【核心素养】 浙教(2024)版八上《2.3压强-第二课时》学案(含解析)

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名称 【核心素养】 浙教(2024)版八上《2.3压强-第二课时》学案(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2025-11-06 18:03:00

文档简介

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核心素养
科学观念:了解液体内部有压强;了解影响液体内部压强的因素;了解液体内部压强的特点。
科学思维:感知液体压强是一种客观存在;能利用液体压强特点来解释相关的现象。
探究实践:通过对影响液体压强大小因素的应用,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
态度责任:体验探究过程,大胆猜想小心求证,养成实事求是的科学态度;感悟研究物理的过程和方法,享受学习的愉悦。
【课前预习】
一 液体对容器的压强
1.产生原因:液体受     力且具有流动性。
2.规律:液体对容器     和     都有压强。在同种液体中,深度越大,压强越     。
二 液体内部压强的特点
1.测量工具:压强计。
2.影响因素:液体内部的压强与液体的    和     有关。
3.规律
(1)在同种液体的内部,液体的压强随深度的增加而     ;在同一深度,液体向各个方向的压强大小    。
(2)在不同液体中的同一深度处,液体的密度越大,压强越     。
【课中研学】
探索活动
(1)在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜,将水注入管内至约三分之一处,橡皮膜的形状有什么变化?再将水注入管内至约三分之二处,橡皮膜的形状又有什么变化?比较两次橡皮膜的变化情况,可以说明什么?
现象: 。
结论: 。
(2)在一个玻璃容器侧壁的出水口处蒙上橡皮膜,将水注入容器内至约三分之一处,橡皮膜的形状有什么变化?再将水注入容器内至约三分之二处,橡皮膜的形状又有什么变化?比较两次橡皮膜的变化情况,可以说明什么?
现象: 。
结论: 。
(3)在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜,再将玻璃管竖直插入烧杯内的水中,使下端距离水面约四分之一深度处,橡皮膜的形状有什么变化?
现象: 。
结论: 。
1、液体压强
液体对容器的底部、侧壁都会产生压强,液体内部也存在压强。
思考与讨论:说一说生活中有哪些现象能证明液体存在压强?
2、液体压强计
(1)功能:液体内部压强的大小可以用压强计来比较。
(2)结构
(3)原理
当压强计金属盒上蒙的橡皮膜受压时,U形玻璃管左、右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜承受的压强越大,两管内液面的高度差越大。
(4)注意事项
①使用前需要检查装置是否漏气:用手按压橡皮膜,若液面能灵活升降,说明压强计不漏气。
②在使用压强计前,发现 U 形管中液面已有高度差,应取下软管重新安装。
探究液体内部压强的特点
一、目标:用实验探究液体内部压强大小的相关因素。
二、器材:压强计、水杯、刻度尺等
三、过程
1. 提出问题。
液体内部压强的大小与哪些因素有关?
2. 建立猜想。
①液体内部压强的大小与深度有关,液体内部同一深度处各个方向的压强相同。
②液体内部压强的大小与液体的密度有关,液体的密度越大,压强越大。
3. 进行实验。
每2~3人一组,针对问题,利用1只压强计、1只盛有水的杯子、1把刻度尺,按表中所列的步骤进行实验,并将测量数据填入表中。
4. 实验结论。
分析实验中所获得的信息,得出结论。
(1)实验①②③说明:液体内部压强与深度有关,深度越深,液体压强越大。
(2)实验③④⑤说明:液体内部压强与方向无关,在液体内部的同一深度处,向各个方向都有压强,并且压强大小相等。
5. 交流讨论。
如何探究液体内部的压强与液体密度的关系?动手试一试并观察现象,你能得出什么结论?
①操作: 。
②结论: 。
3、液体内部压强的特点
(1)液体内部压强与深度有关
①同一深度,液体内部向各个方向都有压强,并且压强大小相等;
②深度越深,液体压强越大。
(2)液体内部压强与密度有关
在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
思考与讨论:水库大坝通常都筑成下宽上窄的形状。从压强角度说明这样做的好处。
科学史记:帕斯卡裂桶实验
法国科学家帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。虽然细管的容积较小,水的质量较小,但灌水后的深度很大,压强增大,便会将桶压裂。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025八上·长兴月考)如图所示几种不同渠道的截面图,其中最安全可靠的设计是(  )
A. B. C. D.
2.如图所示,一个密封的圆台形容器放在水平桌面上,其中装有一定质量的水,现将容器倒置过来,则 (  )
A.水对容器底的压力减小 B.水对容器底的压强减小
C.容器对桌面的压强减小 D.容器对桌面的压力减小
(2题图) (3题图)
3.如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面较高,B和C两点处于同一高度,A和C 两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为 pA、pB和 pc,则(  )
A. B. C. D.
4.游泳时,小科发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部的压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
①观察压强计的结构,并用大拇指轻压压强计金属盒上的橡皮膜。
②将金属盒放入水中5cm 深度处,观察现象,如图甲所示。
③将金属盒放入水中10 cm深度处,观察现象,如图乙所示。
请回答下列问题:
(1)步骤①中,轻压橡皮膜,当U形管两侧液面出现   时,说明压强计可以正常使用。
(2)该实验能得出的结论是   。
(3)小科认为只进行两次实验就得出结论是不可靠的,还需改变深度、更换不同液体进行多次实验,其目的是   。
5.(2025八上·宁波月考)如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为 容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9m2,求:
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对桌面的压强。
【课后练习】
1.如图所示为“探究液体内部压强规律”的实验装置,容器中装有水,图中探头上的橡皮膜向上。若保持探头深度不变,则对U形管两侧液面的高度差h 的判断,正确的是(  )
A.当探头橡皮膜向下时,h增大
B.当探头橡皮膜向下时,h减小
C.将U形管中的水换成酒精,h增大
D.将U形管中的水换成酒精,h减小
2.(2025八上·海曙开学考) 两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有体积相同的同种液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的是(  )
A.F1=F2,p1=p2 B.F1=F2,p1>p2
C.F1p2
(2题图) (3题图)
3.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度和的关系以及液体对容器底部的压力和的关系,正确的是 (  )
A.=,< B.>,=
C.<,> D.>,>
4.如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pв、 pc,则(  )
A.pA>pв> pc B.pA5.(2025八上·余姚竞赛)下面是小科同学在“探究液体压强与哪些因素有关”实验的四个场景。有关操作或分析合理的是 (  )
A.发现甲图中U形管两侧液面出现高度差,应按压探头使两管液面相平
B.实验前调节乙图中左右两管液面相平,左右液面上方的压强不相等
C.比较丙、丁实验结果可得出,液体压强随液体深度的增加而增大
D.往丁中不断加入食盐,可以与丙对照探究液体压强与液体密度的关系
6.(2024八上·慈溪期中) 如图所示,往量杯中匀速注水直至注满。选项中表示此过程中量杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是 (  )
