内容正文:
第二单元 力学
第11课时 液体压强
教材梳理 夯实基础
考向探究 培养能力
真题回顾 把握考向
实验突破 提升素养
考点一
液体压强
液体
压强
特点 ①液体对容器 (因为液体受到重力作用)和
(因为液体具有流动性)都有压强;
②同种液体,深度越深,压强 ;
③在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
④在同种液体的同一深度,向各个方向的压强都
公式 p=
底部
侧壁
越大
密度
相等
ρgh
教材梳理 夯实基础
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2
(续表)
应用
(连通
器) 结构:上端 、下端 。
特点:连通器中装同种液体,当液体不流动时,各部分液面 。
实例:地漏、排水管的U形“反水弯”、锅炉水位计、船闸等
开口
连通
相平
教材梳理 夯实基础
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1. 如图11-1所示,容器中装有一定量的液体,若B点的液体压强为3×103 Pa,则液体的密度是 kg/m3,A点的液体压强为 Pa。该容器 (选填“属于”或“不属于”)连通器。(g取10 N/kg)
基础配练
图11-1
1×103
1000
不属于
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甲、乙、丙为三个质量相同的容器,底面积都为S,里面盛有同种液体且深度相同(均为h)。
考点二
固体、液体压强综合
容器
液体对容器底部的压强 p甲 p乙 p丙(原理: )
液体对容器底部的压力 F甲 F乙 F丙(原理: )
=
=
p=ρgh
=
=
F=pS
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(续表)
容器
容器中液体所受重力 G甲 G乙 G丙(原理:G=ρVg)
容器底部所受液体压力
和液体所受重力的关系 F甲 G甲 F乙 G乙 F丙 G丙
<
<
>
=
<
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(续表)
容器
容器对水平桌面的压力 F甲' F乙' F丙'(原理: )
容器对水平桌面的压强 p甲' p乙' p丙'(原理: )
<
<
F'=G总
<
<
p'=
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2. 容积相同的甲、乙两个长方体容器都装满水,如图11-2所示,则甲、乙两容器底部受到水的压力F甲 F乙;容器底部受到水的压强p甲
p乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
基础配练
图11-2
等于
小于
教材梳理 夯实基础
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例 1 如图11-3所示为相同的两支试管,都盛有液体,液体对容器底部的压强分别为pA和pB,请回答下列问题:(均选填“>”“<”或“=”)
(1)若两支试管内装入同种液体,则pA pB。
(2)若两支试管内装有相同质量的不同液体,则
pA pB。
(3)若将试管B由倾斜位置转成竖直位置,竖直时
液体对容器底部的压强为pB',则pB pB'。
考向一
压力、压强的大小判断
图11-3
=
>
<
考向探究 培养能力
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9
变式 1 a、b两个完全相同的圆台形容器,以不同方式放置在水平桌面上,容器内盛有深度相同的水,如图11-4所示,则两容器中水的重力Ga
Gb;水对容器底部的压强pa pb;容器对桌面的压力Fa Fb。(均选填“>”“<”或“=”)
图11-4
<
=
<
考向探究 培养能力
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变式 2 (2024河北模拟)如图11-5所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有高度、质量均相同的不同液体,液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙,甲、乙两容器对水平桌面的压强分别为p甲'、p乙',若容器自重忽略不计,则下列关系正确的是 ( )
A.p甲>p乙
B.p甲<p乙
C.p甲' >p乙’
D.p甲'<p乙'
图11-5
B
考向探究 培养能力
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例 2 (2023广安)一个未装满饮料的密闭瓶子,正立放在桌面上,如图11-6甲所示,饮料对瓶底的压力为F甲,瓶子对桌面的压强为p甲;将瓶子倒立放在桌面上,如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为F乙,瓶子对桌面的压强为p乙。下列关系式正确的是 ( )
A.F甲=F乙,p甲>p乙
B.F甲>F乙,p甲=p乙
C.F甲>F乙,p甲<p乙
D.F甲=F乙,p甲=p乙
图11-6
C
考向探究 培养能力
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变式 3 如图11-7甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静置在水平桌面上,容器的底面积为20 cm2,容器内水面到容器底的距离为6 cm,g取10 N/kg,则水对容器底的压强为 Pa,水对容器底的压力为
N;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将 ,容器对水平桌面的压强将 ,水对容器底的压力将 。(后三空均选填“变大”“变小”或“不变”)
图11-7
600
1.2
变大
变大
变小
考向探究 培养能力
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例 3 如图11-8所示,两杯中的液面相平,且b、c两点处于同一高度。下列关于液体中a、b、c三点压强的说法正确的是(ρ盐水>ρ水) ( )
A.a点向下的压强比向上的压强大
B.b点压强比c点压强小
C.a、b两点压强相等
D.a、c两点压强相等
图11-8
B
考向探究 培养能力
