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文档简介
9.2液体的压强
知识梳理
1.液体压强:由于液体受到的作用,且具有,所以液体内向各个方向都具有压强。
2.探究液体压强的特点(结论):
(1)特点:液体内部朝各个方向都有压强;
(2)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都;
(3)液体密度一定时,深度越深,压强越;
(4)在深度相同时,液体的越大,压强越大。
3.液体压强只跟液体的和有关,公式:o
4.三种常见的容器:容器底面积相同,装有相同深度的水,水对容器底部压力和水重力的关系如下图所示。
(1)特点:连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器中各部分的液面高度总是;
(2)应用:船闸、水壶的壶嘴与壶身组成连通器、排水管的U形“反水弯”、地漏的存水杯是一个连通器、
茶炉和外面的水位计组成连通器等。
同步练习
一、选择题
1.如图所示的生活实例中,属于利用连通器原理的是()
A.用吸管吸饮料
C.收河大坝D.U形“回水管”
2.在学习“液体口压强”时,物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,瓶
中形成了如图所示的“喷泉”。该现象最易于探究的科学问题是()
A.液体压强与液体体积的关系B.液体压强与液体深度的关系
C.液体压强与液体种类的关系D.液体压强与液体密度的关系
3.如图所示,在平静的湖中,下列哪个位置受到水的压强最大()
____________________________/水面
a
5m4m2m
、,,湖底
///7///7///////////////
A.位置aB.位置bC.位置cD.位置d
4.如图,一木块静止在盛满水的容器中。现将木块缓慢下压至浸没,水对容器底部的()
A.压力不变,压强不变B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大D.压力变大,压强不变
5.如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻
璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变
A.橡皮膜受到的压力相同时,玻璃管内径越粗,液柱上升越明显
B.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
C.饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升的高度越低
D.将饮料瓶放入不同液体相同深度处,液柱上升高度相同
2
6.如图所示,圆柱形容器中装有水,A点的液体压强大小为(g取10N/kg,P水=1.0X103kg/m3)
C.3000PaD.5000Pa
7.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两个平底容器,分别装有深度
相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是()
A.液体对容器底部的压强P甲=P乙B.容器对桌面的压强P甲’=P乙'
C.液体的密度P甲<P乙D.容器对桌面的压力F甲<F乙
8.如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N,容器中的水重7N,顶部和底部
的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高
度%=8cm;水的密度为1.0xl()3kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是()
A.水对容器底部的压强为600PaB.水对容器底部的压力为7N
C.容器对桌面的压力为9ND.水对容器顶部的压强为200Pa
二、填空题
9.早在1648年,物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验,如图所示,他只用了几杯水,就
把木桶撑破了,此实验说明液体的压强跟有关。为了纪念他,把他的名字命名
为的单位。
3
10.如图所示,植树节里小红提了6kg水给刚栽的树苗浇水。若水深为24cm,则水产生的压
强是Pa0已知桶的质量为0.3kg,手的受力面积为1.0xI(p3m2,人手受到的
11.中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m,创造了中
国载人潜水器的下潜深度新纪录,如图。若海水的密度近似为1.0xl03kg/m3,则“奋斗者
号”在上述深度受到海水的压强为Pa,潜水器外壳平均lcn?面积上受到海
水的压力为No
12.如图,容器放在水平地面上,容器中装有深度为10cm、质量为60g的水,已知容器的质
量为30g,底面积为5cm)容器对地面的压力为N,水对容器底部的压力是No
(p水=1X1OTg/m',g=10N/kg)
13.三峡大坝的船闸是_______在实际中的具体运用,它保证了大型轮船在上下游之间顺利
往返航行。如图所示液压机模型大小活塞的面积之比为20:1,当作用在小活塞上的力F为
40N时,大活塞上能顶起重_________N的物体(不计活塞的质量)。
4
三、实验探究题