A. B. C. D.
7.(2024八上·海曙期中)如图,铁架台放在水平桌面上,水槽的上方固定一个两端开口的直筒,横截面积为S、质量为m的圆柱形活塞将两端开口的长玻璃管一端密封(气密性良好),整个实验装置如图所示。不计活塞与筒壁之间的摩擦,下列说法正确的是(  )
①拉力F=ρgSrd+mg
②筒内气压的变化量大于水柱对槽底压强的变化量
③水对容器底部的压强增大
④铁架台对水平桌面的压强逐渐变小
A.①②④ B.①③④ C.①④ D.②④
(7题图) (8题图)
8. 在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门 K 打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的高度△hA,△hB和△hC之间的大小关系为(  )
A.△hA=△hB=△hC B.△hA>△hB>△hC
C.△hA>△hB=△hC D.△hA=△hB>△hC
9. 某同学在用托里拆利装置研究有关大气压强和液体压强的实验时,由于没有一端开口的长玻璃管,他用一个带有手柄、横截面积为 S、质量为m的圆柱形活塞将两端开口的长玻璃管一端密封(气密性良好),整个实验装置如图所示,液体密度为ρ。他在研究的过程中,作出了以下判断,不正确的是(  )
A.A、B两点的压强大小关系是PA=P3
B.活塞静止时受到的静摩擦力大小为f=pgSH+mg
C.将长玻璃管倾斜,则容器底部所受液体压强将减小
D.将活塞缓慢下压至接触液面之前的过程中,玻璃管内液柱高度不变
(9题图) (10题图)
10.(2023八上·北仑月考)如图所示,完全相同的甲、乙两个圆柱形烧杯内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等。则下列关于烧杯中液体密度和烧杯甲、乙对桌面的压强,大小关系说法正确的是(  )
①; ②; ③; ④
A.只有①③ B.只有②③ C.只有②④ D.只有①④
11.(2023八上·余姚期中)如图,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲足够高、底面积为5×10﹣2m2,盛有质量为5千克的水。圆柱体乙的重力为160牛,底面积为6×10﹣2m2.若将一物块A分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。则(  )
A.容器甲内水的体积500cm3
B.圆柱体乙对水平地面的压强200Pa
C.物块A的密度1.6×103kg/m3
D.物块A的密度1.2×103kg/m3
(11题图) (12题图)
12.(2023八上·北仑月考)如图所示,两个完全相同的容器,放置在水平桌面上,容器内盛有质量相同,深度相同的不同液体,则下列关系不正确的是(  )
A.两液体的密度关系为ρa>ρb B.液体对容器底压强pa=pb
C.液体对容器底压强pa>pb D.液体对容器底的压力Fa<Fb
13.(2023八上·北仑期末)将两个容器放在水平面上倒入如图所示不同液体甲、乙,已知ρ甲>ρ乙,若继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,则下列图像中能正确表示容器底部受到的压强p与高度△h的关系是(  )
A. B. C. D.
(13题图) (14题图)
14.(2023八上·北仑月考)如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入等高的水,三个容器底部所受水的压强(  )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
15.如图所示,在质量不计的薄壁容器内,装有 4.1kg 的水,容器上部分横截面积为300 cm2,底面积为200 cm2,上下部分高度均为10cm,容器放在水平桌面上,此时水对容器底部的压强为   Pa。现将一个重力为9N, 的木块放入并全部压入水中(木块不触底也不碰壁),则水对容器底部的压力为   N(g 取 10 N/ kg,ρ水 = 1×
16.为探究液体内部压强的特点,如图甲所示,小华将开口的透明硬塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将甲瓶压入水中,如图乙所示,橡皮膜向内凹,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下压,多次改变橡皮膜在水中的深度,并比较每次橡皮膜内凹的程度,该实验小华探究的问题是   。
(2)在图乙的基础上,将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如图丙所示,则倒入的液体可能是____.(多选,填字母)。
A.酒精 B.植物油(
C.盐水 D.硫酸
(3)将图甲中的装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如图丁所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体   。
(4)若将图丁装置中的橡皮膜去除,右侧胶管口水平朝右,保持管口离地高度不变,如何操作可以让管口流出的液体喷射距离变远    。
17.学习小组的同学们开展项目化学习活动,利用废旧材料制作出一个固体压强计(如U形管图所示),探头盒为无盖塑料饭盒改造而成,顶部覆盖弹性硅胶膜,侧面掏孔后与橡皮管相通,橡皮管的另一头连接U形管。
(1)此固体压强计与实验室用的金属盒压强计的工作原理相同,探头盒的顶部受到的压强越大,U形管两侧液面高度差越   。
(2)将探头盒放置在水平桌面或斜面上,以长方体形状的盒装牛奶作重物,改变放在探头盒上的盒装牛奶的数量、放置方式,记录U形管两侧液面高度差,实验数据记录如表所示。
实验次序 放置方式 牛奶数量/盒 U形管两侧液面高度差/格
探头盒 牛奶盒
1 水平桌面 平放 1 6
2 水平桌面 平放 叠加2盒 12
3 水平桌面 侧放 1 8
4 水平桌面 竖放 1 10
5 斜面上 _____ 1 8
①实验组   (填序号)的现象说明:固体压强的大小与受力面积有关,压力一定时,受力面积越小,压强越大。
②小科完成的第5组实验,证明了固体压强的大小与固体受到的重力无关,与其产生的压力有关。请将记录单中的第5组牛奶盒的放置方式补充完整:   。
18.(2025八上·宁海期末)小科在探究液体压强的特点时,利用如图所示的实验装置。
(1)图甲中探究液体压强规律时所用的仪器是   (填名称);
(2)在制作该装置时,小明手头有两块形状相同的橡皮膜,将相同的小球放在两种橡皮膜上时形变程度不同,如图乙所示,则小明应选择橡皮膜   (选填“A”或“B”)。覆盖在该装置金属盒表面;当小明用于指按压 (不论轻压还是重压)图中探头上的橡皮膜时,发现U型管(管内装的是水)两侧液面的高度差几乎不变,出现这种情况的原因是   ;
(3)解决了问题后,测得的部分数据如表所示。
实验序号 液体 深度 h/ cm 橡皮膜在水中的方向 U 型管左右两侧液面的高度差△h/ cm
1 水 3 朝上 2.6
2 水 6 朝上 5.4
3 水 9 朝上 8.2
4 水 9 朝下 8.2
5 水 9 朝左 8.2
6 水 9 朝右 8.2
分析3、4、5、6次实验数据,可初步得出:同一深度,液体内部某一点向   的压强相等。
19.固体会产生压强,液体是否会产生压强呢
(1)小科将水注入如图甲所示的装置A、B的粗管内至约 处,装置A 的橡皮膜向下凸,装置B 的橡皮膜向外凸,将水注入粗管内至约 处,装置A 的橡皮膜向下凸得更明显,装置 B 的橡皮膜向外凸得更明显。换用浓盐水、酒精重复上述实验也有同样的现象。该实验说明液体对容器的底部和侧壁都会产生压强,且液体的   越大,压强越大。
(2)液体不但对容器的底部和侧壁会产生压强,液体的内部也存在压强。现提供如下器材:水、塑料袋、塑料瓶、针、水槽,请你选择合适的器材设计实验方案,证明液体的内部存在压强:   。
(3)探究液体内部压强与液体密度的关系时,应选择图乙中   两组实验进行对比。
20.用隔板将容器平均分成左右两侧,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,装置如图甲所示,小科利用此装置研究液体压强。
(1)往装置两侧加水至橡皮膜上方,液面如图乙所示,小科研究的是液体压强与   的关系。
(2)往装置两侧分别加入密度为ρ1、ρ2的两种液体,液面如图丙所示。若小科根据虚框位置中橡皮膜的凹凸情况得出ρ1一定大于ρ2,请推测他所看到的现象:   。
