第8讲
液体压强
液体压强
通过对本节课的学习,你能够:
.知道液体内部存在压强,以及液体内部压强的方向
知道液体压强大小跟什么因素有关
知道压强的实际应用——连通器,了解生活和生产形形色色的连通器
适用学科
初中物理
适用年级
初中二年级
适用区域
人教版区域
课时时长(分钟)
120
知识点
液体压强产生原因
2.液体压强计
3.静止液体压强的特点
4.液体压强公式5.连通器
6.形杯问题
7.薄片脱落问题
学习目标
一.知识与技能1.了解液体内部存在压强,以及液体内部压强的方向。2.了解液体压强大小跟什么因素有关。3.认识压强的实际应用——连通器,了解生活和生产形形色色的连通器。二.过程与方法通过对演示实验的观察,了解液体内部存在压强的事实,知道液体内部不同深度处压强的大小和方向。三.情感态度与价值观1.在观察实验过程中,培养学生的科学态度。2.密切联系实际,提高科学技应用于日常生活和社会的意识。3.鼓励学生积极参与探究活动。
学习重点
液体压强公式的应用
学习难点
固体压强和液体压强的综合题
【知识导图】
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。结果只用了一杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度很大。
这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。
一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁)产生的压力远大于液体自身所受的重力,这对许多人来说是不可思议的。
1.液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用,并且具有流动性。
2.液体内部压强的测量工具:压强计
一般而言,当探头的薄膜受液体压力的作用时,U形管左右两侧液面产生高度差,高度差越大,薄膜受到液体的压强越大
3。液体压强的特点:液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
液体的压强随深度的增加而增大。
在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
4.液体压强的大小(推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。)
液体的压强公式:p=ρgh
p——压强——帕斯卡(Pa);
ρ——液体密度——千克每立方米(kg/m3);
h——液体深度——米(m)
液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。左下三幅图中h都是液体的深度,a都是自由液面。
从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
5.一般求解方法:
对于形状不规则的容器,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。此时液体压强只能用液体压强公式计算。并且要先求压强p=ρgh,后求压力F=PS。
6.特殊方法:
如果容器的形状是规则的(长方体、圆柱形),并且放在水平面上,那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。则求容器这对桌面的压力与压强时,可以我们一般把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),然后(用压强的定义式求)压强。
形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小,等于以容器的底面积为底,液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。
定义:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
连通器原理:如果容器内只有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
应用:茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器;船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等
如图所示,中空且两端开口的玻璃筒,使用轻质的薄片挡住玻璃筒的下端后竖直插入某种液体中,往玻璃筒内缓慢倒入另一种液体,当玻璃筒内外两种液体对薄片产生的压强相等时,薄片恰好脱落。
【题干】如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,容器底部受到的压强分别为PA、PB、PC(ρ盐水>ρ清水>ρ酒精),则(
)
A.
pA=pB=pC
B.
pA
C.
pA>pB>pC
D.
无法确定
【答案】C
【解析】由题,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,液体深度h相同,ρ盐水>ρ清水>ρ酒精,根据液体压强公式p=ρgh可得,pA>pB>pC,故C正确为答案。
【题干】下列器材或装置使用时,不能看作连通器的是(
)
A.
茶壶
B.
船闸
C.
抽水机
D.
液位计
【答案】C
【解析】A.茶壶的壶盖上有小孔,壶嘴上端有口,壶身和壶嘴底部相连通,是连通器,故本选项不符合题意;B.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故本选项不符合题意.C.抽水机是利用大气压来工作的,不是利用连通器原理工作的,故本选项符合题意;D.液位计是利用连通器的原理制成的,故本选项不符合题意。
【题干】如图所示的圆台状容器内充满液体,将它倒置过来放在桌面上,跟原来相比较,容器底部受到的(
)
A.
压力不变,压强增大
B.
压力增大,压强不变
C.
压力不变,压强不变
D.
