第二节 科学探究液体的压强2课时Word文档下载推荐.docx
《第二节 科学探究液体的压强2课时Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二节 科学探究液体的压强2课时Word文档下载推荐.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
和p=ρgh的区别
(1)
适用于固体、液体、气体的压强及相关计算;
(2)p=ρgh只适用于液体压强的计算.
2.液体压强特点:
①液体对容器底和侧壁都有压强;
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;
在同一深度,液体密度越大,压强越大。
3.液体对底部压力与重力的关系(与固体压力、压强区分)
例如:
4.应用:
连通器
①定义:
上端开口,下部相连的容器.
②实例:
船闸、茶壶、锅炉水位计、下水管道、通风巷道、乳牛自动喂水器、喷泉.如图:
1)、茶壶:
壶嘴应略高于壶口,不然茶壶不能装满茶水。
2)、工业锅炉内水位计:
锅炉内水位不能直接观察,用与锅炉连通的玻璃管制成连通器,则管内与锅炉水面相平。
3)、农田输水管:
有的地方把农田输水管埋在地下,穿过公路,这也是利用连通器原理。
4)、船闸:
在船闸整个工作过程中,当打开上游阀门时,上游和闸室构成连通器;
当打开下游阀门时,下游和闸室构成连通器。
③特点:
液体不流动时,液面总相平.
④原理:
液体对P点压力相同:
F1=F2;
面积S相同,根据
p左=p右即ρgh1=ρgh2,∴h1=h2
5.注意:
(1)以两种液体为例,如果装入的两种液体密度大小相同,则液面最终会相平;
(2)如果两种液体密度大小不同,但相互间可互溶,可构成均匀的混合液,则液面依然相平;
(3)如果连通器里装有密度不同的且不混合的液体,连通器液面不相平。
6.液体压强的传递
帕斯卡原理:
如在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递,如图所示,有:
.
例1:
计算水面下50cm处水的压强?
例2:
如图,容器中盛有某液体,pA,pB,pC分别表示A、B、C三点处液体的压强,则:
()
A.pA=pB=pC;
B.pA=pC>
pB;
C.pA>
pC>
D.pA=pB<
pC
例3:
如图,求液体内各点处的压强。
例4、(2002年龙岩市中考试题)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,另一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同,如图所示,那么( )
A.瓶口朝上时,橡皮膜内凹;
瓶口朝下时,橡皮膜外凸
B.瓶口朝上时,橡皮膜外凸;
瓶口朝下时,橡皮膜内凹
C.每次橡皮膜都向内凹;
瓶口朝上比瓶口朝下橡皮膜凹进得多
D.每次橡皮膜都向内凹;
瓶口朝下比瓶口朝上橡皮膜凹进得多
解:
D。
例5、(2002年北京市朝阳区中考试题)图所示的薄壁容壁,其底面积为100cm2,装了重24.5N的水后,水面距容器底部20cm,则水对容器底部的压力、压强分别为( )
A.24.5N,2.45×
103PaB.24.5N,0.245Pa
C.1.96×
105N,1.96×
103PaD.19.6N,1.96×
103Pa
例6、有一侧壁可活动,密闭性能好的容器,如图。
容器内盛有一定液体,若将容器改成图中乙、丙两种形状。
设在三种情况下液体对容器底压力为F甲、F乙、F丙,压强为p甲、p乙、p丙;
容器对支承面压力为F′甲、F′乙、F′丙,压强为p′甲、p′乙、p′丙,则下列关系正确的是()
A.F甲=F乙=F丙 p甲=p乙=p丙 B.F丙>
F甲>
F乙 p丙>
p甲>
p乙
C.F′丙>
F′甲>
F′乙 p丙>
p乙D.F′甲=F′乙=F′丙 p′甲=p′乙=p′丙
BD。
例7.如图所示,U型管内装有水银,向右管中倒入一定量的水后,两管中水银面相差2cm,求此时两管的液面高度差是多少?
P左=ρ水银g(h2+h3)=ρ水银gh2+ρ水银gh3
P右=ρ水gh1+ρ水银gh4
又因为h3=h4,则有ρ水银gh2=ρ水gh1
将已知量代入可求得
h2=13.6h2=13.6×
2cm=27.2cm
则两管中液面高度差为Δh=h1-h2=27.2cm-2cm=25.2cm
例8.根据图中所示各容器两侧管中液面的高度,判断同一容器中的两种液体的密度大小。
(选填“>
”、“<
”或“=”)
A图中ρA_____ρB;
B图中ρA_____ρB;
C图中ρA_____ρB;
D图中ρA_____ρB。
例9.图中是轮船通过船闸时的示意图,可以知道下一步先打开的是________,再打开的是_______。
由图中轮船船头指向可知船是从上游驶往下游的,而且已经进入闸室。
此时,应打开阀门B,则闸室与下游构成连通器,水从闸室流向下游,当闸室中水面与下游相平时,闸门D打开,船驶往下游。
【中考解析】
1、如图所示的连通器,甲管的横截面积是2cm2,乙管的横截面积是0.5cm2,连通器中装有一些水,水面高度是15cm,现向甲管中装入10cm3的水,问甲管中水面的高度是多少?
