内容正文:
液体内部压强
一、知识点
知识点1. 液体压强的特点
1.产生的原因:
(1)液体由于受重力作用,会对容器底有压强。
(2)由于液体具有流动性,因此液体对容器壁也有压强。
(3)由于液体内部各相邻部分之间相互挤压,因此液体内部向各个方向都有压强。
2.液体压强计
(1)用途:测量液体内部的压强。
(2)构造:压强计由探头、橡皮膜、橡皮管、U形管(装有液体)组成,如图所示。
(3)工作原理:探头薄膜受到压强时,U形管两侧液面出现高度差。液面高度差的大小反映了液体中薄膜所受压强的大小。
3.液体压强的特点:
(1)液体内部向各个方向都有压强,并且在同一深度向各个方向的压强都相等。
(2)在同一液体中,液体内部的压强跟深度有关,深度越深,压强越大。
(3)不同液体在同一深度产生的压强跟液体的密度有关,密度越大,压强越大。
知识点2. 液体压强的大小
1.公式:p=ρgh。
2.公式推导:假设水中有一个底面积为S,高为h的圆柱形水柱,柱体底部有一个薄片,如图所示。
水柱的体积:V=Sh。
水柱的质量:m=ρV=ρSh。
水柱对薄片的压力:F=G=mg=ρgSh。
薄片受到的压强:p==ρgh。
3.对公式p=ρgh的理解
(1)从p=ρgh这个表达式可以看出,液体压强的大小只与液体的密度和深度有关,与液体的体积大小、重力大小无关,与盛装液体的容器形状也无关。
(2)公式中的“h”指的是液体的深度,即液体内部某点到自由液面的竖直距离,而不是由底部到该点的垂直高度或液柱的长度。如图所示的是几种情况下液体内A点的深度。
(4)p=ρgh仅适用于静止的液体和密度均匀的气体,不适用于固体(质地均匀的竖直柱状固体除外)和流动的液体、气体。
4.液体对容器底的压力
(1)如图所示,计算容器底面所受压力时,先根据液体压强公式p=ρgh计算出底面处液体的压强,再根据压强公式的变形公式F=pS计算这个底面上受到的压力。
(2)对于规则柱状容器,如图甲所示,也可根据公式F=G=mg计算出压力。
注:液体对容器底的压力与液体重力没有直接关系。
知识点3、连通器
1.定义:上端开口、下部相连通的容器叫连通器。
2.特点:当连通器中装有同种液体且液体不流动时,各容器中液面高度总是相同的。
3.原理:
在U形玻璃管中装同一种液体,假想在连通器底部正中间有一个小薄液片AB,如图所示,AB受到左右两边液体