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9.2 液體壓強  公開課

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9.2 液體壓強 公開課

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1、液體内部壓強的特點:

(1)液體對容器的底和側壁都有壓強;

(2)液體内部向各個方向都有壓強;

(3)液體壓強随深度的增加而增大;

(4)在同一深度處,液體向各個方向的壓強都相等;

(5)在同一深度處,液體壓強還與液體的密度有關系,密度越大,壓強也就越大。

2、液體壓強的計算

(1)液體壓強的公式p=ρgh。該公式的物理含義:

對同種液體,p與深度h成正比,h增大,p增大。

對不同液體,深度一定時,p與液體密度ρ成正比,ρ大的p大。

公式中不包含面積S,所以壓強p的大小跟所取的受力面積大小沒有關系。

(2)利用公式計算液體壓強時,一定要統一單位,即ρ用千克/米3,h用米,g的單位是牛/千克,計算出的壓強單位是帕斯卡。

(3)要理解公式中的h是深度,即液體内某處到自由液面的距離,而不是該處到底部的距離。

3、連通器原理及其應用

(1)定義:上端開口,下部連通的容器我們就叫做連通器。[來源:Z。xx。k.Com]

(2)連通器原理:連通器裡裝同種液體且在液體不流動時,各容器中的液面總保持相平。

(3)連通器原理在生活和生産中有着重要的應用。如鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、過路涵洞、船閘等。

4、帕斯卡原理及其應用

(1)帕斯卡原理:加在密閉液體上的壓強,能夠按照原來的大小由液 體向各個方向傳遞。這條規律叫做帕斯卡原理。

(2)帕斯卡原理應用:是許多液壓系統和液壓機工作的基礎。液壓機是由兩個大小不同的液缸組成的,在液缸裡 充滿水或油。根據帕斯卡定律,小活塞将這一壓力通過液體 的壓強傳遞給大活塞,将大活塞頂上去。依據帕斯卡原理,在小活塞上加一較小的力,則在大活塞上會得到很大的力,為此用液壓機來壓制膠合闆、榨油、提取重物、鍛壓鋼材等。


典型例題   如圖,關于abcd四點處液體産生的壓強大小的比較,其中正确的是(已知ρ鹽水ρ純淨水)(    )   

A.a點的壓強最大       

B b點的壓強最大     

C.c點的壓強最大           

D.d點的壓強最大


解析:液體壓強大小與液體密度和深度有關,液體的密度越大、深度越深,液體壓強越大。本題中ab位于同種液體中,ba深,所以b點受到水的壓強大于a。同樣可以判斷出d點液體壓強大于c點。bd距液面的距離相等,但鹽水的密度大于純淨水的密度,所以b點壓強大于d點的壓強。

答案:B


針對練習1   如圖所示,水平桌面上放有底面積和質量都相同的甲、乙兩平底容器,分别裝有深度相同、質量相等的不同液體。下列說法正确的是(   )[來源:學,科,網]

容器對桌面的壓力:F甲>F

液體的密度:ρ

液體對容器底部的壓強:p>p

容器對桌面的壓強:p′=p


A. 隻有   

B. 隻有   

C. 隻有   

D. 隻有


【答案】D

 因為ρ,且液面相平,根據 可知,液體對容器底部的壓強為:p>p,故正确;

總重相等,容器的底面積相等,根據 得,容器對桌面的壓強:p′=p′,故正确;

故選D。


針對練習2   下列事例可初步說明的道理正确的是(    )

A.沿紙條上方吹氣紙條會向上升起,說明氣體在流速大處壓強大,在流速小處壓強小

B.下端帶有橡皮膜的玻璃管在水中越深,膜向上凸起 程度越大,說明水靜止時,水内部的壓強随深度增加而增大

C.鋼筆能把墨水吸上來,說明筆管對墨水有 吸引力[來源:Zxxk.Com]

D.沙漠中的越野汽車裝有非常寬大的輪子,說明增大受力面積可以增大壓力


2、B   

解析:A選項中沿紙條上方吹氣紙條會向上升起,說明氣體在流速大處壓強小,在流速小處壓強大,該選項是錯誤的;B選項中下端帶有橡皮膜的玻璃管在水中越深,膜向上凸起 程度越大,說明水靜止時,水内部的壓強随深度增 加而增大,該項選項是正确的;C選項中鋼筆能把墨水吸上來,說明大氣壓的存在,該選項是錯誤的;D選項中沙漠中的越野汽車裝有非常寬大的輪子,說明增大受力面積可以減小壓強,該選 項是錯誤的;故本題應選B。


