二、探究液体压强
第1课时 探究液体压强
知识点 1 液体压强的存在
1．如图4－2－1所示说明液体对容器的________与________均有压强。
图4－2－1
2．液体由于受到________，所以对支撑它的容器底有压强。液体具有________性，所以对阻碍它流动、散开的容器壁会产生压强。
知识点 2 探究液体内部压强的特点
3．在探究液体内部压强与方向是否有关的实验中用到的器材是__________。把如图4－2－2所示实验器材的金属盒放入水中，根据_______________反映压强的大小。控制橡皮膜在水中的________不变，改变橡皮膜在水中的方向，观察到U形管中液面的高度差不变，说明___________________________________。
图4－2－2
4．在探究液体内部压强特点时，小阳用包有橡皮膜的金属盒(作为探头)与U形管(作为压强计)相连通进行实验。装置调整好后，若将探头先后放在同一容器的A、B两处，实验现象分别如图4－2－3甲、乙所示，可得到的实验结论是______________。
图4－2－3
5．某同学在实验室里做“探究液体内部压强规律”的实验。如图4－2－4所示是其中的一次实验和分析。根据图示情景可知，该同学这次操作的主要目的是( )
图4－2－4
A．探究同一深度处，液体向各个方向的压强大小的关系
B．探究液体内部压强随深度的增加而增大
C．探究液体内部压强与其密度的关系
D．验证液体内部压强公式p液＝ρgh
6．用同一压强计探究液体压强特点时，实验现象如图4－2－5所示，此现象可说明( )
图4－2－5
A．液体压强跟液体密度有关
B．液体压强跟深度有关
C．在同一深度，液体向各个方向的压强大小相等
D．液体内部向各个方向都有压强
7．关于液体压强，以下说法中正确的是( )
A．液体压强是由液体的重力产生的，因此液体只有竖直向下的压强
B．由于液体具有流动性，液体不仅有向下的压强，还有对容器侧壁的压强，但没有向上的压强
C．同一深度，不论什么液体，产生的压强都相等
D．以上说法都不正确
8．如图4－2－6所示A、B、C三点的压强，________点的压强最大，________点和________点的压强大小相等。
图4－2－6
9．如图4－2－7所示玻璃管两端开口处蒙着的橡皮膜绷紧程度相同，将此装置置于水中，图4－2－8中能正确反映橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况的是( )
图4－2－7
图4－2－8
10．如图4－2－9所示是“帕斯卡裂桶实验”，用了较少的水，便产生了较大的压强，把木桶胀裂。此实验可以表明影响液体内部压强大小的因素是液体的( )
图4－2－9
A．质量 B．密度 C．体积 D．深度
11．如图4－2－10所示，在瓶的a、b两处各扎一个小孔，并将孔封住。在瓶中注满水，打开a、b两孔后观察到图示的情况，这说明：水对容器的________有压强；液体压强随________的增加而增大。
图4－2－10
12．在“探究液体内部压强”的实验中，进行了如图4－2－11所示的操作：
图4－2－11
(1)实验前，应调整U形管压强计，使左、右两边玻璃管中的液面__________。
(2)甲、乙两图是探究液体压强与________的关系。
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择________两图进行对比。结论：液体压强与容器形状________。
(4)要探究液体压强与密度的关系，应选用________两个图进行对比。
(5)图丙中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒分别处于向上、向下、向左、向右等方向，这是为了探究同一深度处液体向____________压强的大小关系。
13．小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表：
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
4.9
2
水
5
朝下
4.9
3
水
5
朝侧面
4.9
4
水
10
朝侧面
9.7
5
水
15
朝侧面
14.6
6
酒精
15
朝侧面
11.8
根据表中的数据，请回答下列问题：
(1)比较序号为____________的三组数据，可得出结论：同种液体在同一深度处，液体向各个方向的压强都相等。
