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第九章 压强
第2节 液体的压强
第2节 液体的压强
新知预习 导学
知识梳理
1.液体的压强
装在容器中的液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对______有压强。
由于液体具有______性,液体内向__________都有压强。
侧面
流动
各个方向
2.液体压强计的工作原理
压强计的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,
放在液体里的薄膜就会发生______, 形管左右两侧液面就会产生
_________;橡皮膜受到的压强越大,液面高度差越____。
形变
高度差
大
3.液体内部压强大小的特点
(1)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都______。
(2)深度越深,压强越____。
(3)液体内部压强的大小还与液体的______有关。在深度相同时,液
体的密度越大,压强越____。
相等
大
密度
大
4.液体压强的大小
在密度为 的液体中,液面下深度为处液体的压强 _____。
在计算时, 的单位要用________, 的单位要用___,计算出来的压强
单位才是 。
5.连通器
(1)定义:上端______、下端______的容器。
(2)连通器原理:连通器里的同种液体不流动时,连通器各部分中的
液面高度总是______的。
开口
连通
相同
问题导思
1.探究液体压强与哪些因素有关运用了什么科学探究方法?如何运用?
2.探究液体压强与哪些因素有关时,如何检查软管的气密性?
3.探究液体压强与哪些因素有关时,换用不同液体进行实验的目的
是什么?
4.液体压强公式 只适用于液体压强的计算吗?
第2节 液体的压强
重点直击 导析
典例精析
知识点1 探究液体内部的压强
例1 在探究“液体内部压强”的实验中,小明按照图9-2-1所示的实验步骤
进行操作。
图9-2-1
图9-2-1
(1)实验中液体的压强是通过 形管两侧液面的________来反映的,这种探究方法称为______法。
(2)通过比较图___和图___所示的实验,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大。
(3)通过比较图D、 所示的两个实验,可探究液体压强与______的关系。
(4)通过比较图A、B、C所示的实验,可得出结论:在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强______。
【解析】(1)压强计是通过 形管中液面的高度差来反映被测液体压强大小的,这种探究方法称为转换法。
(2)要探究液体的压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变液体的深度,图B、D所示的实验符合题意。
(3)比较图D、 所示的两个实验可知,橡皮膜所在位置的深度相同,但液体的密度不同,由此可探究
液体压强与液体密度的关系。
图9-2-1
(4)比较图A、B、C所示的三个实验可知,液体的密度相同,橡皮膜所在位置的深度相同,而橡皮膜的朝向不同, 形管两侧液面的高度差相同。故由此可以得出结论:在同种液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等。
图9-2-1
图9-2-1
(1)实验中液体的压强是通过 形管两侧液面的________来反映的,这种探究方法称为______法。
(2)通过比较图___和图___所示的实验,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大。
(3)通过比较图D、 所示的两个实验,可探究液体压强与___________的关系。
(4)通过比较图A、B、C所示的实验,可得出结论:在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强______。
高度差
转换
B
D
液体密度
相等
方法点拨
在实验中通过 形管液面高度差来反映液体压强的大小,这里应用
了转换法;同时,在探究液体压强与深度和液体密度的关系时,应用了
控制变量法。
针对训练
图9-2-2
1.小露用如图9-2-2所示的实验装置探究液体内部压强。
(1)实验前,先检查压强计探头、胶管和 形管的连
接是否______,再经过调整使 形管两侧液面的高度
______。
漏气
相平
(2)在液体内部同一深度,改变探头方向,压强计____(选填“能”或
“不能”)显示出各个方向的压强大小关系。
能
(3) 形管两侧液面高度差______(选填“等于”或“反映”)探头受
到的压强大小。
反映
图9-2-3
(4)小露自制了一个简易压强计(如图9-2-3所示),
她把简易压强计浸入水中,橡皮膜将______(选填“上
凹”或“下凸”),增加简易压强计在水中的深度,细玻
璃管中的液柱会______(选填“上升”或 “下降”)。
上凹
上升
【提示】将简易压强计浸入水中,由于橡皮膜受到水对
它向上的压强,因此橡皮膜将向上凹。增加简易压强计
在水中的深度,橡皮膜受到的压强越大,其向上凹得越
多,压缩瓶内的密闭空气,使细玻璃管中的液柱上升。
