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文档简介
专题09液体压强的规律
专题学啥
1.特点
(1)液体内部朝各个方向都有压强;
(2)在同一深度液体向各个方向的压强都相等;
(3)在同种液体中,深度越深,液体压强越大;
(4)在相同深度的不同液体中时,液体密度越大的,液体压强越大。
2.液体压强的计算:P=Pgh
3.液体的压强只与液体的密度和浸入液体的深度有关。
4.利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方:
(1)应用的公式是P=Pgh;(2)g=9.8N/kg有时题中为了计算简洁给出g=10N/kg(3)P是指产生压强
的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。P水nl.OXlO'kg/n?(4)h是指深度,表示
从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统
一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。
专题考法
【例题11(2024福建)如图所示,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体
的高度为h,密度为0.8P;下层液体的高度为2h,密度为P.则液体对烧杯底部的压弓金为()
A.2.4PghB.2.7PghC.2.8PghD.3Pgh
【答案】c
【解析】上层液体所产生的压强:
P上=pighi=O.8Pgh;
下层液体所产生的压强:
p下=P2gh2=PgX2h=2Pgh;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:
P底=P上+P下=0.8Pgh+2Pgh=2.8Pgho
【例题2](2024湖北荆州)2024年10月20日,全球最大水陆两栖飞机“鲸龙”AG600在湖北荆门胜利
实现水上首飞起降。若某次AG600漂移停在水面上时,飞机排开水的体积为45m)飞机底部距水面2m深处
受到水的压强为Pa,飞机所受重力为N.(g=10N/kg,P水=1.0Xl()3kg/m3)
【答案】2X10*54.5X10%
【解析】(1)飞机底部距水面2m深处受到水的压强:
p=P水gh=l.OXlO,kg/m,10N/kgX2m=2X10“Pa;
(2)飞机漂移停在水面上时,由漂移条件和阿基米德原理可得飞机所受重力:
33
G飞机=F浮=P水gV#=1.0X10kg/mX1ON/kgX45n?=4.5X10%。
专题操练
一、选择题
1.(2024湖北宜昌)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次
药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是()
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
【答案】D
【解析】依据液体压强的特点分析解答,液体压强特点:
①液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
②液体的压强随深度的增加而增大;
③不同液体的压强还跟密度有关,深度肯定时,液体的密度越大,压强越大。
液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹;
在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更
明显。
综上分析可知,两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多。
故ABC错误,D正确。
2.(2024深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、
N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是()
A.两小球所受浮力F«<
FNB.两种液体的密
度P申<P乙
C.两种液体对容器底部的压强P甲=p乙D.两种液体对容器底
部的压力F甲〉F乙
【答案】D
【解析】A.小球在甲中漂移,F/G;小球在乙中悬浮,Fff=G;因此两小球所受浮力F,=FN,
B.小球在甲中漂移,PP;小球在乙中悬浮,Pz,=P,因此P!?>P乙,故B错误;
C.依据公式『=今诏》可知,因为h甲二h乙,P甲>「乙,所以两种液体对容器底部的压强pQp乙,
故C错误;
D.因为pQp乙,SxS乙,依据公式F=pS可知,两种液体对容器底部的压力
F甲>Fz,,故D正确。
3.(2024山东泰安)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为P1、P2的两种不同
液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为
迪、F2,则下列推断中()
①FAR
②P1>P2
③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A.只有②③正确B.只有①②正确
C.只有③④正确D.只有①③④正确
【答案】A
【解析】①因为物体漂移或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的