(2)比较序号为3、4、5的三组数据，可得出结论： ________________________________________________________________________。
(3)比较序号为____________的两组数据，可得出结论：在同一深度处，不同液体的压强与液体的密度有关。
考| 题| 展| 示
14．2018·东城一模 小明同学认为：液体内部某点的压强与该点上方液体的体积有关。实验室提供下列器材：足量的水、底面积不同的两个圆柱形玻璃容器、烧杯、微小压强计、刻度尺。请你利用所给定的实验器材设计一个探究实验，验证小明同学的观点是否正确。
(1)判断小明同学的观点是否正确。
(2)简述实验步骤。
详解详析
1．底部 侧壁 2.重力 流动
3．微小压强计 U形管中液面高度差的大小
深度 在液体深度和密度不变时，液体向各个方向的压强相等
4．在同一种液体中，液体产生的压强与液体深度有关
5．A 6.A 7.D
8．C A B 9.B 10.D
11．侧壁 深度 [解析] 液体压强特点是：液体内部向各个方向都有压强，同种液体内部压强与深度有关，深度越深，压强越大，从图看出，水对容器侧壁有压强，b处水的射程比a处远，说明液体的深度越深，压强越大。
12．(1)相平 (2)深度 (3)丙、丁 无关
(4)乙、丙 (5)各个方向
13．(1)1、2、3 (2)液体的压强随深度的增大而增大 (3)5、6
14．(1)小明同学的观点错误。
(2)在底面积较小的圆柱形玻璃容器中加适量的水，将微小压强计探头放入水下合适的深度h，记录此时微小压强计的U形管两液面的高度差H；换用底面积较大的圆柱形玻璃容器，加入适量的水，将微小压强计探头仍放入水面下深度h处，记录此时微小压强计的U形管两液面的高度差H′，发现H＝H′。
压强公式的灵活运用
公式
p＝
p＝ρgh
适用范围
p＝是压强的定义式，也是压强的计算公式，无论固体、液体，还是气体都适用
p＝ρgh是通过公式p＝结合液体的具体特点推导出来的，用于计算液体的压强
常用范围及计算顺序
常用来计算固体压强，计算顺序是先压力(利用F＝G＝mg)后压强(利用p＝)
常用来计算液体压强，计算顺序是先压强(利用p＝ρgh)后压力(利用F＝pS)
[注意] 当固体为密度均匀的柱体(如圆柱体、正方体、长方体、棱柱等)时，使用p＝ρgh更便于解题。
第2课时 液体压强的计算及应用
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代表液体的密度，单位是________；g是常数，单位是______；h是液体的深度(指从液体自由面________向下的距离)，其单位必须用________；p代表液体的压强，单位是________。
2．在如图4－2－12所示容器中盛满水，那么容器的A点所受水的压强是( )
图4－2－12
A．0 B．ρ水gh1 C．ρ水gh2 D．ρ水g(h1＋h2)
3．将有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上，如图4－2－13所示，则此时水对玻璃管底部的压强为(g取10 N/kg)( )
图4－2－13
A．8×102 Pa B．1×103 Pa C．8×104 Pa D．1×105 Pa
4．潜水员潜到水面下4 m时，受到的水的压强是__________Pa。(g取10 N/kg)
5．医学专家研究发现，儿童和青年人如果经常玩电子游戏，易患早期高血压病。因此，我们应科学合理地安排游戏时间。某同学体检时测得“收缩压”为1.6×104 Pa，它相当于________m高的水柱产生的压强。(g取10 N/kg)
知识点 2 液体压强大小的简单判断
6．如图4－2－14所示，容器中盛有一定量的水，静止放在斜面上，容器底部A、B、C三点的压强pA、pB、pC的大小关系是_______________。
图4－2－14
7．如图4－2－15所示的玻璃管里装一定量的水，当玻璃管倾斜放置时，水对管底的压强为p1，竖直放置时，水对管底的压强为p2，则p1与p2的关系是( )
图4－2－15
A．p1＝p2 B．p1>p2
C．p1
8．有两根完全相同的玻璃管A和B，A管内装水，B管内装煤油，两管内液面相平，如图4－2－16所示，若A管底部所受水的压强为p1，B管底部所受煤油的压强为p2，则( )
图4－2－16
A．p1＝p2 B．p1>p2
C．p19．如图4－2－17所示中能正确描述液体压强与深度关系的是( )
图4－2－17
10．如图4－2－18所示为甲、乙两种液体的压强p随深度h变化的图像，下列说法中正确的是( )
图4－2－18
A．甲液体的密度比乙液体的密度小
