大小与液体重力大小无关。
2、测量液体内部压强的仪器:。
3、液体内部压强的规律:(1)液体对和都有压强,液体内部向都有压强;(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都;(3)同种液体,液体内部压强随深度的增加而;(4)不同液体的压强与液体的密度有关,同一深度,液体密度越大,液体内部压强。
4、公式推导:液柱体积V=Sh质量m=ρV=ρSh 液片受到的压力:F=G=mg=ρShg 液片受到的压强:p=F/S=ρgh5、液体压强公式:p=ρgh,其中ρ:,单位:,g:,h:,单位:,推导压强公式使用了法。
二、连通器1、定义:几个底部,上部或的容器,连通器中的各容器的形状不受限制,既可以是直筒的,又可以是弯曲的,各容器的粗细程度也可以不同。
2 、工作原理:连通器如果只装一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面一定处于。
3、生活中常见的连通器:、、、、、等。
三、液体对压强的传递1、帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够地由液体向各个方向传递。
2、帕斯卡定律的典型应用:,它是利用来传递动力。
例题解析一、液体压强知识点一:液体压强及公式【例1】通过实验,我们认识到:(1)液体的压强与深度有关,深度越深,压强;同种液体的相同深处压强。
(2)液体中的某一点处,液体向各个方向都有压强,并且压强的大小是的。
(3)对不同的液体来说,相同深度处的压强通常,这说明液体的压强大小还与液体的有关;在不同液体的相同深度处,液体的,压强越大。
【例2】在玻璃管一端扎上橡皮膜,然后将玻璃管开口向上,橡皮膜向下竖直插入水中,在逐渐向下插的过程中,橡皮膜将()A.逐渐下凸C.保持不变B.逐渐上凸D.无法判断【例3】如图,指出各图中A、B、C、D 四个点的深度。
【例4】比较图(a)、(b)中各点压强的大小:(1)在图(a)中,B 点和C 点深度相同,而A 点比B 点深,则各点压p A p B p C;(2)在图(b)中,A、B、C、D 各点在液体中的深度如图中所示,则各点压强p A p B p C p D(填“>”“<”或“=”)。
比较液体的压强大小的方法液体的压强是学习的重点,比较液体的压强的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。
只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
现以有关液体压强的中考题为例,介绍比较液体的压强大小的方法和技巧。
一. 密度比较法例1. 体积相同的正方体实心铁块和铝块,平放在水平桌面上,它们对桌面的压强分别为则。
(填“>”、“=”、“<”)。
解:设正方体的体积为V,边长为h,则同理可得因为空格处填“>”。
点评:是液体的压强公式,对于固体来说,不能直接应用此公式,但对于长方体、正方体、圆柱体等规则形状的物体来说,经过推导以后可以使用。
例2. 如图1所示,甲、乙为粗细相同的试管,分别装有质量相同的不同液体,甲管倾斜放置,乙管竖直放置,两管液面相平时,两管液体对管底的压强分别为,则的关系为(填“大于”“小于”或“等于”)图1解:甲、乙两支完全相同的试管,放置在同一水平面上,两管液面相平,甲试管倾斜放置,液柱较长,乙试管竖直放置,液柱较短。
甲试管液体体积大于乙试管液体体积。
因为,得出,又已知,根据可知,。
空格处应填“小于”。
点评:本题为隐含条件,根据液体压强公式,挖掘隐含条件,而不能凭想象去解题。
二. 深度比较法例3. 如图2所示,内装等质量液体的三个容器A、B、C,已知底面积,A和B中盛水,C中盛煤油,B和C中液面相平,则这三个容器底部所受压强大小比较为()。
A.B.C.D.图2解:因为A、B容器内水的质量相等,则体积也相等,已知,则容器底处水的深度,又可知,。
因为所以。
则有正确答案应选(C)。
点评:找出题目中隐含条件是解本题的关键。
三. 假设比较法例4. 如图3所示,甲、乙两个容器的底面积相等,若分别在容器内注入质量相等的水和酒精,哪个容器底部受到的压强大?图3解:假设把图3中甲、乙容器的水和酒精分别倒入图4所示的柱形容器A、B(底面积与甲、乙相等)里,因柱形容器内液体对容器底部的压力等于液重,于是有,又因为得容器A、B底部所受的压强相等,即图4比较容器甲和A,有,可得。