压力变小,压强不变
【答案】D
【解析】因为容器内充满液体,所以倒置过来液体深度不变,又因为倒置前后液体的密度不变,所以由公式P=ρgh可知容器底的压强也不变,所以A错。
倒置后,液体与容器底的接触面积减小,由公式F=PS可知,压强不变,受力面积减小,所以容器底部受到的压力减小,所以BD错误。
【题干】在“探究影响液体内部压强”的实验中.
(1)压强计是通过U型管的______来显示橡皮膜所受压强大小
(2)小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平.(不考虑实验结论的偶然性)
①比较甲和图___,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:
③比较乙和图丁,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?____,理由是:
【答案】见解析
【解析】(1)当橡皮膜受到压强时,U型管两侧的液面会出现高度差,压强计是通过U型管的两侧液面高度差来显示橡皮膜所受压强大小;(2)在比较液体的压强与深度的关系时,应选用液体密度相同、深度不同的甲和乙图来进行实验;在图乙和丙中,金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,液面高度差不变,说明同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;乙和丁图相比,液体的密度和深度都不相同,没有控制金属盒在液体中的深度相同,所以不能得出液体内部压强与液体密度有关的结论。
1.用同一压强计探究液体压强特点时,实验现象如图所示,此现象可说明(
)
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
2.如图所示,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,则以下判断正确是
(
)
A.
Pa=Pb=Pc
B.
PaC.
Pa>Pb>Pc
D.
Pa>Pb=Pc
3.在一个重2N,底面积为0.01m2的容器里装8N的水,容器中水的深度为0.05m.把它放在水平桌面上(g=10N/kg).求:
(1)水对容器底部的压强和压力?
(2)容器对桌面的压力和压强?
1.用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”:
(1)如图所示实验中的压强计是通过U形管中______________来反映被测压强大小的。小明检查时发现:当用手指按压(不论轻压还是重压)金属盒橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是:_________________________________________。
(2)如图甲、乙、丙、丁表示探究过程中的四个情景。容器中的液体、金属盒插入的深度以及U形管中液面情况,都可以从图上看出。甲、乙两图是探究液体压强与_____________的关系。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,结论是:液体压强与盛液体的容器形状______________。(填“有关”或“无关”)
2.如图所示的容器中,水的深度为7h,A点距离水面深度为h,B点离容器底部的高度为h,则水在A点和B点产生的压强pA、pB之比为( )
A.
1∶1
B.
1∶7
C.
1∶6
D.
6∶7
3.如图所示的两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,容器中分别装有甲、乙两种液体且液面在同一高度。若容器对桌面的压强相等,则两种液体对容器底部的压强(
)
A.
一样大
B.
甲最大
C.
乙最大
D.
无法判断
1.有一密闭的圆台形容器,如图所示,内装一定质量的液体,
如果把它倒置,液体对容器底面的压力、压强的变化是(
)
A.
压强增大,压力不变
B.
压强减小,压力增大
C.
压强增大,压力增大
D.
压强增大,压力减小
2.如图所示,薄壁容器的底面积为S,在容器中装入某种液体,液体的重力为G,密度为ρ,深度为h,那么,容器底部受到液体的压强和压力分别为:(
)
A.
G/S和G
B.
ρgh和G
C.
G/S和ρghS
D.
ρgh和ρghS
3.如图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,重为30N,其底面积为1200cm2.鱼缸内装有0.2m深的水,水的质量是27kg.(g取10N/kg);请计算
(1)鱼缸内所装水的重力;
(2)鱼缸底部受到的水的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强.
1.液体压强产生原因
2液体压强计
3.静止液体压强的特点
4.液体压强公式
5.连通器
6.形杯问题
7.薄片脱落问题
1.如图所示三个容器,底面积相等,若都装入相同质量的酒精,则酒精对容器底部的压强(
)
A.
A
最大
B.
B
最大
C.
C
最大
D.
一样大
2.在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U型管压强计,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,结论是:_________________________________________.
(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)在图丙中,固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究__________________.
3.如图所示,底面积为200cm2的容器自重10N,装入100N的水时,水的深度为30cm,(g取10N/kg)求:
(1)水对容器底的压强和压力。
(2)容器对地面的压力和压强。
1.如图所示,均质圆柱形固体A和盛有液体的轻质柱形容器B对水平桌面的压力相等。将固体A沿水平方向切去和容器B中抽出相同的任意高度△h,剩余部分固体对桌面的压强、液体对容器底部的压强分别为PA、PB,要使PA与PB的差值始终保持不变。则它们密度的大小关系是(
)
A.
