6.3
液体压强
第一课时
[学习目标]
1、理解液体内部压强的规律。会利用p=pgh计算液体压强。
2、在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,学会猜想、观察实验、控制变量方法。
[经典例说]
例1.某小组同学在课堂上做了以下实验:他将图1装置中的金属盒(橡皮膜向上)固定在量筒下部,然后沿筒壁慢慢向量筒内加水,这时U型管左管内液面逐渐下降,右管内液面上升。由此可见他们在研究_________________________之间的关系。实验表明:
_______________________________________________________________。
解析:把U形管压强计放入量筒中,然后沿筒壁慢慢向量筒内加水,U形管压强计两边的高度差增加,说明液体内部压强增大。液体密度不变,液体的深度增加,导致液体内部压强增大,所以他们是在研究液体压强与液体深度的关系的,可以得出的结论是:同一种液体中,深度越深,液体内部压强越大。
参考答案:液体压强与液体深度;深度越深,液体内部压强越大。
例2.如图2所示,瓶中装有一定量的水,放在水平地面上。竖直放置时a图,水对瓶底的压强为PA,瓶对地面的压强为P'A,若将它竖直倒置b图,水对瓶盖的压强为PB,瓶对地面的压强为P'B。(1)若PB>PA,根据这个事实,可以得出的结论是:___________________________________________;(2)若P'B>P'A,根据这个事实,可以得出的结论是:____________________________________________;
解析:本题(1)研究的是液体内部压强于液体密度和液体深度的关系。根据题意,液体的密度不变,把瓶子倒置时,水的深度不同,液体的压强不同,且深度越深,液体内部压强越大。因此正确答案为:液体密度相同,深度越深,压强越大。(2)本题研究的是影响固体压强大小,无论瓶子怎样放置,它对桌面的压力是不变的,都等于瓶的重力加上水的重力,当瓶倒置时,受力面积减小,压强变大。所以正确答案为:压力相同,受力面积越小,压强越大。
参考答案:(1)液体密度相同,深度越深,压强越大。
(2)压力相同,受力面积越小,压强越大。
例3.如图3所示两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,A管竖直放置,B管倾斜放置,此时两管内液面处于同一水平位置,如图所示.则管底受到液体的压强是
( )
A.一样大.
B.A管底大.
C.B管底大.
D.无法判断。
解析:两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,液面处于同一水平位置,说明液体的深度相同,则液体密度越大,压强越大。根据公式,质量相同,A的体积小,密度大,所以A管底受到的压强大。
参考答案:B。
例4.下表是某同学在做“研究液体的压强”实验时得到的实验数据:
序号
液体
深度(cm)
橡皮膜方
向
左液面(cm)
右液面(cm)
液面高度差(cm)
1
水
4
朝上
116
152
36
2
4
朝下
116
152
36
3
4
朝侧面
116
152
36
4
8
97
171
74
5
12
80
188
108
6
盐水
12
70
198
128
(1)根据表中的数据,比较序号为___________的三组数据可得出结论:在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(2)比较序号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:液体的压强还跟液体的密度有关。
解析:由表中数据,序号1、2,3的实验,压强计在同种液体(水)中的同一深度(4
cm)处,压强计液体高度差相等(都是36
cm),说明虽然橡皮膜的朝向不同,但液体向各个方向的压强相等。同样方法比较序号为3、4,5的实验数据,可知在同种液体中,随着深度的增加(4cm、8cm、120
cm),液体的高度差也由36
cm增大到74
cm和108
cm。即压强随深度的增加而增大。比较序号为5、6的实验数据,可知在同一深度(12cm)的不同液体(水、盐水)中,液面的高度差大小不同(108
cm、128
cm),说明液体的压强还与液体的密度有关。
参考答案:(1)1、2、3;
(2)同种液体(水)中,压强随深度的增加而增大;
(3)5、6。
例5.
如图4所示,容器中装有水,求A点处的压强。
解:
例6.
如图5所示的容器,高h=20厘米,底面积S=1.0×10-2米2,容积V=4.0×10-3米3,当此容器盛满水时,求:
(1)水对容器底的压强;(2)水对容器底的压力;(3)水的重力。
解析:液体产生的压强可根据P=pgh求解。液体对容器底的压力不一定等于液体的重力,应运用F=Ps计算。
解:(1)
P=ρgh=1.0×l03千克/米3×9.8牛/千克×0.20米=1960帕
(2)F=PS=1960帕×1.0×10-2米2=19.6牛;
(3)m=ρV=1.0×l03千克/米3×4.0×10-3米3=4.0千克,
G=mg=4.0千克×9.8牛/千克=39.2牛。
[夯实基础]
1.
研究液体内部压强特点的仪器叫_______________,液体内部压强的大小与___________和___________有关,与___________和___________无关。(选填“液体体积”、“液体密度”“液体质量”或液体深度“)。
2.
实验研究表明,在液体内部向_____________方向都有压强,液体的压强随___________而增大,并与液体的_____________有关,对同一种液体,在同一深度处,液体向各个方向的压强大小____________。
3.