14.2液体的压强辅导 智 能 提 要问:液体内部压强的规律是什么?答:(1)由于液体受到重力的作用,容器内的液体对容器的侧壁和底部都有压强,液体内部向各个方向都有压强,并且在同一深度各个方向的液体压强都相等.(2)同种液体内部的压强随液体的深度增加而增大;同深度的不同液体内部的压强随密度的增大而增大.问:理解和运用液体压强公式p 液=ρ液gh时,应注意哪些问题?答: (1) 式中p 液表示液体的压强,ρ液表示液体的密度,h 表示液体的深度,g 是常数9.8N/kg(2) 式中ρ液的单位一定要用kg /m 3,h 的单位要用m ,计算出压强的单位才是Pa .(3) 式中h 表示深度,而不是高度,深度和高度这两个概念是有区别的,深度是指从液体的自由面到计算压强的那一点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的,高度是指液体中某一点到底部的竖直距离,即高度是由下往上量的.(4) 式中g 是常数,所以压强p 液只与液体密度ρ液和深度h 有关.与液体的重力、体积、形状等因素均无关,所以在比较液体压强的大小时,要紧紧抓住液体的密度和深度这两个量来讨论.(5) p 液=ρ液gh 只适用于液体以及柱体对水平面的压强,而p =SF 是压强的定义式,适用于固体、液体和气体.(6) 解题技巧:在盛有液体的容器中,液体对容器底部的压力、压强遵循液体压力、压强规律;而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体压力、压强规律.对液体产生的压强、压力来说,弄清压强是关键.一般先求p 液(p 液=ρ液gh ),然后再求压力F (F =pS )的大小;对固体产生的压强、压力,弄清压力是关键,一般先分析求出F ,然后再根据p =SF ,求出压强的大小.(7) 液体对容器底部的压力与容器内液体的重力一般不相等.求液体对容器底部的压力时,应先根据p 液=ρ液gh 求出液体对容器底部的压强,再由F =pS )求出液体对容器底部的压力.液体对容器底部的压强和容器对支持面的压强没有关系,求解盛有液体的容器对水平支持面的压强时,应将容器作为一个整体,先求出压力F =G 液+G 器,再运用p =(G 液+G 器)/S 来求解.智能归例题型一经历探究影响液体内部压强大小的因素,知道液体内部压强的规律例在探究“影响液体内部压强大小的因素”的过程中,一些同学作了如下猜想:猜想A在同一深度,液体内部向各个方向都有压强,且向各个方向的压强相等;猜想B在深度相同时,不同液体的压强还跟它的密度有关,液体的密度越大,压强越大;猜想C同一种液体的压强随深度的增加而增大.为了检验上述猜想是否正确,某同学进行了下图中各图所示的操作:(1)比较图中代号为_________的三个图,可以说明猜想A是否正确;(2)比较代号为_____________的两个图,可以说明猜想B是否正确;(3)比较代号为_____________的三个图,可以说明猜想C是否正确.闯关点拨本题是用U形管压强计研究液体内部压强大小与哪些因素有关的实验.在研究三个或三个以上物理量之间的关系时,应先确定研究对象的物理量(如液体压强),然后逐一研究这个物理量和另一物理量(如深度或液体密度)的关系.研究时要控制除这两个物理量外的其他物理量(深度或密度)不变,然后将这些单一关系综合起来,即控制变量的思想.解为验证猜想A是否正确,必须在同一液体中的同一深度,转动金属盒,将橡皮膜分别转向各个不同的方向,观察U形管两管中水面的高度差是否变化,所以应选图中代号为A、B、C三个图;检验猜想B是否正确,要分别将金属盒放在不同液体的同一深度,观察两管中水面的变化情况,故应选代号为E、F的两个图;为检验猜想C 是否正确,要将金属盒分别放在同一液体的不同深度,观察两管中水面的变化情况,故应选代号为A、D、E(或B、D、E或C、D、E).答(1)A、B、C (2)E、F (3)A、D、E(或B、D、E或C、D、E)题型二会利用液体压强的规律或液体压强的公式比较液体压强的大小例1 如图9-14所示,容器内a,b,c,d,四处所受液体压强相比较()A.B.C.D.闯关点拨解此类题主要抓住液体内某点到液体自由液面(与大气接触的液面)的竖直距离才是这一点的深度,同种液体内深度相同则压强相等,深度大的,则压强大;深度小的,则压强小.