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专题6 不同形状容器的液体压强与压力分析
不同形状容器的液体压强与压力分析
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型
容器底部受到液体压力的定性分析
容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压<G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
计算液体的压力压强
①先由公式 P=ρgh 算出压强;
②再由公式 F=PS 计算压力。
③当直接比较压强公式无法得出答案时,可以间接的形式去分析。
比如两容器液体对底部的压强相等,问Pa与Pb的关系。
1. (2023•绵阳)如图所示,两个质量相等的薄壁圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。甲容器对地面的压力为F甲,乙容器对地面的压力为F乙。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙、F甲>F乙 B.ρ甲<ρ乙、F甲<F乙
C.ρ甲>ρ乙、F甲<F乙 D.ρ甲>ρ乙、F甲>F乙
2. (2023•大连)如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是( )
A.ρ甲<ρ乙;m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙;m甲<m乙
C.ρ甲>ρ乙;m甲>m乙 D.ρ甲>ρ乙;m甲<m乙
3. (2023•黑龙江)如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底面受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是( )
A.pA=pB、FA<FB B.pA<pB、FA<FB
C.pA<pB、FA=FB D.pA>pB、FA=FB
4. (2023•常德)如图所示,水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水后,甲中水面比乙中水面高,然后将甲上口密封,此装置 连通器(选填“是”或“不是”)。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面高度 乙中的液面(选填“大于”“等于”“小于”)。
5. (2023•永州)如图所示,是一款功率1600W的电茶壶,茶壶的壶嘴与壶身组成 ;茶壶内装有500mL的水,则壶内水的质量为 g;A点离水面的深度h为7cm,则A点受到水的压强为 Pa;该电茶壶产生热量的87.5%被水吸收,则将壶内500mL的水从20℃加热到100℃,用时 min。[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg]
1. (2024•福建模拟)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
2. (2023•雁塔区校级一模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲>p乙
D.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
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