初二物理竞赛 第12讲 液体压力、压强 教师版

12液体压力、压强漫画释义知识互联网1液体压强产生的原因① 液体受到重力作用, 所以对支撑它的物体（容器底）有压强② 液体没有固定的形状, 能流动, 因此对阻碍它流散开的容器壁有压强液体压强计液体压强影响因素① 在同一深度, 液体向各个方向的压强都相等② 液体密度一定时, 液体压强随深度的增加而增大③ 液体深度一定时, 液体密度越大, 液体压强越大液体压强计算公式p = ρ液 gh（h ——深度, 指该处到自由液面的垂直距离）连通器知识导航【例1】如图所示甲、乙、丙、丁、戊用同一杯水做了五个实验.(1) 若想探究深度对液体压强的影响,则选择的实验为; 得到的结论为.(2) 甲、乙、戊三个实验可以得到结论为: .【答案】乙、丙、丁; 同种液体, 深度越深, 液体压强越大.同种液体内部, 在同一深度朝各个方向压强大小相等.【例2】某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计验证液体内部压强的规律．压强计指针顺时针偏转的角度越大, 表示压强越大．他们的研究情况如图(a)、(b)、(c)、(d)所示．（图中(a)、(b)、(d)中的容器内均装满液体, 且ρ 盐水>ρ水）(1) 根据图可验证:当深度相同时, 同种液体内部压强与容器形状无关．(2) 根据图(b)、(c)可验证: , 液体内部压强随深度的增大而增大．(3) 根据图(b)、(d)可验证: 当深度相同时,(4) 若在图中的容器内轻轻放入木块, 压强计指针偏转的角度会增大．（选填“(a)”、“(b)”、“(c)”或“(d)”）【答案】(1) (a)、(b) (2) 液体密度相同时(3) 液体密度越大, 液体内部的压强越大(4) (c)【例3】如图所示, 容器中盛有同种液体, 液体在A、B、C 三点产生的压强从大到小的正确顺序是．【答案】p C>p B>p A模块一：液体压强的影响因素【例4】 水箱是密封的, 并装满水, 如果将玻璃管提高, 则水箱各部分压强的变化应是 ( )A. 箱顶上的压强增大B. 箱底上的压强减小C. 左侧箱壁压强增小D. 右侧箱壁压强减小【答案】A【例5】 如图所示, 两只容器分别盛有相同深度的酒精和水, 在 A 、B 、C 三点中, 液体产生的压强分别为 p A 、p B 、p C , 则下列有关 p A 、 p B 、p C 的大小的关系, 正确的是 ( ) A. C. 【答案】Bp A >p B >p C p A =p B >p C B. p A <p B <p CD. p A =p B <p C【例6】 一个液体压强管, 起初管内液体相平, 现将左右两个探头分别放入密度为 ρ1 、ρ2 的两种液体中, 且深度一 样, 管内液面如图所示. 则两种液体密度的大小关系 为 ( ) A. ρ1 = ρ2 B. ρ1 > ρ2C. 【答案】Bρ1 < ρ2D. 无法确定【例7】 将一个挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深）, 在圆柱体接触容器底之前, 能正确反映容器底部受到的压强 p 和圆柱体下表面到水面距离 h 关系的图像 是 ( )【答案】D【例8】 一只可口可乐瓶, 其侧壁有 a 、b 两个小孔并用塞子塞住, 瓶内盛有一定质量的酒精. 把可口可乐瓶放入水中, 当瓶内、外液面相平时, 拔 出 a 、b 两个小孔上的塞子, 则 ( ) A. a 、b 两个小孔均有水流入 B. a 、b 两个小孔均有酒精流出C. 酒精从 a 小孔流出, 水从 b 小孔流入D. 水从 a 小孔流人, 酒精从 b 小孔流出【答案】A☆教师备选题: 现有一试管里面装有某种液体, 将试管倾斜一定角度后 （液体未洒出）, 则液体对试管底部的压强 ( ) A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定【答案】B【例9】 如图所示, 甲、乙两支完全相同的试管, 都装有水; 甲试管 竖直放置, 乙试管倾斜放置, 两试管液面相平. 