14.如图是小林与小芳用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)在使用压强计前,小林发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,他调
节的方法是(选填"A”或"B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出B.取下软管重新安装
(2)实验中,液体内部压强的大小通过_________________________来反映,此处应用
的研究方法是o
(3)小林比较图乙和图丙,可以得到结论;比
较两图,可以探究液体的压强与液体密度的关系。
(4)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向
左、向右等方位时,U形管中液面高度差_________(选填“不变”或“改变”)。
(5)若保持丙图中金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,发现U形管两
侧液面高度差变大。小芳由此得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。
小林认为她的结论(选填“可靠”或“不可靠”),原因
是______________________________________________________________________________
四、计算题
15.如图所示的平底水壶,厚度不计,壶身重为0.2kg,最大容积为3L,底面积为400cm2。
(g取10N/kg)求:
5
(1)装满水时水的重力。
(2)装满水时,水对壶底的压力。
(3)装满水时,水壶对水平桌面的压强。
16.某工厂长方体储液池被一块密封隔板隔成左右两部分,其截面图如图所示,隔板上下两
部分的厚度不同,隔板较厚部分相对于较薄部分左右两侧凸出的厚度均为0.1m。已知隔板的
长为10m,左储液池内储有密度为1.0x103kg/m3的液体,右储液池内储有密度为1.2x103kg/
m3的液体。隔板左侧凸出部分的下表面所在的深度为0.6m,隔板右侧凸出部分下表面受到液
3
体的压强比左侧凸出部分下表面受到液体的压强小1.2x10Pa(g取10N/kg)o
0.1m
0.6m
(1)求隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强。
(2)求隔板右侧凸出部分的下表面所处的深度。
(3)若隔板最低处的两侧受到液体的压强差也为1.2x103pa,则左储液池中液体的深度
是多少?
6
知识梳理
重力流动性相等大大密度深度P=Pgh相平
同步练习
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.火车轨道不是连通器,A不符合题意;
B.用吸管吸饮料,利用了大气压的作用,B不符合题意;
C.拦河大坝根据液体压强随深度的增加而增大的特点,C不符合题意;
D.U形“回水管”的底部连通,上部开口,是连通器,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】连通器的底部连通,上部开口,船闸、U形反水弯利用了连通器的原理。
2.【答案】B
【解析】【解答】据图分析可知,当浸没不同深度时,喷泉的高度不同,即压强不同,所以探
究的是压强和深度的关系,B正确,ACD错误
综上选B
【分析】压强的计算:公式为P=Pgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压
强越大,深度越大,压强越大,在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相同
3.【答案】D
【解析】【解答】压强的计算:公式为P=P液gh,液体密度一定,深度越大,压强越大,d
深度最深,所以液体压强最大。
故选Do
【分析】压强的计算:公式为G=mg,本题目中,P相同,所以深度和压强成正比
4.【答案】A
【解析】【解答】因为容器中盛满水,所以木块下压过程中,液体深度不变,由公式p=pgh
可知深度不变,液体密度不变,因此液体对容器底的压强不变,由公式p=3可知液体对容器
底的压强不变,受力面积不变,所以水对容器底部压力不变,故A符合题意,BCD不符合题
局、O
故选Ao
1
【分析】根据木块放入水中后水面高度的变化,应用液体压强公式p=p液gh判断水对容器底
压强的变化;由压强公式p=5的变形公式判断压力的变化。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.根据p=pgh,当橡皮膜受到的压力相同时,压强相同,液柱的高度不会
因为玻璃管内径的变化而改变,故A错误;
B.将饮料瓶放入水中,液体内部有压强,橡皮膜受到了压强,液柱上升,故B正确;
C.根据液体内部压强,深度越深,压强越大。因此,当饮料瓶在水中的位置越深时,橡皮膜
受到的水的压强就越大,玻璃管中的红色液柱上升,故c错误;
D.不同液体的密度一般不同,相同深度,产生的压强也可能不同。根据p=Pgh,当深度一
定时,压强p与液体的密度P成正比。所以,将饮料瓶放入不同液体相同深度处时,由于液
体的密度不同,橡皮膜受到的压强也会不同,玻璃管中红色液柱上升的高度也不同。故D错
误。
故选Bo
【分析】液体压强随深度的增大而增加;液体压强还和液体密度有关。
6.【答案】B
【解析】【解答】根据深度,计算压强为p=Pgh=1.0X103kg/m3X1ON/kgX0.2m=2000Pa,B符
合题意。
故答案为:B.