針對練習3   如圖所示,圓柱形容器中裝有質量相等的水和酒精(ρ酒精),這時容器底部受到液體的壓強為p1。把水和酒精充分混合後(不考慮水和酒精的蒸發),容器底部受到液體的壓強為p2。則

(         )[來源:學科網ZXXK]

A.p1>p2   

B.p1<p2   

C.p1=p2   

D.無法确定[來源:Z,xx,k.Com]



1、如圖所示的兩個 容器放在水平桌面上,它們的質量和底面積均相同,容器中分别裝有甲、乙兩種液體且 液面在同一高度。若容器對桌面的壓強相等,則兩種液體對容器底部的壓強(      )

A 、一樣大       

B 、甲大       

C 、乙大         

D 、無法判斷


1、B

解析:它們的液面等高,容器底面積相同,所以兩種液體體積:V<V

又因為兩種液體質量相同,由密度公式ρ=m/V

可知:ρ>ρ

液體壓強公式p=ρgh,兩容器液體等高,

所以p>p,故選B。


2、未裝滿橙汁的密閉杯子,先正立放在桌面上(如圖A),然後反過來倒立在桌面上(如圖B),兩次放置橙汁對杯底的壓強分别是pApB,則(      )


A.pA>pB  

B.pA<pB  

C.pApB  

D.無法判斷



3、小明在學習液體壓強時,用壓強計做了如圖所示的實驗,獲得的數據如下表.據表中信息判斷小明研究的問題是(           )



A.液體向各個方向壓強的大小關系     

B.液體壓強與液體深度的關系

C.液體壓強與液體密度的關系         

D.液體壓強與容器形狀的關系


 4、一個底面積為2×10-22的薄壁圓柱形容器放在水平桌面中央,容器高為0.12米,内盛有0.1米深的水,如圖(a)所示。另有質量為2千克,體積為1×10-33的實心正方體A,如圖(b)所示。求:

(1)水對容器底部的壓強。

(2)實心正方體A的密度。

(3)将實心正方體A浸沒在圖(a)的水中後,容器對地面壓強的變化量。





1、在探究實踐創新大賽中,小明同學展示了他的“液體壓強演示儀”,其主要部件是一根兩端開口且用橡皮膜紮緊的玻璃管(如圖),将此裝置放于水中,通過橡皮膜的凹凸程度變化,探究液體壓強規律.如圖描述的幾種橡皮膜的變化情況,其中正确的是(  )


A.

B.

C.

D.


【答案】B

【解析】玻璃管下端更深,所受的液體 壓強更大,所以應該是下面橡皮膜向上凹得更厲害些,故A錯誤;玻璃管下端更深,所受的液體壓強更大,且下面橡皮膜向上凹得更厲害些,故B正确;玻璃 管水平放置在液體中,液體對兩側橡皮膜有向内的壓強,所以右側橡皮膜應該向左凹,故C錯誤;玻璃管水平放置在液體中,兩側的橡皮膜都應向内凹,故D錯誤;故應選B。

【考點定位】液體的壓強的特點


2.如下圖所示,往量杯中勻速注水直至注滿。下列表示此過程中量杯底部受到水的壓強P随時間t變化的曲線,其中合理的是(        )


          

【答案】B


3、如圖所示,一個密封的圓台狀容器,内裝一定 質量的水,放在水平桌面上,現把它倒置過來,則

(         )


A、水對容器底的壓力減小;

B、水對容器底的壓強減小;

C、容器對桌面的壓強減小;

D、容器對桌面的壓力減小。


【答案】A

【解析】由于圓台形容器上細下粗,容器中裝有一定質量的水,沒有裝滿容器,

(1)倒置後,液體深度h增大,根據p=ρgh可知,水對容器底的壓強增大,故B錯誤,再由F=pS得,水對容器底的壓力減小,A正确;

(2)正放和倒放時,容器對水平桌面的壓力相等,都等于水和容器總重,所以容器對桌面的壓力F不變;而受力面積變小,根據可知,對水平桌面的壓強變大.故CD錯誤.故選A.