水对两试管 底的压强分别为 p 甲 和 p 乙 , 两个试管中装有水的质量分别为 m 甲 、m 乙 ,则 p 甲 p 乙 , m 甲 m 乙 .（填“>” 、“=”或“<”）【答案】=<【例10】如图所示, 甲、乙两支完全相同的试管, 分别装有质量相等的液体, 甲 试管竖直放置, 乙试管倾斜放置, 两试管液面相平．设液体对两试管底的压强分别为 p 甲 和 p 乙 , 则 ( )A. p 甲＜p乙C. p 甲＞p乙B. p 甲 = p 乙D. 条件不足, 无法判断【答案】C 【解析】完全相同的甲和乙两支试管中所装液体的质量相同,m 1 = m 2 , 甲试管竖直放置, 乙试管m倾斜放置时, 两试管的液面相同, 所以乙试管中的液体体积大, 即V 2＞V 1 , 由 ρ = 知,V甲试管内液体的密度大于乙试管内液体的密度, 即 ρ1＞ρ2 , 根据液体内部压强的特点 知甲试管底的压强大于乙试管底的压强, 所以正确答案是 C ．丙 乙 甲 丙 甲 乙【例11】如图所示, 甲、乙两支完全相同的试管, 分别装有质量相等的不同液体, 甲试管竖直放置, 乙试管倾斜放置, 两试管液面不相平．设 液体对两试管底的压强分别为 p 甲和 p 乙, 则 ( ) A. p 甲 <p 乙C. p 甲 >p乙B. p 甲 = p 乙 D. 条件不足, 无法判断【答案】C解析: “改邪归正”法将乙竖直起来, p >p , 再对比甲、丙两图, 根据 p= F, p =p . 所以 p ＞p . S【例12】小华同学通过实验探究某液体内部的压强与深度的关系, 根据实验数 据绘出了如图所示的图像.（g 取 10N/kg ） (1) 该液体 50cm 深处的压强是 Pa. (2) 该液体的密度是 kg/m 3.【答案】（1）3.75×103 （2）0.75×103【例13】如图所示, 容器底面积为1dm 2 , 容器内装有水, 根据图中所给的条件, 求容器中 A 点受到水的压强为 Pa, 容器中 B 点受到水的压强为 Pa , 容器底面受到 水的压力为 N ．( g 取10N / kg )【答案】 400 600 12【解析】根据 p = ρ g h 和 F = pS , 这里 A 、B 两点的深度分别为 0.04 m 、 0.06 m所以 p A =（1000⨯10⨯ 0.04）Pa = 400Pa , p B =（1000⨯10⨯ 0.06）Pa = 600PaF =（1000⨯10⨯ 0.12）Pa ⨯ 0.01m 2 = 12N模块二：液体压强、压力的简单计算【例14】简答题: 潜水运动员穿一般潜水服, 带上氧气管最多能潜泳 20m, 而穿上抗压潜水服就可以潜到 500m 的深度左右. 请解释为什么深水潜水要穿上抗压潜水服?带上氧气瓶，可潜 至 20m 深处穿上抗压潜水服， 可潜至 500m 深处【答案】根据 p = ρ gh , 同一液体内部, 深度越深, 液体压强越大. 又根据 F = pS , 当液体压强 越大, 人承受的液体压力就越大, 所以潜水越深, 潜水服应该越抗压.【例15】用一块薄塑料片挡住两端开口的薄壁玻璃筒下端, 竖直地插入 水中, 如图所示．(1) 当玻璃筒进入水中的深度为 0.21m 时, 水对塑料片的压强是 多大?(2) 若向玻璃筒内缓慢倒水, 筒内水面多高时塑料片下落?(3) 若向玻璃筒内倒入另一种液体, 当筒内液面为 0.28m 高时塑 料片开始脱落, 不考虑塑料片的质量, 求这种液体的密度?【答案】(1) 当玻璃管进入水中的深度为 0.21m 时, 水对塑料片的压强p = ρ水 gh =1.0 ⨯103kg/m 3 ⨯ 9.8N / kg ⨯ 0.21m = 2058Pa(2) 若向玻璃筒内倒水, 则筒内外水面高度大约相等时塑料片下落．