8.2 研究液体的压强
第1课时 液体压强特点
知识点 1 液体压强的特点
1.将水分别倒入如甲所示的两容器中,结果出现如图乙所示的情形,这是由于液体受
作用,且具有 性,所以液体对阻碍它散开的容器底和容器侧壁都会产生 。
2.如所示是用简易U形压强计探究液体内部压强的情景。
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜受到水的压强的大小,高度差越大,说明水的压强越 。
(2)比较甲、乙、丙三图,可以得出结论:液体内部各方向都有压强,并且在同一深度各个方向的压强 。
(3)在图乙中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两侧液面的高度差增大,从而得出结论:在同一种液体中,液体的压强随
的增大而增大。
(4)在图乙中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两侧液面的高度差 (选填“变大”“变小”或“不变”),由此可知,液体的压强还与液体的 有关。
(5)在进行实验前,还应检查压强计的气密性,如果检查压强计的气密性时用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面的高度差变化均很 (选填“大”或“小”),表明压强计气密性差。
知识点 2 比较液体压强的大小
3.如所示,A、B、C、D、E各点在水中的位置已标出,则它们的深度依次为 、 、 、 、 。
4.如所示,容器中分别装有酒精、汞液和水,它们的液面相平。比较液体内A、B、C三点的压强,其中 点压强最大, 点压强最小。(ρ酒精<ρ水<ρ汞)
5.如所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则pa、pb、pc的关系为 。
6.如所示,两端开口的玻璃筒下端扎有橡皮膜,向玻璃筒内倒入一定量的水,将它放入盛有酒精的容器内。当玻璃筒内外液面相平时,可以观察到橡皮膜( )
A.是平的 B.向上凹进
C.向下凸出程度变小 D.无法判断
7.如所示,甲、乙两支完全相同的试管,装有质量相同的不同液体,甲试管竖直,乙试管倾斜,此时两试管内的液面相平,则关于两支试管底部受到液体压强的关系,下列说法正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙
C.p甲
8.在如所示的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,下列操作能使U形管两侧液面的高度差减小的是( )
A.将探头放在同样深度的浓盐水中
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
9.如所示,A、B、C三点液体的压强分别为pA、pB、pC,已知酒精的密度小于水的密度,则A、B、C三点液体的压强从小到大的顺序是 。
10.(2020绥化改编)某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)0甲中的压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受液体压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)他把探头放入液面下6 cm处,探头受到液体的压强;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 有关。
(3)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图乙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 (选填“左”或“右”)侧液体的密度较大。
考|题|展|示
11.(2021乐山)小明用如1所示的容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则如2所示的现象中符合事实的是( )
答案
8.2 研究液体的压强
第1课时 液体压强特点
1.[教材信息题P71图8-15] 重力 流动 压强
2.(1)大 (2)相等 (3)液体深度
(4)变大 密度 (5)小
3.9 cm 12 cm 3 cm 12 cm 8 cm
4.B A 5.pa>pb>pc
6.C 当玻璃筒内外液面相平时,由于水的密度大于酒精的密度,筒内水对橡皮膜向下的压强大于筒外酒精对橡皮膜向上的压强,橡皮膜仍向下凸出,但比在容器外时凸出程度小。
7.A 甲、乙两支完全相同的试管,装有质量相同的不同液体,甲试管竖直,乙试管倾斜,此时两试管内的液面相平,则乙试管中液体的体积大于甲试管中液体的体积,根据ρ=可知,甲试管中液体的密度大于乙试管中液体的密度;由于液体的深度相同,所以p甲>p乙。
8.D 将探头放在同样深度的浓盐水中或将探头向下移动一段距离,探头受到液体的压强增大,U形管两侧液面的高度差增大,故A、C错误;同种液体在同一深度处各个方向上的压强相等,将探头在原位置转动180°时,探头受到液体的压强不变,U形管两侧液面的高度差不变,故B错误;将探头向上移动一段距离,探头受到液体的压强减小,U形管两侧液面的高度差减小,故D正确。
9.pB10.(1)高度差 不漏气 (2)深度 (3)右
(1)根据转换法,图甲压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受液体压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气。
(2)继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的深度有关。
(3)在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则右侧液体压强大,右侧液体的密度较大。
11.C 盐水和酒精深度相同,橡皮膜在两种液体中所处深度相同,因为ρ盐水>ρ酒精,根据p=ρgh可知,p盐水>p酒精,即橡皮膜应向右侧弯曲,故A错误;
h盐水>h酒精,ρ盐水>ρ酒精,根据p=ρgh可知,p盐水>p酒精,即橡皮膜应向右侧弯曲,故B错误;
盐水和酒精深度相同,橡皮膜在两种液体中所处深度相同,因为ρ盐水>ρ酒精,根据p=ρgh可知,p盐水>p酒精,即橡皮膜应向左侧弯曲,故C正确;
酒精的密度一定,h左酒>h右酒,根据p=ρgh可知,p左酒>p右酒,即橡皮膜应向右侧弯曲,故D错误。8.2 研究液体的压强
第2课时 液体压强的计算 连通器
知识点 1 液体压强的计算