浮力都等于小球的重力,贝U:%=&,故①错误;
②由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂移和悬浮状态,依据浮沉条件可知,Pl>P球,P?=P球.所
以P1>P2,故②正确;
③两杯中液面相平,Pi>P2,所以依据p=p滋gh可知,烧杯底受到液体的压强:P1>P2,故③正确。
④由于两球漂移或悬浮,排开液体的重力等于球的重力,则两种状况下容器内的总重力等于等高的液体产
生的压力,所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积,且Pi>P2,由G=mg=pVg可知,甲
杯内总重力较大,甲、乙两烧杯相同,所以甲杯对桌面的压力较大,故④错误;
由此分析可知:只有②③正确。
4.(2024四川达州)如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器中分别盛有两种不同的液体A、B,液
体对两个容器底的压强相等。现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时个漂移、一个悬浮(液
体均无溢出,则液体密度PA、PB和液体对容器底部的压强P甲、P乙的大小关系正确的是()
甲乙
A.PA<PBP甲Vp乙B.PA>PBp甲>p乙
C.PA>PBP甲Vp乙D.PA<PBp甲>p乙
【答案】C
【解析】(1)由图知:hA<hB,已知两种液体对容器底的压强相等,则依据p=Pgh可知,PA>PB;故AD
错误;
(2)因为原来两容器中液体产生的压强相等,匀称柱形容器,则FA=GA=PSA;FB=GB=PSB;
又因为SA>SB,可得GA>GB,
由将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂移,另一个悬浮(液体均无溢出),由于两
物体重力相等都为G,
GG
贝IJ由;PZ.=p+7-,
所以,p甲<PZJ故B错误,C正确。
5.(2024海南)放在水平桌面上的容器,其侧壁上有一开口弯管,管内的液面高度为0.6m,容器的顶部
和底部的面积均为0.1m2,顶部究竟部的高度0.4m,液体对容器顶部的压力为2.4X10?N,如图所示。g=10N
/kg。则下列结论正确的是()
A.容器中的液体密度为1.2X103kg/m3
B.液体对容器顶部的压强为2.4X102Pa
C.液体在容器底部产生的压强为7.2Xl(fPa
D.液体在容器底部产生的压力为2.4X102N
【答案】AC
【解析】(1)求解液体密度,可以干脆依据液体压强公式P=Pgh得出。但依据题意给出的已知条件是液体
对容器顶部的压力,这样使大家会想到F=Ps=Pghs,容器顶部对应液体的深度为h=hi-h2=0.6m-0.4m=0.2m,
容器的顶部面积s已知,g=10N/kg,F=2.4X102NO
贝ijP=F/ghs=2.4X102N/(10N/kgX0.2mX0.lm2)=1.2X103kg/m3
通过分析与计算可知选项A正确;
(2)液体对容器顶部的压强由公式P=Pgh求解,
P=Pgh=l.2X103kg/m3X10N/kgX0.2m=2.4X103Pa
选项B错误;
(3)容器底对应的深度hi已知,g=10N/kg,液体密度P=l.2X103kg/m3
所以液体在容器底部产生的压强
P断Pgh『l.2X103kg/m3XION/kgX0.6m=7.2X103Pa,选项C正确;
(4)由F)s=P底s=7.2X103PaXO.lm2=7.2X102N,选项D错误。
二、填空题
6.(2024湖北滨州)如图所示,一个边长为10cm、重4N的正方体木块,放置于1m?的水平桌面上。将重2N
的水倒入一个锥形瓶中,瓶重1N,底面积为60cm",水深度为5cm,将锥形瓶放在木块上。则水对瓶底的压
强o木块对桌面的压强。
【答案】(1)500Pa(2)700Pa
【解析】(1)水对瓶底的压强为pMpghMl.OXlO'kg/m'XlON/kgXSXloTmusooPa
(2)木块对桌面的压强为p=F/s=(G水+G版+G木)/lm2=(4+2+1)N/lm2=700Pa
7.(2024江苏徐州)如图所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为20cm杯中水深10cm,杯和水的
总重力为3N,则杯对水平桌面的压强为Pa;水对杯底的压力为N.(g=10N/kg,茶杯杯壁厚
度不计)
【答案】1500;2.
【解析】本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的驾驭和运用,对于不规则的容器,对容器底的压
力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=Pgh、再计算液体对容器底的压力F=pS;容器对桌面的压力和
压强,先计算容器对桌面的压力F=G、再计算容器对桌面的压强p=F/S.茶杯对水平桌面的压力等于杯和水
的总重力,依据p=F/S求出杯对水平桌面的压强;由图知杯内水的深度,据p=Pgh求出水对杯底的压强,
利用F=pS求出水对杯底的压力.
(1)杯对水平桌面的压力:F=G总=3N,
则杯对水平桌面的压强:p=F/S=3N/20X10-4m2=1500Pa;
(2)水的深度h=10cm=0.Im,
水对杯底的压强:p'=Pgh=l.0X103kg/m3X10N/kgX0.Im=lOOOPa,
水对杯底的压力:F'=p'S=1000PaX20X10m2=2N.