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变式 4 如图11-9所示,置于水平桌面上的两个粗细不同的圆柱形容器甲、乙,分别装有两种不同的液体,容器底部受到的液体压强相等。两种液体密度的关系是ρ甲 ρ乙,液体对容器底的压力F甲 F乙;距容器底部高度相等的A、B两点所受液体压强的大小关系是pA pB。(均选填“>”“<”或“=”)
图11-9
>
<
<
考向探究 培养能力
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例 4 (2023龙东)如图11-10所示,把一个质量为0.5 kg、底面积为40 cm2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6 kg的水,水面到壶底的深度为12 cm,则水对壶底的压力是
N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
考向二
压力、压强的计算
图11-10
连通器
4.8
考向探究 培养能力
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变式 5 如图11-11所示,三峡大坝的正常蓄水位为175 m,则深度为20 m的某处受到水的压强为 Pa;轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了 原理;工程师把拦河坝设计成上窄下宽的形状,是因为液体压强随液体 的增大而增大。(g取10 N/kg)
图11-11
2×105
连通器
深度
考向探究 培养能力
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例 5 将一个两端开口的玻璃管下端扎上橡皮膜,倒入一定量的某种液体后,橡皮膜向外凸出。然后将其放入盛有水的烧杯中,玻璃管下端距水面10 cm,此时玻璃管内的液柱高为8 cm,橡皮膜恰好变平,如图11-12所示,则该液体的密度为 kg/m3。
图11-12
1.25×103
考向探究 培养能力
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变式 6 教材素材改编 小华用如图11-13所示装置测量某种液体的密度,已知容器中间用隔板分成两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,在容器左侧注入适量的待测液体,右侧注入水。
(1)当注入的水较少时,水产生的压强小于待测液体产
生的压强,橡皮膜向 (选填“左”或“右”)凸。
(2)继续向右侧注水,当橡皮膜变平时,橡皮膜左、右两侧
受到的压强 。
图11-13
右
相等
考向探究 培养能力
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(3)用 分别测出橡皮膜左、右两侧的待测液体和水的深度h1和h2,根据液体压强公式p=ρgh,水的密度为ρ水,得到待测液体的密度为ρ=
。
刻度尺
图11-13
考向探究 培养能力
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例 6 科学思维 (2024石家庄一模)如图11-14所示,两个完全相同且足够高的轻质薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器的底面积为2×
10-2 m2,甲中盛有0.2 m深的水,乙的底部放有边长为0.1 m的实心均匀正方体A。(g取10 N/kg)
(1)求容器甲中水的质量m水。
(2)求水对容器甲底部的压强p水。
(3)现将正方体A从容器乙中取出,再将其浸没于容器
甲的水中,此时水对容器甲底部的压强p水'等于容器乙
底部所受压强的变化量Δp乙,求正方体A的密度ρA。
图11-14
考向探究 培养能力
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解:(1)容器甲中水的体积:V水=S甲h水=2×10-2 m2×0.2 m=4×10-3 m3,
由ρ=可知,水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×4×10-3 m3=4 kg。
考向探究 培养能力
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例 6 科学思维 (2024石家庄一模)如图11-14所示,两个完全相同且足够高的轻质薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器的底面积为2×
10-2 m2,甲中盛有0.2 m深的水,乙的底部放有边长为0.1 m的实心均匀正方体A。(g取10 N/kg)
(2)求水对容器甲底部的压强p水。
图11-14
(2)水对容器甲底部的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=
2×103 Pa。
考向探究 培养能力
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例 6 科学思维 (2024石家庄一模)如图11-14所示,两个完全相同且足够高的轻质薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器的底面积为2×
10-2 m2,甲中盛有0.2 m深的水,乙的底部放有边长为0.1 m的实心均匀正方体A。(g取10 N/kg)
(3)现将正方体A从容器乙中取出,再将其浸没于容器
甲的水中,此时水对容器甲底部的压强p水'等于容器乙
底部所受压强的变化量Δp乙,求正方体A的密度ρA。
图11-14
(3)正方体A的体积:VA=L3=(0.1 m)3=1×10-3 m3,
正方体A从容器乙中取出后,容器乙底部所受压力的变化量ΔF=GA,
考向探究 培养能力
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由题意可知:p水'=Δp乙,
因为p水'=ρ水gh水'=ρ水g×,
Δp乙==ρAgL,
所以ρ水g×=ρAgL,
解得正方体A的密度:
ρA=ρ水×=1.0×103 kg/m3×=2.5×103 kg/m3。
考向探究 培养能力
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突破
探究液体压强与哪些因素有关
如果视频无法正常播放,可以在实验视频文件夹中打开原视频
温馨提示|
实验突破 提升素养