解如图所示该液体自由液面是容器左侧与大气相通处液面.可以比较得出,故压强关系,故选项D正确.答选D图9-14例2 如图9-15所示,将一盛水的试管向一边倾斜,管底受到的水的压强是否发生变化?闯关点拨主要看情况发答 当试管向一边倾斜时,因水的体积不变,水柱的长度是一定的,但倾斜时液面位置下降,因而液面到管底的竖直距离减小,即深度减小,所以水对管底的压强减小. 例3 容积相同的甲、乙两个圆柱形容器,都装满水,如图9-16所示放置,则甲、乙两容器底部受到水的压力F 甲,和F 乙、压强p 甲和p 乙的关系是 ()A .F 甲=F 乙,p 甲=p 乙 B .F 甲=F 乙,p 甲>p 乙C .F 甲=F 乙,p 甲<p 乙D .F 甲<F 乙,p 甲<p闯关点拨 由题可知,液体都是水,密度相等;由图可知,甲容器底部的深度小;根据液体压强公式p =ρgh 可知,甲容器中水对底部的压强小.又由题知水的密度相等,体积相等,根据F =pS =ρghS =ρgV 可知,水对容器底部的压力相等. 答 选C题型三 会利用液体压强公式进行有关计算例 如图9-17所示的水平地面上放有一个边长为30cm 的正方体箱子,箱子重50 N ,其顶部有一根长20 cm 、横截面积为4 cm 2竖直的管子与箱子相通,管子重10 N ,管子和箱子都灌满水,求: (1)箱内顶部受到水的压强和压力; (2)箱内底部受到水的压强和压力; (3)水的重力;(4)箱子对水平面的压力和压强.闯关点拨 在运用公式时要知道:公式p =F /S 是压强的定义式,同时适用于计算固体、液体、气体的压强.而公式p =ρgh 只适用于计算静止液体产生的压强大小.所以在解答问题前应先分清楚是固体压强还是液体压强,是先求压力还是先求压强.在求解液体对容器的压强和压力问题时,先求压强(用p =ρgh ),再求压力(用F =pS );求解容器对支持面的压力和压强时,先求压力(用F =G 总),再求压强(p=G 总/S ).解 (1) 箱子顶部受到水的压强为p 1=ρgh 1=1×103kg /m 3×9. 8 N /kg ×0.2 m =1960 Pa ,h 1为从水的自由面(即管顶)到箱内顶部的竖直距离,也就是管子的长度. 箱顶受到水的压力为F 1=p 1S 1=1960 Pa ×(0.3×0.3—4×10-4)m 2=175. 6 N , 这里S 1是箱内顶部整个面积减管子的面积.(2) 箱子底部受到水的压强p 2=ρgh 2=1×103kg /m 3×9. 8 N /kg ×0.5 m =4900 Pa ,h 2是指管子顶部到箱底的竖直距离.箱子底部受到水的压力F 2=p 2S 2=4900 Pa ×0.3m ×0.3m=441 N .(3) 水的重力G =ρgV =1×103kg /m 3×9. 8N /kg × (0.3×0.3×0.3+4×10-4×0.2)m 3=265.4N ,V 是箱内盛水的总体积,即管内水的体积和箱内水的体积之和.比较(2)、(3)结果可以看出,水对箱底的压力并不等于水的总重力.图9-15图9-17图9-16(4) 箱子对水平面的压力为 F 4=G 水+G 箱+G 管=265. 4 N 十50 N 十10 N=325. 4 N箱子对水平面的压强为p 4=F 4/S 4= 325. 4 N /(0.3m ×0.3m )=3616Pa比较(2)、(4)结果可以看出,水对箱内底部的压强和箱对水平面的压强无关.14.2液体压强智能训练基础知识训练1.如图9-18所示,容器中盛有一定量的水,容器底部A 、B 、C 三点压强A p 、B p 、C p 的大小关系是____________.(题型二)2.如图9-19所示,它说明了液体的压强____________________________.(题型一)3.如图9-20所示,三个容器底面积相等,倒入质量相等的同种液体且都没有溢出,则三容器底面上所受压强最大的是___________容器,最小的是__________容器.(题型二)4.如图9-21所示,A 容器中盛有15 kg 的水,B 容器中盛有0.5 kg 的水,但B 容器中的水面较高,它们对容器底部的压强分别为p A 、p B ,则p A _______p B (“填“>”“=”或“<”).(题型二)5. 