ρA可能大于ρB
B.
ρA一定等于ρB
C.
ρA可能等于ρB
D.
ρA一定大于ρB
2.如图所示.将底面积为100cm2,重为5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N,深40cm的水.求:距容器底10cm的A处水的压强.(g取10N/kg)
3.某同学将两端开口、底部带有阀门K(气密性好)的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,容器中分别装有密度为ρ1和ρ2的液体。他用抽气机抽出U形管内部分空气后关闭阀门K,结果如图所示。则下列说法正确的是(
)
A.
倒插在两容器中的U型管是连通器
B.
两容器中的液体将会流动直到两个液面相平
C.
两容器中的液体密度ρ1和ρ2不同
D.
测出h1或h2,即可用p=ρgh求出大气压的大小
1.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17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(
)
A.P甲>P乙
B.P甲<P乙
C.P甲=P乙
D.无法判断
2.小明用如图甲所示的微小压强计探究水的内部压强与探头的方位是否有关。微小压强计的探头自然放置时,U形管中两侧液面等高。小明将探头放入水中,进行的实验操作如图乙所示。
(1)小明在此实验中每次将探头放入水中同一深度,这种研究方法在物理学习中经常用到,以下研究过程采用了这种方法的是
。(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.探究同一直线上二力合成时,一个力作用在橡皮筋上与两个力共同作用在橡皮筋上,应使橡皮筋的形变相同
B.探究物体重力势能的大小与物体被举高度的关系,应控制物体的质量相同
C.研究光现象时,用“光线”来表示光的传播路径和方向
(2)小明得到的实验结论是:水内部的压强与探头方位
。(选填“有关”或“无关”)
3.水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和两个大小不同的烧杯及足量的水。小华学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后又提出了新的猜想:“液体对容器底部的压强与液体的质量有关”,为此他利用提供的实验器材进行了如下实验。
①小烧杯中倒入100g的水,将微小压强计的探头放入容器底部,如图甲所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h1;
②小烧杯中再倒入200g的水,将微小压强计的探头放入容器底部,如图乙所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2;
小华发现h1小于h2,于是小华得出结论“液体对容器底部的压强与液体的质量有关”。请利用上述器材证明小华的结论是错误的。写出实验过程及实验现象。
第8讲
讲
概述
学习过程
一、导入
二、知识讲解
知识点1
液体压强
探头
知识点2
连通器
知识点3
薄片脱落问题
三、例题精析
例题1
例题2
例题3
例题4
四
、课堂运用
基础
巩固
拔高
课堂小结
拓展延伸
基础
巩固
拔高
图17
图
乙
甲
图
甲
乙第8讲
液体压强
液体压强
适用学科
初中物理
适用年级
初中二年级
适用区域
人教版区域
课时时长(分钟)
120
知识点
液体压强产生原因
2.液体压强计
3.静止液体压强的特点
4.液体压强公式5.连通器
6.形杯问题
7.薄片脱落问题
教学目标
一.知识与技能1.了解液体内部存在压强,以及液体内部压强的方向。2.了解液体压强大小跟什么因素有关。3.认识压强的实际应用——连通器,了解生活和生产形形色色的连通器。二.过程与方法通过对演示实验的观察,了解液体内部存在压强的事实,知道液体内部不同深度处压强的大小和方向。三.情感态度与价值观1.在观察实验过程中,培养学生的科学态度。2.密切联系实际,提高科学技应用于日常生活和社会的意识。3.鼓励学生积极参与探究活动。
教学重点
液体压强公式的应用
教学难点
固体压强和液体压强的综合题
【知识导图】
【教学建议】
导入有很多种方法,一般控制在十分钟左右为宜,可以采用各种形式,比如:
1、复习以往知识:可以从已学、已知的入手,与今天的教学进行对比。
2、以近年来发生的重大事件为题导入。既考查了学生从社会生活中获取信息的能力,又激发了学生的学习兴趣,让学生马上进入学习状态等。
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。结果只用了一杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。原来由于细管子的容积较小,几杯水灌进去,其深度很大。
这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。
