初中物理液体压强专题讲义--2
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学科教师辅导讲义
年级:初三学员姓名:辅导科目:物理学科教师:老师授课类型新授授课内容液体压强专题讲义
教学内容
〖知识框架〗
一、液体压强
〖题型体系〗
题型一、液体高度的判断
[例1]如图所示,在甲、乙两个试管中分别装有相同高度的水和酒精(ρ水>ρ酒精),试管底部受到的液体的压强p甲和p乙的关系是( A)
A,p甲>p乙;B,p甲=p乙; C,p甲
[例2]如图所示,容器底面积为1dm2,容器内装有水,根据图中所给的条件,求容器中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)600, 12;
[例3]如图所示,容器中盛有一定量的水,容器底部A、B、C三点压强P A、P B、P C的大小关系.P A<P B<P C;
[例4]如图所示,水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为0.5×10-3m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面.在两容器中均加入重为10N的水,则B对桌面的压强为 Pa ,A对桌面的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)B对桌面的压强;若A、B容器的水中同一高度处压强分别为p A、p B,则p A p B(选填“大于”、“小于”或“等于”).2X103,大于,大于;
(1)根据水的重力为10N和横截面积均为0.5×10-3m2的容器,利用P= Fs即可求出B对桌面的压强.
(2)A、B容器的自重忽略不计,它们对于水平桌面的压力等于各自所装的水重,因此只需判断出A、B两个容器底的底面积大小关系,结合压强公式P= Fs即可判断出A、B容器对于桌面压强的大小关系.
(3)首先判断出两个容器液面的高度关系,由于所比较的是A、B容器的水中同一高度处的压强关系,所以要先判断出这两处距离各自液面的距离(即该点到液面的竖直高度),再由P=ρgh即可比较出两点所受压强的大小.
题型二、判断高度的变化
[例1]如图所示,当试管从倾斜放置到竖直放置的过程中,水对试管底部的压强( A )
A、变大
B、不变
C、变小
D、无法确定
题型三、倒置问题归类
[例1]将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是p A和p B,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( D )
A,pA>pB,FA>FB;B,pA<pB,FA=FB; C,pA=pB,FA<FB;D,pA<pB,FA>FB;
题型四、探究题
[例1]在探究“影响液体内部压强大小的因素”的过程中,一些同学作了如下猜想:
猜想A在同一深度,液体内部向各个方向都有压强,且向各个方向的压强相等;
猜想B在深度相同时,不同液体的压强还跟它的密度有关,液体的密度越大,压强越大;
猜想C同一种液体的压强随深度的增加而增大.
为了检验上述猜想是否正确,某同学进行了图中各图所示的操作:
(1)比较图中代号为_________的三个图,可以说明猜想A是否正确;
(2)比较代号为_____________的两个图,可以说明猜想B是否正确;
(3)比较代号为_____________的三个图,可以说明猜想C是否正确.
用U形管压强计研究液体内部压强大小与哪些因素有关的实验.在研究三个或三个以上物理量之间的关系时,应先确定研究对象的物理量(如液体压强),然后逐一研究这个物理量和另一物理量(如深度或液体密度)的关系.研究时要控制除这两个物理量外的其他物理量(深度或密度)不变,然后将这些单一关系综合起来,即控制变量的思想.为验证猜想A是否正确,必须在同一液体中的同一深度,转动金属盒,将橡皮膜分别转向各个不同的方向,观察U形管两管中水面的高度差是否变化,所以应选图中代号为A、B、C三个图;检验猜想B是否正确,要分别将金属盒放在不同液体的同一深度,观察两管中水面的变化情况,故应选代号为E、F的两个图;为检验猜想C是否正确,要将金属盒分别放在同一液体的不同深度,观察两管中水面的变化情况,故应选代号为A、D、E(或B、D、E或C、D、E).答(1)A、B、C (2)E、F (3)A、D、E(或B、D、E或C、D、E)
[例2]如图所示,用压强计研究液体内部的压强:
(1)比较a、b图实验,说明___________ ;(2)比较b、c图实验,说明__________ 。
由于液体内部压强的大小无法直接观察,故本题考查同学们是否知道在实验时必须借助于测量仪器——压强计来研究,还考查同学们是否知道压强计的原理是“两管液体的高度差越大,压强就越大”.要比较首先要学会观察,看看每组实验数据中,哪些因素没变,哪些因素发生了变化,再运用正确的研究方法找出因果关系,即可得出正确的结论.根据液体内部压强的特点,比较a、b两图实验,a图中压强计金属盒浸入水中深度小于b图中的深度,a图压强计液面的高度差较小,说明液体的压强随深度的增加而增大.比较b、c两图实验,金属盒的深度相同,压强计液面的高度差相同,说明在同一深度处液体向各个方向的压强相等.
(1)液体的压强随深度的增加而增大;(2)在同一深度处液体向各个方向的压强相等.
题型五、与容器形状有关的液体压强计算
液体对容器底部的压力与所盛液体的重力的关系.液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力。
形状不同的三个容器装有密度为ρ、深度为h的液体,底面积均为S。根据液体压强计算公式,液体对容器底部的压强为p=ρgh,所以液体对容器底部的压力为F=pS=ρghS。液体的重力为G=mg=ρgV。所以,比较各容器底部受到液体的压力大小F与液体重力G的大小,只需要比较Sh(容器的底面积和高的乘积,即图2中两竖直虚线间所包围的
体积)与V(液体的体积)之间的关系即可。图甲为口大底小的容器,Sh<V,所以容器底受到的压力小于液体的重力,即F<G;图乙为柱状容器,Sh=V,所以容器底部受到的液体的压力等于液体的重力,即F=G;图丙为口小底大的容器,Sh>V,所以容器底部受到的压力大于液体的重力,即F>G。可见,容器的形状不同,则容器底部受到的压力与所装液体的重力大小关系就不一样。
a容器口大底小,对液体提供向上的支持力的,不仅仅是容器底部,周围侧壁对液体也提供向上的支持力,这就减轻了液体对容器底部的压力,使F<G。b容器的侧壁对液体也有作用力,但方向是水平的,不能减轻液体对容器底部的压力,所以F=G。c容器的侧壁对液体的力的方向向下(依据:压力的方向总是与接触面垂直),使容器底部不仅承受液体的重力,还要承受侧壁对液体向下的压力,使F>G。
[例1]三个质量相同,底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( D )
A.一样大B.甲最大C.乙最大D.丙最大
由于水平放置的三个容器的底面积相同,对桌面压强相等,因此它们对桌面压力也相等,而三个容器质量相同,故容器重力也相等,所以三种液体重力、质量也相等,但三种液体的体积不相等,甲液体体积最大,丙液体的体积最小,因为m=ρV,所以丙液体密度最大,再根据液体压强特点可知,在深度一样时,丙液体对容器底的压强最大.
题型六、分清所求压强为固体压强还是液体压强
[例1]、将2千克水倒入底面积为0.02米2的容器中,水深30厘米。容器重力为2牛,放在水平桌面中央。求:(1)容器底部受到水的压力;
(2)容器对桌面的压力;
(3)容器对桌面的压强。
甲丙
乙