内容正文:
第9章 压强
9.2 液体的压强
第2课时 连通器 液体压强的计算
目 录
01
基础过关
02
课堂巩固
03
课后进阶
04
能力提升
01
基础过关
1.根据液体压强的公式p=ρgh可以推导出ρ=_____、h=_____。
2.液体压强公式的理解:(1)公式适用的条件为:______;(2)从公式中看出:液体的压强只与____________和____________有关,而与液体的______、______、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
液体
液体的密度
液体的深度
质量
体积
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3.液体压力与重力的关系:
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4.连通器:
(1)概念:__________________________。
(2)特点:连通器里装的是相同的液体,当液体________时,连通器各部分中的液面高度总是______的,即各容器中的液体深度总是______的。
(3)生活中的应用:______、______、______________、乳牛自动喂水器等。
上端开口、下端连通的容器
不流动
相同
相等
船闸
茶壶
锅炉的水位计
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02
课堂巩固
液体压强的计算
1.一个鱼缸用隔板隔开两半,分别装入体积相等的淡水和海水(ρ淡水=1 g/cm3,ρ海水=1.1 g/cm3),且两边水面相平,则( )
A.a、b点的压强相等
B.装入水的质量相等
C.装入海水的质量较小
D.a点的压强较大
D
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2.装有两种不同液体的烧杯置于水平面上如图所示,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ。则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh
B.2.6ρgh
C.2.8ρgh
D.3ρgh
C
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3.装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为_______Pa;若将该玻璃管竖直放置,则水对玻璃管底部的压力将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
800
变大
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4.一质量为5 kg、底面积为150 cm2的容器置于水平桌面上,其内装有质量为10 kg、密度为0.9×103 kg/m3的某种液体,液体深度为
0.6 m,如图所示。求:
(1)容器底受到的液体压强;
解:容器底受到的液体压强
p=ρ液gh=0.9×103kg/m3×10N/kg×0.6m=5400Pa;
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(2)距容器底20 cm处的A点受到的液体的压强;
解:距容器底20cm处的A的深度hA=0.6m-20×10-2m=0.4m,
距容器底20cm处的A点受到的液体压强pA=ρ液ghA=0.9×103kg/m3×10N/kg×0.4m=3600Pa;
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(3)桌面受到的压强。
解:桌面受到的压力F=G总=m总g=(5kg+10kg)×10N/kg=150N,
答:略。
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连通器
5.(1)如图甲所示,将两根玻璃管下端用橡皮管连在一起。将其中一根玻璃管固定在铁架台上,向管中注入适量的水。不管手持另一根玻璃管升高、下降或向右倾斜到任一位置,待水面静止后观察到两根玻璃管中水面的高度______(选填“相平”或“不相平”)。这种上端开口、下端连通的容器叫做________。
相平
连通器
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(2)如图乙所示,李安把甲图的连通器抽取出来做分析,以连通器底部的液面AB(可设想成一个硬纸片)为研究对象,当液体静止不动时,液面AB受到左右两边的液体的压力F左____F右,所以左右两边的液体的压强p左____p右。又根据液体压强公式p=______,ρ相同,所以左右两边的液体的深度h左____h右。(均选填“>”“=”或“<”)
=
=
ρgh
=
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(3)如图丙所示,在装修房屋时,工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡),两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水静止时,在与水面相平的位置做出标记。这样做利用了________原理,目的是保证两点在______________________。
连通器
同一水平面(同一高度)
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(4)如图丁所示,是乳牛自动喂水器,牛喝水时,右水槽中的水位下降,根据连通器的原理,左槽中的水位______(选填“上升”“下降”或“不变”),致使浮子______(选填“上移”“下移”或“不动”),进水口打开。
下降
下移
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6.我国三峡船闸是世界上最大的船闸,如图是轮船准备从闸室驶往下游的情景,此时应先关闭上游的阀门和闸门,打开阀门______(填写字母),闸室与下游水道构成了一个__________。当闸室水面下降到和下游水面________后,打开下游闸门,轮船驶向下游。
B
连通器
相平
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03
课后进阶
7.固定在斜面上的U形容器里装有适量水,水静止不流动,水面位置正确的是( )
C
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8.有关连通器,以下说法正确的是( )