一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁)产生的压力远大于液体自身所受的重力,这对许多人来说是不可思议的。
1.液体内部产生压强的原因:液体受到重力作用,并且具有流动性。
2.液体内部压强的测量工具:压强计
一般而言,当探头的薄膜受液体压力的作用时,U形管左右两侧液面产生高度差,高度差越大,薄膜受到液体的压强越大
3。液体压强的特点:液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
液体的压强随深度的增加而增大。
在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体的压强还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
4.液体压强的大小(推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。)
液体的压强公式:p=ρgh
p——压强——帕斯卡(Pa);
ρ——液体密度——千克每立方米(kg/m3);
h——液体深度——米(m)
液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。左下三幅图中h都是液体的深度,a都是自由液面。
从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
5.一般求解方法:
对于形状不规则的容器,液体对容器底部的压力不等于液体的重力。此时液体压强只能用液体压强公式计算。并且要先求压强p=ρgh,后求压力F=PS。
6.特殊方法:
如果容器的形状是规则的(长方体、圆柱形),并且放在水平面上,那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。则求容器这对桌面的压力与压强时,可以我们一般把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),然后(用压强的定义式求)压强。
形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小,等于以容器的底面积为底,液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。
定义:上端开口,下部相连通的容器叫做连通器。
连通器原理:如果容器内只有一种液体,在液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
应用:茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器;船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等
如图所示,中空且两端开口的玻璃筒,使用轻质的薄片挡住玻璃筒的下端后竖直插入某种液体中,往玻璃筒内缓慢倒入另一种液体,当玻璃筒内外两种液体对薄片产生的压强相等时,薄片恰好脱落。
【教学建议】
此处内容主要用于教师课堂的精讲,每个题目结合试题本身、答案和解析部分,教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。
【题干】如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,容器底部受到的压强分别为PA、PB、PC(ρ盐水>ρ清水>ρ酒精),则(
)
A.
pA=pB=pC
B.
pAC.
pA>pB>pC
D.
无法确定
【答案】C
【解析】由题,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,液体深度h相同,ρ盐水>ρ清水>ρ酒精,根据液体压强公式p=ρgh可得,pA>pB>pC,故C正确为答案。
【题干】下列器材或装置使用时,不能看作连通器的是(
)
A.
茶壶
B.
船闸
C.
抽水机
D.
液位计
【答案】C
【解析】A.茶壶的壶盖上有小孔,壶嘴上端有口,壶身和壶嘴底部相连通,是连通器,故本选项不符合题意;B.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故本选项不符合题意.C.抽水机是利用大气压来工作的,不是利用连通器原理工作的,故本选项符合题意;D.液位计是利用连通器的原理制成的,故本选项不符合题意。
【题干】如图所示的圆台状容器内充满液体,将它倒置过来放在桌面上,跟原来相比较,容器底部受到的(
)
A.
压力不变,压强增大
B.
压力增大,压强不变
C.
压力不变,压强不变
D.
压力变小,压强不变
【答案】D
【解析】因为容器内充满液体,所以倒置过来液体深度不变,又因为倒置前后液体的密度不变,所以由公式P=ρgh可知容器底的压强也不变,所以A错。
倒置后,液体与容器底的接触面积减小,由公式F=PS可知,压强不变,受力面积减小,所以容器底部受到的压力减小,所以BD错误。
【题干】在“探究影响液体内部压强”的实验中.
