液体压强(提高) 知识讲解
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液体压强(提高)
撰稿:肖锋审稿:蒙阿妮
【学习目标】
1、知道液体压强的特点;
2、了解连通器及其原理;
3、能用液体压强公式进行简单计算。
【要点梳理】
要点一、液体压强(高清课堂《液体压强》)
要点诠释:
1.产生原因:液体的压强是由液体所受的重力及液体具有流动性而产生的,液体的压强虽然是由液体受的重力产生的,但它的大小却与液体受的重力无关,液体对容器底部的压力不一定等于容器中的液体受到的重力,只有侧壁竖直的容器,底部受到的液体压力才等于容器内的液体所受的重力。
2.特点:通过实验探究发现,液体压强具有以下特点:
①液体对容器的底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
②液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
③不同液体的压强还跟它的密度有关系。
要点二、液体压强公式:
1、公式推导:如图所示,设想在密度为的液体中,液面下深度为h处有一水平
放置的面积为S的小平面,在这个平面上就有一个假想的液柱。
液柱的体积:
液柱的质量:
液柱受到的重力:
小平面受到的压力:
小平面受到的压强:
由于在同一深度液体向各个方向的压强都相等,因此用于液体内部向各个方向压强的计算。
2、液体压强计算公式:,式中P表示液体自身产生的向各个方向的压强,不包括液体受
到的外加压强,单位是Pa,是液体密度,单位是,g是常数,g=9.8N/kg,h是液体的深度,
单位是m。
要点诠释:
1、由公式知,液体压强与液体的密度和深度有关,与液体的重力、体积无关。当深度一
定时,P与成正比,当一定时,P与h成正比。
2、液体的深度h指的是液体中被研究点到自由液面的竖直距离,即一定要从液体跟空气的分界面竖直往下测量,它不是高度,高度由下往上量的,判断出h的大小是计算液体压强的关键。
要点三、液体压强的测量
由于在同一深度,液体向各个方向的压强相等,所以我们只要测出液体某一深
度某一方向上的压强,就同时知道了液体在这一深度各个方向上的压强。
如图所示,液体压强可用压强计来测量,工作原理是:当金属盒上的橡皮膜受到
挤压时,U型管两边的液面出现高度差;压强越大,两边的高度差越大,读出高度
差即可得出压强计金属盒所处之处的压强。
要点四、连通器及其应用(高清课堂《液体压强》)
上端开口,下端连通的容器叫连通器。
要点诠释:
1.连通器原理:连通器里如果只有一种液体,在液体不流动的情况下容器的各液
面总保持相平。
如图,在连通器内取一很薄的液片AB;AB受到左边液面对它的压力,也受
到右边液面对它的压力,AB平衡,根据二力平衡关系有,根据压力与压
强的关系有,由于AB是薄片,有,所以,又根据,则有
,所以同种液体不流动时各液面相平,若连通器里装有不同的且不能均匀混合的液体,连通器
液面将不再相平。
2.连通器原理的应用
①茶壶:茶壶口高于茶壶盖的设计。
②锅炉水位计:利用连通器原理把锅炉中的水位反映到锅炉外的水位计中。
③自动饮水器:利用连通器原理使饮水部分水面自动升高。
④船闸:利用连通器原理使轮船通过水库,拦河大坝等。
【典型例题】
类型一、液体压强
1、将同一个压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,
现象如图所示,这两种液体的密度大小关系是()
A.甲液体的密度一定小于乙液体的密度
B.甲液体的密度一定等于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
D.无法判断
【答案】A
【解析】压强计两管所显示的高度差是相同的,即压强的大小相等,但金属盒在甲液体中比在乙液体中深些,由知,甲的密度比乙小。
【总结升华】压强计是用来测量液体压强的,是初中物理的常见仪器。
举一反三:
【变式】如图所示,在圆柱形容器的侧壁上不同位置各开一个小孔,并用橡
皮塞盖住,将容器装满水后,同时取掉三个橡皮塞,水从小孔中喷射而出,结
果出现图中的情形,你从图中所示的现象能得出什么结论?
【答案】这现象表明,液体内部的压强随深度的增加而增大。
2、如图是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图象。设液体甲的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲和ρ乙的关系是()
A.ρ甲<ρ乙B.ρ甲=ρ乙C.ρ甲>ρ乙D.无法确定
【答案】C
【解析】由图可知,当甲乙两液体深度相同时,甲中的压强大于乙中的压强,由P=
ρgh可得:ρ甲>ρ乙
【总结升华】图象法是物理中的重要方法之一,应用较多,本题应注意由控制变量法分析图象。
举一反三:
【变式】一支两端开口的玻璃管下方扎有橡皮膜,当注入某种液体时,橡皮膜
向下凸出,如图甲;将其放入一盛水容器中,当管内外液面相平时,橡皮膜凹进
管内,如图乙。则管内所装液体可能是()
A.盐水B.煤油C.水D.以上三种均有可能
【答案】B
类型二、连通器
3、厨房、卫生间里的脏水,通过下水管流到污水沟,我们却闻不到沟里的臭味,这种下水管的示意图是下图中的()
【答案】C
【解析】A、B两种情况,室内与污水沟直接相连,沟里的臭味易传到屋内;C、D的下水管相当于连通器,当有脏水下行时,据连通器原理,同种液体静止时,左右两管液面相平,会有部分液体贮藏在下水管里,让沟里的臭味不能传出,但D凹沟太深,易堵塞残渣废物,故C恰当。
【总结升华】物理是一门与生活实际密切相关的科学,把物理知识运用到与生活实际中来不只是中考的要求,也是学好物理的必然选择。
举一反三:
【变式】1(高清课堂《液体压强》例7)如图所示的事例中,不应用连通器原理的是