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物理
第10课时 液体压强
1.(多选)(2023·潍坊期中)下列应用实例利用连通器原理的是( BD )
BD
2.(多选)如图所示,将一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭.左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变.下列说法正确的是( BC )
A.左侧液体对橡皮膜的压强更大
B.右侧液体对容器底的压力大于左侧液体对容器底的压力
C.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
D.容器中左、右两侧液体的质量相等
BC
3.在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中,小聪和同组同学进行了如下猜想:
【猜想与假设】
猜想一:液体内部压强大小可能与方向有关;
猜想二:液体内部压强大小可能与液体深度有关;
猜想三:液体内部压强大小可能与液体密度有关.
(1)图甲是U形管压强计,从结构上来看,压强计 不是 (选填“是”或“不是”)连通器;如果所用的压强计U形管中可选择酒精、水以及水银中的一种液体,为了使实验现象更明显,小聪应该选择三种液体中的 酒精 装入U形管中.(ρ水银>ρ水>ρ酒精)
不是
酒精
【设计与进行实验】
为验证以上猜想是否正确,小聪在老师的帮助下找来了如图甲所示的装置进行实验.
(2)实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面 相平 ,小聪在调试时发现,用手指轻压金属盒上的橡皮膜时,U形管两边液面发生灵活变化,则说明该压强计 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”).
(3)小聪将压强计金属盒浸入水中某一深度处,发现金属盒看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于 凸透镜 ,起到了放大的作用.
(4)为了验证以上猜想,小聪利用调试好的压强计进行了实验,其结果如图乙所示.
相平
不漏气
凸透镜
【分析与论证】
(1)比较A、B、C三图,可初步验证猜想一是 错误 (选填“正确”或“错误”)的.
(2)比较B、D两图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而 增大 .
错误
增大
4.如图所示,放在水平桌面上的容器中装有深度为10 cm、重为0.6 N的水.已知容器的重为0.3 N、底面积为5 cm2.(g取10 N/kg)
(1)求容器底部受到水的压强为多少.
解:(1)容器内水的深度h=10 cm=0.1 m,
容器底部受到水的压强p水=ρ水gh=
1.0×103 kg/m3 ×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa.
(2)求水对容器底的压力为多少.
解:(2)由p=可得,水对容器底的压力
F水=p水S=1 000 Pa×5×10-4 m2=0.5 N.
(3)求容器对水平桌面的压强为多少.
解:(3)容器对水平桌面的压力
F =G水+G容 =0.6 N+0.3 N=0.9 N,
容器对水平桌面的压强
p===1 800 Pa.
5.如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10-3 m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为6.0×10-5 m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为总体积的.(g取10 N/kg)求:
(1)物块受到的浮力.
解:(1)已知V排=V物=×6.0×10-5 m3=4.5×10-5 m3,
因为物块漂浮在水面,
则F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×4.5×10-5 m3×10 N/kg=0.45 N.
(2)物块的质量.
解:(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.45 N,
则质量m===0.045 kg.
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出).此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
解:(3)物块恰好完全浸没在水中时,排开水的体积变化ΔV=V物-V排=6.0×10-5 m3-4.5×10-5 m3=1.5×10-5 m3,
则水的深度变化为Δh===0.003 m,
所以水对容器底的压强增加
Δp=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.003 m=30 Pa,
即水对容器底的压强比物块被下压前增加了30 Pa.
6.如图所示,柱形下部分底面积为300 cm2,上部分也是柱形但横截面为200 cm2的容器A,内有质量为400 g、棱长为10 cm且质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10 cm的细线与容器底部相连.(g取10 N/kg)求:
(1)容器底部受到液体的压强.
解:(1)水对容器底的压强为
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1.5+30)×10-2 m=3 150 Pa.
(2)绳子对B的拉力.
解:(2)物块B的体积V=10 cm×10 c