内容正文:
第九章 压强
专题(四)
[固体压强和液体压强的综合判断与计算]
全品初中
【典例精讲】
例1 两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒精,液面高度如图4⁃ZT⁃1所示。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1'和F1',乙容器对桌面的压强和压力分别为p2'和F2'。已知水的密
度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是 ( )
A.p1<p2、F1<F2 B.p1<p2、F1=F2
C.p1'>p2'、F1'=F2’ D.p1'=p2'、F1'=F2'
▶类型一 柱形容器的压力和压强
图4⁃ZT⁃1
D
[思维导引]
柱形容器装有液体放在水平面上,液体对容器底的压力F= ,液体对容器底的压强p= = ;容器对水平面的压力F= ,容器对水平面的压强p=
G液+G容
3
【学以致用】
1.如图4⁃ZT⁃2所示,甲、乙两个容器中盛有相同质量的同种液体,两个容器底部受到液体的压力分别为F甲、F乙,受到液体的压强分别为p甲、p乙,则它们的大小关系为 ( )
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4⁃ZT⁃2
A
2.(2023大连)如图4⁃ZT⁃3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
图4⁃ZT⁃3
B
3.如图4⁃ZT⁃4所示,水平桌面上放有两个薄壁圆柱形容器甲和乙(质量不计),分别盛满高度相等、质量相等的水和酒精。则液体对容器底部的压力F甲 F乙,压强p甲 p乙,容器对桌面的压力F甲' F乙',压强p甲' p乙'。(均选填“>”“=”或“<”)
图4⁃ZT⁃4
=
>
=
>
4.某薄壁圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,容器的质量为0.5 kg、底面积为5×10-3 m2。将一定量的水注入容器内(水未溢出),容器内水深为0.2 m。求:(g取10 N/kg)
(1)容器内注入水的质量。
(2)水对容器底部的压强。
(3)水平桌面受到盛水容器的压强。
[答案](1)水的体积:V=Sh=5×10-3 m2×0.2 m=10-3 m3,
水的质量:m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3×10-3 m3=1 kg。
(2)水对容器底部的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa。
(3)容器对水平桌面的压力:
F=G总=m总g=(0.5 kg+1 kg)×10 N/kg=15 N,
容器对桌面的压强:p===3×103 Pa。
【典例精讲】
例2 底面积和质量均相同的甲、乙、丙三个容器放置在水平桌面上。现向甲、乙、丙容器中分别加入等质量的a、b、c三种液体,三容器中液面恰好相平,如图4⁃ZT⁃5所示。则下列说法正确的是 ( )
A.液体对容器底部压强的关系为pa=pb=pc
B.液体对容器底部的压力关系为Fa=Fb=Fc
C.容器对桌面的压强关系为p甲=p乙=p丙
D.容器对桌面的压力关系为F甲>F乙>F丙
▶类型二 非柱形容器的压力和压强
图4⁃ZT⁃5
C
[思维导引]
容器
a.液体对容器底的压强 p甲= p乙= p丙=
b.液体对容器底的压力 F甲= ,
F甲 G甲液 F乙= ,
F乙 G乙液 F丙= ,
F丙 G丙液
c.容器对水平面的压强 p甲’= p乙’= p丙’=
d.容器对水平面的压力 F甲’= F乙’= F丙’=
ρ甲液gh
ρ乙液gh
ρ丙液gh
ρ甲液ghS甲
>
ρ乙液ghS乙
=
ρ丙液ghS丙
<
G甲液+G甲容
G乙液+G乙容
G丙液+G丙容
【学以致用】
5.(多选)一个未装满水的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(图4⁃ZT⁃6甲),再倒立放置(图乙),下列说法正确的是 ( )
A.杯底对桌面的压力F甲=F乙
B.水对杯底的压力F甲'=F乙'
C.杯底对桌面的压强p甲<p乙
D.水对杯底的压强p甲'>p乙'
图4⁃ZT⁃6
AD
6.如图4⁃ZT⁃7所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。下列分析正确的是 ( )
A.液体密度关系为ρA<ρB<ρC
B.液体对A容器底部的压强最小,对C
容器底部的压强最大
C.C容器对桌面的压强最大,A容器对桌面的压强最小
D.三个容器对桌面的压强相等
图4⁃ZT⁃7
D
7.如图4⁃ZT⁃8所示,甲、乙、丙是三个底面积和质量都相同、形状不同的容器,现装有相同高度的水,则容器底部所受水的压强大小关系是p甲 p乙 p丙,水平桌面所受容器的压强大小关系是p甲’ p乙’ p丙'。(均选填“=”“>”或“<”)
图4⁃ZT⁃8
=
=
<
<
8.如图4⁃ZT⁃9所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200 cm2,未盛水时的质量为0.2 kg,容器盛水后水面的高度为15 cm,此时容器对桌面的压强为1.1×103 Pa。求:(容器壁的厚度忽略不计,g取10 N/kg)
(1)水对容器底的压力。
(2)容器内所盛水的质量。
图4⁃ZT⁃9
[答案](1)水对容器底的压强:p水=ρ水gh水=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m=1.5×103 Pa;
水对容器底的压力:
F水=p水S=1.5×103 Pa×200×10-4 m2=30 N。
(2)由p=可得,容器对桌面的压力:
F=pS=1.1×103 Pa×200×10-4 m2=22 N,
容器的重力:G容=m容g=0.2 kg×10 N/kg=2 N;
因水平面上自由放置的物体对水平面的压力和自身的重力相等,则G总=F=22 N,
所以容器内所盛水的重力:
G水=G总-G容=22 N-2 N=20 N;
容器内所盛水的质量:m水===2 kg。
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全品初中
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