对甲管中间距管底8cm处的M点的压强增加了多少?
甲管中注入ΔV=10cm3的水,根据连通器原理,静止后两管液面仍然是相平的,可知甲、乙两管水面升高的高度Δh相同,且满足关系式
ΔV=(S甲+S乙)·
Δh,则
∴甲、乙两管中水面高度变为h′=h+Δh=15cm+4cm=19cm,
M点增加的压强ΔP=ρgΔh=1.0×
103kg/m3×
9.8N/kg×
0.04m=392Pa
拓展:
此题若改为“向甲管中注入10cm3的煤油,其它条件不变,且甲管中仍有水,求乙管中水面到管底的距离是多少?
”呢?
(ρ煤油=0.8×
103kg/m3)
第一步:
作出示意图,MN为煤油和水的交界面,h1为MN上边甲管中煤油柱的高,h2为乙管中(MN上方)水柱高。
第二步:
求出h1,h2。
①、已知煤油体积V油=10cm3,则
②、由连通器原理,对MN平衡面有P左=P右,
即ρ煤油gh1=ρ水gh2,得h2=4cm.
第三步:
求出h4(h3).
根据水的体积不变列等式,未加煤油时水面高为15cm,
则V水=h水(S甲+S乙)=15cm×
(2cm2+0.5cm2)=37.5cm3;
加煤油后,V水=S甲·
h3+S乙(h2+h4)=S甲·
h4+S乙(h2+h4)
=h4(S甲+S乙)+S乙h2=2.5cm2×
h4+2cm3=37.5cm3
乙中水柱高h乙=h2+h4=18.2cm
2、图示为喷泉的示意图,试解释喷泉为什么会涌出?
由于地形关系,喷泉两端有较高水位,与喷泉出口处构成了连通器。
根据连通器原理,为了追求“液面相平”,水会从出口处喷出。
【配套练习】
1.如图,有一试管竖直放置,注入适量的水,在把试管逐渐倾斜的过程中(水不溢出),试管底部所受到水的压强()
A、变大 B、变小 C、不变 D、无法确定
2.三个实心正方体对水平地面的压强相同,它们的密度分别为ρ1,ρ2,ρ3且ρ1>ρ2>ρ3,则这三个正方体对水平地面的压力F1、F2、F3的大小关系是()
A、F1=F2=F3 B、F1<F2<F3
C、F1>F2>F3 D、不能确定
3.甲、乙两个正方体放在水平桌面上,它们对桌面的压强相等,压力之比为9:
4,则甲、乙密度之比为()
A、2:
3 B、3:
2 C、4:
9 D、1:
1
4.边长为0.1m的正方体金属块,放在面积为1m2的桌面上,当用弹簧测力计竖直向上拉金属块,弹簧测力计读数为10N时,金属块对桌面的压强为4×
103Pa,则金属块的密度是()
A、5×
103kg/m3B、4×
103kg/m3 C、3×
103kg/m3 D、2×
103kg/m3
5.如图,质量和高度相同的甲、乙两圆柱形容器,放在水平桌面上,倒入等量的水后,下列判断正确的是()
A、水对容器底部的压力F甲>F乙 B、容器对桌面的压强P甲'
<P乙'
C、水对容器底部的压强P甲>P乙 D、容器对桌面的压力F甲'
<F乙'
6.在烧杯内盛适量的水,把一木块慢慢放入水中,当木块静止时,水对杯底的压强比未放入木块前压强()
A、增大 B、减小 C、不变 D、无法判断
7.如图,水塔中水面距地面高H,水龙头距地面高h,水龙头受到水的压强是()
A、ρ水gh B、ρ水gH C、ρ水g(H+h) D、ρ水g(H-h)
8.甲、乙两个相同容器放在水平面上,甲盛有盐水,乙盛有酒精,两容器底受到液体的压强相等,若图中所示的A、B两点等高,这两点处液体产生的压强分别为PA和PB,则PA和PB的大小关系是()
A、PA=PB B、PA<PB C、PA>PB D、条件不足,无法确定
9.如图,两支相同的试管甲和乙,管内盛有相同质量的不同液体,甲管竖直放置,乙管倾斜放置,但两管的液面相平,即液面到管底的高度h相等,则两管中液体对管底的压强P甲和P乙的大小关系是()
A、P甲>P乙 B、P甲<P乙 C、P甲=P乙 D、以上三种情况都有可能
10.在两个完全相同的容器里分别盛有质量相等的水和酒精,如图所示,下面说法中正确的是()
A、甲中盛的是水,乙中盛的是酒精 B、它们对底部的压强相等
C、在离容器底部相同高度的A、B两点液体压强相等D、它们对容器底部的压力相等
11.水塔中水面距离地面高度为40m,某水龙头受到水的压强为2.94×
105Pa,求此水龙头离地面高度是多少?
12.(2010年重庆,20题)新中国六十周年国庆阅兵式上的各种新武器、新装备,展示了我国人民军队的高科技成果。
其中的某型号的两栖步兵战车如图20所示,战车质量为22t,履带着地总面积为4m2。
(g=10N/kg,ρ水=1.0×
(1)该战车在天安门长安街上接受检阅时,对水平地面的压强为多少?
