内容正文:
基础考点10—液体内部压力与压强专题突破
★常考点一:液体内部压力与压强的特点及计算公式
★常考点二:压强计及液体内部压强的实验探究
★常考点三:连通器的识别与应用
★常考点四:液体内部压力与压强及浮力的综合计算
考点归纳
★常考点一:液体压力与压强的特点
⑴由于液体有重量且具有流动性所以液体向各个方向都有压力与压强,液体内部的压强与液体的密度及深度均有关,当液体密度一定时,液体内部的压强与液体的深度成正比;当液体的深度一定时,液体内部的压强与液体的密度也成正比;且应注意液体内部的压强与容器的形状无关,且其中的h指所求点到最高液面的深度。
(2)液体压强的大小 :公式:P=ρgh,从公式可以看出液体压强只跟液体的密度和深度有关。
【帮你归纳】P=ρgh,适用于所用容器内部液体压强的计算,对于直形容器由于液体对容器底的压力等于液体的重力,故在计算直形容器内液体对容器底的压强时还可根据公式P=F/S=G液/S容,计算液体对容器底部的压强。
【易错警示】在计算公式P=ρgh,中,h指液体内部某一点到最高液面的高度,而与距离容器的高度无关。
(3)三种不同容器的液体内部压力与压强及对接触面的压力与压强专题总结:
如下图所示为三种形状不同的容器,若三者底面积相同盛有相同深度的水,则甲容器中水对杯底的压力F<Gi液,水对杯底的压强只能由P=ρgh求出而不能由G/S求出;在乙图中水对杯底的压力F=G液,水对杯底的压强P=G/S=ρ水gh;;;在丙中水对杯底的压力F>G液,而压强也只能由P=ρgh求出同样不能由G/S求出。
当三个容器底面积相同(容器重力也相同),注入同体积同种液体时,由于三种情况下甲中所盛的液体质量最大,丙中所盛的液体质量最少,则根据P=G总/S可知:三者对水平面的压强是P甲>P乙>P丙,而三者对容器底的压强,由于液体的深度关系是:h丙>h乙>h甲所以P甲<P乙<P丙。
根据F=PS可知:下图中(容器等重,底面积相同)当盛有相同深度的同种液体时,水对容器底部的压力关系也是相等的;但由于液体的重力关系是:G甲>G乙>G丙,所以对桌面的总压力与压强均是甲>乙>丙。
⑶对于同一个不规则容器要注意其倒、正放置时,液体对容器底及容器对桌面的压力与压强可能会发生变化,例如下图中一个容器盛有适量的液体,甲图中正立,若将此容器倒立后如乙图,则液体对杯底的压力变大压强变小,容器对水平面的压力不变,压强变小,若此容器盛满液体,则由正立改为倒立后,由于液体的深度没有改变,所以液体对容器底的压强不会改变,对桌面的总压力也不会改变;但由于底面积变大(如下图所示)则容器对桌面的压强变小,根据容器的形状变化可确定,此时液体对容器的压力变大。
★常考点二:压强计及液体内部压强的实验探究
(1)如下图所示:为测量液体内部压强的仪器叫压强计,当金属盒浸入液体某一深度时,右侧玻璃管内出现液柱差再代入P=ρgh就可知道此时液体中某处的压强;当U型玻璃管内液体密度越小则对应的液面高度差相应会更大些,所以也越准确些,所以U形管中通常注入密度较小的液体,而不注入水银;只是压强计它的明显不足是:不能直接得出液体内部的压强值,必须代入液体压强计算公式得出。且应注意:压强计并不是连通器,使用之前必须先调整U型管内两侧的液柱相平,且检查气密性是否良好。
【为你归纳】1:压强通常只能测量液体内部的压强,且测量液体内部压强时必须将金属全部浸没。
2:压强计检查气密的方法是:用手指轻压压强计金属盒上的薄膜,若U型管内两侧的液柱差发生变化,则表明压强计气密性良好,否则装置漏气。
(2)探究液体内部压强实验:
①. 实验仪器(U形管压强计)(如上图)
②. 检验装置气密性(实验前:用手轻压金属盒上的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否变化,若变化,则气密性良好;实验前或实验过程中,U形管两边的液柱高度几乎不变,则仪器的气密性不好)
③. 转换法的应用(根据U形管压强计中两管液面的高度差来判断液体压强的大小)
④. 控制变量法探究液体内部压强特点
A:探究液体内部压强与方向的关系(让金属盒处于同种液体、相同的深度处,控制金属盒方向不同)
B:探究液体内部压强与深度的关系(让金属盒处于同种液体、相同的方向,使其在液体中的深度不同)
C:探究液体内部压强与液体密度的关系(让金属盒处于相同深度、相同的方向,不同密度的液体中)
⑤. 实验现象分析与判断
实验结论:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等;深度越深,压强越大;液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
★常考点三:连通器的识别与应用
上端开口,底部相互连通的容器叫连通器,当连通器中只有一种液体时,且液体不流动时,液面总是相平的。如下图A、B两个容器中都盛有水且液面相平,当打门K时由于两个容器构