内容正文:
专题16 不规则容器的液体压强(难)
知识梳理
1、 液体对容器底部压力
(1) 比较大小(割补法)
F甲>G液甲 F乙=G液乙 F丙<G液丙
(2)计算数据
【规则形容器】如图乙,F压 = G液
【不规则容器】
①求液体对容器底部压强p=ρ液g h;
②求液体对容器底部压力F=p S;
2、 液体对容器底部压强
液体对容器底部压强p=ρ液g h(与容器形状无关)
1.甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器,一正一反放置在相同水平桌面上,装有深度相同的不同液体。如图所示,甲、乙两容器受到的拉力分别为和,且,两容器分别以和的速度向右做匀速直线运动,两容器底部受到液体的压强分别为和,两容器对桌面的压强分别为和,则关于和以及和,以下说法正确的是( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
【答案】A
【解析】甲、乙两容器受到的拉力分别为和,且,匀速运动时,两物体都处于平衡状态,所受的拉力和滑动摩擦力大小相等,滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,容器和桌面的接触面的粗糙程度相同,故两容器对地面的压力大小为,且甲的底面积小于乙的底面积,根据可知两容器对桌面的压强分别为;
甲、乙容器完全相同,根据可知,甲容器中液体的重力大于乙容器中液体的重力,根据可知甲容器中液体的质量大于乙容器中液体的质量,从图中可知甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,根据可知甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度,根据可知两容器底部受到液体的压强分别为。
故选:。
甲、乙两容器受到的拉力分别为和,且,匀速运动时,两物体都处于平衡状态,所受的拉力和滑动摩擦力大小相等,根据影响滑动摩擦力大小的因素得出两容器对桌面的压力大小关系,根据可知两容器对桌面的压强大小关系;
甲、乙容器完全相同,根据可知甲容器中液体的重力与乙容器中液体的重力的大小关系,根据可知甲容器中液体的质量与乙容器中液体的质量的大小关系,从图中可知甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,根据可知甲容器中液体的密度与乙容器中液体的密度的大小关系,根据可知两容器底部受到液体的压强的大小关系。
本题考查压强、压力、摩擦力的有关知识,综合性强,有一定难度。
2.如图所示,两个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有深度不同的液体,已知距容器底部均为的、两点的压强相等。现将实心金属球甲、乙分别浸没在左右两液体中,均无液体溢出,此时点的压强大于点的压强,则一定成立的是( )
A. 甲球的质量小于乙球的质量 B. 甲球的质量大于乙球的质量
C. 甲球的体积大于乙球的体积 D. 甲球的体积小于乙球的体积
【答案】C
【解析】解:设点到液面的距离是,点到液面的距离是,由图知:
因为、两点的压强相等,由,得:,:,因为,所以,
金属球甲、乙分别浸没在、两液体中,设液面上升的高度分别为:、,点的压强大于点的压强,
即:,
因为,,所以,
由图知两容器的底面积,两球浸没在液体中,液面上升的体积,即两球排开液体的体积,
因为两球排开液体的体积等于它们自身的体积,所以,球的质量,因为不知道两球的密度关系,
所以不能判断两球的质量关系。
故选:。
根据图找出、两点到液面的距离关系,两容器的底面积关系;
由、两点压强相等,由液体压强公式判断出两液体的密度关系;
因为甲、乙两球浸没在液体中点压强大于点压强,再根据液体压强公式判断出甲乙两球的体积关系;
最后根据公式判断两球的质量关系。
本题主要考查液体压强的计算,稍复杂,需要仔细阅读题目,逐步分析。
3.两个底面积不同的薄壁圆柱形容器和,容器足够高,分别盛有甲、乙两种液体,且两种液体对容器底部的压强相等,如图所示。若在两容器中同时倒入或同时抽出原液体,使两种液体对容器底部的压力相等,正确的判断是( )
A. 倒入的液体体积可能等于 B. 倒入的液体高度一定小于
C. 抽出的液体体积一定小于 D. 抽出的液体质量可能小于
【答案】B
【解析】解:倒入或抽出液体前,,即,由图可知,,所以;
A、倒入液体的体积为和,
则倒入后容器中液面的高度,容器中液面的高度,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以,由得,,
,因为,且,所以,又因为,所以,故A错误;
B、倒入液体的高度和,
则倒入后容器中液面的高度,容器中液面的高度,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以,由得,,
,因为,且,所以,又因为,,所以,故B正确;
C、抽出液体的体积为和,
则抽出后容器中液面的高度,容器中液面的高度,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以,由得,,
,因为,且,所以,又因为,所以可能大于,也可能等于,也可能小于,故C错误;
D、抽出液体的质量为和,
则抽出后容器中液面的高度,容器中液面的高度,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以,由得,,
,即,因为,且