探究液体内部压强的规律

探究液体内部压强的规律专题复习

液体的压强（云南近三年共13套试卷，液体压强的影响因素及特点考查8次，液体压强的计算考查6次，连通器考查2次）1.液体压强的特点（1）产生原因：由于液体具有

，液体内向各个方向都有压强.（2）液体压强的特点：a.在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都

.深度越深，压强越

.流动性相等大（3）.液体内部压强的大小还跟液体的有关，在深度相同时，液体的

越大，压强越大.2.液体压强的大小公式：p＝

.其中：ρ表示液体

，单位为

，h表示液体

，单位为m，p表示压强，单位为

.密度密度ρgh密度kg/m3深度Pa3.连通器（1）定义：上端开口，下端

的容器叫做连通器.（2）特点：如果连通器里装的是相同的液体，当液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是

的.（3）应用：水壶的壶嘴与壶身组成连通器、排水管的U形“反水弯”是一个连通器、茶炉和外面的水位计组成连通器、三峡船闸等.连通相同教材图片命题内容如图，液体能从容器侧壁的孔中喷出，说明液体对侧壁有

，深度不同的小孔喷出的水柱距离不同，这说明

.随着瓶内水面的降低，水喷出的距离越来越短，说明液体的压强与

有关压强深度越深，压强越大液体的深度教材图片命题内容甲图中，给硬板左右两侧各加入密度相同、深度不同的液体时，可以看到薄膜向左凸起.由此可知，同种液体中深度越深，压强越

.大教材图片命题内容乙图中，给硬板左右两侧各加入密度不同、深度相同的液体时，可以看到薄膜向左凸起.由此可知，深度相同时，液体的密度越大，压强越

.大类型题展示类型一增大或减小压强的方法命题解读：主要考查生活中常见的现象是增大还是减小压强，有时考查判断属于用哪种方法增大或减小压强，有时单独考查，有时结合力学其他知识（惯性、摩擦力、重力等）一起考查.

常考类型剖析类型二液体压强公式p=ρgh的应用例（’14邵阳）2014年1月13日，我国“饱和潜水”首次突破300米，成功抵达深海313.15米处，居世界领先地位．在海水300米深处，海水产生的压强约为（海水密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（）

A.3×104PaB.3×105PaC.3×106PaD.3×107PaC【解析】300米深处，该处的压强约为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m

＝3×106Pa.

故选C.

类型突破

（1）如何理解液体压强中的ρ和h.①公式中h指所研究的点到液面的竖直距离，而不是点到容器底部的距离.②利用公式p＝ρgh计算的时候，密度ρ的单位一定要用kg/m3，液体深度h的单位要用m，计算出的压强p的单位才是Pa.

（2）在计算液体对容器底部的压力时首先要用p=ρgh求出容器底部所受的压强，再利用F＝pS求其压力大小.变式题3

某地发生了严重的洪涝灾害．当水库堤坝坝底水深已达30m，严重威胁着下游群众的生命安全，此时堤坝底部受到水的压强为

Pa.若该水库堤坝所能承受的最大压强为3.2×105Pa，则最多还允许水位上涨

____m（g=10N/kg）.3.0×1052【解析】某地水库堤坝坝底水深已达30m，此时堤坝底部受到水的压强为：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3.0×105Pa；水库堤坝所能承受的最大压强为3.2×105Pa，则最高水位是：＝32m，则最多允许水位上涨高度为：h涨=h高-h=32m-30m=2m.易错题探究易错点液体内部压力的比较和计算液体内部有压强的原因是：液体有重力且具有流动性，但应注意：物体所受到的液体内部压力并不一定等于液体的重力；如下图所示：对于规则形状的容器，如甲图所示，此时液体对容器底部的压力等于液体自身的重力；但对于乙图来说，此时有一部分液体压在容器的侧壁，故液体对容器底部的压力小于自身的重力；而对于丙图来说，容器的两个侧壁还向下压液体，即液体对容器底的压力大于液体自身的重力，故在判断大小时，根据上面的知识进行分析；若在定量计算时，应该先利用公式

p=ρgh计算出容器底部液体的压强，而后再利用公式F=pS进行计算.