(1)压强计是通过U型管的______来显示橡皮膜所受压强大小
(2)小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平.(不考虑实验结论的偶然性)
①比较甲和图___,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:
③比较乙和图丁,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?____,理由是:
【答案】见解析
【解析】(1)当橡皮膜受到压强时,U型管两侧的液面会出现高度差,压强计是通过U型管的两侧液面高度差来显示橡皮膜所受压强大小;(2)在比较液体的压强与深度的关系时,应选用液体密度相同、深度不同的甲和乙图来进行实验;在图乙和丙中,金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,液面高度差不变,说明同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;乙和丁图相比,液体的密度和深度都不相同,没有控制金属盒在液体中的深度相同,所以不能得出液体内部压强与液体密度有关的结论。
【教学建议】
在对课堂知识讲解完,把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后,再用练习进行课堂检测,根据学生情况建议分3个难度层次:易,中,难。
1.用同一压强计探究液体压强特点时,实验现象如图所示,此现象可说明(
)
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
【答案】A
【解析】由题图可以看出,压强计金属盒置于液体相同深度,橡皮膜方向相同,由于液体密度不同,U形管两液柱高度差不同,说明液体压强跟液体密度有关,故A符合题意为答案。选项BCD错误。
2.如图所示,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,则以下判断正确是
(
)
A.
Pa=Pb=Pc
B.
PaC.
Pa>Pb>Pc
D.
Pa>Pb=Pc
【答案】C
【解析】如图,a、b、c三点所处的深度,ha
>hb
>hc
,因为p=ρ液
gh,在同一种液体中、密度相同,所以,pa
>pb
>pc,故选C。
3.在一个重2N,底面积为0.01m2的容器里装8N的水,容器中水的深度为0.05m.把它放在水平桌面上(g=10N/kg).求:
(1)水对容器底部的压强和压力?
(2)容器对桌面的压力和压强?
【答案】
(1)水对容器底部的压强为500Pa、压力为5N;
(2)容器对桌面的压力为10N、压强为1000Pa
【解析】(1)水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
根据p=F/S得,水对容器底部的压力:
F=pS=500Pa×0.01m2=5N.
(2)容器对桌面的压力:
F′=G水+G容器=8N+2N=10N.
容器对桌面的压强:
p′=F/S=1000pa。
1.用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”:
(1)如图所示实验中的压强计是通过U形管中______________来反映被测压强大小的。小明检查时发现:当用手指按压(不论轻压还是重压)金属盒橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是:_________________________________________。
(2)如图甲、乙、丙、丁表示探究过程中的四个情景。容器中的液体、金属盒插入的深度以及U形管中液面情况,都可以从图上看出。甲、乙两图是探究液体压强与_____________的关系。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,结论是:液体压强与盛液体的容器形状______________。(填“有关”或“无关”)
【答案】
(1).
两液面的高度差
橡皮膜破损
(2).
深度
(3).
丙
(4).
丁
(5).
无关
【解析】(1)液体的压强大小及变化不能直接观察出来,压强计的测量原理是:压强的变化引起U形管两液面出现高度差,压强越大,高度差越大。使用压强计之前,先用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液柱高度几乎不变,说明压强计各部分之间连接不够严密,有漏气现象或是橡皮膜破损等。(2)由甲、乙两图知,容器所盛液体密度相同(都是水),金属盒所处深度不同。所以是探究液体压强与深度的关系。要研究液体压强与容器形状的关系,需要保持液体密度、金属盒所处深度都相同,容器形状不同。因此必须选择丙、丁两图进行对比。当盐水密度一定,金属盒所处深度一定,容器形状不同时,压强的U型管中高度差相同。所以结论为液体压强与容器形状无关。
2.如图所示的容器中,水的深度为7h,A点距离水面深度为h,B点离容器底部的高度为h,则水在A点和B点产生的压强pA、pB之比为( )
A.
1∶1
B.
1∶7
C.
1∶6
D.
6∶7
【答案】C
【解析】设水在A点产生的压强为pA,则pA=ρgh,水在B点产生的压强为pB=ρg(7h-h)=ρg6h;则水在
A点和B点产生的压强之比:pA/pB=ρgh/ρg6h=1/6,故选C。
3.如图所示的两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,容器中分别装有甲、乙两种液体且液面在同一高度。若容器对桌面的压强相等,则两种液体对容器底部的压强(
)
A.
一样大
B.
甲最大
C.
乙最大
D.