知识点2 液体压强的大小
9-2-4
例2 (多选)如图9-2-4所示,将一个重为 、底面积为
的薄壁玻璃杯放在表面积为 的水平桌面上,将
重为的水倒入杯中,水面到杯底的距离为。若 取
,则( )
A.水对杯底的压力为
B.水对杯底的压强为
C.盛有水的玻璃杯对桌面的压强为
D.盛有水的玻璃杯对桌面的压强为
9-2-4
【解析】水对杯底的压强为
,选项B错误。由 可得,水对杯底的压力为
,选项A正确。根
据二力平衡知识可知,盛有水的玻璃杯对桌面的压力为
,故盛有水的玻璃杯对桌面的压强为
,选项C错误,选项D正确。
知识点2 液体压强的大小
9-2-4
例2 (多选)如图9-2-4所示,将一个重为 、底面积为
的薄壁玻璃杯放在表面积为 的水平桌面上,将
重为的水倒入杯中,水面到杯底的距离为。若 取
,则( )
A.水对杯底的压力为
B.水对杯底的压强为
C.盛有水的玻璃杯对桌面的压强为
D.盛有水的玻璃杯对桌面的压强为
AD
方法点拨
容器底所受液体的压力不一定等于容器中液体所受的重力,计算时
一般先由计算出容器底部所受的压强,然后根据 计算
其受到的压力。
针对训练
9-2-5
2.如图9-2-5所示,甲、乙是竖直放在水平桌面上的两个
圆柱形容器,甲容器的底面积小于乙容器的底面积。现
在分别装入等质量的两种不同的液体,则两容器内液体
对容器底部的压强与 的大小关系是( )
A. B. C. D.无法判断
9-2-5
【提示】由于甲、乙是竖直放在水平桌面上的两个圆
柱形容器,因此容器内的液体对容器底的压力等于液
体的重力,故液体对容器底的压力相同 。因
为甲容器内部的底面积小于乙容器内部的底面积
,根据 知,甲容器内液体对容器底部的压强大于乙容器
内液体对容器底部的压强 ,故选项A正确。
针对训练
9-2-5
2.如图9-2-5所示,甲、乙是竖直放在水平桌面上的两个
圆柱形容器,甲容器的底面积小于乙容器的底面积。现
在分别装入等质量的两种不同的液体,则两容器内液体
对容器底部的压强与 的大小关系是( )
A. B. C. D.无法判断
A
知识点3 连通器
图9-2-6
例3 如图9-2-6所示,轮船由下游经过船闸驶往上游,
船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门
___,此时闸室和上游形成一个________,当闸室中
水位与上游水位______时,打开闸门C,船驶入上游。
图9-2-6
【解析】当船从下游驶向船闸时,先打开阀门B,此
时闸室与下游组成连通器,闸室内的水通过阀门B流
出,当水面相平时,打开下游闸门D,船进入闸室;
进入闸室后,关闭阀门B和闸门D,打开阀门A,此
时上游与闸室组成连通器,上游的水通过阀门A流向闸室,当水面相平
时,打开上游闸门C,船平稳地驶向上游。
知识点3 连通器
图9-2-6
例3 如图9-2-6所示,轮船由下游经过船闸驶往上游,
船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门
___,此时闸室和上游形成一个________,当闸室中
水位与上游水位______时,打开闸门C,船驶入上游。
A
连通器
相平
方法点拨 船闸是利用连通器原理工作的。当连通器中的液体不流动时,
液面会保持相平,船闸工作过程中,闸室分别跟上游和下游形成连通器,
用来调节水面落差,使船通行。
针对训练
图9-2-7
3.在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气
泡)、两端开口且足够长的透明塑料软管做辅助。如图
9-2-7所示,他们让塑料软管两端的水面靠在墙面的不同
位置并做出标记,在做标记时用到的物理知识是______
___原理,目的是保证两标记点________________。
连通
器
在同一水平面上
第2节 液体的压强
素养达标 导练
基础巩固
图9-2-8
1.如图9-2-8所示,液体压强使坝底的水喷射而出,那么
决定坝底水的压强大小的是( )
B
A.坝的宽度
B.水的深度
C.水的体积
D.坝的高度
图9-2-9
2.图9-2-9所示的实验情景探究的是( )
A
A.液体内部的压强跟液体密度的关系
B.液体内部的压强跟深度的关系
C.在同一深度,液体向各个方向的压强大小是
否相等
D.液体内部向各个方向是否都有压强
3.连通器在日常生活和生产中应用广泛,图9-2-10中的实例没有利用连
通器原理工作的是( )
A
图9-2-10
图9-2-11
4.在探究液体内部压强的特点时,小明将压强计的探头
放入烧杯内的盐水中(如图9-2-11所示)。下列操作能
使 形管两边液面的高度差变大的是( )
C
A.将探头向右平移一段距离
B.在原来的位置将探头旋转
C.将探头向下移动一段距离
D.将烧杯内的盐水换成相同深度的水
图9-2-12
5.学校房顶水塔的水能供到宿舍各楼里(如图9-2-12所
示)运用了连通器原理,五楼水龙头受到的水的压强
______(选填“大于”“等于”或“小于”)一楼
受到的水的压强。
小于
图9-2-13
6.如图9-2-13所示,水壶的壶嘴和壶身构成了一个简单
的________。若水对壶底压强是 ,则壶中
的水深为____ 。
连通器
15
能力提升
图9-2-14
7.如图9-2-14所示,装有水的容器静止在斜面上,其底
部、、三处受到水的压强分别为、、 ,则下
列判断正确的是( )