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26
例 如图11-15所示是用压强计探究“影响液体内部压强大小因素”的实验装置。
图11-15
实验突破 提升素养
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(1)如图甲所示,压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器,它是通过U形管两侧 来反映液体内部压强大小的。
(2)某同学在实验探究之前,首先检查了实验装置的气密性,他的方法是用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管两侧液面的高度差变化,他发现U形管两侧液面的高度差 (选填“有”或“无”)变化,说明漏气。
(3)保持图乙中探头在水中的深度不变,改变
探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差
相等,可以得到:在同种液体同一深度,向各个
方向的压强大小 。
图11-15
不属于
液面的高度差
无
相等
实验突破 提升素养
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(4)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 有关。
(5)比较 两图,可以得到液体的压强与液体的密度有关。
(6)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
图11-15
液体深度
丙、丁
1000
实验突破 提升素养
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(7)如图戊所示,有A、B两只大烧杯,一杯盛有纯净水,另一杯盛有酒精,老师要求同学们用压强计将它们区别开。小华将压强计的金属盒先后浸没到A、B两杯液体中,分别记下压强计U形管两侧液面的高度差hA和hB,她发现hA<hB,于是她认为B杯中盛的是水。老师指出小华的实验方法是错误的,错误原因是 。
图11-15
没有控制压强计的金属盒在两种液体中的深度相同
实验突破 提升素养
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[新考法](8)小艾找来刻度尺,利用图丙和图丁装置来测盐水的密度,当U形管两侧液面的高度差相同时,金属盒浸入水和盐水的深度分别是6 cm和5 cm,则盐水的密度为 kg/m3。
图11-15
1.2×103
实验突破 提升素养
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(2023石家庄一模)如图11-16所示,质量为0.81 kg的物体A以及甲、乙两个高度相同的轻质薄壁容器置于水平桌面上,甲、乙容器的底面积分别为S甲=1×10-2 m2、S乙=5×10-3 m2。现分别向甲、乙两个容器中倒入质量相同的酒精和水,甲中酒精的深度为10 cm,乙中水的深度为16 cm。(g取10 N/kg,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,
ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)若物体A的底面积为5×10-3 m2,则物体A对水平
桌面的压强是多少。
(2)求乙容器中水对容器底部的压力。
(3)若将物体A浸入甲容器的酒精中,甲容器的液面刚好
和乙容器的液面相平,求物体A的最大密度。
· 中考预测
图11-16
真题回顾 把握考向
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解:(1)物体A的重力:
G=mg=0.81 kg×10 N/kg=8.1 N,
物体A对水平桌面的压力:F=G=8.1 N,
则物体A对水平桌面的压强:p==1.62×103 Pa。
真题回顾 把握考向
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(2023石家庄一模)如图11-16所示,质量为0.81 kg的物体A以及甲、乙两个高度相同的轻质薄壁容器置于水平桌面上,甲、乙容器的底面积分别为S甲=1×10-2 m2、S乙=5×10-3 m2。现分别向甲、乙两个容器中倒入质量相同的酒精和水,甲中酒精的深度为10 cm,乙中水的深度
为16 cm。(g取10 N/kg,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,
ρ水=1.0×103 kg/m3)
(2)求乙容器中水对容器底部的压力。
图11-16
(2)乙容器中水对容器底部的压强为
p乙=ρ水gh乙=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×16×10-2 m=1.6×103 Pa,
则水对容器底部的压力:F乙=p乙S乙=1.6×103 Pa×5×10-3 m2=8 N。
真题回顾 把握考向
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(2023石家庄一模)如图11-16所示,质量为0.81 kg的物体A以及甲、乙两个高度相同的轻质薄壁容器置于水平桌面上,甲、乙容器的底面积分别为S甲=1×10-2 m2、S乙=5×10-3 m2。现分别向甲、乙两个容器中倒入质量相同的酒精和水,甲中酒精的深度为10 cm,乙中水的深度为16 cm。(g取10 N/kg,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(3)若将物体A浸入甲容器的酒精中,甲容器的液面
刚好和乙容器的液面相平,求物体A的最大密度。
图11-16
真题回顾 把握考向
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(3)浸入甲容器的物体,当物体浸没时物体的体积最小,则其密度最大,由于物体浸入后甲容器的液面刚好和乙容器的液面相平,则此时甲容器中液体的深度为h甲'=h乙=16 cm=0.16 m,
物体的最小体积:
V=V排=ΔV=S甲(h甲'-h甲)=1×10-2 m2×(0.16 m-0.1 m)=6×10-4 m3,
物体A的最大密度为ρA==1.35×103 kg/m3。
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