无法判断
【答案】B
【解析】由题可知,两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,若容器对桌面的压强相等,则两容器对桌面的压力相同,所装液体的质量相同,由于V甲<V乙,所以ρ甲>ρ乙,又因为两种液体液面在同一高度,根据P=ρgh可知,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故B正确为答案,选项ACD错误。
1.有一密闭的圆台形容器,如图所示,内装一定质量的液体,
如果把它倒置,液体对容器底面的压力、压强的变化是(
)
A.
压强增大,压力不变
B.
压强减小,压力增大
C.
压强增大,压力增大
D.
压强增大,压力减小
【答案】D
【解析】当把杯子倒过来后,发现一部分液体没有全部压在底面上,所以对底面的压力变小了;但是倒过来后发现液面升高了,也就是说底部所处的深度增大了,在液体内部随深度的增加,压强是越来越大的,所以倒过来后,底部所受的压强是增大的;应选D。
2.如图所示,薄壁容器的底面积为S,在容器中装入某种液体,液体的重力为G,密度为ρ,深度为h,那么,容器底部受到液体的压强和压力分别为:(
)
A.
G/S和G
B.
ρgh和G
C.
G/S和ρghS
D.
ρgh和ρghS
【答案】D
【解析】某种液体的深度为h,则容器底部的压强是p=ρgh,由p=F/S可得,容器底部受到液体的压力:F=pS=ρghS,故选D
3.如图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,重为30N,其底面积为1200cm2.鱼缸内装有0.2m深的水,水的质量是27kg.(g取10N/kg);请计算
(1)鱼缸内所装水的重力;
(2)鱼缸底部受到的水的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强.
【答案】
(1)鱼缸内所装水的重力是270N;
(2)鱼缸底部受到的水的压力为240N;
(3)鱼缸对桌面产生的压强是2.5×103Pa
【解析】(1)水的重力:
G=mg=27kg×10N/kg=270N;
(2)鱼缸底部受到的水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
由p=F/S可得,鱼缸底部受到的水的压力:
F=pS=2×103Pa×0.12m2=240N;
(3)鱼缸对桌面的压力:
F′=G+G缸=270N+30N=300N,受力面积S=1200cm2=0.12m2;
鱼缸对桌面的压强:
p′=F/S=2.5×103Pa。
【教学建议】
此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结,一方面是对本节课的重点难点内容的回顾,更重要的是针对这节课学生出现的问题再次进行复习提问等,以达到让学生课上掌握的目的,同时可以对下节课内容进行简单的铺垫,以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。
1.液体压强产生原因
2液体压强计
3.静止液体压强的特点
4.液体压强公式
5.连通器
6.形杯问题
7.薄片脱落问题
【教学建议】
此处内容主要用于教师根据学生掌握情况有针对性的进行课后作业的布置,掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业,成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为主,但是一定要控制作业的数量,给学生布置的作业一般不要超过5题,这样学生才能保证做题的质量。
1.如图所示三个容器,底面积相等,若都装入相同质量的酒精,则酒精对容器底部的压强(
)
A.
A
最大
B.
B
最大
C.
C
最大
D.
一样大
【答案】A
【解析】由液体压强公式p=ρgh可知,同种液体,深度越大,压强越大。由图可知,A容器中酒精深度最大,酒精对容器底部的压强最大,故A正确为答案。
2.在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U型管压强计,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,结论是:_________________________________________.
(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)在图丙中,固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究__________________.