例6（’14益阳）如右下图所示，一个未装满水的瓶子，正立放置在水平面上时瓶对桌面的压强为p1，瓶底受到水的压力为F1.倒立放置时瓶对桌面的压强为p2，瓶盖受到水的压力为F2.则（

）A.p2=p1，F2=F1B.p2＜p1，F2＜F1C.p2＜p1，F2＞F1D.p2＞p1，F2＜F1D【解析】因为瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力，所以无论正放还是倒放，它们的总重力不变，即对桌面的压力不变，倒置后，瓶与桌面的接触面积小，故据可知，倒置后瓶对桌面的压强大，即p1＜p2；正放时，瓶子中的水柱是粗细相同的，瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力；倒放时，瓶子中的水柱上面粗，下面细，一部分水压的是瓶子的侧壁，瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力；因此即F1＞F2.故选D.变式题6（2013自贡）如图所示，底面积相同的甲、乙两容器，装有质量相同的不同液体，则它们对容器底部压强的大小关系正确的是（）A．p甲＞p乙

B．p甲＜p乙C．p甲=p乙

D．条件不足，无法判断B【解析】由于装有质量相等的液体，甲的体积大，所以甲液体的密度小于乙液体的密度，在深度相同时，乙液体对容器底的压强大，所以B选项正确实验二研究液体内部的压强

1.检查装置气密性的方法

2.U形管中的液面、调节的方法

3.判断压强的大小（观察Ｕ形管两液柱的高度差）

4.实验数据分析

5.控制变量法的应用（1）探究液体内部压强与方向的关系（控制金属盒在同种液体，相同的深度，变化金属盒的方向）（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，金属盒方向不变，变化金属盒的深度进行实验）（2012年1次）

（3）探究液体内部压强与液体密度的关系（控制金属盒在相同的深度，金属盒的方向不变，改变液体的种类）

6.实验方案的评估

实验结论：液体内部压强与液体的深度和液体的密度有关，与方向无关，深度越深压强越大，密度越大压强越大，相同深度不同方向的压强相同（2012年1次）例2（’14达州）小李同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”.（1）小李检查压强计的气密性时，用手指不论轻压还是重压橡皮膜，发现U形管两边液柱的高度差变化

(选填“大”或“小”)，表明其气密性差.小李调节好压强计后，U形管两边液面相平.

（2）小李把金属盒分别浸入到甲、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较小，他判断图甲中的液体是酒精，其结论不可靠，原因是没有控小制金属盒在液体中的

；他改变图乙中金属盒的深度，其探究情况如图丙所示.（3）小李应该比较图

，得出金属盒离液面的距离越深，U形管两边液柱的高度差就越大，表示液体的压强就越

.（4）小李发现在同种液体中，金属盒所处深度相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差不变，表明_________________________________________________________________。深度相同乙、丙大

在同种液体的同一深度处（或在相同条件下），液体内部向各个方向

的压强相等【解析】（1）若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，都会有漏气现象，因此U形管两边液柱的高度差变化小；（2）影响液体压强的因素有：液体的密度和浸入液体的深度，实验中没有控制金属盒浸入的深度相同，因此无法得出正确结论；（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，小李应该比较图乙、丙，金属盒离液面的距离越深，压强越大，U形管两边液柱的高度差就越大；（4）在同种液体中，金属盒所处深度相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差不变，表明在同种液体的同一深度处（或在相同条件下），液体内部向各个方向的压强相等．

小李换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在下列液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差最大的是

.A.酒精（ρ酒精=0.8×103kg/m3）

B.植物油（ρ植物油=0.9×103kg/m3）

C.盐水（ρ盐水=1.1×103kg/m3）C

【解析】探头在下列液体中的深度相同，根据p=ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，所以在盐水中的压强最大，U形管左右两侧液面的高度差最大.练习题2小明在用压强计做“探究影响液体压强大小的因素”.（1）如图所示压强计是通过U形管中液面的

来反映被测压强大小的．使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置

（选填“漏气”或“不漏气”）.

（2）下表是小明同学利用如图所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据.高度差不漏气实验次数深度h/cm橡皮膜在水中的方向U形管左右液面高度差Δh/cm

1

3朝上

2.6

2

6朝上

5.4

3

9朝上

8.2

4

9朝下

8.0

5

9朝左

8.2

6

9朝右

8.2

①实验所得的数据有一组是错误的，其实验序号为

.②比较序号1、2、3（或1、2、5或1、2、6）的实验数据,可得出的结是：；③比较序号

的实验数据，可得出的结论是：在同一深度，液体向各个方向的压强相等；4密度一定时，液体压强随深度的增加而增大3、5、6（3）完成上述实验后老师又要求小明同学将桌面上两杯没有标签的清水和盐水区分开，于是，小明同学用压强计将金属盒先后浸入到两杯液体中，如图（a）和（b）所示．他发现图（b）中U形管两边的液柱高度差较大，于是认为图（b）杯子中盛的是盐水.4

