初二物理下册液体的压强(基础) 知识讲解(带答案解析)
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液体的压强(基础)
撰稿:肖锋审稿:雒文丽
【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》388899)
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。
要点诠释:
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:
,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,是常数,,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》388899)
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、下面是小明同学用如图所示的装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)
4两组数据可得出结论是:不同液体的压强还跟___________有关。
②为了进一步研究在同一深度液体向各个方向的压强是否相等,他应控制不变的
量有_______和______,要改变的是_________。
③小明同学在学了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算,(g
取10N/kg)他发现按液面高度差计算的压强值略小于按液体深度计算的压强值,你认
为造成这种现象的原因是什么?
【答案】①同种液体的压强随深度的增加而增大、液体的密度。
②密度、深度、金属盒在水中的方向
③金属盒橡皮膜发生形变产生压强。
【解析】①分析表1、2、3知同种液体水,随着深度的增加,(由30→60→90)压强计读数也跟着增大(28→58→84)。分析表3、4两组数据知:深度相同(h=90mm),不同液体(即密度不同)压强计读数不同。
②研究同一深度的压强是否相等,应控制深度不变,密度不变,改变压强计金属盒的方向。
③由于按压强计液面高度差进行计算时,压强值略小的原因是金属盒的橡皮膜受到压强发生形变时,也产生压强。
【总结升华】本题考查的是研究物理问题常用的一种方法:控制变量法。这也是一种重要的研究方法。
2、下端蒙有橡皮膜的玻璃管插入水中,如图所示,在逐渐下插的过程中,橡皮膜将( )
A.逐渐下凸 B.逐渐上凸
C.保持不变 D.无法确定
【答案】B
【解析】液体内部向各个方向都有压强,玻璃管插入水中时,下端橡皮膜应受到向上的压强,使橡皮膜向上凸,逐渐下插过程中,橡皮膜在水中的深度增大,受到水的压强也随着增大,就会更加向上凸。
【总结升华】液体的压强随深度增加而增大。
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。
3、如图所示,三个完全相同的容器,里面分别装有质量相等的三种不同液体,三个容器都是圆柱形,那么(1)这三个容器底受到液体的压强p a_____p b_____p c(填“<”“=”“>”);(2)三种液体的密度相比较ρa_____ρc_____ρb;(3)三容器对桌面的压强p A_____p B_____p C。
【答案】(1)==(2)>>(3)==
【解析】根据液体对容器底的压强产生的原因,我们知道,三容器中液体对容器底的压力相等,而受力面积相等,因此压强相等;三容器a容器中液体的体积最小,b容器中液体的体积最大,但它们质量相等,所以ρa最大,ρb最小;由于三容器完全相同,三液体质量相等,故三容器对桌面的压强相等。
【总结升华】本题主要考查压力和压强公式的运用,关键要弄清楚液体的压力和压强的计算方法,牢记压力和压强公式。
举一反三:
【变式】(高清课堂《液体压强》388899例1)如图所示,放置在水平桌面上的容器中装有适量的水。塞子A受到由水产生的水平向右的压强为( )
A.ρ水g(h1+h2+h3) B.ρ水g(h1-h2-h3)
C.ρ水g(h1+h2-h3) D.ρ水g(h1-h2+h3)
【答案】C
类型二、连通器
4、如图所示,正确的是()
【答案】A
【解析】因为静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上,所以选项B、C、D都不符合实际,不能选。
【总结升华】本题的解题关键是了解连通器中液面的特点:静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上。