内容正文:
模块二 力学
第十三讲 液体压强(1~6分)
考点一:液体压强及其计算
测量工具 微小压强计
压强规律 液体对容器底部和侧壁都有压强;液体内部向 都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强 ;液体的压强随深度的增加而 ;不同液体的压强与液体的 有关,在同一深度处,液体密度越大,压强越
产生原因 液体受到 且具有流动性
表达式 p= ,其中 表示液体的深度,是指从 沿竖直方向向下到研究点的距离(此公式既适用于液体压强,也适用于粗细和密度均匀的圆柱体、长方体和正方体等规则形状的固体;液体压强与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状等均 。)
各个方向
相等
增大
密度
大
重力
ρgh
h
自由液面
无关
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考点二:连通器
1.定义:上端 、下部 的容器叫连通器。
2.原理:连通器里装同一种液体且液体 时,各容器的液面保持 。
3.应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等。
开口
连通
静止
相平
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考点一:液体压强及其计算
【典题1】(2023沧州模拟)图中描述装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出的情景。其中正确的是( )
A B C D
D
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【横向拓展1-1】(密度不同)如图所示,三个相同的烧杯放在同一水平桌面上,分别盛有盐水、水和酒精,它们液面的高度相同,其中烧杯底受到液体压强最大的是(已知ρ盐水>
ρ水>ρ酒精)( )
A.盛盐水的烧杯
B.盛水的烧杯
C.盛酒精的烧杯
D.三者一样大
A
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【横向拓展1-2】(容器粗细不均匀)如图所示,平底薄壁玻璃杯放在面积为1 m2的水平桌面上,内装150 g的水,杯子与桌面的接触面积是10 cm2,桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103 Pa。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)距容器底部3 cm的A处受到水的压强。
根据图示可知,A点距离水面的深度:hA=12 cm-3 cm=
9 cm=0.09 m,
距容器底部 3 cm 的A点受到水的压强:
pA=ρ水ghA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.09 m=
900 Pa;
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(2)水对杯底的压力。
(3)玻璃杯的质量。
杯内水的深度:h=12 cm=0.12 m,
水对杯底的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa,
由p= 可得,水对杯底的压力:F=pS=1 200 Pa×10×10-4 m2=1.2 N;
桌面所受玻璃杯的压力:F'=p'S=2.7×103 Pa×10×10-4 m2=2.7 N,因水平面上
物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,玻璃杯和水的总质量:m= = =
=0.27 kg=270 g,则玻璃杯的质量:m杯=m-m水=270 g-150 g=120 g。
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通用通法
(1)液体压强公式p=ρgh适用于静止的液体和粗细与密度均匀的圆柱体、长方体、正方体等规则固体。
(2)h表示液体的深度,是指研究点到液体表面的竖直距离,单位为m。
(3)计算液体压强和压力的方法
①一般情况:已知液体的深度,先计算压强p=ρgh,再计算压力F=pS;
②对柱状容器底的压强和压力:若已知液体的质量,可先由F=G液计算压力,再由p=计算压强。
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考点二:连通器
【典题2】下列应用实例利用连通器原理工作的是( )
A.托盘天平 B.三峡船闸
C.拦河大坝 D.水银气压计
B
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【横向拓展2-1】(连通器的应用——船闸)(2023承德期末)如图所示,船闸的阀门A打开,上游和闸室组成 ,闸室水位 (选填“上涨”或“下降”),待上游和闸室水位相平时,打开闸门,船只可以从上游进入闸室。拦河大坝修成“上窄下宽”的形状是因为液体的压强随深度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
连通器
上涨
增大
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【横向拓展2-2】
(连通器的有关计算)(2023沧州模拟)用如图所示的实验装置来测量液体的密度,将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中,用抽气机对U形管向外抽气,再关闭阀门K,已知左边液体的密度为ρ1,左、右两边液柱高度分别为h1、h2,则下列说法正确的是( )
A.实验中必须将U形管内抽成真空