1.液体压强的计算公式是 ,其中ρ表示 ,h表示 。液体压强的单位是 。
2.某流域发生严重的洪涝灾害,某水库堤坝水深已达30 m,严重威胁下游群众的生命安全,此时堤坝底部受到水的压强为 Pa。若该水库堤坝所能承受的最大压强为3.2×105 Pa,则最多还允许水位上涨 m。(g取10 N/kg)
3.(2020长春)我国“海斗一号”潜水器在马里亚纳海沟成功完成了首次万米海试与试验性应用任务,于2020年6月8日载誉归来。当潜水器下潜至距海面1.0×104 m处时,求:(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)潜水器受到海水的压强。
(2)潜水器观察窗0.82 m2面积上所受到海水的压力。
知识点 2 连通器
4.上端开口、底部 的容器,物理学上叫做连通器。当连通器中装入同种液体,且液体 时,各容器中的液面总保持 ,这就是连通器原理。
5.如3所示的实例中,不属于连通器的应用的是( )
6.如4所示,在底部相通的容器中装有同种液体,静止时液面位置正确的是( )
7.装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如5所示,则此时水对玻璃管底部的压强为(g取10 N/kg) ( )
A.1.2×102 Pa B.1×103 Pa
C.1.2×104 Pa D.1×105 Pa
8.如6所示,水平地面上有甲、乙两圆柱形容器,其底面直径之比为1∶2,内装同种液体,深度相同,那么液体对容器底面的压强之比和压力之比分别为( )
A.1∶1 1∶2 B.1∶1 1∶C.1∶4 1∶4 D.1∶2 1∶9.如7所示,继续向敞口容器的a端加水,则水能达到的最高位置是 ( )
A.a端 B.b端
C.c端 D.无法判断
10.如8所示是某同学研究液体压强时绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像,由图可知,甲、乙两种液体的密度关系为ρ甲 (选填“>”“<”或“=”)ρ乙,其中
液体是水。(g取10 N/kg)
11.(2020甘孜州)如9所示,茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,若茶壶中水深8 cm,则水对壶底的压强是 Pa(g取10 N/kg);若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止,则壶嘴和壶身中水面 (选填“相平”或“不相平”)。
12.如0所示是三峡船闸的示意图,它是利用 原理来工作的。当阀门A打开,阀门B关闭,水从 流向 ,当闸室中的水面与下游相平时,下游闸门打开,船驶往下游。
13.如1所示,质量为200 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有800 g水。将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30 cm,则水对容器底部的压力为 N,容器对地面的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
14.如2所示是A端开口、B端封闭的L形容器,内盛有水,已知B端顶面面积为100 cm2,它离容器底6 cm,A端液面离容器底26 cm。求:(g取10 N/kg)
(1)B端顶面受到水的压强。
(2)B端顶面受到水的压力。
考|题|展|示
15.(2021南充)“奋斗者号”是我国自行研制的世界领先深海潜水器,若在某次工作过程中该潜水器下潜深度为10000 m,此时潜水器受到的海水压强为 Pa;若“奋斗者号”的舱门面积约为0.6 m2,则舱门所受液体压力为 N。(g取10 N/kg,ρ海水取1.03×103 kg/m3 )
答案
8.2 研究液体的压强
第2课时 液体压强的计算 连通器
1.p=ρgh 液体密度 液体深度 Pa
2.3×105 2 某水库堤坝坝底水深已达30 m,此时堤坝底部受到水的压强为p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×30 m=3×105 Pa;水库堤坝所能承受的最大压强为3.2×105 Pa,则最高水位是h===32 m,则最多还允许水位上涨的高度为h涨=h-h'=32 m-30 m=2 m。
3.(1)潜水器受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×104 m=1.03×108 Pa。
(2)由p=可得,潜水器观察窗0.82 m2面积上所受到海水的压力:
F=pS=1.03×108 Pa×0.82 m2=8.446×107 N。
4.互相连通 静止 相平 5.D 6.A
7.B 由图可知,水深h=10 cm=0.1 m,水对玻璃管底部的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1×103 Pa。
8.B 两容器液体密度ρ相同,液体深度h相同,根据ρ=ρgh可得,液体对容器底的压强之比==;
则液体对容器底的压力之比==×==2=。
9.C 10.> 乙
11.800 相平
(1)水对壶底的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=800 Pa。
(2)茶壶是连通器原理在生活中的实际应用。当用茶壶装水,水面静止时,壶嘴和壶身中水面是相平的。
12.连通器 闸室 下游
13.6 5×103 水对容器底部的压强为p1=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3000 Pa,则水对容器底部的压力为F1=p1S=3000 Pa×0.002 m2=6 N;容器对地面的压力为F2=(m容+m水)g=(0.2 kg+0.8 kg)×10 N/kg=10 N,容器对地面的压强为p2===5×103 Pa。
14.(1)B端顶面所处的深度:
h=26 cm-6 cm=20 cm=0.2 m,
B端顶面受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa。
(2)B端顶面受到水的压力:
F=pS=2×103 Pa×0.01 m2=20 N。
15.1.03×108 6.18×107
潜水器受到的海水压强:p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×10000 m=1.03×108 Pa;
舱门所受液体压力:
F=pS=1.03×108 Pa×0.6 m2=6.18×107 N。