21.(2024八上·慈溪期中)在研究“液体对容器底部的压强与深度的关系”时,有同学用图甲所示的装置进行实验。往装置中加水,当水位从容器体积处升高至时,根据实验现象得出:“液体对容器底部的压强随深度的增加而增大”的结论。小明觉得在加水的过程中,水的质量也会增加,干扰结论判断。于是他采用如图乙所示的实验装置对该结论进行深入探究,以下是他的实验步骤:
①将自制塑料膜均匀铺在电子秤的秤面上,打开电子秤进行调零。
②用烧杯往容器内倒水,水要达到一定深度。
③调节自制角度调节器,改变侧板的倾斜角度,观察记录电子秤的示数以及水面高度。
(1)图甲实验中,随着水位的增加能观察的实验现象是:   。
(2)图乙实验中,能利用电子秤的示数反映液体对容器底部压强大小的依据是:   。
(3)小明通过实验证明液体压强与液体深度和液体密度有关。请你写出用装置乙探究液体压强与液体密度关系的简要操作:   。
22.(2025八上·瑞安月考)金华科技馆中展示了一个有趣实验,如图一所示,最下端的小孔水平喷水距离最大;为了验证这个现象,小东利用可乐瓶做了如图二所示实验,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大。
【提出问题】水最远落地点与小孔点的水平距离与哪些因素有关呢
【查阅资料】水最远落地点与小孔点的水平距离与水流从小孔水平射出的速度和小孔离地的高度有关。
【探究实验】经过思考后,小瑞做了如图三所示实验,其中h 表示小孔在水中的深度,v表示水流从小孔水平射出的速度,H表示小孔离地的高度,s表示水流射程(小孔到落点的水平距离)。得到了如下的实验结果。
序号 小孔离地高度H/cm 小孔离水面深度h/ cm 水最远落地点与小孔点的水平距离 s/cm
1 2 3 平均值
1 10 10 12.3 12.2 12.5 12.3
2 15 10 15.2 15.0 15.3 15.2
3 20 10 17.5 17.6 17.3 17.5
【数据分析】
(1)图一中最下端的小孔水平喷水距离最大,说明同种液体,深度越   ,液体压强越大。
(2)实验中每一组实验的数据都需要多次重复测量,其目的是   ;
(3)实验中如何保障水流从小孔水平射出的速度相同    。
(4)根据小瑞的实验,解释图二中最下端的小孔喷水最远距离不是最大的原因   。
23.如图所示,质量为4kg、底面积为4× 的长方体木块放置在水平地面上,现将盛有体积水的轻质薄壁圆柱形容器放在木块的中央,已知圆柱形容器的底面积为 (g取
(1)求容器内水对容器底的压强。
(2)求木块对地面的压强。
(3)现有一实心小球浸没在该圆柱形容器内的水中(容器足够高),此时水对容器底部压强的增加量为,木块对地面压强的增加量为,若 求实心小球的密度。
(23题图) (24题图)
24.在学习了液体压强的相关知识后,小科做了如下实验:在一个两端开口的玻璃管下端扎上橡皮膜,把它竖直按入水中使橡皮膜处于水面下10cm处。再往玻璃管内注入酒精至10cm处,此时橡皮膜会上凸还是下凹 并解释橡皮膜出现此现象的原因。(已知酒精的密度为
25.(2024八上·慈溪期中)如图所示,铁桶的重力为,桶的底面积为,往桶里倒入的水,水的深度为,平放在面积为的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力;
(3)桶对水平台面的压强。
参考答案
课前预习
重 底部 侧壁 大 密度 深度 增大 相等 大
课中研学
探索活动
(1)
现象:
结论:水对容器底部有压强
(2)
现象:
结论:水对容器侧面有压强
(3)
现象:橡皮膜向上凸出。
结论:水的内部存在压强
1、液体压强
思考与讨论:如果去游泳,当水面到达胸部时,就会感到胸闷,这正是水的压强引起的。
5. 交流讨论。
①操作:保持探头的深度和方向不变,用盐水(或酒精)进行实验,观察U形管两侧液面的高度差的变化。
②结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
3、液体内部压强的特点
思考与讨论:因为水的压强随深度的增大而增大,水对大坝下部的压强较大,对大坝上部的压强较小。所以,大坝通常都筑成下宽上窄的形状。
课堂练习
1.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】根据液体压强进行判断。
【解答】由可知,深度越深,液体压强越大,可知渠道应是上窄下宽的,D中结构满足条件且自身结构稳定。
故答案为:D。
2.【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】AB.根据液面高度的变化,利用p=ρgh分析水对容器底部压强的变化;根据容器的形状分析水对容器底压力的变化。
CD.倒置前后容器和液体的总重力不变,对桌面的压力不变,根据判断容器对桌面的压强变化。
【解答】A.倒置前,液柱上窄下宽,水对容器底的压力大于水的重力;倒置后,液柱上宽下窄,水对容器底的压力小于水的重力,所以水对容器底的压力减小,故A正确;
B.倒置后,液面高度变大,根据p=ρgh可知,水对容器底的压强变大,故B错误;
CD.倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变,故压力不变;倒置后受力面积变小,根据可知,容器对桌面的压强变大,故CD错误。
故选A。
3.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】液体压强,液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
【解答】由图可知,A、B、C三点处的深度为 由于水的密度确定,由液体的压强特点可知,这三点的压强关系为pB>pA= pc。
故答案为:D。
4.【答案】(1)高度差
(2)液体内部压强与液体的深度有关,同种液体深度越大,液体内部压强越大
(3)避免实验偶然性,得出普遍结论
【知识点】影响液体压强大小的因素;探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】(1)气密性检查时,使用手指按压压强计的橡皮膜时,若U形管两侧液面不发生变化,则说明该装置气密性差,若液面灵活升降,说明气密性好;
(2)由A、B两图的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答,得出结论;
(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
【解答】(1)使用手指按压压强计的橡皮膜时,若U形管两侧液面出现高度差,说明该装置气密性好,说明压强计可以使用;
(2)由A、B两图知液体的密度相同,深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,故可以得出同种液体,深度越深,压强越大;
(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论。
5.【答案】(1)解:根据图片可知,A点的深度=1m-0.35m=0.65m,
水对A点的压强:pA=ρghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.65m=6.5×103Pa。
(2)解:水对容器底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa;
则水对容器底部的压力F=pS=1×104Pa×100×10-4m2=100N。
(3)解:容器对桌面的压力:F=G总=(1kg+5kg)×10N/kg=60N;
容器底对桌面的压强:。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】 (1)求出A点的深度,根据公式p=ρgh求出水对A点的压强;
(2)已知水面的高和水的密度,根据公式p=ρgh求出水对容器底的压强,再根据F=pS计算水对容器底部的压力;
(3)知道容器对桌面的压力和受力面积,根据求出容器对桌面的压强。
课后练习
1.【答案】C
【知识点】影响液体压强大小的因素;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】液体压强的大小由进行分析计算。
【解答】AB、深度不变,液体压强不变,可知U形管两侧液面的高度差不变,故AB错误;
CD、将U形管中的水换成酒精,液体的密度减小,压强差一定时,由可知, U形管两侧液面的高度差将增大,故C正确,D错误。
故答案为:C。
2.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【分析】装置相同,可知对水平面的压力相同,继接触面的粗糙程度相同,说明摩擦力相同,装置做匀速直线运动,说明受力平衡,拉力等于摩擦力,可知拉力大小相同。
由图可知,左侧装置内液体的液面更高,由可知,左侧装置内液体对容器底部的压强更大,即.
