初二物理经典 液体压强(基础) 知识讲解

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液体压强(基础)

【学习目标】

1、知道液体压强的特点;

2、了解连通器及其原理;

3、能用液体压强公式进行简单计算。

【要点梳理】

要点一、液体压强(高清课堂《液体压强》388899)

液体的压强是由液体所受的重力及液体具有流动性而产生的,液体的压强虽然是由液体受的重力产生的,但它的大小却与液体受的重力无关,液体对容器底部的压力不一定等于容器中的液体受到的重力,只有侧壁竖直的容器,底部受到的液体压力才等于容器内的液体所受的重力。

要点诠释:

通过实验探究发现,液体压强具有以下特点:

①液体对容器的底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。

②液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。

③不同液体的压强还跟它的密度有关系。

要点二、液体压强公式:

1、公式推导:如图所示,设想在密度为的液体中,液面下深度为处有一水平放置的面积为S的小平面,在这个平面上就有一个假想的液柱。

液柱的体积:

液柱的质量:

液柱受到的重力:

小平面受到的压力:

小平面受到的压强:

由于在同一深度液体向各个方向的压强都相等,因此用于液体内部向各个方向压强的计算。

2、液体压强计算公式:,式中P表示液体自身产生的向各个方向的压强,不包括液体受到的外加压强,单位是Pa,是液体密度,单位是,是常数,,h是液体的深

度,单位是m。

要点诠释:

1、由公式知,液体压强与液体的密度和深度有关,与液体的重力、体积无关。当深度一

定时,P与成正比,当一定时,P与h成正比。

2、液体的深度h指的是液体中被研究点到自由液面的竖直距离,即一定要从液体跟空气的分界面

竖直往下测量,它不是高度,高度由下往上量的,判断出h的大小是计算液体压强的关键。

要点三、液体压强的测量

由于在同一深度,液体向各个方向的压强相等,所以我们只要测出液体某一

深度某一方向上的压强,就同时知道了液体在这一深度各个方向上的压强。

如图所示,液体压强可用压强计来测量,工作原理是:当金属盒上的橡皮膜受

到挤压时,U型管两边的液面出现高度差;压强越大,两边的高度差越大,读出

高度差即可得出压强计金属盒所处之处的压强。

要点四、连通器及其应用(高清课堂《液体压强》388899)

上端开口,下端连通的容器叫连通器。

要点诠释:

1.连通器原理:连通器里如果只有一种液体,在液体不流动的情况下容器的各液

面总保持相平。

如图,在连通器内取一很薄的液片AB;AB受到左边液面对它的压力,也受

到右边液面对它的压力,AB平衡,根据二力平衡关系有,根据压力与压

强的关系有,由于AB是薄片,有,所以,又根据,则有,所以同种液体不流动时各液面相平,若连通器里装有不同的且不能均匀混合的液体,连通器

液面将不再相平。

2.连通器原理的应用

①茶壶:茶壶口高于茶壶盖的设计。

②锅炉水位计:利用连通器原理把锅炉中的水位反映到锅炉外的水位计中。

③自动饮水器:利用连通器原理使饮水部分水面自动升高。

④船闸:利用连通器原理使轮船通过水库,拦河大坝等。

【典型例题】

类型一、液体压强

1、下面是小明同学用如图所示的装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两管的液面高度情况。

序号液体深度

/mm

压强计

左侧面/mm 右侧面/mm 液面高度差/mm

1 水30 186 214 28

2 水60 171 229 58

3 水90 158 242 84

4 盐水90 154 246 92

①分析表中序号1、2、3、三组数据可得出的结论是_______;比较表中序号3、4两组数据可得出结论是:不同液体的压强还跟___________有关。

②为了进一步研究在同一深度液体向各个方向的压强是否相等,他应控制不变的量有_______和

______,要改变的是_________。

③小明同学在学了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算,(g

取10N/kg)他发现按液面高度差计算的压强值略小于按液体深度计算的压强值,你认

为造成这种现象的原因是什么?

【答案】①同种液体的压强随深度的增加而增大、液体的密度。

②密度、深度、金属盒在水中的方向

③金属盒橡皮膜发生形变产生压强。

【解析】①分析表1、2、3知同种液体水,随着深度的增加,(由30→60→90)压强计读数也跟着增大(28→58→84)。分析表3、4两组数据知:深度相同(h=90mm),不同液体(即密度不同)压强计读数不同。

②研究同一深度的压强是否相等,应控制深度不变,密度不变,改变压强计金属盒的方向。

③由于按压强计液面高度差进行计算时,压强值略小的原因是金属盒的橡皮膜受到压强发生形变

时,也产生压强。

【总结升华】本题考查的是研究物理问题常用的一种方法:控制变量法。这也是一种重要的研究方法。

2、下端蒙有橡皮膜的玻璃管插入水中,如图所示,在逐渐下插的过程中,橡皮膜将()

A.逐渐下凸B.逐渐上凸

C.保持不变D.无法确定

【答案】B

【解析】液体内部向各个方向都有压强,玻璃管插入水中时,下端橡皮膜应受到

向上的压强,使橡皮膜向上凸,逐渐下插过程中,橡皮膜在水中的深度增大,受到

水的压强也随着增大,就会更加向上凸。

【总结升华】液体的压强随深度增加而增大。

举一反三:

【变式】如图所示,在圆柱形容器的侧壁上不同位置各开一个小孔,并用

橡皮塞盖住,将容器装满水后,同时取掉三个橡皮塞,水从小孔中喷射而出,

结果出现图中的情形,你从图中所示的现象能得出什么结论?

【答案】这现象表明,液体内部的压强随深度的增加而增大。

3、如图所示,三个完全相同的容器,里面分别装有质量相等的三种不同液体,三个容器都是圆柱形,那么(1)这三个容器底受到液体的压强p a_____p b_____p c(填“<”“=”“>”);(2)三种液体的密度相比较ρa_____ρc_____ρb;(3)三容器对桌面的压强p A_____p B_____p C。

【答案】(1)==(2)>>(3)==