内容正文:
第2节 液体的压强
知识点1:液体压强的特点
1.探究液体对容器底和容器壁是否有压强
实验操作
如图所示,玻璃筒中无水时,下端和右侧的橡皮膜是平的;在玻璃筒中倒入水后,下方和右侧的橡皮膜分别向下和向右凸出
实验结论
液体对容器底和容器壁都有压强
2.液体压强产生的原因
(1)液体受重力作用,对支撑它的容器底有压强。
(2)液体具有流动性,对阻碍它流散开的容器壁也有压强。
(3)液体由于具有流动性而在液体内部相互挤压,因此液体部向各个方向都有压强。
3.压强计
(1)作用∶测量液体内部的压强。
(2)构造∶压强计主要由 U形管、橡皮管、探头(由金属盒蒙上橡皮膜构成)三部分组成,如图所示。
(3)原理∶当探头上的橡皮膜受到压强时,U 形管两端的液面出现高度差。加在探头上的压强越大,U形管中液面的高度差就越大。
(4)使用时注意事项∶使用前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及连接处是否漏气。
(5)常用检查方法∶用手轻按橡皮膜,观察 U 形管两侧液面的高度差是否发生变化,如果变化,说明不漏气,如果不变,说明漏气。
4.影响液体内部压强大小的因素
(1)在液体内部的同一深度处,向各个方向的压强都相等。
(2)随着深度增加,液体的压强增大。
(3)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。
应用 1 认识液体压强
例1:某同学用如图所示装置“探究液体内部压强的特点”,下列说法正确的是( )
A.图①装置中的U形管是一个连通器
B.②、⑤两图是探究液体压强与方向的关系
C.④、⑤两图是探究液体压强与方向的关系
D.②、④两图是探究液体压强与深度的关系
知识点2 液体压强的大小
1.液体压强公式的推导
设想水面下方深度h处有一个水平放置的"平面",设这个平面的面积为 S,则这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。
这个液柱的体积∶V=Sh;
这个液柱的重力∶G=mg =ρVg=ρShg;
这个液柱对平面的压力∶F=G=ρShg;
平面受到的压强∶
因此,液面下深度为h处液体的压强为。
2.液体内部压强的公式
注意∶应用时,各个物理量的单位都应统一取国际单位。其中ρ—kg/m3,g—N/kg,h—m,p—Pa。
3.对液体压强公式的理解
(1)由可知,液体压强只与液体密度和液体深度有关,与液体质量、体积等无关。
(2)h指的是液体的深度,是被研究的点到自由液面的竖直距离。如下图所示,A、B、C 的深度分别是h1、h2和 h3,D、E、F 三点的深度相同,都是h。
(3)该公式适用于静止的液体和密度均匀的气体,不适用于流动的液体、气体
4.和的应用
适用范围
压强的定义式,适用于所有情况,多用于计算固体压强
液体压强的计算式,也适用于计算形状规则、质地均匀的柱形固体对水平面的压强
计算顺序
固体先算压力,后计算压强
液体先算压强,后计算压力
应用 2 液体压强的判断
例2:如图所示,容器中装有水,A点受到水的压强为( )g取10N/kg
A.300Pa B.800Pa C.900Pa D.1100Pa
应用 3 液体压强的计算
例3:如图所示的容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中A点的压强pA=___________Pa,B点的压强pB=___________Pa,方向为___________,C点的压强pC=___________Pa,方向为___________;
知识点3连通器
1.连通器∶上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2.连通器的特点∶连通器里装的是同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面总保持相平。
3. 连通器的原理
假想在连通器的最底端放一很薄的液片 AB(如下图所示), AB 受到左边液体对它的压力F左,也受到右边液体对它的压力 F右,AB 静止,根据二力平衡有F左=F右,根据压力与压强的关系有p左S左=p右S右,由于AB是薄片,有S左=S右,所以p左=p右,又根据,则有h左=h右,所以连通器内同种液体不流动时各液面相平。
4.连通器的应用
茶壶
茶壶嘴略高于壶身的设计
锅炉水位计
利用连通器原理把锅炉中的水位反映到锅炉外的水位计中
下水道 U形反水弯
利用连通器的原理在下水道软管里形成水封”,防止异味传出
水塔与自来水管
利用连通器原理向各个楼层供水
自动喂水器
利用连通器原理使饮水槽内水面自动升高
船闸
利用连通器原理使轮船通过水库、拦河大坝等
应用 4 连通器的应用
例4如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开后( )
A.当水不流动时,A中液面