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文档简介
专题9.2液体的压强
F
知识小结
液体受到重力和
液体具有流动性/产生原因液体内部压强
厂的计算公式气仁吧
压强计户测量仪器
液体的J液体压力与
在液体内部的同一深丁液体重力的
度,向各个方向的压
大小关系比较F<GF=GF>G
强都相等液体内K1lK
同种液体,深度越大,部压强.
定义上券开口、下端连通的琴舞
压强越大的特点
(应用控乏通寺内装同一种液体,
液体压强与液体密度连
制变量在液体不流动时,冬液
有关,在深度相同时,I通
法探究)将点面相平
液体的密度越大,压器
强越大应用茶壶、下水管为存水弯、船闸等
考点清单
M知识点一液体压强的特点
1.现象探究:液体对容器底和侧壁是否存在压强。
压强产生的原
实验现象实验图不结论
因
如图所示,有一个两端开口的
玻璃圆筒,下端扎有橡皮膜,橡皮液体对容
膜表面原来与筒口相平,倒人液器底有压液体本身
体后,橡皮膜会向下凸出强具有重力
■,----------
如图所示,玻璃圆筒的侧壁有
1液体对容
开口,且扎有橡皮膜,倒入液体1液体具有流动
器壁有压
后,橡皮膜会向外凸出性
强
注意
液体由于流动而在液体内部相互挤压,因此液体内部向各个方向都产生压强。
2.压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)构造:观察图9-2-1可知,液体压强计主要由U形管、橡皮管、探头(由空金属盒
蒙上橡皮膜构成)三部分组成。
(3)原理:放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,U形管左
右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小,液面的高度差
越大,压强越大。(如图9-2-2所示)
图9-2-1图9-2-2
(4)压强计的使用,应注意三点
①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气,常用
方法是用手轻按橡皮膜,观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化,如果变化,
说明不漏气;如果不变,说明漏气,则要查出原因,加以修整。
②当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面应该是相平的,若出现高度差,
需要将橡皮管取下,再重新安装。
2
③不能让压强计U形管中液面的高度差过大,以免使部分有色液体从管中流出,如果
流出了,要把连接用的橡皮管取下重新连接。
3.实验:探究液体压强与哪些因素有关
探究问题图示控制变量现象及分析结论
U形管两侧
液体内
液面的
部向各
高度差不变,
探究在控制探头个方向都有
nq即液体内部压
液体同一深1在液体中的深压强,同种
111强不变,说明
度处向各个度、液体密度相液体在同一深
同种液体内部
ABc
方向的压强同,改蟠头灿
同一深度处的
是否相等的方向向各个方向
压强
的压强都相
大小与方向无
等
关
U形管两侧
液面的高度差变
大,即液体内部
控制液体
压强变大。由
探究液的密度、探头的同种液
n于液体的密
体压强与深方翊目同,增大体内部压强
U]hn度、探头的方向
度的关系Elb探头在液体中随深度的变
J都是相同的,所
DEF
的深度大而变大
以压强变大是因
为深度变大
U形管两侧不同的
探究液控制探头液面的液体,在同
11
体压强与液I的方向、深度相高度差变大,一深度处产
盐水
体密度的关同,增年夜体的即液体内部压生的压强大
GH
系密度强变大。由于小与液体的
3
深度、探头的密度有关,
方向都是相同密度越大,
的,所以压强液体的压强
变大是因为液越大
体密度变大
探究归纳:(1)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;(2)深度越大,压
强越大;(3)液体内部压强的大小还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,
压强越大。
点拨
由探究可知,液体的压强只跟液体的密度和深度有关,与其他因素(诸如液体的重力、
体积、容器的形状、底面积等)均无关。
例题:在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,操作过程如图所示,发现两次实
验中U形管液面高度差相等。下列说法正确的是()
A.液体内部的压强与液体深度无关