如图9-22所示,容器中盛有水,则A 处的深度是__________cm ,B 处水产生的压强是__________Pa .(题型三)6. 举世瞩目的三峡工程于2003年6月1日开闸蓄水,l0天内水位上升到海拔135 m .一块上表面面积为2 m 2的水平石板被淹没在水面下50m 深处,石板上表面受到水的压强为______Pa ,石板上表面受到水的压力为____________N .(题型三)7.如图9-23所示,三个相同的烧杯放在同—水平面上,分别盛有盐水、水和酒精.它们的液面高度相同,已知ρ盐水>ρ水>ρ酒精,其中烧杯底受到压强最大的是 ( ) (题型二)图9-18图9-19图9-20图9-21图9-22图9-23A .盛盐水的烧杯B .盛水的烧杯C .盛酒精的烧杯D .三者—样大8.在容器的侧壁的不同高度开三个相同的小孔,向容器中灌水,水从各个小孔射出来.请你判断如图9-24所示的各图中,能正确反映喷射情况的是 ( ) (题型一)9.如图9-25所示的容器中,水深度为7h ,A 点距水面深度为h ,B 点离容器底部的高度为h ,则水在A 点和B 点产生的压强p A 、p B 之比为 ( ) (题型二)A .1:1B .1:7C .1:6D .6:710.某同学在做“研究液体内部压强规律”实验,图9-26是其中的一次实验和分析.根据图示情况可以知道,该同学这次操作的主要目的是 ( ) (题型一)A .探究在同一深处液体向各个方向的压强大小关系B .说明液体内部压强随深度的增大而增大C .研究液体内部压强与其密度关系D .验证液体内部压强公式p =ρgh .综合提高训练1.如图9-27所示,有三个完全相同的瓶子,里面分别装有质量相等的酱油、水和豆油,则它们对瓶底的压强_____________(填“相等”“不相等”)(题型二) 2.杯子中装有120g 水,水深10cm ,当杯子底面积为10cm2时,杯子底部受到压强为____Pa ,杯子底部受到的压力为________N .(g 取10N /kg) (题型三) 3.某容器内装有10cm 高的某种液体,已知液体对容器底的压强为800Pa ,则该液体的密度为___________kg/m 3.若把容器里的液体倒去3/5高度,则剩余液体的密度为________kg /m 3,剩余液体对容器底的压强为___________Pa .(题型三)4.如图9-28所示,两个底面积相同、形状不同的容器A 和B ,所装液体的密度和深度都相同.①比较它们所装液体的重力:G A ________G B ; ②比较它们底部所受液体的压强:p A ________p B . ③比较它们底部所受液体的压力:F A _________F B .(题型二)图9-24图9-25图9-26图9-27图9-285.如图9-29所示,有一个底面积是200cm 2,高10cm 的柱形容器,顶部有一个面积是40 cm 2的小孔,小孔上装有一根倾斜管子,从顶部小孔灌水至顶部以上h 1=20cm 处,则水对容器顶面的压强为____________Pa ,压力为___________N .(题型三)6.俄罗斯总统普京4月5日晚搭乘俄罗斯核潜艇“卡累利阿”号深潜至400m 深的海底(ρ海水=1.03×103kg/m 3),在波涛汹涌的北冰洋深处过了一夜,在此深处潜艇受到的压强是_________Pa .(题型三)7.如图9-30所示,平底试管和砂子的总重为9.8×10-2N ,试管底面积为2×10-4m 2,则试管底面所受液体的压强是___________Pa ,试管浸入水中的深度是__________cm .(题型三)8.如图9-31所示,一个上下封闭的圆台形容器中盛有部分液体,现将它正放(图A )和倒放(图B),容器底部受到的压强p A 和p B 的关系是 ( ) (题型二)A .p A >pB B .p A <p BC .p A =p B .D .无法确定9.如图9-32所示,两个完全相同的量筒里分别盛有质量相等的水和酒精,M 、N 两点到量筒底部的距离相等,则这两点液体的压强p M 和p N 的关系是 ( ) (题型二)A .p M >p NB .p M <p NC .p M =p ND .无法判断10.如图9-33所示,两端开口的U 形玻璃管内装有水,管的一端通过橡皮管和一个蒙有橡皮膜的金属盒相连,这个仪器叫压强计,当把(a)图中压强计的金属盒放入水中深度为d 处后,压强计左、右两管中的水面 ( ) (题型一)A. 