(不计战车上人的质量)
(2)该战车具有水上打击目标和运送的功能,在一次水上演习中,战车排开水的体积为23m3,则战车受到水的浮力为多大?
(3)在这次水上演习中,战车某处在受到水的压强为1.5×
104Pa,则该处的深度为多少?
(1)5.5×
104Pa
(2)2.3×
105N(3)1.5m
13.(2010年甘肃兰州,31题)(6分)如图21所示,水塔与自来水管组成连通器,若水塔内水面高度h1=18m,五楼住户水龙头出水口高度h2=13m,四楼住户水龙头出水口高度h3=10m,水龙头出水口直径为2cm。
求:
(1)四楼住户水龙头出水口处,水的压强是多少?
(2)四楼住户水龙头出水口受到水的压力是多少?
(g取10N/kg)
答案:
P=ρg(h1-h3)=1.0×
10N/kg×
8m=8×
104帕,
S=∏r2=3.14×
(1×
10-2m)2=3.14×
10-4m2,
F=PS=8×
104Pa×
3.14×
10-4m2=25.12N。
14.(2010重庆綦江,20题)如图甲所示的平底薄壁玻璃杯,底面积为3×
10-3m2,装满水后水深0.1m。
现将一个5×
10-5m3的木块缓慢放入水中,静止后木块有
的体积浸在水中(如图乙)。
水的密度1.0×
103kg/m3,取g=10N/kg。
(1)放入木块前水对杯底的压强是多少?
(2)放入木块后木块所受的浮力是多少?
(3)放入木块后水对杯底的压力是多少?
(1)水对杯底压强
(2)木块所受浮力
(3)水对杯底的压力
15.(2010江苏泰州,27题)用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”;
①图19所示压强计是通过U形管中液面的______________来反映被测压强大小的.使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置_________________(选填“漏气”或“不漏气”)。
②图20甲、乙、丙、表示探究过程中的三个情景.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.比较图_________________可知液体压强大小与深度有关;
比较图______________可知液体压强大小还与液体的密度有关。
①高度差不漏气②甲和乙乙和丙
16.(2010江苏南通,28题)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5.0×
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pA、pB,则pApB(选填“大于”、“小于”或“等于”).2.0×
103大于大于
17.(2010黑龙江哈尔滨,25题)下列是同学们在家庭实验室中的一些小制作、小发明,对其解释不正确的是()B
A.甲图中用圆珠笔芯制作的密度计,铜笔头向下是为了降低重心,增加稳定性
B.乙图是制作的水气压计,试管口的塞子要多打孔与大气相通
C.丙图潜艇的制作原理是通过排水、吸水的方法改变其重力,实现沉与浮
D.丁图是一个冷热水混合淋浴器,它利用了伯努利原理
18.(2010年上海,8题)如图4所示,两个盛有等高液体的圆柱形容器A和B,底面积不同(SA<
SB),液体对容器底部的压强相等,现将甲球浸没在A容器的液体中,乙球浸没在B容器的液体中,容器中均无液体溢出,若此时液体对各自容器底部的压力相等,则一定是()B
A、甲球的质量小于乙球的质量B、甲球的质量大于乙球的质量
C、甲球的体积小于乙球的体积D、甲球的体积大于乙球的体积
19.(2010辽宁沈阳,6题)如图2所示,两个完全相同的装满豆浆的密闭杯子,以下列四种不同的方式放在水平桌面上,若杯子上表面面积是下表面面积的2倍,它们对桌面的压强大小分别是p甲、p乙、p丙、p丁,则()C
A.p甲<
p乙<
p丙<
p丁B.p乙<
p甲<
p丁<
p丙
C.p乙<
p甲=p丁<
p丙D.p丙<
p丁=p甲
20.(2010福建龙岩,11题)站在地面上的小宏想让自己
对地面的压强变为
最小,他应该()答案D
A.走动B.抬起一只脚
C.坐在地面上D.平躺在地面上
21.(2010福建龙岩,13题)如图4所示,是甲、乙两种液体内部的压强
与深度关系的图象。
设液体甲的密度为
、液体乙的密度为
,则
、
的关系是()答案B
A.
=
B.
>
C.
<
D.无法确定
22.
B
23.洗手池的排水管如图所示,为什么设计成弯曲的?
答:
排水管弯曲的部分实际上是一个连通器,水池的水排出后,弯管会存留一定量的水,这样管中存留的水帮助我们隔绝了地下水道中的臭气进入室内的通道。
另外,万一洗手池中有一些堵塞的异物,它们将停留在弯曲的管道中而不致堵塞地下水道。
并且,这段弯管往往做成活动连接或底部装有可取的塞子,很容易从这里打开清理管道中堵塞的杂物。
24.(2010黑龙江鸡西,15题)春季,部分农田覆盖地膜,既保证了土壤的温度,又可以减少水分的(填物态变化名称)。
为了灌溉农田,修建水库时工程师将堤坝设计成如图所示形状,是因为。
汽化(或蒸发);
液体压强随深度的增加而增大。