【答案】
相平
深度
丙丁
当浸没深度和液体密度一定时,液体压强与容器形状无关
乙丙
液体压强与朝向的关系
【解析】研究液体压强实验,用到U型管压强计,为了比较液体压强大小,我们用到转换法,即用U型管压强计两管液面高度差来比较,为了方便比较实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平.甲、乙两图探头在水中的深度不同,故该步骤是探究液体压强与深度的关系.要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应该选择容器形状不同,而其他量均相同的实验进行对比,满足上述要求的是图丙丁两图,U型管压强计两管液面高度差一样,故结论是:当浸没深度和液体密度一定时,液体压强与容器形状无关.要探究液体压强与密度的关系,则选择密度不同外其他量均相同,故应选用乙丙两个图进行对比.在图丙中,固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,改变的是探头的朝向,故这是为了探究液体压强与朝向的关系。
3.如图所示,底面积为200cm2的容器自重10N,装入100N的水时,水的深度为30cm,(g取10N/kg)求:
(1)水对容器底的压强和压力。
(2)容器对地面的压力和压强。
【答案】
(1)水对容器底的压力、压强分别为60N、3×103Pa;
(2)容器对地面的压力、压强分别为110N、5.5×103Pa
【解析】
(1)水对容器底的压强:
p1=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;
水对容器底的压力:
F1=P1S=3×103kg/m3×200×10﹣4m2=60N;
(2)容器重:G1=10N;
水重:G2=m水g=10kg×10N/kg=100N;
容器对水平桌面的压力:
F2=G1+G2=10N+100N=110N;
容器对水平桌面的压强:P2=F2/S=5.5×103Pa。
1.如图所示,均质圆柱形固体A和盛有液体的轻质柱形容器B对水平桌面的压力相等。将固体A沿水平方向切去和容器B中抽出相同的任意高度△h,剩余部分固体对桌面的压强、液体对容器底部的压强分别为PA、PB,要使PA与PB的差值始终保持不变。则它们密度的大小关系是(
)
A.
ρA可能大于ρB
B.
ρA一定等于ρB
C.
ρA可能等于ρB
D.
ρA一定大于ρB
【答案】B
【解析】由图示可知,A为均匀柱体,B为规则容器,故可得A对地面的压强:pA=ρAghA,B对容器底的压强:pB=ρBghB,由题意可知A对地面的压力和B对容器底的压力相等,而SA<SB,根据公式p=F/S可得,A对地面的压强大于B对容器底的压强,即ρAghA>ρBghB,由图示可知,hA>hB,所以可得ρA可能大于、小于或等于ρB,本题要求PA与PB的差值始终保持不变,故A、B的压强变化量满足△P=△PA-△PB=0,也就是ρAg△h-ρBg△h=0,则可得ρA=ρB,故应选B。
2.如图所示.将底面积为100cm2,重为5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N,深40cm的水.求:距容器底10cm的A处水的压强.(g取10N/kg)
【答案】距容器底10cm的A处水的压强为3×103Pa;
【解析】A点离液面的深度:
h=40cm﹣10cm=30cm=0.3m;
距容器底部10cm处A点水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;
3.某同学将两端开口、底部带有阀门K(气密性好)的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,容器中分别装有密度为ρ1和ρ2的液体。他用抽气机抽出U形管内部分空气后关闭阀门K,结果如图所示。则下列说法正确的是(
)
A.
倒插在两容器中的U型管是连通器
B.
两容器中的液体将会流动直到两个液面相平
C.
两容器中的液体密度ρ1和ρ2不同
D.
测出h1或h2,即可用p=ρgh求出大气压的大小
【答案】C
【解析】A.连通器是上端开口,底部连通的容器,倒插在两容器中的U型管不是连通器,故A错误。
B.U形管内部空气压强相等,由题意可知,左侧玻璃管液柱:大气压右侧液柱:大气压,液柱高度不同,但已达到平衡状态,液体不再流动,故B错误。
C.由平衡条件可知:左侧液柱,右侧液柱,由图可知,可得,故C正确为答案。D.不知道U形管内气体压强的大小,所以无法计算大气压的大小,故D错误。
1.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17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(
)
A.P甲>P乙
B.P甲<P乙
C.P甲=P乙
D.无法判断
【答案】B
【解析】物体浸没时,排开液体的体积和本身的体积相等,
将体积相同的实心铝、铁块分别浸没于甲、乙两容器中时,液体上升的高度相等,
,且,
,
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,
当量筒底部受到液体压强相同时,若取出金属块后,容器底部受到酒精产生的压强大于水产生的压强.
所以B选项是正确的.