左面下降,右面升高,两管中的水面高度差大于d B .左面下降,右面升高,两管中的水面高度差等于d C. 左面下降,右面升高,两管中的水面高度差小于d D .左面升高,右面下降,两管中的水面高度差等于d13.如图9-35所示,玻璃管下端扎有橡皮膜,管内装有一定量待测液体,这时橡皮膜向下凸出,请你自己再选用一些器材测出待测液体的密度.(注意:天平、砝码、量筒不能选用)(题型三)图9-29图9-30图9-31图9-32图9-33 图9-3514.一平底玻璃杯放在水平桌面上,内装150g 的水,杯子与桌面的接触面积是102cm ,如图9-36所示. 求:(1)水对杯底的压强;(2)若桌面所受玻璃杯的压强是Pa 3107.2⨯,求玻璃杯的质量.(取kg N g /10=)(题型三)基础知识训练 1.A p > B p >C p 提示:关键是比较深度h 的大小 2.随深度的增加而增大 3.丙 甲4.< 5.0 2450 6.4.9×1059.8×1057.A8.B9.C10.A综合提高训练 1.相等2.980 0.98 提示:水对杯子底部的压力不一定等于水的重力 3.800 800 480 4.< = = 5.1960 31.366.40376007.490 58.A 提示:由正放改为倒放后,液面高度将下降,即容器底部所在的液体深度变小,故压强变小 9.A 析:设M 、N 到量筒底的距离为h ,M 、N 的深度(到自由液面的距离)分别为h M 和h N ,由题意可知水和酒精对量筒底部的压强相等,即有).()(h h g h h g N M +=+酒精水ρρ因为ρ水>ρ酒精,所以,gh gh 酒精水ρρ>由此可得出:,N M gh gh 酒精水ρρ<即N M p p < 10.B11.液体越深,液体内部的压强越大12.1、2、3 在同种液体中,压强随深度的增加而增大 5、6 13.实验步骤:(1)取一只盛水烧杯 ;(2)将扎有橡皮膜的玻璃管缓缓浸入水中,直至橡皮膜变平; (3)用刻度尺测出橡皮膜在水面下的深度水h ; (4)用刻度尺测出橡皮膜在待测液面下的深度液h . 计算方法: 水水液液水液,即gh gh p p ρρ==,水液水液ρρ∙=h h14.解:(1)水对杯底的压强333102.112.0/10/101⨯=⨯⨯⨯==m kg N m kg gh p ρ水Pa ;图9-36()N m Pa pS F G 7.2001.0107.223=⨯⨯===,g kg kgN N gG m 27027.0/107.2===杯子的质量m 杯=m –m 水=270g —150g=120g15.解:(1)容器和水的总重力G =G 容+G 水=4.2N+1.1kg ×10N/kg=15.2N. 容器对桌面的压力F 1=15.2N.S 1=10cm ×10cm=100cm 2=0.01m 2.容器对水平桌面的压强 .1052.101.02.1532111Pa mN S F p ⨯===(2)1.1kg 水的体积.1100101.1/101.133333cm mmkg kg mV =⨯===-ρ水容器下部体积V 1=10×10×10cm 3=1000cm 3 水面高出下部的高度cm cmcmcmS V V h 4551000110023321=⨯-=-=水.水深度H =4cm+10cm=0.14m.水对容器底部的压强.140014.0101032Pa Pa gH p =⨯⨯==ρ (3)容器底部受到水的压力F 2=p 2·S 1=1400Pa ×0.01m 2=14N.。
液体压强考点解读一、液体压强1.产生:由于液体受到重力作用。
注意:由于液体具有流动性,因此液体内部朝各个方向都有压强。
2.特点:(1)同种液体,深度越大,压强越大;(2)同一深度的不同液体,密度越大,压强越大;(3)同种液体的同一深度,朝各个方向的压强相等。
二、液体压强的大小(1)在液体压强的公式p gh ρ=中,p 表示液体的压强,单位是Pa ,ρ表示液体的密度,单位是kg/m 3,h 表示液体的深度,单位是m ,g 一般取9.8 N/kg 。
(2)从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状均无关。