故答案为:B。
3.【答案】D
【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算;液体的压强
【解析】【解答】 由题意可知,两液体的质量、深度、容器的底面积相等,由图可知两容器内液体的体积关系,根据比较两液体的密度关系,根据F=pS=ρghS比较液体对容器底部的压力关系。
【分析】 由于液体深度h、容器底面积S均相同,所以,由图知液体的体积:V甲<V乙;
已知两液体的质量相等,由可得ρ甲>ρ乙;
已知液体深度h相同,且ρ甲>ρ乙,由p=ρgh可知,容器底部受到的液体压强:p甲>p乙;
而容器底面积相同,由F=pS可知,液体对容器底部的压力:F甲>F乙,故C正确、ABD错误。
故答案为:D。
4.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】根据液体压强公式p=ρ液gh分析判断。
【解答】根据图片可知,三容器内液体深度 ,且液体密度
根据液体压强公式p=ρ液gh可知,所以 容器底部受到液体的压强 。
故选A。
5.【答案】C
【知识点】压力的作用效果;液体的压强;影响液体压强大小的因素;探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】液体压强大小与液体的密度以及深度有关,在探究某一因素的影响时,应控制其它条件相同。
【解答】A、实验前两侧液体有高度差,应将橡皮管拔开,等两侧液面相平后再将橡皮管接上,故A错误;
B、实验前调节乙图中左右两管液面相平,此时左右液面上方的压强相等,故B错误;
C、由图可知,丙丁中液体种类相同,丁中探头的深度更深,U形管两侧液面高度差更大,
说明丁中探头受到的液体压强更大,可知在液体密度一定时,深度越深,液体压强越大,故C正确;
D、往丁中加食盐,丁中液体的密度变大,丙和丁液体密度不同,深度也不同,没有控制变量,
不能用于探究液体压强与液体密度的关系,故D错误。
故答案为:C。
6.【答案】B
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】液体对容器底部的压强与液体的深度和液体的密度有关,所以据题目中量杯的形状分析判断即可解决。
【解答】 据图可知,量杯的形状是上宽下窄,所以在向量杯中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在量杯中的增加的高度越来越小,所以量杯底部所受液体压强的增加量也会越来越小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
7.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;大气压强的测量方法;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】①对活塞进行受力分析,根据平衡力的知识,结合F=pS分析;
②根据V=Sh分析水槽和管内液面的高度变化量,据此分析气体压强变化量和水槽内压强的变化量大小;
③根据p=ρ液gh分析水对容器底部的压强变化;
④铁架台对桌面的压力等于整个装置的重力与拉力的差,再结合公式分析铁架台对桌面的压强变化。
【解答】①当活塞向上匀速拉动时,活塞受平衡力,即拉力等于活塞的重力和大气内外气压差产生的压力之和,即F+(p0﹣ρgh)S=mg+p0S,
即F=ρgSh+mg
故①错误;
②根据题意可知,水槽内减小水的体积等于管内增加水的体积。因为管较细,容器中减少的水的体积,都到细管中,故管中液面的变化量大于容器中液面的变化量,故筒内气体压强的变化量大于水柱对槽底压强的变化量,故②正确;
③根据题意可知,水面会下降,由p=ρ液gh可知,水对容器底部的压强变小,故③错误;
④根据A分析可知,拉力F逐渐变大,而容器对铁架台的压力等于总重力减去拉力,因此压力逐渐减小,由于受力面积不变,由可知,铁架台对水平桌面的压强逐渐变小,故④正确。
故选D。
8.【答案】B
【知识点】液体的压强;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】释放掉少量水后BC段内的压强减小,根据一定量的气体压强与体积成反比可得,BC段内的体积变大,如果ΔhA与ΔhB的大小相同,则AB两液面的高度差不变气体的压强不变,与压强减小矛盾,故必须ΔhA>ΔhB才能满足压强减小的条件。再分析B和C的液面,由于BC段内压强减小C液面上升,D液面下降,如果C液面上升的高度大于B液面下降的高度,则BC段的气体体积将减小,压强将增大,这是不可能的;如果ΔhB=ΔhC,也不满足BC段的气体压强减小,故ΔhB>ΔhC。
【解答】释放掉少量水后立刻关闭阀门,空气柱长度增大,压强减小,C液面上升,B液面下降,A液面下降,AB之间液面高度差减小,根据前面分析可知ΔhA>ΔhB>ΔhC。
故答案为:B。
9.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式判断压强大小。
(2)根据力的平衡知识,判断活塞所受的力,得出摩擦力与大气压力和重力的关系。
(3)玻璃管倾斜,内部液柱的高度不变。
(4)管内液柱的高度与管的长度无关,将活塞缓慢下压至接触液面之前的过程中,管内液柱高度不变。
【解答】 A、由题意知,外面液面上方有大气压,则pB=p0+ρgh,A点上方为真空,则pA=ρgh,所以AB压强不相等,故A错误。
B、大气压的压强p0=ρgH,活塞静止时,受自身重力、上面大气压力及静摩擦力的作用,三力平衡,则f=p0S+mg=ρgSH+mg,故B正确。
C、外界气压不变,将长玻璃管倾斜,管内液柱的高度不变,玻璃管中的水银的长度变长,因此水银槽中有部分水银进入玻璃管,所以槽内水银变少,深度变小,根据液体压强公式p=ρgh可知,容器底部所受液体压强将减小,故C正确。
D、液柱上方是真空,将活塞缓慢下压至接触液面之前的过程中,受力情况不变,液柱的高度不变,故D正确。
故答案为:A。
10.【答案】A
【知识点】影响液体压强大小的因素;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】知道A、B所处的深度关系、AB两点压强相等,利用p=ρgh可知液体密度大小关系;烧杯底受到的压强等于A点(或B点)压强加上A点(或B点)下面液体产生的压强,可得烧杯底受到的压强大小关系。
【解答】由图知,A、B所处的深度,而A、B两点压强相等,由可知,液体密度;
设A、B距离杯底的高度为h,烧杯底受到的压强
因为,,可得
所以烧杯底受到的压强;
因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强
设液体重分别为G甲、G乙,烧杯底面积为S,可得两烧杯内液体重;
因为烧杯对桌面的压力,所以甲、乙烧杯对桌面的压力
所以烧杯对桌面的压力,受力面积相同,由可知, 烧杯甲、乙对桌面的压强
综合分析可知,①③正确,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
11.【答案】D
【知识点】密度公式的应用;压强大小比较;压强的大小及其计算;液体的压强
【解析】【分析】液体压强的计算公式:固态压强的计算公式:。
【解答】A、容器甲中水的体积:,故A错误;
B、圆柱体乙对水平地面的压强:,故B错误;
CD、水对容器甲底部压强的变化量等于圆柱体乙对水平地面压强的变化量,即:,代入数据可得:,故C错误,D正确。
故答案为:D。
12.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由题意可知,两容器内液体的质量m相同,液体深度h相同,由图可知容器内液体的体积关系,根据可知两液体的密度关系,利用p=ρgh比较液体对容器底的压强关系;
根据p=ρgh和F=pS表示出液体对容器底部的压力,比较两容器内液体的体积和Sh之间的关系即可得出压力与液体重力关系,进一步得出答案;
(2)容器对桌面的压力等于容器和水的重力,根据容器a和b容器的质量以及容器内液体质量的关系,然后可得出两容器对桌面的压力,根据得出容器对桌面的压强的大小关系。
