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中考物理总复习 第十三章 内能 分子热运动 姓名: 班级:
9.2 液体压强(原卷版)
知识
清单
1.液体压强的特点;
2.液体压强的大小;
3.连通器
知识点1:液体压强的特点
1.液体由于受到重力作用,因此对支撑它的容器底部有压强;
2.液体由于具有流动性,因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强;
3.液体由于流动而在内部互相挤压,因此液体内部向各个方向都有压强。
知识点2:液体压强的大小
1.液体压强公式的推导
计算液面下深度为h处液体的压强时,可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。
设平面的面积为S,如图所示:
(1)液柱的体积:V=Sh,
(2)液柱的质量:m=ρV=ρSh;
(3)液柱对水平面的压力:F=G=mg=ρShg;
(4)水平面受到的液柱的压强:。
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
2.液体压强公式
(1)公式:p=ρgh
(2)公式中各字母表示的物理量和单位
字母
物理量
单位
p
压强
Pa
ρ
液体的密度
kg/m3
g
常量
N/kg
h
液体的深度
m
应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3,h的单位用m,计算出的压强p的单位才是Pa。
3.对液体压强公式的四点理解
(1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关。
(2)液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的数值距离。如图所示,A、B、C、D、E各点的深度分别为:30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。
(3)公式p=ρgh适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体。
(4)均质、实心、竖直的柱状固体(如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等)对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。
【归纳总结】公式与p=ρgh的区别与联系
压强公式
液体压强公式p=ρgh
区别
适用范围
适用于所有情况下压强的计算
用来计算液体的压强
决定因素
压力和受力面积
g值不变时,取决于液体的密度和深度
联系
液体压强公式p=ρgh是通过公式结合液体的特点推导出来的,是压强定义式特殊形式
【典例1】河水的深度越深、压强______,为了使拦河坝能承受更大的水压,把拦河坝设计成下宽上窄的形状。三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是______Pa。(g取10N/kg)
4.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型
容器底部受到液体压力的定性分析
容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压<G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
【典例2】如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量不同的相同液体,它们的高度相同,则它们对容器底部的压强p甲______p乙,对容器底部的压力F甲______F乙(选填“>”、“=”或“<”)。
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:连通器里装入同种液体,当液体部流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
3.连通器的应用
茶壶的壶身和壶嘴构