内容正文:
第8讲 液体压强
一、液体压强的产生
用一个塑料袋装满水,用一个钉子从底部扎一小孔,水就会从 流出。
说明:水对底部有 。
钉子从袋子的四周扎上一些小孔,水就会从 喷出。
说明:水对侧面有压强。
如果塑料袋子装的是别的液体,比如食用油,实验现象是 的。
得出:液体对容器底和容器壁有 。
1、产生原因:液体有质量,受 ,所以对容器底部有压力,有压力就有 ;液体跟固体不同,液体有流动性,容器壁阻挡着它流动,它就会对容器壁有 。
所以水对底部和侧壁都有压强,那么水的内部是否有压强?
我们在吃火锅时,在中间有一个隔板把辣的和不辣的分开了。设想一下,把隔板一边的水拿走,另一边的水会向没水的这边流动,水之所以流动,就是因为水对侧壁有 力。因此当隔板还在时,两边的水对隔板都有 力,那么,把隔板拿走,两边的水的依然争锋相对,依然对对方有 力,也就有 强。
2、 特点:液体不仅对外部有压强,液体 也存在压强。
2、 液体内部压强特点
1、液体压强计
压强计构造:金属盒或探头、U型管、橡皮管、金属拉杆等
工作原理:当金属盒上的橡皮膜受到压力时, 两边的液面就会出现 , 越大,两边液面的高度差越大。
2、操作步骤及结论
①将探头伸入水中,保持深度不变,改变探头方向,观察U型管液面 是否发生变化,
实验现象:发现U型管液面高度差不变
结论1:在液体内部同一深度处, 压强处处相等
②增大探头在水中的 深度,看看液体内部的 与 的关系。
实验现象:发现U型管液面高度差随深度的增加而变大
结论2:对于同一液体, 越 ,液体内部压强越 。
③在同一深度处,向水中加盐,观察U型管两边液面 是否变化。(加盐为了增大水的密度)
实验现象:发现U型管液面高度差随密度的增大而变大
结论3:在 相同时,液体的密度越 ,压强越
总的来说,液体压强与物体浸在液体的 和液体的 有关。
实例:一杯水里放了一对象(象棋),往水里加盐,对象就会浮出水面,为什么?
如右图:水中取一个长方体水柱,水柱四周受到水对其各面的压力,相互抵消,但是在水柱上下表面,由于深度的不同,上下表面受到的压强 ,上表面受到水的压强 下表面受到水的压强,根据F= ,在受力面积相同的情况下,下表面受到水对其的压力 上表面受到水对其的压力,下表面水对水柱的压力方向向 ,上表面水对水柱的压力方向向 ,两者不能完全抵消,所以水柱会受到一个方向向上的“支持力”,物理学上叫做“浮力”,大小F浮=F下表面-F上表面,F下表面= ,F上表面= ,上下表面的压强不同,在深度差h不变的情况下,增加液体的密度,由于液体压强随密度的增大而 ,在S相同的情况下,F浮=F下表面-F上表面的值会变 ,方向向 ,由于水柱自身受重力,方向 ,F浮增大到一定程度,等于或大于水柱重力,水柱所受的合外力方向向上,就会慢慢向上移动。那么液体密度越大,处在液体中的物体就会慢慢上浮。
3、 、液体压强大小计算
根据上面叙述,F浮=F下表面-F上表面,当F上表面=0,相当于上表面水对物体没有压力作用F浮= ,若水柱静止不动,处于 状态,此时F浮= ,水柱的重力G又可以用质量表示为 ,质量又可以用体积和密度表示为 ,体积又可以用如图底面积和高表示为 ,整理后F下表面表示为 ,根据压强公式P=F/S,下表面所在位置的压强就可以表示为
液体压强公式:
h表示的是物体到液体自由液面的 距离
液体压强的单位:
练习:蛟龙号位于5KM深的水中,此位置受到的压强为 ,人的脚面宽8cm,长15cm,若人的脚背处在这一位置,受到的压力为 ,成年人的质量为60Kg,此压力相当于多少个成年人踩在脚背上
4、 自由液面
(
h
)如图3所示,容器装有水,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa>pb>pc B.pa<pb<pc
C.pa=pb=pc D.pa>pb=pc
解析:上面容器为不规则容器,计算液体对容器底部的压强不能用定义式 ,只能用液体压强公式 ,且深度h是物体到液体自由液面的 距离。若计算容器对