【解答】 A、由题意可知,两容器内液体的质量m相同,液体深度h相同,
由图可知,容器a内液体的体积较小,
由 可知,两液体的密度关系为ρa>ρb,A正确。
BC、则由p=ρgh可知,液体对容器底压强pa>pb;B错误,C正确。
D、由p=ρgh和F=pS可得,液体对容器底部的压力:
F=pS=ρghS
因a容器内液体的体积Va>Sah,b容器内液体的体积Vb<Sbh,
所以,Fa=ρaghSa<ρagVa=mag=mg,Fb=ρbghSb>ρbgVb=mbg=mg,
则Fa<Fb;D正确。
故选:B。
13.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】 根据p=ρ液gh以及ρ甲>ρ乙、h甲>h乙分析解答。
【解答】 已知ρ甲>ρ乙、h甲>h乙,根据p=ρ液gh可知,p甲>p乙,所以开始时甲图线在乙图线的上面。继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,因为ρ甲>ρ乙,所以Δp甲>Δp乙,甲的压强增大得快,所以甲、乙图像随着倒入液体高度的增加压强越来越远离,故C正确、A、B、D错误。
故选C。
14.【答案】D
【知识点】压力的作用效果;液体的压强
【解析】【分析】容器底部所受水的压强属于液体的压强,因此我们应该用液体压强的规律去看待,再根据液体压强的公式,就可以判断它们的大小了。
【解答】容器底部所受水的压强是液体的压强,液体的压强只与液体的密度和深度有关,这里的液体都是水,装入的也是等高的水,因此,压强是相同的,只有D符合题意。
故选:D。
15.【答案】1700;40
【知识点】密度公式的应用;重力的大小;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】根据容器的横截面积和水的总体积计算水面高度,再由计算水对容器底部的压强。
木块的体积等于排开水的体积,结合上部分的横截面积计算水面上升的高度,结合容器的总高度判断是否有水逸出,若有水逸出,则上部分的水面高度取值为10cm,结合计算水对容器底部的压强。
【解答】容器下半部分的容积为 水的总体积为 则容器上半部分中 水 的 高 度 为 则此时水对容器底部的压强为
将一个重力为9N的木块放入并全部压入水中,木块的体积为 压入水中后水面理论上的上升高度为 由于13 cm>10 cm,则容器中有水溢出,则水对容器底部的压强为 水对容器底部的压力为
16.【答案】(1)液体内部的压强跟深度是否有关
(2)A;B
(3)朝各个方向都有压强
(4)将瓶身举高
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】 (1)液体内部压强的大小是用橡皮膜的凹陷程度来表示液体压强大小,这种研究方法是转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(2)根据p=ρgh分析;
(3)分析实验中相同量和不同量,得出液体压强与变化量的关系;
(4)液体的压强随深度的增加而增加。
【解答】 (1)将瓶向下压,多次改变橡皮膜在水中的深度,并比较每次橡皮膜内凹的程度,这样液体的密度不变,深度改变,可以探究液体内部压强与液体深度的关系;
(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时(深度相同),橡皮膜仍向内凹,说明瓶中液体产生的向下的压强小,根据p=ρgh有,说明倒入液体的密度小于水的密度,故AB符合题意;
(3)如丁图所示.使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体朝各个方向都有压强;
(4)若将丁装置橡皮膜去除,右侧胶管口水平朝右,保持管口离地高度不变,将塑料瓶提高,增大水柱的高度,可以让管口流出的液体喷射距离更远。
17.【答案】(1)大
(2)1、3、4;竖放
【知识点】压强大小比较;压强的变化;液体的压强
【解析】【分析】(1)实验通过U形管两侧液面高度差来反应探头盒的顶部受到的压强,U形管两侧液面高度差越大,说明探头盒的顶部受到的压强越大。
(2)根据控制变量法进行分析,在探究某一因素的影响时,应控制其它条件相同。
【解答】(1)探头盒的顶部受到的压强越大,U形管两侧液面高度差越大,采用了转换法,用U形管两侧液面高度差来反应探头盒的顶部受到的压强。
(2)①由表中数据可知,实验1、3、4中压力大小相同,4的受力面积最小,压强最大。
②要探究压强与压力的关系,应控制受力面积相同,根据表中实验4中牛奶盒是竖放的,可知实验5中牛奶盒也应该竖放。
18.【答案】(1)压强计
(2)A;装置可能漏气
(3)各个方向
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】 (1)测量液体内部压强的的仪器叫压强计;
(2)选择橡皮膜时,应该选用受压后变形较大的,这样测量液体压强时精度较高;用手按压压强计的探头时,若U形管两侧的液面几何没有变化,说明软管漏气;
(3)3、4、5、6四次实验中,探头在水中的深度相同,只是橡皮膜在水的朝向不同,U形管两侧的液面高度差相同。
【解答】 (1)测量液体内部压强的的仪器叫压强计;
(2)选择橡皮膜时,应该选用受压后变形较大的,这样测量液体内部压强时精度较高,故选择A;用手按压压强计的探头时,若U形管两侧液面的几何没有变化,说明软管密封不好,需要拆下软管,重新安装;
(3)3、4、5、6四次实验中,探头在水中的深度相同,只是橡皮膜在水的朝向不同,U形管两侧的液面高度差相同,压强计测量液体内部的压强是通过U形管两侧的液面高度差来反映压强大小的,U形管两侧的液面高度差相同,说明压强相同,由此可知,液面内部某一点向各个方向的压强都相等。
19.【答案】(1)深度
(2)将塑料袋装满水,在周围用针扎一个小孔,可以看到水有弧度的流出,证明液体内部存在压强;
(3)②③
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)将水(或盐水或酒精)注入粗管内至约处和处,水(或盐水或酒精)的深度不同,且深度越深橡皮膜向下和向外的凸出程度更大,说明液体对容器的底部和侧壁都会产生压强,且液体的深度越大,压强越大;
(2)器材中没有专门测量液体内部压强的仪器,所以实验中可以通过液体的流出判断出液体内部有压强,其实验方法为:将塑料袋装满水,在周围用针扎一个小孔,可以看到水有弧度的流出,证明液体内部存在压强;
(3)要探究液体内部压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,故选实验②③。
【分析】 (1)根据题中的相同量和不同量,根据实验现象得出结论;
(2)实验中可以通过液体的流出判断出液体内部有压强;
(3)要探究液体内部压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,据此判断出实验序号。
20.【答案】(1)液体深度
(2)橡皮膜是平的或向右凸
【知识点】影响液体压强大小的因素;探究液体压强的特点实验;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由可知,液体压强与液体的密度和深度有关,两侧加的都是水,液体密度相同,可知探究的是液体压强与液体深度的关系。
(2)根据图像可知,左侧液体深度更小,若此时橡皮膜是平的或向右凸,由可知,左侧液体的密度更大。
【解答】(1)由图乙可知,橡皮膜左右两侧都是水,液体的密度相同,橡皮膜向右凸起,则橡皮膜左侧压强较大,由于橡皮膜到左侧液面深度较大,所以探究的是液体压强与液体深度的关系。
(2)由图丙可知,橡皮膜到右侧液面深度较大,当橡皮膜是平的或向右凸时,由深度越深、密度越大,液体压强越大可知,橡皮膜右侧液体密度较小,所以可以得出ρ1一定大于ρ2。
21.【答案】(1)橡皮膜凸出程度变大
(2)电子秤的示数越大,说明受到的压力越大,受力面积不变时,压强也越大
(3)注入相同质量的不同液体,改变侧板的倾斜角度使得深度的不变,观察电子秤的示数是否改变