体积相同的实心铝、铁块分别浸没于甲、乙两容器中时,排开水和酒精的体积相等,即液体上升的高度相等,根据比较两者产生压强的大小关系;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,再根据量筒底部受到液体压强相同得出将两金属块取出后容器底部受到液体压强之间的关系。
2.小明用如图甲所示的微小压强计探究水的内部压强与探头的方位是否有关。微小压强计的探头自然放置时,U形管中两侧液面等高。小明将探头放入水中,进行的实验操作如图乙所示。
(1)小明在此实验中每次将探头放入水中同一深度,这种研究方法在物理学习中经常用到,以下研究过程采用了这种方法的是
。(选填选项前的字母,只有一个选项正确)
A.探究同一直线上二力合成时,一个力作用在橡皮筋上与两个力共同作用在橡皮筋上,应使橡皮筋的形变相同
B.探究物体重力势能的大小与物体被举高度的关系,应控制物体的质量相同
C.研究光现象时,用“光线”来表示光的传播路径和方向
(2)小明得到的实验结论是:水内部的压强与探头方位
。(选填“有关”或“无关”)
【答案】(1)B;(2)无关。
【解析】(1)在探究有多个变化因素的问题时,只让其中一个因素发生变化,保持其它因素不变,这种方法叫控制变量法,?A、探究同一直线上二力合成时,一个力作用在橡皮筋上与两个力共同作用在橡皮筋上,应使橡皮筋的形变相同,应用了等效法,故A不符合题意;?B、探究物体重力势能的大小与物体被举高度的关系,应控制物体的质量相同,应用了控制变量法,故B符合题意;?C、研究光现象时,用“光线”来表示光的传播路径和方向,应用了模型法,故C不符合题意;?(2)金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,因此同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等,水内部的压强与探头方位无关。因此,本题正确答案是:(1)B;(2)无关.(1)探究有多个变化因素的问题时,控制别的因素,只让一个因素变化,用到控制变量法;?(2)液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
3.水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和两个大小不同的烧杯及足量的水。小华学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后又提出了新的猜想:“液体对容器底部的压强与液体的质量有关”,为此他利用提供的实验器材进行了如下实验。
①小烧杯中倒入100g的水,将微小压强计的探头放入容器底部,如图甲所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h1;
②小烧杯中再倒入200g的水,将微小压强计的探头放入容器底部,如图乙所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2;
小华发现h1小于h2,于是小华得出结论“液体对容器底部的压强与液体的质量有关”。请利用上述器材证明小华的结论是错误的。写出实验过程及实验现象。
【答案】(1)将小烧杯中倒入的水,用刻度尺测量水面距容器底的距离为H,将微小压强计的探头放入容器底部,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差;?
(2)将大烧杯中倒入的水,用刻度尺测量水面距容器底的距离仍为H,将微小压强计的探头放入容器底部,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差;?
实验现象:两次实验,两烧杯中水的质量,测得微小压强计U形管两侧的液面高度差,由此证明“液体对容器底部的压强与液体的质量无关”.所以小华的结论是错误的。
【解析】要探究液体内部压强与液体的质量的关系,应控制液体种类和液体的深度相同,改变液体的质量.但从小华的实验中发现,他没有控制探头在水中的深度;所以设计实验步骤如上:?液体压强与液体密度和深度有关,要探究液体内部压强与液体的质量的关系,应控制液体种类和液体的深度相同,改变液体的质量,
深度是指自由液面到所在位置的竖直距离,与该点到容器底的距离无关.由此分析解答。
【教学建议】
1、对教学技能的反思:对基础知识的讲解是否透彻;
对重点、难点是否把握准确;
对学生的学习知识掌握知识的状态是否了解等。
2、对教学目标的反思:
讲授的知识是否正确;语言是否规范简练
;
书写是否工整(班组课板书设计是否合理);
教具的使用是否得当,实验操作是否熟练、规范等。
3、对教学方法和手段的反思:是否注重了学生的参与意识
;班组课是否因“班”施教,课后因“人”施教;
教学方式、手段是否多样化等。
第8讲
讲
概述
教学过程
一、导入
二、知识讲解
知识点1
液体压强
探头
知识点2
连通器
知识点3
薄片脱落问题
三、例题精析
例题1
例题2
例题3
例题4
四
、课堂运用
基础
巩固
拔高
课堂小结
拓展延伸
基础
巩固
拔高
图17
图
乙
甲
图
甲
乙
教学反思