A.相连通的装有液体的容器中,液面总是相平的
B.连通器里的液体不流动时液面总是相平的
C.连通器里只有一种液体且不流动时,液面相平
D.连通器中,液面高低与容器的形状有关
C
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9.轻质圆柱形容器A、B放在水平桌面上,盛有质量相同的不同液体,两容器中液体的液面高度相同,如图所示,现有质量相同的甲、乙两实心球(ρ甲>ρ乙)。选择其中一球放入某容器中,球浸没且液体不溢出,要使液体对容器底部的压强p最大,则( )
A.甲放入A中
B.甲放入B中
C.乙放入A中
D.乙放入B中
C
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10.两个完全相同的圆柱形容器内盛有A、B两种液体,某实心金属小球浸没在A中,如图所示,此时液体对容器底部的压强pA>pB。若将小球从A中拿出并浸没在B中(液体不溢出),则以下判断一定正确的是( )
A.放入B中后,液体对容器底部的压强pA′<pB′
B.放入B中后,液体对容器底部的压强pA′>pB′
C.液体对容器底部压强的变化量大小ΔpA>ΔpB
D.液体对容器底部压强的变化量大小ΔpA=ΔpB
C
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11.如图所示,自带吸管的玻璃杯可以看作是一个__________,当杯中饮料静止时,图中A点的液体压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)B点的液体压强。装有饮料的玻璃杯总质量为0.3 kg,放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为2×10-4 m2,则杯子对桌面的压强为_________Pa。(g取10 N/kg)
连通器
等于
15000
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12.如图所示,在水平桌面上有粗细相同的两个水壶,能装更多的水的水壶是______(选填“甲”“乙”或“甲乙一样多”),其中原因可以用__________原理解释。
乙
连通器
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13.如图所示,薄壁容器的底面积为S,重为G1,内装有密度为ρ,重为G2的某种液体,深度为h,容器放置在水平桌面上静止,那么液体对容器底部的压力为_______,容器对桌面产生的压强为_________。背着氧气瓶的潜水员若要在深海的海水中工作,就要穿抗压服。若某人穿上抗压服后能承受的最大压强为8×105 Pa,则这个人能下潜的最大深度为______m。(海水的密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
ρghS
80
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14.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静置在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6cm。则水对容器底的压强为_______Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示、容器对水平桌面的压强将________,水对容器底的压力将________。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
600
变大
变小
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15.甲、乙两个完全相同的容器放在水平地面上,里面盛有质量相等的水和酒精,如图所示。(ρ水=1×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)甲盛的是______(选填“水”或“酒精”)。
(2)根据公式___________,可以求得B点所受到的液体压强大小为__________。
水
p=ρgh
400Pa
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(3)A点和B点到液面的距离相同,则A点所受到的液体压强__________(选填“等于”或“不等于”)B点所受到的液体压强。
(4)甲容器底部受到的液体压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙容器底部受到的液体压强。
不等于
等于
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04
能力提升
16.发生在山区的大地震,往往能形成如图所示的堰塞湖,随时有溃堤的可能,严重地威胁着下游群众的生命安全。若该堰塞湖湖堤底部的水深已达到40m,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)该堰塞湖湖底受到的水压强。
解:湖堤底部受到水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×40m=4×105Pa;
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(2)湖堤底部的一块表面积为2000cm2的石头受到水的压力。
解:石头的表面积为S=2000cm2=0.2m2,
F=pS=4×105Pa×0.2m2=8×104N;
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(3)假设该湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大压强都是5×105Pa,那么,最多还能允许水面上升多少m?
解:设湖堤底部水的最大深度为H,由p最大=ρ水gH,
水面最多还能上升的高度为Δh=H-h=50m-40m=10m。
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注意:计算液体对容器的压力时,必须先由公式p=ρgh算出压强,再由公式p=,得到压力F=pS。特殊情况:对直柱形容器而言,F等于液体的重力,因此也可以利用p=计算直柱体底部受到的液体的压强。
桌面受到的压强p′===104Pa。
根据p=可知石头受到水的压力:
得H===50m。
$$