C
A. B. C. D.
【提示】由图可知,a、b、c 三点所处的深度关系为 ,根
据 可知,在同一种液体中,这三 处受到水的压强大小关系为
。
8.如图9-2-15所示,将甲、乙、丙三个容器(它们的底面积相同、形状不同)放在水平桌面上,在这三个容器中分别装入、、 三种液体(其液面在同一水平面上),已知三个容器中的液体对容器底面的压强相等。关于液体的密度,下列判断正确的是( )
图9-2-15
A. 的密度最大 B. 的密度最大
C. 的密度最大 D.三种液体的密度一样大
【提示】已知三个容器中的液体对容器底部的压强相等,且液体的深度也相同,根据可得 ,由此可知三种液体的密度相等。
D
9.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,并于2020年6月8日载誉归来。已知
,取,当该潜水器下潜至
时,求:
(1)潜水器受到海水的压强;
解:(1)潜水器受到海水的压强为
(2)面积为 的潜水器观察窗受到海水的压力。
(2)由 可得,面积为 的潜水器观察窗受到海水的压力为
综合拓展
10.(多选)将一块比玻璃管口稍大的薄塑料片(不计塑料片的质量和
厚度)堵在玻璃管的下端(玻璃管的两端开口)后,竖直插入水槽中
(如图9-2-16所示)。玻璃管下端所处的深度为 ,玻璃管的横截
面积为,已知、取 ,下列说法正
确的是( )
图9-2-16
图9-2-16
A.塑料片底部受到水的压强为
B.塑料片底部受到水的压力为
C.从管口缓慢注入水,直到与水槽液面相平时,塑料片
所受的压强为0
D.从管口缓慢注入酒精,当塑料片恰好脱离时,管内酒
精的高度为
图9-2-16
【提示】塑料片所处的深度 , 则塑料片底部受到
水的压强为
,
故 A 正确;
塑料片的面积稍大于玻璃管的横截面积,可以认为
,则塑料片底部受到水的压力为
,
故B正确;
从管口缓慢注入水直到与水槽液面相平时,塑料片上、下表面受到
水的压强相等,都等于 ,故C错误;
从管口缓慢注入酒精,当塑料片恰好脱离时, ,
可得 ,
则酒精的深度为
,
故D错误
图9-2-16
A.塑料片底部受到水的压强为
B.塑料片底部受到水的压力为
C.从管口缓慢注入水,直到与水槽液面相平时,塑料片
所受的压强为0
D.从管口缓慢注入酒精,当塑料片恰好脱离时,管内酒
精的高度为
图9-2-17
11.如图9-2-17所示,底面积不同的两圆柱形容器内分别
盛有甲、乙两种液体。现分别从两容器中抽出相同深
度的液体后,容器中剩余液体的质量相等,则容器底
部受到的液体压强变化量、 的关系正确的是
( )
A.一定小于 B.可能等于
C.一定大于 D.可能大于
图9-2-17
【提示】由题图可知,两容器中剩余液体的体积为
,由于剩余液体的质量相等,由 可知,
。已知从两容器中抽出相同深度的液体,即
相同,根据可知, 相同时, 容器底
部受到的液体压强变化量 。
图9-2-17
11.如图9-2-17所示,底面积不同的两圆柱形容器内分别
盛有甲、乙两种液体。现分别从两容器中抽出相同深
度的液体后,容器中剩余液体的质量相等,则容器底
部受到的液体压强变化量、 的关系正确的是
( )
A.一定小于 B.可能等于
C.一定大于 D.可能大于
A