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第2课时 连通器与液体压强的应用
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同种
1.连通器内装入 液体,当液体静止时,连通的各容器中液面总保持 。
2.生活中常见的连通器有 、 、锅炉水位计等。
相平
茶壶
涵洞
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1.连通器原理的理解
(1)连通器各部分中的液面高度相同的条件:一是连通器中装有同种液体,二是液体不流动。
(2)连通器中各部分液面高度相同,与各部分的粗细和形状等没有关系。
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2.液体产生的压力利用公式F=pS计算液体压力时,要注意受力面积S。(1)当容器是柱形时,液体对容器底的压力才等于液体的重力,如图甲;(2)当容器是底小口大的倒梯形时,液体对容器底的压力小于液体的重力,如图乙;(3)当容器是底大口小的梯形时,液体对容器底的压力大于液体的重力,如图丙。液体对容器底的压力F=pS=ρghS,而Sh的含义是以容器底为底、以液体深度为高的柱体的体积。即V柱=Sh,所以F=pS=ρghS=ρgV柱=m柱g=G柱,G柱的含义为以V柱为体积的那部分液体的重力,如图中阴影部分。
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3.船闸由两个连通器组成:上游与闸室组成的连通器和闸室与下游组成的连通器。
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B
知识点1:连通器
1.下列实例应用连通器原理工作的是( )
A.托盘天平
B.三峡船闸
C.拦河大坝
D.水银气压计
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2.如图装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管稍向右倾斜,稳定后A管中的水面将( )
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管中的水面相平
D.以上三种情况均有可能
C
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知识点2:液体压强的综合应用
3.如图,当试管从倾斜放置到竖直放置的过程中,水对试管底部压强和压力的变化情况,下列说法正确的是( )
A.压强变小,压力变小
B.压强变大,压力不变
C.压强变大,压力变大
D.压强变小,压力变大
C
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4.如图,在水平桌面上放有A、B、C、D四个底面积均为0.01 m2的薄壁空杯。当在其中一个空杯中装入0.9 kg水后,水对杯底产生的压强为900 Pa,则该杯子形状可能是图中的( )
A
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5.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,那么容器底部受
到的液体压强为 ,容器对桌面产生的压强为 。
ρgh
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D
6.如图,A、B两容器中装有同一液体,且液面高度相同,a点的压强小于b点的压强,当A、B间的阀门打开时,液体( )
A.由A流向B
B.由B流向A
C.在A、B间来回流动
D.静止不动
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7.【教材情境素材改编】如图是轮船通过船闸的示意图。此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭。下列说法正确的是( )
A.闸室和上游水道构成连通器,
水对阀门B两侧的压力相等
B.闸室和上游水道构成连通器,
水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
C.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
D.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B两侧的压力相等
B
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8.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器対桌面的压力:F甲=F乙
②容器对桌面的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲′=F乙′
④液体对容器底部的压强:p甲′>p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④
C.只有②和③ D.只有③和④
B
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9.(多选题)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甲=F乙=F丙
BD
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10.如图所示,平底茶壶的质量是400 g,底面积是40 cm2,内盛0.6 kg的开水,放置在面积为1 m2的水平桌面中央,装水深度为12 cm。此时茶壶底部受到水的压强为 Pa;将茶壶略微倾斜,待水面静止后(水未溢出),则壶嘴和壶身中的水面 (选填“相平”或“不相平”)。(g取10 N/kg,ρ茶水=1.0×103 kg/m3)
1 200
相平
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11.如图所示,一个封闭薄容器中装满体积为1 dm3 的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为200 g,容器与桌面接触的面积为 100 cm2,容器中液面高为14 cm,忽略容器壁厚度,容器对桌面的压强为____ Pa,容器侧壁对水向下的压力为____ N。(ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg)
1 200
4
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1 ∶1
12.【科学推理】如图所示,A、B为完全相同的两个圆柱形容器,各盛有7 cm深的水,A、B之间用带阀门的细导管连接。开始时阀门K关闭,此时水对A、B两容器底面的压力之比为 。将阀门K打开,待水不流动时,水对A、B两容器底面的压强之比为 。
3 ∶4
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$$8.2 液体的压强
第1课时 液体压强的特点与计算
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压强
液体内部各个方向都有 ,并且在同一深度各个方向的压强大小 ;液体内部的压强与深度有关,深度增加,压强 ;不同液体内部的压强与液体的密度有关,在同一深度,液体的密度 ,压强越大。
相等
增大
越大
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1.液体压强产生的原因
