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专题4 液体压强压轴培优专题训练(解析版)
1.如图甲所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,其上、下底面积之比为1:2,此时水对容器底部的压力为F1、压强为p1,容器对桌面的压力为F2、压强为p2。把容器倒置后放到水平桌面上,如图乙所示,下列说法错误的是( )
A.水对容器底的压强为p1 B.水对容器底的压力为F1
C.容器对桌面的压力为F2 D.容器对桌面的压强为p2
【答案】D。
【解答】解:容器倒置后,水的深度不变,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强不变,仍然为p1,故A正确;
已知上、下底面积之比为1:2,容器倒置后,压强不变,受力面积变成原来的,根据F=pS知水对容器底的压力变为原来的,即F1,故B正确;
容器对水平面上压力等于容器和水的总重力,容器倒置后,总重力不变,容器对桌面的压力不变,仍为F2,受力面积变成原来的,根据p=知容器对桌面的压强变为原来的2倍,即2p2,故C正确,D错误。
故选:D。
2.如图甲所示,密闭的容器重为20N,底面积为100cm2,其中装有8kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上。桶底受到水的压力为 15 N;水对桶底的压强为 1500 Pa;台面受到桶的压力为 100 N;台面受到桶的压强为 10000 Pa,若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将 变小 ,压力将 变大 ,容器对桌面的压强将 变小 ,压力将 不变 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】15;1500;100;10000;变小;变大;变小;不变。
【解答】解:水对桶底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
由p=可得,桶底受到水的压力:F=pS=1500Pa×100×10﹣4m2=15N;
桶里水的重力:G水=m水g=8kg×10N/kg=80N,
台面受到桶的压力为桶的重力和水的重力之和:F′=G桶+G水=20N+80N=100N;
台面受到桶的压强为:p′===10000pa;
若把该容器倒放在该桌面上,容器的底面积变大,容器中水的体积不变,所以容器中水的高度变小,根据液体压强公式p=ρgh可知水对容器底的压强将变小;
容器正立时,水的重力一部分作用在容器侧壁,一部分作用在容器底部,水对容器底部的压力小于水的重力,倒置后,水的重力全部作用在容器底部,同时容器底部还会承受容器侧壁给水的压力,所以水对容器底部的压力变大;
容器对桌面的压力不变,仍为桶的重力和水的重力之和,倒置后,受力面积变大,根据压强定义公式p=可知容器对桌面的压强变大。
故答案为:15;1500;100;10000;变小;变大;变小;不变。
3.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静置在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6cm,则水对容器底的压强为 600 Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,容器对水平桌面的压强将 变大 ,水对容器底的压力将 变小 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】600;变大;变小。
【解答】解:(1)水对容器底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣2m=600Pa;
(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,容器对桌面的压力不变,由p=可知,容器对水平桌面的压强变大;
甲图中容器上面细、下面粗,由于容器侧壁对液体有斜向下的压力,则液体对容器底部的压力大于液体的重力,即F甲>G液;
倒置后(如乙图所示)容器上面粗、下面细,有一部分液体压在容器的侧壁上,则液体对容器底的压力小于液体的重力,即F乙<G液;
倒置后容器内液体质量不变,重力不变,比较可知F乙<F甲,即把该容器倒放在该桌面上,水对容器底部的压力将变小。
故答案为:600;变大;变小。
4.如图所示的密闭容器中装满水静止放在水平桌面上(如图甲),容器内水面到容器底的距离为6cm,则水对容器底的压强为 600 Pa(g取10N/kg);把容器倒放在该桌面上(如图乙),容器对水平桌面的压强将 变大 ,水对容器底的压强将 不变 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【变式】若将上述密闭的密闭中只装有一定量的水(未装满),把容器倒放在该桌面上之后,则容器对水平桌面的压强将 变大 ,水对容器底的压强将 变大 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】600;变大;不变;变大;变大。
【解答】解:(1)水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣2m=600Pa;
(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,容器对桌面的压力不变,
把该容器倒放