【分析】根据P=Pgh,计算液体压强的大小。
7.【答案】B
【解析】【解答】AC、容器底面积相同S产S乙,液体深度相同h广h乙,由容器形状特点,可
知甲中溶液体积小于乙中溶液体积,即Vp<V乙,又由密度公式P=§,可知P,>P乙,故C
错误;由液体压强公式p=Pgh,可知PT>P乙,故A错误;
BD、由于两容器质量相同,液体质量相同,所以甲乙对比,容器与液体的总质量相同,由G=mg
知,总重力相同,对桌面的压力F相同,故D错误;又由于甲乙容器的底面积相同,即受力
面积S相同,所以根据压强公式p=|,可知容器对桌面的压强相同,故B正确。
故答案为:Bo
【分析】两容器形状对比,可判断溶液体积的大小关系。根据密度公式,可判断两种溶液密
度大小关系。根据液体压强公式可判断压强大小关系。根据压力的形成过程及压强的定义式,
2
可判断压力的大小关系和压强的大小关系。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.水对容器底部的压强p=PghL1.0Xl()3kg/m3xi0N/kgX0.08m=800Pa,故
A错误;
B.水对容器底的压强p=p底=P水ghFl.0X103kg/m3X10N/kgX0.08m=800Pa,水对容器底部的
压力F=pS=800PaX100X10V=8N,故B错误;
C.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以容器对桌面的压力为:F=G容+G水=1N+7N=8N,
故C错误;
D.水面到容器顶部的距离h=h[h2=8cm-6cm=2cm=0.02m,水对容器顶部的压强:p=PiSgh=l.0
X103kg/m3X10N/kgX0.02m=200Pa,故D正确。
故选Do
【分析】A.根据p=P液gh计算水对容器底部的压强;
B.根据公式p=p液gh求得水对容器底部的压强,已知容器的底面积,根据F=pS求出水对容器
底部的压力;
C.容器对桌面的压力等于水和容器的总重力;
D.容器顶部到水面的距离等于弯管内的水面高度减去顶部到底部的高度,根据P=P液gh求出
水对容器顶部的压强;
9.【答案】深度;压强
【解析】【解答】(1)只用几杯水就把木桶撑破,是因为水的深度较大,产生的压强也较大,
实验说明液体的压强跟深度有关。
(2)把他的名字命名为压强的单位,即帕斯卡。
【分析】液体压强与液体的密度和液体深度有关;压强的单位是帕斯卡。
10.【答案】2.4x103;6.3x104
【解析】【解答】水的压强问题首先考虑液体压强公式,所以水产生的压强是
p=pgh=1.0x103kg/m3x10N/kgx24x10-2m=2.4x103Pa
先计算人手受到的压力为总的重力的大小,即
F=G总=(m水+m桶)g=(6kg+0.3kg)xlON/kg=63N
所以人手受到的压强是
F63N4
1.0x10-3m2=6.3x10Pa
综上第1空为2.4x103;第2空为6.3x104
3
【分析】本题主要考查液体压强的计算。p=pgh首先,我们需要根据水的深度和密度来计
算水产生的压强。其次,我们还需要计算手提水桶时手受到的压强。p=|
11.【答案】1.0909x108;10909
【解析】【解答】根据深度,计算海水的压强为
p=pgh=l.OX103kg/m3XlON/kgX10909m=l.0909X108Pa;
根据面积,计算潜水器外壳受到海水的压力为
8
F=pS=l.0909X10PaXlX10V=10909No
【分析】根据P=Pgh,计算液体的压强,根据F=pS,计算压力的大小。
12.【答案】0,9;0.5
【解析】【解答】水和容器的总质量
m总=m水+m容器=60g+30g=90g=0.09kg,
容器底部对桌面的压力
F=G总=m总g=0.09kgXION/kg=O.9N;
已知水的深度为h=10cm=0.1m,所以容器底部受到水的压强为:
p=P液gh=lXlO'kg/maXION/kgXO.Im=1000Pa,
已知容器的底面积为:
S=5cm2=5X10m2,
由公式p=5可知,
水对容器底部的压力为:
F'=pS=1000PaX5X10V=0.5N0
【分析】根据m总=m水+m容器得出水和容器的总质量,根据F=G总=m总g得出容器底部对桌面的
压力;已知水的深度,根据液体压强公式p=P液gh即可求出,已知水对容器底部的压强,根
据F'=pS即可求出水对容器底部的压力。
13•【答案】连通器;800
【解析】【解答】船闸是连通器应用的体现,连通器中同一高度压强相同,所以P=F/S可知,
F小:F大=S小:S大,所以F大=800N
综上第1空、连通器;第2空、800
【分析】压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的
方式有减小压力,增加受力面积
连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强