B．甲液体的压强比乙液体的压强大
C．液体内部的压强随深度的增加而增大
D．以上说法都不对
11．小雨同学用压强传感器测量水面以下6个不同深度点的压强大小，实验数据记录如下表所示。
h/m
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
p/Pa
1.01×105
1.02×105
1.03×105
1.04×105
1.05×105
1.06×105
根据表中的数据，小雨同学画出如图4－2－19所示压强随深度变化的关系图像，根据图像归纳出水面以下压强大小p与深度h的关系式为p＝________________。
图4－2－19
12．小明用如图4－2－20甲所示的微小压强计探究液体内部的压强与哪些因素有关。探头自然放置时，U形管中两侧液面等高。在此实验中：
图4－2－20
(1)通过比较__________________来比较液体压强的大小。
(2)将探头放入装有水的容器中，分别进行如图乙所示的三次实验，可以得出结论：在水中同一深度，___________________________________________________。
(3)小明在实验中还发现：深度越大，液体内部的压强也越大。为了寻找二者变化的具体规律，小明又采用在液体中可以直接显示所在位置压强的数字式液体压强计，进行了定量探究。他首先在空气中调整压强计示数为零，然后进行实验，并根据实验数据绘出了如图4－2－21所示的图像。由图像可知，在该液体50 cm深处的压强是________Pa。
图4－2－21
13．有一个两端开口的薄壁玻璃管，下端附一塑料薄片(不计重力)，将它竖直压入距水面20 cm处，如图4－2－22所示，不使水进入管中，求：(g取10 N/kg)
图4－2－22
(1)薄片受到水的压强是多大。
(2)如果向管中慢慢注入煤油，当煤油柱的高度为多少时，塑料片恰好落下。(ρ煤油＝0.8×103 kg/m3)
考| 题| 展| 示
14．2017·朝阳二模 甲、乙两个完全相同的量筒放在水平桌面上，甲装水，乙装酒精。现将体积相等的铝块、铁块分别放在甲、乙量筒中，如图4－2－23所示，此时量筒底部受到的液体压强相等。若将两个金属块取出，甲、乙量筒底部受到液体的压强分别是p甲、p乙，下列判断正确的是( )
图4－2－23
A．p甲＞p乙 B．p甲＜p乙
C．p甲＝p乙 D．无法判断
详解详析
1．p＝ρgh kg/m3 N/kg 竖直 m Pa
2．B 3.A
4．4×104 5.1.6
6．pA[解析] 同种液体中，深度越大，压强越大。
7．C
8．B [解析] p＝ρgh，ρ水＞ρ煤油，两液体深度相同，故两容器底受到液体的压强：p1＞p2。
9．B [解析] 同种液体中，深度越深，压强越大，且深度为零时，压强为零，图像应为一条过原点的直线，因此B正确。
10．C [解析] 当甲、乙两种液体的深度都是h0时，甲液体的压强大于乙液体的压强，由p＝ρgh得ρ甲>ρ乙，故A错误；在其他条件不确定时，无法确定两种液体的压强大小，故B错误；据液体内部压强的特点可知，同种液体内部的压强随深度的增加而增大，故C正确。
11．104(Pa/m)h＋1.01×105 Pa
[解析] 在此题中水的深度为零时，压强为大气压强1.01×105 Pa，深度为0.1 m时，压强增大了0.01×105 Pa，深度为0.2 m时，压强增大了0.02×105 Pa，以此类推，深度为0.5 m时，压强增大了0.05×105 Pa，可见增大的压强跟深度成正比，增大的压强用104(Pa/m)h表示，从表中的数据可以归纳出水面下压强大小p与深度h的关系式为p＝104(Pa/m)h＋1.01×105 Pa。
12．(1)U形管两侧液面高度差
(2)水向各个方向的压强均相等 (3)6000
13．(1)设塑料片在水中受到的向上的压强为p1，则p1＝ρ水gh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m＝2×103 Pa。
(2)设向管中注入煤油的高度为h2，由题意可知p煤油＝p1时，塑料片刚好落下，有：ρ煤油gh2＝ρ水gh1，所以h2＝＝＝0.25 m。
14．B [解析] 物体浸没时，排开液体的体积和自身的体积相等，故将体积相同的铝块、铁块分别放在甲、乙量筒中，两量筒中液面上升的高度相同，由p＝ρgh及ρ水>ρ酒精可得，Δp甲>Δp乙。放入金属块后液体对容器底部产生的压强等于原来液体产生的压强和金属块排开液体产生的压强之和，故当量筒底部受到的液体压强相等时，取出两个金属块，量筒底部受到水产生的压强小于酒精产生的压强。