(3)液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力,只有柱形容器(圆柱、正方体、长方体)放到水平面上,液体对容器底部的压力才等于液体的重力(F=G )。
三、连通器(1)定义:上端开口,下部相连通的容器。
(2)特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各容器中的液面高度总是相同的。
连通器中深度相同的各点压强相同。
(3)应用:茶壶、船闸、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等都是根据连通器的原理来工作的。
判断是不是连通器时,依据连通器的定义要看两点:一是各容器的底部必须是连通的;二是各容器的上部都是开口的。
重点考向考向一:液体压强的特点例题引领装满水的容器侧壁上开有三个小孔,水从孔中流出,图中所描述正确的是A.B.C.D.【参考答案】B【详细解析】根据液体压强的特点可知同种液体,深度越深,液体内部受到的压强越大,向容器中倒入水后,水从小洞中喷出,越靠下部的小孔深度越大,水产生的压强越大,所以水喷射的也越远,故B正确,ACD错误。
变式拓展1.用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭(如图)。
下列问题中不能用该装置探究的是A.液体压强是否与液体的深度有关B.液体压强是否与液体的密度有关C.液体是否对容器的底部产生压强D.液体是否对容器的侧壁产生压强【答案】C【解析】A、在隔板两边倒入同一种液体,使其深度不同,观察橡皮膜凸起的方向可知两侧液体压强的大小,可探究液体压强是否与液体的深度有关,故不符合题意;B、在隔板两边倒入不同液体,使其深度相同,观察橡皮膜凸起的方向可知两侧液体压强的大小,可探究液体压强是否与液体的密度有关,故不符合题意;C 、由于隔板是竖直放置的,所以该装置无法探究液体是否对容器的底部产生压强,故符合题意;D 、在隔板的某一边倒入某种液体,观察橡皮膜是否凸起可知液体是否对容器的侧壁产生压强,可探究液体是否对容器的侧壁产生压强,故不符合题意。
比较液体内部压强大小与压力大小的方法(甘肃省兰州市三十一中学撖爱嵘)关键词:液体内部压强压力重力浸没深度密度底面积文章摘要:根据公式P=ρ液g h知液体内部压强与液体的密度ρ和深度h有关,再根据公式F=PS知液体对容器底部的压力与液体对容器底部的压强和容器底面积大小有关。
比较液体内部压强与压力时,应先根据公式P=ρ液g h比较P,再根据公式F=PS比较F。
学习液体内部压强以后,从公式p=ρ液g h来看这部分知识似乎很容易掌握,但是实际遇到的问题却很难处理,这部分内容是初中物理的重点也是难点,下面就怎样比较液体内部压强和压力大小给予讲解。
一、同种液体例1:如图所示:甲、乙、丙三个容器,底面积相同,高度相同,但形状不同,装满同一种液体:(不考虑容器本身的重力)(1)则容器底部所受到的压强: P甲 P乙P丙,(2)容器底部所受到的压力: F甲 F乙F丙,解析:(1)根据公式p=ρ液g h可知液体内部压强大小只与液体的密度ρ和深度h有关,所以容器底部受到的压强大小关系:P甲=P乙= P丙。
(2)再根据公式F=PS知液体对容器底部的压力与液体对容器底部压强和容器底面积大小有关,所以液体对容器底部的压力大小关系:F甲=F乙=F丙。
比较同种液体对容器底部的压强和压力时,应先根据P=ρ液g h比较P,再根据F=PS比较F。
二、不同种液体例2:如图所示:水平桌面并排放着两个完全相同的圆柱体容器,两容器中分别盛有质量相同的水和酒精,则容器底部受到液体的压强:(1) P甲 P乙;(2)容器底部受到液体的压力:F甲F乙;(3)容器底部所受到的压力与容器中液体的重力比较:F甲 G水, F乙G酒;解析:(1)根据公式P=ρ液g h与m液=ρ液v液=ρ液sh得:p=m液g/s,甲、乙是同一容器:S甲=S乙,且m水=m酒,因此液体对容器底部的压强:P甲=P乙。
(2)根据公式F=PS知液体对容器底部的压力:F甲=F乙。
(3)容器底部受到的压力与容器中液体的重力大小关系:F甲=G水,F乙=G酒。
微专题9-4 不规则容器中液体压强,压力比较知识· 解读不规则容器,也就是各种形状地杯子,如下图所示。
在近几年中考中,对不规则容器地压力压强知识一直是做为难点进行考察地。
常见地解题方式:(一)液体压强:一律用gh p ρ=判断。
