内容正文:
专题复习 液体压强变化量问题
专题概述
液体压强变化计算形式丰富,情景多变,主要类型有圆柱形容器内倒入、抽出液体导致液体压强变化,或者放入、取出物体导致液体压强变化等,解决这类问题,与解决固体压强变化计算类似,只要明确解题的一般步骤,就能一步步迎刃而解。
解液体压强变化类的题目,经常使用以下几个公式:
①是压强的定义公式,对固体、液体、气体压强都适用。特别注意只有柱形容器,液体对容器底的压力;②;③或;④或或,公式中:代表初态压强,代表变化的压强,代表末态压强;表示初态液体压力,表示变化的压力。
题型一:
【例1】(★★★)底面积分别为4×10-2米2和1×10-2米2的甲、乙两个容器分别盛有相同深度的酒精和水,如图12所示,通过测量得到甲容器内酒精的体积为2×10-2米3(酒精的密度为0.8×103千克/米3)。求:
(1)甲容器内酒精的质量m。
(2)乙容器底部受到的水的压强p。
(3)某同学在两容器中分别抽去相同体积的液体后,剩余部分的液体对甲、乙容器底部的压强分别为p甲′和p乙′,请通过计算比较它们的大小关系及其对应的V的取值范围。
【分析与解】(1)m=ρV=0.8×103千克/米3×2×10-2米3=16千克
(2)h2=h1=
p=ρgh=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.5米3=4.9×103帕
(3)第一步:判断初态压强大小
;。因为,,所以。
第二步:判断压强的变化量
根据公式;
因为,相等,,所以
第三步:判断末态压强
;,因为,,所以与的大小关系有三种可能:
若 =1.25×10-3米3
当时 >1.25×10-3米3
当时 <1.25×10-3米3
【参考答案】当 时=1.25×10-3米3;
当 时 >1.25×10-3米3 ;
当 时 <1.25×10-3米3。
【例2】(★★★)底面积为1×102米2的轻质柱形容器中盛有0.1米深的水,放在水平桌面中央。将体积为2×104米3、质量为1千克的球形物体浸没在水中后,物体沉入容器底部,水未溢出。求:
① 未放入物体时水对容器底部的压强p水。
② 放入物体后容器对桌面的压力F容器。
③ 放入物体后水对容器底部压强的增加量△p。
【分析与解】①p水=ρ水gh水=1×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米= 980帕
②原容器中水的质量:m水=ρ水V水=1×103千克/米3×1×102米2×0.1米=1千克
F容器=G物+G水=(m物+m水)g =(1千克+1千克)×9.8牛/千克=19.6牛
③分析过程如下:
第一步:因为球形物体浸没在水中后,水未溢出,所以柱形容器中水上升的高度
第二步:运用液体压强公式求解
【参考答案】(1)980帕;(2)19.6牛;(3)196帕
1、如图8所示,放在水平桌面上的甲、乙两个薄壁容器,其底面积分别为S1、S2,容器内分别盛有密度为ρ1、ρ2的两种液体。现有A、B两个实心球,其体积分别为VA、VB,质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB。将A、B两个实心球分别放入甲、乙容器中(两容器中液体均未溢出),当A、B两个球静止时,它们受到的浮力分别为FA、FB。甲、乙两容器内液面上升的高度分别为Δh1、Δh2,液体对甲、乙两容器底的压力分别增加了ΔF1、ΔF2,压强分别增加了Δp1、Δp2。甲、乙两容器对水平桌面的压力分别增加了ΔF3、ΔF4,压强分别增加了Δp3、Δp4。已知2mA=5mB, 4VA =3VB,FA=FB,4S1=5S2,7ρ1=8ρ2,2Δh1=3Δh2。则
A.ΔF1:ΔF2=15: 7,ΔF3:ΔF4=2: 5
B.Δp1:Δp2=4:5,Δp3:Δp4=2:1
C.如果ρ1=0.8×103kg/m3,那么ρA=2.0×103kg/m3
D.如果ρ2=4×103kg/m3,那么ρB=1.6×103kg/m3
答案:C
2、如图13所示,有两个底面积均为S的实心圆柱体C和D,分别用两根细绳的一端系于它们的上表面的中央,细绳的另一端分别系在轻质杠杆的两端,杠杆恰好水平平衡。把质量为800g的酒精缓慢注入底面积为S1的圆柱形容器甲中,同时向上下横截面积分别为S2、S3的圆柱形容器乙中注入某种液体,当两容器中液体均静止,且杠杆再次水平平衡时,圆柱体C下底浸入酒精中的深度为2.5cm,酒精对容器甲底面的压强为1100Pa,圆柱体D下底浸入液体的深度为4cm。若把圆柱体D从B端取下后将其从原位置再竖直向下移动2.5 cm,圆柱体D刚好被液体浸没,此时细线的拉力为10.5N。在圆柱体D向下移动过程中,液体在容器乙截面积不同的上、下两部分上升的体积相等,在以上整个操作过程中