B.U形管内径越细,实验效果越明显
C.甲烧杯中探头所处位置的液体压强比乙的大
D.甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度
解:A、根据液体压强公式p=Pgh可知,液体内部压强只跟液体的密度和深度有关,
故A错误;
B、根据p=Pgh分析,与内径无关,故B错误;
C、甲、乙U形管中液面的高度差相同,甲烧杯中探头所处位置的液体压强等于乙烧杯中探
头所处位置的液体压强,故C错误;
4
D、由图可知,U形管两侧的液面高度差相同,说明压强相同,由公式p=Pgh可知,甲的
深度深,因此甲容器中的液体密度小,故D正确。
故选:Do
危知识点二液体压强的大小
1.液体压强公式的推导
设在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,这个平面上方的水组成一个竖直
液柱,该液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。平面的面积为S,如图9-2-4所示。
图9-2-4
这个液柱的体积V=Sh,
这个液柱的质量m=pV=pSh,
这个液柱对平面的压力等于它所受的重力,即F=G=mg=pgSh,
平面受到的压强
P?等=pgh
因此,液面下深度为h处液体的压强p=pgh。
由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下
的压强,也就知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内
部压强的规律。
2.液体压强公式
P=Pgh
3.公式P]和p=pgh的区别与联系
5
公式p=-P=pgh
S
具有普遍的适用性适用于液体
区别
与压力和受力面积有关与液体密度和深度有关
液体压强公式p=pgh是利用定义式p[推导出来的,对于规则的竖直容器,
液体对容器底的压强用公式和p=pgh,计算结果一致;对于其他不规则容器,
联系
计算液体压强一定要用公式P=Pgh,否则会出现错误
4.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器容器底部受到液体压力的定量分
容器底部受到液体压力的定性分析
类型析
由于液体所受重力的方向是竖液体对容器底部的压力F
直向下的,可以认为柱状容器中液压=pS=pghS=pgV柱=6液,即F
11体重力全部作用在容器底部,所以丙=6最(V指
F压=6液液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,虚线外液体对容器底部的压力F
那一部分液体的重力作用在倾料的根悭压=pS=pghS=pgV柱G柱,F压
上,液体对容器底部的压力只等于以=G±〈G做,即F压WG(V土、
其底面积大小形成的液柱的重力,所G在指以容器底为底面形成的
%,;ir-以F压〈G液液柱的体积和重力)
口小底大的缩口容器中,侧壁会受
到液体垂直侧壁斜向上的压力,因为
物体间力的作用是相互的,所以侧
壁不但不起支持液体的作用,反而给液体对容器底部的压力F
液体施加了一个斜向下的压力,于是压=pS=pghS=pg柱=6柱,F压
容器底部不但要承受液体的重力,而=GH>G液,即F压〉G(V柱G指
且还要承受侧壁对液体施加的向下的压以容器底为底面形成的液柱
力,所以F原〉Gm的体积和重力)
6
A.p甲,p乙,F甲>F乙B.p甲Vp乙,F甲=F乙
C.p甲=p乙,F甲VF乙D.p甲=p乙,F甲>F乙
解:由题意知,两容器中装有同种液体且深度相同,则液体的密度相同,由p=Pgh可
知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;
根据图示可知,甲上下粗细相同,所以水的重力和水对容器底部的压力大小相同;乙上窄
下宽,则乙中水对容器底部的压力大于水的重力,所以F甲VF乙。
故选:Co
⑤知识点三连通器
L定义:上端开口、下端连通的容器叫作连通器。
2.连通器的特点:当连通器中装有同种液体且液体不流动时,连通器各部分中的液面
高度总是相同的。如图9-2-10所示。与容器的祖细如形状元关
7
困9-2-10
3.利用液体压强解释连通器的特点
如图9-2-11所示,当液体不流动时,设想在连通器底部液体中有一个竖直方向很薄
的液片。
4.连通器的应用
(1)茶壶:茶壶的壶身与壶嘴构成连通器,壶嘴的高度与壶身的高度基本保持相平,
这样既方便盛水又方便倒水,如果壶嘴太高,则倒不出水;如果壶嘴太低,则装不满水,
如图9-2-12甲所示。