4.可燃冰是海洋深處甲烷與水形成的固體,下圖表示不同深度、不同溫度下甲烷與水存在狀态情況,已知深度每增加 10m海水的壓強增加1atm(1atm為1标準大氣壓),下列情形中,甲烷與水能形成可燃冰的是(        )


A.壓強為50atm,溫度為10     

B.壓強為100atm,溫度為0

C.壓強為200atm,溫度為20   

D.壓強為300atm,溫度為30


【答案】B

 考點:液體壓強的特點


5.如圖所示,完全相 同的甲、乙兩個燒杯内裝有密度不同的液體。在兩燒杯中,距離杯底 同一高度處有 A、B 兩點,已知 A、B 兩點壓強相等,則燒杯甲、乙對桌面的 壓強 P 、P 大小關系為 (     )


A.P <P      

B.P >P

C.P = P      

D.條件不足,無法判斷。


【答案】A

【解析】在兩燒杯中,距離杯底 同一高度處有 A、B 兩點,已知 A、B 兩點壓強相等,則甲容器内液體的密度小于乙容器内液體的密度,甲容器内液體的質量小于乙容器内 液體的質量,完全相同的 甲、乙兩個燒杯對桌面的 壓強 P 、P 大小關系為P <P ,故本題正确選項是A。


6.  如圖所示,薄壁容器的底面積為 s,在容器中裝入某種液體,液體的重力為G,密度為ρ,深度為h。那麼,容器底部受到液體的壓強和壓力分别為(    )

A.G/S和G   

B.ρgh和G     

C. G/S和ρghS     

D.ρgh和ρghS

 7.小聰學習了固體壓強後,愛動腦筋的他想探究液體内部是否有壓強,液體内部壓強究竟有哪些特點,小聰進行了大膽猜想:

猜想1 :液體内部可能有壓強

猜想2:液體内部的壓強大小可能與方向有關

猜想3:液體内部的壓強大小可能與液體深度有關

猜想4:液體内部的壓強大小可能與液體的密度有關

為了驗證以上猜想是否正确,小聰在老師的幫助下找來了一些實驗器材,設計并完成了實驗探究.請你完成下列問題:

(1)實驗前,要通過調試,使壓強計U型管兩邊的液面                           ,小聰在調試時發現,用手指不論是輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時,U型管兩邊液面幾乎沒有變化.如圖所示,說明該壓強計           (選填“漏氣”或“不漏氣”).

(2)為了驗證猜想1,小聰把探頭放入水中,再觀察壓強計U型管兩邊液面是否有            來判斷探頭處是 否受到水的壓強.

(3)在驗證其餘猜想的過程中,小聰收集到如下表中的數據,根據表中的數據:

序号][來源:Zxxk.Com]

液體[][來源:學#科#網]

深度h(mm)

壓強計[[來源:學,科,網]

橡皮膜方向

液面高度差(mm)

1

20.0

朝上

18.5

2

朝下

18.5

3

朝左

18.5

4

朝右

18.5

5

40.0

朝上

36.8

6

60.0

朝上

54.6

7

酒精

60.0

朝上

43.5

①比較序号1、 2、3、4的數據,可得出的結論是                   

②為了驗證猜想3,小聰完成的實驗操作應該是表中序号為        的實驗.

③比較序号6、7兩組數據,可得出液體的壓強與液體               有關.

(4)小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和                   法.


 (2)把壓強計的金屬盒浸入液體中,U形管兩邊出現 高度差,說明液體内部有壓強,因此小聰通過觀察壓強計U型管兩邊液面是否有高度差來判斷探頭處是否受到水的壓強。

(3)①同種液體、深度相同,不同的是方向,液面差相等即壓強相等,說明在同一深度,液體向各個方向的壓強相等;

②根據猜想3:液體内部的壓強大小可能與液體深度有關可知,控制液體種類相同,深度不同,即小聰完成的實驗操作應該是表中序号為1(或2、3)5、6的實驗;

③比較序号6、7兩組數據可知,液體種類不同,深度相同,液體的壓強不同,由此可得:液體的壓強與液體種類有關;

(4)由實驗過程可知, 小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和控制變量法.





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