【知识点】影响液体压强大小的因素;探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】(1)(2)根据液体的压强在相同面积上产生的压力越大,说明压强越大,据此分析;
(3)根据液体压强与液体密度和深度有关,结合控制变量法分析解答。
【解答】(1)图甲实验中,随着水位的增加,压强变大,橡皮膜凸出程度变大。
(2)图乙实验中,能利用电子秤的示数反映液体对容器底部压强大小的依据是:受力面积不变时,压力越大,说明压强也越大。
(3)探究液体压强与液体密度关系,根据控制变量法的原则,需要注入相同质量的不同液体,改变侧板的倾斜角度使得深度不变,观察电子秤的示数是否改变。
(1)图甲实验中,随着水位的增加,压强变大,橡皮膜凸出程度变大。
(2)图乙实验中,能利用电子秤的示数反映液体对容器底部压强大小的依据是:受力面积不变时,压力越大,说明压强也越大。
(3)探究液体压强与液体密度关系,根据控制变量法的原则,需要注入相同质量的不同液体,改变侧板的倾斜角度使得深度不变,观察电子秤的示数是否改变。
22.【答案】(1)深
(2)减小误差,提高实验结果的准确性
(3)控制小孔到液面的深度相同
(4)在水流从小孔水平射出的速度相同时,小孔离地高度越高,则小孔喷水距离越远。图二中最下端的小孔虽然离液面最远,受到的液体压强最大,但小孔离地高度是最低的,所以最下端的小孔喷水最远距离不是最大的。
【知识点】影响液体压强大小的因素;探究液体压强的特点实验;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由可知,液体密度一定时,深度越深,压强越大。
(2)进行重复实验的目的: 多次重复测量可以消除偶然误差,使实验结果更加可靠或通过计算平均值,可以更接近真实值。
(3)根据进行判断说明。
(4)由表中数据可知,水最远落地点与小孔点的水平距离与小孔离地的距离以及小孔离水面深度有关,综合两个信息和图像进行分析。
【解答】(1)最下端的小孔水平喷水距离最大,此时液体深度最深,故可知:同一液体,深度越深,液体压强越大。
(2)多次测量取平均值可以减小误差,提高实验结果的准确性。
(3)水流从小孔水平射出的速度相同,则要求液体压强相同,由可知,要控制控制小孔到液面的深度相同。
(4)由实验可知,在水流从小孔水平射出的速度相同时,小孔离地高度越高,则小孔喷水距离越远。图二中最下端的小孔虽然离液面最远,受到的液体压强最大,但小孔离地高度是最低的,所以最下端的小孔喷水最远距离不是最大的。
23.【答案】(1)容器内水的深度 容器内水对容器底的压强
(2)容器中水的质量 因为圆柱形容器薄壁轻质,质量不计,故木块对地面的压力 。木块对水平地面的压强
(3)设实心小球的体积为 V,将实心小球浸没在水中,排开水的体积 水面升高的高度Δh= 水对容器底部压强的增加量 木块对地面压力的增加量 木块对地面压强的增加量 由题知 将①②代入,即 可得 则根据③式可得小球的密度 。
【知识点】密度公式的应用;重力的大小;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据水的体积和容器的底面积计算水的深度,再由计算水对容器底的压强。
(2)木块对地面的压力等于水和木块的总重力,结合计算压强大小。
(3)水对容器底部的压强变化量可用进行计算,水面高度变化量由小球的体积和容器的底面积进行计算,木块对地面压强的变化量由进行计算,压力变化量等于小球的重力,结合联立两式计算小球的密度。
24.【答案】橡皮膜会上凸;由题知,橡皮膜所处水的深度和玻璃管内酒精的深度相同,但酒精的密度小于水的密度,根据液体内部压强特点可知,橡皮膜上方受到酒精的压强小于下方受到的水的压强,所以橡皮膜会上凸。
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】橡皮膜总是向压强较小的一侧凸起,根据液体压强公式p=ρ液gh比较水和酒精的压强大小即可。
【解答】已知水的密度大于酒精的密度,且橡皮膜所处水的深度和玻璃管内酒精的深度相同,
根据液液体压强公式p=ρ液gh可知,橡皮膜上方受到酒精的压强小于下方受到的水的压强,所以橡皮膜会上凸。
25.【答案】(1)水对桶底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
(2)桶底受到水的压力
F=pS=1500Pa×100×10-4m2=15N
(3)桶里水的重力
G水=m水g=2.5kg×10N/kg=25N
台面受到桶的压力
F'=G桶+G水=20N+25N=45N
桶对水平台面的压强
【知识点】重力的大小;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据p=ρgh计算水对容器底部的压强。
(2)根据F=pS计算算水对容器底部的压力,由于容器不规则,所以水对容器底部的压力不等于水的重力。
(3)桶对水平台面的压强等于水和桶的总重力除以桶与水平台面间的接触面积。
(1)水对桶底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
(2)桶底受到水的压力
F=pS=1500Pa×100×10-4m2=15N
(3)桶里水的重力
G水=m水g=2.5kg×10N/kg=25N
台面受到桶的压力
F'=G桶+G水=20N+25N=45N
桶对水平台面的压强
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核心素养
科学观念:了解液体内部有压强;了解影响液体内部压强的因素;了解液体内部压强的特点。
科学思维:感知液体压强是一种客观存在;能利用液体压强特点来解释相关的现象。
探究实践:通过对影响液体压强大小因素的应用,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
态度责任:体验探究过程,大胆猜想小心求证,养成实事求是的科学态度;感悟研究物理的过程和方法,享受学习的愉悦。
【课前预习】
一 液体对容器的压强
1.产生原因:液体受     力且具有流动性。
2.规律:液体对容器     和     都有压强。在同种液体中,深度越大,压强越     。
二 液体内部压强的特点
1.测量工具:压强计。
2.影响因素:液体内部的压强与液体的    和     有关。
3.规律
(1)在同种液体的内部,液体的压强随深度的增加而     ;在同一深度,液体向各个方向的压强大小    。
(2)在不同液体中的同一深度处,液体的密度越大,压强越     。
【课中研学】
探索活动
(1)在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜,将水注入管内至约三分之一处,橡皮膜的形状有什么变化?再将水注入管内至约三分之二处,橡皮膜的形状又有什么变化?比较两次橡皮膜的变化情况,可以说明什么?
现象: 。
结论: 。
(2)在一个玻璃容器侧壁的出水口处蒙上橡皮膜,将水注入容器内至约三分之一处,橡皮膜的形状有什么变化?再将水注入容器内至约三分之二处,橡皮膜的形状又有什么变化?比较两次橡皮膜的变化情况,可以说明什么?
现象: 。
结论: 。
(3)在一根两端开口的玻璃管的下端蒙上橡皮膜,再将玻璃管竖直插入烧杯内的水中,使下端距离水面约四分之一深度处,橡皮膜的形状有什么变化?
现象: 。
结论: 。
1、液体压强
液体对容器的底部、侧壁都会产生压强,液体内部也存在压强。
思考与讨论:说一说生活中有哪些现象能证明液体存在压强?
2、液体压强计
(1)功能:液体内部压强的大小可以用压强计来比较。
(2)结构
(3)原理
当压强计金属盒上蒙的橡皮膜受压时,U形玻璃管左、右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜承受的压强越大,两管内液面的高度差越大。
(4)注意事项
①使用前需要检查装置是否漏气:用手按压橡皮膜,若液面能灵活升降,说明压强计不漏气。
②在使用压强计前,发现 U 形管中液面已有高度差,应取下软管重新安装。
探究液体内部压强的特点
一、目标:用实验探究液体内部压强大小的相关因素。
二、器材:压强计、水杯、刻度尺等
三、过程
1. 提出问题。
液体内部压强的大小与哪些因素有关?