(3) 当筒内液面高度为 0.28m 时塑料片开始脱落, 不考虑塑料片的质量, 则有ρ g h S = ρ g ' h 水 液ρ= h ρ = 0.21m ⨯1.0 ⨯103kg/m 3 = 0.75 ⨯103kg/m 3 液h ' 水0.28m【例16】如图所示, 轻质薄片刚要脱落, 则油的密度是 ()A. ρ水2ρ水B.ρ水3C.D ．因横截面积不知, 无法判断4【答案】B 小容器中盛有密度未知（ ρ油 ）的某种油, 其底为一轻质薄片, 大容器中装有水, 小容器置于大容器的水中, 位置已标在图中．以轻质薄片为研究对象, 薄片受到两个力作 用（忽略薄片重力）, 一是油对薄片向下的压力 F 油 , 另一个是水对薄片向上的压力 F 油 , 薄片刚脱落时, 应有:F 油 = F 水 , 即 p 油S = p 水S ,ρ油g ⋅ 3h ⋅ S = ρ水 ghS , 所以ρ水ρ油 =．3b 2 - 4ac【例17】三个圆柱形容器底面积之比为1:2:3, 容器里盛有同质量的液体, 那么液体对容器底的压力之比为( )A. 1:1:1B. 1:2:3C. 3:2:1D. 2:1:3【答案】A【例18】三个容器的底面积之比3:2:1, 容器内盛有同一种液体, 若容器底所受液体的压力相等, 那么容器内液体的深度之比是( )A. 1:2:3B. 3:2:1C. 1:3:6D. 2:3:6【答案】D【例19】底面积为80cm2 的圆柱形容器（重力不计, 壁厚不计）, 放在水平桌面上, 容器内装有重力为48N, 深为60cm 的水. 将一个质量为800g, 体积是200cm3 的合金块全部没入水3 3中后, 水未溢出.（g=10N/kg, ρ水=1.0×10 kg/m ）求:(1) 容器对桌面的压强; (2) 水对容器底的压强.【答案】(1) p= F=S56N8 ⨯10-3 m2= 7 ⨯103 Pa(2) p=6250Pa【例20】请你简要分析一下乳牛自动喂水装置的工作原理.【答案】该装置运用了连通器、浮力、杠杆和液体压强等知识点.具体的工作原理为: 牛饮水使牛的饮水槽水位低于供水槽水位，由于连通器的作用，供水槽中的水流入饮水槽. 在这个过程中, 供水槽水位下降，浮球随之下降，由于杠杆作用，进水阀门打开, 向供水槽中注水, 浮球随之上升，上升到一定高度时阀门关闭.模块三：连通器【例21】如图所示，下列实验装置中属于连通器的是( )【答案】B【例22】连通器在生产生活中有着广泛的应用，下列图中利用连通器原理的有( )A. 只有(1)(2)B. 只有(3)(4)C. 只有(1)(3) (4)D. (1)(2)(3) 【答案】C【例23】你知道船闸是怎样工作的吗？【答案】模块四：思考题【例24】这是著名的酒桶实验, 坚固的酒桶装满一桶酒. 现在在酒桶上方插一根又细又长的管子, 当再倒入一杯酒时, 酒桶“砰……”的一声就破裂了. 请你思考一下, 酒桶破裂的原因; 液体产生的压力是否一定等于液体的重力呢?【答案】虽然只有一杯酒, 但是使得酒桶底部到自由液面的深度加深很多, p = ρ gh 所以酒对桶底、桶壁的压强增大很多. 又根据F = pS 桶底桶壁承受的液体压力增大很多, 酒桶破裂了. 所以, 液体产生的压力与重力没有直接关系, 很少的液体一样能产生很大的液体压力.【例25】水平地面上放有一个质量为1kg 的水桶, 里面装有5kg 的水, 水深30cm .已知水桶的底面积大小为100cm2 , 求:(1) 水桶对地的压力、压强各为多少?(2) 水对水桶底部的压力、压强各为多少?（g 取10N/kg ）【答案】(1) F =60N ;p=6000Pa(2) p=ρ g h=3000Pa ;F液=pS =30N液☆固体产生的压力、压强一般先求压力, 再求压强. 液体产生的压力、压强一般先求压强, 再求压力.（可以说明液体产生的压力与液体的重力没有直接关系）实战演练【练1】如图所示, 甲、乙两容器间有一斜管相通, 中间有阀门K 控制, 容器中装有水, 且两容器中水面相平, 则( )A. 打开阀门K 后, 由于水受重力作用, 水将从甲流到乙B. 