内容正文:
第二节 液体压强
第一课时 液体压强的特点
教材·核心探究
典题·疑难突破
教材·核心探究
一、液体压强的产生原因
1.由于液体受__________,对容器底部有压强。
2.由于液体具有____________,液体内部向各个方向都有压强。
重力
流动性
二、探究液体压强与哪些因素有关
【探究装置】
U形管压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)原理:U形管左右两侧________________反映了薄膜处所受压强大小。
液面高度差
【探究方法】
(1)液体内部的压强受多个因素影响,因此需用到________________;
(2)通过U形管左右两侧液面的高度差反映薄膜所受压强的大小,这是应用了
____________。
控制变量法
转换法
【探究过程】
(1)检查装置气密性
检查装置的气密性:用手按压探头的橡皮膜,如果U形管两侧液面出现稳定的高度差,则说明装置的气密性良好,不漏气。
(2)实验操作与实验现象
探究内容 实验操作 现象
探究液体
内部压强
与方向的
关系 操作:保持探头在水中的__________
不变,改变探头方向,观察U形管
两侧液面高度差
U形管两侧
液面的高度
差__________
深度
不变
探究内容 实验操作 现象
探究液体
内部压强
与深度的
关系 操作:保持探头的__________不变,逐渐
增大探头在水中的深度,观察U形管两
侧液面高度差
U形管两侧
液面高度差
_____
方向
变大
探究内容 实验操作 现象
探究液体
压强与密
度的
关系 操作:换用清水和盐水,将探头浸在同一深度处,观察U形管两侧液面的高度差
探头在盐水中,U形
管两侧的液面高度
差__________
较大
(3)实验结论:液体内部压强的特点:
①液体内部向______________都有压强。
②在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强__________。
③液体内部,深度越深,压强__________。
④当深度相同时,液体的密度越大,压强__________。
各个方向
相等
越大
越大
【交流评估】
(1)使用前,U形管压强计两侧液面不相平应如何调节?
答:取下橡皮管重新安装。
(2)怎样探究液体压强与容器的形状是否有关?
答:用形状不同的容器盛水,保持金属盒在不同容器中的深度不变,观察U形管两管中液面的高度差是否相同。
典题·疑难突破
重点一 探究液体内部压强的特点
【典题1】(2023·眉山中考)同学们利用U形管压强计探究液体压强与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,从结构上来看,U形管压强计__________(选填“是”或“不是”)连通器;
在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用________(选填“薄”或“厚”)一些的
较好。
(2)把U形管压强计的探头放在液体中,通过观察U形管两边液面的高度差来表示探
头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是____________。
(3)通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,液体内部向各个方向
的压强__________;通过图乙、图丁所示的两次实验得出:在同种液体中,液体压强随
着深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成______________(选填“上窄下宽”或“上宽
下窄”)的形状。
不是
薄
转换法
相等
上窄下宽
(4)小张同学在图丁所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐
水,他发现U形管两边液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大
压强越大”的结论。他的结论是不可靠的,原因是_________________________
____________。
没有控制探头在液体中的
深度相同
【拓展应用】
(5)(思维拓展)小强要探究液体内部压强与液体密度的关系,小强保持图戊中左图
金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图戊中右图所
示。比较两次实验,小强得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。
小宇认为他这样得出的结论不可靠,理由是:______________________________;
未控制金属盒所处深度不变
(6)实验小组的小超利用压强计来鉴别水和酒精,已知ρ水>ρ酒精,现有两只相同的烧
杯A和B,分别盛有体积相同的水和酒精。小超用自己改装并调试好的压强计进行
实验,如图己所示,将压强计两个金属盒分别浸没入两种液体相同的深度,从而判断
出图中装水的是_______(选填“A”或“B”)烧杯。
A
重点二 比较液体内部压强的大小
【典题2】(2022·无锡中考)如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒
精(ρ水>ρ酒精)。B和C两容器的底面积相同,且其中的液体深度也相同,三个容器中,
底部所受液体压强最大的是 ( )
A.A容器
B.B容器
C.C容器
D.无法比较
B
【技法点拨】
比较液体内部压强大小的“三步”
第一步:明确液体密度的关系。
第二步:明确所求位置液体的深度关系。
第三步:根据特点判断:密度相同,比较深度,深度大的压强大;深度相同,比较密度,密度大的压强大。
【变式】如图所示的容器中装有某种液体,试比较A、B、C、D四点液体的
压强。它们之间的关系是 ( )
A.pA<pB<pC=pD
B.pA<pB=pC>pD
C.pA<pB<pC<pD
D.pA>pB>pC>pD
A
第二课时 液体压强的大小
教材·核心探究
典题·疑难突破
教材·核心探究
液体压强的大小
1.液体压强的大小只与液体的__________和__________有关。
2.计算公式:___________。
【释疑点】液体压强公式p=ρgh中的h指的是液体内部某点到自由液面的竖直距离,而不是到容器底的距离(如图)。
密度
深度
p=ρgh
典题·疑难突破
重点 液体压强的计算
【典题】(2023·福建质检)福安作为红茶故乡,福安坦洋工夫茶一直以来都以其具有独特的品种优势和独特的地理、气候、土壤优势等著称于世界。如图,平底茶杯重为6 N,平底茶杯中盛有150 g的茶水,杯子放在水平桌面上时,杯中茶水液面距杯底6 cm,杯底面积为3×10-3 m2,其中茶水密度近似为1.0×103 kg/m3,g取
10 N/kg。求:
(1)茶水对杯底的压强;
(2)茶水对杯底的压力;
(3)茶杯对桌面的压强。
解:(1)茶水对杯底的压强为p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-2 m=600 Pa
(2)根据p=得茶水对杯底的压力为
F=pS=600 Pa×3×10-3 m2=1.8 N
(3)水平桌面受到的压力为
F'=G总=G杯+G茶水=G杯+m茶水g=6 N+150×10-3 kg×10 N/kg=7.5 N
茶杯对水平桌面的压强为
p'===2.5×103 Pa
【技法点拨】
(1)计算液体对容器底的压力和压强:先根据p=ρgh计算压强,再根据F=pS计算压力。
(2)计算容器对桌面的压力和压强:先根据F=G容+G液计算压力,再根据p=计算压强。
【变式】(2023·广东质检)如图所示,质量为1.1 kg的剖面工字形的容器放在水平桌面上,其底部的横截面积为100 cm2,其中装有600 g、深度为10 cm的煤油,A点距底部4 cm(已知ρ煤油=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:
(1)A点受到煤油产生的压强大小;
(2)容器对水平桌面的压强大小;
(3)煤油对容器底部压力大小。
解:(1)A点的深度为
h=10 cm-4 cm=6 cm=0.06 m
A点受到煤油产生的压强为
p=ρ煤油gh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m=480 Pa
(2)容器对水平桌面的压力为
F=G总=(m容+m煤油)g=(1.1 kg+600×10-3 kg)×10 N/kg=17 N
容器对水平桌面的压强为
p===1 700 Pa
(3)容器内煤油的深度为h1=10 cm=0.1 m
煤油对容器底部压强为p'=ρ煤油gh1=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=800 Pa
则煤油对容器底部压力为
F'=p'S=800 Pa×100×10-4 m2=8 N
本课结束
$$