专题6.3 液体内部的压强（知识梳理与重点、难点讲解）-上海市2020年中考物理一模复习知识手册与必刷题

专题6.3 液体内部的压强 01知识梳理 重点难点分析 【知识梳理】 一、U形管压强计 1.用途：研究液体内部压强的规律。 2.构造：U形玻璃管、橡皮管、金属盒、橡皮膜等（图1）。 3. 使用方法：无力作用薄膜时，U形管两液面高度差为0；用手压薄膜时，U形管两液面会产生高度差；对薄膜的压强越大，U形管两液面高度差越大；例如图丙,当把压强计探头向下放入液体中时,U形管左右两侧液面出现高度差,说明液体对浸入其中的探头有压强。 二、液体压强产生的原因 如图2所示，A图在两端开口的玻璃管下方扎上橡皮膜，B图在侧边开口处扎上橡皮膜，会出现下图所示的现象。 分析：液体由于受到重力作用，对容器底部有向下的压强；另一方面液体具有流动性，所以液体对容器侧壁也有压强。 三、关于液体压强公式 的推导过程： 1.采用“建立理想模型法”。前面引入光线的概念时，就引用了该模型。 2.推导过程：（结合课本P13 图6—3—4）设想距液面下h深处取一面积为S的液柱，液体的密度为ρ。 液柱的质量m＝ρV＝ρh3 液柱对S面的压力F＝G＝mg=ρh3g 根据压强的定义式 P＝F /S，液柱对S面的压强P＝F / S=ρh3g/ h2=ρgh 即P =ρgh 。式中ρ表示物体的密度，h表示物体的高度。 注意： 是 的推导式，适用于任何形状的容器中液体的压强计算。 四、对液体压强公式 的理解和运用 1．理解公式 的物理意义。 从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。 2．公式中各物理量的单位要统一用国际主单位。密度ρ的单位用千克/米3，深度h的单位用米，g为9.8牛/千克，计算出来压强p的单位是帕。 3．公式p＝(gh中的“h”表示深度，不能理解为高度。是指液体中被研究的点到自由液面的竖直距离。 ①如图3所示，容器中装有水，判断以下各点的深度： A点与B点的深度都是0.2米，容器底部C、D点的深度都是0.9米。 ②如图4所示，甲、乙两只相同规格的试管中分别装入同种液体后，放置在同一水平桌面上，当乙试管斜至其中的液面与甲试管中液面相平时，则甲、乙两试管中液体的深度h甲=h乙，压强P甲=P乙。 ③如图5所示，在水平面上放置一盛水的容器，容器内水面到容器底部的距离为0.15米，A、B、C为容器中的三点，已知A、B两点位于同一水平高度，A点距容器底部的竖直距离为0.1米，则 A点的深度为hA=0.15米—0.1米=0.05米， A点受到水的压强为pA=ρAghA=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.05米=490帕； B点受到水的压强与A点的相同，C点受到水的压强最大。 将容器移到斜面上后，A、B、C三点受到水的压强最小的是A点，最大的是C点。（假设A、B、C仍处于水面下）。 五、连通器 ① 定义：几个底部相通，上部开口或相通的容器就组成了连通器。 ②连通器原理：注入同种液体，待液体静止后各容器液面一定处于同一水平面。 ③应用实例如图5所示：茶壶、船闸等。 六、液体产生的压力与压强分析计算 注意：液体产生的压力不一定等于液体的重力。只有柱形容器液体对容器底部的压力才等于液体的重力；对于其他形状的容器，液体产生的压力不等于液体的重力，应根据F=pS来计算液体产生的压力。 例如在图6中，甲、乙、丙三个容器的底面积都是S，容器装有密度为ρ的同种液体，液面等高。请分析：每个容器底部受到液体压力是否等于液体的重力? ①图A是口小、底大的容器，液体的重力GA=mAg=ρVAg，液体对容器底的压力FA=PS=ρghAS。因为hAS＞VA，所以FA＞G，所以可得出结论： 液体装在口小、底大的容器里时，液体对容器底的压力大于液体的重力。 ②图B是柱形容器中，液体的重力GB=mBg=ρVBg，液体对容器底的压力FB=PBS=ρhBg S。因为hBS=VB，所以FB=GB，所以可得出结论： 液体装在柱形容器里时，液体对容器底的压力大小等于液体的重力大小。 ③图C是口大、底小的容器，液体的重力GC=mCg=ρVCg，液体对容器底的压力FC=PCS=ρghCS。因为hCS＜VC，所以FC＜GC，所以可得出结论： 液体装在口小、底大的容器里时，液体对容器底的压力小于液体的重力。 【典例精析】 【典型例题1】为了“探究液体内部的压强与哪些因素有关”，某小组同学利用一支两端开口的玻璃管、水、酒精、烧杯等器材进行了实验。他们先在玻璃管的一端扎上橡皮薄膜，然后将有薄膜的一端浸入液体中，研究过程如图1所示。请仔细观察图中的操作和橡皮薄膜的变化情况，然后