打开阀门K 后, 由于b 处压强大于a 处压强, 水将从乙流到甲C. 打开阀门K 后, 因为甲、乙两容器中液面高度相等, 所以水不会流动D. 打开阀门K 后, 因为乙中的水多, 所以从乙流到甲【答案】C【练2】在两个完全相同的容器中, 分别盛有质量相等的水和煤油, 下列说法正确的是( )A. 甲盛的是煤油, 乙盛的是水B. 在深度相同的A、B 两点的压强相等C. 它们对容器底部的压强不相等D. 它们对容器底部的压力相同【答案】D【练3】某同学将一两端开口的均匀玻璃管, 用质量不计的塑料片附在下端, 然后用外力F 将玻璃管竖直插在水下25cm 处, 保持平衡. 已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm2, 且塑料片和玻璃管的厚度不计, 玻璃管所受的重力为0.5N.（g=10N/kg）求:(1) 水对塑料片产生的压强和压力(2) 外力F 的大小(3) 该同学为测量某种液体的密度, 先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒入该液体, 当倒入深度达到20cm 时, 发现塑料片刚好下落, 那么该液体的密度为多少?【答案】(1) F 压=2.5N; p=2500Pa (2) F =2N (3) 1.25×103kg/m3【练4】为了探究影响液体压强大小的因素, 小明采用了如图所示的实验装置, 其中微小压强计可以反映液体内部压强大小的变化. 小明将微小压强计的探头放在烧杯内固定, 不断向烧杯中注入水, 微小压强计U 形管两侧液面高度差增大, 表明水内部压强随深度增加而增大. 小华却认为：微小压强计U 形管两侧液面高度差增大是水的重力增加导致的, 所以水的重力大小不同, 水内部压强大小就不同.请你利用上述器材或再补充必要的辅助器材, 设计一个实验证明小华的解释是错误的. 请你写出实验步骤和实验现象.【答案】实验步骤和实验现象：将微小压强计的探头放到截面积较大的烧杯底部, 向其中倒入适量的水, 记录微小压强计U 形管两侧液面差为∆h .将微小压强计的探头放到截面积较小的另一个烧杯底部, 把截面积较大的烧杯中的水一部分倒入这个截面积较小的烧杯中, 使微小压强计U 形管两侧液面差也为∆h .截面积较大的烧杯中还有剩余水. 说明小华的说法是错误的.船吸现象1912 年秋天, “奥林匹克”号正在大海上航行, 在距离这艘当时世界上最大远洋轮的100米处, 有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号正在向前疾驶, 两艘船似乎在比赛, 彼此靠得较拢, 平行着驶向前方. 忽然, 正在疾驶中的“豪克”号好像被大船吸引似地, 一点也不服从舵手的操纵, 竟一头向“奥林匹克”号撞去. 最后, “豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上, 撞出个大洞, 酿成一件重大海难事故.根据流体力学的伯努利原理, 流体（包括气体、液体）的压强与它的流速有关, 流速越大,压强越小；反之亦然. 用这个原理来审视这次事故, 就不难找出事故的原因了. 原来, 当两艘船平行着向前航行时, 在两艘船中间的水比外侧的水流得快, 中间水对两船内侧的压强, 也就比外侧对两船外侧的压强要小. 于是, 在外侧水的压力作用下, 两船渐渐靠近, 最后相撞. 又由于“豪克”号较小, 在同样大小压力的作用下, 它向两船中间靠拢时速度要快得多, 因此, 造成了“豪克”号撞击“奥林匹克”号的事故. 现在航海上把这种现象称为“船吸现象”.鉴于这类海难事故不断发生, 而且轮船和军舰越造越大, 一旦发生撞船事故, 它们的危害性也越大, 因此, 世界海事组织对这种情况下航海规则都作了严格的规定, 它们包括两船同向行驶时, 彼此必须保持多大的间隔, 在通过狭窄地段时, 小船与大船彼此应作怎样的规避, 等等.从两纸之间吹气。