(2)洗手间下水管:存水弯是一个连通器,正常使用时应充满水,阻碍下水道内的异
味从下水管进入洗手间内,如图乙所示。
8
乙洗手间下水管乳牛自动喂水器
图9-2-12图9-2-13
(3)乳牛自动喂水器:两水槽构成连通器,水位不相平时水就能流动,使水槽内始终
有水,如图9-2T3所示。
(4)水塔的供水系统:水塔和自来水管道构成连通器,水塔中的水位比水龙头处高,
打开水龙头时由于水位要保持相平,水便从水龙头处流出,如图9-2-14所示。
图9-2-14图9-2-15
⑸过路涵洞:涵洞和两侧的水渠构成连通器,引水灌溉时,渠水从路面下面的涵洞
穿过公路,如图9-2T5所示。
例题:如图所示的四个实例中,利用了连通器原理的是()
A.甲:托里拆利实验中测量大气压强的器材
9
B.乙:用液体压强计反映液体压强
C.丙:自制气压计瓶的玻璃管上端开口,下端连通瓶内液体
D.T:用装水的透明塑料软管检查画框是否挂正
解:上端开口、下端连通的容器,叫做连通器;
ABC、托里拆利实验中测量大气压强的器材、液体压强计、自制气压计,都不符合连通器的
定义,都不是连通器原理的应用,故ACD不符合题意;
D、用装水的透明塑料软管检查画框是否挂正,两名工人各持管的一端靠在墙面的不同地方,
当水静止时,在与水面相平的位置做标记,他们这样做是利用了连通器原理,因为连通器
内的液体不流动时,液面保持相平,故D符合题意。
故选:Do
习题精选
1.如图,质量为1.5kg的长方体镂空砖内有若干个柱形圆孔(孔穿透砖体),圆孔总体积占长方体总体积的
1一
一,长方体三条边长之比为1:2:4o平放时砖对水平地面的压强为lOOOPa。水平地面上另有一底面积为
4
250cm2的足够高柱形容器,装有适量水,将砖竖放入容器中时,砖恰好有一半浸入水中(圆孔也有一半
浸入水中),不计砖吸水,下列说法正确的是()
A.砖侧放时与地面的接触面积为75cm2
B.该砖实心部分的材质密度为1.5g/cm3
C.砖未放入容器中时,容器中水深为8.5cm
D.胸竖放入容器中时,砖对容器底的压强为2000Pa
2.如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深
5cm,水的密度为LOXItPkg/m',g取10N/kg。下列选项中正确的是()
10
A.水对杯底的压强为900Pa
B.水对杯底的压力为2N
C.水杯对桌面的压力为2.8N
D.水杯对桌面的压强为lOOOPa
3.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,操作过程如图所示,发现两次实验中U形管液面高度差
相等。下列说法正确的是()
甲乙
A.液体内部的压强与液体深度无关
B.U形管内径越细,实验效果越明显
C.甲烧杯中探头所处位置的液体压强比乙的大
D.甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度
4.如图所示,将竖直放置的试管倾斜,随着试管的倾斜,试管中的液体对底面的压强将()
A.增大B.减小C.不变D.无法确定
5.连通器在日常生活生产中有着广泛的应用。如图所示的实例中不是利用了连通器原理的是()
11
A.连体花瓶B.茶壶
水路面水
盆景自动供水装置D.时路灌溉涵洞
6.如图所示,一杯未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上,然后反过来倒立放在桌面上,两次放置杯
子对水平桌面的压力分别是F甲和F乙,橙汁对杯底的压强分别是p甲和P乙,则()
A.F甲=F乙、p甲=p乙B.F甲=尸乙、p甲>p乙
C.尸甲〉尸乙、p甲>p乙D.F甲>F乙、p甲Vp乙
7.如图所示,质量相同、底面积也相同且器壁厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量相同和深度相等的
甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是()
甲乙丙
A.容器底部受到液体的压强是p甲<p乙<p丙
B.容器底部所受液体的压力是F甲〉F乙>F丙
c.容器对桌面的压强是p甲yp乙yp丙,
D.容器对桌面的压力是F/>F/>F丙,
8.水平桌面上两个相同的容器里装有液体,将同一个压强计的金属盒先后放在距容器底同一高度的A、B
位置处,现象如图所示。若A、B两处金属盒的橡皮膜受到的压强为PA、PB,液体对两容器底的压强分
别为P甲、P乙,则下列关系正确的是()
12
AB
甲乙
A.PA>PB,ptf>pz.B.PA>PB,P¥<PZ.
