2025年中考物理临考解题技法速练-专题09 压强和液体压强(方法与技巧)(解析版)_第1页
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文档简介

专题09压强和液体的压强一.如何推导液体压强公式?【疑难诠释】由于在同一深度,液体向各个方向的压强相等,我们只要算出某一深度液体竖直向下的压强,也就同时知道了液体在这一深度各个方向上的压强。要计算液体内深度为h处一点的压强,可以设想在液体内深h处有一个圆柱形水平面S,如图所示,这个圆柱形的高为h,这个面上方的水柱压着它,圆柱形水平面受到的压强就等于上方液柱对它的压强。由于平面受到的向下的压力由液柱的重产生的。因此,计算出以S为底,h为高的液柱所受的重力是解决问题的关键。液柱对平面的压力F=mg=ρgV=ρgSh液柱对平面的压强为由于液体具有流动性,则在液体内部相同深度的向各个方向的压强都是相等的,同样用p=ρgh可以计算出该处受到的压强。

【温馨提醒】:推导液体压强公式使用了建立理想模型法。【典例剖析】液体由于_________而对容器底有压强,液体由于_____而对容器壁也有压强,液体的压强跟液体的_____有关,还与液体的_____有关.根据压强公式,可以推导出计算液体压强的公式P=_________,式中ρ是指液体的________,其单位应取_______,h是指液体的___________,其单位应取_________.【答案】

受重力

能流动

深度

密度

ρgh

密度

千克/米3

深度

米【解析】液体由于受重力而对容器底有压强,液体由于能流动而对容器壁也有压强,液体的压强跟液体的深度有关,还与液体的密度有关.根据压强公式,可以推导出计算液体压强的公式p=

ρgh,式中ρ是指液体的密度,其单位应取千克/米3,h是指液体的深度,其单位应取米.故答案为受重力;能流动;深度;密度;

ρgh;密度;千克/米3;深度;米。【方法指导】本题的解题关键是熟记液体压强的特点。二.如何确定液体的深度?【疑难诠释】液体的深度是指从液体中某点到自由液面的竖直距离,而不是从液体中某点竖直向上一直到容器壁的距离。如图所示的A点,它的深度不是5cm,应该是10cm,而高度却是8cm。【典例剖析】如图所示,容器中盛有水,其中h1=1m,h2=0.6m,己知水的密度为1.0×103kg/m3,则容器底部水的深度为______m,底部受到水的压强为______Pa(g取10N/kg)。【答案】

1

1×104【解析】[1]容器底部水的深度是指容器底部距离水面的高度,如图所示,容器底部水的深度为h1=1m。[2]底部受到水的压强为三.液体的压力和液体的重力的大小关系有何不同?【疑难诠释】液体的压力并不一定等于液体的重力,如图所示是不同形状的容器中,液体对容器底部的压力F和液体重力G的关系。因此求液体对容器底部的压力时,应先根据公式p=ρgh求出液体的压强,再根据F=pS求出压力。只有对于粗细均匀的容器,容器底部受到的压力才等于液体重。【典例剖析】一个未装满饮料的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图甲),然后反过来倒立放在桌面上(如图乙),两次放置饮料对杯底的压力和压强分别是F甲、F乙、和P甲、P乙,则下列关系式正确的是()A.P甲>P乙;F甲<F乙 B.P甲<P乙;F甲<F乙C.P甲=P乙;F甲=F乙 D.P甲>P乙;F甲>F乙【答案】A【解析】由图可知,正放时,杯中饮料的深度较大,根据p=ρgh可知,正放时饮料对杯底的压强较大,即p甲>p乙。正放时,饮料对杯底的压力倒放时,饮料对杯底的压力所以,F甲<F乙。故A正确,BCD错误。故选A。四.公式p=ρgh和有何区别和联系?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。而p=ρgh是通过公式结合液体的具体特点推导出来的,只适合于计算液体的压强。由于液体具有流动性;则液体内部的压强表现出另一特点:液体不但对容器底部有压强而且对容器侧壁也有压强,侧壁某一点受到的压强与同深度的液体的压强是相等的,同样是用p=ρgh可以计算出该处受到的压强。【温馨提醒】:公式p=ρgh只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管直柱体(长方体、正方体、圆柱体)固体产生压强恰好也等于,例如:将一密度均匀,高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=ρgh来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用p=ρgh计算液体内某一深度的压强。【典例剖析】如图所示,铁桶自重,桶的底面积为,往桶里倒入的水,水的深度,平放在面积为的水平地面上,(g=10N/kg)求:(1)桶底受到水的压力是多少?(2)水平地面受到桶的压强是多少?【答案】(1)50N;(2)5×103Pa【解析】解:(1)水对桶底的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa根据压强公式,水对桶底的压力为F=pS=2.5×103Pa×200×10-4m2=50N(2)水平地面受到的压力F′=G1+G2=20N+80N=100N桶的底面积为,故受力面积为S=200×10-4m2水平地面受到的压强答:(1)水对桶底的压力为50N;(2)水平地面受到桶的压强为5×103Pa。五.如何计算固体和液体的压强和压力?【方法技巧】(1)计算固体压力和压强问题:一般方法是先根据压力F=G求出压力,再根据求压强。(2)计算液体对容器底的压力和压强问题:一般方法是首先根据p=ρgh求出压强;然后根据F=pS再求出压力。【温馨提醒】:求解盛有液体的容器对水平桌面的压力压强时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式)。【典例剖析】1.如图所示,我国的载人深海潜水器“蛟龙”号有一个面积为50cm2的观察窗,当它在10000米深处时(海水的密度为1.025×103kg/m3),求:(1)此处海水产生的压强为多少?(2)观察窗受到的海水压力为多少?【答案】(1);(2)【解析】解:(1)海水产生的压强为(2)由可得观察窗受到的海水压力为答:(1)此处海水产生的压强为;(2)观察窗受到的海水压力为。2.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是10cm2,瓶底的面积是30cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。求:(1)矿泉水瓶内水的重力;(2)倒立放置时瓶盖所受水的压强;(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力和压强。【答案】(1)3N;(2)1300Pa;(3)3N;3000Pa【解析】解:(1)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积V=S瓶底h正立=30cm2×10cm=300cm3由可得,矿泉水瓶内水的质量为m水=ρV=1.0g/cm3×300cm3=300g=0.3kg则矿泉水瓶内水的重力G水=m水g=0.3kg×10N/kg=3N(2)由右图可知,矿泉水瓶倒立放置时水的深度h=13cm=0.13m倒立放置时瓶盖所受水的压强p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa(3)瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力F=G水=3N倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强答:(1)矿泉水瓶内水的重力为3N;(2)倒立放置时瓶盖所受水的压强为1300Pa;(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力为3N,压强为3000Pa。3.如图所示,有一正方体容器,底面积为400cm2,放在水平桌面上。现将一边长为0.lm、质量为2.7kg的正方体金属块放在容器底部(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:(1)金属块的密度;(2)金属块对容器底的压强;(3)向容器中加入4000cm3水后,水的深度是多少?水对容器底的压强多大?【答案】(1)2.7×103kg/m3;(2)2.7×103Pa;(3)0.125m,1250Pa【解析】解:(1)金属块的体积金属块的密度(2)正方体容器放在水平桌面上,容器底面也水平,则金属块对容器底的压力金属块的底面积金属块对容器底的压强(3)由于金属块的密度大于水的密度

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