(1)液体由于受到重力作用,对支撑它的容器底产生压强。
(2)液体具有流动性,对阻碍它流动的容器壁产生压强。
(3)液体由于流动而在液体内部相互挤压,因此液体内部向各个方向都产生压强。
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2.辨析液体压强公式p=ρgh
(1)应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一成国际单位制中的单位。式中g取9.8 N/kg或10 N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m3,压强p的单位是Pa。
(2)在液体内部压强公式中,h表示液体的深度,而不是高度或长度。
(3)从液体压强公式p=ρgh可以看出,液体的压强只与液体的密度ρ和深度h有关,而与液体的体积、质量、容器的形状及底面积无关。
(4)公式p=ρgh对所有静止液体都适用。
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在液体内部压强公式中,h表示液体的深度,而不是高度或长度,深度是指从液面到计算压强处的竖直距离。
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液体对容器底部有压强
知识点1:液体的压强
1.如图甲,往下端扎有橡皮膜的玻璃管中注水,发现橡皮膜向下凸,说明 ;如图乙,往侧壁包有橡皮膜的玻璃管中装入水,发现橡皮膜向外凸,说明 。
液体对容器侧壁有压强
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知识点2:液体内部压强的特点
2.小明在探究“液体压强与哪些因素有关”时,进行了如图实验。
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(1)实验中通过U形管压强计的 来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)比较图甲和图 可知:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)比较图乙和图丙,保持金属盒在水中的深度 ,改变它的方向,根据实验现象可知:在液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强 。
(4)比较图甲和图丁,可知液体内部压强大小跟 有关。
两管液面高度差
乙
相同
相等
液体密度
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知识点3:液体压强的计算
3.【现代科技】“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10 000 m深处时,其外部100 cm2的水平舱面上所受的海水压强为 Pa,海水压力约为 N。(海水密度为1.03×103 kg/m3)
1.03×108
1.03×106
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4.(吉林中考)某容器中装有5 kg的水,水的深度是0.4 m。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)水的重力;
(2)水对容器底部的压强。
解:(1)水的重力:G=mg=5 kg×10 N/kg=50 N;
(2)水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m=4×103 Pa。
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B
5.下列能正确描述同种液体中液体压强与深度关系的是( )
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6.如图所示,一个未装满水的瓶子,正立在水平桌面上时,水对瓶底的压强为p1,倒立时水对瓶盖压强为p2,则下列说法正确的是( )
A.p1>p2
B.p1=p2
C.p1<p2
D.无法确定
C
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7.如图,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则下列正确的是( )
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
A
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8.如图,放于水平桌面上的两个质量相等但高度和底面积均不相等的圆柱形容器,盛有相同质量的同种液体,液体对容器底部的压强关系是:p甲 p乙,容器对桌面的压力关系是F甲 F乙。(均选填“>”“<”或“=”)
>
=
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9.质量为100 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有500 g水,将容器放在水平地面上,如图。若水对容器底部压强为2×103 Pa,则容器内水深h为____cm,液体对容器底部压力为____N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
20
4
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10.质地均匀的正方体放在水平地面上,体积为3×10-3 m3、质量为6 kg,如图甲;另有一底面积为2×10-2 m2、足够高的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,容器内盛有0.2 m深的水,如图乙。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求正方体受到的重力;
(2)求水对容器底部的压力;
(3)现将正方体浸没在水中,
求水对容器底部压强的增加量。
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解:(1)正方体受到的重力:
G=mg=6 kg×10 N/kg=60 N;
(2)水对容器底部的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m
=2×103 Pa,
水对容器底部的压力:
F=pS=2×103 Pa×2×10-2 m2=40 N;
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(3)容器足够高,则正方体浸没在水中后没有水溢出,水深度的增加量:
Δh===0.15 m,
水对容器底部压强的增加量:
Δp=ρgΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m
=1.5×103 Pa。
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11.【科学思维】水平桌面上有两个轻质圆柱形容器A、B,它们的横截面积相同,A的底面为平面,B的底面向上凸起,在两容器中均注入重力为G的甲、乙两种液体(如图所示),容器A对桌面的压力FA 容器B对桌面的压力FB,容器A对桌面的压强 容器B对桌面的压强;若A、B容器中同一水平高度处液体的压强分别为
p′甲、p′乙,则p′甲 p′乙。(均
选填“大于”“等于”或“小于”)
等于
小于
小于
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