如图所示,容器的侧壁上开有三个小孔,水从小孔中流出,三种情况中正确的是______图。
4.
如图所示,比较容器中各点压强的大小:(1)在图(a)中B点和C点深度相同,而A点比B点深,则pA________pB
________pC;(2)在图(b)中,压强pA________pB
________pC________pD。(均选填“>”“<”或“=”)。
5.
如图所示的容器中盛满水,器壁上A点处水的深度为_______米,B点受到水的压强为___________帕;若容器的底面积为0.04米2,则容器底受到水的压力为_______牛。
6.
如图所示,一根细玻璃管插入瓶子的塞子上,瓶内和细管装满酒精,已知瓶底的面积为30厘米2,求(1)酒精对瓶塞的压强。(2)酒精对瓶底的压力。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
[能力提升]
7.
如图所示,两只容积相等、但高度和底面积都不相等的圆柱形容器,都盛满水且放在水平桌面上,则两容器底面受到水的压强PA_______PB,两容器底面受到水的压力FA________FB。(均选填“>”、“<”或“=”)。
8.
如图所示,在装水的容器中伸入一手指(手指不碰到容器底,且水不溢出),这时容器底部受到水的压力将________,所受水的压强将________。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.
用两个完全相同的U形管压强计分别测量A、B两种液体(ρB>ρA)内部的压强,测量情况如图所示,则根据测量情况可以得出的结论是:
_______________________________________
____________________________________________。
10.
如图所示,有一放置在水平地面上的容器重为20牛,内装有重为50牛的水,水深为0.1米,底面积为0.02米2,求
(1)水对容器底面的压力;
(2)容器对地面的压强。
11.
在面积为0.5米2的水平桌面上放一个空容器,容器的底面积为2×10-2米2,它对桌面的压强为300帕。当容器内倒入重为30牛的水后,容器中水的深度为0.2米。求:(1)容器所受的重力。(2)水对容器底的压强。(3)装水后容器对桌面的压强。
[拓展提高]
12.
两个相同的圆柱形容器分别装有水和酒精,甲、乙两个小球分别浸没在水和酒精中,此时液体对两容器底部的压强相等。若不计液体损耗,分别取出小球后,水和酒精各自对容器底部的压强变化量相等。则甲球的体积______乙球的体积;两容器中,水的质量__________酒精的质量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
13.
如图所示的甲、乙、丙三个容器底面积相等、高度相等,但形状不同,装满同一种液体,则容器底部所受到的压强和压力:
(
)
A.P乙>P
丙>P甲,F甲>F
丙>F乙
B.
P丙>P乙
>P甲,F甲>F乙>F丙
C.
P乙=P
丙=P甲,F乙=F
丙=F甲
D.
P甲>P
丙>P乙,F乙>F
丙>F甲
14.
某小组同学利用如图所示的实验装置研究“影响液体内部压强的因素”,他们用压强计分别投入三种不同液体的不同深度,进行了三组实验,他们仔细观察U形管两边液面的高度,发现每组U形管两边液面高度差相同,且第一组最大,第二组其次,第三组最小,实验中记录的有关数据分别如表一、表二、表三。
表一
表二
表三
实验序号
液体密度(千克/米3)
深度(米)
实验序号
液体密度(千克/米3)
深度(米)
实验序号
液体密度(千克/米3)
深度(米)
1
0.8×
103
0.40
4
0.8×
103
0.20
7
0.8×
103
0.10
2
1.0×103
0.32
5
1.0×103
0.16
8
1.0×103
0.08
3
1.6×103
0.20
6
1.6×103
0.10
9
1.6×103
0.05
(1)分析比较实验1、4和7(2、5和8或3、6和9)的数据及观察到现象,可得出的初步结论是:______________________________________________________________________________。
(2)分析比较实验序号_________________的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:___________________________________________________。
(3)进一步分析比较表一、表二和表三的数据及现象,并归纳出结论:
a、分析比较表一、表二或表三的数据及现象,并归纳出结论:____________________________。
b、分析比较表一、表二和表三的数据及现象,并归纳出结论:____________________________。
液体压强(一)参考答案:
[夯实基础]
1.
U形管压强计;液体深度;液体密度;液体质量;液体体积。
2.
各个;深度增加;液体密度;相等。
3.
b
4.
(1)>;>;(2)>;=;>
5.
0.1;980;117.6
6.
(1)
(2)
[能力提升]
7.
<;=。
8.
变大;变大。
9.
液体的深度相同,液体密度越大,液体内部压强越大。
10.
(1)
(2)
11.
(1)
(2)
(3)
[拓展提高]
12.
小于;等于。
13.
C
14.
(1)同种液体中,深度越深压强越大。(2)3与4、6与7;深度相同,液体密度越大,压强越大。(3)a.液体密度与深度的乘积相同,液体内部压强相同;b.液体密度与深度的乘积越大,液体内部压强越大。
图1
图2
图3
图4
图5
第5题图
第4题图
第3题图
第6题图
第9题图
第8题图
第7题图
第10题图
第13题图
第14题图