(二)液体压力:1,基本公式法:先由gh p ρ=判断压强,在由pS F =来判断压力。
2,受力思路法。
3,割补法。
下面我们由例题来一一介绍这几种方式。
典例· 解读例1,水平桌面上放有5个形状不同地薄壁杯子,如图所示。
每个杯子地质量都相同,底面积也相同,杯子内装有相同质量地水。
请将各个杯子中地水对杯底地压强p 和水对杯底地压力F 大小分别进行排序。
【结果】F压b< F压a= F压d= F压e< F压c p b<p a=p d=p e<p c .【思路】方式一:基本公式法:如上图所示:由于各个杯子装有相同质量地水,则水地体积相同。
又因为杯子地底面积相同,所以各个杯中液面高度h 地关系为:h b< h a=h d=h e<h c(d和e地体积V均可用割补还原法来算,同学们自己算下)由得p b<p a=p d=p e<p c由得F b<F a=F d=F e<F c方式二:受力思路法:对液体进行受力思路,如上图所示。
易知:F支a=G液F支b<G液F支c>G液F支d=G液F支e=G液由此得出杯底对液体支持力地大小顺序为:F支b< F支a= F支d= F支e< F支c再由F压=F支得出结果为:F压b< F压a= F压d= F压e< F压c由得出:p b<p a=p d=p e<p c方式三:割补法:从“方式一”可以推导出一个很有用地结论(G直柱型液体称G直液)G直液指地是下图中阴影部分所代表地液体地重力。
这个阴影部分是以S底为底,以液体原来地实际深度h为高地圆柱体。
怎样比较液体压强的大小
新城初级中学 刘东
水平桌面上的容器中装有液体,液体对容器底部的压强为p g h =ρ,
对容器底部的压力为F p S =;容器对桌面的压力为F G =总
,容器对桌面的压强为p F
S
=。
例1. 三个形状不同的容器A 、B 、C 的底面积都等于S ,分别装有相同深度h 的同种液体,置于水平桌面上,如图1。
试比较: (1)各容器底面所受液体压强的大小; (2)液体对各容器底面的压力的大小; (3)如果各容器的重力不计,三个容器对水平桌面的压强的大小。
图1 分析:(1)三个容器中装的是同种液体,容器中液体的深度也相等,根据液体压强公式p g h =ρ知,三个容器底面受到的液体压强相等,即 p p p g h A B C
===ρ
(2)根据压强公式p F
S
=,有F p S =
因为三个容器的底面积相等,所受液体压强也相等,所以三个容器的底面所受到的液体压力相等,即 F F F p Sg h S A B C
====ρ
(3)若容器的重力不计,则容器对水平桌面的压力等于容器内液体的重力。
由Gm g g V
==ρ,再根据压强公式p F
S
=,得: p F S G S gV
S
=
==
ρ 由图可知,三个容器中液体体积V V V B A C >> 所以容器对水平桌面的压强p p p B A C
>> 从本题可发现,液体对容器底部的压力 F p S g h S ==ρ 容器中液体的重力 Gm g V g ==ρ 若容器是柱形,则V S h =,所以F =G 若容器口大于底面,则S h V
<,所以F <G
若容器口小于底面,则Sh >V ,所以F >G
例2. 有三根两端开口的玻璃管,形状不同,如图2,在它们下端挡一薄塑料片后都插入水中。
当分别注入100克水时,薄塑料片都恰好下落。
如果不注入水而是分别轻轻地放入一个100克的砝码,则薄塑料片不会脱落的是( )
图2
A. 甲管
B. 乙管
C. 丙管
D. 乙管和丙管 分析:对于甲容器,100克水对塑料片的压力等于水的重力,也等于100克砝码的重力,所以甲的塑料片会脱落。
对于乙容器,100克水对塑料片的压力小于水的重力,即能使塑料片脱落的力小于100克水的重力。
因此,放上100克砝码时,乙的塑料片会脱落。
对于丙容器,100克水对塑料片的压力大于水的重力,即能使塑料片脱落的力大于100克水的重力。
因此,放上100克砝码时,丙的塑料片不会脱落。
选C 。
例3. 如图3所示是装满某种液体的密封容器,容器底受到液体的压强为p 1,受到液体的压力为F 1,容器对桌面的压强为p 2,压力为F 2。
若把它倒置过来后,容器底受到液体的压强为p 3,受到液体的压力为F 3,容器对桌面的压强为p 4,压力为F 4,则p 1_______p 3,F 1_______F 3,p 2_______p 4,F 2_______F 4。
