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知识导航 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液gh （h——深度,指该处到自由液面的垂直距离） 连通器 模块一：液体压强的影响因素【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: . 【】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,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】pC>pB>pA【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pA、pB、pC,则下列有关pA、pB、pC的大小的关系,正确的是()A.C.【答案】BpA>pB>pCpA=pB>pCB.pA<pB<pCD.pA=pB<pC【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1、2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.12 B.12C.【答案】B12D.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,m1m2,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V2＞V1,由 知,V甲试管内液体的密度大于乙试管内液体的密度,即1＞2,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．【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”法丙乙甲丙甲乙将乙竖直起来,p>p,再对比甲、丙两图,根据pF,p=p.所以p＞p.S模块二：液体压强、压力的简单计算【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/m3.【答案】（1）3.75×103 （2）0.75×103【例13】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pgh和FpS,这里A、B两点的深度分别为0.04m、0.06m所以pA（1000100.04）Pa400Pa,pB（1000100.06）Pa600PaF（1000100.12）Pa0.01m212N【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pgh,同一液体内部,深度越深,液体压强越大.又根据FpS,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水gh=1.0103kg/m39.8N/kg0.21m2058Pa(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ghS g'h水 液b24ach0.21m1.0103kg/m30.75103kg/m3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.水2水B.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（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Sp水S,油g3hS水ghS,所以水油 ．3【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.1:1:1 B.1:2:3 C.3:2:1 D.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.1:2:3 B.3:2:1 C.1:3:6 D.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,水=1.0×10kg/m）求:(1)容器对桌面的压强; (2)水对容器底的压强.【答案】(1)pFS56N8103m27103Pa(2)p=6250Pa模块三：连通器【例20】请你简要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.【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,pgh所以酒对桶底、桶壁的压强增大很多.又根据FpS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液=gh=3000Pa;F液=pS=30N☆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,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