C.PA=PB,P甲<P乙D.pA=PB,p¥>P乙
9.如图所示,一容器中间用隔板分成左右两部分,隔板上用橡皮膜封闭A、B、C三个圆孔,向左右两个
空间中分别注入适量不同液体,橡皮膜B恰好处于竖直状态,则橡皮膜A、C的情况为()
A.均处于竖直状态
B.A向左侧凸起、C向右侧凸起
C.A向右侧凸起、C向左侧凸起
D.均向右侧凸起
10.如图甲所示,容器中间用隔板分成左右两部分,板下部用橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同
时橡皮膜的形状发生改变。A、B、C、D四个容器的左右两边装入一定量的水和盐水,不能通过实验现
象辨别出水和盐水的是()
隔板
橡皮膜
11.在塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的孔a、b,装入水,在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水
平地面上的c、d两处,如图所示。则()
13
dc
A.从a孔喷出水的落点在c处
B.a孔受到水的压强更大
C.实验能说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水比b孔喷出水更多些
12.新立城水库是位于长春市南郊伊通河干流上的综合利用水库,此水库的核心工程是全长2630米的拦河
大坝。下列大坝的横截面示意图中,设计最合理的是()
A.
13.在学校游泳馆中,教练要求学生潜入水中2米深处捡取训练用具。关于学生在水下下潜时的情况,下
列说法正确的是()
A.学生耳朵感受到的压强与在水面相同
B.水对学生的各个地方的压强在各个方向都相等
C.水对学生头顶的压强大于对脚底的压强
D.学生耳朵感受到的压强与深度无关
14.如图所示,在容器中固定一个密闭隔板,将容器分成左右两部分,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,
橡皮膜两侧受液体压强不同使其形状发生改变。下列说法中正确的是()
隔板
橡皮膜
14
A.橡皮膜向左侧凸起说明左侧液体压强更大
B.该装置内的左侧液体密度一定小于右侧液体密度
C.利用该装置可以探究液体压强与液体深度是否有关
D.利用该装置可以验证液体内部向各个方向压强相等
15.如图所示,在探究液体压强特点的过程中,将微小压强计的金属盒放在水中,下列说法正确的是()
A.U形管应用了连通器的原理
B.把金属盒放在盐水中,U形管两端的液面高度差增大
C.此时U形管左端内部气压大于右端的大气压
D.在原位置改变压强计的金属盒的方向,液面高度差随之变化
16.为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,甲、乙两个实验小组分别采用如图所示装置,其中甲装置
U形管内装有已染色的水,乙装置隔板两侧装有不同液体,实验装置经测试均可以正常使用。下列说法
A.实验过程中,甲、乙都是通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部压强的大小
B.甲图中改变橡皮膜朝向,U形管两侧液面高度差改变
C.甲图中仅将金属盒下移,U形管两侧液面高度差增大
D.乙图中右侧液体一定比左侧液体密度大
17.在装修房屋时,工人师傅常用一根两端开口灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠
在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是()
15
灌有水的透明胶管
工人师傅用水管做标记
A.检查墙面是否竖直
B.把水管当气压计用
C.为了找到两个相同高度的点
D.为了测量两个点的水平距离
18.下列装置中,利用连通器原理工作的是(
B.