图3
分析:根据p g h =ρ,因ρ,h 相等,所以p p 13= 根据F p S =,因p 相等,S S 13>,所以F F 13>
根据F G =总,因容器的重力与液体的重力之和相等,所以F F 24=
根据p F
S
=
,因S S F F 1324>=,,所以p p 24<
例4. 若例3中液体没有装满容器,如图4,则p 1______p 3,F 1______F 3,p 2______p 4,F 2_______F 4。
图4
分析:根据p g h =ρ,因ρ相等,h h 13<,所以p p 13< 根据例1的结论,因F G F G 13><
,,所以F F 13> 根据F G =总
,因容器的重力与液体的重力之和相等,所以F F 24= 根据p F
S
=
,因S S F F 1324>=,,所以p p 24<
这里若用F p S =来比较F 1与F 3的大小,因p p 13<,而S S 13>,则不好比较。
例5. 在图5中,甲、乙两容器的底面积相等,高度相等,且都装满密度相等的盐水,则甲、乙容器底部所受到的液体压强p p 甲乙,所受到的液体压力F F 甲乙。
图5
分析:根据p g h =ρ,因ρ,h 相等,所以p p 甲乙=
根据F p S =,因ρ,S 相等,所以F F 甲乙
=
例6. 两个完全相同的容器中分别盛有质量相等的水和酒精,如图6,下列说法正确的是( )
图6
A. 两容器底受到液体的压力相等
B. 液面下深度相同的两处a ,b 所受液体的压强相等
C. 盛水容器底部受到液体的压强较大
D. 盛水容器底部受到液体的压强较小
分析:容器是柱形,两容器底受到的液体压力相等,F G m g
==,所以A 正确。
根据p g h =ρ,因ρρ水酒精
,>h 相等,所以p p a b >,B 错。
从A 可知,F 相等,而S 也相等,而p F
S
=
,所以p 相等,C 、D 错。
例7. 一柱形容器装满水,把一木块轻轻放入水中,则木块放入前后,水对容器底的压强___________,容器对桌面的压强___________。
若容器没有装满水,木块放入后,水没有溢出,则木块放入前后,水对容器底的压强___________,容器对桌面的压强___________。
(选填:“变大”、“变小”或“不变”) 分析:若容器装满水,放入木块前后,h 不变,所以水对容器底的压强不变。
放入木块前,F G G 前水杯=+ 放入木块后,FG G G G 后水杯木排
=++-
因为木块漂浮,所以
G F G 木浮排==,即F F 前后= 而S 不变,由p F
S
=
知,放入木块前后容器对桌面的压强不变。
若容器没有装满水,放入木块后,h 变大,所以水对容器底的压强变大。
放入木块前, F G G 前水杯
=+ 放入木块后,F G G G 后水杯木=++,即F F 前后<,而S 不变 所以放入木块后容器对桌面的压强变大。
思考:上题中,如果放入水中的是铁块,情况又如何?
练习:
1. 柱形容器中的热水冷却后,容器底部所受水的压强将怎样变化?(设容器的容积不随温度变化,且不考虑蒸发的影响)
2. 有三个圆柱形的容器,它们的底面积有如下的关系:S S S A B C ==2。
(1)把水倒入这三个容器,使其中水的高度相同,则三个容器中的水重G G A B 、、G C
的关系为__________;三个容器底部受到水的压强p p p A B C 、、的关系为__________;三个容器底部受到的水的压力F F F A B C 、、的关系为___________。
(2)如果在三个容器中倒入相等质量的水,若水不溢出容器,三个容器底部受到水的压强p p p A B C 、、的关系为___________。
(3)若在A 中装煤油,B 中装水,C 中装水银,三种液体高度仍相等,这三个容器底部受到的液体的压强p p p A B C
、、的大小关系为___________。
3. 如图7所示,两支相同的试管中装有质量相等的不同液体,则液体对容器底部的压强
p p 甲乙。
图7
答案: 1. 不变
2. (1)G G G p p p F F F AB C AB C A B C
======22;; (2)p p p A B C ==1
2
(3)p p p A B C
<< 3. p p 甲乙
>。