2. 建立猜想。
①液体内部压强的大小与深度有关,液体内部同一深度处各个方向的压强相同。
②液体内部压强的大小与液体的密度有关,液体的密度越大,压强越大。
3. 进行实验。
每2~3人一组,针对问题,利用1只压强计、1只盛有水的杯子、1把刻度尺,按表中所列的步骤进行实验,并将测量数据填入表中。
4. 实验结论。
分析实验中所获得的信息,得出结论。
(1)实验①②③说明:液体内部压强与深度有关,深度越深,液体压强越大。
(2)实验③④⑤说明:液体内部压强与方向无关,在液体内部的同一深度处,向各个方向都有压强,并且压强大小相等。
5. 交流讨论。
如何探究液体内部的压强与液体密度的关系?动手试一试并观察现象,你能得出什么结论?
①操作: 。
②结论: 。
3、液体内部压强的特点
(1)液体内部压强与深度有关
①同一深度,液体内部向各个方向都有压强,并且压强大小相等;
②深度越深,液体压强越大。
(2)液体内部压强与密度有关
在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
思考与讨论:水库大坝通常都筑成下宽上窄的形状。从压强角度说明这样做的好处。
科学史记:帕斯卡裂桶实验
法国科学家帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。虽然细管的容积较小,水的质量较小,但灌水后的深度很大,压强增大,便会将桶压裂。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025八上·长兴月考)如图所示几种不同渠道的截面图,其中最安全可靠的设计是(  )
A. B. C. D.
2.如图所示,一个密封的圆台形容器放在水平桌面上,其中装有一定质量的水,现将容器倒置过来,则 (  )
A.水对容器底的压力减小 B.水对容器底的压强减小
C.容器对桌面的压强减小 D.容器对桌面的压力减小
(2题图) (3题图)
3.如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面较高,B和C两点处于同一高度,A和C 两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为 pA、pB和 pc,则(  )
A. B. C. D.
4.游泳时,小科发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部的压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
①观察压强计的结构,并用大拇指轻压压强计金属盒上的橡皮膜。
②将金属盒放入水中5cm 深度处,观察现象,如图甲所示。
③将金属盒放入水中10 cm深度处,观察现象,如图乙所示。
请回答下列问题:
(1)步骤①中,轻压橡皮膜,当U形管两侧液面出现   时,说明压强计可以正常使用。
(2)该实验能得出的结论是   。
(3)小科认为只进行两次实验就得出结论是不可靠的,还需改变深度、更换不同液体进行多次实验,其目的是   。
5.(2025八上·宁波月考)如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为 容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9m2,求:
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对桌面的压强。
【课后练习】
1.如图所示为“探究液体内部压强规律”的实验装置,容器中装有水,图中探头上的橡皮膜向上。若保持探头深度不变,则对U形管两侧液面的高度差h 的判断,正确的是(  )
A.当探头橡皮膜向下时,h增大
B.当探头橡皮膜向下时,h减小
C.将U形管中的水换成酒精,h增大
D.将U形管中的水换成酒精,h减小
2.(2025八上·海曙开学考) 两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有体积相同的同种液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的是(  )
A.F1=F2,p1=p2 B.F1=F2,p1>p2
C.F1p2
(2题图) (3题图)
3.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度和的关系以及液体对容器底部的压力和的关系,正确的是 (  )
A.=,< B.>,=
C.<,> D.>,>
4.如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pв、 pc,则(  )
A.pA>pв> pc B.pA5.(2025八上·余姚竞赛)下面是小科同学在“探究液体压强与哪些因素有关”实验的四个场景。有关操作或分析合理的是 (  )
A.发现甲图中U形管两侧液面出现高度差,应按压探头使两管液面相平
B.实验前调节乙图中左右两管液面相平,左右液面上方的压强不相等
C.比较丙、丁实验结果可得出,液体压强随液体深度的增加而增大
D.往丁中不断加入食盐,可以与丙对照探究液体压强与液体密度的关系
6.(2024八上·慈溪期中) 如图所示,往量杯中匀速注水直至注满。选项中表示此过程中量杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是 (  )
A. B. C. D.
7.(2024八上·海曙期中)如图,铁架台放在水平桌面上,水槽的上方固定一个两端开口的直筒,横截面积为S、质量为m的圆柱形活塞将两端开口的长玻璃管一端密封(气密性良好),整个实验装置如图所示。不计活塞与筒壁之间的摩擦,下列说法正确的是(  )
①拉力F=ρgSrd+mg
②筒内气压的变化量大于水柱对槽底压强的变化量
③水对容器底部的压强增大
④铁架台对水平桌面的压强逐渐变小
A.①②④ B.①③④ C.①④ D.②④
(7题图) (8题图)
8. 在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门 K 打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的高度△hA,△hB和△hC之间的大小关系为(  )
A.△hA=△hB=△hC B.△hA>△hB>△hC
C.△hA>△hB=△hC D.△hA=△hB>△hC
9. 某同学在用托里拆利装置研究有关大气压强和液体压强的实验时,由于没有一端开口的长玻璃管,他用一个带有手柄、横截面积为 S、质量为m的圆柱形活塞将两端开口的长玻璃管一端密封(气密性良好),整个实验装置如图所示,液体密度为ρ。他在研究的过程中,作出了以下判断,不正确的是(  )
A.A、B两点的压强大小关系是PA=P3
B.活塞静止时受到的静摩擦力大小为f=pgSH+mg
C.将长玻璃管倾斜,则容器底部所受液体压强将减小
D.将活塞缓慢下压至接触液面之前的过程中,玻璃管内液柱高度不变
(9题图) (10题图)
10.(2023八上·北仑月考)如图所示,完全相同的甲、乙两个圆柱形烧杯内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等。则下列关于烧杯中液体密度和烧杯甲、乙对桌面的压强,大小关系说法正确的是(  )
①; ②; ③; ④
A.只有①③ B.只有②③ C.只有②④ D.只有①④
11.(2023八上·余姚期中)如图,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲足够高、底面积为5×10﹣2m2,盛有质量为5千克的水。圆柱体乙的重力为160牛,底面积为6×10﹣2m2.若将一物块A分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。则(  )
A.容器甲内水的体积500cm3
B.圆柱体乙对水平地面的压强200Pa
C.物块A的密度1.6×103kg/m3
D.物块A的密度1.2×103kg/m3
(11题图) (12题图)
12.(2023八上·北仑月考)如图所示,两个完全相同的容器,放置在水平桌面上,容器内盛有质量相同,深度相同的不同液体,则下列关系不正确的是(  )
A.两液体的密度关系为ρa>ρb B.液体对容器底压强pa=pb
C.液体对容器底压强pa>pb D.液体对容器底的压力Fa<Fb
13.(2023八上·北仑期末)将两个容器放在水平面上倒入如图所示不同液体甲、乙,已知ρ甲>ρ乙,若继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,则下列图像中能正确表示容器底部受到的压强p与高度△h的关系是(  )