三、试验探究题
8.(2024福建)下表是小莉同学用如图所示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)
两液柱的液面高度状况。
压强计
序深度h
液体左液面右液面液面高度差
号/mm
/mm/mm/mm
2水6017122958
39015824284
4盐水9015424692
(1)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而;比较表
中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的有关。
(2)为了进一步探讨在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,他们应限制的量有和
,要变更的是。
【答案】(1)增大;种类(答密度也可以)。(2)密度纬度(同一地点),橡皮膜方向。
【解析】本题考查学生在探究液体内部的压强与液体深度、液体密度之间关系时是否会限制变量,并能归
纳总结试验数据得出正确的结论。考查的目标属于科学探究领域中的“制定设计”“处理数据”“分析与
论证”水平。
四、综合计算题
9.(2024上海)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的
压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。
①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。
②求容器甲中水对容器底部的压强P水。
③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196帕,求液体乙的
密度P®O
【答案】①甲容器中水的体积为2*10-3瓜3;
②容器甲中水对容器底部的压强为784pa;
③液体乙的密度为800kg/m3o
【解析】①容器中甲水的体积为:丫=丹=-------*-----T=2X10-3m3;
P1.0XlQJkg/roJ
②容器甲中水对容器底部的压强:p*=Pgh=l.0X103kg/m3X9.8N/kgX0.08m=784pa。
③当容器甲内加水至于容器乙相平常,设此时水深为%,
此时水对容器底部的压强:pi=p7k+Z^p=784pa+196pa=980pa;
由p=pgh可得此时水的深度:ht=—^―_________980Pa
=0.Im;
33
P水g1.0X10kg/mX9.8NAg
由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:p乙=p水=784pa;
由p=Pgh可得,液体乙的密度:P乙=:=二照,卜c,=800kg/m3o
gh]9.8NAgX0.Im
10.(2024安徽)将底面积S=3X10-3m2高h=0.Im的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽
底部,如图(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深hi=0.05m(已知P铝=2.TXlO-kg/m,,
P水=1.OXICfkg/n?.g取10N/kg)。求:
二
:L,,hii
J-----
(1)水对圆柱体底部的压强Pl
(2)圆柱体受到的浮力F浮;
(3)圆柱体对水槽底部的压强P2。
【答案】见解析。
【解析】(1)解:水的深度N=0.05m,
则水对圆柱体底部的压强:
Pi=P水ghi=LOX103kg/m3X10N/kgX0.05m=500Pa
答:水对圆柱体底部的压强m=500Pa
(2)解:由图可知,圆柱体浸在水中的体积:
V#=Shi=3X10-3m2X0.05m=l.5X10-4m3,
依据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力:
F浮=P*Vg=1.0X103kg/m3X1.5X10-4m3XlON/kg=1.5N
答:圆柱体受到的浮力F浮=1.5N
(3)解:圆柱体的重力:
G铝=m铝g=p铝V铝g=p®Shg=2.7X103kg/m3X3XlO-WxO.ImX10N/kg=8.IN;
圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部的压力:
Ftt=Ga-F浮=8.IN-1.5N=6.6N,
则圆柱体对水槽底部的压强:
3
p=Fffi/S=2.2X10Pa
答:圆柱体对水槽底部的压强P2=2.2X103Pa
11.(2024江西)如图所示,一个高为1米、底面积为5X10/米z的轻质薄壁圆柱形容器放在水平地面上,
且容器内盛有0.8米深的水。
⑴求水对容器底部的压强p水。
⑵若将体积都为0.02米3的甲乙两个实心小球(p甲=0.5X103千克/米\p乙千克/米3),先后渐
渐地放入该容器中的水里,当小球静止时,容器对地面的压强是否相等?若相等,请计算出该压强的大小;
若不相等,请通过计算说明理由。
【答案】(1)7.84X10,帕
⑵当小球静止时,容器对地面的压强是相等的。9.8X10,帕
【解析】⑴p*=P水gh=l.OXIO,千克/米3X9.8牛/千克X0.8米=7.84X103帕
⑵当小球静止时,容器对地面的压强是相等的。
若体积为0.02米3的实心小球浸没在水中,则它所受浮力是:
Fff=P*gV#=l.0/103千克/米3/9.8牛/千克/2义10-2米3=196牛。
而6甲=P甲gV单=0.5乂1()3千克/米3*9.8牛/千克义2义10「2米3=98牛。
G乙=P乙gV乙=1.0X103千克/米3x9.8牛/千克X2XIff?米3=196牛。
.,.Fff=Gi,因此乙球悬浮在水中,V乙排=V^=0.02米,
F浮〉G甲,因此甲球最终漂移在水面;
V甲排=0.01米3;
而容器中的液面最多只能上升0.2米,因此乙球悬浮在容器的水中,由
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