C.自制气压计D.地漏的存水杯
19.同学们在参观某科技馆模拟三峡船闸的展台时,讲解员介绍:船闸利用连通器原理帮助船只通过大坝。
下列(如图)漠有利用连通器原理的是()
16
瓶子
20.下列设备中,利用连通器原理的是()
-J盆景自动浇水装置
A.
21.连通器在生活生产中应用广泛,如图所示的事例中不是利用连通器原理工作的是(
过路涵洞
17
活塞式抽水机D.锅炉水位计
B.乙图中,洗手池下方的存水弯中有少量水,静止时右侧水面和左侧水面相平
C.丙图中,茶杯静止在水平桌面上,茶杯对桌面的压力小于杯子和茶水的总重力
D.丁图中,将金属罐匀速压入装满水的烧杯中,手对金属罐的压力与金属罐受到的浮力大小相等
(多选)23.如图所示,A、B为两个高度和横截面积都相同的开口容器(足够高),容器内各盛有20cm深
的水,容器间用细管连接。初始时阀门K关闭,A容器放置在比B容器高4cm的位置。下列说法正确的
是(g取10N/kg)
)
A.初始时阀门K关闭,A容器底受到水的压强为2000Pa
B.初始时阀门K关闭,B容器底受到水的压强为2400Pa
C.将阀门K打开,待水静止时,A、B和细管组成了连通器
D.将阀门K打开,待水静止时,水对A、B两容器底的压力之比为9:11
(多选)24.下列实例中,主要利用连通器原理工作的是()
18
下游闸门上游闸门
船闸
电热水器水位计
软管
-u形管
微小压强计
水塔
(多选)25.如图所示,在学习“液体压强大小与哪些因素有关”时,老师上课做了如图甲所示实验,并
解释说,液体压强越大,出水口处水的初速度就越大,所以三个出水口处水的速度VA<VB<VC,可以根
据水落在水平面上的位置D、E、F的远近判断液体压强的大小。但小明回家后自己用饮料瓶子做实验时
发现现象如图乙所示,与老师实验时现象不同。结合现象及所学知识,小明做出以下分析,其中正确的
A.甲图中,D、E、F三处水的速度一定是VD>VE>VF
19
B.乙图中,A'、B'、C三处水的速度一定是VA,<VB,<vc,
C.甲图中,随着容器中水不断流出,C孔处某时刻水会落到E处
D.乙图中,在A'、B'孔之间开一新孔,则此孔喷出的水落到水平面时可能会在E'左侧
(多选)26.在如图所示的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入盐水中,下列做法
中能使U形管两边液面的高度差明显减小的是()
个
A.将探头向上移动一段距离
B.将探头向下移动一段距离
C.将探头在原位置转动90°
D.将探头放入在同样深度的水中
(多选)27.如图1所示,甲、乙两个相同的直柱形容器静置在水平桌面上,其内装有质量相同且温度均
为ti的水,A为甲中到容器底部距离不变的一点,乙中的物体用细绳固定在容器底部,细绳处于绷直状
态。图2描绘了水的密度p随水的温度t变化的关系。不考虑温度对物体和容器的影响以及水的蒸发。
B.水温从ti缓慢升至t2的过程中,乙中细绳的拉力先增大、再减小
C.水温从4℃缓慢升至t2的过程中,乙中水对容器底部的压力不变
D.当水温为4℃时,乙和甲中的水对容器底部的压强之差达到最大
(多选)28.如图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,被竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶
口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同。下列说法正确的是()
20
A.瓶口朝上时,橡皮膜向内凹,瓶口朝下时,橡皮膜向外凸
B.无论瓶口朝上朝下,橡皮膜均向内凹
C.本实验可以初步说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关
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