A. B. C. D.
(13题图) (14题图)
14.(2023八上·北仑月考)如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入等高的水,三个容器底部所受水的压强(  )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
15.如图所示,在质量不计的薄壁容器内,装有 4.1kg 的水,容器上部分横截面积为300 cm2,底面积为200 cm2,上下部分高度均为10cm,容器放在水平桌面上,此时水对容器底部的压强为   Pa。现将一个重力为9N, 的木块放入并全部压入水中(木块不触底也不碰壁),则水对容器底部的压力为   N(g 取 10 N/ kg,ρ水 = 1×
16.为探究液体内部压强的特点,如图甲所示,小华将开口的透明硬塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将甲瓶压入水中,如图乙所示,橡皮膜向内凹,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下压,多次改变橡皮膜在水中的深度,并比较每次橡皮膜内凹的程度,该实验小华探究的问题是   。
(2)在图乙的基础上,将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如图丙所示,则倒入的液体可能是____.(多选,填字母)。
A.酒精 B.植物油(
C.盐水 D.硫酸
(3)将图甲中的装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如图丁所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体   。
(4)若将图丁装置中的橡皮膜去除,右侧胶管口水平朝右,保持管口离地高度不变,如何操作可以让管口流出的液体喷射距离变远    。
17.学习小组的同学们开展项目化学习活动,利用废旧材料制作出一个固体压强计(如U形管图所示),探头盒为无盖塑料饭盒改造而成,顶部覆盖弹性硅胶膜,侧面掏孔后与橡皮管相通,橡皮管的另一头连接U形管。
(1)此固体压强计与实验室用的金属盒压强计的工作原理相同,探头盒的顶部受到的压强越大,U形管两侧液面高度差越   。
(2)将探头盒放置在水平桌面或斜面上,以长方体形状的盒装牛奶作重物,改变放在探头盒上的盒装牛奶的数量、放置方式,记录U形管两侧液面高度差,实验数据记录如表所示。
实验次序 放置方式 牛奶数量/盒 U形管两侧液面高度差/格
探头盒 牛奶盒
1 水平桌面 平放 1 6
2 水平桌面 平放 叠加2盒 12
3 水平桌面 侧放 1 8
4 水平桌面 竖放 1 10
5 斜面上 _____ 1 8
①实验组   (填序号)的现象说明:固体压强的大小与受力面积有关,压力一定时,受力面积越小,压强越大。
②小科完成的第5组实验,证明了固体压强的大小与固体受到的重力无关,与其产生的压力有关。请将记录单中的第5组牛奶盒的放置方式补充完整:   。
18.(2025八上·宁海期末)小科在探究液体压强的特点时,利用如图所示的实验装置。
(1)图甲中探究液体压强规律时所用的仪器是   (填名称);
(2)在制作该装置时,小明手头有两块形状相同的橡皮膜,将相同的小球放在两种橡皮膜上时形变程度不同,如图乙所示,则小明应选择橡皮膜   (选填“A”或“B”)。覆盖在该装置金属盒表面;当小明用于指按压 (不论轻压还是重压)图中探头上的橡皮膜时,发现U型管(管内装的是水)两侧液面的高度差几乎不变,出现这种情况的原因是   ;
(3)解决了问题后,测得的部分数据如表所示。
实验序号 液体 深度 h/ cm 橡皮膜在水中的方向 U 型管左右两侧液面的高度差△h/ cm
1 水 3 朝上 2.6
2 水 6 朝上 5.4
3 水 9 朝上 8.2
4 水 9 朝下 8.2
5 水 9 朝左 8.2
6 水 9 朝右 8.2
分析3、4、5、6次实验数据,可初步得出:同一深度,液体内部某一点向   的压强相等。
19.固体会产生压强,液体是否会产生压强呢
(1)小科将水注入如图甲所示的装置A、B的粗管内至约 处,装置A 的橡皮膜向下凸,装置B 的橡皮膜向外凸,将水注入粗管内至约 处,装置A 的橡皮膜向下凸得更明显,装置 B 的橡皮膜向外凸得更明显。换用浓盐水、酒精重复上述实验也有同样的现象。该实验说明液体对容器的底部和侧壁都会产生压强,且液体的   越大,压强越大。
(2)液体不但对容器的底部和侧壁会产生压强,液体的内部也存在压强。现提供如下器材:水、塑料袋、塑料瓶、针、水槽,请你选择合适的器材设计实验方案,证明液体的内部存在压强:   。
(3)探究液体内部压强与液体密度的关系时,应选择图乙中   两组实验进行对比。
20.用隔板将容器平均分成左右两侧,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,装置如图甲所示,小科利用此装置研究液体压强。
(1)往装置两侧加水至橡皮膜上方,液面如图乙所示,小科研究的是液体压强与   的关系。
(2)往装置两侧分别加入密度为ρ1、ρ2的两种液体,液面如图丙所示。若小科根据虚框位置中橡皮膜的凹凸情况得出ρ1一定大于ρ2,请推测他所看到的现象:   。
21.(2024八上·慈溪期中)在研究“液体对容器底部的压强与深度的关系”时,有同学用图甲所示的装置进行实验。往装置中加水,当水位从容器体积处升高至时,根据实验现象得出:“液体对容器底部的压强随深度的增加而增大”的结论。小明觉得在加水的过程中,水的质量也会增加,干扰结论判断。于是他采用如图乙所示的实验装置对该结论进行深入探究,以下是他的实验步骤:
①将自制塑料膜均匀铺在电子秤的秤面上,打开电子秤进行调零。
②用烧杯往容器内倒水,水要达到一定深度。
③调节自制角度调节器,改变侧板的倾斜角度,观察记录电子秤的示数以及水面高度。
(1)图甲实验中,随着水位的增加能观察的实验现象是:   。
(2)图乙实验中,能利用电子秤的示数反映液体对容器底部压强大小的依据是:   。
(3)小明通过实验证明液体压强与液体深度和液体密度有关。请你写出用装置乙探究液体压强与液体密度关系的简要操作:   。
22.(2025八上·瑞安月考)金华科技馆中展示了一个有趣实验,如图一所示,最下端的小孔水平喷水距离最大;为了验证这个现象,小东利用可乐瓶做了如图二所示实验,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大。
【提出问题】水最远落地点与小孔点的水平距离与哪些因素有关呢
【查阅资料】水最远落地点与小孔点的水平距离与水流从小孔水平射出的速度和小孔离地的高度有关。
【探究实验】经过思考后,小瑞做了如图三所示实验,其中h 表示小孔在水中的深度,v表示水流从小孔水平射出的速度,H表示小孔离地的高度,s表示水流射程(小孔到落点的水平距离)。得到了如下的实验结果。
序号 小孔离地高度H/cm 小孔离水面深度h/ cm 水最远落地点与小孔点的水平距离 s/cm
1 2 3 平均值
1 10 10 12.3 12.2 12.5 12.3
2 15 10 15.2 15.0 15.3 15.2
3 20 10 17.5 17.6 17.3 17.5
【数据分析】
(1)图一中最下端的小孔水平喷水距离最大,说明同种液体,深度越   ,液体压强越大。
(2)实验中每一组实验的数据都需要多次重复测量,其目的是   ;
(3)实验中如何保障水流从小孔水平射出的速度相同    。
(4)根据小瑞的实验,解释图二中最下端的小孔喷水最远距离不是最大的原因   。
23.如图所示,质量为4kg、底面积为4× 的长方体木块放置在水平地面上,现将盛有体积水的轻质薄壁圆柱形容器放在木块的中央,已知圆柱形容器的底面积为 (g取
(1)求容器内水对容器底的压强。
(2)求木块对地面的压强。
(3)现有一实心小球浸没在该圆柱形容器内的水中(容器足够高),此时水对容器底部压强的增加量为,木块对地面压强的增加量为,若 求实心小球的密度。
(23题图) (24题图)
24.在学习了液体压强的相关知识后,小科做了如下实验:在一个两端开口的玻璃管下端扎上橡皮膜,把它竖直按入水中使橡皮膜处于水面下10cm处。再往玻璃管内注入酒精至10cm处,此时橡皮膜会上凸还是下凹 并解释橡皮膜出现此现象的原因。(已知酒精的密度为
25.(2024八上·慈溪期中)如图所示,铁桶的重力为,桶的底面积为,往桶里倒入的水,水的深度为,平放在面积为的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力;
(3)桶对水平台面的压强。
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