①你认为，小明的结论是

（选填“可靠的”或“不可靠的”）；②简要说明理由：不可靠没有控制金属盒在液体中的深度相同【解析】（1）液体的压强变化不能直接观察，压强计的测量原理是：压强的变化引起U形管两液面出现高度差，压强越大，高度差越大．使用压强计之前，用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，说明压强计各部分之间连接良好，无漏气现象；（2）①在实验序号3、4、5、6中，液体密度一定（都是水），深度一定（h=9cm),液体压强应该相同．所以序号4的高度差记录错误，应该是8.2cm.②在实验序号1、2、3中，水的密度一定，由1到3，深度增大，金属盒所受压强增大．实验结论为：密度一定时，液体压强随深度的增加而增大．③已知在同一深度，所以实验序号包括3、4、5、6，由于序号4记录错误，排除序号4．所以比较3、5、6实验序号，可得结论：同一深度，液体向各个方向的压强相等；（3）①由（a）、（b）两图知，金属盒在两种液体中，并且所在的深度不同．由此得到压强与密度的关系结论是不可靠的．②原因是没有控制金属盒在液体中的深度相同.1．（2012昭通）如图3所示的两个容器放在水平桌面上，它们的质量和底面积均相同，容器中分别装有甲、乙两种液体且液面在同一高度。若容器对桌面的压强相等，则两种液体对容器底部的压强（）A．一样大 B．甲最大 C．乙最大 D．无法判断图3甲乙2．（2014•曲靖）甲、乙两种液体质量与体积的关系如图所示，在两个完全相同的容器中分别装满甲、乙两种液体时，甲液体对容器底的压强

（填“大于”、“小于”或“等于”）乙液体对容器底的压强。3．（2013云南）我国自主研制的“蛟龙号”探测器己在7000m的深海探测实验成功，到达7000m深度时，探测器受到的海水压强是

Pa。(海水密度取1．0×103kg／m3)4．（7分）（2014•黄冈）2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图甲所示），相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．

（1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1．求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）．考点： 液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；功率计算公式的应用．专题： 压强和浮力．分析： （1）根据压强公式p=ρgh求航行器由2000m下潜至4500m深度时受到海水的压强差．根据公式F=PS求所受压力差．（2）处于漂浮状态的物体露出液面的体积等于总体积与浸在液面下的体积之差．（3）利用功率变形式，结合受力分析，计算所受拉力．5．（2分）（2014•邵阳）2014年1月13日，我国潜艇首次突破300米，成功抵达深海313.15米处，居世界领先地位．在海水300米深处，海水产生的压强约为（海水密度取ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（）

A．3×104Pa B．3×105Pa C．3×106Pa D．3×107Pa

考点：液体的压强的计算．专题：计算题；压强、液体的压强．分析：已知海水的深度，根据公式P=ρgh可求海水产生的压强；解答：解：在海水300米深处，该处海水的压强约为：P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa；故选C．点评：题考查了液体压强的计算和液体压强的特点，属于基础知识的考查，比较简单．6．（2分）（2014•安徽）切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达108Pa的压强，那么“水刀”作用在10﹣7m2的面积上，产生的压力为

10N．

考点：压强的大小及其计算．专题：压强、液体的压强．分析：知道对切割表面产生的压强和受力面积，利用F=pS求产生的压力．解答： 解：由p=得：F=pS=108Pa×10﹣7m2=10N．故答案为：10．点评：本题考查了学生对压强定义式的了解与掌握，属于基础题目．7．（4分）（2014•安徽）一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示．已知它的底面积为S，上表面所处深度为h1，下表面所处深度为h2，则长方体下表面所受到液体的压力表达式为

ρ液gh2S、浮力表达式为

ρ液g（h2﹣h1）S．（液体密度ρ液和g为已知量）．考点：液体压强计算公式的应用；浮力大小的计算．专题：压强和浮力．分析：根据液体压强公式p=ρgh、压强公式的变形公式F=pS推导证明解答： 解：由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得：F1=p1S=ρ液gh1S；F2=p2S=ρ液gh2S，F浮=F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g（h2﹣h1）S．故答案为：ρ液gh2S；ρ液g（h2﹣h1）S．点评：本题考查了：液体压强公式p=ρgh、压强公式的变形公式F=pS、浮力公式F浮=ρgV排，推导证明过程简单，是一道基础题．8．（2分）（2014•威海）我国首台自主设计研发的载人深潜器“蛟龙号”在2012年6月27日进行了7000m级海试，最大下潜深度达7062m，此处海水产生的压强约为7.026×107

Pa，此时“蛟龙号”每0.5m2外表面受到海水的压力为3.153×107

N．（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）考点：液体压强计算公式的应用．专题：压强、液体的压强．分析：（1）根据公式p=ρgh求出海水的压强；

（2）知道海水的压强，再根据F=PS求出压力．解答：解：（1）7000m深度受到海水的压强为：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7062m=7.026×107Pa；（2）由p=得“蛟龙号”每0.5m2外表面受到海水的压力：F=pS=7.026×107Pa×0.5m2=3.153×107N．故答案为：7.026×107；3.153×107N．点评：本题考查的是学生对液体压强、压力公式的理解和掌握，基础