4
相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸
14.【答案】(1)B
(2)U形管两侧液面的高度差;转换法
(3)在液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;丙、丁
(4)不变
(5)不可靠;将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,不仅增大了液体的密度,也增大了金属盒位
于液体中的深度,没有控制单一变量
【解析】【解答】探究液体压强与哪些因素有关时,
(1)使用压强计前,U形管左右两侧的水面有高度差,应取下软管,U形管两侧液面相平,
再重新安装即可,故B符合题意;
(2)实验中,通过U形管两侧液面的高度差,反映液体内部压强的大小,利用的方法是转换
法。
(3)根据图乙和图丙,液体密度相同,丙中橡皮膜深度更深,U形管两侧液面的高度差更大,
说明液体压强更大,得出结论:在液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
探究液体的压强与液体密度的关系,需要保持深度相同,液体密度不同,比较图丙和图丁,
橡皮膜深度相同,液体密度不同,丁中液体密度更大,U形管两侧液面的高度差也更大,液
体的压强与液体密度有关。
(4)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,由于液体压强只和液体密度与深度
有关,所以使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,液体压强不变,U形管中液面
高度差不变。
(5)将浓盐水倒入烧杯中搅匀后,不仅增大了液体的密度,也增大了金属盒位于液体中的深
度,没有控制深度相同,结论不可靠。
【分析】(1)探究液体压强特点前,U形管两侧液面高度相同;
(2)利用U形管液面高度差反应压强的大小,是转换法;
(3)当液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;探究液体压强和液体密度的关系时,需
要保持深度相同;
(4)液体密度和深度相同时,液体内部向各个方向压强相等;
(5)探究液体压强和液体密度关系,需要保持深度相同。
(1)在使用压强计前,小林发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,他应该取下软管,
此时U形管两侧都与大气相连,最终两侧液面会相平,再将软管重新安装即可,故B符合题
5
意,A不符合题意。
故选Bo
(2)[1][2]实验中液体内部压强的大小通过U形管两侧液面的高度差来反映,U形管两侧液
面的高度差越大,说明液体压强越大,此处应用的研究方法是转换法。
(3)[1]由图可知,图乙和图丙中液体密度相同,丙中橡皮膜位于液体中的深度更深,U形
管两侧液面的高度差更大,说明液体压强更大,故得出结论:在液体密度相同时,深度越深,
液体压强越大。
[2]图丙和图丁中橡皮膜深度相同,液体密度不同,丁中液体密度更大,U形管两侧液面的高
度差也更大,说明液体的压强与液体密度有关。故比较丙、丁两图,可以探究液体的压强与
液体密度的关系。
(4)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,由于液体压强只和液体密度与深度
有关,所以使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,液体压强不变,U形管中液面
高度差不变。
(5)[1][2]将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,不仅增大了液体的密度,也增大了金属盒位于
液体中的深度,没有控制单一变量,故她的结论不可靠。
15.【答案】(1)解:水壶装满水的体积为
V水=V壶=3L=3dm3=3x10-3m3
由P=§可得,水的质量为
m水—P水V水-1.0x103kg/m3x3x10-3m3-3kg
由6=1^可得,水受到的重力为
G水=m水g=3kgx10N/kg=30N
(2)水壶装满水时水面距离壶底的深度为
h=hx—h2=12cm—4cm=8cm=0.08m
由P=Pgh可得,装满水时水对壶底的压强
p=pgh—1.0x103kg/m3x10N/kgx0.08m=800Pa
由P=(可得,装满水时水对壶底的压力
F=pS=800Pax400x10-4m2=32N
(3)装满水时水壶对桌面的压力等于壶内水和水壶受到的重力之和,即
F'=G水+6壶=G水+m壶g=30N+0.2kgx10N/kg=32N
6
装满水时水壶对桌面的压强为
F'_32N
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